Несмотря на преимущества использования природного газа перед другими видами топлива, количество вредных веществ, поступающих в окружающую среду при его использовании, остается достаточно большим, что приводит к существенным изменениям в атмосфере, поверхностных водотоках, водоемах, подземных водоносных горизонтах, почвах и растениях.
При транспорте газа наиболее существенными источниками загрязнения биосферы являются компрессорные станции. Они поставляют в воздушную среду большую часть оксида и диоксида азота, оксида углерода. Снижение их содержания в воздухе - главная задача в газовой отрасли. Отсюда необходимо обеспечение герметичности всех систем, сокращение аварийных ситуаций, что связано с уменьшением потерь газа, и, следовательно, негативного воздействия на окружающую среду.
Мощный парк газоперекачивающих аппаратов и установок участвует в общем вкладе загрязнения воздушного бассейна и в изменении природных условий. Постоянно выделяющиеся загрязняющие вещества рассредотачиваются воздушными потоками на большие расстояния.
Компрессорная станция “Острогожск” входит в состав Острогожского управления магистральных газопроводов для транспорта природного газа по газопроводам Елец-Серпухов, Северный Кавказ-Центр. Данный объект принадлежит к линейным компрессорным станциям и предназначен для транспорта газа и компенсации потерь его давления в трубопроводе.
На станцию газ поступает преимущественно с Уренгойского месторождения. Основная составляющая часть этого природного газа - метан (97,95 % по объему). Ему сопутствуют в незначительных количествах (% по объему): этан - 0,53, пропан -0,24, изо- и н-бутан - 0,05 и 0,06, азот - 1,13, а также изо- и н-пентан и диоксид углерода. Природный газ транспортируется по трубопроводам сжатым с максимальным допустимым давлением 7,5 МПа. При его транспортировке наблюдаются потери давления на гидравлическое сопротивление, в результате чего перед поступлением на компрессорную станцию давление газа составляет 3-4 МПа. Поступая на станцию, он компремируется и распределяется потоками согласно режима диспетчерской службы потребителям.
Почти все цеха и службы расположены рядом друг с другом, за исключением компрессорного цеха 4, являющегося одним из основных источников загрязнения окружающей среды, и резервной котельной. Они находятся на расстоянии 250-300 м от основной территории станции. При поступлении на станцию газ вначале проходит блок очистки от влаги и механических примесей (сепараторы, пылеуловители), а затем передается непосредственно в компрессорные цеха 3 и 4, где происходит его компремирование. В связи со снижением объемов перекачиваемого газа в работе находится только цех 4. Цеха оборудованы газотурбинными газоперекачивающими агрегатами ГТ-750-6. Цех 3 оснащен тремя такими аппаратами, а цех 4 - десятью. При их работе образуются продукты сгорания газа.
В процессе компремирования температура природного газа значительно увеличивается и транспортировка газа в таком состоянии невозможна. Поэтому перед дальнейшей транспортировкой его охлаждают, используя для этого аппараты воздушного охлаждения.
На компрессорной станции имеются две котельных, одна из которых - резервная и в настоящее время не эксплуатируется. Котельная оборудована двумя котлами “Универсал-бМ” и одним “КСВ”, работающими на природном газе. Резервная котельная оборудована двумя котлами типа ВК-21.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ
Острогожская компрессорная станция находится в Центрально-Черноземной области России в 2 км восточнее города Острогожска, на восточных склонах Среднерусской возвышенности Восточно-Европейской равнины. Географические координаты - 51° с.ш. , 39° в.д.. К основным формам рельефа, определяющим характер поверхности в данной местности, относятся речные долины с террасами, ложбины, хорошо развитые овражно-балочные системы. На водоразделах встречаются плоские западины, а на склонах - оползни. Абсолютная высота в пойме р. Тихая Сосна - 84 м, на водоразделе -214м. Амплитуда колебания высот достигает 130 м .
Четвертичные отложения, прикрывающие почти сплошь все более древние породы, являются наиболее распространенными. Они имеют особо важное значение в генезисе современных почв, их географии и топографии и представлены в основном покровными и лессовидными суглинками, делювиальными и аллювиальными отложениями, реже флювиогляциальными песками и супесями.
Климат исследуемой территории умеренно континентальный с жарким сухим летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. Среднегодовая температура равна 7 °С , наиболее жаркого месяца (июля) + 20,4 °С, января - 8,6 °С. Годовая сумма осадков составляет 500 мм.
Общий характер циркуляционных процессов обусловлен главным образом антициклонической деятельностью. Зимой здесь преобладают пасмурные дни, повторяемость которых составляет 74-78%. В теплый период года увеличение солнечной радиации способствует прогреванию континентального воздуха и его высушиванию в процессе трансформации, поэтому облачность в это время меньше. Из неблагоприятных явлений следует отметить туманы (39 дней в году), метели и поземки (35 дней в году), гололед и изморозь (49 дней в году), грозы (44 дня в году), сильные ветры (со скоростью > 15 м/сек - 2 дня в году).
Почвенный покров территории станции и ее окрестностей представлен почвами - естественными ненарушенными, естественно-антропогенными, поверхностно-преобразованными, антропогенными глубокопреобразованными и техногенными поверхностными в виде почвоподобных образований. На междуречьях доминируют черноземы типичные, а под пологом дубрав в междуречье Потудани и Тихой Сосны -серые лесные почвы. В Острогожском лесу почвенный покров состоит из выщелоченных черноземов и темно-серых лесных почв. На песчаных террасах речных долин развиты преимущественно черноземовидные и желто-бурые связнопесчаные почвы а на супесчано-суглинистых - лугово-черноземные и выщелоченные черноземы. В поймах рек распространены пойменные аллювиальные дерновые и пойменные аллювиальные дерново-слоистые, луговые почвы. В притеррасной части пойм сформированы аллювиальные болотные, в основном иловато-перегнойно-глеевые и иловато-торфяные почвы.
В пределах станции и в её окрестностях преобладают черноземы типичные, преимущественно распаханные. Целинные же черноземы типичные встречаются редко и лишь на небольших участках под разнотравно-злаковой растительностью на лессовидных суглинках.
Преобладает культурная растительность. На лесные массивы в районе приходится 6,4 %. По меловым склонам р. Тихая Сосна наблюдаются своеобразные группировки реликтовых растений - тимьянники, среди которых доминируют чабрец или тимьян меловой и иссоп меловой. Им сопутствуют норичник меловой, смолевка меловая, льнянка меловая, лен крымский.
Животный мир рассматриваемой территории сравнительно небогат. В видовом составе преобладают представители открытых пространств: заяц-русак, суслик крапчатый, степной хорек, мышевидные грызуны. Лесные виды характерны для более облесенной части района - междуречье Потудани-Тихой Сосны. Здесь обитают олень настоящий, кабан, барсук, енотовидная собака, лесной хорек, норка, лисица.
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ
При эксплуатации газотранспортных объектов следует выделить два основных источника загрязнений - линейная часть газопровода и компрессорные станции.
Источниками загрязнения приземной атмосферы являются участки с основным технологическим оборудованием - компрессорные цеха и участки вспомогательных служб: котельные, автотранспортное хозяйство, склад горюче-смазочных материалов, сварочный пост, участок металлообработки, склад метанола и блок очистки газа, участок деревообработки, печь для дожига технологических жидкостей.
Значительная часть загрязняющих атмосферу веществ на компрессорных станциях выделяется при работе газоперекачивающих агрегатов и составляет 98%, а остальные 2% - продукты сжигания газа при работе котельных и электростанций. Большое (до 2200 м3 газа) количество газа выбрасывается в атмосферу через “свечу” при остановках и пусках газоперекачивающих агрегатов. Кроме этого, потери газа на компрессорных станциях (до 10 тыс. м3 в летний период) происходят при продувках пылеуловителей.
Компрессорные станции поставляют в атмосферу большое количество оксидов азота и углерода, которые поступают от топливоиспользующего оборудования. При содержании в газе соединений серы в состав выбросов входят сероводород и диоксид серы (табл. 1). В связи с наличием большого парка автомашин, работающих на этилированном бензине и дизельном топливе, ремонтных мастерских и автозаправочной станции определено содержание в атмосфере углеводородов бензина, сажи. свинеца и его соединении.
Выделение диоксида кремния, оксидов марганца, оксида железа, фторидов и фтористого водорода находится в зависимости от сварочных работ, металлической пыли - от работы участков металлообработки, древесной пыли - от работы участков деревообработки, паров метанола - от способа его хранения.
Всего в атмосферу поступает от 132 стационарных источников выбросов 1131,650 т/год загрязняющих веществ. Из этого количества наибольшая доля приходится на метан - 378.424 т/год или 1567,000 г/сек, диоксид азота -167.276 т/год или 5,81637 г/сек, монооксид азота - 129,298 т/год или 5.308 г/сек. монооксил углерода -455,737 т/год или 18,5155 г/сек. От организованных источников в атмосферу поступает 956,94145 т/год загрязнителей, а от неорганизованных (стоянки автотранспорта, АЗС, склада метанола, пневмокранов) - 174,7086 т/год загрязняющих веществ. Наибольшее количество вредных соединений дают компрессорные цеха 3 - 37.326953 т/год (3,3%) и 4 - 1079,6076 т/год (95,4%).
В общей массе выбросов (1131,650 т/год) содержится около 20 веществ разных классов опасности (табл. 1). Особо токсичные и токсичные вещества (1 и II классов опасности) составляют 167,27698 т/год или 14,8 % (без учета NO) от общей массы всех выбросов. Из особо опасных веществ в выбросах встречаются свинец и его соединения, а из токсичных - диоксид азота, оксиды марганца, фтористый водород. Эти вещества поступают в приземную воздушную среду в основном от следующих источников: