Эколого-токсикологическая характеристика природного газа

Равновесная концентрация метана в морской воде равна 8 • 10~5 мл/л. Природное содержание метана в морской воде меняется от равновесных значений до величин порядка 10“3 мл/л. Концентрация растворенного метана увеличивается при переходе от открытых зон морей и океанов к прибрежным водам и заливам.

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в открытых водах морей и океанов существует три типа распределения углеводородных газов но глубине: постепенное снижение концентрации метана с глубиной (этот тип наиболее распространен); нарастание содержания метана по мере удаления от морской поверхности. Эта зависимость проявляется особенно четко в сероводородсодержащих бассейнах, например в Черном море, где концентрация метана на глубинах 100—150 м увеличена в 10 и более раз по сравнению с его уровнями в поверхностных водах; высокие концентрации газа в приповерхностном и придонном слоях и низкие концентрации в средних горизонтах.

Еще одна особенность метана — способность создавать участки высоких концентраций, в десятки раз превышающих равновесные значения. Российскими учеными установлен факт накопления (превышение до 40 — 50 раз) метана в водной массе подо

льдом и показана решающая роль этого явления для процессов самоочищения водоемов в условиях Крайнего Севера. Согласно исследованиям значительное увеличение концентраций растворенных низкомолекулярных углеводородов отмечается в районах добычи нефти. Вблизи одной из нефтедобывающих платформ в Мексиканском заливе обнаружена зона особо высоких концентраций этана, в 85 тыс. раз превышающих фоновые значения. Российскими учеными показано, что в морях Дальнего Востока в придонном слое над месторождениями нефти и газа существуют аномальные поля углеводородных газов. Содержание метана в них в 10— 100 раз превышает фоновые значения.

Полученные закономерности открывают перспективы для использования сведений об аномальных зонах для прогноза залегания нефтегазоносных структур.

Зона острой токсичности, при которой фиксируется летальный исход для представителей гидробиоты, начинается с уровня содержания метана в воде порядка 1 мл/л (рис. 8.9). В диапазоне

Рис. 8.9. Уровни биологического действия и диапазоны характерных концентраций метана в морской воде:

1 — в открытых водах морей и океанов; 2— в прибрежных волах; 3 — в заливах и эстуариях; 4— в районах миграционных выходов со дна, аварийных выбросов и

утечек газа

концентраций 1 — 0,1 мл/л находится область сублетальных эффектов, которые не ведут к гибели гидробионтов, но сопровождаются поражением отдельных органов и нарушением функций. Еще ниже при концентрациях 0,01 — 0,1 мг/л расположена зона пороговых эффектов, обычно обратимых после снятия воздействия. При концентрациях менее 0,01 мг/л отмечается зона толерантности.

Первые три из перечисленных и показанных на рис. 8.9 токсических эффектов совпадают с диапазонами аномально высоких для морских условий концентраций метана, которые характерны для районов интенсивного выхода газов с морского дна и эксплуатации газодобывающих установок.

Природные углеводороды относятся к группе ядовитых газов наркотического действия, поражающих нервную систему. Летальный исход для рыб наступает при концентрациях газа более 1 мг/л. Пороговые реакции проявляются на уровнях 0,02 — 0,1 мг/л. ПДК для метана в воде принята равной 0,01 мл/л.