XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Черное золото

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Нефедова Е.М. 1

---

1УР, г. Ижевск, МБОУ СОШ №91

Бушуева Е.А. 1

---

1УР. г. Ижевск, МБОУ СОШ №91 им. Надежды Курченко

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Нефть - это уникальный природный продукт, без которого сегодня невозможно представить себе существование современного мира. Её неспроста называют «черным золотом», ведь из нефти можно сделать практически всё! [2]

В этом году я пошла в первый класс на уроке окружающего мира мы говорили о предметах неживой природы, среди них была и нефть.

Елена Александровна, наш учитель, спросила знаем ли мы что такое нефть, какие могут быть экологические последствия при неправильном ее использовании.

И тут я задумалась, что не знаю что такое нефть, а также не знаю, опасна ли нефть для окружающей среды. Я решила это выяснить, выполнив исследование.

Гипотеза: предположу, что такое полезное ископаемое, как нефть, может пагубно влиять на окружающую среду.

Цель: выявление особенностей свойств и влияние нефти на окружающую среду.

Задачи:

1. Изучить историю открытия и происхождения нефти.

2. Узнать, о добыче, транспортировке, применении и переработке нефти.

3. Рассмотреть экологические последствия использования нефти.

4. Ответить на вопрос, почему нефть называют «Черным золотом».

5. Подвести итоги и сделать выводы.

Подтвердить или опровергнуть мою гипотезу поможет изучение свойств нефти, изучение литературы, с помощью экспериментов выяснить причинение вреда нефти на растения и животных.

Объект исследования: нефть.

2. Теоретическая часть

2.1. Нефть. Происхождение и добыча нефти

Нефть известна человечеству с древних времен, чаще всего она имела название «горного масла», именно так можно перевести английское название нефти – petroleum происходящее, в свою очередь, от двух слов: греческого πέτρα — камень и латинского oleum — масло. Однако до середины 19 столетия было изобретено сравнительно мало способов использования нефти. По этой причине она употреблялась, в основном народами жившими недалеко от ее естественных месторождений. [4]

Еще в древнем Вавилоне и соседних с ним государствах нефть и продукт ее окисления – асфальт, использовали в строительстве. В Египте времен фараонов – для бальзамирования. Несколько позже на Среднем Востоке и в Греции, а затем в Византии нашли употребление горючим свойствам нефти. Самый известный и эффективный пример этого – знаменитый греческий огонь, своим действием напоминающий современные огнеметы. [4]

В 19 веке производимый из нефти керосин стали использовать для освещения, в известных всем керосиновых лампах. Но, по настоящему востребованной нефть стала только с появлением и развитием производства двигателей внутреннего сгорания. В этот же период стал распространяться и новый способ добычи – нефтяные скважины вместо колодцев. [4]

Происхождение и месторождения нефти

В настоящее время наиболее распространенной остается органическая теория нефтеобразования из разложившихся останков живых существ, занесенных осадочными породами, и долгое время находившихся под давлением. Здесь можно провести некоторые параллели с наглядно знакомым жителям Беларуси торфом, в котором можно иногда разглядеть частички не сгнивших растений. Есть и другие гипотезы происхождения нефти, но главное значение для современного общества представляет не геологическая история, а возможность применения научных знаний для поиска новых месторождений. Исследования именно в этой области получают основной объем финансирования от государств и корпораций. [4]

Наибольшие объемы разведанной нефти расположены на глубине от 1 до 6 километров. Нужно отметить, что она не всегда находится в относительно «чистом» состоянии, часто сырая нефть оказывается смешана с другими жидкими и твердыми породами. Такое состояние может делать извлечение и переработку сырья существенно дороже. Как правило, дешевле и удобнее всего оказывается добыча нефти на старых, давно разведанных месторождениях, где возможно производить ее на меньших глубинах. Однако, к началу 21 века они оказались в значительной степени истощены, что приводит к необходимости вкладывать дополнительные усилия и средства в нефтедобычу или искать новые залежи. [4]

Современная добыча нефти

Использование нефти в современном мире весьма обширно. Добыча нефти может происходить различными способами. Самый древний – поверхностный метод сбора, т.е. вычерпывание сырой нефти естественным путем выходящей на поверхность, давно ушел в прошлое. То же можно сказать и о добыче близко лежащей нефти через колодцы. В настоящее время добыча производится из скважин, проникающих в землю на несколько километров. Если не следовать строго принятой терминологии, но попытаться классифицировать добычу исходя из технологических приемов, то получится следующая классификация:

• Первичный, фонтанный метод – нефтесодержащая жидкость сама выходит из скважины под давлением, существующим в нефтеносном слое;

• Компрессорный метод, газлифтный или эрлифтный начинает применяться после того, как давление в нефтеносном слое становится недостаточным для применения предыдущего способа. При таком варианте добычи в скважину под давлением закачивается газ (или воздух) для создания избыточного давления, приводящего к выходу нефтегазовой смеси на поверхность. С той же целью в нефтеносный слой может закачиваться вода;

• Насосный метод – нефть выкачивается из пласта мощными скважинными и погружными электронасосами. [4]

Среди способов транспортировки нефти наибольшее распространение получили:

• Перекачка по трубопроводам – самый дешевый и экологически чистый вариант;

• Транспортировка по суше в автомобильных и железнодорожных цистернах;

• Перевозка в танкерах по морским путям. [4]

2.2. Применение нефти

Топливо.Самый главный продукт, получаемый из нефти – это топливо. На его изготовление расходуется большая часть добываемого природного ресурса. Чтобы создать необходимое топливо, нефть подвергается многочисленным переработкам. При этом получают знакомые нам топливные смеси: бензин, керосин, мазут, дизтопливо и т.д.. После переработки нефти для создания топлива, остаются отходы, из которых впоследствии изготавливают другие нефтепродукты. [5]

Полимерная продукция. Пластмасса. Самый известный в мире синтетический полимерный материал. Свое название пластмасса получила за главное свое свойство – пластичность. При нагревании или под давлением она расплавляется и поддается формовке, а после охлаждения или отвердения сохраняет свою форму, как пластилин. В современном мире большая часть различных бытовых изделий, окружающих нас повседневно, создается из пластика: посуда, оргтехника, игрушки, предметы обихода и многое другое. Этот материал производится из нефтяных отходов, получаемых после переработки нефти.[5]

Полиэтилен. Материалы для упаковки различных продуктов, водопроводные трубы, изделия для облицовки, а также обычные бытовые пакеты создаются из полиэтилена, который также изготавливается из переработанной нефти.[5]

Нейлон относится к полиамидным полимерам. Они являются синтетическими аналогами белков. Полиамиды очень долговечны и выдерживают такие же нагрузки, как цветные металлы. Нейлон нашел довольно широкое применение в промышленности для создания синтетических волокон и различных изделий: автомобильных шин, гитарных струн, компонентов для парашютов, колготок и многих других. Продукты нефтепереработки используются для создания высококачественного нейлона. [5]

Духи. Современные ароматы на 99% синтезируются из продуктов нефтехимии. Некоторые из них по запаху неотличимы от натуральных ароматизаторов. Например, химическое вещество индол пахнет жасмином, а ионон пахнет фиалкой. Другие химически синтезированные продукты, используемые в парфюмерной промышленности, включают ванилин, который вызывает запах ванили; дифениловый эфир - запах герани, терпинель - запах сирени, фенилэтиловый спирт - запах роз. Сегодня синтезировано более 100 натуральных цветочных ароматов.[5]

Лекарства. В 1874 г. ученые открыли способ получения салициловой кислоты из продукта перегонки нефти фенола. С тех пор ацетилсалициловая кислота (или аспирин) стала одним из самых популярных в мире лекарственных средств. Из салициловой кислоты производят антисептик фенилсалицилат, применяемый для лечения колитов и других желудочно-кишечных заболеваний, и парааминосалициловую кислоту, используемую в составе противотуберкулезных препаратов. В 30-е годы ХХ в. из анилина, который, в свою очередь, синтезируют из нитробензола, были получены первые антимикробные препараты — сульфаниламиды: стрептоцид, сульфадимезин. Они произвели настоящую революцию в лечении заболеваний, вызванных микроорганизмами.[5]

Различные производные нефти используют в препаратах, помогающих людям избавиться от аллергии, головной боли, нервного стресса или инфекционных заболеваний. На основе эфиров и спиртов синтезируют антибиотики. Кроме того, продукты нефтехимии применяются в производстве медицинского оборудования и расходных материалов, шприцов, катетеров, кислородных масок, эластичных повязок, хирургических инструментов и др. Производители зубной пасты используют синтетический полимер полоксамер 407, получаемый из этиленоксида и пропиленоксида – веществ, также получаемых из нефти.

Как видно, нефть применяют в самых разных сферах, начиная с топливной и заканчивая пищевой промышленностью. Углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья. Различными способами из них получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, каучука, спиртов, кислот, моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д. Жизнь без нефти уже невозможно представить, и с развитием науки сферы и области применения нефти будут расширяться. [5]

2.3. Черное золото. Почему нефть так называют

Нефть в XX веке стали называть «чёрным золотом» по нескольким причинам:

• Цвет. Сырая нефть приобретает чёрный цвет, когда её добывают из земли. 

• Экономическая ценность. Нефть имеет огромную ценность в мировой экономике, так же как золото.

• Залегание в недрах земли. Нефть, как и золото, залегает в недрах земли и является полезным ископаемым. Чтобы её найти и добыть, необходимо приложить огромные усилия.

• Ограниченность запасов. И нефть, и золото относятся к невозобновляемым ресурсам, их количество ограничено.

Таким образом, выражение «чёрное золото» отражает полезность, стоимость и ограниченность нефти, что делает её похожей на золото по ряду признаков. [3]

3. Практическая часть

3.1. Опыты с нефтью: свойства нефти.

Для того чтобы выяснить некоторые свойства нефти, изучила дополнительную литературу и провела ряд наблюдений и экспериментов.

Опыт №1. Определяю запах.

Что нужно сделать, чтобы узнать о запахе любого вещества? Необходимо вещество понюхать – аккуратно нюхаю.

Вывод: запах у нефти – своеобразный, резкий.

Опыт №2. Цвет. Прозрачность

Я налила в одноразовый стаканчик нефть и стала рассматривать цвет нефти.

Потом опустила в стакан с нефтью палочку – ее не видно.

Вывод: нефть темного цвета, не прозрачная.

Опыт №3. Плотность.

В стакан с водой аккуратно вылила нефть. Нефть растеклась по поверхности воды.

Вывод: нефть не смешивается с водой, в воде не растворима, нефть легче воды.

Опыт №4. Маслянистость.

Я взяла палочку, опустила ее в стакан с нефтью. Приподняла палочку, дала стечь нефти, а потом прикоснулась палочкой к листу бумаги.

На бумаге остался жирный след.

Вывод: нефть – маслянистое вещество

Результаты занесла в таблицу:

Таблица №1

Проанализировав результаты опытов, сделала вывод: нефть – маслянистая жидкость черного цвета, с резким запахом, в воде не растворима, остается на поверхности воды темным, маслянистым пятном.

3.2. Опыты с нефтью: влияние нефти на окружающую среду

3.2.1. Воздействие нефти на растения.

Выяснить, какое влияние оказывает нефть на растения.

В два стакана с водой ставлю одинаковые растения. В один стакан добавляю немного нефти. Наблюдаю. Через 3 дня в стакане с водой растение благополучно продолжает расти, а в стакане с нефть – погибает, его листочки совсем пожелтели, стали вялыми.

Вывод: нефть пагубно влияет на растения.

3.2.1. Воздействие нефти на птиц.

Выяснить, какое влияние оказывает нефть на птиц.

Для этого я взяла 2 птичьих перышка. 1 перо птицы я опустила в воду с нефтью, перо очень быстро пропиталось нефтью.

Проанализировав результаты наблюдения, я сделала вывод: опущенное в нефть перо стало тяжелым, нефть маслянистая жидкость, перья в ней слипаются, а значит птица не может летать и становится добычей хищников или просто умирает от переохлаждения, так как грязные крылья не способны согревать птицу.

Вывод: загрязнения природы нефтью губительно и для других животных нашей планеты.

4. Заключение

В результате моего исследования я выяснила, что:

1. Нефть известна человечеству с древних времен.

2. Узнала о добыче, транспортировке, применении нефти.

3. С помощью опытов рассмотрела экологические последствия нефти.

В начале исследовательской работы поставила цель: выявить особенности свойств и влияние нефти на окружающую среду и предположила, что такое полезное ископаемое, как нефть, пагубно влияет на окружающую среду.

По результатам проведенных опытов гипотеза подтвердилась.

Нефть смертельно губительна для нашей природы.

Что нужно делать, чтобы сбереч природу:

1. Отказ от пластика.

Проблема загрязнения природы пластиком стоит очень остро на сегодняшний день. От него страдает океан, животные и в целом вся экология. Итак, есть несколько способов отказа от пластика:

• замена обычных пакетов на многоразовые сумки или другие экологичные варианты;

• использовать не пластиковую одноразовую посуду, а картонную, так как она быстрее разлагается;

• отдать предпочтение многоразовой бутылке для воды.

Если каждый сможет свести использование вещей из этого материала к минимуму, ситуация улучшится во много раз.

2. Сортировка мусора.

Первым делом следует сократить количество выбрасываемого мусора. Например, старые вещи можно отдавать на благотворительность, а бумагу копить и сдавать в пункты приема макулатуры. Правильно утилизировать пластик, лампочки и батарейки.

3. Давать вещам вторую жизнь.

Зачастую люди выбрасывают одно и почти сразу покупают другое. Можно посмотреть на этот момент креативно, проявить фантазию и творчество. Из старой футболки может получиться интересный коврик, а из надоевшей кружки – «домик» для небольшого комнатного растения.

4. Убирать за собой после пикника.

Семейный отдых на природе – прекрасный вариант времяпровождения, но важно не забывать забирать с собой собственный мусор. 

5. Экономия воды и электроэнергии.

Запасы пресной воды иссякают с каждым днем, что негативно сказывается на состоянии планеты. Важно приучить себя экономично расходовать воду.

Вредная привычка, наносящая вред природе – оставлять зарядку в розетке, а ведь в таком случае потребление электроэнергии продолжается даже без подключенного телефона. Многие также оставляют свет, уходя из дома, хотя выключать его следует всегда, даже если выходите на короткий промежуток времени.

6. Участвовать в экологических движениях.

Существуют различные волонтерские движения, направленные на сохранение природы. Все желающие собираются в группы и идут убирать в лесах, парках и других загрязненных зонах. Можно участвовать в таких мероприятиях хотя бы иногда, поскольку даже небольшой вклад будет значимым.

7. Принять участие в озеленении.

Посадить дерево – значит внести неоценимый вклад в сохранение планеты. Существует множество мероприятий по озеленению парков и скверов, в которых можно принять участие.

Эти простые шаги помогут улучшить состояние окружающей среды.

Главные враги экологии – сам человек и его жизнедеятельность. Благодаря планете и ее ресурсам люди имеют все необходимое, поэтому важно ее отблагодарить, помогая сохранить природу. Для этого необязательно прилагать массу усилий, достаточно изменить бытовые привычки.

Практическая значимость

Из выше перечисленного, я стараюсь экономно расходовать воду и электричество, не только дома, но и в общественных местах.

При покупке средств в аэрозолях берем только те, на которых есть знак "Не разрушает озоновый слой".

В магазин берем свои пакеты и сумки и используем их многократно.

По возможности, сортируем дома мусор и, что можно, сдаем на вторичную переработку.

Никогда не сорим на улице или на природе.

Правильно утилизируем батарейки, лампочки, пластиковые бутылки.

Список используемой литературы

1. Промышленно-экологический интернет журнал. Применение нефти. [Электронный ресурс]. — https://prompriem.ru/neftyanaya-promyishlennost/primenenie-nefti.html (дата обращения: 30.11.19).

2. П. Бакинский «История нефти. «Черное золото» – универсальный продукт. Изд.Центрополиграф, 2021.

3. Нефть/Джим Пьюп; пер. с англ. А.С. Ларионова. – М.:РОМЕН, 2016. Детская энциклопедия.

Интернет ресурсы:

4. https://myfin.by/wiki/term/neft

5. http://vseonefti.ru/neft/