Нефтепродукты

| Категория реферата: Рефераты по экологии
| Теги реферата: конспект статьи, решебник 6 класс
| Добавил(а) на сайт: Troshkin.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД
ТАГАНРОГСКОГО ЗАЛИВА НЕФТЕПРОДУКТАМИ

В работе приведены результаты исследования загрязнения вод Таганрогского залива нефтепродуктами (НП) методом ИК-Фурье спектроскопии. Установлено повсеместное превышение предельно допустимой концентрации НП в десятки раз,

особенно в придонных слоях воды. [pic]
Нефть и НП относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих объекты окружающей среды, в том числе и морские воды. Они оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и на все звенья трофической цепи. Попадание НП в природные водоемы вызывает изменение качества природных вод, что проявляется в увеличение численности бактерий, в изменении органолептических свойств воды, в увеличении концентрации растворимых органических соединений, в том числе и таких токсичных как фенолы, нафтолы и др., в росте содержания биогенных элементов, в интенсивном развитии зоо- и фитопланктона. Т.о., исследование характера загрязнения природных вод НП является актуальной задачей. Отбор проб воды осуществлялся во время экспедиции ( с 1.08.00 по 10.08.00) с двух горизонтов: на глубинах 0,5м от поверхности и 0,5м от дна. Определение
НП в пробах морской воды было проведено методом ИК-Фурье спектроскопии.
Метод основан на измерении интенсивности поглощения СН,.СН2 и СН3 групп в
ИК области спектра: 2700-3100см-1.
Метод обладает высокой чувствительностью, наиболее полно отражает суммарное содержание НП в воде (включая легколетучие компоненты). Все измерения данной работы проводились на ИК-Фурье спектрометре IMPACT-400. Его использование позволяет снизить время, необходимое для снятия спектра образца, а возможность увеличения числа сканирований,запись хранение и преобразование информации в ЭВМ позволяет значительно увеличить чувствительность метода.
Методика количественного определения НП в морской воде основана на:
- экстракции НП из воды тетрахлоридом углерода;
- пропускании экстракта через хроматографическую колонку с Al2O3 для отделения полярных углеводородов;
- определении содержания НП в пробах морской воды на ИК-Фурье спектрометре.
Результаты определения НП в пробах морской воды Таганрогского залива показывают повсеместное превышение предельно допустимой концентрации (ПДКвр
-0,05мг/мл для НП). Среднее содержание НП в отобранных пробах составило
1,05мг/мл (21 ПДК). Наибольшее загрязязнение вод было отмечено в восточной части Таганрогского залива
(69 ПДК).
Значительное загрязнение НП прибрежных районов залива обусловлено поступлением их со стоками рек Миус, Ея, Дон и материковым стоком. Так, в районе Миусского лимана содержание НП составило 41 ПДК, а у входа в Ейский лиман - до 60 ПДК. Некоторое снижение загрязнения (до 10ПДК) в центральной части Таганрогского залива может быть объяснено более развитым ветровым режимом и как следствие этого более интенсивным перемешиванием. В связи с мелководностью Таганрогского залива, судоходство в нем осуществляется только по искусственным каналам. В районах подводных отвалов
- морских свалках грунта, изымаемого при ремонтных дноуглубительных работах на судоходных каналах, также наблюдается значительное загрязнение вод НП, особенно в придонных слоях. В поверхностном слое воды содержание НП составило - 22ПДК, в придонном - 66ПДК. Практически повсеместное повышение содержания НП в придонных слоях, говорит о том, что именно донные отложения, загрязненные
НП, способствуют вторичному загрязнению придонных масс воды, а следовательно и всей акватории Таганрогского залива. Т.о., анализ результатов показывает повсеместное загрязнение вод Таганрогского залива НП в результате интенсивной антропогенной нагрузки, которое представляет серьезную угрозу не только Экосистеме
Таганрогского залива, но и всего Азовского моря.
На сегодняшний день под арестом в Одесском порту стоят два иностранных судна, причем сирийский сухогруз «Сехам» – еще с февраля. В обоих случаях поводом для задержания стало загрязнение акватории порта нефтепродуктами.
Владелец «Сехама» отказывается выплатить штраф в 1 миллион 17-ть тысяч долларов, считая сумму завышенной. Однако, именно во столько Инспекция по охране Черного моря оценила ущерб от трех тонн нефтепродуктов. Заседание суда, на котором сирийский судовладелец будет оспаривать необходимость выплаты всей названной суммы, перенесено с 12-ого ноября на 3-е декабря.
Другое судно – «Мэд Балкер» под камбоджийским флагом – было арестовано в начале ноября. Во время его заправки у 13-ого причала порта произошел разлив полутора тонн мазута, что специалисты оценили в 487-мь тысяч гривень. Пока судовладелец не возместит ущерб, либо не предоставит банковских гарантий на эту сумму, «Мэд Балкер» останется в Одесском порту.
Также в Одессе разработан комбинированный экологически чистый метод очистки грунта, загрязненного нефтью и нефтепродуктами любого фракционного состава. На основе этого метода создана автономная мобильная установка производительность более 1 тоны грунта в час, обеспечивающая очистку любого типа грунтов при остаточной концентрации нефтепродукта в грунте менее 0,05
% по массе, при этом возможно повторное использование нефтепродукта.

ЕСТЕСТВЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ НЕФТИ В ПОЧВЕ.

Исследование трансформации нефти, попавшей в почву в результате разливов или утечек в местах хранения или транспортировки, необходимо для понимания механизмов самоочищения и восстановления почв, нарушенных техногенезом.
Знание стадий трансформации нефти позволит определить давность загрязнения и сроки восстановления почв, повысить эффективность контроля за загрязнением среды нефтью и нефтепродуктами. Окисление отдельных классов
УВ, входящих в состав нефти, в частности микробиологическое окисление, изучается в настоящее время довольно подробно, существует достаточно много работ по этим вопросам. Авторы выделяют следующие наиболее общие этапы трансформации нефти:
1. Физико-химическое и частично микробиологическое разрушение алифатических УВ.
2. Микробиологическое разрушение низкомолекулярных структур разных классов, новообразование смолистых веществ.
2. Трансформация высокомолекулярных соединений - смол, асфальтенов, полициклических УВ.
В соответствии с этапами биодеградации происходит регенерация биоценозов.
Процессы идут разными темпами на разных ярусах экосистем. Значительно медленнее, чем микрофлора и растительный покров, формируется сапрофитный комплекс животных. Полной обратимости процесса, как правило, не наблюдается. Наиболее сильная вспышка микробиологической активности приходится на второй этап биодеградации нефти. При дальнейшем снижении численности всех групп микроорганизмов до контрольных значений, численность углеводородокисляющих организмов на многие годы остается аномально высокой по сравнению с контролем.
Ю.И. Пиковский (1988) отмечает, что при нефтяном загрязнении взаимодействуют три экологических фактора: а) сложность, уникальная поликомпонентность состава нефти, находящегося в состоянии постоянного изменения; б) сложность, гетерогенность состава и структуры любой экосистемы, находящийся в процессе постоянного развития и изменения; в) многообразие и изменчивость внешних факторов, под воздействием которых находится экосистема: температура, давление, влажность, состояние атмосферы, гидросферы и др. Исходя из этого, оценивать последствия нефтяного загрязнения необходимо с учетом конкретного сочетания этих трех групп факторов.
Рассматривая общие закономерности трансформации нефти в почве, Ю.И.
Пиковский (1988) отмечает, что нефть - это высокоорганизованная субстанция, состоящая из множества различных компонентов. Она деградирует в почве очень медленно, процессы окисления одних структур ингибируются другими структурами, трансформация отдельных соединений идет по пути приобретения форм, трудноокисляемых в дальнейшем. На земной поверхности нефть оказывается в другой обстановке - в аэрируемой среде. Основной механизм окисления УВ разных классов в аэробной среде следующий: внедрение кислорода в молекулу, замена связей с малой энергией разрыва (С-С, С-Н) связями с большой энергией, следовательно, процесс протекает самопроизвольно.
Главный абиотический фактор трансформации - ультрафиолетовое излучение.
Фотохимические процессы могут разлагать даже наиболее стойкие полициклические УВ за несколько часов.
Конечные продукты метаболизма нефти в почве следующие:
1. Углекислота, которая может связываться в карбонаты, и вода.
2. Кислородные соединения (спирты, кислоты, альдегиды, кетоны), которые частично входят в почвенный гумус, частично растворяются в воде и удаляются из почвенного профиля.
3. Твердые нерастворимые продукты метаболизма - результат дальнейшего уплотнения высокомолекулярных продуктов или связывания их в органо- минеральные комплексы.
4. Твердые корочки высокоминеральных компонентов нефти(нефтепродуктов) на поверхности почвы (киры).
Вместе с тем изучению трансформации всей системы соединений, входящих в состав нефти, на природных моделях уделялось еще мало внимания. Скорость разложения нефти по данным разных авторов различается в пять и более раз, восстановление первоначальной продуктивности земель при активной рекультивации происходило в одних случаях в течение года, в других растягивалось от нескольких лет до 12 и более. Так,
Эти кажущиеся различия объясняются различными почвенно - климатическими условиями, в которых производились наблюдения. Очевидно, что для такой обширной территории, как наша страна не может быть разработано единых рекомендаций для всех районов по защите и рекультивации земель нарушенных при транспортировке, добыче и переработке нефти. В качестве доказательства можно привести пример рекультивации с применением выжига нефти. Допустимый для одних районов он может быть пагубным для природной среды в других ( вследствие, например, деградации мерзлого слоя ). Проведенная дифференциация территории служит научным обоснованием мероприятий по защите и восстановлению природной среды. Чтобы сделать эти мероприятия наиболее эффективными, для каждого ландшафтного района необходимо знать природные механизмы самоочищения, факторы, ускоряющие этот процесс, количественные критерии, характеризующие разные стадии изменения нефти, почв, растительности, а также скорость восстановления последних. Получить такие данные (на которые должен ориентироваться контроль за загрязнением окружающей среды нефтью и нефтепродуктами) можно путем постановки специальных экспериментов на природных моделях. Основные причины снижения содержания нефти следующие: испарение легких фракций, минерализация нефти, физический вынос водными потоками, лимификация (превращение в нерастворимые в нейтральных органических растворителях продукты микробиологического метаболизма). Соотношение этих факторов самоочищения зависит от почвенно - климатических условий, состава и свойств самой нефти и глубины ее проникновения в почву.
На фоне общего снижения концентраций нефти в почве снижение содержания ее групповых компонентов происходит неравномерно. Быстрее других компонентов уменьшается относительное и абсолютное содержание метаново-нафтеновой фракции. Эти УВ легче поддаются биодеградации, кроме того, они более растворимы в воде, что облегчает их вынос за пределы участков загрязнения.
Одновременно в нефти увеличивается содержание смолистых веществв. Это увеличение происходит не только за счет уменьшения доли других компонентов и более высокой устойчивости смол, но и за счет их новообразования в процессе трансформации нефти.
Относительное содержание нафтено-ароматической фракции и асфальтенов в нефти во времени меняется незначительно, хотя их абсолютное содержание в почве также снижается.
Рассматривая изменение состава отдельных групповых компонентов нефти было показано, что уже в первые три месяца заметны признаки микробиологического воздействия на метано-нафтеновую фракцию. Относительно увеличивается количество изопреноидных структур - ненасыщенных УВ типа пристана с числом углеродных атомов в молекуле - 19 и фитана с числом углеродных атомов - 20.
В течение последующего года начинает снижаться относительное содержание изопреноидов типа фитана. Кроме того, в составе этой фракции с течением времени снижается содержание УВ (С20-С24) и увеличивается содержание тяжелых (С27-С31) УВ.
В составе нафтено-ароматической фракции всех изучавшихся разновидностей нефти установлен один и тот же набор полициклических ароматических УВ. Эти
УВ представлены широким диапазоном алкилзамещенных структур - от низко- кольчатых (нафталины и фенантрены) до многокольчатых со структурой 3,4- бенз(а)пирена. Наблюдения показали, что во время инкубации нефти в почве происходит постепенное снижение во фракции всех групп полициклических ароматических УВ. Наиболее быстро снижается содержание УВ с меньшим к-вом ядер в структуре: нафталинов, бензфлуоренов, фенантренов, хризенов.
Медленнее всего происходит снижение пиренов, которые являются, по видимому, наиболее устойчивыми среди УВ данного класса.
Возможности деградации природной среды при добыче и транспортировке нефти могут отражаться на ландшафтно-геохимических прогнозных картах.
Итак, проблема загрязнения биосферы нефтью и нефтепродуктами является основной из всех экологических проблем мира, так как сами вещества имеют много способов разложения на более простые и не менее опасные, на что обращают внимание не в положенное время.