Реферат: Превращения нефти в биосфере - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Превращения нефти в биосфере

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 117 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Превращения нефти в б иосфере С. Л. Давыдова, доктор химических наук. «Мир взбаламучен, и чистоты лишен, и красоты» В. Шекспир Все загрязнения, спущенные в воду, рано или поздно попадают в Мировой оке ан. Если эти вещества трудом разлагаются (как, например, нефтепродукты) и м огут накапливаться в морских организмах, то они неизбежно повредят чело веку. Состояние морей можно определить как «биологическую мину замедле нного действия», часы которой отсчитывают минуты. Использование нефти человеком, ее добыча в море и перевозка по морю — вс е это часто рассматривается как смертельная опасность для Мирового оке ана. Поэтому очень важными становятся вопросы о том, какими путями нефть попадает в воду, что с ней там происходит, как она действует на флору и фау ну? Какие усилия предпринимаются правительствами и нефтяными концерна ми для того, чтобы сократить загрязнения морей нефтью? К 1980 г. в мире было около 4 тыс. танкеров, которые перевозили по морю примерно 1700 млн. т нефти (около 60% ее мирового потребления). Приблизительно 450 млн. т сыр ой нефти (15% мировой добычи за год) поступало из месторождений, находящихс я под морским дном. Сейчас за год добывается из моря и перевозится по нему более 2 млрд. т нефти. По современным оценкам Национальной академии наук С ША, из этого количества в море попадает 1.6 млн. т, но это лишь четвертая част ь той нефти, которая в сумме попадает в море. Остальная нефть поступает с с удов сухогрузов (льяльные воды, остатки горюче-смазочных материалов, слу чайно или намеренно сбрасываемые в воду), из природных источников, а боль ше всего — из городов, особенно с предприятий, расположенных на морском побережье или на реках, впадающих в море. Пожалуй, опаснее сырой нефти изготовленные из нее нефтепродукты — бенз ин, дизельное топливо и другие. Опасны высокие концентрации нефти и на ли торали (приливно-отливной зоне), особенно на песчаном берегу. Обычно при к атастрофах танкеров нефть быстро расходится в воде, разбавляется, начин ается ее разложение; углеводороды нефти могут без вреда для морских орга низмов проходить через их пищеварительный тракт и даже через ткани (вред ных последствий для подопытных животных не было обнаружено). Интересно, что рыба часто не погибает от загрязнения; по-видимому, она может издалек а чувствовать воду, загрязненную нефтью, и обходит эти районы. Судьба нефти, попавшей в море у берега и вдали от берегов, различна. При ка тастрофе танкеров в открытом море не требуется каких-либо мер по борьбе с нефтью. Слой быстро разбивается волнами и ветром, а затем подвергается естественным процессам разложения. При ликвидации разливов нефти вбли зи берегов приходится действовать быстро. Результат будет зависеть так же и от географических и метеорологических условий на месте катастрофы. Негативным примером служит гибель танкера «Престиж», два с лишним года (2003-2005 гг.) изливавшего мазут у берегов Испании и Португалии. Груз из потерпевшего аварию танкера стараются перекачать на другие суд а, чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить загрязнение моря. Если на мо ре штиль или волнение невелико, аварийный танкер окружают бонами из плав ающих надутых воздухом шлангов, которые препятствуют дальнейшему расп лыванию нефтяного пятна и позволяют вычерпать или собрать насосами про лившуюся нефть. Существует целый ряд эффективных технических систем дл я сбора разлившейся нефти, но они могут работать лишь при сравнительно с покойном море. Различные фирмы и госпредприятия стран мира разработали системы, котор ые можно будет применять и в штормовую погоду. Действию этих механически х систем помогают химические средства, так называемые диспергаторы. С их помощью можно добиться разделения сплошного слоя на мелкие капли, котор ые вскоре исчезают с поверхности. Пытаются также сжигать разлившуюся не фть или засыпать ее известью, песком и другими веществами, захватывающим и ее и погружающимися вместе с ней на дно. Успех этих методов пока огранич ен. Основная часть попадающей в море нефти поступает из городов, с промышлен ных предприятий, стоящих на берегах морей и рек, этих поступлений до 40%. Еще 26% нефти попадает в океан с буровых установок и танкеров, и лишь седьмая ча сть этого количества — в результате аварий. Для безопасности пустые тан керы при порожнем рейсе требуется заливать морской водой в качестве бал ласта (раньше эту смешанную с остатками нефти воду просто сливали за бор т!). Теперь международными соглашениями, достигнутыми в рамках ООН, устан овлены запретные зоны, где не разрешается сбрасывать воды в море; указан ы также максимально допустимые количества таких вод и для тех районов, г де их сброс разрешен. Смесь воды с нефтью откачивается в специальный тан к, где нефть отделяется, а вода, ставшая почти чистой, сбрасывается в море. Оставшуюся в танке нефть смешивают с новым грузом нефти. Эта система сей час внедрена на 80% мирового парка танкеров. Благодаря ей океаны избавлены от возможного загрязнения 5 млн. т нефти ежегодно. Иная картина представляется при загрязнении нефтью почвы. Попадая на зе мную поверхность, нефть оказывается в качественно новых условиях: из суг убо анаэробной обстановки с очень замедленными темпами геохимических процессов она попадает в аэрированную среду, в которой помимо абиотичес ких огромную роль играют биогеохимические факторы и прежде всего деяте льность микроорганизмов. Будучи субстанцией, состоящей из множества со единений, нефть деградирует медленно. Процессы окисления одних структу р ингибируются другими структурами, трансформация отдельных соединени й происходит по пути приобретения форм, в дальнейшем трудно окисляемых. Разрушение товарных нефтепродуктов осуществляется путем химического окисления и биогенного разложения (соотношения и скорости этих процесс ов зависят от условий среды). Вклад процессов химического окисления в разрушение нефтепродуктов раз личен, и ввиду особенностей механизмов биогенного и химического окисле ния ряды устойчивости углеводородов разных классов в этих процессах не совпадают. Так, скорость биодеградации углеводородов изменяется в поря дке: алканы > ароматические углеводороды > циклопарафины. Скорость химич еского окисления, например, у алканов меньше, чем у парафинов, тогда как у ароматических углеводородов она больше, чем у циклопарафинов. Нефтяные вещества сорбируются горными породами (грунтами) и почвами в еще жидкой фазе. Преимущественно происходит сорбция полярных компонентов нефтяны х веществ (нафтеновые кислоты, смолы, асфальтены). Способность углеводор одов сорбироваться твердыми породами понижается в последовательности : олефины > ароматические циклопарафины > парафины. Количество сорбирова нных нефтяных углеводородов в единице объема грунта зависит от общего с вободного объема капилляров, то есть от гранулометрического состава и в лажности самого грунта. В природных условиях среди многочисленных минеральных образований раз личного происхождения наибольшую роль в адсорбционных процессах выпол няют глинистые минералы. Это слоистые и слоистоленточные алюможелезом агниевые силикаты, цеолиты и кремнеземы. Наибольшая сорбционная способ ность у монтмориллонита (площадь внешней и внутренней поверхности S = 800 м2/г ) и гидрослюды (S = 150 м2/г), более слабая — у каолинита (S = 90 м2/г) и песчаных и карбон атных пород. Уровни загрязнения почвы нефтепродуктами Уровень загрязнения,г Общее содержание нефтепро дуктов мг/кг % Фонов ый До 100-500 До 0.01-0.05 Низки й 500-1000 0.05-0.1 Умере нный 1000-5000 0.1-0.5 Средн ий 5000-10000 0.5-1.0 Высок ий 10000-50000 1.0-5.0 Очень высокий больше 50000 больше 5.0 Нали чие трещин в грунтах значительно понижает величину их насыщенности угл еводородами, так как ширина трещин значительно больше размеров пор и кан алов. Именно трещины ответственны за массовое перемещение углеводород ов из пор и каналов под действием диффузионных процессов. Диффузия — од на из форм массопереноса вещества, которая продолжается даже после прек ращения процесса фильтрации нефти. Химические процессы в почвенном слое зависят от т ипа почв (песчаная, супеси, суглинки), их происхождения (естественное, техн огенное), климатической зоны (температура, количество осадков), состава н ефтепродуктов (летучие, жидкие, вязкие, твердые). Для различных природных условий рекомендуются следующие верхние пределы безопасного уровня за грязнения: мерзлотнотундрово-таежные районы — низкие загрязнения (до 1000 мг/кг); таежно-лесные районы — умеренное загрязнение (до 5000 мг/кг); лесостеп ные и степные районы — среднее загрязнение (10000 мг/кг). В интервале загрязнений между нижним и верхним безопасными уровнями не гативные процессы в связи с загрязнением почвогрунтов нефтепродуктами уже ощутимы, но они еще не приводят к необратимым явлениям в окружающей с реде. Растительность постепенно восстанавливается, вторичное загрязне ние вод не достигает ПДК, процессы биодеградации нефтепродуктов проход ят относительно быстро и специальных рекультивационных мероприятий не требуется. Нефтяное загрязнение поверхностных во д является тем техногенным фактором, который влияет на формирование и пр отекание гидрохимических и гидрологических процессов в морях, океанах и внутренних бассейнах, изменяя фоновое состояние природной среды. Атмо сфера способствует испарению летучих фракций нефти. Они подвергаются а тмосферному окислению и переносу и могут вернуться на землю или в океан. Местом контакта атмосферы с морскими водами является поверхностный ми крослой, в котором происходит концентрированно углеводородов. Это объя сняется их свойствами, прежде всего несколько меньшей плотностью по сра внению с плотностью воды (морской) и незначительной водорастворимостью. Осуществляется и постоянный отток нефтяных углеводородов из поверхнос тного микрослоя путем испарения легких фракций и с брызгами, а также осе данием за счет комочков нефти. В пределах водной толщи нефтяные продукты могут присутствовать в виде р аствора, эмульсий или полутвердых частиц. Основное поступление нефти в в одную толщу происходит через поверхность, поэтому вблизи поверхности е е концентрация выше. Концентрация растворимых или диспергированных не фтяных углеводородов в верхних 10 м океана сильно меняется в зависимости от места отбора проб. Предполагают, что существует фон в несколько милли граммов на литр, характерный для большей части Атлантического, Тихого и Индийского океанов, и с несколько более высокой концентрацией в Средизе мном и Балтийском морях. Часть нефтепродуктов достигает дна, и общие кон центрации в донных отложениях меняются от 1 мкг/г (в осадках глубоких океа нских и арктических районов) до 60000 мкг/г в активной зоне просачивания. В отложениях незагрязненных прибрежных районов и окраинных морей конц ентрации углеводородов не менее 70 мкг/г, в то время как в загрязненных рай онах до 1000 мкг/г. Очень важно выявить основные масштабы загрязнения приро дных вод нефтепродуктами и их соотношение с объемами добываемых и транс портируемых нефтей и продуктов их переработки. Относительно удовлетво рительная обстановка характеризует реки Европейской России, относящие ся к бассейнам Баренцева, Белого, Балтийского, Черного и Азовского морей, где концентрации нефтепродуктов превышают ПДК лишь в 2-3 раза. Несмотря на актуальность изучения многочисленных факторов техногенно го углеводородного загрязнения подземных вод, до настоящего времени ещ е не накоплено достаточно полной и обобщенной информации о количествен ной стороне этого сложного и весьма негативного для природных сред гидр огеохимического процесса. Судить о реальных содержаниях техногенных у глеводородов в ближайших от земной поверхности горизонтах подземных в од можно только на основании косвенных данных. Определить величину поте рь нефтепродуктов на фильтрацию через грунты к зеркалу грунтовых вод — весьма сложная задача. Потери оценивают в 0.1-0.5% от объема перевалки нефтепр одуктов. Объемы и концентрации жидких техногенных углеводородов в их локальных «залежах» варьируют в широких пределах, часто достигая значительных ве личин. При этом жидкие профильтровавшиеся нефтепродукты могут заполня ть все поровое пространство горных пород верхней части первого от земно й поверхности водоносного горизонта. Что касается концентраций углево дородов ниже зеркала грунтовых вод, то они определяются сочетанием разл ичных свойств рассматриваемых веществ-загрязнителей, водовмещающих по род и собственно подземных вод. Наиболее опасные, токсичные группы нефтя ных углеводородов мигрируют с грунтовыми водами на большие расстояния, загрязняя при этом и поверхностные воды, и глубокие горизонты подземных вод. Концентрации растворенных, эмульгированных и тяжелых компонентов нефтепродуктов могут составлять десятки и даже сотни миллиграмм в литр е. Миграция нефти и нефтепродуктов в водной среде осуществляется в пленоч ной, эмульгированной и растворенной формах, а также в виде нефтяных агре гатов. При попадании нефти в воду сразу же образуется поверхностная плен ка, которая подвергается множеству физических, химических, биохимическ их и механических процессов. Это прежде всего испарение, эмульгирование , растворение, окисление, биодеградация и осаждение. Учитывая постоянно возрастающие масштабы нефтяного загрязнения и его распределения в пов ерхностных водах, решение стараются найти в самоочищающей способности водоемов. Понятие самоочищения включает совокупность всех природных п роцессов, обусловливающих распад и трансформацию загрязняющих веществ и восстановление первоначальных свойств и состава водной среды. Оценку самоочищения дают по отношению к легко окисляемому органическому веще ству, определяемому по показателям БПК (биологическое потребление кисл орода) или ХПК (общее химическое потребление кислорода). При попадании нефти в воду одним из начальных процессов самоочищения во доема является испарение. Оно касается, в основном, летучих фракций нефт и. Наиболее интенсивно этот процесс идет в первые часы. Уже через 0.5 часа по сле попадания нефти на водной поверхности летучих ее соединений не оста ется. К концу первых суток испаряется 50% летучих соединений, содержащих C13 и C14, к концу третьей недели — 50% соединений C17. При температуре 20-22°С испаряетс я до 80% технического бензина, 22% керосина, до 15% нефти и до 0.3% мазута. В целом пот ери при испарении составляют до 2/3 от всей массы разлитой по водной поверх ности нефти. Скорость испарения зависит от плотности нефти или нефтепродукта, темпе ратуры среды и степени растекания на водной поверхности. Чем быстрее рас текается нефть, тем быстрее она испаряется, ветер и течения увеличивают горизонтальные размеры нефтяного пятна и также способствуют испарению . В связи с процессом испарения нефтяных углеводородов (частично и с раств орением в воде) плотность и вязкость нефтяной пленки постепенно увеличи ваются, поверхностное натяжение уменьшается, растекание прекращается. Волны и течения вызывают развитие турбулентных движений, и нефтяная пле нка распадается на отдельные капли. Нефть быстро абсорбирует воду (до 80% е е объема) и формирует эмульсию типа «вода в нефти». Это зависит от ветра, в олнения, вертикальной турбулентности, температуры воды, наличия взвесе й и твердых частиц. Помимо эмульсии «вода в нефти» образуется эмульсия т ипа «нефть в воде», особенно при участии диспергирующих химических соед инений. Происходит образование мельчайших капель нефти, что резко увели чивает поверхность раздела сред и способствует ускорению процессов ра зрушения нефтяных углеводородов. Размер агрегатов колеблется от милли метра до сантиметра, под действием сил тяжести они оседают на дно. В их сос тав входят в основном парафиновые и ароматические углеводороды, и эти оч ень стойкие образования существуют годами. Нефть и нефтепродукты, попавшие в водную среду, подвергаются воздействи ю многочисленных процессов, направленных на их разрушение. Наиболее зна чимые из них — химические, микробиологические, биохимические процессы, в основе которых лежат окислительно-восстановительные, фотохимические и гидролитические реакции. Фотометрические превращения загрязняющих веществ осуществляются в пр иродной среде под действием ультрафиолетовой составляющей ( = 310 нм) при участии свободных радикалов — соединен ий, имеющих неспаренный электрон и находящихся в возбужденном состояни и. Свободнорадикальный механизм трансформации загрязняющих соединени й в водной среде наиболее характерен для самоочищения в водоемах. Распад и синтез в воде осуществляются и с участием ферментных реакций, в которых металлы с переменной валентностью активизируют действие раств оренного кислорода. Окислительные свойства кислорода усиливаются в пр отонной среде, где есть возможность одновременного переноса электрона и связывания образующегося кислородного аниона с ионом водорода или с и онами металла (Fe, Cu). Биохимическое окисление нефти и нефтепродуктов осуще ствляется благодаря наличию в морской среде и донных отложениях микроо рганизмов, способных утилизировать органические соединения, используя их в качестве источника углерода и энергии. Максимальный диапазон естественного изменения рН в морской среде сост авляет 2 единицы, тогда как в поверхностных водах речных систем этот диап азон может быть шире. Оптимальные значения рН для благоприятного разлож ения составляют 6.0-7.5. Отрицательное влияние на скорость биодеградации не фтяных углеводородов оказывает рост солености водной среды: при измене нии солености на 1%, период их полураспада изменяется на 20 часов. Для морско го региона изменения солености незначительны, резкие градиенты наблюд аются только в зонах влияния речного стока и таяния снега. При сравнении влияния перечисленных факторов на деструкцию нефтяных углеводородов о тмечают, что влияние температурного фактора намного больше, чем влияние рН и солености. Изменения периода полураспада нефтей зависят от темпера туры в 25 раз больше, чем от рН, и в 8 раз больше, чем от изменения солености. Химические процессы в окружающей среде с участие м нефти и нефтепродуктов многочисленны и многогранны, особенно с учетом одновременного их протекания и взаимодействия в трех сферах — почва, во да, воздух. В результате деятельности человека в окружающую среду помимо нефтепродуктов попадает около 40 тыс. различных химических веществ, и нел ьзя предсказать, как они прореагируют между собой в природе. Такая неопр еделенность заставляет экологов сделать вывод: пока не начались катаст рофические события и опасные экологические нарушения, мы не ощущаем на с ебе давления, которое могло бы побудить нас вовремя принять срочные меры . Но хотелось бы, чтобы пессимистический прогноз французского океанолог а Жака Ива Кусто о том, что «к концу XXI в. жизнь в океане вообще прекратится», не оправдался.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
В детстве я часто бросал пиццу под канализационный люк, чтобы черепашки-ниндзя не голодали.
Я был странным ребенком.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru