Источники поступления газообразных углеводородов в окружающую среду

Газообразные углеводороды могут поступать в окружающую среду как из природных источников, так и в результате промышленной деятельности, т.е. иметь антропогенный характер (см. под- разд.

Общее количество ежегодно выбрасываемого в атмосферу метана составляет 500— 1 000 млн т. Наибольший вклад в природные источники выделения метана в атмосферу вносят болота (21,3 %), рисовые поля (20,4%) и жвачные животные (14,8 %).

В природе постоянно происходит разложение органического вещества под действием метанообразующих бактерий. Бактерии получают энергию за счет восстановления диоксида углерода по реакции:

С02 + 4Н2 = 2Н20 + СН4              (8.1)

Эти процессы постоянно происходят в природе в анаэробных условиях как в почве, так и в илистых отложениях озер и болот, а также в донных морских отложениях, обогащенных органикой. Микробное метанообразование только в слое донных отложений океанов мощностью 2 м составляет 325 млн т метана в год. В морях холодного и умеренного климата метан накапливается в виде залежей газогидратов. В морях теплого климата часть метана дегазирует в водную среду, а далее поступает в атмосферу (рис. 8.8).

Часто процессы образования метана сопровождаются образованием сероводорода.

Помимо биохимического распада органических веществ отмечают самопроизвольные выходы природного газа из морских и поверхностных нефтегазоносных структур. Такие выходы обнаружены в Мексиканском заливе, в Северном, Черном и Охотском морях. Разложение газогидратов инициируют вертикальные пото-

Рис. 8.8. Схема анаэробного распада вещества

ки углеводородных газов, распространяющихся от дна до поверхности моря.

По оценкам специалистов этот процесс по своей интенсивности эквивалентен поступлению 2,6 млн т в год углеводородов природного газа и нефти.

Выходы природного газа на суше известны давно и происходят повсеместно, например, в Азербайджане и Индии.

Среди антропогенных источников поступления газов в окружающую среду следует выделить утечки газов в атмосферу на разных стадиях добычи, транспортировки и переработки газов. По оценкам специалистов в России теряется в год около 14 млрд м3газа.

Другим источником поступления газов в атмосферу являются продукты сжигания природного газа в факелах на буровых установках и береговых терминалах. По некоторым данным в этих случаях сгорает до 30 % объема попутных газов или около 10 % суммарной продукции добываемого газа. Известно, например, что только от деятельности нефтяных фирм Англии на шельфе Северного моря ежегодно в атмосферу выбрасывается около 75 тыс. т метана.

Опасным источником выделения газов в атмосферу являются аварии на буровых установках. В этих случаях концентрации отдельных компонентов природного газа в воздухе и водной среде превышают значения ПДК в 10—100 раз.

Другим потенциально опасным источником утечки газов являются возможные повреждения газопроводов, как на суше, так и в море. Причины таких аварий могут быть самые разные — от коррозионных разрушений до стихийных бедствий. Если принять во внимание, что протяженность трубопроводов для перекачки газа и газоконденсата составляет многие тысячи километров, то становится очевидным потенциальная угроза подобных повреждений.

Существуют и другие антропогенные источники поступления метана в окружающую среду. К ним относятся все виды разработки угольных месторождений, свалки городского мусора и отходов.

Вклад антропогенных источников оценивается в 40 —70% общего объема эмиссии газов. Это привело к тому, что за последние 100 лет средняя концентрация метана в атмосфере увеличилась с 0,7 • 10“4 до 1,7 • 10-4 %, что почти в два раза превышает темпы прироста концентрации диоксида углерода.

Высокая концентрация метана в атмосфере усиливает «парниковый эффект» на Земле и повышает вероятность наступления глобальных климатических аномалий.