Ropa naftowa. Etery i węglowodory. Toksyczność, pierwsza pomoc, katastrofy ekologiczne.
Ropa naftowa
Ropa naftowa jest to naturalny surowiec prawdopodobnie powstały wskutek beztlenowych procesów gnilnych ze szczątków roślin i zwierząt zachodzących pod wysokim ciśnieniem. Jest złożona z mieszaniny naturalnych węglowodorów gazowych, ciekłych i stałych (bituminów), z niewielkimi domieszkami azotu, tlenu, siarki i zanieczyszczeń. Ropa naftowa jest cieczą o gęstości 0,75-1,0 g/cm3 barwy od żółtej do czarnej o charakterystycznym zapachu. Jest ona nośnikiem energii, a także cennym surowcem chemicznym.Węglowodory, które stanowią 98% wszystkich składników ropy naftowej wykazują duże zróżnicowanie. Może to być metan lub związki zawierające ponad 100 atomów węgla tworzących łańcuch węglowodorowy w cząsteczce. Węglowodory dzielimy na 3 grupy:
Kwasy naftenowe
Łańcuchy węglowe tych związków nie są proste, tylko tworzą pierścienie cykliczne. Ma miejsce zależność: im większa jest ilość atomów węgla w cząsteczce, tym gęstość substancji ma większą wartość.
Parafiny
Są to związki węglowodorowe charakteryzujące się różną długością łańcuchów węglowych. Do tego typu związków mogą należeć alkany. W zależności od czasu powstania ropy naftowej oraz od pochodzenia alkany mogą stanowić 30-80% wszystkich składników wchodzących w jej skład. Węglowodory zawierające więcej niż 17 atomów węgla to ciała stałe, węglowodory zawierające od 6-16 atomów węgla to ciecze, zaś węglowodory zawierające mniej niż 5 atomów węgla to gazy. Maksymalna ilość atomów węgla w cząsteczkach tych związków może wynosić 40.
Związki nienasycone
Otrzymywanie.
Z ropy naftowej otrzymuje się na drodze rafinacji produkty różniące się temperaturami wrzenia:
nafta, olej gazowy, olej napędowy-temp wrzenia 150-300stC
benzyna ciężka, benzyna lakowa, ligroina- temp wrzenia 100-150stC
gazolina, eter naftowy, benzyna lekka, benzyna ekstrakcyjna- temp wrzenia50-100stC.
Są to ciecze łatwo palne, których pary tworzą z powietrzem mieszaniny wybuchowe Głównymi składnikami są węglowodory alifatyczne o łańcuchach prostych i rozgałęzionych. Są stosowane jako paliwa i rozpuszczalniki.
Eter naftowy jest pośrednią frakcją rafinacji ropy naftowej między LPG i benzyną właściwą, która jako paliwo jest całkowicie bezużyteczna. Po ekstrakcji wodą i wysuszeniu jest sprzedawany jako benzyna ekstrakcyjna, która przydaje się jako środek czyszczący, paliwo do zapalniczek i rozpuszczalnik do farb oraz prowadzenia rozmaitych procesów technologicznych. Eter naftowy zawiera zwykle mieszaninę izomerów pentanu, heksanu i heptanu w różnych proporcjach, zależnie od temperatury wrzenia. Oprócz tego zawiera zwykle rozmaite zanieczyszczenia pochodzące z ropy naftowej.
To grupa węglowodorów wchodzących w skład ropy naftowej, która posiada nienasycone wiązania pomiędzy atomami węgla. Nie wszystkie atomy węgla wchodzące w skład tych związków łączą się z innymi atomami za pomocą jednego wiązania. Warte do zapamiętania jest to, że ropa naftowa nie zawiera Albinów oraz alkenów.
Ropa naftowa może także zawierać szkodliwe składniki. Niepożądanymi związkami wchodzącymi w skład ropy naftowej są te które zawierają chlor oraz siarkę. Związki te mogą spowodować korozje sprzęty używanego w rafineriach, dlatego też zaraz po wydobyciu ropy naftowej surowiec ten musi ulec odsiarczeniu oraz odwodnieniu. Surowce pokrewne ropie naftowej to: gaz ziemny oraz bitumen (lepka, gęsta substancja-asfalt).
Miejsca największego narażenia na ropę naftową i jej produkty:
- przemysł wydobywczy
- w rafineriach
- w przemyśle petrochemicznym
- transporcie
- przy czyszczeniu zbiorników i wyrobów metalowych ze smarów i rdzy
Losy w organizmie.
Ropa naftowa oraz jej produkty są związkami które łatwo wchłaniają się przez skórę oraz płuca, cechują się one małym napięciem powierzchniowym co powoduje znaczne pokrycie powierzchni płuc lub skóry przez niewielką ich ilość. Są one zw. lipofilnymi, dzięki czemu łatwo przenikają do tkanek bogatych w lipidy. Węglowodory alifatycznetylko w niewielkim stopniu ulegają biotransformacji, większość wchłoniętej dawki wydala się przez płuca w postaci niezmienionej. Spośród licznych węglowodorów alifatycznych na szczególna uwagę zasługuje n-heksan który charakteryzuje się silnym działaniem neuroleptycznym.Utlenianie n-heksanu zachodzi w wątrobie przy udziale cytochromu P-450, końcowym produktem tej przemiany jest 2,5-heksandion, metabolit odpowiedzialny za neurotoksyczne działanie heksanu.
Toksyczne działanie
Węglowodory alifatyczne rozpuszczają lipidy ustrojowe w tym neurony, a także błony komórkowe co prowadzi do uszkodzenia i zahamowania czynności układu nerwowego co objawia się znieczuleniem ogólnym drgawkami oraz śpiączką. Węglowodory o prostych łańcuchach i liczbie atomów poniżej 5 powodują niedotlenienie i działają znieczulająco. Węglowodory oktanowe wywołują głęboką narkozę. Pentany, heksany i heptany wywołują depresję ośrodkowego układu nerwowego. Metabolit heksanu 2,5-heksandion, powoduje rozpad osłonki mielinowej i degenerację włókien nerwowych. Surowa ropa naftowa powoduje wypryski skórne, uczulenie na światło oraz pobudza podział komórek nabłonka co może prowadzić do powstania nowotworu skóry.
Zatrucia ostre
Główne objawy zatrucia są skutkiem działania drażniącego i depresyjnego na ośrodkowy układ nerwowy. Zatrucia inhalacyjne i doustne objawiają się nudnościami, wymiotami, kaszlem oraz podrażnieniem spojówek i układu oddechowego, co prowadzi do obrzęku płuc, krwioplucia i odskrzelowego zapalenia płuc. Przy większych stężeniach występuje chwiejny chód, zawroty głowy, zwolniony płytki oddech, utrata przytomności i drgawki
Zatrucia przewlekłe.
Są to zatrucia spowodowane długotrwałym narażeniem inhalacyjnym. Efektem krytycznym jest zespół objawów klinicznych, zmian morfologicznych i elektrofizjologicznych określanych jako polineuropatia obwodowa. U osób narażonych występuje parestezja, osłabienie siły mięśniowej, bolesność czy też nawet zanik mięśni, zawroty głowy, zaburzenia widzenia. Duża zawartość węglowodorów aromatycznych może spowodować typowo „benzenowe” objawy zatrucia z charakterystycznymi zmianami we krwi i układzie krwiotwórczym.
Metody oceny narażenia.
oznaczenie stężenia par produktów naftowych w miejscu pracy
badania hematologiczne obejmujące morfologię z obrazem białokrwinkowym
w moczu bada się zawartość białka i obecność krwinek czerwonych
w okresowych badaniach zwraca się uwagę na wydolność płuc oraz zmiany na skórze
I POMOC
DROGI ODDECHOWE:
Wyprowadzić poszkodowanego na świeże powietrze, zapewnić spokój, w razie braku
oddechu zastosować sztuczne oddychanie. Wezwać lekarza.
SKÓRA:
Zdjąć zabrudzoną odzież. Skażoną skórę zmyć dużą ilością letniej wody przez około 15
min. gdy podrażnienie nie ustępuje skonsultować się z lekarzem.
OCZY:
Natychmiast przemyć dużą ilością wody przez minimum około 15 min, unikać silnego
strumienia-niebezpieczeństwo uszkodzenia rogówki, skonsultować się z lekarzem.
UKŁAD POKARMOWY:
Nie powodować wymiotów (niebezpieczeństwo zachłyśnięcia). Przemyć usta wodą.
Pomoc lekarska niezbędna
Katastrofy ekologiczne
TANKOWCE
Transport morski nie wyrządzał strat, dopóki nie pojawiły się pierwsze tankowce przeznaczone do transportu materiałów płynnych. Najczęściej utożsamiane są z przewozem ropy naftowej i chemikaliów. Ich wypadki stanowią znaczne zagrożenie ze względu na rodzaj i ilość przewożonego ładunku. Jednymi z nich są katastrofy u wybrzeży Alaski i w Zatoce Biskajskiej.
Tankowiec MT Exxon Valdez wszedł na skały u wybrzeży Alaski 24 marca 1989 r. Do wód Zatoki Księcia Williama dostało się 35 mln galonów ropy naftowej. Skażone zostało blisko 2000 km linii brzegowej.
Do katastrofy w Zatoce Biskajskiej doszło podczas sztormu 13 listopada 2002 r. wybuchł jeden ze zbiorników tankowca MT Prestige. Wydostało się z niego ok. 5000 ton ropy. Zadecydowano wówczas, że należy pozwolić tankowcowi zatonąć. Sześć dni po wybuchu, tuż przed zatonięciem statku, przełamał się kadłub. Doszło do uwolnienia ogromnej części ładunku.
Po wypadkach takich jak te, następują ogromne szkody w ekosystemach. Obszary mórz, szczególnie te w okolicach portów, zamieniają się w tzw. "martwe wody". Wycieki ropy przyczyniają się do wymierania wielu gatunków roślin i zwierząt morskich oraz niszczenia flory i fauny terenów nadmorskich.
TRANSPORT RUROCIĄGOWY
Transportowanie ropy i innych substancji za pomocą rurociągów uważano za bezpieczne. Jednak i tu zdarzają się poważne nieszczęścia. Prawdziwa klęska ekologiczna nastąpiła podczas wojny w Zatoce Perskiej w 1991r. Zawsze istniało tam duże zagrożenie ze względu na największe na świecie złoża ropy naftowej, liczne rafinerie, porty naftowe itp. oraz wiele tankowców.
W czasie wojny żołnierze iraccy podpalili tam rurociągi z ropą naftową. Pożary, które wyniknęły, trwały przez kilka miesięcy. Poza tym ropa, która dostała się do wód zatoki zatruła aż 550 km wybrzeża oraz pobliskie bagna i lasy. Środowisko zostało poważnie zanieczyszczone. Pełna regeneracja ekosystemów miała zająć przynajmniej 10 lat.
Problemy z utrzymaniem bezpieczeństwa w transporcie rurociągowym wystąpiły również w Rosji, w 1989 r. W pobliżu Ufy, z rurociągu wyciekał gaz. Iskry pochodzące z dwóch przejeżdżających nieopodal pociągów spowodowały eksplozję. Zginęło blisko 650 osób.
Dziewięć lat później w Nigerii wybuchnął rurociąg ropy naftowej zabijając ok. 1200 mieszkańców wsi Jesse.
Niecały rok później, 10 czerwca 1999 r., nastąpił wyciek z rurociągu w Waszyngtonie. Eksplozja oparów zabiła dwójkę dzieci.
Następne podobne zdarzenie miało miejsce w 2004 r. w Belgii, 30 km od Brukseli. Jeden z najważniejszych rurociągów gazu ziemnego eksplodował zabijając 23 osoby i raniąc ponad 120 osób.
Jednym z ostatnich wypadków było kolejne zdarzenie w Nigerii, 26 grudnia 2006 r., gdy ponad 260 osób zginęło podczas eksplozji kolejnego rurociągu.