Caracterização química e toxicológica da água produzida descartada em plataformas de óleo e gás na costa brasileira e seu comportamento dispersivo no mar

The production of oil and gas is usually accompanied by the production of water, also known as produced water. Studies were conducted in platforms that discharge produced water in the Atlantic Ocean due to oil and gas production by Petrobras from 1996 to 2006 in the following basins: Santos (Brazili...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2007
Main Author: Gabardo, Irene Terezinha
Orientador/a: Araújo, Antônio Souza de
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Físico-Química; Química
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/17801
Citação:GABARDO, Irene Terezinha. Caracterização química e toxicológica da água produzida descartada em plataformas de óleo e gás na costa brasileira e seu comportamento dispersivo no mar. 2007. 261 f. Tese (Doutorado em Físico-Química; Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2007.
Resumo Português:A produção de óleo e gás é normalmente acompanhada da produção de água, que é denominada água produzida. Foram estudadas as plataformas que descartam água produzida no Oceano Atlântico através das operações de produção de óleo e gás nas bacias petrolíferas de Santos (região Sul), Campos (Sudeste) e Ceará (Nordeste) desde 1996 a 2006 operadas pela Petrobras. O estudo abrange características químicas, toxicológicas, volumes de descarte, e o comportamento da água produzida após o descarte no mar, abrangendo as plumas de dispersão e dados de monitoramento do ambiente marinho. Para uma amostragem de cerca de 50 amostras, as medianas de concentração foram: amônia (70 mg L-1), bário (1,3 mg-1), ferro (7,4 mg L-1), BTEX (4,6 mg L-1), HPA (0,53 mg L-1), THP (28 mg L-1); fenóis (1,3 mg L-1) e radioisótopos (0,15 Bq L-1 para 226Ra e 0,09 Bq L-1 para 228Ra). As concentrações dos parâmetros orgânicos e inorgânicos observadas para as plataformas brasileiras foram similares aos dados de referências mundiais para água produzida no Mar do Norte e outras regiões do mundo. Quando considerados os dois grupos distintos, plataformas da região sudeste e nordeste (PCR-1) foram verificadas diferenças significativas nas concentrações dos parâmetros: BTEX (p<0,0001), Fenóis (p=0,0212), Boro (p<0,0001), Ferro (p<0,0001), Toxicidade com organismo Lytechnus Variegatus (p<0,0001). Nos demais parâmetros não foram observadas diferenças significativas. Nos casos de maior produção de gás as concentrações de monoaromáticos (BTEX de 15, 8 a 21,6 mg L-1) e fenóis (2 a 83 mg L-1) foram mais elevadas do que nas plataformas de óleo (concentrações medianas de BTEX de 4,6 mg L-1 para n=53, e de fenóis de 1,3 mg L-1, para n=46). Foi realizado um estudo sobre a influência das plumas de dispersão da água produzida no entorno de seis plataformas de produção de óleo e gás (P-26, PPG-1, PCR-1, P-32, SS-06, e um cenário crítico hipotético) usando as características químicas de cada um dos efluentes. Através deste estudo, utilizando os modelos CORMIX e CHEMMAP para simulação de plumas de dispersão da água produzida descartada em mar foi possível obter uma dimensão das diluições ocorridas no oceano a partir destes descartes. As modelagens das plumas de dispersão da água produzida para o campo próximo mostraram diluições de cerca de: 700 a 900 vezes logo nos primeiros 30 a 40 metros do ponto de descarte para a plataforma PCR-1; 100 vezes para a plataforma P-32, em distância de 30 metros; 150 vezes para a plataforma P-26, em distância de 40 metros; 100 vezes para a plataforma PPG-1, em distância de 130 metros; 280 a 350 vezes para a plataforma SS-06, em distância de 130 metros, 100 vezes para o cenário critico hipotético, em distância de 130 metros. As diluições continuam no campo afastado, e com os resultados das simulações foi possível verificar que todos os parâmetros atingem concentrações abaixo dos valores limites admitidos pela Resolução CONAMA 357/05 para águas salinas de classe 1, antes de 500m de distância do ponto de descarte. Estes resultados estão coerentes com as medidas de campo. Os estudos realizados na água produzida brasileira apresentaram, de maneira geral, toxicidade para os organismos marinhos, no entanto verifica-se que diluições de 100 vezes são suficientes para não causar o efeito tóxico. Dados de monitoramento da água do mar em torno das plataformas de Pargo, Pampo e PCR-1 não evidenciaram toxicidade na água do mar no entorno daquelas plataformas. Os resultados de monitoramento ambiental de água do mar e sedimentos comprovam que não foram detectadas alterações da qualidade ambiental na área sob influência direta das atividades de produção de petróleo nas Bacias de Campos e do Ceará, corroborando todos os resultados de modelagem da pluma de dispersão do descarte da água produzida
Resumo inglês:The production of oil and gas is usually accompanied by the production of water, also known as produced water. Studies were conducted in platforms that discharge produced water in the Atlantic Ocean due to oil and gas production by Petrobras from 1996 to 2006 in the following basins: Santos (Brazilian south region), Campos (Brazilian southeast region) and Ceara (Brazilian northeast region). This study encompasses chemical composition, toxicological effects, discharge volumes, and produced water behavior after releasing in the ocean, including dispersion plumes modeling and monitoring data of the marine environment. The concentration medians for a sampling of 50 samples were: ammonia (70 mg L-1), boron (1.3 mg L1), iron (7.4 mg L-1), BTEX (4.6 mg L-1), PAH (0.53 mg L-1), TPH (28 mg L-1); phenols (1.3 mg L-1) and radioisotopes (0.15 Bq L-1 for 226Ra and 0.09 Bq L-1 for 228Ra). The concentrations of the organic and inorganic parameters observed for the Brazilian platforms were similar to the international reference data for the produced water in the North Sea and in other regions of the world. It was found significant differences in concentrations of the following parameters: BTEX (p<0.0001), phenols (p=0.0212), boron (p<0.0001), iron (p<0.0001) and toxicological response in sea urchin Lytechinus variegatus (p<0.0001) when considering two distinguished groups, platforms from southeast and northeast Region (PCR-1). Significant differences were not observed among the other parameters. In platforms with large gas production, the monoaromatic concentrations (BTEX from 15.8 to 21.6 mg L-1) and phenols (from 2 to 83 mg L-1) were higher than in oil plataforms (median concentrations of BTEX were 4.6 mg L-1 for n=53, and of phenols were 1.3 mg L-1 for n=46). It was also conducted a study about the influence of dispersion plumes of produced water in the vicinity of six platforms of oil and gas production (P-26, PPG-1, PCR-1, P-32, SS-06), and in a hypothetical critical scenario using the chemical characteristics of each effluent. Through this study, using CORMIX and CHEMMAP models for dispersion plumes simulation of the produced water discharges, it was possible to obtain the dilution dimension in the ocean after those discharges. The dispersion plumes of the produced water modelling in field vicinity showed dilutions of 700 to 900 times for the first 30-40 meters from the platform PCR-1 discharge point; 100 times for the platform P-32, with 30 meters of distance; 150 times for the platform P-26, with 40 meters of distance; 100 times for the platform PPG-1, with 130 meters of distance; 280 to 350 times for the platform SS-06, with 130 meters of distance, 100 times for the hypothetical critical scenario, with the 130 meters of distance. The dilutions continue in the far field, and with the results of the simulations, it was possible to verify that all the parameters presented concentrations bellow the maximum values established by Brazilian legislation for seawater (CONAMA 357/05 - Class 1), before the 500 meters distance of the discharge point. These results were in agreement with the field measurements. Although, in general results for the Brazilian produced water presented toxicological effects for marine organisms, it was verified that dilutions of 100 times were sufficient for not causing toxicological responses. Field monitoring data of the seawater around the Pargo, Pampo and PCR-1 platforms did not demonstrate toxicity in the seawater close to these platforms. The results of environmental monitoring in seawater and sediments proved that alterations were not detected for environmental quality in areas under direct influence of the oil production activities in the Campos and Ceara Basin, as according to results obtained in the dispersion plume modelling for the produced water discharge