Ropné Znečištění: Havárie s Únikem Nebezpečných Látek

Obrovská množství látek, která jsou v současné době zpracovávána, přepravována, spalována či jinak používána a z nichž řada vykazuje velmi nebezpečné účinky, podmiňuje skutečnost, že v případě mimořádných událostí může dojít k úniku těchto látek do okolí.

V případě některých mimořádných událostí nastává situace, kdy začnou chemické látky unikat do vnějšího okolí a svými nežádoucími účinky ohrožují obyvatelstvo, rostliny, budovy, vodní toky, celé životní prostředí.

Takové události se nazývají havárie s únikem nebezpečných látek (dále jen „NL“). Tyto havárie je možné rozdělit do několika druhů a typů.

Jednak může k úniku NL dojít následkem působení člověka či přírodních sil, ale i při teroristických či kriminálních akcích.

Pro potřeby havárií s únikem NL je jedním z nejdůležitějších hledisek znalost, o jaký druh unikající NL v daném případě se jedná. Podle tohoto kritéria se lze opět setkat s různým členěním, často se např. přímo označuje havárie podle konkrétní unikající látky: havárie s únikem chlóru, havárie s únikem amoniaku, havárie s únikem žíravin apod.

Čtěte také: Odstraňování kalů z ropných nádrží

Ropné Látky a Ropné Havárie

Za ropné látky se považují uhlovodíky a jejich směsi, které jsou při normálním tlaku a teplotě +40 °C tekuté. Ze surové ropy jsou získávány katalytickým krakováním a frakční destilací.

Jednotlivé produkty se od surové ropy liší svými fyzikálními a chemickými vlastnostmi v závislosti na způsobu zpracování. Patří mezi ně především benzín, benzen a jeho deriváty, nafta, petrolej, lehké a těžké oleje, mazut, surová ropa, případně další látky obdobného charakteru.

Jsou minimálně rozpustné ve vodě a pronikají do spodních vod.

Havárie s únikem ropných látek (dále jen „ropná havárie“) je mimořádná událost, při níž došlo k úniku ropných produktů nebo jiných obdobných látek (dále jen „ropné látky“) v takovém množství, že je ohroženo životní prostředí, zejména pak jakost podzemních a povrchových vod.

K ropným haváriím dochází v převážné míře při zpracování, výrobě, skladování a manipulaci s ropnými látkami (stacionární zdroje rizik) a dále při přepravě ropných látek (mobilní zdroje rizik).

Čtěte také: Ropné plošiny a emise

K nejčastějším únikům ropných látek (PHM a provozní náplně vozidel) dochází v důsledku dopravních nehod motorových vozidel. Ze statistických údajů vyplývá, že v případě úniku ropných látek se jedná o velmi četné události.

V roce 2017 představovaly zásahy jednotek požární ochrany (dále jen „JPO“) k únikům ropných látek 5 190, což činí 71 % z celkového počtu zásahů JPO k nebezpečným látkám (3).

Hlavním úkolem jednotek HZS při těchto zásazích je provádění činností směřujících k omezení rizik vyvolaných havárií a přerušení jejich příčin.

Z uvedených skutečností je zřejmé, že i tyto havárie vyžadují zabezpečení chemického průzkumu spojeného s laboratorní kontrolou. Na základě zjištěných výsledků se odvíjejí všechny další činnosti zaměřené na minimalizaci následků těchto havárií.

Potřebné informace mohou poskytnout pouze racionálně organizovaný systém chemického průzkumu a laboratorní kontroly, vybavený moderními prostředky, přístroji a odpovídajícími metodickými postupy.

Čtěte také: Životní prostředí a ropné znečištění

V rámci uvedeného systému zaujímají velmi významné místo chemické laboratoře školicích středisek HZS krajů, které jsou účelovým zařízením ředitelství HZS krajů pro plnění úkolů ochrany obyvatelstva a úkolů ve prospěch HZS ČR na určeném teritoriu. Metodicky jsou řízeny Institutem ochrany obyvatelstva.

Střediska zabezpečují vzdělávací, výcvikovou, konzultační, poradenskou a informační činnost v oblasti ochrany obyvatelstva (4). Tyto laboratoře kromě již zmíněného zabezpečují také nepřetržitou výjezdovou připravenost v rámci daného teritoria.

Jsou vybaveny prostředky, kterými mohou potvrdit přítomnost nebezpečné látky přímo v terénu, popř. odebrat vzorky a provést analýzu ve stacionární laboratoři.

Jak již bylo uvedeno, významné místo při zásazích nebezpečných látek představují ropné havárie. S těmito zásahy je následně spojena likvidace kontaminantů životního prostředí.

Přesný způsob likvidace se stanoví podle druhu uniklé látky. Zachycený produkt musí být likvidován nezávadným způsobem při respektování zákonů o životním prostředí, zákona o odpadech apod.

V mnoha případech se však nepodaří viníka havárie zjistit, ale i tak je nutné bezodkladně zahájit asanaci havárie s tím, že náklady na asanaci bude hradit stát.

Metody Identifikace Ropných Látek

Ropné produkty typu benzinů, nafty, topných olejů, petroleje, různých druhů minerálních a syntetických olejů představují vždy směsi chemických látek. Směsi obsahují jednak alifatické, cyklické a aromatické uhlovodíky, různá aditiva a celou řadu dalších organických sloučenin.

Metoda k identifikaci ropné látky ve vodě musí tedy umožňovat kvalitativní analýzu organických sloučenin.

UV-Spektrometrie

Spektrometrie v ultrafialové oblasti spektra (UV-spektrometrie) má v rámci laboratorní kontroly u chemických laboratoří HZS krajů dlouhodobou tradici. Je založena na absorpci ultrafialového záření některými molekulami v oblasti elektronových spekter. Běžné přístroje přitom zahrnují tzv. blízkou ultrafialovou oblast 190 až 360 nm.

UV-spektrometry dokážou změřit celou absorpční křivku (tzv. UV spektrum) jako závislost absorbance na vlnové délce.

Vyhodnocení již dnes většinou provádí PC, a tak je možné automaticky vyhledávat vlnové délky nejvyšších absorbancí, zadávat kalibrační křivku, automatizovat celé postupy stanovení včetně výstupů ve formě koncentrace analyzovaných látek a tištěného protokolu. Tím se aplikační možnosti přístroje podstatně rozšiřují.

Infračervená Spektrometrie (FTIR)

Infračervená spektrometrie je analytická metoda založená na schopnosti látky absorbovat infračervené záření, tj. V analytické praxi má pro určování struktury látek největší význam střední oblast infračerveného záření odpovídající rozsahu vlnových délek 20 až 2,5 μm, tj. 500 až 4000 cm−1.

Absorpce infračerveného záření molekulami látky způsobuje zvýšení jejich vibrační a rotační energie. Infračervená absorpční spektra tak poskytují informaci o vibračních a rotačních pohybech, které jsou pro danou molekulu charakteristické, a proto infračervená spektrometrie představuje v rámci laboratorní kontroly jednu z nejvýznamnějších metod identifikace látek a určování jejich struktury, neboť většina organických ale i řada anorganických látek vykazuje v infračerveném spektru intenzivní absorpci.

Při plnění úkolů laboratorní kontroly se metoda využívá především tehdy, nestačí-li skupinová analýza a požaduje-li se rozlišení látek. Možnost využití metody pro stanovení ropných látek ve vodě je dána i tím, že infračervená spektrometrie je velmi frekventovanou normovanou metodou pro stanovení těchto látek ve vodě (6).

Postup je založen na extrakci ropných látek z vody vhodným rozpouštědlem (např. tetrachlorethylenem) a změření extraktu na infračerveném spektrometru. Koncentrace látky ve vodě se stanoví výpočtem z maxim absorbancí při vlnočtech 3055 cm-1 (odpovídá vibracím vazby C-H aromatických a olefinických), 2960 cm-1 (CH3-) a 2925 cm-1 (CH2-). Identifikace těchto látek se provádí na základě poměru methylových a methylenových vazeb.

Podstatou analýzy je skutečnost, že pro každý ropný produkt je charakteristický poměr počtu pásů -CH3 a -CH2 (7). Poloha antisymetrické vibrace vazby C-H v methylu na nasyceném uhlovodíku činí 2960 cm-1, poloha stejné vibrace v methylenu je 2930 cm-1.

Vibrační, rotační a rotačně vibrační pohyby molekul se uplatňují rovněž při Ramanově spektrometrii, a proto obě metody dohromady bývají označovány jako metody vibrační spektroskopie.

Výsledkem měření je infračervené nebo Ramanovo spektrum, které je pro danou látku charakteristické. Moderní spektrometry jsou vybaveny laserem jako zdrojem monochromatického záření a výstupní signál je softwarově transformován Fourierovou transformací na infračervené spektrum. Jedná se o tzv.

Plynová Chromatografie

Plynová chromatografie patří mezi separační metody umožňující analyzovat plyny a veškeré látky, které lze definovaným způsobem převést v páry. Separace probíhá v systému plyn - kapalina, kde stacionární fází je kapalinový film zakotvený na inertním nosiči. Stacionární fáze je upravena do tvaru kolony, a proto se metoda označuje jako kolonová chromatografie.

Vzorek se z dávkovače vpraví do mobilní fáze (tzv. nosný plyn), která kolonou protéká konstantní rychlostí. Za vhodně zvolených podmínek dochází v koloně k rozdělení jednotlivých složek vzorku podle jejich bodu varu a sorpce na stacionární fázi. Výsledkem chromatografického děje je grafická závislost signálu detektoru na čase, tzv.

Hmotnostní Spektrometrie (MS)

Hmotnostní spektrometrie je moderní fyzikálně-chemická metoda strukturální analýzy, která se vyznačuje vysokou citlivostí, protože umožňuje detekovat a identifikovat množství látky o hmotnosti kolem 10-9 g. Hmotnostní spektrometr je iontově spektrální zařízení, které ze směsi molekul a iontů separuje nabité částice podle poměru jejich hmotnosti a náboje (m/z) a umožňuje je určit.

Dále poskytuje údaje o relativním zastoupení iontů stejné hmotnosti v celkovém množství iontů ve směsi. Záznam molekulárních a fragmentových iontů je charakteristický pro danou látku, podává cenné informace o její struktuře a na jeho základě lze většinou strukturu látky odvodit nebo potvrdit.

Nevýhodou samotné hmotnostní spektrometrie je skutečnost, že sice umožňuje identifikaci čisté látky, ale je málo účinná při analýze směsí. Spojení s plynovou chromatografií představuje jedinečný způsob separace a identifikace složek ve směsích. Tyto dvě metody se navzájem dokonale doplňují, neboť samotný plynový chromatograf je účinný v dělení složek a přitom sám neposkytuje úplnou identifikaci.

Na základě metody GC/MS byl rovněž zpracován normovaný postup stanovení ropných látek ve vodě (9,10). Postup je založen na extrakci vzorku vhodným rozpouštědlem, vyčištěním organické fáze a její analýza systémem GC/MS. Změří se celková plocha chromatografických píků mezi dekanem a tetrakontanem.

Závěr

Ropné havárie představují velmi významné nebezpečí pro životní prostředí. Vzhledem k četnosti zásahů jednotek HZS a také k rychlému provedení záchranných a likvidačních prací je nutné zabývat se problémem identifikace uniklých látek.

Významnou roli při těchto zásazích pak sehrávají chemické laboratoře HZS krajů, které disponují moderními prostředky, pomocí kterých je možné uniklou látku identifikovat. K základním metodám identifikace patří UV-spektrometrie, FTIR spektrometrie, Ramanova spektrometrie a plynová chromatografie s hmotnostní detekcí.

Dlouholetou praxí bylo zjištěno, že ne všechny uvedené metody jsou vhodné k identifikaci ropných látek. Proto je nutné zhodnotit jednotlivé metody z hlediska využitelnosti v podmínkách chemických laboratoří HZS. Za tímto účelem byly vytipované metody a postupy, které byly následně experimentálně ověřeny.

tags: #ropne #znecisteni #prezentace

Oblíbené příspěvky:

• Bohatá úroda díky kompostu
• Rakouský svaz ochrany přírody
• Proč trávit čas v přírodě?
• Odpadkový koš Curver Savanna – recenze
• Vliv přírody na zdraví