Реферат: Добыча полезных ископаемых - 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

Добыча полезных ископаемых

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 40 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКО ПАЕМЫХ . Добыча полезных иско паемых , их пер еработка и транспортировка тяжело сказываются на состоянии и плодородии почвенного покро ва Земли . Общеизвестно , что хорошие почвы - это обильное плодородие . Но почвы на нашей планете играют и другую , менее известную , но не менее важную роль. В почвенном покрове Земли и ее гумусовой оболочке сосредоточена основная доля живого вещества суши и его биогенной энергии . Отс юда экологическая система “ почва - организмы “ оказывается одним из главнейших механи змов формирования всей биосферы , ее стабил ь ности и продуктивности в целом . (В . Ф . Барабанов 1992 ). Мы привыкли наслаждаться мыслью о нео бозримости наших просторов . Действительно страна у нас огромная ! Ее территория 2227, 6 млн . га . Но важнейшие сельскохозяйственные угодья - пашни , сенокосы , паст бища - на этих прос торах занимают примерно лишь одну четверть , а три четверти приходиться на тундру , т айгу , пустыни . Превратить их в плодородные земли дело немыслимое . Не говоря уже о том , что человечество ежегодно теряет около 50 - 70 тыс . км 2 земельных ресурсов (Ю . И . Скурлатов , Г . Г . Дука 1994 ). Куда же д еваются наши почвы ? Для примера , в 1986 году из недр нашей планеты было извлечено 250 млн . т железной руды , 615 млн . т нефти , 751 млн . т угля , м иллионы тонн минеральных удобрений и руд цветных металл ов . Но при этом попутно в результате горных работ извлечены и сброшены в отвалы более 8 млрд . т различн ых горных пород . Если их рассыпать слоем в один метр , он покроет всю площадь , занимаемую ныне Аджарией . И это “результат” лишь одного года работы добыва ю щей промышленности . (В . Ф Барабанов . 1989) Охватить весь комплекс проблем , связанных с загрязнением почвенных биоценозов , задача очень сложная и многообразная . В почве , населенной мириадами организмов , - от бактерий до млекопитающих , включительно , - процес сы обмена столь многообразны и сложны , что мы еще только подходим к их пониманию . В связи с этим , автору данного реферата представляется очень актуальной и на сущной проблема загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами . Не секрет , что энергетическая програм ма России на длительную персп ективу предусматривает увеличение добычи “черног о золота” , а это , в свою очередь , ведет к расширению сети трубопроводов , возрастает количество перевозок нефти и нефтепродуктов . Таким образом , невозможно полностью исклю чить вер оятность новых аварий , разливов нефти и нефтепродуктов . В то же время нормативы контроля природопользования становятся с каждым годом все жестче , соответственно возрастают размеры штрафов . Как представляет ся автору данного реферата , только научно - исслед о вательские работы могут помоч ь в решении столь сложной и многоплановой задачи , как загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами . Предлагаемый реферат рассматривае т наиболее важные работы , ведущиеся в указ анном направлении . Для того , чтобы рассматривать любую экологическую проблему , необходимо прежде всего знать “ участников “ этой проб лемы . В нашем случае “ участниками “ э той проблемы являются : нефть и почва . Дава йте рассмотрим их повнимательнее с точки зрения их взаимодействия . НЕФТЬ И ЕЁ СОСТАВ . ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ . Нефть - это жидкий природный раствор , с остоящий из большого числа углеводородов (УВ ) разнообразного строения и высокомолекулярных смолисто-асфальтеновых веществ . В нем растворен о некоторое количество воды , солей , микроэлеме нтов . Глав ные элементы : С - 83-87%, Н - 12-14%, N , S , O - 1-2% , реже 3-6% за счет S . Десяты е и сотые доли процента нефти составляют многочисленные микроэлементы . В качестве эколого-геохимических характеристи к основного состава нефти приняты [ Ю . И . Пиковский , 1988 ] соде ржание легкой фракции (начало кипения 200 0 С ), метановых УВ (включая твердые парафины ), циклических УВ , смол , ас фальтенов и сернистых соединений . Легкая фракция нефти Включает низкомолекулярные метановые (алканы ), нафтеновые (циклопарафиновые ) и аромат иче ские УВ - наиболее подвижная часть нефти . Большую часть легкой фракции составляют метановые УВ (алканы с С 5 -С 11 - пентан , гексан . . . ). Метановые УВ , находясь в почвах , водной или воздушной ср едах , оказывают наркотическое и токсическое д ействие на жи вые организмы . Особенно б ыстро действуют нормальные алканы с короткой углеводородной цепью . Они лучше растворимы в воде , легко проникают в клетки органи змов через мембраны , дезорганизуют цитоплазменные мембраны организма . Большинством микроорганизмов норм а льные алканы , содержащие в цепочке менее 9 атомов С , не ассимилируютс я , хотя и могут быть окислены . Вследствие летучести и более высокой растворимости низкомолекулярных алканов их действие обычно не бывает долговременным . В соленой воде н ормальные алканы с короткими цепями растворяются лучше и , следовательно , более я довиты . Многие исследователи [ В . П . Середина 1984, М . А . Глазовская 1980 ] отмечают сильное токсическое действие легкой фракции на микробные сообщества и почвенных животных . Легкая фракция мигрир ует по почвенному профилю и водоносным го ризонтам , значительно расширяя ареал первичного загрязнения . С уменьшением содержания легкой фракции токсичность нефти снижается , но воз растает токсичность ароматических соединений , отн осительное содержание которых растет . Путем испарения из почвы удаляется от 20 до 40% легких фракций [ McGill , 1977]. Метановые УВ В нефтях , богатых легкой фракцией , сущ ественную роль играют более высокомолекулярные метановые УВ (С 12 -С 27 ), состо ящие из нормальных алканов и изоалканов в соотношении 3:1. Метановые УВ с температур ой кипения выше 200 0 С практически нерастворимы в воде . Их токсичность выражена гораздо слабее , чем у УВ с более низкомолекулярной структурой . Содержание твердых метановых УВ (парафино в ) в нефти - важная характери стика при изучении нефтяных разливов на почвах . Пар афины не токсичны для живых организмов и в условиях земной поверхности переходят в твердое состояние , лишая нефть подвижности . Алканы ассимилируются многими микроорганизма ми (дрожжи , грибы , бактерии ). Лег кие нефт епродукты типа дизельного топлива при первона чальной концентрации в почве 0, 5% за 1, 5 месяца деградируют на 10-80% от исходного количества в зависимости от содержания летучих УВ . Бол ее полная деградация происходит при рН 7, 4 (64, 3-90%), в кисл о й среде (рН 4, 5) деградир уют лишь до 18, 8% [ Ю . И . Пиковский 1988 ] . Твердый парафин очень трудно разрушается , с трудом окисляется на воздухе . Он на долго может “запечатать” все поры почвенного покрова , лишив почву возможности свободного влагообмена и дыха ния . Это , в перв ую очередь , приводит к полной деградации б иоценоза . Циклические УВ К ним в нефти относятся нафтеновые и ароматические УВ . Нафтеновые УВ составляют от 35 до 60 % О токсичности нафтенов сведений почти не имеется . Вместе с тем имеются данные о нафтенах как о стимулирующих в-ва х при действии на живой организм . ( лечебна я нефть Нафталанского мест-я в Азербайджане ). Биологически активным фактором этой нефти служат полициклические нафтеновые структуры . Осно вные продукты окисления нафтеновых УВ - к ислоты и оксикислоты . К ароматическим УВ (аренам ) относятся как собственно ароматические структуры - 6-ти чл енные кольца из радикалов -СН -, так и “ гибридные” структуры , состоящие из ароматических и нафтеновых колец . Содержание в нефти ароматических УВ от 5 до 15 %, чаще всег о от 20 до 40 %. Основная масса ароматических ст руктур составляют моноядерные УВ - гомологи бе нзола . Полициклические ароматические УВ (ПАУ ) с двумя и более ароматическими кольцами со держатся в нефти от 1 до 4 %. Среди голоядерны х ПАУ б о льшое внимание обычно уделяется 3, 4-бензпирену как наиболее распростран енному представителю канцерогенных веществ . Ароматические УВ - наиболее токсичные комп оненты нефти . В концентрации всего 1 % в воде они убивают все водные растения . Нефть содержащая о т 30 до 40 % ароматических УВ значительно угнетает рост высших растений . Моноядерные УВ - бензол и его гомологи ока зывают более быстрое токсическое воздействие на организмы чем ПАУ так как ПАУ медл еннее проникают через мембраны клеток . Однако , в целом , ПА У действуют более длительное время , являясь хроническими токсикан тами . Ароматические УВ трудно поддаются разруше нию . Экспериментально показано , что главным фа ктором деградации ПАУ в окружающей среде , в особенности в воде и воздухе , является фотолиз , иниции рованный ультрафиолетовым излучением . [ А . И . Шилина ] . В почве этот процесс может происхо дить только на ее поверхности . Смолы и асфальтены Смолы и асфальтены - это высоко молекулярные неуглеводородные компоненты нефти . С молы - вязкие мазеподобные в-ва , асф альтены - твердые , нерастворимые в низкомолекулярных У В . По содержанию смол и асфальтенов нефти подразделяются на : · малосмолистые ( от 1 - 2 до 10 % смол и асфальт енов ) · смолистые ( 10 - 20 % ) · высокосмолистые ( 23 - 40 % ) Смолы и асф альтены содер жат основную часть микроэлем ентов нефти , в том числе почти все мет аллы . Среди нетоксичных и малотоксичных метал лов можно выделить : Si , Fe , Al , Mn , Ca , Mg , P . Другие микроэлемент ы : V , Ni , Co , Pb , Cu , U , As , Hg , Mo , в случае повышенных концентраций могут ока зывать токсическое воздействие на б иоценоз . Вредное экологическое влияние смолисто - а сфальтеновых компонентов на почвенные экосистемы заключается не в химической токсичности , а в значительном изменении водно - физических св - в почв . Если нефть просачива е тся сверху , ее смолисто - асфальтеновые компоне нты сорбируются в основном в верхнем , гуму совом горизонте иногда прочно цементируя его . При этом уменьшается поровое пространство почв . Смолисто - асфальтеновые компоненты гидрофобны . Обволакивая корни расте ний , они резк о ухудшают поступление к ним влаги в результате чего растения погибают . Эти в - ва малодоступны микроорганизмам , процесс их м етаболизма идет очень медленно , иногда десятк и лет . В целом при окислительной деградаци и нефти в почвах , независимо от того , происходит механическое вымывание з агрязняющих в - в или нет , идет накопление смолисто - асфальтеновых в - в . Разрушение и вынос компонентов УВ фракции происходят гораздо быстрее . За те 400 млн . Лет , что жизнь на З емле вышла на сушу , с поверхностью нашей планеты пр оизошли большие изменения : каменистые и глини сто-песчаные пустыни покрылись тонкой оболочкой среды обитания наземных животных и растени й . Определяющую роль в формировании этой ж ивой оболочки Земли сыграли фотосинтезирующие растения . Вследс т вие их деятельност и поверхностный слой Земли обогатился органич ескими веществами , насытился множеством гетеротро фных микроорганизмов , сформировались почвенные эк осистемы , дающие пищу для животных . Они же служат основными источниками пищи и для человека . ПОЧВА . Таким образом почва - это связующее зв ено между атмосферой , гидросферой , литосферой и живыми организмами и играет важную роль в процессах обмена веществами и энергией между компонентами биосферы . Почва - это с редоточие жизни , среда обитания многи х живых организмов . “Дыхание” почвы существенно изменяет сост ав приземного слоя атмосферы . Почвенная влага , формируясь из атмосферных осадков , в дал ьнейшем определяет химический состав грунтовых , речных , озерных и в значительной мере м орских вод . В почве постоянно и одно временно протекают химические , физические и б иологические процессы . Немаловажную роль здесь играют процессы ферментативного и каталитическ ого окисления , восстановления и гидролиза . В результате почва обогащается необходимыми неор ганическим и и органическими веществами , происходит химический круговорот веществ - су щность развития почвы , ее плодородия . Под плодородием понимают свойство почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания и воде , снабжать корневые системы необходимым ко личеством воздуха и теплоты , обеспечи вая тем самым нормальную жизнедеятельность ра стений . Важное значение для осуществления почвенн ых процессов имеет структура почвы . Любую почву можно рассматривать как гетерогенную , м ногофазную систему , состоящую из твер дой ( минеральный “скелет” , органический и биологи ческий компоненты ), жидкой ( почвенный раствор ) и газообразной ( почвенный воздух ) фаз . Почва представляет собой биоминеральную ( биокосную ) д инамическую систему , находящуюся в материальном и энергетич е ском взаимодействии с внешней средой и частично замкнутую чере з биологический круговорот веществ . Минеральный состав почв складывается в основном из кварца ( SiO 2 ) и алюмосиликатов ( SiO 2 . Al 2 O 3 . H 2 O ) в различных соотношениях . Твердая фаза почв и почв ообразующ их пород состоит из разномерных частиц ( п едов ) - механических элементов . Относительное содер жание в почве таких элементов определяет ее гранулометрический состав . В зависимости о т размеров частиц различают песчаные , суглини стые и глинистые почв ы . От механического состава почв и почво образующих пород в значительной мере зависит интенсивность многих почвенных процессов , св язанных с превращениями , переносом и накоплен ием в почве органических и минеральных со единений . Органический компонент почв пр едставл ен гумусовыми веществами , служащими источниками питания для почвенных микроорганизмов и ст руктураторами почв . Гумусообразование происходит в результате превращения органических остатков , поступающих в почву после отмирания растен ий . Биологическая с оставляющая почвенных экосистем представлена зелеными растениями , микро организмами и животными . При воздействии орга низмов на почву в процессе их жизнедеятел ьности осуществляются важнейшие звенья почвообра зования - синтез и разрушение органического ве щест в а , избирательное концентрирование биологически важных микроэлементов , разрушение и новообразование минералов и аккумуляции вещ еств . Основная почвообразующая роль принадлежит лесной растительности . Ее биомассы на повер хности суши составляет 10 11 - 10 12 т . Остатки растительности поступают на поверхность почвы в основном в виде опада . На втором месте по биомассе почв ообразующих зеленых растений - травянистая растите льность ( 10 10 - 10 11 т ). При это м биомасса корней обычно превышает биомассу наземной части тр авянистой растительност и . В формировании плодородия почв принадлежи т почвенным микроорганизмам . Здесь обитают в большом количестве бактерии , микроскопические грибы и водоросли . Общее число микроорганиз мов в почве исчисляется миллиардами в 1 гр . Микрофлора почвы по объему составляет около 0, 1% ее объема , 7 - 10 т на 1 га или в сухом весе примерно 2 т живого вещества на гектар . Особенно важную роль в почвенном круг овороте веществ играют бактерии . Гетеротрофные бактерии разла гают органические остатки до про стых минеральных соединений . Афтотрофные бактерии осуществляют в почв е процессы окисления минеральных соединений - продуктов жизнедеятельности гетеротрофов . Широко распространенные в почвах сероб актерии окисляют Н 2 S , S , и тиосоединения до Н 2 SO 4 (про цесс су льфофикации ). При участии железоокисляющих бактерий , наиболее распространенных в заболоченных по чвах , происходит окисление солей Fe ( II ). В почве содержится мн ого бактерий - азотфиксаторов : свободно живущих и клубеньковых . На отмирающих органических остатк ах живут сапрофитные гетеротрофные бактерии и грибы . Микроскопиче ские грибы (плесневые , актиномицеты ) в аэробных условиях могут разлагать клетчатку , лигнин и другие стойкие органические соединения , у частвуют в минерализации гумуса . Их гифы д остигают неско л ьких тысяч метров на 1 г почвы . Наряду с бактериями и гри бами в почве присутствует большое количество водорослей , в основном в поверхностном сл ое и на растениях . Плодородие почвы определяется содержанием в ней гумусовых веществ . Эти вещества х имически и м икробиологически устойчивы . О ни являются промежуточными продуктами в проце ссе образования угля . Зрелые гумусовые почвен ные горизонты формируются за сотни лет , а минеральные - за тысячи и миллионы лет . Потери почвенного покрова во всем мир е велики . Общая п лощадь почв , разрушен ных за всю историю человечества , достигла 20 млн . км 2 , что намного превышает площадь всей пахотной земли , используемой в настоящее время . В р езультате застройки , производства горных работ , опустынивания и засоления почв мировое сел ьско е хозяйство ежегодно теряет около 50 - 70 тыс . км 2 (Ю . И . Скурлатов 1994). Таким образом , после краткого знакомства с “ участниками “ этой экологической проблемы , можно перейти непосредственно к и зучению взаимодействия между почвой и нефтью , которые , как это не парадоксально з вучит , вовсе не являются “ соседями “ , но ставшие таковыми в результате “ хозяйс твенной “ деятельности человека . ЕСТЕСТВЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ НЕФТИ В ПОЧ ВЕ . Исследование трансформации нефти , попавшей в почву в результате разливов и ли утечек в местах хранения или транспортир овки , необходимо для понимания механизмов сам оочищения и восстановления почв , нарушенных т ехногенезом . Знание стадий трансформации нефти позволит определить давность загрязнения и сроки восстановления почв , повыс и ть эффективность контроля за загрязнением среды нефтью и нефтепродуктами . Окисление отдельны х классов УВ , входящих в состав нефти , в частности микробиологическое окисление , изучает ся в настоящее время довольно подробно , су ществует достаточно много работ п о этим вопросам (Н . М . Исмаилов 1985, Ф . Х . Хазиев 1981, М . А . Глазовская 1979 и др . ). Авт оры выделяют следующие наиболее общие этапы трансформации нефти : Физико-химическое и частично микробиологическ ое разрушение алифатических УВ . Микробиологическое разр ушение низкомолек улярных структур разных классов , новообразование смолистых веществ . Трансформация высокомолекулярных соединений - смол , асфальтенов , полициклических УВ . В соответствии с этапами биодеградации происходит регенерация биоценозов . Процессы и дут разными темпами на разных ярусах экосистем . Значительно медленнее , чем микрофл ора и растительный покров , формируется сапроф итный комплекс животных . Полной обратимости п роцесса , как правило , не наблюдается . Наиболее сильная вспышка микробиологической а к тивности приходится на второй этап би одеградации нефти . При дальнейшем снижении чи сленности всех групп микроорганизмов до контр ольных значений , численность углеводородокисляющих организмов на многие годы остается аномаль но высокой по сравнению с контролем. Ю . И . Пиковский (1988) отмечает , что при нефтяном загрязнении взаимодействуют три экологи ческих фактора : а ) сложность , уникальная полико мпонентность состава нефти , находящегося в со стоянии постоянного изменения ; б ) сложность , ге терогенность состава и стр уктуры любой экосистемы , находящийся в процессе постоянного развития и изменения ; в ) многообразие и изменчивость внешних факторов , под воздействием которых находится экосистема : температура , да вление , влажность , состояние атмосферы , гидросферы и др . Исход я из этого , оцени вать последствия нефтяного загрязнения необходим о с учетом конкретного сочетания этих тре х групп факторов . Рассматривая общие закономерности трансформа ции нефти в почве , Ю . И . Пиковский (1988) отм ечает , 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 приобр етения форм , трудноокисляемых в да л ьнейшем . На земной поверхности нефть о казывается в другой обстановке - в аэрируемой среде . Основной механизм окисления УВ раз ных классов в аэробной среде следующий : вн едрение кислорода в молекулу , замена связей с малой энергией разрыва (С-С , С-Н ) связям и с большой энергией , следовательно , процесс протекает самопроизвольно . Главный абиотический фактор трансформации - ультрафиолетовое излучение . Фотохимические процесс ы могут разлагать даже наиболее стойкие п олициклические УВ за несколько часов . Конечные про дукты метаболизма нефти в почве следующие : · Углекислота , которая может связываться в карбонаты , и вода . · Кислородные соединения (спирты , кислоты , альдегиды , кетоны ), которые частично входят в почвенный гумус , частично растворяются в воде и удаляются и з почвенного профиля . · Твердые нерастворимые продукты метаболизма - результат дальнейшего уп лотнения высокомолекулярных продуктов или связыв ания их в органо-минеральные комплексы . · Твердые корочки выс окоминеральных компонентов нефти на поверхности по чвы (киры ). Вместе с те м изучению трансформации всей системы соедине ний , входящих в состав нефти , на природных моделях уделялось еще мало внимания . М . А Глазовская . , Ю . И Пиковский . (1985) отмечают , что главной целью изучения загрязнений при родной среды является быстрейший возврат непригодных для использования земель в сел ьскохозяйственное производство , восстановление их первоначальной продуктивности или рекреационных качеств . Скорость разложения нефти по данны м разных авторов различается в пять и более р аз , восстановление первоначаль ной продуктивности земель при активной рекуль тивации происходило в одних случаях в теч ение года , в других растягивалось от неско льких лет до 12 и более . Так , А . А Обо рин . , И . Г Калочникова . , Т . А Масливец . (1988), изучая пр о цессы самоочищения нефтезаг рязненных почв Предуралья и Западной Сибири на примере экспериментальных пробных площадо к , выделили следующие этапы деградации нефти в почве : I этап (первые 1-1, 5 года ). Имеют место физико-химические процессы : распределение УВ п о профилю , испарение , вымывание , ультрафио летовое облучение . К концу первого года по лностью исчезают н-алканы . Биота подавлена , иде т адаптация к новым условиям и постепенно е повышение количества микроорганизмов , особенно углеродокисляющих . II этап (3-4 го да ). Частичная биохимическая деструкция сложных гибридных молекул , изменение состава нефти . Вспышка численности микроорганизмов , к концу этапа - ее снижение . III этап (для исследуемых зон чере з 58-62 месяца ). Исчезновение остаточной нефти в исходных и вто ричных парафиновых УВ . Эти кажущиеся различия объясняются различ ными почвенно - климатическими условиями , в кот орых производились наблюдения . Очевидно , что д ля такой обширной территории , как наша стр ана не может быть разработано единых реко мендаций для вс ех районов по защите и рекультивации земель нарушенных при тран спортировке , добыче и переработке нефти . В качестве доказательства можно привести пример рекультивации с применением выжига нефти . Д опустимый для одних районов он может быть пагубным для приро д ной среды в других ( вследствие , например , деградации м ерзлого слоя ). Проведенная дифференциация территор ии служит научным обоснованием мероприятий по защите и восстановлению природной среды . Чтобы сделать эти мероприятия наиболее эффект ивными , для каждо г о ландшафтного р айона необходимо знать природные механизмы са моочищения , факторы , ускоряющие этот процесс , к оличественные критерии , характеризующие разные ст адии изменения нефти , почв , растительности , а также скорость восстановления последних . Получи ть та к ие данные (на которые до лжен ориентироваться контроль за загрязнением окружающей среды нефтью и нефтепродуктами ) можно путем постановки специальных экспериментов на природных моделях . Суть эксперимента состоит в следующем . В пределах выбранных природных м оделей на экспериментальных площадках , в почву с поверхности вносится определенное количество нефти того состава который наиболее распро странен в данном районе . Через фиксированные промежутки времени на загрязненном и кон трольном участках проводятся наблю д ен ия за состоянием растительности и отбираются пробы почв по генетическому профилю для исследования в лаборатории . Отличие предложе нного Глазовской М . А . и др . 1985 эксперимента прежде всего в том , что впервые задум ана система опытов , охватывающих различн ы е природные зоны , резко контрастные в климатическом отношении . В этих опытах ра вное значение имеют биолого - почвенные , геохим ические , битуминологические исследования , которые для всех районов выполняются на единой ме тодической основе . По времени в каждом районе эксперимент рассчитан на нескольк о лет ( не менее трех ). Первые результаты работ по комплексному эксперименту были по лучены на целинных участках в следующих п риродных зонах : лесотундра в низовье р . Об и ( тундрово - глеевые почвы ), средняя тайга в С реднем Приобье ( песчано - подзолис тые почвы ), южная тайга в Пермском Прикамь е (дерново - подзолистые почвы ), сухие субтропик и Апшеронского п - ва (светлые серо - коричне вые почвы ). Исследования ведутся также в Б елоруссии , Татарии , Башкирии , намечается распространить эксперимент и на другие районы . Проведенные наблюдения позволили выявит ь некоторые общие черты процесса самоочищения почв и его особенности в природных з онах . На всех экспериментальных площадках со держание нефти в почве резко снижалось в п ервые три месяца после начала о пытов и в дальнейшем продолжало снижаться , но с меньшей скоростью . Основные причины снижения содержания нефти следующие : испарение легких фракций , минерализация нефти , физическ ий вынос водными потоками , лимификация (превра ще н ие в нерастворимые в нейтральн ых органических растворителях продукты микробиол огического метаболизма ). Соотношение этих факторов самоочищения зависит от почвенно - климатичес ких условий , состава и свойств самой нефти и глубины ее проникновения в почву . По скольку для автора данного рефе рата модельные эксперименты , упомянутые выше , представляются подчас единственным способом в понимании столь сложной проблемы как загря знение почвы нефтью и нефтепродуктами , хотело сь бы более подробно остановиться на одно м из подобных экспериментов , выполненн ых Пиковским Ю . И , Калочниковой И . Г . 1985. А вторы провели наблюдения за изменением состав а трех разновидности нефти : тяжелой нефти Бинагадинского месторождения Азербайджана (р -0, 935), не фти Ярино - Каменноложского мест-я П ер мской области (р -0, 820) и нефти Федоровского ме ст-я Западной Сибири (р -0, 840). Первые две назва нные нефти были внесены соответственно на поверхности светлой серо-коричневой и дерново-п одзолистой почв вблизи мест добычи . Федоровск ая нефть вносилась в п о чву ра зных природных зон : лесотундры , средней и южной тайги . В течение месяца в светлой серо-коричн евой почве аридной зоны нефть проникла на глубину 10-13 см . , в подзолистой и дерново-под золистой почве гумидной зоны на глубину 30-40 см . Состав нефти , впи тавшейся в почву периодически исследовался (начиная от двух недель до двух лет после загрязнения ). С остав нефти , впитавшейся в почву периодически исследовался (начиная от двух недель до двух лет после загрязнения ). Остаточная н ефть экстрагировалась из поч в енных проб хлороформом без нагревания . Растворитель отгонялся при комнатной температуре . Веществ о хроматографировалось в незакрепленном слое силикагеля с выделением метано-нафтеновой , нафтено- ароматической УВ фракций , смол и асфальтенов . Метаново-нафтенов а я фракция исследов алась методом газожидкостной хроматографии , нафте но-ароматическая - методом низкотемпературной спектроф луориметрии при температуре 77К . Нефракционированна я нефть исследовалась методом инфракрасной сп ектрометрии . Изменения химического сос тава нефти , происходящие параллельно со снижением ее содержания в почве , заметны уже в первы е три месяца после начала опыта . По да нным изучения инфракрасных спектров в нефти относительно возрастает количество кислородосод ержащих соединений и появляются се р оорганические соединения . Со временем неу клонно происходит относительное уменьшение групп СН 2 и СН 3 (полосы 1470 и 1380 см -1 ). Процесс постепенного изменения состава нефти в п очвах во времени отчетливо прослеживается по изменению содержания и состава ее г рупповых компонентов . По истечении срока эксперимента были получены следующие выводы : На фоне общего снижения концентраций нефти в почве снижение содержания ее груп повых компонентов происходит неравномерно . Быстре е других компонентов уменьшается относитель ное и абсолютное содержание метаново-нафт еновой фракции . Эти УВ легче поддаются био деградации , кроме того , они более растворимы в воде , что облегчает их вынос за п ределы участков загрязнения . Одновременно в нефти увеличивается содерж ание смолистых в-в . Эт о увеличение про исходит не только за счет уменьшения доли других компонентов и более высокой устой чивости смол , но и за счет их новообра зования в процессе трансформации нефти . Относительное содержание нафтено-ароматической фракции и асфальтенов в нефти во времени меняется незначительно , хотя их абсол ютное содержание в почве также снижается . Рассматривая изменение состава отдельных групповых компонентов нефти было показано , что уже в первые три месяца заметны п ризнаки микробиологического воздействия на ме тано-нафтеновую фракцию . Относительно увеличив ается количество изопреноидных структур - ненасыще нных УВ типа пристана с числом углеродных атомов в молекуле - 19 и фитана с числом углеродных атомов - 20. В течение последующего года начинает снижаться относ и тель ное содержание изопреноидов типа фитана . Кром е того , в составе этой фракции с течен ием времени снижается содержание УВ (С 20 -С 24 ) и увеличивается содерж ание тяжелых (С 27 -С 31 ) УВ . В составе нафтено-ароматической фракции в сех изучавшихся разновидностей н ефти уста новлен один и тот же набор полициклически х ароматических УВ . Эти УВ представлены ши роким диапазоном алкилзамещенных структур - от низко-кольчатых (нафталины и фенантрены ) до многокольчатых со структурой 3, 4-бенз (а )пирена . Наблюдения показали , чт о во вре мя инкубации нефти в почве происходит пос тепенное снижение во фракции всех групп п олициклических 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 . Таким образом , приведенные Пиковским Ю . И . , Калочниковой И . Г . 1985, данные показали наиболее общие тенденции в трансформации загр язняющих по чвы нефтей в различных при родных зонах . Эта трансформация в разных п риродно-климатических условиях идет с различной скоростью . Так , содержание метаново-нафтеновой ф ракции Федоровской нефти за один год в условиях лесотундры снизилось на 34%, в средне й тайг е - на 46%, в условиях южной тайги - на 55%. Возможности деградации природной среды пр и добыче и транспортировке нефти могут от ражаться на ландшафтно-геохимических прогнозных к артах . М . А . Глазовская , В . В . Батоян и др . (1985), занимаясь составлением таких к арт , выяснили , что опасность загрязнения и во зможность самочищения почв от продуктов нефте добычи в отдельных зонах и областях стран ы различаются . Опасность остаточного накопления нефтепродуктов возрастает с юга на север . В пределах отдельных биоклиматичес к их зон опасность возрастает от песчан ых почв к глинистым , от мезоморфных к гидроморфным , от распаханных к целинным . При составлении прогнозов деградации авторы рекоме ндуют пользоваться понятием КЛГС - каскадной л андшафтно-геохимической системы . КЛГС - это совокупность местных ландшафтов , находящихся в одном бассейне стока на разных гип сометрических уровнях и связанных между собой потоками вещества , энергии и информации . Прогноз для любого района необходимо строить с учетом всей КЛГС . Характер техногенных в о здействий на КЛГС определяется положением очагов этих воздействий (нефтегаз оносных бассейнов ). Чем ниже находится очаг техногенного воздействия в цепочке звеньев каскада , тем влияние нефтезагрязненных территор ий на КЛГС наименьшее . Авторы выделили шес ть р а нгов по степени опасности деградации среды . Они утверждают , что анализ антропогенного воздействия на среду всегда должен быть системным , т . е . учитывать не только участок непосредственного воздействия , но и изменения , происходящие при этом во всей ландшаф т но-геохимической си стеме или подсистеме . Как уже указывалось выше , почвенные “ жители “ это основа почвенного плодороди я . Без микроорганизмов почва мертва . Можно представить себе , что происходит с почвенной флорой и фауной при внезапном вторжении столь аг рессивного поллютанта , как не фть . НЕФТЯНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ . Нефтяное загрязнение создает новую эколог ическую обстановку , что приводит к глубокому изменению всех звеньев естественных биоценоз ов или их полной трансформации . Общая особ енность всех нефтезагря зненных почв - изме нение численности и ограничение видового разн ообразия педобионтов (почвенной мезо - и микроф ауны и микрофлоры ). Типы ответных реакций разных групп педобионтов на загрязнение неодн означны (Н . М . Исмаилов 1985): Происходит массовая гибель почвенной мезофауны : через три дня после аварии большинство видов почвенных животных полностью исчезает или составляет не более 1% контро ля . Наиболее токсичными для них оказываются легкие фракции нефти . Комплекс почвенных микроорганизмов после кратковрем енного ингибирования отвечает на нефтяное загрязнение повышением валовой числ енности и усилением активности . Прежде всего это относится к углеводородоокисляющим бакте риям , количество которых резко возрастает отн осительно незагрязненных почв . Развиваются “ с пециализированные “ группы , участвую щие на разных этапах в утилизации УВ . Максимум численности микроорганизмов соотв етствует горизонтам ферментации и снижается в них по профилю почв по мере уменьшен ия концентраций УВ . Основной “ взрыв “ микробиологическо й активности падает на второй этап естественной деградации нефти . В процессе разложения нефти в почв ах общее количество микроорганизмов приближается к фоновым значениям , но численность нефте окисляющих бактерий еще долгое время превышае т те же группы в не загрязненных п очвах (южная тайга 10 - 20 лет ). Изменение экологической обстановки приводи т к подавлению фотосинтезирующей активности р астительных организмов . Прежде всего это сказ ывается на развитии почвенных водорослей : от их частичного угнетения и заме ны одних групп другими до выпадения отдельных групп или полной гибели всей альгофлоры . Особенно значительно ингибирует развитие во дорослей сырая нефть и минеральные воды . Изменяются фотосинтезирующие функции высши х растений , в частности злаков . Экспериме нты показали , что в условиях южной тайги при высоких дозах загрязнения - более 20 л /м 2 ра стения и через год не могут нормально развиваться на загрязненных почвах . Исследования показали , что в загрязненн ый почвах снижается активность большинства по чвенных ферментов (Н . М . Исмаилов , Ю . И . Пиковский 1985). При любом уровне загрязнения ингибируются гидролазы , протеазы , нитратредуктазы , дегидрогеназы почв , несколько повышается уреаз ная и каталазная активности почв . Дыхание почв также чутко реагирует на нефтя ное загрязнение . В первый пер иод , когда микрофлора подавлена большим колич еством УВ , интенсивность дыхания снижается , с увеличением численности микроорганизмов интенси вность дыхания возрастает . Итак , процессы естественной регенерации б иогеоценозов на загр язненных территориях идут медленно , причем темпы становления разли чных ярусов экосистем различны . Сапрофитный к омплекс животных формируется значительно медленн ее , чем микрофлора и растительный покров . Пионерами зарастания нарушенных почв часто яв ляются во д оросли . ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ . Говоря о процессах восстановления нефтеза грязненных почвенных экосистем , многие исследоват ели (например , Т . П . Славина , М . И . Кахатк ина и др . , 1986) обращают внимание на то , чт о обычные рекультивационные меро приятия и меют ряд недостатков - не всегда способствуют восстановлению почв и растительности и ч асто сами наносят долговременный вред природе . Землевание замедляет процессы разложения не фти . Вывоз загрязненного слоя создает новые очаги вторичного загрязнен и я . Иссле дования показывают , что при сжигании нефти сроки естественного восстановления нефтезагрязненн ых почв значительно увеличиваются , происходит образование полициклических ароматических УВ , обл адающих канцерогенными свойствами , следовательно увеличивае т ся токсичность почв , затор маживается восстановление всех блоков экосистемы . В настоящее время научно обоснованные методы ликвидации последствий загрязнения отсу тствуют . Для максимального уменьшения неблагоприя тного воздействия необходимо знание законов т р ансформации загрязненных экосистем и заг рязняющих веществ , прогноз их изменения во времени . Н . М . Исмаилов , Ю . И . Пиковский (1988) счи тают , что концепция восстановления загрязненных экосистем должна опираться на следующий пр инцип : не нанести экосистеме бо льший в ред , чем тот , который уже нанесен при з агрязнении . Суть концепции - максимальная мобилизац ия внутренних ресурсов экосистемы на восстано вление своих первоначальных функций . Рекультиваци я , по определению исследователей , - это продолже ние процесса сам о очищения , при кот ором используются природные резервы экосистемы : климатические , микробиологические , ландшафтно-биохимиче ские . Концепция восстановления загрязненных земель исходит из положения , что в разных по чвенно-климатических и ландшафтно-геохимических условиях процессы трансформации загрязнителей ан алогичного типа в одних и тех же доза х происходят с разной скоростью и останав ливаются на разных стадиях . Различаются и результаты воздействия разных доз загрязнителей на экосистемы . Самоочищение и самовосс т ановление экосистем - стадийный биохи мический процесс трансформации загрязняющих веще ств , сопряженный со стадийным восстановлением биоценоза . В соответствии с этапами биодеградации происходит регенерация биоценозов . Процессы иду т разными темпами на разных ярусах экосистем . Значительно медленнее , чем микрофлора и растительный покров , формируется сапрофитный комплекс животных . Полной обратимости процес са , как правило , не наблюдается . Наиболее с ильная вспышка микробиологической активности при ходится на второ й этап биодеградаци и нефти . При дальнейшем снижении численности всех групп микроорганизмов до контрольных значений , численность углеводородоокисляющих орган измов на многие годы остается аномально в ысокой по сравнению с контролем . Н . М . Исмаилов , Ю . И . Пико вский (1988) неоднократ но подчеркивают , что механические и физически е методы рекультивации не могут обеспечить полное удаление нефти и нефтепродуктов из почвы . Разложение нефти в почве в ест ественных условиях - процесс биогеохимический , в котором главное и решающее значение имеет функциональная активность комплекса по чвенных микроорганизмов , обеспечивающих полную ми нерализацию нефти и нефтепродуктов до углекис лого газа и воды . Ускорить очистку почв с помощью микроорганизмов можно в основном двумя способами : активизацией метаб олической активности микрофлоры почв путем из менения физико-химических условий среды ( агротехни ческие приемы ) или внесением специально подоб ранных активных нефтеокисляющих микроорганизмов в загрязненную почву . Анализ многочисленных ра бот по ре культивации нефтезагрязненных почв дает противор ечивые результаты - одни и те же мероприят ия в разных условиях приводят к неодинако вым последствиям . Вышеупомянутые авторы намечают наиболее общие принципы интенсификации самоо чищающей способности п о чв . На перв ом этапе , когда геохимическая обстановка наиб олее токсична , целесообразно проводить подготовит ельные мероприятия : аэрацию , увлажнение , локализаци ю загрязнения . На втором этапе возможен пр обный посев культур с целью оценки остато чной фототоксичн о сти почв , работы по регулированию водного режима и кислотных условий , в случае необходимости - рассоление . На третьем этапе восстанавливаются естественны е растительные биоценозы , создаются культурные фитоценозы , практикуется посев многолетних раст ений . Дл и тельность процесса рекультив ации зависит от почвенно-климатических условий и характера загрязненности . В настоящее время все способы рекульт ивации почв не являются достаточно приемлимым и . Рассмотрим их основные недостатки : Обработка почвы сольвентами при водит к частичному или полному уничтожению в почве колоний микроорганизмов , что приводит соответственно к обеднению почвенного состава и уничтожению всех плодородных свойств п очвы . В результате выпаривания , которое происх одит при температуре не ниже 700-80 0С вся почвенная органика сгорает в прямом смыс ле слова . В результате этих мер очистки почвы мы имеем полностью стерильную почву , которая не пригодна для жизни растений и останется такой еще в течении мног их лет , даже если пытаться стимулировать р ост бакт е рий , внося в почву но вые штаммы микро организмов или производя смешивание “пустой” почвы с почвенными кул ьтурами , взятыми из других областей . С экономической точки зрения данный метод также является невыгодным , т . к . ве щества , которыми обрабатывается поч ва исп ользуются в больших количествах и являются дорогостоящими . Срезка зараженного грунта приводит прежде всего к образованию новых очагов загрязн ения . В результате срезки появляются места с почвенным голоданием , что особенно актуал ьно в местах наиболее частых разливов нефти , т . е . за Полярным кругом . При в ыполнении этих работ затрачивается большой об ъём средств , т . к . необходимо эвакуировать большое количество зараженного грунта , что пр иводит к занятости большого числа людей и техники . Наиболее перспект ивным методом обезза раживания почв , по мнению автора данного д оклада является принудительное окисление нефти и нефтепродуктов при помощи почвенных микр оорганизмов . Практика внесения в почву бактер иальных штаммов сейчас пока еще не очень распространена . Эт о му имеется мно го причин , одной из которых является несов местимость условий нормальной жизнедеятельности бактерий с условиями данного региона . Наприме р в местах основной нефтедобычи , т . е . в условиях крайнего севера , многие виды ба ктерий не жизнеспособны в следствии низких температур и специфического почвенного состава . Поэтому необходимо производить иссл едования для выявления возможных бактериальных штаммов . В настоящее время ведутся исследования в области искусственного стимулирования рост а бактериальных штаммов . Известны два ос новных направления . Первое : внесение в почву , загрязненную нефтью аналогичной незагрязненной почвы для образования семейств бактерий и стимуляции их роста . Второе : Использование метал-лигандных соеди нений . В почву в виде суспен зии вв одятся металлические соединения , в результате вокруг катиона металла образуется магнитное поле в котором молекулы воды , кислорода , а зота ориентируются особым образом , что создае т особый водно-кислородный режим , из-за которог о значительно улучшаю т ся физико-химич еские свойства почв . Кроме этого в магнит ном поле катиона гораздо лучше развиваются бактерии , в результате деятельности которых идет процесс окисления нефти . В природных условиях В качестве катионных центров об ычно выступают щелочные мет а ллы Ca , K , Na . Исследов ания показывают , что потенциал переходных мет аллов гораздо больше , что и учитывается в приготовлении почвенных добавок . Обычно испо льзуются ферриты Fe-S, Fe2-S2 и т . д . В этом случае им еется еще один плюс в том что эти вешества в огромных количествах встречаются в отвалах теплоэлектростанции и при их отделении они получаются почти чистыми . Вне сение их в зараженную почву имеет двоякий эффект во-первых стимуляция роста бактериаль ных семейств , во-вторых окультуривание почв .
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
Новости спорта. Все поняли, что арбитр куплен, после того как он головой красиво замкнул навесную передачу с фланга.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Добыча полезных ископаемых", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


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