XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Нефтяные разливы - экологическая катастрофа
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
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.
Мой папа работает на нефтеперерабатывающем заводе. Я давно мечтала узнать, что такое нефть, где она живет. Мне папа рассказал много интересного о нефти. Нефть не только «черное золото», как принято ее называть, но и «черная смерть», о чем, к сожалению, известно не каждому. Мне стало интересно, какую пользу нефть приносит человеку и вред окружающей среде. И мы с мамой решили написать исследовательскую работу на тему: «Нефтяные разливы - экологическая катастрофа»
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
За неоценимые свойства и способность к переработке, нефть называют «черным золотом». Продукты нефтепереработки нашли свое применение в различных областях жизнедеятельности человека: в промышленности, в изготовлении предметов быта и товаров народного потребления, в медицине, косметологии.В процессе переработки человечество получает из нефти более двух тысяч различных продуктов, это: бензин, газ, одежда, бытовая химия, целлофан, материал для свечей, краска для книг и так далее. Мы живем среди нефти, продаем нефть, носим одежду из нее.
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.
Заключение
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.
Использованная литература
1. Википедия свободная энциклопедия
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%84%D1%82%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%B0
2. Гипотезы происхождения нефти, ее основные характеристики
https://www.gazprom-neft.ru/press-center/sibneft-online/archive/2015-july-august-projects/1108606/
3. Гипотезы происхождения нефти
https://present5.com/gipotezy-proisxozhdeniya-nefti/
4. Охрана водных ресурсов/ http://otherreferats.allbest.ru/ecology/00027704_0.html
5. Очистки воды от нефти / http://www.o8ode.ru/article/answer/clean/o4ictka_vody_ot_nefti.htm
6. Что производят из нефти? http://allforchildren.ru/why/what18.php?c=all.
7. Экология в современном мире
https://m.nkj.ru/archive/articles/10376/
Приложения
Определение физических свойств нефти
Нефть – жидкое вещество. Обладает резким необычным запахом.
Н ефть – непрозрачная жидкость. Нефть - горючая жидкость.
Р астворимость нефти в воде. Нефть - легче воды
Влияние нефти на живые организмы
Влияние нефтяной пленки на растения
Очистка воды от последствий разлива нефти