«Нефтяные разливы, их влияние на живые организмы водоёмов и способы очистки»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

 «Средняя школа № 22»

ПРОЕКТНАЯ РАБОТА

Тема: «Нефтяные разливы, их влияние на живые организмы водоёмов и способы очистки»

Автор: Белоглазов Денис,

Ученик  4 «Б» класса

Руководитель: Яковенко Татьяна Николаевна,
учитель начальных классов

Нижневартовск

2014

Оглавление:

Введение……………………………………………………………………3-4

Основная часть……………………………………………………………   5  

1.Теоретическая  часть……………………………………….....................5

1.1. Экологические нефтяные аварии в морских акваториях…………..5-6

1.2. Экологические последствия разливов нефти……………………….6-7

1.3. Методы ликвидации нефтяных загрязнений  водных объектов.......7-8

2.Практическая часть……………………………………………………...9

 Опыт 1. Влияние нефти на проращивание семян растений……………...9

 Опыт 2.  Проверка эффективности способа очистки нефтяного 

 загрязнения при использовании  химических реагентов (для

 противодействия распространения разлива) и его сжигание……...9-10

Опыт 3.  Проверка эффективности способа очистки нефтяного 

загрязнения при использовании дисковых пеноснимателей……………10

Заключение……………………………………………………………......11

Список литературы……………………………………………………....12

Приложения…………………………………………………………..…..i-x

Введение

       Мой папа работает в нефтяной промышленности, на арктическом севере. Он много рассказывал мне о сложностях добычи нефти в суровых арктических условиях, о том как добывают нефть, о том что всегда существует  риск аварий на нефтяных месторождениях, о том, как трудно их ликвидировать и об их пагубных последствиях для окружающей среды. Меня заинтересовали и взволновали эти вопросы. Мне захотелось больше узнать

об этом. Я стал читать литературу в библиотеке, пользоваться информацией из интернета.

      По телевидению говориться о том, что нефть – это богатство мира и играет огромную роль в экономике государств.  Но и много сообщений о разливах нефти и на суше и на воде, о нанесении огромного вреда растениям, животным и человеку.

      В школе, на классном часе, по  теме «Экологическая безопасность»  перед нами выступил ученик 8-го класса нашей школы, Бедин Кирилл. (Рисунок 1)

     Будучи в третьем классе он подготовил проект по теме «Влияние нефти на окружающую среду и живые организмы» и стал победителем в межрегиональном конкурсе «Открытие мира». Из выступления Кирилла нам стало понятно, что нефть приносит огромную пользу человечеству (Рисунок 2). Она используется как топливо,  в автомобильной промышленности, медицине. Из неё изготавливают и другие нефтепродукты.

      Опыты, проведённые Кириллом, доказали, что нефть наносит и огромный вред. Она препятствует поступлению кислорода к растениям (Рисунок 3-4) и живым организмам (Рисунок 5  ). Без кислорода их жизнь невозможна. Происходит угнетение их жизнедеятельности и в конечном итоге они гибнут. Вредные вещества, выделяемые нефтью и нефтепродуктами,  загрязняют воздух, воду и земную поверхность  

( Рисунки 6-13), что воздействует на человеческий организм (Рисунки

14-16) и  иногда приводит к его гибели.

       Рассказы моего папы, результаты работы Бедина Кирилла и небольшая изученная мной информация  послужили выбором темы моего проекта. Ведь в настоящее время экологическими проблемами занимаются наши родители. Но пройдёт всего каких-то 8-10 лет и решением  этих вопросов и проблем будем заниматься мы, наше поколение.

       Я предполагаю, что современные способы добычи нефти не дают стопроцентной гарантии безопасности. Происходят нефтяные аварии, ведущие к экологическим катастрофам. Следствием этого является разработка наиболее эффективных методов ликвидации нефтяных разливов.

       Я определил цель моей работы: Выяснить влияние нефтяных разливов на живые организмы водоёмов, береговой зоны и выявить наиболее эффективные способы очистки.

       Исходя из цели,  поставил перед собой следующие задачи:

        1.Найти и изучить сведения об экологических нефтяных авариях в морских акваториях.

                  2.Выявить способы очистки нефтяных загрязнений и опытным           путём проверить эффективность двух способов.

                  3. Исследовать влияние нефти на живые организмы водоёмов и береговой зоны путём проведения опытов по проращиванию семян растений.

      Основная часть

1. Теоретическая часть

1. Экологические нефтяные аварии в морских акваториях.

       С начала 21 века человечество всё больше и больше ощущает на себе проблемы, возникающие при проживании в высокоиндустриальном обществе. Опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.

        Но наибольшую опасность представляют экологические бедствия. Аварии и катастрофы не имеют национальных границ, они ведут к гибели людей и могут нанести невосполнимые потери окружающей среде или даже уничтожить на Земле Жизнь.

       Приведу примеры таких аварий.

       Самой крупной мировой катастрофой на сегодняшний день признана авария  на нефтяной платформе Deepwater Horizon, произошедшая 20 апреля 2010 года в 80 километрах от побережья штата Луизиана в Мексиканском заливе. Разлив нефти после аварии стал крупнейшим в истории США и превратил аварию в одну из крупнейших техногенных катастроф по негативному влиянию на экологическую обстановку.

        Также в 1979 году произошел крупнейший в истории разлив нефти, вызванный столкновением танкеровAtlantic Empress и Aegean Captain. В результате аварии в море попало почти 290 тыс. тонн нефти. Катастрофа произошла в открытом море, и ни одно побережье не пострадало.

        В 1983 году танкер Castillo de Bellver загорелся и, в результате пожара, развалился пополам. В Индийский океан вылилось более 250 тыс. тонн нефти. Течение унесло нефтяную пленку в океан и побережье ЮАР не пострадало.

        В 1978 году танкер Amoco Cadiz сел на мель неподалеку от побережья Бретани (Франция). Корпус танкера раскололся, и в море вытекло более 230 тыс. тонн нефти.

        Наиболее хорошо изучена авария танкера Exxon Valdez, произошедшая в 1989 году неподалеку от побережья Аляски. Тогда в море вытекло 37 тыс. тонн нефти. В результате этой аварии были покрыты нефтью примерно 2 тыс. км береговой линии. Она привела к гибели 20 китов, 900 морских орлов, 250 тыс. морских птиц.  Тем не менее,  через 10 лет после аварии - на побережье Аляски оставались места, покрытые слоем нефти.

        Авария на нефтяном месторождении имени Требса в Ненецком автономном округе, в 75-80 км от границ  Ненецкого заповедника. К счастью, это достаточное расстояние для того, чтобы уберечь морских обитателей Арктики от последствий загрязнения.

        Крупнейшими авариями такого рода стала авария в Нигерии, когда в Атлантический океан вылилось более 14.3 тонн нефти (1998 год), и авария в заливе Гуанабара (Бразилия, 2000 год), результатом которой стал выброс 1.3 тыс. тонн нефти.

        Аварии и утечки на подводных нефтепроводах происходят регулярно и повсеместно.

        Согласно данным официальной статистики, на территории России ежегодно происходит более 20 тыс. аварий, связанных с добычей нефти.

       Исходя из вышесказанного, можно прогнозировать, что в перспективе загрязнение нефтью будет только усиливаться - с ростом ее транспортировки по морю и развитием добычи на шельфах. (Рисунки 17-18). 

        1.2 Экологические последствия разливов нефти.

        Экологические последствия разливов нефти трудно учесть, поскольку нефтяное загрязнение нарушает многие естественные процессы и взаимосвязи.

       Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение птиц, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды. Разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель 5 тысяч птиц  (Рисунок 19-20).

       Разливы нефти приводят к гибели морских млекопитающих: морских выдр, полярных медведей, тюленей, новорожденные морских котиков (Рисунки 21-24).

       Попавшая в организм нефть может вызвать разрушение внутренних органов.

       Рыбы подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения.  Гибель рыбы происходит обычно при серьезных разливах нефти (Рисунок 25-26).

       На берегах морей можно встретить участки с растительностью. При авариях они тоже подвергаются  нефтяному загрязнению. Влияние разливов нефти на виды растений может продолжаться от нескольких недель до 5 лет в зависимости от типа нефти. В результате рост растений угнетен, многие  погибают.

       1.3. Методы ликвидации нефтяных загрязнений водных объектов.

        В настоящее время разрабатываются  и  совершенствуются методы и технологии ликвидации таких ЧС  в морских акваториях.

       Методы: механические, физико-химические, химические, биологические.

       При  механическом  сборе нефть  удерживается  в  зоне  разлива с применением боновых заграждений или в естественных ловушках и удаляется с помощью нефтесборщиков и насосов (Рисунок 27-31).  При  немеханическом  методе извлечения  используются ручные методы,  когда  нефть  удаляется  обычными ручными инструментами – ведрами, лопатами или сетями. Это устаревшие методы сбора нефти с поверхности воды. При  немеханическом  методе извлечения  используются  химические.

       Учитывая условия разведки, добычи, хранения и транспортировки нефти в  морских акваториях,  предполагается  в  основном сочетать механическое удаление разлитой нефти с сжиганием ее на месте аварии (биологическая  очистка нефтяного загрязнения) и применением химических реагентов для противодействия распространению разлива.

        Российским ученым впервые в мире удалось создать относительно недорогой  в  эксплуатации  мощный  электроионизационный С02 – лазер, работающий на потоке атмосферного воздуха.

       Механизм метода лазерной очистки заключается  в  следующем.  Лазерное излучение  с  длиной  волны  10,6  мкм сильнее  всего  поглощается  тонким слоем воды, который непосредственно примыкает к нефтяной пленке, поэтому вода в этом слое быстро нагревается и  переходит  в  устойчивое  состояние. Происходит  парообразующий  взрыв перегретой  воды  и  разрывается  ее тепловой  контакт  с  нефтью,  который препятствует горению нефтяной пленки  в  обычных  условиях.  Капли  нефти  подбрасываются  вверх,  на  высоту 30–40  см,  смешиваются  с  атмосферным  воздухом  и  образуют  горючую смесь,  которая  самовоспламеняется, то  есть  капли  нефтяного  загрязнения сгорают  в  воздухе.  Таким  способом можно  эффективно  и  быстро  удалять нефтесодержащие пленки практически любого состава и толщины. Причем со значительных расстояний – например, с берега.  

      Компания Elastec/American Marine предложила дисковый пеносни матель. Сбор нефти составляет 17680 литров в минуту (Рисунки 32-33)

1. Практическая часть

      Мне стало интересно, прорастёт ли семя растения изначально, если оно будет подвержено влиянию нефти. Ведь нефтяные разливы часто затрагивают береговую зону на которой произрастает растительность. И мы с моей учительницей, Татьяной Николаевной, провели опыт.

       Опыт 1  Влияние нефти на проращивание семян растений

        Опыт начат 25 января 2014 года. Наблюдение проводили  девять дней. Выложили на марлю семена гороха (1 и 2 образцы) и цветка цинния (3 и 4 образцы). Образцы 1-ый  и 3-ий полили чистой водой, 2-ой и 4-ый  водой смешанной с нефтью. Проводили промежуточный контроль каждые 2 дня.

       Промежуточный контроль провёли 27 января 2014 года

        Мы выяснили, что через два дня начали прорастать только семена гороха.

       Промежуточный контроль провёли 29 января 2014 года

        Определили, что на 5-ый день проростки некоторых семян циннии политые чистой водой были хорошо видны (образец 1), а семена, политые водой с нефтью проросли совсем немного (образец 2). Семена гороха, политые чистой водой, продолжали хорошо развиваться (образец 3), а семена, политые водой с нефтью лишь немного набухли (образец 4).

       Промежуточный контроль провёли 31 января 2014 года

        При контроле на 7-ой день отметили, хорошее прорастание семян циннии и гороха (образцы 1 и 3), политых чистой водой. Проростки циннии, политые водой с нефтью, остались на том же уровне по величине, но их состояние было ослабленным, истощённым. Это заметно по их внешнему виду, а семена  немного уменьшились в размере (образец 2). Семена гороха, политые водой с нефтью, остались на том же уровне развития  (образец 4).

       Провёл итоговый контроль 2 февраля 2013 года. Выяснилось,  что на 9-ый день исследования образцы проростков семян циннии и гороха (образцы 1 и 3), политые чистой водой выглядели  свежими и полными сил.

      Мы отметили хороший и полноценный рост. А образцы 2 и 4, напротив, находятся в стадии увядания, так как их  обволокло нефтяным налётом, что препятствует доступу кислорода к семенам. А жизнедеятельность без этого невозможна.

      Вывод: Нефть оказывает губительное воздействие на  проращивание семян растений и тем самым  изначально не даёт перспектив  их роста и развития.       

      Опыт 2.  Проверка эффективности способа очистки нефтяного  загрязнения при использовании  химических реагентов (для противодействия распространения разлива) и его сжигание.

     Мы с родителями решили проверить эффективность двух из них. Изготовили  боновое заграждение (Рисунок 34). Стали проводить испытание бонового заграждения. Нефть не выливается за пределы кольца. (Рисунки 35-36).  Добавли оксид кальция (Рисунок 37). Частицы нефти оседают на дно (Рисунки 37-38).  Добавляем природный абсорбент (опилки) (Рисунок 39). Опилки быстро впитывают нефть (Рисунок 40). Собираем нефтесодержащий абсорбент (Рисунки 41-42). Производим выжигание собранного нефтесодержащего абсорбента и нефти (Рисунок 43).

      Вывод: При сжигании абсорбированных опилок с нефтью, сгорают органические вещества, а минеральные остаются, оседают на дно и включаются в круговорот веществ.

     Опыт 3.  Проверка эффективности способа очистки нефтяного  загрязнения при использовании дисковых пеноснимателей.

     Налили нефти в боновое заграждение. Заметили количество нефти до начала эксперимента (Рисунок 44-45). Стали вращать диск с рифленой поверхностью. Выяснили, что нефть липнет к рифленой поверхности (Рисунок 46). Снимаем «прилипшую» нефть губкой (Рисунок 47). Нефти после окончания чистки почти не осталось (Рисунки 48-49).

Вывод: Оба метода очистки эффективны. После удаления нефти с поверхности воды, её остаётся совсем немного.

       Заключение

       Современные способы добычи нефти не дают стопроцентной гарантии безопасности. Происходят нефтяные аварии, ведущие к экологическим катастрофам. Но на данном этапе развития общества человечество не может обойтись без нефти. Применяются методы ликвидации нефтяных разливов. Методы, которые были рассмотрены при проведении опытов, являются наиболее приемлемыми и ведётся  дальнейшая  работа над более эффективными технологиями (лазерный метод).

Список литературы:

1. Баринов А.В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них. М.: ВЛАДОС-ПРЕСС. 65 с.

2. Быков И.Ю., Гуменюк А.С., Литвиненко В.И., Варфоломеев Б.Г.  Охрана окружающей среды при строительстве скважин -ВНИИОЭНГ, 1985. – Вып. 1. – С.31-60.

3. Вылкован А.И., Венцюлис Л.С, Зайцев В.М., Филатов В.Д. Современные методы и средства борьбы с разливами нефти - Центр-Техинформ, 2000, - 144 с.

4. Гольдберг В.М., Зверев В.П., Арбузов А.И., Казеннов С.М. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. М: Недра, 2001г., 150с.

5. Гвоздиков В.К., Захаров В.М. Технические средства ликвидации разливов нефтепродуктов на морях, реках и водоемах- Ростов-на-Дону, 1996. – 157 с.

6. Демина Л.А. Как отмыть «Черное золото»: О ликвидации нефтяных загрязнений -Энергия. - 2000. - N10. - С. 51-54.

7. Проблемы совершенствования системы борьбы с разливами нефти на Дальнем Востоке: Материалы регионального научно-практического семинара. - Владивосток: ДВГМА, 1999