Ликвидация нефтяных загрязнений

                                                          Введение

Источниками нефтехимического сырья являются нефть и углеводородные газы нефтепереработки. Нефть начали использовать около 5 тыс. лет назад на Ближнем Востоке, где она по трещинам в горных породах просачивалась на поверхность. Название нефти происходит от слова напатум, которое на одном из древних языков Междуречья означало « вспыхивать, воспламеняться». Нефть также была основным компонентом знаменитого «греческого огня», принесшего византийцам немало побед на поле брани. Вначале люди пользовались естественными выходами нефти на поверхность земли, затем стали рыть колодцы, позже перешли к ударному и роторному бурению, извлекая нефть из все более глубоких слоев. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

В настоящее время нефть обеспечивает 99% мировой потребности в моторных топливах. В то же время нефть – это сырье для получения разнообразных веществ.

Нефть – маслянистая жидкость темно-бурого или почти черного цвета с характерным запахом, легче воды и практически в ней нерастворима; представляет собой смесь углеводородов и других веществ, поэтому у нее нет определенной температуры кипения.

Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов также могут быть существенным фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция увеличения этих аварий в последнее десятилетие.

В связи с увеличением нефтяных аварий было замечено увеличение числа исследовательских работ, направленных на создание методик и технологий очистки нефтяных загрязнений: поглощение нефти (некоторые вещества и материалы обладают способностью собирать нефть на своей поверхности), затопление нефти (если нефтяное пятно покрыть мелом или гипсом, то оно тонет и идет ко дну, но на морском дне нефть все еще опасна для водорослей и животных), использование буев (нефтяные пятна можно убрать с помощью специальных плавающих буев, ограничивающих дальнейшее растекание пятен), методом с применением углеводородокисляющих бактерий и др.

Однако, по-нашему мнению, химическим методам очистки нефтяных загрязнений не уделяется должного внимания, потому что  снятие нефтяного загрязнения с оперения птиц, чешуи рыб и шкуры водного животного невозможно физическими и биологическими методами, в этом и понимается нами как проблема исследования.

Искание путей решения этой проблемы и стало целью нашего исследования. Объектом нашего исследования стало нефтяное пятно.

 Предметом нашего исследования являются химические методы очистки нефтяных загрязнений.

В соответствии с вышесказанным, мы определились с задачами своего исследования:

1.Определиться в понимании необходимости и неизбежности увеличения объемов использования нефти и нефтепродуктов на современном этапе.

2.Изучить методики проведения очистки нефтяных загрязнений.

3.Выявить наиболее значимые, дешевые и безопасные химические методы очистки нефтяных загрязнений.

4.Определить экспериментальным путем возможность использования химических препаратов  для удаления нефтяных пятен.

Научная новизна результатов исследования состоит в том, что в нем химические методы удаления нефтяных пятен рассматриваются как наиболее значимые, дешевые и безопасные.    

Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что оно вносит вклад в дальнейшее развитие теории использования химических знаний для экологического наблюдения окружающей среды и технологии удаления загрязнений с поверхности воды и животных.

Практическая ценность работы связана с возможностью использования разработанных методических рекомендаций и результатов исследования в практике удаления нефтяных загрязнений. Полученные в ходе исследования результаты и выводы могут  помочь в борьбе с нефтяными загрязнениями.

V>        KJ

Достоверность и обоснованность результатов исследования определяется обоснованностью исходных теоретико-методологических позиций, включающих обращение к смежным отраслям знаний (истории, физике, биологии и др.); большим объемом выборки в проведении диагностирующего эксперимента; применением комплекса методов к целям, задачам исследования; устойчивой повторяемостью результатов.

                                                      Глава 1. Черное золото

Нефть ~ «Черное золото». Такое выражение известно всем и его смысл тоже. Нефть поистине нескончаемый источник для человека. Сейчас наша жизнь настолько от нее зависит, что было бы страшно представить ее отсутствие. Широко известна фраза Д.И.Менделеева “Топить печь нефтью всё равно, что топить её ассигнациями”. В настоящее время нефтехимия дает почти четверть всей химической продукции. Нефть -ценнейшее природное ископаемое. Всего производных нефти насчитывается уже около 3 тысяч.

Происхождение и добыча нефти

Нефть известна очень давно. Археологи установили, что её добывали и использовали уже за 5-6 тысяч лет до нашей эры. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. Упоминание о нефти также встречается во многих древних рукописных книгах.

Теории происхождения нефти. Их три: минеральная, органическая и космическая.

Органическая теория. Основы этой теории были положены М. В. Ломоносовым в середине XVIII в. В одном из своих трактатов он писал, что бурая и черная материя  выгоняется подземным жаром из приготовляющихся каменных углей. Позднее эта теория менялась, но суть теории такова - органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть. Гениальная догадка М. В. Ломоносова об образовании нефти в результате воздействия повышенной температуры на биогенное органическое вещество осадочных пород начала получать подтверждение в конце XIX- начале XX веков при проведении экспериментальных химических и геологических исследований.

Минеральная   теория. Д. И. Менделеев, придерживавшийся до 1867 г. представлений об органическом происхождении нефти, в 1877 г. сформулировал известную гипотезу ее минерального происхождения, согласно которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре вследствие взаимодействия воды с карбидами металлов. Например, 2FeC + 3H20 = Fe203 +С2Н6.

Космическая теория. В1892 г. М. А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождения нефти. Суть ее сводится к тому же минеральному синтезу углеводородов из простых веществ, но на первоначальной, космической стадии формирования Земли. Предполагалось, что образовавшиеся углеводороды находились в газовой оболочке, а по мере остывания поглощались породами.

В настоящее время преобладающая часть ученых-химиков, геохимиков и геологов - считает наиболее обоснованными представления об органическом происхождении нефти, хотя имеются ученые, которые до сих пор отдают предпочтение минеральной гипотезе ее образования.

Из этого следует, что до сих пор так и нет не одной правильной версии о происхождении нефти. Таким образом, нефть остается загадкой и по сей день.

                       Состав нефти. Нефтепродукты и их значение

В химическом отношении нефть - сложная смесь углеводородов и углеродистых соединений, она состоит из следующих основных элементов: углерод (84-87 %), водород (12-14 %), кислород, азот и сера (1-2 %), содержание серы возрастает иногда до 3-5 %. Углеводородная часть нефти состоит из соединений парафинового, нафтенового и ароматического рядов. Парафиновые углеводороды включают в себя растворенные в нефти газообразные, жидкие и твердые гомологи метанового ряда. Группа нафтенов представлена моно-, би- и полициклическими структурами с боковыми цепями и без них. Группу ароматических соединений нефти составляют моноциклические, би- и полициклические структуры. Кроме вышеназванных веществ нефть содержит кислородные, сернистые и азотистые соединения.

Начало кипения нефти обычно выше 280 °С, температура застывания колеблется от +300 °С до -600 °С и зависит, в основном, от содержания парафина.

Нефть можно классифицировать по разным признакам.

1 По содержанию серы.

2.  По потенциальному содержанию фракций, выкипающих до 3500 С.
3. По потенциальному содержанию масел.

4 По качеству масел.

В зависимости от месторождения нефть имеет качественный,  различный и количественный состав. Так, например, Бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами. Значительно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.

Главную массу всех видов нефти образует смесь предельных углеводородов с нафтенами с подмесью  алкинов до аренов . Этому утверждению не противоречат даже самые высококипящие твердые углеводороды (парафин, церезин), получаемые из нефти и продуктов с нею сходственных (горный воск и др.). При этом и все явления, сопровождающие перегонку нефти, полностью объясняются.

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем, потреблении энергоресурсов непрерывно растет. Нефть составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран.

Перегонка нефти осуществляется в специальных установках – ректификационных колоннах.

В ректификационную колонну поступает нефть, нагретая в трубчатой печи до температуры

320-350 градусов. Ректификационная колонна имеет горизонтальные перегородки с отверстиями – так называемые тарелки, на которых происходит конденсация фракций нефти. На более высоких скапливаются легкокипящие фракции, на нижних – высококипящие.

В процессе ректификации нефть разделяют на следующие фракции:

1. Ректификационные газы – смесь низкомолекулярных углеводородов, преимущественно пропана и бутана, с температурой кипения до 40 градусов.
2. Газолиновую фракцию (бензин) – углеводороды состава от C5H12 до C11H24 (тем-ра кипения 40-200 градусов; при более тонком разделении этой фракции получают газолин и бензин
3. Лигроиновую фракцию – углеводороды состава от C8H18 до C14H30 (тем-ра кипения 150-250 градусов)
4. Керосиновую фракцию – углеводороды состава от C12H26 до C18H38 (тем-ра кипения 180-300 градусов)
5. Дизельное топливо – углеводороды состава от C13H28 до C19H36 ( тем-ра кипения 200-350 градусов)

Остаток перегонки нефти - мазут- содержит углеводороды с числом атомов углерода от 18 до 50. Перегонкой при понижении давлении из мазута получают соляровое масло, смазочные масла, вазелин и парафин. Твердый остаток перегонки мазута – гудрон и продукты его переработки – битум и асфальт используют для изготовления дорожных покрытий. Менделеев говорил о нефти, что она является ценным сырьем для производства многих органических продуктов.

Глава 2. Нефтяные загрязнения и их последствия

Человечество слишком медленно подходит к пониманию масштабов опасности, которую создает легкомысленное отношение к окружающей среде.

За время своего существования и особенно в XX в. человечество ухитрилось уничтожить 70 % всех естественных экологических систем на планете. Во многих местах берега сейчас загрязнены и отравлены нефтью из танкеров, нефтепроводов и других устройств. Такая же ситуация складывается с гидросферой и на континентах: реки, озера делаются непригодными не только для их законных обитателей, но и для людей.

Экологические катастрофы второй половины XX века

Причины: пренебрежение мерами безопасности, халатность персонала предприятий, политические и административные амбиции, алчность, бездумное стремление к экономии средств и к дезинформации или полному утаиванию сведений о катастрофе.

Ежегодно в Мировой океан сбрасывается около 10 млн. т нефти, часть поверхности воды уже покрыта тончайшей радужной пленкой. Такое положение чревато многими неприятностями глобального масштаба. Тончайшая пленка нефти на поверхности воды уменьшает испарения с этого участка на 60%. В результате усиливается нагрев водной поверхности. Воздух из-за пленки мало насыщается влагой (водяными парами), поэтому, проходя над континентами, такие воздушные массы дадут мало осадков.

Вода - одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является составной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико-химические и биологические процессы. К таким свойствам относятся очень высокие и максимальные теплоемкость, теплота плавления и теплота испарения, поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность.

Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возможность накопления в ней очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов.

В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземные воды становятся практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют важное значение.

Особую опасность представляет загрязнение питьевой воды микроорганизмами, которые относятся к патогенным и могут вызвать вспышки разнообразных эпидемических заболеваний среди населения и животных.

Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эти процессы загрязняют не только поверхностные воды, но и подземную гидросферу, Мировой океан.

Нефтяное загрязнение Мирового океана, несомненно, есть самое распространенное явление. От 2 до 4 % водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн. т нефтяных углеводородов.

В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а при разливах толщина нефтяного покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. С течением времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в пищу из-за неприятного запаха и вкуса.

Все компоненты нефти токсичны для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие.

У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его.

Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан. Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Вместе с тем они остро токсичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность.

Набор веществ, загрязняющих воду, очень широкий, а формы их нахождения разнообразны. Главные загрязнители, связанные с природными и антропогенными процессами загрязнения водной среды, во многом сходны. Отличие заключается в том, что в результате антропогенной деятельности в воду могут поступать значительные количества таких чрезвычайно опасных веществ, как пестициды, искусственные радионуклиды.

Оценка состояния водной среды по нормативному подходу осуществляется путем сравнения присутствующих в ней загрязняющих веществ с их ПДК и другими нормативными показателями, принятыми для объектов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового водопользования.

Такие показатели начинают разрабатываться не только для выявления избыточного количества загрязняющих веществ, но и для установления дефицита в питьевой воде жизненно важных  химических элементов.

Всеобщие усилия должны быть направлены главным образом на минимизацию негативных последствий.

Исследования выясняют, что даже небольшое количество загрязнения воды нефтью вызывает изменение состава крови, нарушение углеродного обмена у рыб, мидий, креветок. Как считают ученые, нефтяное загрязнение - грозный фактор, влияющий на жизнь всего Мирового океана. Английские орнитологи подсчитали, что ежегодно гибнет более 250000 птиц. Одной из причин их гибели являются смачивание оперения нефтью. Нефть или мазут проникают в оперение и изменяют структуру пера, ухудшая плавучесть и теплоизолирующие свойства. Даже при легком загрязнении птицы начинают чиститься клювом, глотая нефть или мазут. Это ведет к появлению различных заболеваний или полному отравлению.

              Серьезный вред наносит загрязнение нефтью и крупным морским животным - китам, дельфинам, тюленям.  Если тюлень появляется в месте расположения нефтяного пятна, он пачкает мех. Мех теряет свои теплоизолирующие свойства, а это ведет к охлаждению или прямому отравлению. У тюленей нефть вызывает воспаление глаз, что иногда кончается слепотой.

При ликвидации нефтяных разливов при авариях танкеров часто используют различные диспергенты. Оказалось, что диспергированная нефть также отрицательно влияет на морские организмы, как и обычная нефть.

Загрязнения нефтью сказываются и на жизни природных организмов и прежде всего на таких интересных животных, как коралловые полипы. Широко известный исследователь морских глубин Жак-Ив Кусто в книге «Жизнь и смерть кораллового моря»  пишет, что

достаточно появления вблизи кораллов нефти или мазута, и на большой площади погибают коралловые полипы. Мы видим, что нефтяное загрязнение морской воды опасно. Литр нефти лишает кислорода 40 тыс. л морской воды, столь необходимого рыбам. Тонна нефти загрязняет 12 км поверхности океана.

Загрязнение Мирового океана приводит к постепенному снижению первичной биологической продукции. По оценкам ученых, она сократилась к настоящему времени на 10 %. Соответственно этому снижается и ежегодный прирост других обитателей моря.

В целом для Мирового океана ожидается на ближайшие 20-25 лет рост его загрязнения в 1,5-3 раза. Соответственно этому будет ухудшаться и экологическая ситуация. Концентрации многих токсических веществ могут достигнуть порогового уровня, затем наступит деградация естественной экосистемы.

Сейчас уже ясен путь, который позволит людям избежать экологического тупика. Это безотходные и малоотходные технологии, превращение отходов в полезные ресурсы. Но потребуются десятилетия для воплощения идеи в жизнь.

Методы утилизации нефтяных загрязнений

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 собственным весом. Затем топливо из них легко извлекается прессованием. Такие полоски бумаги, 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» создан супер микроб, способный расщеплять молекулы углеводородов.

Механический способ, как первичный, применяется для очистки водной поверхности, береговой части водоемов и почвогрунта при сильной степени их загрязнения. Способ включает операции механического сбора нефтепродуктов, их декантации от воды или почвогрунта и подготовки к утилизации.

Новый способ

Британские ученые разработали новое средство борьбы с нефтяным загрязнением окружающей среды, возникающим при крушениях танкеров. Средство представляет собой специальный гель, который разбрызгивается с самолетов на разлитую в море нефть и вызывает её отвердение. Слой нефти на воде превращается в некое подобие ковра, который без особых проблем можно нарезать полосами, скатать и удалить.

Все известные технологии переработки нефтешламов по методам переработки можно разделить на следующие группы:

1. Термические - сжигание в печах различных типов, получение битуминозных остатков.
2. Физические- захоронение в специальных могильниках, разделение в центробежном поле, вакуумное фильтрование и фильтрование под давлением.
3. Химические - экстрагирование с помощью растворителей, отвердение с применением (цемент, жидкое стекло, глина) и органических (эпоксидные и полистирольные смолы, полиуретаны и др.) добавок.
4. Физико-химические - применение специально подобранных реагентов, изменяющих физико-химические свойства, с последующей обработкой на специальном оборудовании.

5. Биологические - микробиологическое разложение в почве непосредственно в местах хранения, биотермическое разложение.

Глава 3. Экспериментальные доказательства возможности использования ПАВ для удаления нефтяных загрязнений

В настоящее время на планете сложилась такая ситуация, когда исчезают многие виды животных, рыб, птиц и других обитателей нашей планеты по вине человеческой деятельности. Одна из причин гибели животных это разлив нефти. Известно огромное число методик удаления нефтяных загрязнений с поверхности воды, однако, как показывает наше исследование, рекомендациям по снятию нефтяных пятен с поверхности животных не уделено должного внимания. Анализу эффективности использования различных марок CMC для удаления нефтяных загрязнений и посвящена третья глава нашего исследования.

Эффективность использования CMC для удаления нефтяных загрязнений

Анализируя материалы второй главы, мы пришли к мысли о том, для удаления нефтяных загрязнений с поверхности животных можно использовать CMC.

Поверхностный слой жидкости, в том числе и нефтяные, обладает несколько иными свойствами, чем внутренние слои жидкости. Молекулы внутренних слоев равномерно окружены со всех сторон такими же точно молекулами, и, следовательно, силы притяжения их взаимно уравновешиваются. Молекулы поверхностного слоя оказываются под действием сил притяжения преимущественно со стороны жидкости, вследствие чего они как бы втягиваются внутрь жидкости. Эта особенность поверхностных молекул связана, таким образом, с внутренним давлением.

Под влиянием внутреннего давления поверхностный слой стремится  сократиться. Отсюда стремление жидкости уменьшить поверхность
при неизменном объеме, например, этим объясняется сферическая
форма капель.

Схема для объяснения возникновения поверхностного натяжения

Наличием силы поверхностного натяжения и объясняется сокращение нефтяной плёнки. Сила поверхностного натяжения, сокращая  поверхностный слой, придаёт капле жидкости форму шара, вызывает слипание намоченных водой и нефтью волос, слипание мокрого песка. Вектор силы поверхностного натяжения F направлен перпендикулярно к любому элементу длины линии, ограничивающей поверхность жидкости, и касательно к этой поверхности. В случае, если поверхность жидкости плоская, то вектор силы поверхностного натяжения лежит в плоскости поверхности жидкости.

На величину поверхностного натяжения влияет и величина углеводородного радикала вещества. Так, если взять несколько органических кислот одного и того же гомологического ряда (Н-СООН, СНзСООН, СН3СН2СООН, СН3СН2СН2СООН), то поверхностное натяжение их уменьшается по мере удлинения углеродной цепи - в 3,2 раза на каждую группу СН2.

Наличие примесей различных веществ в жидкостях влияет на величину поверхностного натяжения. Многие вещества, главным образом органические, понижают поверхностное натяжение. Их называют поверхностно-активными (белки, желчные кислоты, спирты, мыла, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, танниды и др.). Вещества, наличие которых существенно не влияет на поверхностное натяжение, называются поверхностно-неактивными (глюкоза, фруктоза, крахмал и др.). Уменьшение поверхностного натяжения имеет большое значение в процессах всасывания жидких питательных веществ эпителием. Добавление к жидкостям ПАВ увеличивает их способность смачивать обрабатываемую поверхность.

Методы определения поверхностного натяжения: сталагмометрический, по высоте поднятия жидкости в капилляре, наибольшего давления в пузырьках, по отрыву кольца. Чаще всего используется сталагмометрический метод, основанный на использовании особого прибора - сталагмометра, Он представляет собой капиллярную трубку с верхней 1 и нижней 2 метками и расширением. В сталагмометр набирается вода до метки 7, после чего она выпускается и подсчитывается число капель. Затем то же самое проделывается с исследуемой жидкостью. При действии сил поверхностного натяжения вытекающая жидкость и вода принимают вид шаровидных капель. Капля отрывается тогда, когда ее масса преодолевает действие поверхностного натяжения. Величину плотности воды и жидкости, а также величину поверхностного натяжения чистой воды учитывают при вычислении поверхностного натяжения исследуемой жидкости.

Рис. Сталагмометр

Определение поверхностного натяжения нефти

Синтетические моющие средства знает и пользуется любой современный человек, живущий в цивилизованных странах. К этим средствам также относится мыло, натрия и калия и органических кислот. Свойства мыла состоят в том, что длинная цепочка C17H35 «не любит» воду и отталкивает молекулы воды, а другая часть мыла (-COONa) «любит» воду и притягивает воду. Молекулы мыла располагаются так, что те молекулы, которые «не любят» воду, остаются внутри, а «любящие» воду - на поверхности, тем самым и освобождают воду от загрязнений. Мыло, растворяясь в воде, взаимодействует с ней и эту реакцию называют гидролизом:

 С17Н35 CONa + НОН = С17H35СООН + NaOH.

Мыло обладает так же недостатками. Например, оно плохо моет в жесткой воде, поэтому сейчас разрабатывается производство моющих средств другого типа - соли сложных эфиров: кислый сложный эфир спирта и серной кислоты, а также натриевая соль сложного эфира. В отличие от мыла CMC не утрачивают свои свойства в жесткой воде, так как образуются кальциевые и магниевые соли, оказывающиеся на поверхности воды активными веществами.

Эффективность использования CMC для понижения

 поверхностного натяжения

Использование CMC марок № 4 «Tide automat-FAIRY effect», № 5 «В1МАХ(автомат)>>, № 6 «Миф - морозная свежесть (автомат)», № 8 «BOSS», №11 «LUX lemon», № 12 «Losk X TRABLUE POWER (автомат)», № 16 «Мыло» значительно повышает поверхностное натяжение исследуемой жидкости, другие же исследуемые марки CMC понижают значение величины поверхностного натяжения, а значит, являются поверхностно-активными по отношению к нефти: № 7 «Persil power pearls (автомат)», № 9 «Бос+», № 10 «Апрель super granule». Далее мы решили провести контрольный эксперимент, целью которого было установить зависимость между изменением величины поверхностного натяжения при добавлении CMC и «легкостью снятия» пятна с поверхности пера и шкуры.

Теперь мы моделировали ситуацию удаления нефтяного загрязнения с перьевой поверхности тела птицы и меховой животного (перо, мех). Так, взяли большую емкость, имитирующую водоем, и налили воды. После этого капнули в водоем несколько капель нефти. Нефть разлилась по поверхности воды тонкой пленкой. Взяв шкурку, мы обмакнули ее в нефтяное пятно, представив себе зверя, попавшего в беду. Затем мы начали очищать шкурку растворами CMC, повторяя свои действия отдельной для каждой марки CMC и чистой шкурки. А потом мы перешли к перьям и проделали те же операции, что и со шкурами. Из данных таблицы видно, но перо значительно легче отмывается многими марками CMC от нефти по сравнению со шкуркой, а это, в свою очередь, наводит на мысль  большей уязвимости водных животных при нефтяном разливе.

В нашем эксперименте из 16 марок CMC и мыла наиболее эффективными оказались № 7 «Persil power pearls (автомат)», № 9 «Бос+», № 10 «Апрель super granule», являющиеся 11AB по отношению к нефти.

Однако перо птицы можно ОЧИСТИТЬ от нефтяного загрязнения обычным хозяйственным мылом, № 13 «Е-автомат», № 12 «Losk X TRABLUE POWER (автомат)», N» X «BOSS».

Ряд марок ( М(': № () «1>ое i » и № 1 «Mr. PROTER», а также сода при использовании нарушают структуру меха, он облезает. Такие марки,как № 11 «LUX lemon», № 8 «BOSS» и хозяйственное мыло делают шкурку жесткой или покрытой «катушками» после высушивания.

Заключение

Ускорение развития отраслей науки и мирового хозяйства в XIX-XX вв.привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть. Снос исследования мы посвятили проблеме удаления нефтяных загрязнений с поверхности тел животных. Целью нашей работы было найти оптимальные, дешевые и наиболее доступные способы удаления нефтяных загрязнений с поверхности гидробионтов.

Нами было изучено большое количество исследовательских работ, направленных на создание методик и технологий очистки нефтяных загрязнений: поглощение нефти, затопление нефти, использование буен, методом с применением углеводородокисляющих бактерий и др.

Однако, по-нашему мнению, химическим методам очистки нефтяных загрязнений не уделяется должного внимания, поскольку снятие нефтяного загрязнения с оперения птиц и чешуи рыб невозможно физическими биологическими методами.

Первой  задачей нашего исследования  было определиться в понимании необходимости  и неизбежности увеличения объемов использования нефти и нефтепродуктов на современном этапе. Решению данной задачи посвящена первая глава нашего исследования, где мы представили теоретическое обоснование происхождения и добычи нефти, а также изучили состав нефти и необходимость использования нефтепродуктов на современном этапе.

Для решения второй задачи нашего исследования – изучения методик проведения очистки нефтяных загрязнений – мы познакомились с анализом последствий глобальных экологических катастроф XX в. и только после этого приступили к изучению современных методик борьбы с нефтяными  загрязнениями, что и обобщили во второй главе нашего исследования.

Втора глава нашего исследования подсказала нам наиболее оптимальный путь удаления нефтяных загрязнений с поверхности меха или пера, а именно использование СМС.

 В третий главе мы изучили механизм действия СМС по отношению к уменьшению поверхностного натяжения нефти. Выбрали путь, по которому можно определить эффективность использования СМС для удаления пятен, связав его с величиной поверхностного натяжения, использовав при этом сталагмометрический метод.

 В заключение хотелось бы отметить то, что задачи нашего исследования решены.

Во-первых, обоснована необходимость использования и увеличения добычи нефти и нефтепродуктов для решения экономических заданий на современном этапе.

Во-вторых, изучены методики проведения очистки  нефтяных загрязнений.

 В-третьих, выявлены наиболее  дешевые и безопасные химические методы удаления нефтяных загрязнений с поверхностного покрова водных животных.

В-четвертых, экспериментальным путем доказана возможность использования различных марок СМС для удаления нефтяных загрязнений.

Однако наше исследование ставит перед нами новую задачу – найти причину таких результатов, а именно определить  качественный состав наиболее эффективных марок СМС, но это уже будет другое исследование                                      

                                   Список литературы по теме

             1.  Химия   учебник 9 класса Новошинский, Новошинская.

                    2.  Гвоздиков В.К., Захаров В.М. Технические средства ликвидации разливов       нефтепродуктов  на морях, реках и водоемах: Справочное пособие. - Ростов-на-Дону, 1996.      

              3. Карцев, А. А. Вода и нефть / А. А. Карцев, С. Б. Вагин. - М.: Недра, 1977

              4.  Химия учебник 10 класса Габриелян

      5.Арене В.Ж., Гридин О.М., Яншин А.Л. Нефтяные загрязнения: как решить проблему.                               Экология и промышленность России. 1997. №9. С. 33-36.

      6. Плотников, В.В. На перекрестках экологии / В.В. Плотников. – М.: Мысль, 1985.

      7. Избранные главы химической технологии. Абалонин, Кузнецова, Харлампиди. 2000 год.