Международный университет природы, общества и человека

«Дубна»

Реферат

по Гидрогеологии на тему

Загрязнение Мирового океана нефтепродуктами

Выполнил: студент группы 3151 Емельянов Е.В.

Проверил: Джамалов Р.Г.

Содержание

Вода

Вода - основа жизни на Земле

Что такое Мировой океан

Океан - кормилец человека

Нефть и нефтепродукты

Нефтяные загрязнения мирового океана и методы их устранения

Заключение

Список литературы

Вода

Вода. 2/3 поверхности Земли покрыты водой! Вода - второе по важности вещество на Земле, после кислорода. Без воды, человек может прожить всего три дня. Во взрослом человеке примерно 78 % жидкости. Вода необходима для развития растений, воспроизводящих кислород, животных, которые этот кислород потребляют и людей, которые всё портят. Одна из убедительнейших теорий о происхождении жизни на Земле гласит, что «жизнь вышла из воды» т. е. простейшие организмы, образовавшиеся именно в воде, в процессе эволюции стали более организованными существами. Эта теория вызывает доверие у учёных разных стран, хотя некоторые придерживаются других мнений.

Вода - основа жизни на Земле

Я думаю, что всем хорошо известно, что ранняя стадия эмбриона человека имеет жабры, что и доказывает то, что человек раньше был очень связан с водой и что он имеет общего предка со многими морскими животными. Это также подтверждает необычайная схожесть эмбрионов разных животных, в том числе и человека. Вообще все животные очень связаны между собой, и ещё они очень тесно связаны с водой, потому что вода - это жизнь, т. к. без воды не может быть жизни на Земле. Науке ещё не известно такое живое существо, которое могло бы обходиться без воды. Мировой океан, как колоссальное скопление воды, способствует жизни на Земле. Тем более, что основной процент кислорода на Земле воспроизводят не леса, а сине - зеленые водоросли - обитающие в океане.

Что такое Мировой океан

Судя по фотографиям, сделанным из космоса, нашей планете больше подошло бы название «Океан». Выше уже было сказано, что 70, 8 % всей поверхности Земли покрыто водой. Как известно на Земле 3 основных океана? Тихий, Атлантический и Индийский, но антарктические и арктические воды тоже считаются океанами. Причём Тихий океан по своей площади превосходит все материки вместе взятые. Эти 5 океанов представляют собой не обособленные водные бассейны, а единый океанический массив с условными границами. Русский географ и океанограф Юрий Михайлович Шокальский назвал всю непрерывную оболочку Земли - Мировым океаном. Это современное определение. Но кроме того, что когда-то все материки поднялись из воды, в ту географическую эпоху, когда все континенты уже, в основном, сложились и имели очертания, близкие к современным, Мировой океан овладел почти всей поверхностью Земли. Это был Вселенский потоп. Свидетельства о его подлинности не только геологические и библейские. До нас дошли письменные источники - шумерские таблички, расшифровки записей жрецов Древнего Египта. Вся поверхность Земли, за исключением некоторых горных вершин, была покрыта водой. В Европейской части нашего материка водяной покров достигал двух метров, а на территории современного Китая - около 70- 80 см.

Океан - кормилец человека

Океан всегда кормил людей, с незапамятных времён человек ловил рыбу и ракообразных, собирал водоросли, моллюсков. О том, как вели промысел рыбаки в древности, рассказывают нам наскальные изображения, рисунки и литературные источники. Удивительно, что в своей основе методы и орудия прибрежного лова почти не изменилось. Теперь, правда, с развитием всевозможных траулеров и методов сохранения улова, добыча рыбы ведётся не только у побережья. Так, в холодных водах северной Атлантики ведётся беспрерывный лов сельди - одной из самых питательных рыб. Треска - второй по важности объект промышленного рыболовства в Северной Европе. Южнее - наиболее важное значение имеют рыбы: макрель (родственная тунцу), морской язык и камбала. Это только несколько рыб из того множества морских животных, которые ловит человек.

Но человек не сумел сохранить девственность Мирового океана, поэтому возникают различные проблемы, связанные с Мировым океаном, вот некоторые из них.

Нефть и нефтепродукты

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

Парафины (алкены). . (до 90% от общего состава) - легкие парафины, обладающие максимальной летучестью и растворимостью в воде.

Циклопарафины. . ( 30 - 60% от общего состава). Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

Ароматические углеводороды. . (20 - 40% от общего состава).

Олефины (алкены). . - (до 10% от общего состава).

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В 1967 году в результате крушения танкера “ Торри Каньон ” почти 100 тысяч тонн сырой нефти, попав в воду близ мыса Лендсэнд, покрыли многие километры английского и французского побережья толстым слоем чёрной грязи и погубили много тысяч морских птиц; особенно пострадали те, которые добывают пищу с поверхности воды, как например, - чистик. Крушения танкеров происходят ежегодно. Иногда это случается в торных местах, как столкновение “Пасифик Глори” и “Аллегро” в проливе Ла-Манш в 1970 году, а иногда в отдаленных местах, как крушение танкера “Метулла ” в Маггелановом проливе в 1974 году. Но во всех случаях громадные пятна нефти медленно растекаются по поверхности океана. В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину:

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Существуют и другие виды случайной утечки. Один из самых крупных выбросов нефти произошёл в 1969 году при проведении подводного бурения недалеко от побережья Калифорнии, близ города Санта - Барбара. Вместе с ростом размеров танкеров, увеличиваются и аварийные сливы нефти в океан. Но при авариях её выливается всё же меньше, чем при безответственных действиях экипажей. Дело в том, что танки нефтепереливных судов промывают морской водой, которую потом выливают за борт. Однако больше всего море загрязняется нефтепродуктами, поступающими с суши, - отходами промышленных предприятий и автомобильных двигателей. Продукты сгорания нередко без разбора сбрасываются в море или выносятся туда реками.

Нефтяные загрязнения мирового океана и методы их устранения

Нефтяные загрязнения наносят большой ущерб морской флоре и фауне. В настоящее время нефть и нефтепродукты можно обнаружить почти во всех районах Мирового океана. Благодаря большой стойкости нефтяные остатки передвигаются под действием ветров на большие расстояния от места сброса. Нефть движется в том же направлении, что и ветер, но со скоростью, составляющей приблизительно 3,5 % от его скорости. Сама же вода перемещается гораздо медленнее.

Исследования показывают, что в зависимости от температуры окружающей среды с поверхности воды в первые часы чистый бензин испаряется полностью, за первые сутки теряется до 80 % технического бензина, до 22 % керосина, от 2 до 15 % нефти и до 0,3 % мазута.

Различают следующие источники их сброса:

- в танкерах промывание танков и слив балластной воды;

- в сухогрузных судах слив льяльной воды, утечка из баков или насосных отделений;

- проливание при погрузке и выгрузке;

- случайный вылив при столкновении судов;

- при подводной добыче появление не с поверхности, а со дна.

Нефть и нефтепродукты оказывают на фитопланктон и зоопланктон определенный токсический эффект. При этом может наблюдаться различие в чувствительности отдельных их видов. Эта разница может составить три-четыре порядка. Высокочувствительной к нефтяному загрязнению оказалась икра рыб.

Вопрос о самоочищении морских вод от нефтяного загрязнения изучен весьма слабо. В этом сложном комплексном процессе ведущее положение занимает биологический фактор, при котором в результате деятельности нефтеокисляющих организмов происходит трансформация нефтяного загрязнения до простых соединений (углекислоты и воды), накопление нового органического вещества в результате нарастания биомассы микроорганизмов.

Однако, естественные процессы самоочисток уже не справляются по причине систематического попадания нефти и нефтепродуктов в морскую воду.

За последние годы накоплен значительный материал по разработке различных методов для устранения нефтяных загрязнений. Остановимся на них более подробно.

Нефть и нефтепродукты можно сжигать, но только сразу после разлива, т. к. она в течение первых двух часов теряет легкие фракции, и быстро растекаясь, образует тонкий слой, а охлаждающее действие воды, находящейся под этим слоем, приводит к прекращению горения.

Нефть и нефтепродукты можно собирать с поверхности воды тремя способами: простым вычерпыванием вручную с борта небольших катеров; ограничение нефтяной пленки с помощью плавающих бонов с дальнейшей ее концентрированием путем уменьшения поверхности и сближения бонов; сложными машинными комплексами.

Нефть, плавающую на поверхности воды, можно частично собрать, накрыв ее адсорбирующим материалом.

Весьма обещающим методом обработки является покрытие нефтяной пленки порошком или мелкогранулированным веществом, которые, смешиваясь с нефтью, приклеиваются и затопляют ее. Однако, многочисленные эксперименты показали, что через несколько месяцев затопленная масса является подвижной, и нефть может подняться при волнении моря.

Перспективным является использование детергентов, к которым относятся вещества, образующие эмульсию и химически воздействующие на молекулы углеводородных соединений и изменяющие их поверхностное натяжение.

Нефть и нефтепродукты обладают малым, по сравнению с водой, поверхностным натяжением, поэтому при барботировании воздуха через воду не нужно использовать пенообразователи. В этом случае нефть и нефтепродукты будут адсорбироваться на разделе фаз "газ жидкость", суммарная площадь поверхности воздушных пузырьков зависит от их диаметра и может быть достаточно велика.

Учитывая все это, авторами статьи разработано механическое плавающее перемещаемое устройство, на котором осуществляются все эти три физико-химических процесса (флотация, адгезия и адсорбция). Преимущество этого предлагаемого устройства перед существующими заключается в следующем:

1) нефть и нефтепродукты извлекаются не только с поверхности воды, но и из поверхностного слоя воды, определяемым конструкцией аппарата;

2) поверхностный слой воды очищается не только от жидких, но и от твердых частиц;

3) одновременное осуществление всех этих трех физико-химических процессов обуславливает большую эффективность процесса очистки данной акватории от нефти и нефтепродуктов

Заключение

Тысячелетиями человек жил, работал, развивался, но он и не подозревал, что, возможно, настанет день, когда станет трудно, а может и невозможно, дышать чистым воздухом, пить чистую воду, выращивать что- либо на земле, так как воздух будет загрязнен, вода - отравлена, почва - заражена радиацией или др. химическими веществами. Но многое изменилось с тех пор. И в нашем веке это вполне реальная угроза, и не многие люди осознают это. Такие люди: владельцы крупных заводов, нефтегазодобывающей промышленности, думают только о себе, о своем кошельке. Они пренебрегают правилами безопасности, игнорируют требования экологической полиции, GREANPEACE-а, порой им бывает неохота или лень купить новые фильтры для промышленных стоков, газов, загрязняющих атмосферу. А какой может быть вывод? Еще один Чернобыль, если не хуже. Так что, может, нам следует задуматься над этим?

Каждый человек должен осознавать, что Человечество на грани гибели, и выживем мы или нет - заслуга каждого из нас.

Список Литературы

1. Р. Кэррингтон Биология моря. Ленинград; 1966 год

2. Детская энциклопедия

3. В.В Плотников. «На перекрестках экологии». М.: Мысль, 1985.

4. Работа Панков А.М., Краев А.А. (МГТУ, кафедра физики)