Загрязнение нефтью. Экологические аспекты. 1. Химический состав нефти, свойства ее компонентов 5 Анализ экологических аспектов этих свойств 18

• Название: 1. Химический состав нефти, свойства ее компонентов 5 Анализ экологических аспектов этих свойств 18
• Анкор: Загрязнение нефтью. Экологические аспекты
• Дата: 07.02.2023
• Размер: 168.5 Kb.
• Имя файла: Загрязнение нефтью. Экологические аспекты.doc
• Тип: Реферат; #925422
• страница: 2 из 3

2. Анализ экологических аспектов этих свойств

Гораздо большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд. т, а израсходовано, по подсчетам академика Ф.Ф. Давитая, более 300 млрд .т. кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера потеряла около 0,02 % кислорода, а приобрела до 12 % углекислого газа. В настоящее время ежегодно человечество сжигает 7 млрд. т. топлива, на что потребляется более 10 млрд. т кислорода, а прибавка диоксида углерода в атмосфере доходит до 14 млрд. т. В ближайшие же годы эти цифры будут расти в связи с общим увеличением добычи горючих полезных ископаемых и их сжиганием. По мнению Ф.Ф. Давитая, к 2020 г. в атмосфере исчезнет около 12 000 млрд. т. кислорода (0,77 %). Таким образом, через 100 лет состав атмосферы существенно изменится и, надо полагать, в худшую сторону.

Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют коротковолновому солнечному излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает так называемый „парниковый эффект", и среднепланетная температура повышается. Предполагают, что потепление с 1880 г. по 1940 г. в значительной степени следует отнести за этот счет. Казалось бы, в дальнейшем потепление должно прогрессивно нарастать. Однако другое воздействие человека на атмосферу нейтрализует "парниковый эффект".

Человечество выделяет огромное количество пыли и других микрочастиц, экранирующих солнечные лучи и сводящих на нет нагревательное действие углекислого газа. По сведениям американского специалиста К. Фрейзера, над Вашингтоном помутнение атмосферы с 1905 г. по 1964 г. составило 57 %, а над одним из швейцарских городов - 88 %. Над Тихим океаном прозрачность атмосферы снизилась на 30 % всего за десять лет-с 1957 г. по 1967г.

Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность - оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. По данным Национального управления США по изучению океана и атмосферы над территорией этой страны в период с 1950 г. по 1972 г. солнечная радиация уменьшалась осенью на 8 %, а весной увеличивалась на 3 %. В среднем с 1964 г. она упала на 1,3 %, что эквивалентно потере примерно 10 мин солнечного дня в сутки. Эта, казалось бы, мелочь может иметь серьезные климатологические последствия.

Загрязнение атмосферы над Соединенными Штатами привело в 1975 г. к совсем уже неожиданному явлению. В районе Бостона (штат Массачусетс) было установлено резкое увеличение количества озона в атмосфере - 0,127 части на миллион, тогда как установленный федеральными властями США предел безопасности составляет 0,08 части на миллион. Известно, что озон образуется в атмосфере при взаимодействии углеводородов с кислородом воздуха и в больших количествах он более ядовит, чем угарный газ. 10 августа 1975 г. управление здравоохранения штата объявило „озон-тревогу", которая продлилась до 14 августа. Это была уже вторая тревога за год.

Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолетам, машинам, заводам и фабрикам. Чтобы пересечь Атлантический океан, современный реактивный лайнер поглощает 35 т кислорода и оставляет инверсионные следы, увеличивающие облачность. Значительно загрязняют атмосферу и автомашины, которых уже сейчас насчитывается более 500 млн. По подсчетам специалистов, машины „размножаются" в 7 раз быстрее людей. Именно им принадлежит половинная доля участия в отравлении Америки. Как заявил в 1976 г. сенатор Э. Маски, в США каждый год от заболеваний, вызванных загрязнением воздуха, умирает 15 тыс. человек. Американцев это не на шутку тревожит. Появляются различные проекты создания двигателей, работающих на других видах топлива. Электромобили уже не новость, во многих странах мира есть опытные образцы, но пока их широкое внедрение в жизнь сдерживается из-за малой мощности аккумуляторов.

Немалый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло- и электростанции. Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрита, который, соединяясь с водой, тотчас же дает сернистую кислоту. Французский журналист М. Рузе приводит такие данные. Тепловая электростанция компании „Электрисите де Франс" ежедневно выбрасывает в атмосферу из своих труб 33 т серного ангидрита, который может превратиться в 50 т серной кислоты. Кислотный дождь охватывает территорию около этой станции в радиусе до 5 км. Такие дожди обладают большой химической активностью, они разъедают даже цемент, не говоря уже об известняке или мраморе.

Особенно страдают памятники старины. Бедственное положение складывается с афинским Акрополем, который вот уже более 2500 лет выдерживает разрушительное влияние землетрясений, набегов иностранных захватчиков, пожаров. Теперь же этому всемирно известному памятнику старины угрожает серьезная опасность. Загрязнение атмосферы постепенно разрушает поверхность мрамора. Мельчайшие частицы дыма, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями Афин, вместе с каплями воды попадают на мрамор, а, утром испарившись, оставляют на нем бесчисленное множество еле заметных оспин. По утверждению греческого археолога профессора Наринатоса, памятники древней Эллады больше пострадали за последние 20 лет от загрязнения атмосферы, чем за 25 столетий, полных войн и нашествий. Чтобы сохранить для потомков эти бесценные творения древних зодчих, специалисты намерены покрыть наиболее пострадавшие части памятников специальным защитным слоем из пластика.

Загрязнение атмосферы различными вредными газами и твердыми частицами приводит к тому, что воздух крупных городов становится опасным для жизни людей. В некоторых городах США, Японии, Германии регулировщики уличного движения дышат кислородом из специальных баллонов. Пешеходам эта возможность предоставляется за дополнительную плату. В Токио и некоторых других городах Японии на улицах устанавливаются кислородные баллоны для детей, чтобы они по дороге в школу могли глотнуть свежего воздуха. Японские предприниматели открывают специальные бары, где люди поглощают не алкогольные напитки, а свежий воздух. Правда, в последние годы обстановка изменилась в лучшую сторону.

Особую опасность для жизни людей представляют смертоносные туманы, опускающиеся на крупные города. Самая большая трагедия произошла в 1952 г. в Лондоне. Проснувшись утром 5 декабря, лондонцы не увидели солнца. Необычайно плотный смог, смесь дыма и тумана, держался над городом 3-4 дня. Этот смог, по официальным данным, унес 4 тыс. жизней, ухудшив состояние здоровья еще многих тысяч людей. Такие туманы не раз душили людей и других городов Западной Европы, Америки и Японии. В бразильском городе Сан-Паулу уровень загрязнения воздуха в 3 раза превышает максимально допустимые нормы, а в Рио-де-Жанейро - в 2 раза. Обычными заболеваниями здесь стали раздражение слизистой оболочки глаз, аллергические заболевания, переходящие в хронический бронхит и астму. Японский город Нагоя получил титул „японской столицы смога",

Токио вышел на третье место среди японских городов по числу заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды. В настоящее время здесь зарегистрировано свыше 4 тыс. таких больных. В середине октября 1975 г. серьезная угроза отравления нависла над этим огромным городом, где живет почти 12 млн. человек. Концентрация различных вредных оксидов в ряде районов города в несколько раз превысила допустимый уровень. Токийские власти отдали распоряжение всем фабрикам и заводам сократить потребление топлива на 40 %. Жителям посоветовали не выпускать детей на улицу, дабы уберечь их от отравления.

Осаду смертоносных туманов не выдерживают даже растения. За последние 10 лет зеленая зона Токио сократилась на 12 %, сейчас на каждого горожанина приходится не более 1 м² зеленых насаждений. Появились фирмы, которые сдают деревья напрокат. Аренда полуметрового живого растения в горшке стоит в месяц примерно 4000 иен. Но и эти кочующие по городу „одноместные парки" не выдерживают загрязнения атмосферы, чахнут и увядают. Чтобы сохранить флору, ее время от времени вывозят на свежий воздух в загородные районы. Все чаще и чаще для „озеленения" промышленность выпускает синтетические пальмы, бамбук, цветы, траву и целые искусственные газоны.

Чтобы вовремя принять защитные меры от смога, в Кентском университете (США) сконструирован специальный мини-противогаз. Если загрязнение воздуха принимает угрожающие размеры, то на приборе вспыхивает миниатюрная лампочка. Одним движением руки можно достать портативную маску и защитить свои легкие от ядовитых веществ. В Японии выведен специальный сорт бегонии „зимняя королевская гамма-3", которая служит индикатором особого фотохимического смога, образующегося в результате разложения выхлопных газов автомобилей под воздействием солнечных лучей. При повышении концентрации смога на листьях растений уже через 6 ч. появляются белые пятна.

Безрассудно загрязняет человек и водные бассейны планеты. Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т. нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря. Атлантического океана и их берега.

Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. л. морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км² поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации ее в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 л нефти.

Источников поступления нефти в моря и океаны довольно много. Это аварии танкеров и буровых платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками.

В настоящее время 7-8 т нефти из каждых 10 т, добываемых в море, доставляется к местам потребления морским транспортом. На некоторых участках Мирового океана происходит буквально столпотворение. Например, через пролив Ла-Манш, ширина которого 29 км, ежесуточно проходит более 1000 судов. Немудрено, что количество танкерных катастроф здесь велико. Особенно они возросли в 70-80-х гг. Только в 1975 г. погибло 10 танкеров общим водоизмещением в 815 тыс. т. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. Пожалуй, первая, которая всколыхнула мир, произошла в 1967 г. У берегов Западной Европы потерпел аварию супертанкер „Торри Каньон", в море попало 120 тыс. т. нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водо­плавающих птиц, т.е. 90 % морских птиц этих районов.

В дальнейшем катастрофы крупных танкеров выплескивали в моря и океаны все новые и новые порции нефти. 1974 г. - авария американского танкера „Трансхерон", имевшего на борту 25 000 т нефти. Из пробоин только за первую неделю вытекло 3500 т нефти! Огромное нефтяное пятно площадью в несколько десятков квадратных километров медленно двинулось к побережью южно-индийского штата Керала, уничтожая морских обитателей.

В январе 1976 г. в залив Бантри (Ирландия) по вине компании „Галф ойл" (США) из танкера „Афран зодиак" водоизмещением 210 тыс. т. вылилось 450 т нефти. Под ее слоем оказалась вся северная часть залива, а под угрозой и побережье на протяжении 35 км.

В феврале 1976 г. на танкере „Сан-Петер", совершавшем под либе­рийским флагом плавание из Перу в Колумбию с 33 тыс. т. нефти на борту, вспыхнул пожар. Судно затонуло, нефть вылилась в море. Десять дней моряки колумбийских ВМС вели безуспешную борьбу по очистке вод в районе бедствия, охватившего прибрежную полосу протяженностью около 30км.

В январе 1977 г. танкер „Арго Мерчент" длиной 182 м сел на мель у берегов американского штата Массачусетс. Волны раскололи махину и 29 млн. л. темной маслянистой жидкости вылилось в океан, образовав пятно размером 240х60 км.

В 1977 г. - катастрофа с танкером „Айринз Челленджер" и 20 млн. л. нефти попало в акваторию Гавайских островов. В этом же году в результате пожара на борту танкера „Хэвайан патриот" в северной части Тихого океана „потеряно" 90 тыс. т нефти.

1978 г. знаменуется самой крупной танкерной катастрофой у берегов Бретани. Американский супертанкер „Амоко Кадис" наскочил на рифы, вылив в море 230 тыс. т. нефти.

Наиболее крупной аварией в 1979 г. явилось столкновение танкеров „Этлэнтик эмпресс" и „Иджен Кэптэн" в Карибском заливе недалеко от Тринидада. В море вылилось 300 тыс. т нефти.

Ноябрьский шторм 1981 г выбросил на волнорез порта Клайпеда греческий танкер „Глобус Асини". Из образовавшейся пробоины в море вытекло 10 тыс. т. нефти.

В августе 1983 г. недалеко от европейского побережья Атлантики загорелся танкер „Кастилло де Бельвер". Судно затонуло, выпустив в воды океана 250 тыс. т. нефти.

В конце марта 1989 г. голландский речной танкер сел на мель в районе Бад-Хоннефа. В реку вылилось около 1 тыс. т. нефти. Нефтяная пленка покрыла реку на протяжении 7 км. Под угрозой оказалась жизнь речных обитателей в районе 50 км ниже западногерманской столицы.

В апреле 1989 г. индийский танкер „Канченджунга" налетел на рифы в Красном море в территориальных водах Саудовской Аравии- в 5 км от порта Джида. Из пробоин вытекло более 10 тыс. т. нефти.

Печальный список танкерных аварий можно было бы продолжить, но их доля в нефтяном загрязнении моря сравнительно невелика. В 3 раза больше поступает нефти в акватории за счет промывки цистерн танкеров и сброса этой воды; в 4 раза интенсивнее загрязняют моря и океаны отбросы нефтехимических заводов, почти столько же нефти поставляют и аварии морских буровых. Печальный рекорд по загрязнению морских вод принадлежит нефтяной скважине „Иксток-1" (Мексика), пробуренной у берегов п-ова Юкатан в Мексиканском заливе. Авария случилась в июне 1979 г. и ежедневно в акваторию выливалось более 4 тыс. т. нефти. Скважина фонтанировала более месяца, выплеснув из недр почти 0,3 млн. л. „черного золота". Ликвидация фонтана обошлась в 131,6 млн. дол.

Встает угрожающий вопрос: что делать с этими „черными океанами"? Как спасти их обитателей от гибели?

Строятся различные планы. Во Франции создана специальная центрифуга марки „Циклонет". Она устанавливается на самоходной портовой барже вместе с группой насосов, которые собирают с поверхности воду вместе с пленкой нефти. Попадая затем во вращающиеся барабаны устройства, смесь быстро разделяется, производительность 200 М/ч.

Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на тонкие полосы длиной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием. Такие полоски бумаги, помещенные в большие нейлоновые „авоськи", предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров. Имеются и другие планы. Хорошие результаты дает применение диспергаторов - особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием „опилок" магнитом. Большие надежды возлагаются на биологическую защиту: в лабораториях фирмы „Дженерал электрик" (США) создан супермикроб, способный расщеплять молекулы УВ. Русские ученые установили, что некоторые жители морей вовсе не страдают от нефтяного загрязнения. В Каспии, например, живет моллюск - кардиум. Это крошечное существо, получившее свое название за сердцевидную форму раковинки, играет важную роль в очистке морской воды, добывая себе таким образом и пищу, и кислород для дыхания. Если подобными способностями мог бы обладать человек, то в сутки он должен был бы пропускать сквозь себя более 200 т воды! Природа „планировала" необходимость очистки морей и океанов, ведь известно и естественное поступление нефти в эти водоемы. Проникновение ее из-под земли зафиксировано, например, у берегов Калифорнии, Австралии, Канады, Мексики, Венесуэлы, в Персидском заливе. На одном из участков дна Калифорнийского залива, в проливе Санта-Барбара, зафиксирована естественная утечка нефти из недр с дебитом от 350 до 500 м в сутки. Предполагается, что этот процесс протекает здесь уже десятки тысяч лет, а впервые был зарегистрирован в 1793 г. английским мореплавателем Д. Ванкувером. По оценкам ученых США, годовое поступление нефти в Мировой океан при естественном просачивании составляет от 200 тыс. т до 2 млн. т . Первый предел наиболее вероятен, он составит всего около 6 % от общего объема нефти, поступающей в моря и океаны планеты из антропогенных источников. Достаточно сказать, что при упоминавшейся уже аварии танкера „Торри Каньон" в океан вылилось столько же нефти, сколько просачивается в воду из калифорнийских месторождений за 28 лет. Такие количества не под силу живым санитарам моря, человек же пока существенной помощи им оказать, к сожалению, не в состоянии.

Кроме нефти, в моря и океаны выносится много других продуктов жизнедеятельности человека, загрязняющих эти водоемы. По данным Ж.­И.Кусто, в верхнем слое океанов до глубины 300 м содержится свинец, ртуть, кадмий, которые убивают рыбу и даже самих людей. По сведениям ученых Калифорнийского университета, только в северной акватории Тихого океана на начало 80-х гг. плавало около 5 млн. старой резиновой обуви, 35 млн. пустых пластмассовых бутылок и около 70 млн. стеклянных. Ж.-И.Кусто пишет: „Море стало сточной ямой, куда стекаются все загрязняющие вещества, выносимые отравленными реками; все загрязняющие вещества, которые ветер и дождь собирают в нашей отравленной атмосфере; все те загрязняющие вещества, которые сбрасывают такие отравители, как танкеры. Поэтому не следует удивляться, если мало-помалу из этой сточной ямы уходит жизнь".

Такая же ситуация складывается с гидросферой и на континенте: реки и озера делаются непригодными не только для их законных обитателей, но и для людей. В Германии, например, ежегодно сливается в реки 14 млрд.м³ сточных вод, из которых очистке подвергается в лучшем случае одна треть. Рейн - река, снабжающая водой многие города Западной Европы, несет в своих водах каждые сутки столько ядовитых химических веществ, сколько могут перевезти 1000 железнодорожных составов. Голландские химики считают, что в районе Роттердама опасная концентрация веществ в воде Рейна настолько велика, что ею нельзя даже чистить зубы, так как можно отравиться. Десять лет назад был совершен вопиющий акт вандализма: несколько тысяч литров отработанного мазута было слито в Рейн близ Дюссельдорфа (Германия). Поверхность воды на протяжении 7 км оказалась покрыта ядовитой пленкой, несущей гибель речным обитателям. Под угрозу поставлено снабжение водой жителей Дюссельдорфа и других прирейнских городов. Не лучше обстоит дело с крупнейшей рекой США - Миссисипи. В биологическом смысле едва не погибли Великие Озера Северной Америки.

Лишь титанические усилия, обошедшиеся США в 17 млрд. дол., спасли эти уникальные водоемы. Варварское отношение к природе при освоении нефтяных месторождений проявляется и в нашей стране. По различным причинам при добыче и транспорте „черного золота" часть сырья выливается на земную поверхность и в водоемы. Достаточно сказать, что только за 1988 г. при порывах нефтепроводов на Самотлорском месторождении в одноименное озеро попало около 110 тыс. т. нефти. Известны случаи слива мазута и сырой нефти в реку Обь (нерестилище ценных пород рыб) и другие водные артерии страны.

В то же самое время реки - эти естественные резервуары проточной пресной воды - часто используют как транспорт для промышленных отходов. Ежегодно реки выбрасывают в моря и океаны 2,3 млн. т. свинца, 1,6 млн. т. марганца, 6,5 млн. т. фосфора. Количество железа, которое выносится реками в моря, равно половине мировой продукции стали. Один только Рейн выбрасывает в Северное море за год около 60 млн. т. растворенных в воде отбросов. Всего же в течение года люди сбрасывают в водоемы, атмосферу и на сушу более 500 млн. т. всевозможных отходов.