Станция экологического мониторинга СЭМ-1

К.т.н. Шайдаков В.В. (Инжиниринговая компания "Инкомп-нефть"),

Чернова К.В. (Уфимский государственный нефтяной технический университет

В статье рассмотрен вопрос контроля экологической ситуации на нефтяных и газовых месторождениях с использованием мобильной лаборатории. Сформулированы основные требования к мобильным лабораториям, работающим в условиях нефтяного промысла. Представлена станция экологического мониторинга СЭМ-1, отвечающая всем перечисленным требованиям. Приведены технические характеристики станции, диапазон измеряемых параметров, описан ее приборный комплекс.

Осложнения  в нефтедобыче могут привести к загрязнениям атмосферы,  почвы, воды. Для  комплексной оценки  экологического воздействия  существуют стационарные и передвижные станции  экологического мониторинга [1,2]. В России выпускаются станции "САФ", "ГИДРОТЕСТ", Атмосфера-11, "InterANALIT", АНКОС-АМ,  СОЭМ, передвижная химико-радиометрическая  лаборатория АО "НПО Химавтоматика", станция экологического мониторинга  ИПЦ "Геокомплекс" и ряд других  на базе автомобилей ГАЗ-66, Газель, УАЗ, Камаз, Урал. Аналогичного назначения станции выпускаются за рубежом, например,  "ZEISS" (Германия), "NEOLAB" (Италия).   Данные отечественные и зарубежные  станции специализируются на оценке определенных  экологических параметров либо в промышленной зоне, либо жилой зоне. Это контроль или атмосферы, или воды, или грунта.

При выборе станции для работы в условиях нефтяного промысла, помимо экономических показателей, руководствуются тем, что она должна отвечать следующим требованиям:

автономность;

обеспечение жизнедеятельности обслуживающего персонала в любое время года в районе эксплуатации;

проходимость в условиях бездорожья;

контроль и оценка большого количества метеорологических и экологических параметров атмосферы, водного бассейна, почвы в промышленной и жилой зонах;

возможность на основе получаемых параметров поддерживать информационную базу данных;

иметь сертифицированное оборудование и приборы не требующие больших затрат на поверку;

обладать высокой ремонтопригодностью.

В полной мере ни одна из серийно выпускаемых станций предъявленным требованиям не отвечала.

Для удобства и оперативности получения сведений об экологической обстановке большого района, включающего жилые  промышленные объекты,  Инжиниринговой компанией "Инкомп-нефть" разработана и изготовлена специализированная автомашина "СЭМ-1" (Станция экологического мониторинга) по ТУ 452160-45213414-01 [3].

Рис.1 Общий вид специализированной автомашины  СЭМ-1

Станция представляет собой автомобиль КАМАЗ (разработан вариант и на базе автомашины Урал), в кузове которого установлена многоцелевая универсальная модульная  лаборатория, оснащенная приборами и оборудованием для отбора и анализа проб воды, воздуха  почвы,  метеорологических параметров.

Приборный комплекс СЭМ-1 состоит из отдельных функциональных блоков, которые можно объединить в следующие группы:

1. Комплекс приборов и оборудования для отбора и анализа проб воздуха, воды, почвы.

2. Метеостанция (измерение температуры, влажности воздуха, атмосферного давления, скорости и направления ветра).

3. Блок радиационного контроля.

Рис. 2 Приборный комплекс станции экологического мониторинга

Все используемые приборы сертифицированы, а методики аттестованы. Станция укомплектована в основном приборами и оборудованием, производимым в России. Приборное обеспечение станции позволяет измерять и контролировать следующие параметры:Сероводород, аммиак, диоксид азота, оксид углерода, диоксид серы в воздухе;

Содержание углеводородных газов в пробах воздуха;

Фенол в пробах воды;

Нефтепродукты в пробах воды и почвы;

Фосфаты, хлориды, сульфиды в пробах воды;

Ионный состав и рН воды;

Тяжелые металлы в пробах воды и почвы;

Метеопараметры;

Интенсивность гамма-излучения.

Диапазоны измерения экологических параметров достаточно широки. Так, содержание в воздухе углеводородных газов измеряется в диапазоне 0-500 мг/м³; сероводорода 0,001-0,2 мг/м³; диоксида серы 0,01 - 2 мг/м³;  меркаптанов ММ 10^-6 v 80 мг/м³; меркаптанов ЭМ 10^-5 v 20 мг/м³; сажи 0,05-10 мг/м³; окислов углерода и азота v 0-50 мг/м³ и 0-30 мг/м³ соответственно.

Блок измерения качества воды обеспечивает измерение содержания различных ингредиентов в следующих диапазонах: сульфаты 50-300 мг/л; хлориды 11-3500 мг/л; нитриты 0,46-4600 мг/л; нитраты 0,31-6200 мг/л; кислород 0-19 мг/л; карбонаты и бикарбонаты 5,0-5000 мг/л;  железо 0,1-1,5 мг/л; нефтепродукты 2-500 мг/л.

В пробах почвы содержание нефтепродуктов измеряется в диапазоне от 2 до 500 мг/кг; сорбированных углеводородных газов 0,1-1,0 мг/кг; сероводорода 0,1-1,0 мг/кг.

Процесс экологического мониторинга окружающей среды осуществляется в несколько этапов.

Сначала производится отбор проб и подготовка их к анализам. Для этого лаборатория укомплектована пробоотборниками, емкостями для хранения проб, оборудованием для подготовки к анализам (устройства очистки и осушки воздуха,  фильтры и магнитные мешалки для воды, сита для проб почвы, химическая посуда и реактивы). 

Затем осуществляется приборный анализ качества воды, воздуха и почвы. Показания приборов, подключенных к персональному компьютеру, фиксируются и обрабатываются с использованием специально разработанной компьютерной программы экологического мониторинга. Результатом работы программы является общая картина экологического состояния контролируемого участка, района.

Рис.3 Рабочее место оператора СЭМ-1

Мобильность и автономность станции позволяет оценивать состояние экологической обстановки на участках, достаточно удаленных друг от друга, и таким образом оценивать ситуацию в достаточно больших районах. К контролируемым районам могут относиться города, сельские  районы, промышленные зоны, предприятия нефтегазодобывающего комплекса, ТЭЦ, окрестные зоны нефтегазопродуктопроводов, пункты сбора и первичной подготовки нефти и т.д.

Станция СЭМ-1 оборудована автономным генератором электроэнергии и системой жизнеобеспечения, включающей обогреватели, кондиционер, вентиляторы, осветительные приборы, мебель, холодильник, СВЧ-печь. Кузов станции, внутри которого расположена лаборатория, выполняется металлическим, утепленным, с входной дверью и двойными окнами.

По комплектности  и измеряемым параметрам станция экологического мониторинга СЭМ-1 не имеет аналогов. В настоящее время станция СЭМ-1 успешно используется предприятием "Карачаганак Петролиум Оперейтинг Б.В." на Карачаганакском газоконденсатном месторождении (Казахстан).

Список литературы

1. Патент ¦ 2078357 Р.Ф. Система экологического контроля окружающей среды. / Банин В.Н., Герасимов И.А., Губяк В.Е. и др. v Б.И. ¦      1997.

2. Система экологического контроля окружающей среды  АНКОМ-АМ.- Проблемы экологии Москвы. Сеть наземных измерений/ Под ред. Пупурева Е.И..- М.: 1992, с. 144-146.

3. Голованов Н.В., Князев А.А., Пугин А.М., Шайдаков В.В. Передвижная станция оперативного экологического мониторинга.// Проблемы прогнозирования, предотвращения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Материалы II Всероссийской научно-практической конф. Уфа.: 2001.-С.77-80.