Разлив нефти как предотвратить экологические катастрофы ваше решение реферат

Обновлено: 05.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Научно-исследовательская работа

Выполнил: Панин Максим
студент I курса группы ОНП-7
Руководитель: Преподаватель химии

Скубиёва Наталья Викторовна

г. Свободный

отделение № 1

Список использованных источников

Актуальность темы

Данная проблема является актуальной уже многие годы. Она встала перед экологами всех стран в момент появления и развития нефтяной промышленности. По истечении многих лет данный вопрос не потерял своей актуальности, и проблема, связанная с разливом нефти в Мировом океане, продолжает набирать свои обороты.

Хотелось бы отметить, что данный проект является очень значимым не только для нас, школьников, но и для каждого жителя Земли. Проблема защиты окружающей среды существовала всегда и, хотелось бы, чтобы каждый человек задумался над этим.

Доказать, что проблема разлива нефти является смертельно опасной для многих живых организмов и сложнейшей по способу своего устранения.

1. Изучить литературу по исследуемой теме

2. Провести ряд экспериментов, воссоздав экологическую катастрофу в домашних условиях

3. Исследовать возможные варианты очищения воды от последствий разлива нефти

4. Проанализировать полученные результаты

5. Сделать вывод

6. Представить свою работу студентам нашего заведения

Объект исследования

Предмет исследования

Последствия разлива нефти и способы очистки воды

Разлив нефти – экологическая катастрофа, являющаяся смертельной для многих живых организмов и сложнейшей по способу своего устранения.

Методы исследования:

* изучение дополнительной литературы по теме;

* проведение опроса и обработка его результатов;

* изучение возможных способов очистки воды при разливе нефти, подбор подобных способов для моделирования ситуации в домашних условиях;

* анализ данных и формулировка вывода;

* создание учебной презентации по теме.

Теоретическая часть

Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Далеко в море и на пляже можно видеть небольшие шарики смолоподобного вещества, огромные блестящие пятна и бурую пену. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т. нефти, и по крайней мере половина из них попадает из источников на суше (нефтеперерабатывающие заводы, нефтезаправочные станции). Большое количество нефти поступает в океан в результате естественного просачивания со дна океана, но сколько именно определить сложно.

Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.

Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физико-химические и гидробиологические условия в океане, но и на баланс кислорода в атмосфере [1]

Из вышесказанного становится понятно, что перед человечеством остро становится проблема очистки водных ресурсов от нефтепродуктов. На данный момент существует несколько способов, которыми пользуются при разливе нефтепродуктов и загрязнении водоемов нефтью. Возникает вопрос, какой же из них более эффективен и безопасен? В последнее время ученые выступают за рациональность использования двух из них.

Ученые Института экологии и генетики микроорганизмов Перми искали новый способ биоочистки нефтяных загрязнений, и нашли его в самой природе.

В данное время возможности биоочистки в России по статистике используют только на треть, несмотря на то, что затраты на биоочистку дешевле остальных способов [2]

Студенты из Томского Политехнического Университета придумали, как безопасно устранять разливы нефти. С этой разработкой они стали победителями на конкурсе Young Vision Award на самую лучшую идею о том, как сделать добычу нефти и газа экологически безопаснее и гуманнее.

Суть идеи состоит в том, чтобы использовать торф, как сорбент для утилизации разливов нефти. При разливе нефть образует на поверхности воды прочную пленку, которую очень трудно устранить. Эксперименты студентов показали, что торф легко разрушает пленку, минимизируя вредное воздействие [3]

Кто же все-таки прав: пермские ученые или томские студенты? А может, есть другие, более эффективные способы очистки?

На мой взгляд, точка зрения студентов об очистке поверхности воды от нефти с помощью торфа более экологически верная. Торф – органическое, экологически чистое вещество. А каких побочных воздействий на экосистему следует ожидать от микроорганизмов пока не понятно.

Для наилучшего понимания общественного мнения по данному вопросу, мной был проведен опрос (студентов колледжа, соседей и коллег родителей, прохожих на улице). Основным вопросом было мнение о том, какой способ очистки воды после разлива нефти кажется опрашиваемому наиболее эффективным и безопасным для экосистемы. В опросе приняло участие 200 человек (135 учащихся и 65 взрослых). Обработав данные полученные в ходе опроса, я получил следующие результаты:

Данный опрос показал, что среди студентов колледжа, как и среди взрослых жителей нашего города, нет единого мнения о наиболее эффективном и безопасном способе очистки воды. Так же в ходе опроса было выявлено:

- все опрошенные считают, что разлив нефти опасен для жизни и здоровья живых организмов;

- большинство (83%) убеждены, что мероприятия по устранению последствий разлива нефти, дорогостоящая и трудоемкая процедура;

- 67% - считают, что невозможно полностью очистить воду после разлива нефти, 29% затрудняются с ответом на этот вопрос, 4% ответили, что сделать это совсем не сложно;

- к сожалению, совсем немногие (19%) ответили, что хотели бы принять участие в очистке воды и помощи животным, пострадавшим от разлива нефти.

Разлив нефти – экологическая катастрофа, последствия от которой могут привести к серьезному загрязнению вод, смерти и болезням живых организмов. Очистка воды и оказание помощи пострадавшим животным дорогостоящая и трудоемкая процедура. Существует несколько способов очистки воды, однако, до сих пор нет единого мнения о том, какой из них наиболее безопасен и эффективен.

Практическая часть

Опыт 1. Разлив нефти.

В два широких стакана я налил воду (не доливая 2 см до края). В каждый стакан добавила по 2 столовой ложки нефти. Нефть растеклась на поверхности воды тонкой плёнкой.

Опыт 2. Оценка влияния разлившейся нефти на животных.

Все птицы покрыты перьями, и влияние нефти на птиц в первую очередь обусловлено ее влиянием на их перья. Именно поэтому для данного опыта я взял перо птицы. Провел им несколько раз по нефтяному пятну. Прежде красивое, пушистое и широкое, перо утратило свою форму, склеившись и вытянувшись вдоль стержня.

Сможет ли после этого выжить птица? Без вмешательства человека нет.

При попадании нефти у птицы склеиваются перья, утрачиваются теплоизоляционные свойства, вследствие чего птицы не могут поддерживать нормальную температуру тела. Птицы покрыты густым слоем перьев. Их плотность обеспечивает почти полную изоляцию от воды. Нефть разрушает структуру перьев, и они больше не защищают кожу от охлаждения. Вдобавок у птиц нарушается способность плавать и летать из-за воздушной прослойки между телом и перьями. В результате птица глубже погружается в воду и часто уже не может больше добывать себе пищу. Если птица не умирает от голода, то рано или поздно она погибнет от переохлаждения.

Млекопитающие.

У всех млекопитающих есть кожа (покрытая или не покрытая шерстью), поэтому для того чтобы проверить влияние разлива нефти на млекопитающих, я нанес небольшое количество нефти на открытый участок кожи на своей руке. На коже образовалась блестящая жирная пленка, нефть попала в поры. Смыть данное загрязнение без дополнительных средств оказалось достаточно проблематично. Кожа млекопитающих может частично впитать нефть.

Нужно отметить, что большинство морских млекопитающих все-таки покрыты мехом (морские выдры, тюлени, полярные медведи и пр.). Как и в случае с перьями птиц, мех слипается, перестает удерживать тепло.

Кроме того, у всех животных нефть может вызвать раздражение кожи, глаз и препятствовать нормальной способности к плаванию/полету. Нефть попадает в желудок животных при попытке очистить перья/мех, приеме пищи.

Опыт 3. Очистка воды от последствий разлива нефти

Способы очистки воды при разливе нефти и подобные способы для моделирования ситуации в домашних условиях:

1. Улавливание нефти ложкой.

Химический – в воду добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с нефтью и осаждают её в виде нерастворимых осадков.

3. Добавление в воду моющего средства, расщепляющего жир

Физико-химический – из воды удаляются тонко дисперсные и растворенные примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества нефти.

4. Напыление порошка активированного угля.

5. Засыпка опилками, песком, торфом.

6. Обработка пятна расплавленным парафином

Биологический – использование специальных микроорганизмов, питающихся нефтью и разрушающих её.

Я попробовал очистить воду от нефти несколькими способами:

1. Попробовал вычерпать нефть ложкой. Сделать это достаточно сложно. Мало того, что сама нефть прямо таки вытекает с поверхности ложки, возвращаясь на свою исходную позицию, так еще и большое количество воды вычерпывается из стакана вместе с нефтью. Не думаю, что возможно таким образом очистить воду полностью, но даже если это и удастся сделать, большая часть воды так же будет удалена из стакана.

2. Сделал фильтр из воронки и ватных дисков. Пропустил воду, через самодельный фильтр. Этот способ оправдал мои надежды, но не полностью. Даже после этого вода всё равно не была абсолютно чистой.

3. Попробовал залить нефть моющим средством. Честно признаться, результат меня несколько удивил. В начале, моющее средство прошло сквозь нефтяное пятно и опустилось на дно стакана, в то время как само пятно еще больше расползлось по поверхности воды. Необходимо было как-то соединить моющее средство с нефтью, тогда я тщательно перемешал содержимое стакана ложкой. Результат – моющее средство разбило единое нефтяное пятно на мелкие крупинки, обволакивая их, но не уничтожая.

4. Равномерно насыпал на нефтяное пятно порошок активированного угля. Нефть приклеивается к угольным частицам. После этого пленку можно снять.

5. Попробовал засыпать нефтяное пятно. В один стакан насыпал древесные опилки, в другой – мелкий песок. Древесные опилки достаточно хорошо впитали нефтяное пятно. Однако и в этом случае очистить воду от последствий разлива будет достаточно сложно.

Вывод: Из всех способов, испробованных мной в домашних условиях, наиболее эффективными оказались: напыление порошка активированного угля, засыпка древесными опилками и использование воска. Последний способ не может быть применен в крупномасштабных операциях по очистке воды. Так же, на мой взгляд, стоит обратить внимание на способ с фильтрацией воды, который можно применить при не глобальных попаданиях нефти в воду.

Данное исследование было посвящено проблеме разлива нефти и решению последствий данной экологической катастрофы. В начале работы я поставил перед собой цель: доказать существование проблемы разлива нефти как экологической катастрофы мирового значения. Данная цель достигнута в полной мере в результате выполнения всех поставленных задач. В результате исследования мной была подтверждена, выдвинутая в начале работы гипотеза о том, что экологическая катастрофа, связанная с разливом нефти является смертельной для многих живых организмов и сложнейшей по способу своего устранения. Данную гипотезу я подтвердил не только теоретически, но и проведя ряд практических экспериментов.

В результате работы я пришёл к выводу:

В ходе своей работы я научилася исследовать литературу и выбирать основное, необходимое мне в данный момент из большого количества информации; узнал, как связана гибель птиц с нефтяным пятном, появляющимся в Мировом океане при разливе нефти; проведя практическую часть, в полной мере осознал последствия экологической проблемы, связанной с разливом нефти.

В дальнейшем я планирую продолжить свое исследование по данному направлению, исследовав другие экологические проблемы, связанные с мировым океаном, например, загрязнение вод пластиком и его влияние на окружающую среду. Также я очень бы хотел присоединиться к работе людей, занимающихся ликвидацией последствий разлива нефти (мне этого очень хочется, однако, я осознаю, что в ближайшее время данное желание является неисполнимым).

Достижения технического прогресса все больше приносит губительных последствий для окружающей среды, вызывая угнетение экологических систем и исчезновение уникальных природных комплексов. Особое место в этом вопросе отводится нефтяной промышленности, которая вносит свой немалый вклад в отравление природы. Выбросы токсичных веществ переработанной нефти, аварии танкеров, взрывы нефтяных платформ, аварии на буровых установках и скважинах. Предупредить все возможные катастрофы в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли на сегодняшний день практически невозможно. Но существует ряд мер по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, своевременное принятие которых в силах остановить пагубное воздействие на экосистемы.

Причины разлива нефти

Добыча нефти объединена целым комплексом производственных сооружений, которые взаимосвязаны различными системами трубопроводов и энергопередач, а также организацией самим процессом работы. Из основных сооружений этого комплекса выделяют:

скважины (добывающие, разведочные, наблюдательные и нагнетательные),
станции,
нефтехранилища,
трубопроводы,
площадки и другое.

И каждое из них несет потенциальную угрозу разлива нефти и нефтепродуктов. Почти все этапы операции в нефтяной отрасли, как показывает практика, сопровождаются отдельными авариями.

Основные причины разливов:

Аварийные проливы при добыче и транспортировке.
Незаконные врезки в нефтепроводы.
Изношенность оборудования.
Нарушение правил эксплуатации оборудования.
Неоперативное реагирование.
Несовершенство технологий.

Аварийный разлив нефтепродуктов

К сожалению, экологические бедствия, спровоцированные наземными разливами нефти, становятся все более частыми. Под разливом следует понимать сброс нефти и нефтепродуктов на почвенный покров (грунт), поверхность воды, прибрежную зону рек и других водоемов. В результате этого наносится существенный урон длительного характера всей окружающей природе.

Аварийный разлив нефтепродуктов охватывает немалые площади. На отдельных месторождениях количество разливов порой достигало нескольких аварий в день. Но вовремя принятые меры помогали стабилизировать ситуацию и уменьшить негативные последствия. Следует заметить, что не всегда сразу удается ликвидировать причины аварии из-за невозможности быстро подоспеть к месту происшествия. И, как следствие, нефть заливает значительные угодья и попадает в воду. Ежегодное количество разливающейся нефти в России в среднем составляет 19-20 млн тонн в год, а это около 7% добычи.

Последствия нефтяных загрязнений

Разлив нефтепродуктов является одной из самых распространенных причин загрязнения наземных и водных экосистем. Как следствие этого, нарушается ход естественных процессов, что приводит к изменению условий обитания живых организмов. Пролитая нефть из танкеров, трубопроводов несет гибель всему, с чем соприкасается: уничтожается вся растительность, районы поражения становятся непригодными для обитания каких-либо животных. К примеру, некогда кишащие жизнью мангровые болота теперь исчезают и уходят в историю.

Нефтяная пленка на поверхности водоема нарушает его биологические процессы и вызывает дефицит кислорода, изменяя состав воды. Оседающие на дне масла и мазут дают вторичное загрязнение. Все это приводит к уменьшению популяции рыб, водоплавающих птиц и млекопитающих. Символом экологической катастрофы вызванной нефтяной промышленностью стала покрытая нефтью птица.

Нефть наносит необратимый ущерб и здоровью человека, попадая в хозяйственно-питьевые водоемы и объекты. За последние только годы количество онкологических заболеваний возросло почти в два раза в таких городах, как Лангепас, Мегион, Радужный. В Нижневартовске питьевая вода загрязнена нефтепродуктами на 97%. Последствия от аварийных разливов будут давать о себе знать еще многие десятилетия.

Угроза Мировому океану

Нефтяные загрязнения представляют наибольшую угрозу для жизни Мирового океана. Ежегодно в него поступает до 14 млн тонн нефтепродуктов. Образуемая на поверхности воды пленка лишает кислорода морскую флору и фауну. Было подсчитано, что литра нефти достаточно, чтобы лишить кислорода 4О0 тыс. литров морской воды. Также нарушается регулярный обмен теплом, влагой, газами, энергией между океаном и атмосферой. От токсичных соединений погибают, прежде всего, мальки и планктон.

Самую серьезную опасность представляют крупные аварийные разливы нефти и нефтепродуктов при крушении танкеров и разрыве трубопроводов. Тонна нефти способна покрыть пленкой площадь в 12 км 2 поверхности моря. Загрязнение таких морей, как Ирландское, Северное, Яванское, Средиземное, а также Мексиканского, Токийского и Бискайского заливов заставляют бить тревогу экологов всего мира. Следует помнить, что именно Мировому океану отводится значимая роль в формировании климата планеты, он вырабатывает 70% кислорода для обеспечения жизни на Земле.

Локализация разливов

Каким бы ни оказался масштаб разлива нефтепродуктов потерь избежать не удастся. Это настоящая трагедия для местной окружающей среды. Поэтому локализация разлива является первостепенной задачей. Сегодня существует множество технологий для быстрого реагирования на местах аварии. На суше главной опорой служит подпорная стенка, которая представляет собой массивное ограждение. Но в случае больших разливов нефти к локализации подключают траншеи.

В водной среде локализация нефтяного пятна осуществляется с участием боновых заграждений. Они делятся на следующие типы:

отталкивающие (используют в важных экологических местах и защиты побережья),
сорбирующие (впитывают нефть, уменьшая ее концентрацию),
надувные (первоначальное окружение пятна).

Немедленная локализация места аварии является самым первым пунктом в плане ликвидации разлива нефтепродуктов.

Основные методы устранения разлива

Выбор метода для ликвидации нефтяных загрязнений будет индивидуальным для каждого конкретного случая. Это связано с природными, климатическими условиями, с рельефом местности и с объемом пролитого нефтепродукта. Ликвидация разлива представляет собой очень трудоемкий процесс и огромные финансовые затраты, поэтому предупреждение проблемы всегда предпочтительней, чем ее устранение.

Для устранения нефтяных загрязнений применяют следующие методы:

Термический. Этот метод заключается в выжигании слоя нефти при ее достаточной толщине.
Механический. Подразумевает сбор нефти от ручного вычерпывания до машинного оборудования.
Физико-химический. Метод используется при малой толщине нефтяной пленки с применением сорбентов и диспергентов.
Биологический. Преимущество этого метода заключается в использовании природных микроорганизмов.

Стоит отметить, что даже с указанными методами достигнуть хороших результатов очистки на местах нефтяных аварий довольно затруднительно.

Сбор нефтепродуктов с водной поверхности

Для ликвидации разлива нефтепродуктов применяются специальные технические средства нефтесборщики, имеющие специфичные комбинации устройств. Нефтесборщики оснащены скиммерами (нефтесборными устройствами), которые собирают верхний слой воды вместе с нефтяной пленкой. Исходя от объема разлившихся нефтепродуктов и их состава, а также от погодных условий используются разные типы скиммеров.

Скиммеры подразделяются на самоходные, стационарные, буксируемые и переносные. Также они различаются по принципу своего действия:

гидродинамические (разделение жидкости разной плотности – нефти и воды),
вакуумные (всасывание поверхностного слоя воды для последующего отделения нефти),
пороговые (через прохождение порога отделяется вода от нефти),
олеофильные (продукты нефти налипают к олеофильным материалам).

Утилизация отходов

После ликвидации разлива нефтепродуктов огромные объемы собранных отходов требуют утилизации. Сразу следует уточнить, что только соответствующие органы могут принимать окончательное решение о методе работы с отходами. В первую очередь материал помещают на временное хранение до конца проведения мероприятий по устранению аварии. К примеру, если шла очистка береговой линии, то место хранения отходов располагается в верхней части пляжа, обязательно выше линии прилива. Вывоз будет осуществляться в два этапа: от временного хранения к промежуточному, затем на окончательную утилизацию или обработку.

К сожалению, в Российском государстве утилизация нефтяных отходов чаще всего подразумевает захоронение в специальных могильниках. Но такой способ утилизации весьма ненадежный, так как отходы продолжают наносить вред окружающей среде.

Предотвращение разлива нефтепродуктов

Заранее предвидеть точное время и место аварии, а также масштабы всей катастрофы невозможно. Но чтобы максимально предотвратить риски разлива нефтепродуктов разрабатывается индивидуальный план для каждого конкретного предприятия, где добывают, хранят или транспортируют нефть. В плане рассматриваются все возможные чрезвычайные ситуации и определяются меры по их предотвращению, защите территории и окружающей среды при ликвидации аварии. Обстоятельно прогнозируются все моменты последствий разлива: маршруты стекания и скопления нефтепродуктов, воздействие на природные и хозяйственно-бытовые объекты.

Для обеспечения большей эффективности мероприятиям по предупреждению нефтяных аварий и их ликвидации правительством РФ был утвержден комплекс нормативных документов, регулирующий деятельность предприятий по добыче, транспортировке, переработке нефти и нефтепродуктов.

Заключение

Нефтяные разливы - экологическая катастрофа

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

До поры до времени человек, как и другие живые существа, был естественной составляющей своей экосистемой, вписывался в ее круговорот и жил по ее законам. Ситуация стала стремительно меняться с началом промышленной революцией. Главными причинами этих изменений стала добыча и использование угля, нефти, сланцев, газа. А затем и добыча в огромных количествах металлов и других полезных ископаемых. Загрязнения окружающей среды растет очень стремительно. Первыми этот процесс почувствовали растения и животные. Численность и, главное, разнообразие живого мира стали быстро сокращаться.

Как показывает практика нефтяные разливы, утечки нефти и нефтепродуктов неизбежны при их добыче, переработки и транспортировке. Нефть, попадая в почву и грунты, вызывает необратимые изменения, нежелательные процессы. Вследствие этого очистка почвы, водных объектов от нефти и нефтепродуктов является сложной проблемой.

По истечении многих лет данный вопрос не потерял своей актуальности, и проблема, связанная с нефтяными разливами в Мировом океане, продолжает набирать свои обороты.

На территории нашей республики очень много нефтяных компаний, которые загрязняют окружающую среду. Проблема экологии стоит на первом месте.

Цель моей работыдоказатьнегативное влияние нефтяных разливов в окружающей среде и сложность их устранения.

Достижение цели предполагает решение задач:

- Познакомиться с составом, свойствами и значением нефти;

- Показать отрицательное влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы;

- Провести ряд экспериментов, воссоздав экологическую катастрофу в домашних условиях;

- Исследовать возможные варианты очищения воды от последствий разлива нефти в домашних условиях.

Объект исследования: нефть

Предмет исследования:последствия разлива нефти и способы её отчистки в домашних условиях

Гипотеза:нефтяные разливы – экологическая катастрофа, которая является смертельной для многих живых организмов и сложной по способу своего устранения.

Методы исследования:изучение литературы, просмотр интернет сайтов, проведение экспериментов, обработка материала

Глава 1. Полезные ископаемые: Нефть

1.1 История открытия нефти

Нефть известна человеку с древнейших времен. Учеными установлено, что более 500 тыс. лет назад нефть была обнаружена на берегу Каспийского моря. В Древней Греции применяли её в качестве топлива. Нефтяные битумы применялись в строительном и дорожном деле. Нефть известна была и в Древнем Египте, где она использовалась в качестве лекарства и для бальзамирования покойников. [1]

До середины XIX века нефть добывалась в небольших количествах, в основном из неглубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность земли. Со второй половины XIX века спрос на нефть стал возрастать связи с широким использованием паровых машин и развитием промышленности, которая требовала больших количеств смазочных веществ. Внедрение в конце 60-х годов XIX века бурение нефтяных скважин считается началом зарождения нефтегазовой промышленности.

1.2 Характеристики нефти

Нефть - полезное ископаемое, располагающееся глубоко в недрах Земли, природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом. Цвет нефти обычно черного цвета. Иногда разнится: от светло-желтого до темно-коричневого, изредка встречается насыщенно-зеленая и даже бесцветная. Нефть залегает на глубинах от десятков метров до 5-6 километров. Нефть остается главным топливным сырьем в мире.

1.3 Месторождение нефти

Нефть относиться к невозобновляемым ресурсам. Ученые выдвигают две теории происхождения нефти. Органическое происхождение нефти из останков древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей. Затем перерабатывались микроорганизмами и преобразовывались под действием температуры и давлений в органическое вещество - нефть. Неорганическое происхождения нефти из различных элементов неорганического происхождения, в ходе химических реакций, происходящих на больших глубинах при высоких температурах и давлении. Природный процесс образования нефти занимает в среднем от 10 до 60 млн. лет.

Самая богатая нефтью страна – Саудовская Аравия, далее следуют Канада, Иран, и Ливия. Россия в этом списке занимает восьмое место.

1.4 Добыча и переработка нефти

Добыча нефти ведется в местах, где геологи обнаруживают ее месторождение. В таких местах строятся специальные нефтедобывающие сооружения. Они могут находиться не только на земле, но и на воде. Чтобы извлечь нефть из-под земли, люди строят буровые вышки и бурят глубокие скважины. Добывают нефть, как на суше, так и в море.

Добыча нефти – сложный процесс. После того, как бурят скважину, нефть начинает фонтаном бить наружу. На этом месте ставят нефтяную вышку и качают нефть. Затем, когда напора не хватает, в нефтяную скважину ставят насос, который начинает выкачивать нефть принудительно, опустошая резервуар. Далее нефть нагревают, она становиться более жидкой, так выкачивают последние остатки из резервуара.

Добытая нефть проходит специальную переработку. Это сложный процесс, которым руководят химики и физики.

1.5 Применение нефти

Глава 2. Экологические проблемы

Продукты переработки нефти широко используются, но они создают большие экологические проблемы. В течение многих десятилетий хрупкая природа залечивает раны, нанесенные нефтяными разливами. Попадая в водоемы нефть, убивает там все живое.

Свой вклад в загрязнение окружающей среды вносят нефтеперерабатывающие заводы и базы хранения нефти и нефтепродуктов. Выбрасывая в атмосферу вредные вещества.

Основными причинами аварийных разливов нефти являются столкновения танкеров, их посадка на мель, взрывы и пожары при транспортировке нефти из районов добычи.

Из вышесказанного становится понятно, что перед человечеством остро стоит проблема очистки водных ресурсов от нефтепродуктов. На данный момент существует несколько способов, которыми пользуются при разливе нефтепродуктов и загрязнении водоемов нефтью. Возникает вопрос, какой же из них более эффективен и безопасен?

2.1 Способы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов

Термическийспособ, используется преимущественно в арктических морях. Несомненно, он эффективный: при выжигании уничтожается до 90% нефти и нефтепродуктов, но нельзя забывать, что при таком горении идет загрязнение атмосферного воздуха, что может также привести к негативным последствиям для окружающей среды. [5]

Механический способ - здесь используются нефтесборщики, отделяющие нефть от толщи воды, установки, которые собирают нефтепродукты с поверхностей и перекачивают их в специальные эластичные емкости для хранения и транспортирования нефтепродуктов. Механический метод является самым дешевым, но не всегда эффективным. [ 5 ]

Физико-химический способ - нефть, плавающую на поверхности воды, можно частично собрать, накрыв ее специальным порошком или мелкогранулированным веществом, которые, смешиваясь с нефтью, приклеиваются и затопляют ее. Способ является малоэффективным, так как через несколько месяцев затопленная масса становится подвижной, и нефть может подняться при волнении моря. [ 5]

Биологический способ - существуют бактерии, которых зовут нефтеедами. Это маленькие организмы способные съесть нефть на поверхности воды и почвы. В настоящее время, биологический способ очищения окружающей среды является самым эффективным, но при этом долговременным. Бактерия может поедать нефтяное пятно вплоть до десяти лет. [5]

Учеными всего мира разрабатываются все новые и новые способы ликвидации нефти в результате аварии. Несомненно, нефть - наш друг, но именно она является одной из причин, наших экологических проблем. Но и конечно не стоит забывать, что в большинстве аварий и загрязнений виноват сам человек.

Глава 3. Практическая часть

Опыт № 1. Определение физических свойств нефти

- Капнули нефть на салфетку, и она растеклась, значит, нефть — это жидкое вещество. Она черная и похожа на масло.

- Нефть обладает резким необычным запахом.

- Оказывается, нефть совсем непрозрачная жидкость, через нее ничего не видно. А через стакан с водой все видно.

- Капнем несколько капель на фольгу и подожжем. Нефть горючая жидкость.

Опыт № 2. Растворимость нефти в воде

- В стакан с водой добавили немного нефти и встряхнули. Можно сделать вывод, она не растворима в воде, нефть растекается толстой пленкой по поверхности. Значит нефть - легче воды.

Опыт № 3. Влияние нефти на живые организмы

- Возьмем птичье перо и подбросим его вверх. Посмотрите, как оно плавно опускается вниз. Именно благодаря перьям птицы имеют способность летать. Теперь поместим перо в нефть, избыток промокнем салфеткой. Перья от нефти слипаются, и птицы теряют способность взлететь.

- Перо птицы отпускаем в воду, оно плавает. Затем перо птицы отпускаем в воду с нефтью, перо очень быстро пропиталось нефтью, стало тяжелее, это говорит о том, что птица сможет погибнуть.

Опыт № 4. Влияние нефтяной пленки на растения

- Мы взяли отростки хлорофитума, поставили в стаканы с водой. В один из них добавили несколько капель нефти. Через 5 дней. В стакане с водой растение благополучно растет. В стакане с нефтью – умирает, его листочки вялые.

Опыт № 5. Очистка воды от последствий разлива нефти

- Наполним контейнер на половину водой. Капнем несколько капель нефти, чтобы получилось пятно. Попробовали вычерпать нефть ложкой, сделать это очень тяжело, нефть вытекает с поверхности ложки, и снова возвращается обратно. Можно сделать вывод, таким образом, очисть воду полностью невозможно.

- Капнем еще несколько капель нефти к нефтяному пятну. Добавим несколько капель жидкого моющего средства. Нефть разбивается на мелкие капли. Моющее средство не уничтожило нефть.

Данное исследование было посвящено проблеме нефтяных разливов и решению последствий данной экологической катастрофы. В начале работы я поставила перед собой цель: доказать существование проблемы нефтяных разливов как экологической катастрофы мирового значения. Данная цель достигнута в полной мере в результате выполнения всех поставленных задач. В результате исследования мной была подтверждена, выдвинутая в начале работы гипотеза о том, что экологическая катастрофа, связанная с разливом нефти, является смертельной для многих живых организмов и сложнейшей по способу своего устранения. Проведя опыты, я убедилась, что нефть бывает не только полезной, но и вредной для окружающей среды. Моя гипотеза подтвердилась. В результате работы я пришла к выводу:

Последствия разлива нефти, масштабные и ужасающие. Множество живых организмов, погибает в результате этой экологической катастрофы.

Человек научился ликвидировать разливы нефти. Но, несмотря на то, что масштаб моих экспериментов кажется мизерным в сравнение с площадями, загрязняемыми нефтью в природе, я в полной мере осознала насколько велико и сложно в своем устранении это экологическое горе.

Из проделанных опытов можно сказать, ни один из существующих способов ликвидации нефтяных пятен не является идеальным. Каждый требует особых условий и больших материальных затрат.

Проблема защиты окружающей среды существовала всегда и, хотелось бы, чтобы каждый человек задумался над этим.

В результате несовершенства технологий, ряда других объективных и субъективных причин на всех этапах операций с нефтью и нефтепродуктами возможны аварийные разливы, приводящие к загрязнению окружающей среды. Согласно статистическим данным, в России ежегодно регистрируется порядка 20 тыс. подобных аварий со средним объёмом разлива нефти до 20 м 3 . Как показывает практика, особенно крупные аварии, связаны с этапами разведки, добычи и транспортировки углеводородного сырья. О том, как не допустить подобные инциденты в Арктике в специальном интервью нашему изданию рассказала учёный-эколог, специалист по ликвидации чрезвычайных ситуаций концерна Shell Виктория Броже.

– Виктория, существуют ли сегодня технологии, способные обеспечить безопасное промышленное освоение углеводородного потенциала арктических морей?

– Для Shell и всей нефтегазовой промышленности в целом приоритетом номер один с точки зрения технологий, разработок и репутации остаётся предотвращение любых происшествий. Вся наша работа по освоению шельфа строится на принципах недопущения инцидентов, которые могут привести к загрязнению. Это означает, что мы работаем в соответствии с самыми высокими стандартами безопасности и сохранения окружающей среды.

За последнее десятилетие в мире было создано много новых принципиально важных технологических инноваций. Мы можем наблюдать, как быстро развиваются технологии, например в области сотовых телефонов или компьютерной техники. В нефтегазовой промышленности также можно отметить целый ряд новых технологических решений. Но остаётся вопрос: даже если были разработаны какие-либо новые технологии, будут ли компании их использовать? В концерне Shell мы гордимся тем, что не просто следим за инновациями, а тем, что сами их разрабатываем и внедряем в новых проектах. Многие из них требуют специальных решений: проекты в Арктике или на большой глубине. У нас есть большой опыт использования новых технологий при разработке углеводородов в сложных условиях.

– Какие конкретно технологии, разработанные Shell в этой области для проектов на Аляске и Сахалине, могут найти своё практическое применение в российской части Арктики?

– Я считаю, что очень многие инновационные технологические решения, которые мы используем, в том числе и в рамках наших проектов на Сахалине и Аляске, могут найти своё применение в российской Арктике. Это касается как непосредственно бурения в арктических условиях, так и вопросов логистики. С этой точки зрения неоценим опыт реализации Shell проектов со сложной логистикой на Аляске, удалённом от развитой инфраструктуры регионе, с отсутствием дорог. Особенно важными, с точки зрения защиты окружающей среды, в арктических условиях являются технологии для предотвращения нефтяных разливов. Много усилий было предпринято для того, чтобы разработать новые технологические решения в этой области. Эти инновации могут найти своё применение и в России.

Хотелось бы отметить один принципиальный момент: мы считаем, что фокусироваться нужно именно на предотвращении разливов. В корне неправильным подходом является односторонняя концентрация на уборке разливов или будущей компенсации ущерба.

В последнее время было создано очень много разработок для предотвращения разливов. В компании действует многоуровневая система защиты: например, если на одном из уровней происходит сбой, есть и другие, применения которых достаточно, чтобы не допустить разлив, либо минимизировать его. Кроме того, у нас существуют специальные системы тренировки персонала, обнаружения рисков на начальных стадиях, круглосуточного мониторинга. Разработаны рекомендации по проектированию скважин и специальный тренинг на стадии проектных работ.

Были созданы специальные системы защиты от разливов: гидравлические и механические барьеры, способы сбора нефти под водой и экстренного закрытия скважин. Существует технология Real-Time Operations Center – система мониторинга бурения в реальном времени, позволяющая наблюдать за процессами, которые происходят в скважине, специалистам, находящимся не только на платформе, но и транслировать её по нескольким каналам. Например то, что происходит на Аляске, видят специалисты компании в Анкоридже, Хьюстоне и Новом Орлеане. Таким образом, несколько человек в разных городах в одно и то же время анализируют поступающие данные, и любой их них может остановить процесс, если видит, что что-то идёт не так. Подобные системы могут предотвратить разлив на самой начальной стадии бурения (даже в тот момент, когда нефть ещё не пошла).

В случае если нефтяной разлив всё-таки произошёл, существует система его ликвидации непосредственно у устья скважины, включающая заглушки скважины и оборудование для сбора нефти под водой. Такая система является частью нашей программы на Аляске и была создана специально для работы в северных морях.

В систему интегрированы различные технологические решения, позволяющие собрать углеводородное сырьё на поверхности воды: механическая уборка нефти с помощью специальных арктических нефтесборщиков; использование эффективных в арктических условиях диспергентов; сжигание нефти на поверхности воды с применением новых технологий, в частности огнеупорных боновых заграждений.

– В настоящее время в арктических морях в России уже происходит транспортировка больших объёмов нефти. Как Вы думаете, удастся ли быстро и эффективно ликвидировать в современных условиях разлив, сравнимый с образовавшимся в 1989 г. в результате аварии Exxon Valdez?

– В мире созданы и эффективно применяются технологические решения, направленные на предотвращение подобных аварий: танкера с двойным корпусом, усовершенствованные системы навигации, используются ледоколы для сопровождения. Кроме того, существуют современные и действенные системы уборки нефти для арктических условий.

Самое главное при уборке нефти – это быстро установить и ликвидировать источник разлива, собрать углеводородное сырьё как можно ближе к нему, не дать нефти распространиться. Иначе время может быть упущено: разлив будет всё тяжелее и тяжелее убирать. В случае аварии на самом танкере или судах сопровождения есть специальные средства по уборке нефти, и они должны быть достаточно быстро задействованы. Тогда есть шанс, что разлив будет убран быстро. Если же авария случилась в какой-то отдалённой от существующих аварийно-спасательных баз акватории, переброска средств уборки займёт время, и тогда эффективность систем ликвидации, конечно, будет падать. Вот почему в таких регионах, как Аляска, у нас создана беспрецедентная система реагирования на разливы, срабатывающая в течение одного часа и работающая 24 часа в сутки.

– Виктория, существуют ли в настоящее время эффективные методы ликвидации нефтяных разливов в ледовых условиях, в частности подо льдом?

– Несмотря на то что наличие льда привносит значительные сложности при уборке нефти, есть ряд возможных сценариев разлива, когда его наличие может сыграть нам на руку. Допустим, если нефть разлилась с судна в поле битого льда, его наличие препятствует растеканию нефти на поверхности воды. В результате поверхность нефтяного разлива в разы меньше чем, если бы она была на открытой воде. Это облегчает уборку, потому что площадь нефтяного пятна меньше и плёнка намного толще. Существующие системы уборки работают на концентрированных разливах гораздо лучше. В таких условиях может быть применено сжигание, как это уже не раз было продемонстрировано в полевых условиях. Оно может оказаться здесь более действенным методом, нежели при уборке нефти в тёплых регионах. В разбитом льду могут использоваться диспергенты и механические средства. Все эти способы доказали свою эффективность в Арктике. Были также разработаны специальные методы и технологии для извлечения нефти, находящейся подо льдом, в частности под припаем. Alaska Clean Seas – организация, осуществляющая уборку нефтяных разливов на северном побережье Аляски, – отрабатывает их на практике уже 40 лет.

Безусловно, выбор того или иного средства зависит от свойств и состояния нефти, ледовой обстановки, экологической чувствительности района, а также от самой ситуации разлива. В настоящее время многие международные нефтегазовые компании участвуют в совместных исследованиях, нацеленных на усовершенствование средств уборки разливов нефти, в том числе и в арктических условиях. Эта сфера не является конкурентной, поэтому большинство научных проектов мы стараемся проводить совместно, а их результаты могут быть внедрены во всех регионах работы наших компаний. Сейчас реализуется большой научный проект, в рамках которого мы изучаем все возможные способы и аспекты уборки нефти в Арктике, в том числе обнаружение разливов подо льдом и в условиях плохой видимости. И мы продолжаем совершенствовать методы ликвидации аварийных разливов – механическую уборку, сжигание и использование диспергентов. Стараемся продвигаться вперёд, хотя у нас уже есть проверенные технологические решения.

– Как проходит процесс биодеградации нефти в арктических условиях? Есть ли какие-то особенности?

– Это очень интересный вопрос. В целом, нужно отметить, что биодеградация нефти в воде происходит намного быстрее, чем на земле, особенно когда нефть находится в капельной форме. Биодеградация в основном зависит от формы нефти. Если она находится во взвешенной форме в воде, она будет деградировать намного быстрее, чем нефть, приставшая к камням или проникшая вглубь почвы (там, где у бактерий нет доступа к кислороду и питательным веществам, деградация происходит намного медленнее).

В морской среде, почве – везде (даже в Арктике) существуют бактерии, способные деградировать нефть. Существуют различные оценки скорости деградации. Раньше исследователи брали бактерии из регионов средней полосы и делали тесты по биодеградации нефти в почве при высокой и низкой температуре. В ходе таких экспериментов было установлено, что биодеградация в холоде останавливается. Однако последние исследования, проводимые с бактериями, которые живут в Арктике, доказали неправомерность этих экспериментов. Мы проводили опыты по биодеградированию диспергированной нефти в арктических условиях: брали образцы воды непосредственно из Чукотского моря с теми бактериями, которые там живут, инкубировали их, изучали то, как они деградируют нефть в холоде и темноте. Этот процесс проходит медленнее, в течение нескольких месяцев, а не дней, как в более тёплых водах Мексиканского залива. Тем не менее, он эффективен.

– Виктория, знакомы ли Вы с новыми законодательными инициативами, в частности, с законопроектом о защите морей от нефтяного загрязнения. Как Вы думаете, сможет ли его принятие повлиять на реализацию нефтегазовых проектов в российской Арктике?

– Важно, чтобы законодательство создавало такие условия, при которых компании, продемонстрировавшие способность ответственно вести работы с использованием лучших технологий и обладающие соответствующим опытом, допускались к разработке природных ресурсов, особенно в районах с чувствительной экологией. В мире есть много примеров успешного совместного существования нефтяной, рыболовных и туристических индустрий. Нельзя концентрироваться исключительно на том, как мы будем убирать нефть и на компенсации ущерба. Законодательство должно быть нацелено на то, чтобы максимально уменьшить риск нефтяного разлива через соответствующие превентивные меры.

В случае нефтяного разлива все международные компании, насколько мне известно, застрахованы. У них есть средства для компенсации ущерба. Законопроект содержит идею о создании специального фонда с этой целью. Но, если закон имеет общую форму, он оставляет место для некорректных интерпретаций, например в части определения ущерба. Прежде всего, необходимо убедиться, что компании имеют в наличии все средства и соответствующее оборудование для предотвращения и ликвидации нефтяных разливов, а затем создать отлаженную систему получения разрешений для их применения.

Читайте также: