Сравнительный анализ способов очистки водоёмов от нефтяных пятен
Дата публикации: 19.03.2018 2018-03-19
Статья просмотрена: 322 раза
Библиографическое описание:
Гречкин, Н. В. Сравнительный анализ способов очистки водоёмов от нефтяных пятен / Н. В. Гречкин, Н. А. Власовец. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2018. — № 1.1 (15.1). — С. 22-24. — URL: https://moluch.ru/young/archive/15/1141/ (дата обращения: 22.10.2021).
Работа посвящена практическому изучению свойств нефти и сравнению эффективности различных способов очистки водоёмов от нефтяных загрязнений.
Ключевые слова: нефть, свойства нефти, экологическая катастрофа, способы очистки.
Тема очистки водоемов от нефтяных пятен заинтересовала меня, когда я услышал рассказ дедушки о «нефтяном озере». Оно расположено в п. Мирный Самарской области. Оказалось, что в 1956 г. там произошла авария, нефть попала в озеро, и оно превратилось из обычного в «нефтяное». На воду садились утки, их перья покрывались нефтяной пленкой, и они погибали, так как утрачивали способность летать. Все живое погибло вокруг. Дедушка, будучи в моем возрасте, пытался спасти уток, но нефтяная пленка не отмывалась с перьев.
Время, в которое мы живём, можно назвать «нефтяной эрой человечества». Это значит, что мы находимся на пике добычи и использования нефтепродуктов. Количество аварий и разливов нефти увеличивается. От нашей экологический грамотности напрямую зависит, какой увидят планету Земля наши дети и внуки.
Нефть – это ископаемое вещество, представляющее собой маслянистую горючую жидкость. Нефть намного легче воды и практически в ней не растворяется. Именно поэтому она образует на поверхности воды плёнку.
Для транспортировки нефти используются различные способы. Наиболее распространенные – это перекачка нефти по нефтепроводам, которые могут проходить по дну водоёмов и перевозка водным способом при помощи морских и речных танкеров и барж. Сегодня моря и океаны бороздят более 4000 танкеров.
Россия – одна из главных нефтедобывающих держав, и она же – лидер по масштабу «нефтепотерь». Самое большое количество нефти изливается при её транспортировке по нефтепроводам в результате их изношенности, механических повреждений и аварий. Учитывая огромную протяженность нефтепроводов в нашей стране, они представляют наибольшую экологическую опасность.
Основными причинами аварийных разливов нефти являются столкновения танкеров, их посадка на мель, взрывы и пожары на нефтяных платформах, слив за борт танкерами промывочных вод.
Экологические последствия разливов нефти носят трудно учитываемый характер. Нефтяное загрязнение изменяет условия обитания всех видов живых организмов. Нефть очень быстро покрывает поверхность воды плотным слоем нефтяной пленки, которая препятствует доступу света и воздуха.
Поэтому так важно правильно выбрать подходящий способ очистки воды и как можно быстрее его применить. От этого напрямую зависит жизнь всех видов живых организмов, попавших в зону бедствия.
Долговременный эффект подобных происшествий точно неизвестен: одни ученые придерживаются мнения, что разливы нефти оказывают негативное воздействие на протяжении многих лет и даже десятилетий, другие – что последствия серьезны, но за достаточно короткое время пострадавшие экосистемы восстанавливаются.
Например, в упомянутом ранее «нефтяном озере» в п. Мирный, в последние годы мы начали наблюдать лебедей. Это говорит о том, что экосистема озера постепенно восстанавливается. Но этот процесс занял долгие десятилетия.
Для понимания того, как выглядит нефтяное пятно на поверхности воды, я провёл первый эксперимент, имитирующий разлив нефти. Для этого я взял широкую тарелку, налил в неё воду, не доливая 1 см до края. Затем добавил в воду нефть. Оценил начальный размер пятна (он составил примерно 1 см).
Через 30 минут провёл повторное измерение. Размер нефтяного пятна увеличился до 2 см. В реальных условиях нефтяная плёнка растекается быстрее под воздействием естественных факторов, таких как волны и ветер.
Также я решил наглядно убедиться, что нефть легче воды. Для этого я налил в бутылку воду, добавил нефть и сильно перемешал. Примерно через час вся нефть всплыла на поверхность воды.
Второй эксперимент заключался в том, чтобы попробовать собрать разлитую нефть при помощи химического метода. Для этого был использован коагулянт Besfloc (вещество, вызывающее свёртывание, слипание вредных частиц). Для второго эксперимента я использовал нефть, которая поднялась на поверхность воды и простояла в бутылке 5 дней. Так же, как и в первый раз, я налил нефть в широкую тарелку с водой и сразу же отметил интересный факт. Пятно нефти моментально растеклось практически по всей поверхности воды. Возможно, после отстаивания в воде, на поверхность поднялась самая «лёгкая» часть нефти.
Затем я добавил на поверхность пятна химическое вещество. Мгновенно на этом месте вода очистилась.
Для проведения экспериментов была использована нефть, добытая на Мельниковском месторождении (республика Татарстан) с глубины 1248 м.
Эксперименты наглядно показали, что:
1. Нефтяное пятно растекается по поверхности воды, образуя нефтяную плёнку.
2. Нефть легче воды.
3. Под воздействием специальных химических веществ происходит очищение воды от нефтяных пятен.
Современные методы очистки воды от нефтяных загрязнений подразделяются на механические, химические, физико-химические и биологические. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется источником и характером загрязнения, площадью загрязнения, количеством нефти и др.
Методы очистки воды от нефтяных загрязнений
Название метода
Сущность метода очистки
Применение на практике
Нефть удаляется из воды путём её отстаивания и фильтрации с последующим её улавливанием специальными устройствами или вручную
- Нефтеловушки
- Нефтесборщики
- Бензомаслоуловители
В воду добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с нефтью и осаждают её в виде нерастворимых осадков
Добавление поверхностно-активных веществ
Из воды удаляют мелкие и растворённые примеси, предварительно обработав нефтяную плёнку
- На пятно нефти напыляют тонкоразмолотый порошок активированного угля
- Используют магнитные ловушки, предварительно обработав нефтяное пятно порошком
Основан на использовании специальных микроорганизмов, питающихся нефтью и разрушающих её
Обработка загрязнений препаратами, содержащими микроорганизмы и бактерии
Нам необходимо сравнить все перечисленные методы очистки от нефтяных загрязнений и сделать вывод о том, какой из методов самый эффективный.
Сравнительный анализ способов очистки
Метод
Плюсы
Минусы
Один из главных методов ликвидации нефтеразливов. Наибольшая эффективность достигается в первые часы после аварии, когда нефть лежит толстым слоем на поверхности воды
Сбор нефти затруднён при малой толщине слоя, большой площади разлива и движении воды под воздействием ветра
Степень очистки воды от нефти может достигать 98 %. Метод применяют, если механический сбор не возможен.
Метод применим для очистки ограниченного количества воды
Применение метода ускоряет процессы разрушения нефти и ослабляет её токсическое воздействие. При нанесении порошка активированного угля пятно сразу перестает растекаться
Сбор «грязного» порошка сложная и трудоёмкая работа, загрязняющая корабли и вредная для людей. Уничтожение собранной массы путём сжигания загрязняет окружающую среду
Среди всех методов играет самую большую роль. Специальные бактерии питаются нефтью, быстро внедряются в её слой и восстанавливают доступ воздуха. Микроорганизмы нетоксичны, одинаково хорошо работают в пресной и солёной воде.
Не всегда понятно, каких побочных воздействий на экосистему следует ожидать от микроорганизмов в будущем
Как видно из таблицы, все методы имеют как свои плюсы, так и минусы. Проведённое исследование позволяет сделать вывод о том, что каждый метод применим в зависимости от конкретной аварийной ситуации. На мой взгляд, наиболее безопасным и эффективным является биологический метод очистки.
Идеальным было бы создание метода, сочетающего в себе все перечисленные плюсы. Например, учёные разработали порошок на основе активированного угля, содержащий на своей поверхности микроорганизмы-бактерии. При таком способе очистки нефть одновременно собирают порошком и перерабатывают бактериями.
За каким методом будущее – покажет практика. Возможно, учёные или талантливые студенты стоят на пороге новых открытий, о которых ещё не знает человечество и у нас появится метод на 100 % удовлетворяющий всем требованиям. На сегодняшний момент можно предположить, что это открытие лежит в области биотехнологий, так как они являются наиболее щадящими к окружающей среде и обезопасят жизнь живых организмов на планете Земля, позволяя при этом бережно пользоваться её ресурсами и дарами.
Источник
Нефть плавает по поверхности воды, какую экологическую проблему приходится решать людям из-за этого свойства нефти?
Наиболее яркими и общеизвестными случаями печальных последствий воздействия нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду, является загрязнение вод. Самый тяжелый случай — мощное загрязнение толстым слоем в местах разливов нефти. Это может произойти при авариях танкеров и разрывов на трубопроводах. Жуткие картины утонувших в нефти животных и птиц многократно демонстрировались в средствах массовой информации. В случае если они не гибнут от удушья и не тонут, жить в сильно загрязненном нефтью состоянии они не смогут, из-за затруднения способности двигаться и утраты меховым и перьевым покровом терморегулирующих функций.
В ряде случае толстый слой нефтепродуктов на водной поверхности может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты способны растекаться по поверхности воды тонким слоем, покрывая огромные поверхности. Все видели радужные пленки нефти на поверхности дождевых потоков, стекающих с поверхности автодорог. Такие пленки резко затрудняют поступление кислорода из атмосферы и понижают его содержание в воде. Кроме того, нефтепродукты в воде оказывают прямое токсическое действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества. Плавающие длительное время по воде животные и птицы за счет такой пленки могут собрать на себе достаточное количество нефтепродуктов, чтобы это привело к серьезному загрязнению меха и перьев.
Наиболее яркими и общеизвестными случаями печальных последствий воздействия нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду, является загрязнение вод. Самый тяжелый случай — мощное загрязнение толстым слоем в местах разливов нефти. Это может произойти при авариях танкеров и разрывов на трубопроводах. Жуткие картины утонувших в нефти животных и птиц многократно демонстрировались в средствах массовой информации. В случае если они не гибнут от удушья и не тонут, жить в сильно загрязненном нефтью состоянии они не смогут, из-за затруднения способности двигаться и утраты меховым и перьевым покровом терморегулирующих функций.
В ряде случае толстый слой нефтепродуктов на водной поверхности может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты способны растекаться по поверхности воды тонким слоем, покрывая огромные поверхности. Все видели радужные пленки нефти на поверхности дождевых потоков, стекающих с поверхности автодорог. Такие пленки резко затрудняют поступление кислорода из атмосферы и понижают его содержание в воде. Кроме того, нефтепродукты в воде оказывают прямое токсическое действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества. Плавающие длительное время по воде животные и птицы за счет такой пленки могут собрать на себе достаточное количество нефтепродуктов, чтобы это привело к серьезному загрязнению меха и перьев.
Источник
Откуда в моей скважине с водой появилась нефть?
Скважина для воды пробурена на моем участке в 2019г. Глубина 33 м. Вода в песчаных слоях. Кто давно читает этот канал, должны помнить описываемый мной процесс ее прокачки от песка насосами типа «Малыш». Скважину пока не обустроил, кессон не устанавливал – труба торчит над поверхностью земли. В конце сезона вытаскиваю насос из скважины. И в этот раз увидел на шлангах вот такую картину:
Часть длины шланга ближе к насосу была покрыта черным налетом. Маслянистая пленка, похожая на мазут или нефть. Выше по уровню шланги были в налете ржавчины. Это понятно, в воде много железа и у зеркала воды, где больше кислорода, процесс окисления идет интенсивнее, ржавчина выпадает в осадок.
Можно было бы подумать, что в скважину или в водную жилу попали какие-то нефтепродукты. Но это исключено. Поблизости нет АЗС. А в затрубное пространство не попадала и дождевая и талая вода. Тогда, получается, водный пласт сообщается с нефтяными выходами? И это уже ближе к истине.
Основное объяснение этому факту: водная жила находится рядом с угольными пластами. Дело в том, что наш регион – это территория Канско-Ачинского угольного бассейна с огромными залежами бурого угля:
Есть месторождения, а есть тонкие жилы этого угля на обширных территориях Восточной Сибири. И они часто пересекаются с водоносными слоями или идут параллельно. Что наблюдается и в районе нашего поселка (35 км от Красноярска).
Вода вымывает угольную массу и если долго не выкачивать воду, то она оседает в скважине на шлангах. Налет похож на пленку от нефти. А в сезон 2020г. из-за дождливого лета я редко прокачивал скважину. Вода до сих пор еще не прозрачная.
Когда набираешь воду в бочки, то спустя день на ней образуется тонкая маслянистая пленка. Это следы угля в воде. Вода с большим содержанием не только железа, но и марганца. И без ионообменных фильтров, аэрации ее нельзя использовать в водопроводе.
Есть еще одна гипотеза, которая говорит, что уголь – это не окаменевшие остатки древних лесов, а выходы нефти из глубин, разлившиеся по поверхности и пропитавшие земные пласты. Так называемая абиогенная гипотеза происхождения углей. Уголь – это окаменевшие выходы нефти, которые пропитали породу. Где-то образовали битумные пески (как в Канаде), а где-то угольные месторождения.
Интересные факты: некоторые нефтяные скважины, в которых ранее закончилась нефть — вновь наполняются нефтью. И в углях содержание серы в разы выше чем в деревьях. Уголь находят и на 2-3 км глубине. Как туда могли попасть деревья – трудно объяснить.
По этой гипотезе из недр выходит и вода, питая реки, озера. То, что в недрах есть огромные запасы пресной воды – для геологии не секрет. Яркий пример – подземные моря в Сахаре. В Ливии при Каддафи строили искусственные реки в бетонных трубах, качали с глубины воду и орошали поля.
Возможно, где-то выходы воды и нефти пересекаются.
В свое время воду из колодца на малой родине (300 км от Красноярска) отдавал на анализ в лабораторию. В ней нашли следы нефтепродуктов. Тогда я не понимал откуда они там. Сейчас все стало более понятно. Но это лишь непризнанная гипотеза, хотя она может многое объяснить…
В случае со скважиной, я считаю, что это все же уголь. Нефть бы давала пленку на поверхности воды и нижняя часть шлангов была бы чистой.
Блог самостройщика (с). Фотографии автора
Подписывайтесь на канал, добавляйте его в закладки браузера (Ctrl+D). Впереди много интересной информации.
Блог самостройщика (с). Фотографии автора
Подписывайтесь на канал, добавляйте его в закладки браузера (Ctrl+D). Впереди много интересной информации.
Источник
