Studii privind poluarea apelor de suprafață în zonele cu activități petroliere

1.1 Aspecte generale

Apa, componenta esentiala a biosferei, reprezinta circa 1,4 miliarde km³, din care circa 97% este apa marilor si a oceanelor. Materialale sau energia introduse în mediul ambiant sunt numite poluanti atunci cand sunt folosite în concentraţii ce depăsesc anumite limite şi care au efecte dăunatoare asupra sănatătii omului sau produc dezechilibre ecologice.

Poluarea apelor este deteminată de următoarele grupe de agenţi:

a) poluarea apelor datorată agenţilor biologici (microorganismele). Apa a fost dintotdeauna un purtător potenţial de agenţi patogeni, care de multe ori au provocat epidemii catastrofale. Apa transportă microorganisme ce pot transmite hepatita, ganstroenterite,etc. Industriile alimentare, industria hârtiei sunt factori de poluare din aceasta categorie. Folosirea neraţională a îngrăşamintelor minerale a dus de cele mai multe ori la poluarea apelor freatice şi de suprafaţa cu nitraţi.

b) poluarea chimică prin deversarea în apa a diferite produse: azotaţi, fosfaţi, insecticide, reziduri ce conţin plumb, cupru, zinc, crom, nichel, mercur, hidrocarburile.

Mercurul provenit din deşeuri industriale, inhalarea vaporilor ca urmare a unor scăpări accidentale determinate de deteriorarea unor termometre sau tuburi fluorescente, deversările unor uzine producătoare de fungicide organomercurice. Azotații proveniţi din, îngrăsaminte chimice, detergenți,pesticide organofosforice. Cadminiul provenit din ape în care sau degersat reziduuri de cadminiu, aerosoli.Plumbul provenit din evacuările uzinelor industriale, gazele de eşapament ale autovehiculelor.Zincul provenit din apă sau băuturi cu continut de zinc, dizolvarea de către soluții acide a zincului din vase, din deseuri sau scăpări industriale [21].

c) agenti fizici de poluare: substante solide care infectează apele prin deversarea materialalor minerale insolubile; poluarea termică a apei datorită centralelor electrice construite în apropierea apelor ; poluarea radioactivă care apare în prezenţa unor materiale sau a unei atmosfere radioactive legate de industriile ce folosesc energia atomică.

Sursele de poluare radioactive sunt:

-depunerile radioactive ce ajung în ape o dată cu ploaia;

-apele folosite în uzinele atomice pentru răcirea reactoarelor-apa ce pot devenii radioactive;

-deşeurile radioactive introduse în recipiente sigilate şi aruncate în abisurile oceanelor.

Substantele organice care poluează apele sunt :

-de origine naturala: tiţei, hidrati de carbon, biotoxine marine;

- de origine artificială din industria chimică organică sau petriochimică: hidrocarburi (benzen, eteri din petrol, acetona , cloroform, esteri, benzina), hidrocarburi halogenate (pesticide) ,detergenţi, substante aromatice. Detergenţii au devenit substanţe aproape indispensabile vieţii oamenilor şi totuşi 75% dintre aceştia sunt poluanti. Poluarea râurilor şi lacurilor, dacă este suficient de toxică, poate distruge fauna si flora instantaneu, sau de-a lungul timpului.

1.2 Poluarea apei in industria petroliera

Industria petrolieră este considerată în România ca fiind extrem de importantă pentru dezvoltarea economică. Activităţile din acest sector acoperă întregul ciclu, de la producţie până la desfacere. Industria petrolieră poate fi caracterizată prin multiplele situri, respectiv câmpuri de sonde/puţuri de extracţie, depozite, staţii de distribuţie carburanţi, rafinării, bataluri şi altele asemenea, fiecare având un impact semnificativ specific asupra mediului. Siturile contaminate aferente industriei petroliere variază de la cele mici, câmpuri de extracţie, la cele mari şi complexe, rafinării sau instalaţii mari de depozitare-distribuţie a produselor petroliere. Contaminarea solului şi freaticului asociată industriei petroliere constă în prezenţa poluanţilor de tipul hidrocarburilor uşoare şi/sau grele şi a metalelor cum sunt: plumb, zinc, cupru şi nichel [1].

Substanţe poluante prezente în apele uzate din industria petrolieră diferă într-o oarecare măsură după provenienţa acestor ape: cele din schelele vor fi impurificate mai mult cu ţiţei, săruri minerale, noroi de foraj etc., iar cele provenite din rafinării vor fi impurificate cu ţiţei, fracţiuni petroliere, acizi naftenici, săruri, compuşi cu sufl, oxigen, azot

Hidrocarburile, provenite din ţiţei şi din fracţiunile petroliere, se găsesc în cea mai mare proporţie, sub formă de peliculă la suprafaţa apei, dar şi sub formă de suspensie sau, în proporţie mică, dizolvate în apă.

Ţiţeiul poate fi absorbit de particule solide din apă, depunându-se sub formă de sedimente pe fundul râurilor sau mărilor, fiind astfel la adăpost de procesele de oxidare [1].

Prezenţa ţiţeiului şi produselor petroliere au un impact puternic asupra apei. Pelicula de la suprafaţă opreşte difuzia aerului atmosferic acţionând astfel direct asupra florei şi faunei.

Acoperirea organismelor cu un film de ţiţei sau produse petroliere împiedică respiraţia acestora. Hidrocarburile au o acţiune bacteriostatică datorită solubilităţii lor parţiale în apă. Hidrocarburile pătrund şi în lanţurile de alimentare, având tendinţă de acumulare ca şi pesticidele.

Prezenţa hidrocarburilor are un efect dăunător şi asupra construcţiilor şi instalaţiilor unde apa este utilizată, prin formarea unor pelicule izolatoare sau prin colmatarea straturilor filtrante sau a reţelelor de canale. Din punct de vedere al potabilităţii, se menţionează influenţa deosebit de severă a prezenţei ţiţeiului: chiar la diluţii de 1:1.000.000 între apa potabilă şi cea impurificată cu ţiţei, rezultă apa nepotabilă.

Alt poluant important îl reprezintă acizii naftenici. Prezenţi în proporţii variabile în ţiţei şi fracţiunile petroliere, au un deosebit efect toxic asupra florei şi, îndeosebi, asupra faunei, acţionând asupra sistemului nervos, tegumentelor şi influenţând sistemul endocrin.

Fenolii se găsesc în proporţii semnificative, îndeosebi în produsele rezultate din procese termice, provenind din descompunerea unor răşini cu masă moleculară mare. Au o acţiune toxică deosebită asupra peştilor. Limita de toxicitate depinde de specia de peşti şi este cuprinsă între 6-20 mg/l.

Compuşii cu sulf naturali şi hidrogenul sulfurat, proveniţi din ţiţei sau produse petroliere imprimă o toxicitate specifică apei şi măreşte consumul de oxigen dizolvat prin reacţiile de oxidare pe care le promovează.

Sărurile anorganice dizolvate, reprezintă o altă categorie importantă de poluanţi. Ţiţeiul conţine săruri dizolvate, în special cloruri, sulfanţi, bicarbonaţi de calciu, magneziu şi sodiu, care trec în apă în cursul prelucrării. Apele de zăcământ aduse la suprafaţă odată cu ţiţeiul pot conţine proporţii mari de săruri, în special clorură de sodiu. Un conţinut de peste 200 mg/l cloruri face nefolosibilă apa potabilă iar o concentraţie de peste 400 mg/l cloruri face neutilizabilă apa pentru irigaţii.

Apele uzate din industria petrolieră mai conţin cantităţi apreciabile de impurităţi mecanice sub formă de praf, nisip, argilă, care pot proveni şi din scurgerile meteorice.

Substanţele cu aciditate şi alcalinitate ridicată provenite din procesele de rafinărie şi neutralizare a produselor petroliere pot avea ca efect distrugerea florei şi faunei, degradarea construcţiilor hidrotehnice, împiedicarea utilizării apei în diverse scopuri. Un pH mai mic de 4,5

duce la moartea peştilor, ca şi o concentraţie de peste 25 mg/l hidroxid de sodiu în apă [1].

În perioada de execuţie a lucrărilor de foraj rezultă următoarele categorii de ape reziduale:

- apă tehnologică utilizată la spălarea instalaţiei de foraj, a căilor de acces ale instalaţiei, beciului sondei, instalaţiei pentru prepararea şi circulaţia fluidului de foraj, pompelor de noroi, sitelor vibratoare etc. Aceasta poate fi contaminată cu fluid de foraj, petrol, motorină, uleiuri şi alte materiale de lubrifiere, diferite substanţe chimice de la tratarea noroiului, plumb, zinc şi alte metale găsite în materialul tubular şi solvenţi organici. Pe durata forajului unei sonde se folosesc peste 1000 m3 apă pentru curăţirea podului sondei, beciului sondei şi a componentelor instalaţiei de foraj. Această categorie de ape uzate poate conţine materii în suspensie şi urme de produse petroliere provenite din sistemele de lubrifiere ale instalaţiilor. Pierderile estimate sunt de circa 1 - 3 % din cantitatea de apă tehnologică utilizată.

Apa reziduală rezultată din spălarea şi întreţinerea instalaţiei de foraj şi a suprafeţei de lucru din sondă şi de la gura puţului (beciul sondei, instalaţia de prevenire a erupţiilor) este colectată în beciul betonat al sondei. Având practic aceleaşi calităţi fizice şi chimice ca şi ale apei folosite în procesul tehnologic, o parte din aceste ape se recuperează şi se reintegrează în fluxul tehnologic, iar o parte se transportă la o staţie de pompare pentru a fi reinjectată în strat, prin sonde speciale de injecţie, pentru revitalizarea zăcământului.

- apă de zăcământ, care rezultă la punerea la producţie a sondei. Cantitatea de apă de zăcământ poate creşte odată cu degradarea zăcământului şi poate fi: apă curată, cu urme de hidrocarburi sau apă sărată. Apa de zăcământ poate fi în cantitate apreciabilă (peste 100 m3/zi) şi se poate refolosi, dacă nu conţine sare, ca apă tehnologică în procesul de extracţie şi ca apă industrială folosită la prepararea fluidelor de foraj sau poate fi deversată în natură, dacă respectă caracteristicile impuse de reglementările legale.