Борьба с загрязнением нефтью

Федеральное агентство по образованию РФ

Ярославский государственный университет имени П.Г. Демидова

Заочное отделение

 

 

 

Р Е Ф Е Р А Т

 

На тему:

БОРЬБА С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ НЕФТЬЮ

 

 

 

Выполнила студентка 4 курса группы ЭК

Саламатова Екатерина Александровна

 

 

 

 

Ярославль

2008 
Физические и химические свойсвта нефти. Нефть – очень коварный загрязнитель, так как у нее очень сложный физико-химический состав. В нефти могут присутствовать тысячи соединений. В любом сорте нефти содержится 200-300 соединений. На 50-98 % нефть состоит из углеводородов: алкаков, циклоалканов, ароматических соединений. В сосав нефти могут также входить и другие соединения: соединения серы (около 10 %). Считают, что рыба и беспозвоночные после контакта в снефтью приобретают привкус керосина из-за соединений серы. В нефти также содержатся жирные кислоты и азотные соединения, а также ванадий и никель.

Судьба нефти, которая попала в океан, различна. Она зависит от ее состава и действия различных факторов.

Распространение. Если количество излившейся нефти невелико, на поверхности моря появляется радужная пленка. 100-200 литров могут покрыть 1 кв.км поверхности моря толщиной 0,1 мм. Если нет непосредственной угрозы пляжам, низким побережьям и гнездовьям птиц, меры борьбы применяются лишь в тех случаях, когда толщина слоя нефти не менее 0,1 мм.

Нефть на поверхности моря переносится течением и ветром.

Испарение наиболее интенсивно происходит в первые несколько часов. Сырую нефть можно поджечь только в первые 30 минут после разлива, пока она еще не соединилась с водой. К концу первых суток испаряется до 50 % нефти. Испаряясь, нефть загрязняет атмосферу.

Растворение. Когда нефть разлагается, окисляясь под воздействием ультрафиолетовых лучей, образуются водорастворимые жирные кислоты и спирты, которые легче поддаются разложению микроорганизмами, чем исходные углеводороды.

Эмульгирование. При волнении на море, при появлении пены и брызг, нефть абсорбирует воду. После абсорбции нефтяной слик распадается на отдельные куски. Помимо эмульсии типа «вода в нефти» в море, особенно после внесения диспергирующих веществ, образуется эмульсия типа «нефть в воде».

Эмульгирование и диспергирование является эффективным средством уменьшения количества плавающей нефти.

Биологическое разложение. Разлагать нефть способны около 90 видов морских бактерий и грибов, а также некоторые водоросли. Однако нефть не содержит достаточного количества таких питательных веществ как азот и фосфор, которые необходимы для развития бактерий.

Разложение нефтяных углеводородов бактериями происходит быстрее, когда нефть не плавает на поверхности моря, а естественным путем или под действием химических диспергаторов рассеивается в толще воды в виде капель размером 1 мкм.

Механическое разрушение. Во всех морях встречаются комки смолы величиной с горошину, имеющие различное происхождение. Они  образуются при старении нефти, плавающей на поверхности моря.

Погружение. Плавающие комки смолы частично образуют питательную среду для морских животных. Известковые части этих животным могут уменьшать плавучесть смолы настолько, что комки начинают тонуть. После рассеивания нефти в морской воде, ее капли попадают в кишечник планктонных животных – фильтратов. Вместе с другими неперевариваемыми веществами они постоянно обнаруживаются в фекальных комочках конепод.

Вынос на берег. Когда нефтяной слик приносится ветром к берегу, на пляжах накапливаются комки смолы, а также нефть в довольно больших количествах. Здесь нефть легко впитывается в отложения. Проникновение нефти в межпоровые пространства между частицами отложений hgjbc[jlbn особенно интенсивно в случае применения химических диспергаторов. Когда нефть попадает в толщу осадков и лишается контакта с их поверхностным слоем, содержащим кислород, она становится недоступной для разложения. Так ископаемые залежи сохранялись в анаэробных условиях в течение миллионов лет.

Накопление и глобальное распределение нефти в океане. Нефть в океане способна накапливаться, но определить ее количество очень трудно.

Углеводороды с большим числом атомов углерода, особенно циклические алканы и ароматические соединения, почти не испаряются с поверхности воды, не растворяются в воде и не поддаются биологическому разложению. Это способствует сохранению их в морской среде в течение длительного периода времени, а также их накоплению.

Значительное количество углеводородов, входящих в состав нефти, продуцируется растительностью как наземной, так и морской.

Среди полициклических ароматических соединений, присутсвтующих в морской среде, встречаются и канцерогенные (бензапирен).

Источники загрязнения морей нефтью

В некоторых прибрежных районах нефтяные пласты расположены настолько близко от океанского дна, что сырая нефть просачивается через них и загрязняет толщу воды и поверхность моря. В целом в результате естественного просачивания в океан поступает столько же нефти, сколько и при различных авариях.

Небольшое количество нефти поступает с суши в моря по рекам с бытовыми стоки и грязью, смываемой в канализацию с городских территорий. С промышленными стоками в море ежегодно попадает 0,3 млн. тонн нефти, а со стоками нефтеперерабатывающих заводов – 0,2 млн. тонн.

Даже при отсутствии разливов нефти из-за утечек из многочисленных скважин и с буровых платформ теряется 0,1 млн. тонн в год. За последние 30 лет в Мировом океане пробурено 2000 скважин.

Определенное количество нефти попадает в море при перевозке танкерами устаревших моделей. После первого рейса на переборках танкера налипает 0,3 % нефти от его емкости. По окончании разгрузки танки промываются горячей водой, которая подается под большим давлением. Во время обратного перехода танки частично заполняются балластом – морской водой. Прежде промывочные воды вместе с остатками нефти сбрасывались в море на обратном пути, а балластная вода откачивалась незадолго перед вхождением в порт погрузки. Этим и объяснялось значительное поступление нефти в море с танкеров старого типа.

Танкеры современного типа оборудованы специальными танками, в которых нефть отделяется от воды, а затем сдается в порт прибытия.

Даже в случае соблюдения всех мер предосторожности невозможно полностью избежать катастроф на море. По статистическим подсчетам в настоящее время аварии танкеров происходят в среднем на каждом тысячном заходе в порт через 50 лет работы танкера. Примерно 75 % аварий танкеров происходит по вине человека. Причины аварий: посадка на мель, столкновения, аварии, вызванные несовершенством конструкции судна или навигационного оборудования, разбивание о причал, поломка двигателя, пожары, взрывы.

Борьба с загрязнениями нефтью

Для уменьшения поступления в океан углеводородов следует использовать любую возможность. Особенно важно совершенствовать мероприятия по технике безопасности, улучшить конструкцию судов, не допускать ошибок при судовождении.

Если бы имелась хоть какая-то гарантия того, что ветер не пригонит нефть в прибрежную зону, а в звгрязненном районе не окажутся морские птицы с разливом нефти можно было бы и не бороться. Если рассуждать трезво в открытом море нефтяной слик не представляет опасности, хотя смола, конечно, рано или поздно окажется на пляже.

Вряд ли можно как-то помочь икре рыб и планктону, находящемуся в воде под tanzysv слоем, поскольку они подвергаются пагубному воздействию токсичных углеволородов, выделяющихся в воду в течение первых дней разлива нефти.

Наиболее активно применялись диспергаторы в борьбе с разлившейся нефтью. Однако биологический ущерб от их применения оказался намного больше, чем ущерб, который можно было ожидать от загрязнения только нефтью, так как используемые диспергаторы были довольно токсичны. Поэтому их применение целесообразно лишь  в особых случаях.

В последнее время выпускаются малотоксичные диспергаторы. Это ПАВ, способствующие образованию в воде мельчайших подвешенных капель нефти диаметром 1-5 мкм. В результате этого нефтяной слик исчезает с поверхности моря. Под воздействием диспергаторов капли нефти не прилипают к поверхности находящихся в воде частиц и к донным отложениям. При приеменении современных диспергаторов отпадает необходимость перемешивать нефть, диспергатор и воду. Они сами хорошо смешиваются с нефтью и водой, что позволяет использовать их, распыляя с вертолета.

Диспергаторы лучше использовать после того, как испарятся легкие, летучие фракции нефти. С другой стороны, диспергаторы лучше использовать до того, как образуется эмульсия типа «вода в нефти» («шоколадный мусс»), являющийся более стойким и трудно рассеиваемым образованием, чем нефтяной слик.

Один из новых способов предотвращения загрязнения морской поверхности нефтью. Структуратор – новое вещество позволяет изменять агрегатное состояние нефти и нефтепродуктов, которые после взаимодействия с ним преобразуются в гелеобразное или твердоупругое состояние, легко собираемое с поверхности воды при помощи средств для сбора нефти.

В случае появления разлива нефти участок обрабатывают с помощью распыляющих устройств структуратором по его периметру, что предотвращает увеличение площади загрязнения. Затем подают структуратор от периферии к центру и одновременно собирают вакуумным насосом. Способность геля не разрушаться в морской воде 5-7 дней дает возможность осуществить его сбор даже в случае разрыва пятна загрязнения на отдельные части.

Специалисты считают, что лучшим средством борьбы с нефтью на поверхности моря является механическая очистка. Для этого можно использовать следующие методы:

1. Адгезию: нефть прилипает к поверхностям, особенно олефильным. Сконструированы специальные приспособления с вращающимися дисками, барабанами или непрерывными лентами, с которых налипшую нефть удаляют механическим способом.
2. Порог: тонкий поверхностный слой морской воды и нефти перетекает через порог, после чего нефть отделяется от водыю
3. Циклоны: создается водоворот с понижением уровня в центре, откуда и выкачивается нефть.
4. Всасывание: поверхностный слой морской воды всасывается, после чего нефть отделяется от воды.

Если все усилия по сбору нефти на месте аварии не увенчались успехом, остается еще одна последняя возможность удалить нефть с поверхности воды. Это грязная тяжелая работа с помощью ведер и лопат, небольших самоходных вакуумных установок, обычно используемых в сельском хозяйстве для закачивания и вывозки на поля жидкого навоза.

Выводы

1. При разведке и транспортировке углеводородного сырья основное внимание необходимо обращать на технику безопасности и использование новейших технологий.
2. Если же произошли аварийные разливы нефти, то нобходимо использовать тот комплекс защитных мероприятий, который соответствует конкретной ситуации.
3. При волнении в открытом море, если есть подозрение, что нефть пойдет к пляжам или птичьим базарам, рекомендуется применять малотоксичные диспергаторы.
4. В закрытых бухтах и гаванях целесообразно собирать нефть механическими способами.
5. Песок и гарвий плдяжей, загрязненных нефтью, приходится заменять на чистый субстрат.
6. Для спасения загрязненных нефтью птиц целесообразно создавать специальные стации, оборудованные материалами для их очистки теплой водой, убежищаим и кормом.

 

Используемая литература

1. Гарин В.М., Кленова И.А. Колесников В.И. Экология для технических ВУЗов, Ростов-на-Дону,2001.
2. Челноков А.А., Ющенко Л.Ф. Основы промышленной экологии, Минск, Высшая школа, 2001.
3. Экология под редакцией Г.В. Тягунова и Ю.Г. Ярошенко,М., Логос, 2005.