Защита окружающей среды от разливов нефтепродуктов
Другие рефераты
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНАЫХ
ИСКОПАЕМЫХ.
Добыча полезных ископаемых, их переработка и транспортировка тяжело
сказываются на состоянии и плодородии почвенного покрова 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. Отсюда экологическая система
“ почва - организмы “ оказывается одним из главнейших механизмов
формирования всей биосферы, ее стабильности и продуктивности в целом. (В.
Ф. Барабанов 1992 ).
Мы привыкли наслаждаться мыслью о необозримости наших просторов.
Действительно страна у нас огромная ! Ее территория 2227, 6 млн. га. Но
важнейшие сельскохозяйственные угодья - пашни, сенокосы, пастбища - на этих
просторах занимают примерно лишь одну четверть , а три четверти приходиться
на тундру, тайгу, пустыни. Превратить их в плодородные земли дело
немыслимое. Не говоря уже о том, что человечество ежегодно теряет около 50
- 70 тыс. км2 земельных ресурсов (Ю. И. Скурлатов, Г. Г. Дука 1994 ).
Куда же деваются 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, миллионы тонн минеральных
удобрений и руд цветных металлов. Но при этом попутно в результате горных
работ извлечены и сброшены в отвалы более 8 млрд. т различных горных пород.
Если их рассыпать слоем в один метр, он покроет всю площадь, занимаемую
ныне Аджарией. И это “результат” лишь одного года работы добывающей
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, -
процессы обмена столь многообразны и сложны, что мы еще только подходим к
их пониманию.
В связи с этим, автору данного реферата представляется очень актуальной и
насущной проблема загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами. Не секрет, что
энергетическая программа России на длительную перспективу предусматривает
увеличение добычи “черного золота”, а это, в свою очередь, ведет к
расширению сети трубопроводов, возрастает количество перевозок нефти и
нефтепродуктов.
Таким образом, невозможно полностью исключить вероятность новых аварий,
разливов нефти и нефтепродуктов. В то же время нормативы контроля
природопользования становятся с каждым годом все жестче, соответственно
возрастают размеры штрафов. Как представляется автору данного реферата,
только научно - исследовательские работы могут помочь в решении столь
сложной и многоплановой задачи, как загрязнение почв нефтью и
нефтепродуктами. Предлагаемый реферат рассматривает наиболее важные работы,
ведущиеся в указанном направлении.
Для того, чтобы рассматривать любую экологическую проблему, необходимо
прежде всего знать “ участников “ этой проблемы. В нашем случае “
участниками “ этой проблемы являются: нефть и почва. Давайте рассмотрим их
повнимательнее с точки зрения их взаимодействия.
Вопрос№2
НЕФТЬ И ЕЁ СОСТАВ.
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ.
Нефть - это жидкий природный раствор, состоящий из большого числа
углеводородов (УВ) разнообразного строения и высокомолекулярных смолисто-
асфальтеновых веществ. В нем растворено некоторое количество воды, солей,
микроэлементов. Главные элементы: С - 83-87%, Н - 12-14%, N, S, O - 1-2%,
реже 3-6% за счет S. Десятые и сотые доли процента нефти составляют
многочисленные микроэлементы.
В качестве эколого-геохимических характеристик основного состава нефти
приняты [Ю.И. Пиковский, 1988] содержание легкой фракции (начало кипения
2000С), метановых УВ (включая твердые парафины), циклических УВ, смол,
асфальтенов и сернистых соединений.
Легкая фракция нефти
Включает низкомолекулярные метановые (алканы), нафтеновые
(циклопарафиновые) и ароматические УВ - наиболее подвижная часть нефти.
Большую часть легкой фракции составляют метановые УВ (алканы с С5-С11 -
пентан, гексан ...). Метановые УВ, находясь в почвах, водной или воздушной
средах, оказывают наркотическое и токсическое действие на живые организмы.
Особенно быстро действуют нормальные алканы с короткой углеводородной
цепью. Они лучше растворимы в воде, легко проникают в клетки организмов
через мембраны, дезорганизуют цитоплазменные мембраны организма.
Большинством микроорганизмов нормальные алканы, содержащие в цепочке менее
9 атомов С, не ассимилируются, хотя и могут быть окислены. Вследствие
летучести и более высокой растворимости низкомолекулярных алканов их
действие обычно не бывает долговременным. В соленой воде нормальные алканы
с короткими цепями растворяются лучше и, следовательно, более ядовиты.
Многие исследователи [В. П. Середина 1984, М. А. Глазовская 1980] отмечают
сильное токсическое действие легкой фракции на микробные сообщества и
почвенных животных. Легкая фракция мигрирует по почвенному профилю и
водоносным горизонтам, значительно расширяя ареал первичного загрязнения. С
уменьшением содержания легкой фракции токсичность нефти снижается, но
возрастает токсичность ароматических соединений, относительное содержание
которых растет. Путем испарения из почвы удаляется от 20 до 40% легких
фракций [McGill, 1977].
МетановыеУВ
В нефтях, богатых легкой фракцией, существенную роль играют более
высокомолекулярные метановые УВ (С12-С27), состоящие из нормальных алканов
и изоалканов в соотношении 3:1. Метановые УВ с температурой кипения выше
2000С практически нерастворимы в воде. Их токсичность выражена гораздо
слабее, чем у УВ с более низкомолекулярной структурой.
Содержание твердых метановых УВ (парафинов) в нефти - важная характеристика
при изучении нефтяных разливов на почвах. Парафины не токсичны для живых
организмов и в условиях земной поверхности переходят в твердое состояние,
лишая нефть подвижности.
Алканы ассимилируются многими микроорганизмами (дрожжи, грибы, бактерии).
Легкие нефтепродукты типа дизельного топлива при первоначальной
концентрации в почве 0,5% за 1,5 месяца деградируют на 10-80% от исходного
количества в зависимости от содержания летучих УВ. Более полная деградация
происходит при рН 7,4 (64,3-90%), в кислой среде (рН 4,5) деградируют лишь
до 18,8% [Ю. И. Пиковский 1988].
Твердый парафин очень трудно разрушается, с трудом окисляется на воздухе.
Он надолго может “запечатать” все поры почвенного покрова, лишив почву
возможности свободного влагообмена и дыхания. Это, в первую очередь,
приводит к полной деградации биоценоза.
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-вах при действии на живой
организм.( лечебная нефть Нафталанского мест-я в Азербайджане).Биологически
активным фактором этой нефти служат полициклические нафтеновые структуры.
Основные продукты окисления нафтеновых УВ- кислоты и оксикислоты.
К ароматическим УВ (аренам) относятся как собственно ароматические
структуры - 6-ти членные кольца из радикалов -СН-, так и “гибридные”
структуры, состоящие из ароматических и нафтеновых колец. Содержание в
нефти ароматических УВ от 5 до 15 %, чаще всего от 20 до 40 %. Основная
масса ароматических структур составляют моноядерные УВ - гомологи бензола.
Полициклические ароматические УВ (ПАУ) с двумя и более ароматическими
кольцами содержатся в нефти от 1 до 4 %. Среди голоядерных ПАУ большое
внимание обычно уделяется 3,4-бензпирену как наиболее распространенному
представителю канцерогенных веществ.
Ароматические УВ - наиболее токсичные компоненты нефти. В концентрации
всего 1 % в воде они убивают все водные растения. Нефть содержащая от 30 до
40 % ароматических УВ значительно угнетает рост высших растений.
Моноядерные УВ - бензол и его гомологи оказывают более быстрое токсическое
воздействие на организмы чем ПАУ так как ПАУ медленнее проникают через
мембраны клеток. Однако, в целом, ПАУ действуют более длительное время,
являясь хроническими токсикантами.
Ароматические УВ трудно поддаются разрушению. Экспериментально показано,
что главным фактором деградации ПАУ в окружающей среде, в особенности в
воде и воздухе, является фотолиз, инициированный ультрафиолетовым
излучением.[ А.И. Шилина]. В почве этот процесс может происходить только на
ее поверхности.
Смолы и асфальтены
Смолы и асфальтены - это высокомолекулярные неуглеводородные компоненты
нефти. Смолы - вязкие мазеподобные в-ва, асфальтены - твердые,
нерастворимые в низкомолекулярных УВ. По содержанию смол и асфальтенов
нефти подразделяются на:
малосмолистые ( от 1 - 2 до 10 % смол и асфальтенов )
смолистые ( 10 - 20 % )
высокосмолистые ( 23 - 40 % )
Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том
числе почти все металлы. Среди нетоксичных и малотоксичных металлов можно
выделить: Si, Fe, Al, Mn, Ca, Mg, P. Другие микроэлементы: V, Ni, Co, Pb,
Cu, U, As, Hg, Mo, в случае повышенных концентраций могут оказывать
токсическое воздействие на биоценоз.
Вр
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
