Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М.ГУБКИНА

КАФЕДРА ГЕОЛОГИИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Геоэкология нефти и газа»

на тему: «Геоэкологические проблемы, связанные с добычей, переработкой и транспортировкой нефти»

Студент

группы ГР-08-7

Стеблецова О.В.

Руководитель работы

доцент

Светличная Т.В.

Москва

2011г.

Оглавление

Введение

Глава 1. Опасности, связанные с интенсивной добычей нефти

Глава 2. Загрязнение атмосферы

Расчетная часть

Фоновая концентрация вредных веществ в атмосфере и учет ее в расчете рассеивания выбросов

Расчет приземной концентрации ЗВ в долях ПДК

Влияние нефтегазовой промышленности на «Парниковый эффект»

Глава 3. Нефтяное загрязнение Мирового океана

Глава 4. Загрязнение почвенного покрова

Глава 5. Способы ограждения от загрязнений связанных с добычей, транспортировкой и переработкой нефти

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Экологические загрязнения нефтепродуктами, на мой взгляд, очень актуальная, и важная тема, которая с каждым днем напоминает о себе все больше и чаще. Каждую минуту в мире добываются тысячи тонн нефти, и при этом люди даже не задумываются о ближайшем будущем нашей планеты, ведь только за 20 век было истощено большее количество нефтяных запасов нашей планеты. При этом ущерб, который был нанесен за этот сравнительно короткий отрезок времени, не сравнится ни с одной катастрофой произошедшей за всю историю человечества.

В погоне за нефтью человек безжалостно теснит природу: вырубает леса, захватывает пастбища и пашни, загрязняет окружающую среду. „Прежде природа угрожала человеку, - пишет Ж.-И.Кусто, - а сейчас человек угрожает природе". Эти слова известного французского ученого-естествоиспытателя определяют нынешнее соотношение сил в органическом мире. Своей неразумной деятельностью человек может поставить природу на грань биологической катастрофы, которая отзовется, прежде всего на нем самом. Оправдываются слова французского поэта Ф.Р. де Шатобриана: „Леса предшествуют человеку, пустыни следуют за ним". Уже сейчас, по выражению Дж. Марша, „Земля близка к тому, чтобы сделаться непригодной для лучших своих обитателей". Под „лучшими обитателями" американский ученый подразумевал людей.

В этой работе описаны основные источники экологических загрязнений связанных с добычей, переработкой и транспортировкой нефти, а также пути их устранения.



Глава 1. Опасности, связанные с интенсивной добычей нефти

Вначале человек не задумывался о том, что таит в себе интенсивная добыча нефти и газа. Главным было выкачать их как можно больше. Так и поступали. Но вот в начале 40-х гг. текущего столетия появились первые настораживающие симптомы.

Это случилось на нефтяном месторождении Уилмингтон (Калифорния,США). Месторождение было открыто в 1936 г., а уже в 1938 г. стало центром нефтедобычи Калифорнии. К 1968 г. из недр было выкачано почти 160 млн. т нефти и 24 млрд. м3 газа, всего же надеются получить здесь более 400 млн. т нефти. В 1939 г. жители городов Лос-Анджелес и Лонг-Бич почувствовали довольно ощутимые сотрясения поверхности земли - началось проседание грунта над месторождением. В сороковых годах интенсивность этого процесса усилилась. Наметился район оседания в виде эллиптической чаши, дно которой приходилось как раз на свод антиклинальной складки, где уровень отбора не единицу площади был максимален. В 60-х гг. амплитуда оседания достигла уже 8,7 м. Площади, приуроченные к краям чаши оседания, испытывали растяжение. На поверхности появились горизонтальные смещения с амплитудой до 23 см, направленные к центру района. Перемещение грунта сопровождалось землетрясениями. В период с 1949 г. по 1961 г, было зафиксировано пять довольно сильных землетрясений. Земля в буквальном смысле слова уходила из-под ног. Разрушались пристани, трубопроводы, городские строения, шоссейные дороги, мосты и нефтяные скважины.

На восстановительные работы потрачено 150 млн.дол. В 1951 г. скорость проседания достигла максимума - 81 см/год. Возникла угроза затопления суши. Напуганные этими событиями, городские власти Лонг-Бича прекратили разработку месторождения до разрешения возникшей проблемы.

К 1954 г. было доказано, что наиболее эффективным средством борьбы с проседанием является закачка в пласт воды. Это сулило также увеличение коэффициента нефтеотдачи. Первый этап работы по заводнению был начат в 1958 г., когда на южном крыле структуры стали закачивать в продуктивный пласт без малого 60 тыс.м3 воды в сутки. Через десять лет интенсивность закачки уже возросла до 122 тыс.м/сут. Всего сейчас на месторождении добывают 13 700 т/сут нефти. В последнее время появились сообщения о проседании дна Северного моря в пределах месторождения Экофиск после извлечения из его недр 172 млн.т нефти и 112 млрд. м3 газа. Оно сопровождается деформациями стволов скважин и самих морских платформ. Последствия трудно предсказать, но их катастрофический характер очевиден. Проседание грунта и землетрясения происходят и в старых нефтедобывающих районах России. Особенно это сильно чувствуется на Старогрозненском месторождении. Слабые землетрясения, как результат интенсивного отбора нефти из недр, ощущались здесь в 1971 г., когда произошло землетрясение интенсивностью 7 баллов в эпицентре, который был расположен в 16 км от г.Грозного. В результате пострадали жилые и административные здания не только поселка нефтяников на месторождении, но и самого города. Отголоски интенсивных нефтяных разработок произошли в Татарии, где в апреле 1989 г. было зарегистрировано землетрясение силой до 6 баллов (г. Менделеевск). По мнению местных специалистов, существует прямая зависимость между усилением откачки нефти из недр и активизацией мелких землетрясений. Зафиксированы случаи обрыва стволов скважин, смятие колонн. Подземные толчки в этом районе особенно настораживают, ведь здесь сооружается Татарская АЭС (а это уже влечет за собой экологическую катастрофу). Во всех этих случаях одной из действенных мер также является нагнетание в продуктивный пласт воды, компенсирующей отбор нефти. Из всех видов деятельности добыча нефти и газа влечет наибольшее образование отходов, а, следовательно, наносит наибольший вред окружающей среде (Таблица 1).

Таблица 1. Образование отходов производства и потребления по видам экономической деятельности по Российской Федерации(миллионов тонн)

	2005	2006	2007	2008	2009
Всего	2991,2	3519,4	3899,3	3876,9	3505,0
сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство	14,3	17,3	26,6	67,9	77,4
добыча полезных ископаемых	2506,2	2923,5	2785,2	3402,4	3066,5
обрабатывающие производства	309,9	284,0	243,9	280,4	252,1
химическое производство	46,4	44,7	46,1	27,0	20,6
металлургическое производство и производство готовых металлических изделий	180,4	189,8	145,0	177,7	174,6
производство транспортных средств и оборудования	2,5	3,0	3,0	4,2	1,9
строительство	17,0	17,8	62,8	15,1	24,7
транспорт и связь	4,3	4,0	7,5	5,7	5,3



Глава 2. Загрязнение атмосферы

Гораздо большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд.т, а израсходовано, по подсчетам академика Ф.Ф. Давитая, более 300 млрд.т кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера потеряла около 0,02 % кислорода, а приобрела до 12 % углекислого газа. В настоящее время ежегодно человечество сжигает 7 млрд. т топлива, на что потребляется более 10 млрд.т кислорода, а прибавка диоксида углерода в атмосфере доходит до 14 млрд. т. В ближайшие же годы эти цифры будут расти в связи с общим увеличением добычи горючих полезных ископаемых и их сжиганием. По мнению Ф.Ф. Давитая, к 2020 г. в атмосфере исчезнет около 12 000 млрд.т кислорода (0,77 %). Таким образом, через 100 лет состав атмосферы существенно изменится и, надо полагать, в худшую сторону.

Загрязнение атмосферного воздуха в сочетании с низкими температурами оказывает крайне негативное влияние на здоровье населения. Наивысшие среднегодовые концентрации по кратности превышения ПДКс.с. (по данным ФИФ СГМ) выявлены: - по взвешенным веществам - в г. Воркуте Республики Коми (42,0), в г. Ухте Республики Коми (6,2); - по азота диоксиду -в г. Мурманске Мурманской области (2,5), в г. Сосногорске Республики Коми (2,2), в г. Ухте Республики Коми (1,5); -по углерода оксиду - в г. Воркуте Республики Коми (8,5); -по формальдегиду - в г. Сыктывкаре Республики Коми (7,0).

Загрязнение окружающей природной среды газообразными, жидкими и твердыми веществами и отходами производства вызывает деградацию растительного и животного мира и наносит ущерб здоровью населения, является важнейшей экологической проблемой, имеющей социальное и экологическое значение.

По данным ФИФ СГМ заболеваемость детей от 0 до 14 лет, проживающих в Арктических регионах России, характеризуется наиболее высокими показателями заболеваемости и превышает показатели заболеваемости детей в среднем по Российской Федерации. Так, общая заболеваемость детей от 0 до 14 лет в Мурманской области, Республике Коми выше 1,2-1,4 раза, чем в среднем по Российской Федерации (202 тыс. на 100000 детей соответствующего возраста). По данным Федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга газовая, нефтедобывающая и нефтехимическая промышленности в Республике Коми, Ямало-Ненецком автономном округе, Мурманской области являются источниками загрязнения атмосферы 3,4-бенз(а)пиреном, азота диоксидом, углерода оксидом, взвешенными веществами, серы диоксидом, предельными углеводородами, бензолом, сероводородом, толуолом. Так, в Республике Коми предприятиями нефтяной промышленности выбрасывается в атмосферу 5,9% твердых веществ, 12,5% диоксида серы, 31,6% оксида углерода, 5,7% диоксида азота, 6% углеводородов. Предприятия нефтяной промышленности выбрасывают ежегодно в атмосферу до 106,1 тысяч тонн загрязняющих веществ, в том числе от 47,5 до 79,2 тысяч тонн оксида углерода. Предприятия газовой промышленности выбрасывают в атмосферу до 107,5 тысяч тонн загрязняющих веществ.

Рассмотрим воздействие нефтяной промышленности на примере Республики Коми.

загрязнение нефть выброс парниковый



Расчетная часть

Фоновая концентрация вредных веществ в атмосфере и учет ее в расчете рассеивания выбросов

В случае наличия совокупности источников выброса вклады этих источников (или их части) могут учитываться в расчетах загрязнения воздуха путем использования фоновой концентрации (мг/м3), которая для отдельного источника выброса характеризует загрязнение атмосферы в городе или другом населенном пункте, создаваемое другими источниками, исключая данный.

Фоновая концентрация относится к тому же интервалу осреднения (20 - 30 минут), что и максимальная разовая ПДК.

Сумма расчетной и фоновой концентраций для каждого вредного вещества в атмосфере не должна превышать установленной для нее ПДК

Если отмечается значительное превышение фонового загрязнения атмосферы над установленной для данного вредного вещества ПДК, то строительство новых объектов и предприятия с выбросами тех же вредных веществ допустимо только при обосновании возможности снижения выбросов вредных веществ в атмосферу на существующих предприятиях и объектах.

Фоновая концентрация (мг/м3), рассчитывается по формуле:

,

Рассчитаем фоновую концентрацию для загрязняющих веществ данного производства

а) диоксида серы

;

б) окислов азота

;

в) оксида углерода CO

;

г) углеводорода CH

;

С учетом полученных данных найдем суммарную концентрацию вредных веществ по формуле:

,

тогда суммарная концентрация (мг/м3) будет составлять для:

а) диоксида серы при м

;

при м

;

при м

;

б) окислов азота

при м

;

при м

;

при м

;

в) оксида углерода

при м

;

при м

;

при м

;

г) углеводорода

при м

;

при м

;

при м

;

Полученные данные занесем в Таблицу 2.

Таблица 2 - Зависимость распределения концентрации ЗВ на расстоянии от источника выброса ЗВ Концентрация загрязняющих веществ на расстояниях (м) с учетом фона, мг/м3

ЗВ	Концентрация загрязняющих веществ на расстояниях (м) с учетом фона, мг/м3
	50	200	500
Диоксид серы	0,4710	0,6337	0,5592
Окислы азота	0,3775	0,5120	0,4504
Оксид углерода	4,5069	4,5605	4,5359
Углеводород	0,2815	0,3704	0,3297

Расчет приземной концентрации ЗВ в долях ПДК

Предельно допустимая концентрация (ПДК) -- утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Концентрация загрязняющих веществ , доли ПДК, рассчитывается по формуле:

,

где - фоновая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3;

- максимальная приземная концентрация вредного вещества, мг/м3.

Найдем приземную концентрацию вредных веществ , доли ПДК

а) диоксида серы

при м

;

при м

;

при м

;

б) окислов азота

при м

;

при м

;

при 500м

;

в) оксида углерода

при м

;

при м

;

при м

;

г) углеводорода

при м

;

при м

;

при м

;

Согласно полученным данным составим Таблицу 3.



Таблица 3 - Зависимость распространения приземной концентрации ЗВ на расстоянии от источника выброса

ЗВ	Концентрация ЗВ на расстояниях (м) от источника выброса, доли ПДК
	50	200	500
Диоксид серы	0,9420	1,2674	1,1184
Окислы азота	0,9438	1,2800	1,1260
Оксид углерода	0,9014	0,9121	0,9072
Углеводород	0,9383	1,2347	1,0990

Как итог, составим сравнительную таблицу для вредных веществ от рассматриваемого предприятия.

В таблице 4 указано сравнение полученных значений концентраций вредных веществ в приземном слое атмосферы с предельно-допустимыми (ПДК).

Таблица 4 Сравнительная характеристика концентраций ЗВ с ПДК

ЗВ	Максимальная приземная концентрация ЗВ с учетом фона, доли ПДК	Максимальная приземная концентрация ЗВ с учетом фона, мг/м3	ПДК, мг/м3
Диоксид серы	1,2674	0,6337	0,5
Окислы азота	1,2800	0,5120	0,4
Оксид углерода	0,9121	4,5605	5
Углеводород	1,2347	0,3704	0,3

Расчет показал, что максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ в среднем больше уровня ПДК в 2-3 раза, что говорит о чрезвычайно опасной обстановке в данном регионе.

Анализируя расчеты можно сделать вывод, что воздействие нефтегазовой отрасли на окружающую среду в районе Республики Коми многообразно и существенно, а также то, что загрязнение окружающей среды при нефтедобыче может оказывать прямое либо опосредованное воздействие на условия проживания населения через ухудшение качественного состояния водных и воздушных объектов, продукции сельскохозяйственного производства и традиционных промыслов (рыболовство, охота, сбор дикоросов).

Влияние нефтегазовой промышленности на «Парниковый эффект»

Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют коротковолновому солнечному излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает так называемый „парниковый эффект", и среднепланетная температура повышается. Предполагают, что потепление с 1880 г. по 1940 г. в значительной степени следует отнести за этот счет. Казалось бы, в дальнейшем потепление должно прогрессивно нарастать. Однако другое воздействие человека на атмосферу нейтрализует „парниковый эффект". Как видно из Таблицы 5, выбросы парниковых газов с каждым годом увеличиваются с арифметической прогрессией. Человечество выделяет огромное количество пыли и других микрочастиц, экранирующих солнечные лучи и сводящих на нет нагревательное действие углекислого газа. По сведениям американского специалиста К. Фрейзера, над Вашингтоном помутнение атмосферы с 1905 г. по 1964 г. составило 57 %, а над одним из швейцарских городов - 88 %. Над Тихим океаном прозрачность атмосферы снизилась на 30 % всего за десять лет - с 1957 г. по 1967 г. Сейчас это цифры на порядок больше - 60-70%.



Таблица 5 - Выбросы парниковых газов, связанные с промышленными процессами, использованием растворителей и другой продукции (миллионов тонн СО2-эквивалента в год)

	2000	2001	2002	2003	2004
Диоксид углерода	41,34	41,73	42,98	46,53	50,64
Метан	0,58	0,67	0,72	0,84	0,91
Закись азота	4,90	4,96	5,02	5,02	5,49
Фторсодержащие газы1)	43,97	44,65	45,00	46,40	47,86

1). За исключением парниковых газов, подпадающих под действие Монреальского протокола к Венской конвенции о защите озонового слоя.

Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность - оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. По данным Национального управления США по изучению океана и атмосферы, над территорией этой страны в период с 1950 г. по 1972 г. солнечная радиация уменьшалась осенью на 8 %, а весной увеличивалась на 3 %. В среднем с 1964 г. она упала на 1,3 %, что эквивалентно потере примерно 10 мин солнечного дня в сутки. Эта, казалось бы, мелочь может иметь серьезные климатологические последствия. Загрязнение атмосферы над Соединенными Штатами привело в 1975 г. к совсем уже неожиданному явлению. В районе Бостона (штат Массачусетс) было установлено резкое увеличение количества озона в атмосфере - 0,127 части на миллион, тогда как установленный федеральными властями США предел безопасности составляет 0,08 части на миллион. Известно, что озон образуется в атмосфере при взаимодействии углеводородов с кислородом воздуха и в больших количествах он более ядовит, чем угарный газ. 10 августа 1975 г. управление здравоохранения штата объявило „озон-тревогу", которая продлилась до 14 августа. Это была уже вторая тревога за год. Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолетам, машинам, заводам и фабрикам. Чтобы пересечь Атлантический океан, современный реактивный лайнер поглощает 35 т кислорода и оставляет инверсионные следы, увеличивающие облачность. Значительно загрязняют атмосферу и автомашины, которых уже сейчас насчитывается более 500 млн. По подсчетам специалистов, машины „размножаются" в 7 раз быстрее людей. Именно им принадлежит половинная доля участия в отравлении Америки. Как заявил в 1976 г. сенатор Э. Маски, в США каждый год от заболеваний, вызванных загрязнением воздуха, умирает 15 тыс. человек. Американцев это не на шутку тревожит. Появляются различные проекты создания двигателей, работающих на других видах топлива. Электромобили уже не новость, во многих странах мира есть опытные образцы, но пока их широкое внедрение в жизнь сдерживается из-за малой мощности аккумуляторов.

В последнее время появилась новая идея - автомобиль с инерционным двигателем. К сооружению его приступили американские компании „Лир моторс" и „Ю. Флайвилс". Он будет снабжен двумя тяжелыми маховиками, работающими в вакууме. Для их раскручивания перед выездом предусмотрен электромотор, питающийся от бытовой сети. Запасенная кинетическая энергия маховиков через коробку передач будет поступать на ведущие колеса. Одной зарядки хватит на 80 км пробега со скоростью 96 км/ч. Максимальная скорость такого автомобиля достигает 160 км/ч. Автомобиль, которому не нужен ни бензин, ни другое горючее и который не производит выхлопных газов скоро будет внедрятся в жизнь людей. Немалый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло- и электростанции. Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрита, который, соединяясь с водой, тотчас же дает сернистую кислоту. Французский журналист М. Рузе приводит такие данные. Тепловая электростанция компании „Электрисите де Франс" ежедневно выбрасывает в атмосферу из своих труб 33 т серного ангидрита, который может превратиться в 50 т серной кислоты. Кислотный дождь охватывает территорию около этой станции в радиусе до 5 км. Такие дожди обладают большой химической активностью, они разъедают даже цемент, не говоря уже об известняке или мраморе. Особенно страдают памятники старины. Бедственное положение складывается с афинским Акрополем, который вот уже более 2500 лет выдерживает разрушительное влияние землетрясений, набегов иностранных захватчиков, пожаров. Теперь же этому всемирно известному памятнику старины угрожает серьезная опасность. Загрязнение атмосферы постепенно разрушает поверхность мрамора. Мельчайшие частицы дыма, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями Афин, вместе с каплями воды попадают на мрамор, а утром испарившись, оставляют на нем бесчисленное множество еле заметных оспин. По утверждению греческого археолога профессора Наринатоса, памятники древней Эллады больше пострадали за последние 20 лет от загрязнения атмосферы, чем за 25 столетий, полных войн и нашествий. Чтобы сохранить для потомков эти бесценные творения древних зодчих, специалисты намерены покрыть наиболее пострадавшие части памятников специальным защитным слоем из пластика. Загрязнение атмосферы различными вредными газами и твердыми частицами приводит к тому, что воздух крупных городов становится опасным для жизни людей. В некоторых городах США, Японии, Германии регулировщики уличного движения дышат кислородом из специальных баллонов. Пешеходам эта возможность предоставляется за дополнительную плату. В Токио и некоторых других городах Японии на улицах устанавливаются кислородные баллоны для детей, чтобы они по дороге в школу могли глотнуть свежего воздуха. Японские предприниматели открывают специальные бары, где люди поглощают не алкогольные напитки, а свежий воздух. Правда, в последние годы обстановка изменилась в лучшую сторону. Особую опасность для жизни людей представляют смертоносные туманы, опускающиеся на крупные города. Самая большая трагедия произошла в 1952 г. в Лондоне. Проснувшись утром 5 декабря, лондонцы не увидели солнца. Необычайно плотный смог, смесь дыма и тумана, держался над городом 3-4 дня. Этот смог, по официальным данным, унес 4 тыс. жизней, ухудшив состояние здоровья еще многих тысяч людей. Такие туманы не раз душили людей и других городов Западной Европы, Америки и Японии. В бразильском городе Сан-Паулу уровень загрязнения воздуха в 3 раза превышает максимально допустимые нормы, а в Рио-де-Жанейро - в 2 раза. Обычными заболеваниями здесь стали раздражение слизистой оболочки глаз, аллергические заболевания, переходящие в хронический бронхит и астму. Японский город Нагоя получил титул „японской столицы смога", Токио вышел на третье место среди японских городов по числу заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды. В настоящее время здесь зарегистрировано свыше 4 тыс. таких больных. В середине октября 1975 г. серьезная угроза отравления нависла над этим огромным городом, где живет почти 12 млн.человек. Концентрация различных вредных оксидов в ряде районов города в 6 раз превысила допустимый уровень. Токийские власти отдали распоряжение всем фабрикам и заводам сократить потребление топлива на 40 %. Жителям посоветовали не выпускать детей на улицу, дабы уберечь их от отравления. Осаду смертоносных туманов не выдерживают даже растения. За последние 10 лет зеленая зона Токио сократилась на 12 %, сейчас на каждого горожанина приходится не более 1 м2 зеленых насаждений. Появились фирмы, которые сдают деревья напрокат. Аренда полуметрового живого растения в горшке стоит в месяц примерно 4000 иен. Но и эти кочующие по городу „одноместные парки" не выдерживают загрязнения атмосферы, чахнут и увядают. Чтобы сохранить флору, ее время от времени вывозят на свежий воздух в загородные районы. Все чаще и чаще для „озеленения" промышленность выпускает синтетические пальмы, бамбук, цветы, траву и целые искусственные газоны.

Чтобы вовремя принять защитные меры от смога, в Кентском университете (США) сконструирован специальный мини-противогаз. Если загрязнение воздуха принимает угрожающие размеры, то на приборе вспыхивает миниатюрная лампочка. Одним движением руки можно достать портативную маску и защитить свои легкие от ядовитых веществ. В Японии выведен специальный сорт бегонии „зимняя королевская гамма-3", которая служит индикатором особого фотохимического смога, образующегося в результате разложения выхлопных газов автомобилей под воздействием солнечных лучей. При повышении концентрации смога на листьях растений уже через б ч. появляются белые пятна.



Глава 3. Нефтяное загрязнение Мирового океана

Безрассудно загрязнет человек и водные бассейны планеты. Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн.т нефти.

Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега. Судьбу нефти, попавшей в море, невозможно описать во всех подробностях. Во-первых, минеральные масла, попадающие в море, имеют разный состав и разные свойства; во-вторых, в море на них действуют разные факторы: ветер различной силы и направлений, волны, температура воздуха и воды. Важно и то, много ли нефти попало в море. Сложные взаимодействия этих факторов ещё не изучены во всей полноте. Когда вблизи берега терпит аварию танкер, гибнут морские птицы: нефть склеивает их перья. Страдают прибрежная фауна и флора, пляжи, а скалы покрываются трудно удаляемым слоем вязкой нефти. Если же нефть выбрасывается в открытое море, последствия бывают совершенно иными. Значительные массы нефти могут исчезнуть, не дойдя до берега. Сравнительно быстрое поглощение нефти объясняется несколькими причинами. Нефть испаряется. Бензин полностью испаряется с поверхности воды за шесть часов. За сутки испаряется не менее 10 % сырой нефти, примерно за 20 дней - 50 %. Но более тяжелые нефтепродукты почти не испаряются. Нефть эмульгируется и диспергируется, то есть разбивается на мелкие капельки. Сильное волнение моря способствует образованию эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При этом сплошной ковёр нефти разрывается, превращается в мелкие капельки, плавающие в толще воды. Нефть растворяется. В её составе имеются вещества, растворимые в воде, хотя их доля в общем невелика. Больше всего страдают от нефти птицы, особенно когда загрязняются прибрежные воды.

Птицы, соприкоснувшиеся с нефтью, вылившейся из танкеров, гибнут, так как нефть замасливает их перья, а если она свежая, то действует и как яд. Нефть склеивает оперенье, оно утрачивает теплоизолирующие свойства, и, кроме того, птица, выпачканная в нефти, не может плавать. Птицы замерзают и тонут. Даже чистка перьев растворителями не позволяет спасти всех пострадавших. Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс.л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации ее в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 л нефти. Источников поступления нефти в моря и океаны довольно много. Это аварии танкеров и буровых платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками. В настоящее время 7-8 т нефти из каждых 10 т, добываемых в море, доставляется к местам потребления морским транспортом. На некоторых участках Мирового океана происходит буквально столпотворение. Например, через пролив Ла-Манш, ширина которого 29 км, ежесуточно проходит более 1000 судов. Немудрено, что количество танкерных катастроф здесь велико. Особенно они возросли в 70-80-х гг. Только в 1975 г. погибло 10 танкеров общим водоизмещением в 815 тыс. т. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. Пожалуй, первая, которая всколыхнула мир, произошла в 1967 г. У берегов Западной Европы потерпел аварию супертанкер „Торри Каньон" (см. рис. 5), в море попало 120 тыс.т нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90 % морских птиц этих районов.

В дальнейшем катастрофы крупных танкеров выплескивали в моря и океаны все новые и новые порции нефти. 1974 г. - авария американского танкера „Трансхерон", имевшего на борту 25 000 т нефти. Из пробоин только за первую неделю вытекло 3500 т нефти! Огромное нефтяное пятно площадью в несколько десятков квадратных километров медленно двинулось к побережью южно-индийского штата Керала, уничтожая морских обитателей. В январе 1976 г. в залив Бантри (Ирландия) по вине компании „Галф ойл" (США) из танкера „Афран зодиак" водоизмещением 210 тыс.т вылилось 450 т нефти. Под ее слоем оказалась вся северная часть залива, а под угрозой и побережье на протяжении 35 км. Печальный рекорд по загрязнению морских вод принадлежит нефтяной скважине „Иксток-1" (Мексика), пробуренной у берегов п-ова Юкатан в Мексиканском заливе. Авария случилась в июне 1979 г. и ежедневно в акваторию выливалось более 4 тыс.т нефти. Скважина фонтанировала более месяца, выплеснув из недр почти 0,3 млнл „черного золота". (см. рис.6). И нефтяное пятно продолжало разливаться по поверхности воды. Ликвидация фонтана обошлась в 131,6 млн.дол.

Встает угрожающий вопрос: что делать с этими „черными океанами"? Как спасти их обитателей от гибели?

Строятся различные планы. Во Франции создана специальная центрифуга марки „Циклонет". Она устанавливается на самоходной портовой барже вместе с группой насосов, которые собирают с поверхности воду вместе с пленкой нефти. Попадая затем во вращающиеся барабаны устройства, смесь быстро разделяется, производительность 200 M/ч. Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на тонкие полосы длиной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием. Такие полоски бумаги, помещенные в большие нейлоновые „авоськи", предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров. Имеются и другие планы. Хорошие результаты дает применение диспергаторов - особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием „опилок" магнитом. Большие надежды возлагаются на биологическую защиту: в лабораториях фирмы „Дженерал электрик" (США) создан супермикроб, способный расщеплять молекулы УВ. Русские ученые установили, что некоторые жители морей вовсе не страдают от нефтяного загрязнения. В Каспии, например, живет моллюск - кардиум. Это крошечное существо, получившее свое название за сердцевидную форму раковинки, играет важную роль в очистке морской воды, добывая себе таким образом и пищу, и кислород для дыхания. Природа „планировала" необходимость очистки морей и океанов, ведь известно и естественное поступление нефти в эти водоемы. Проникновение ее из-под земли зафиксировано, например, у берегов Калифорнии, Австралии,Канады, Мексики, Венесуэлы, в Персидском заливе. На одном из участков днаКалифорнийского залива, в проливе Санта-Барбара, зафиксирована естественная утечка нефти из недр с дебитом от 350 до 500 м в сутки. Предполагается, что этот процесс протекает здесь уже десятки тысяч лет, а впервые был зарегистрирован в 1793 г. английским мореплавателем Д.Ванкувером.

Такая же ситуация складывается с гидросферой и на континенте: реки и озера делаются непригодными не только для их законных обитателей, но и для людей. В Германии, например, ежегодно сливается в реки 14 млрд.м3 сточных вод, из которых очистке подвергается в лучшем случае одна треть. Рейн - река, снабжающая водой многие города Западной Европы, несет в своих водах каждые сутки столько ядовитых химических веществ, сколько могут перевезти 1000 железнодорожных составов. Голландские химики считают, что в районе Роттердама опасная концентрация веществ в воде Рейна настолько велика, что ею нельзя даже чистить зубы, так как можно отравиться. Десять лет назад был совершен вопиющий акт вандализма: несколько тысяч литров отработанного мазута было слито в Рейн близ Дюссельдорфа (Германия). Поверхность воды на протяжении 7 км оказалась покрыта ядовитой пленкой, несущей гибель речным обитателям. Под угрозу поставлено снабжение водой жителей Дюссельдорфа и других при-рейнских городов. Не лучше обстоит дело с крупнейшей рекой США - Миссисипи. В биологическом смысле едва не погибли Великие Озера Северной Америки. Лишь титанические усилия, обошедшиеся США в 17 млрд дол., спасли эти уникальные водоемы. Варварское отношение к природе при освоении нефтяных месторождений проявляется и в нашей стране. По различным причинам при добыче и транспорте „черного золота" часть сырья выливается на земную поверхность и в водоемы.



Глава 4. Загрязнение почвенного покрова

Общая особенность всех нефтезагрязненных почв - изменение численности и ограничение видового разнообразия педобионтов (почвенной мезо- и микрофауны и микрофлоры). Типы ответных реакций разных групп педобионтов на загрязнение неоднозначны: Происходит массовая гибель почвенной мезофауны: через три дня после аварии большинство видов почвенных животных полностью исчезает или составляет не более 1% контроля. Наиболее токсичными для них оказываются легкие фракции нефти. Комплекс почвенных микроорганизмов после кратковременного ингибирования отвечает на загрязнение нефтепродуктами повышением валовой численности и усилением активности. Прежде всего это относится к углеводородокисляющим бактериям, количество которых резко возрастает относительно незагрязненных почв. Развиваются “специализированные “ группы, участвующие на разных этапах в утилизации УВ. Максимум численности микроорганизмов соответствует горизонтам ферментации и снижается в них по профилю почв по мере уменьшения концентраций УВ. Основной “ взрыв “ микробиологической активности падает на второй этап естественной деградации нефти. В процессе разложения нефтепродуктов в почвах общее количество микроорганизмов приближается к фоновым значениям, но численность нефтеокисляющих бактерий еще долгое время превышает те же группы в незагрязненных почвах (южная тайга 10 - 20 лет). Изменение экологической обстановки приводит к подавлению фотосинтезирующей активности растительных организмов. Прежде всего это сказывается на развитии почвенных водорослей: от их частичного угнетения и замены одних групп другими до выпадения отдельных групп или полной гибели всей альгофлоры. Особенно значительно ингибирует развитие водорослей сырая нефть и минеральные воды. Изменяются фотосинтезирующие функции высших растений, в частности злаков. Дыхание почв также чутко реагирует на загрязнение нефтепродуктами. В первый период, когда микрофлора подавлена большим количеством УВ, интенсивность дыхания снижается, с увеличением численности микроорганизмов интенсивность дыхания возрастает. Итак, процессы естественной регенерации биогеоценозов на загрязненных территориях идут медленно, причем темпы становления различных ярусов экосистем различны. Сапрофитный комплекс животных формируется значительно медленнее, чем микрофлора и растительный покров. Пионерами зарастания нарушенных почв часто являются водоросли.



Глава 5. Способы ограждения от загрязнений связанных с добычей, транспортировкой и переработкой нефти

Одним из наиболее перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти. В нашей стране такая система впервые была создана в 70-х гг. и применена в районах Западной Сибири. Потребовалось создать новую унифицированную технологию добычи нефти. Раньше, например, на промыслах не умели транспортировать нефть и попутный газ совместно по одной системе трубопроводов. С этой целью сооружались специальные нефтяные и газовые коммуникации с большим количеством объектов, рассредоточенных на обширных территориях. Промыслы состояли из сотен объектов, причем в каждом нефтяном районе их строили по-своему, это не позволяло связать их единой системой телеуправления. Естественно, что при такой технологии добычи и транспорта много продукта терялось за счет испарения и утечки. Специалистам удалось, используя энергию недр и глубинных насосов, обеспечить подачу нефти от скважины к центральным нефтесборным пунктам без промежуточных технологических операций. Число промысловых объектов сократилось в 12-15 раз. По пути герметизации систем сбора, транспорта и подготовки нефти идут и другие крупные нефтедобывающие страны земного шара. В США, например, некоторые промыслы, расположенные в густонаселенных районах, искусно скрыты в домах. В прибрежной зоне курортного городах Лонг-Бич (Калифорния) построено четыре искусственных острова, где производится разработка морских площадей. С материком эти своеобразные промыслы связаны сетью трубопроводов длиной свыше 40 км и электрокабелем протяженностью 16,5 км. Площадь каждого острова 40 тыс.м2, здесь можно разместить до 200 эксплуатационных скважин с комплектом необходимого оборудования. Все технологические объекты декорированы - они спрятаны в башни из цветного материала, вокруг которых размещены искусственные пальмы, скалы и водопады. Вечером и ночью вся эта бутафория подсвечивается цветными прожекторами, что создает весьма красочное экзотическое зрелище, поражающее воображение многочисленных отдыхающих и туристов. Вот еще один пример того, как излишняя любовь к нему привела к неприятным последствиям. Речь пойдет об уже упоминавшемся заводе по производству белково-витаминного концентрата (БВК) в г. Кириши. Как выяснилось, производство этого продукта и его применение чревато серьезными последствиями. Первые опыты были обнадеживающими. Однако в дальнейшем оказалось, что у животных при использовании БВК происходит глубокая патология в крови и в некоторых органах, во втором поколении снижается плодовитость и иммунологическая реакция. Вредные соединения (паприн) через мясо животных попадают к человеку и также оказывают на него неблагоприятное влияние. Производство БВК сопряжено с загрязнением окружающей среды. В частности в г. Кириши завод не был снабжен необходимой очистительной системой, что привело к систематическому выбросу в атмосферу белковых веществ, вызывающих аллергию и астму. Учитывая это, ряд зарубежных стран (Италия, Франция, Япония) приостановили у себя производство БВК. Все это говорит о том, что использование нефти и нефтепродуктов должно быть весьма аккуратным, продуманным и дозированным. Нефть требует к себе внимательного отношения. Это необходимо помнить не только каждому нефтянику, но и всем, кто имеет дело с продуктами нефтехимии.



Заключение

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в окружающей среде. Основными источниками загрязнения нефтью являются: регламентные работы при обычных транспортных перевозках нефти, аварии при транспортировке и добычи нефти, промышленные и бытовые стоки. 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. Но утечки нефти могут происходить и на поверхности, в итоге нефтяное загрязнение обхватывает все области жизнедеятельности человека. Загрязнение влияет не только на окружающую нас среду, но и на наше здоровье. С такими быстрыми «разрушительными» темпами, вскоре все вокруг нас ,будет непригодно для использования: грязная вода будет сильнейшим ядом, воздух насыщен тяжелыми металлами, а овощи и вообще вся растительность будет исчезать из-за разрушения структуры почвы. Именно такое будущее ожидает нас по прогнозам ученых примерно через столетие, но тогда будет поздно что-либо предпринимать. Итак, можно сказать, что нефть - это друг, с которым надо держать ухо востро. Небрежное обращение с „черным золотом" может обернуться большой бедой. Постройка очистных сооружений, ужесточенный контроль за транспортировкой и добычей нефти, двигатели, работающие за счет извлечения водорода из воды - это всего-лишь начало списка того, что можно применить для очищения окружающей среды. Эти изобретения доступны и могут сыграть решающую роль мировой и Российской экологии.



Список использованной литературы

1. Нефть и газ в зеркале планеты «Деловой мир» 1994. 1-7 августа

2 Ежемесячный производственно - массовый журнал «Энергетик» 2001 г.

3.Большая Советская энциклопедия (том 1) «Советская энциклопедия» 1987г.

4.Нефть и человек «Эксмо-Пресс»1996 г.

5. INTERNET : http://www.rbn.newstv.ru (Российское бюро новостей)

http://www.eesros.elektra.ru/ru/copyright.htm (РАО «ЕЭС России»

http://www.press.lukoil.ru (Журнал «Нефть России»)

http://statistika.ru

Размещено на Allbest.ru