Nafta yra vienas svarbiausių pasaulio išteklių, iš kurio gaminama daugybė produktų: nuo degalų, užtikrinančių mūsų transporto judėjimą, iki plastikų ar įvairių cheminių junginių, reikalingų kasdieniame gyvenime. Nors nafta paprastai žinoma tiesiog kaip benzinas, dyzelinas, žibalas, mazutas arba variklinė alyva, iš esmės tai reiškia neperdirbtą žalią naftą, kuri natūraliai randama po žeme ir išgaunama iš ten.
Naftos sudėtis ir savybės
Naftą sudaro angliavandeniliai, tačiau jie neturi fiksuotos cheminės sudėties. Naftos, kuri yra natūralus kuras, sudėtis skiriasi priklausomai nuo vietos, kurioje ji išgaunama, ypatybių. Pavyzdžiui, Amerikoje išgaunamą naftą paprastai galima priskirti prie angliavandenilių. Kita vertus, Rusijoje išgaunami aliejai yra nafteno klasės junginiai. Rumuniški aliejai paprastai yra šių dviejų mišinys. Trumpai tariant, skirtingų klasių alyvų savitasis svoris, pliūpsnio taškai ir vidutinės kaitinimo jėgos skiriasi viena nuo kitos. Atsižvelgiant į bendrą jų struktūrą, naftą sudaro 84 procentai anglies, 12 procentų vandenilio ir 1 procentas deguonies. Jame yra labai nedideli sieros kiekiai. Cheminėje naftos struktūroje yra skirtingo ilgio angliavandenilių grandinės. Nafta pasižymi didele energine verte ir universalia chemine sudėtimi, todėl ji perdirbama į daugybę skirtingų naftos produktų.
Naftos perdirbimas ir produktai
Naftos perdirbimas prasideda nuo jos išgavimo iš žemės gelmių ar jūros platformų, o paskui žaliava siunčiama į naftos perdirbimo gamyklas.
- Distiliacija (frakcinis skaidymas): Nafta kaitinama, kad išgaruotų atskiros jos „frakcijos“ skirtingose temperatūrose.
- Krekingas: Šis procesas padeda suskaidyti sunkiuosius angliavandenilius į lengvesnes, vertingesnes frakcijas.
- Valymas ir modifikacijos: Naftos produktai toliau valomi ir modifikuojami, kad atitiktų specifinius reikalavimus.
Pagrindinės naftos produktų grupės
- Degalai: Pagrindinė ir geriausiai žinoma naftos produktų grupė yra degalai.
- Benzinas: Užima pirmąją vietą tarp produktų, gaunamų iš naftos.
- Dyzelinas: Plačiai naudojamas sunkiajam transportui ir dyzeliniams varikliams.
- Aviacinis kuras: Specializuotas kuras, skirtas aviacijai.
- Žibalas: Gaminamas po benzino naftos perdirbimo gamyklose.
- Suskystintos naftos dujos (SND): Šios dujos gaunamos distiliuojant žalią naftą perdirbimo gamyklose arba atskiriant gamtines dujas, esančias ant naftos telkinių, ir suskystinant jas slėgiu. SND yra produktas, neturintis spalvos ar kvapo ir sunkesnis už orą.
- Petrocheminiai junginiai: Kitas ne mažiau svarbus naftos perdirbimo produktas - petrocheminiai junginiai, iš kurių gaminami įvairūs plastikai, dervos ir sintetiniai pluoštai.
- Tepalai ir alyvos: Moderniems varikliams bei mechanizmams reikalingi aukštos kokybės tepalai ir alyvos, kurie mažina trintį ir prailgina įrenginių tarnavimo laiką.
- Bitumas: Iš sunkiausių naftos frakcijų gaminamas bitumas - juoda klampi medžiaga, plačiai naudojama kelių tiesime, stogų dengimo darbams bei įvairiuose hidroizoliacijos sprendimuose. Bitumas pasižymi atsparumu vandeniui, tvirtumu ir lankstumu, taip pat gali būti atsinaujinančių medžiagų alternatyva.
- Asfaltas: Galiausiai iš žalio petrolio gaunamas produktas yra asfaltas.
Naftos produktų tarša ir jos poveikis
Tarša nafta ir jos produktais - aktuali ekologinė bei socialinė-ekonominė problema, kylanti dėl žmogaus antropogeninės veiklos. Sparčiai plėtojant urbanizaciją ir industrializaciją, buvo nepaprastai pažeista gamta. Padidėję aplinkos teršimo mastai lėmė ekologinės pusiausvyros sutrikimą. Į aplinką šie junginiai patenka išgaunant žaliavinę naftą, naftos avarinių išsiliejimo metu, laivybos metu, netaisyklingai eksploatuojant sandėliavimo priemones ir kitais būdais.
Naftos produktų toksiškumas
Naftos bei jos produktų toksiškumas priklauso nuo naftos produktus sudarančių angliavandenilių. Naftos produktų frakcinė sudėtis skirstoma į lengvuosius angliavandenilius (benzino eilės C6-C10, dyzelino eilės C10-C28, mišinio C6-C28) ir sunkiuosius angliavandenilius C>28. Lengvieji angliavandeniliai yra žymiai toksiškesni, lyginant su sunkiaisiais (Liužinas ir kt., 2004). Natūraliai gamtoje susidaro labai mažos angliavandenilių koncentracijos ir įprastais laboratoriniais metodais grunte bei požeminiame vandenyje jų neaptinkama.
Poveikis aplinkai ir gyviesiems organizmams
Kai kurie policikliniai aromatiniai angliavandeniliai (toliau PAA) yra priskiriami prie promutagenų (netiesioginiai mutagenai, pats junginys mutacijų nesukelia, bet mutageniški jo biodegradacijos produktai). Šių junginių pavojingumą nulemia tai, kad jų oksidacinės biotransformacijos metu susidaro itin reaktyvūs metabolitai, kurie gali jungtis su organizmo makromolekulėmis (pvz., DNR). Tokiems metabolitams būdingas kancerogeniškumas, mutageniškumas ir citotoksiškumas. Yra žinomas PAA genotoksinis poveikis organizmams. PAA indukuotas genotoksiškumas nustatytas jūriniuose galvakojuose moliuskuose, Viduržemio jūros midijose ir žoliniuose grunduluose. Taip pat naftos sudėtyje esantys junginiai sukelia pokyčius organizmų reprodukcinėje sistemoje. Remiantis mokslininkais ir daugelio aplinkos organizacijų atliktais tyrimais, naftos tarša kelia didelį pavojų ne tik vietinei ekosistemai, bet turi šiek tiek žalos ir žmonių sveikatai.
Poveikis žmogaus sveikatai
Nafta ir jos produktai gali sukelti odos problemų, jei įvyksta kontaktas su oda, tačiau pati savaime ji negali sukelti mirties ar kaip nors rimčiau pakenkti žmogaus sveikatai. Jei žmogus turi kontaktą su nafta, odą gali išberti, tačiau tai ir yra vienintelis neigiamas poveikis, kaip 2005-aisiais paskelbė JAV toksinių medžiagų ir ligų registro centras. White (Tulane universiteto aplinkos sveikatos ir toksikologijos fakulteto profesorius) patvirtino, kad nafta mums ne daugiau žalinga, nei daugelis kosmetikos priemonių. Profesorius priduria, kad žmogui suvalgius naftos paveiktų jūros produktų, pavojus taip pat negresia. Jo teigimu, turėtumėte suvalgyti be galo didelį kiekį užterštų produktų ir nesiliauti to darę apie 70 metų.
Užterštų teritorijų vertinimas ir kategorizavimas Lietuvoje
Tyrimais nustatyta, kad dirvožemis užterštas daugumoje senųjų su naftos produktų krova, sandėliavimu ar prekyba susijusių objektų, taip pat teritorijose, kur panaudotas tepalas, kuras ar kitos pavojingos atliekos buvo pilamos tiesiog į gamtą. 2007-2013 metais pagal Europos Sąjungos sanglaudos skatinimo veiksmų programą buvo vykdomas projektas „Užterštų teritorijų poveikio vertinimas“. Tai vienas iš svarbesnių įgyvendintų projektų, leidžiančių susidaryti bendresnį vaizdą apie užterštas teritorijas Lietuvoje.
Tyrimų rezultatai
Apibendrinus visus atliktus tyrimus galima teigti, kad 35 tirtų objektų gruntas yra užterštas organiniais teršalais (naftos produktais). Užteršto grunto kiekis (grunto tarša naftos produktais viršija nustatytas ribines vertes) svyruoja nuo 10 m3 iki 61161 m3, vidutiniškai - 4120 m3. Užteršto grunto plotas - daugiau 66 tūkst. m2. Vienuolikoje objektų gruntas užterštas pesticidais. Užteršto grunto tūris svyruoja nuo 3 m3 iki 212 m3, vidutiniškai - 54,8 m3 ir užima 2262 m2 teritoriją.
Duomenų kaupimas ir apdorojimas
Vadovaujantis projektą įgyvendinant sukauptais duomenimis ir Lietuvos geologijos tarnybos atliktais darbais, sudarytas galimų užterštų teritorijų ir objektų sąrašas, parengti jų pasiskirstymo savivaldybių teritorijose žemėlapiai, o visa surinkta informacija perkelta į Valstybinę geologijos informacinę sistemą GEOLIS, kurioje iki šiol yra surinkta duomenų apie daugiau kaip 12 tūkst. vietų, kuriose gali ir galėjo būti teršiama žemė ir požeminis vanduo. Kitų tyrėjų duomenimis, apytiksliai apskaičiuota, kad senųjų potencialių naftos produktais užterštų židinių gali būti apie 5-7 tūkst., iš kurių naftos produktais užterštų teritorijų, neatitinkančių nūdienos aplinkosaugos reikalavimų, yra 700-950.
Teritorijų kategorijos pagal taršos lygį
Visos teritorijos pagal taršos naftos produktais lygį skirstomi į keturias kategorijas:
- Švarios teritorijos: naftos produktų koncentracija tiek aeracijos zonos, tiek gruntinio vandeningo sluoksnio grunte yra natūralaus foninio lygio, t.y. ne daugiau kaip 50 mg/kg sauso grunto, o gruntiniame vandenyje naftos produktų yra ne daugiau nei gali būti geriamajame vandenyje.
- Mažai užterštos teritorijos: aeracijos zonos grunto užterštumas yra tarp foninio ir didžiausio leidžiamo lygio, taip pat yra ženklūs gruntinio vandens teršimo pėdsakai - iki 0,5 mg/l. Šiai kategorijai būdingas užterštumas susiformavo, kuomet įsigėrę į dirvožemį naftos teršalai gruntinio vandens paviršiaus nepasiekė, tačiau buvo adsorbuoti tik pasiekę gilesnę aeracijos zonos dalį. Likusios neužterštos aeracijos zonos dalies storio nepakanka, kad būtų visiškai apvalyta per užterštą terpę prasisunkusio ir užsiteršusio kritulių vandens. Taip užterštas infiltracinis vanduo patenka į gruntinį vandeningą horizontą ir formuoja tam tikrą gruntinio vandens taršos arealą.
- Vidutiniškai užterštos teritorijos: gruntas naftos produktais užterštas iki gruntinio vandeningo horizonto, o naftos angliavandenilių koncentracija gruntiniame vandenyje yra 0,5-50 mg/l. Naftos produktai grunte adsorbuoti ir pasiekę maksimalų išplitimo arealą. Dalis užteršto grunto sluoksnio čia paprastai esti vandeningame sluoksnyje, kita dalis - aeracijos zonoje. Dėl to, priklausomai nuo gruntinio vandens lygio svyravimo, čia keičiasi užteršto dirvožemio sluoksnio apvandeninimas, o tuo pačiu gruntinio vandens užteršimo lygis. Labiausiai vanduo būna užterštas aukšto lygio metu ir atvirkščiai.
- Labai užterštos teritorijos: būdingiausias ir išskirtinis požymis - laisvų naftos produktų sluoksnio ant gruntinio vandens paviršiaus buvimas. Šalutiniai požymiai - naftos produktų koncentracija aeracijos zonos apatiniame sluoksnyje didesnė už DLK, taip pat gruntiniame vandenyje ištirpusių bei emulguotų naftos produktų koncentracija didesnė kaip 50 mg/l. Tokia situacija yra teritorijose, kurių dirvožemis buvo intensyviai teršiamas naftos produktais ir jame susikaupę skysti teršalai nespėję išsisklaidyti. Atskirais atvejais naftos teršalų plitimą apriboja litologiniai barjerai. Todėl gruntinio vandens paviršiuje yra susidarę lokalūs skystos naftos lopai. Iš tokių teritorijų teršalai paprastai išplaunami tik tirpūs, todėl laisvų naftos produktų sankaupų natūralus išsivalymas gali vykti labai ilgai. Normatyvinių reikalavimų, nepriklausomai nuo jų buvimo vietos ir kitų užteršimo DLK reguliuojančių faktorių, neatitinka ketvirtos kategorijos teritorijos, todėl visas jas reikia valyti.