Методи знешкодження розлитої нафти на поверхні водоймищ
Лабораторна робота №3
З дисципліни:
«Екологія»
на тему:
«Вивчення методів очищення поверхні водоймищ від нафти і нафтопродуктів»
Виконала:
студент групи МЕ-13
Бойко Б.Б.
Перевірив:
доцент кафедри екології та
збалансованого природокористування
Ковальчук О.З.
Львів – 2015
Мета роботи: Вивчення особливостей забруднення водоймищ нафтою і нафтопродуктами та методів і засобів очищення води від цих забруднень.
Теоретична частина
Вода - одна з найпоширеніших сполук на Землі. Вона займає 71 % земної поверхні, у вільному чи зв'язаному стані оточує нас скрізь. Загальний об'єм води на Землі становить 1386 млн. км., з них на Світовий океан припадає 1338 млн. км3, або 96,5 %. Загальна площа океанів і морів перевищує площу суходолу у 2.5 раза. Запаси прісної води, потреба людей у якій є особливо великою, незначні: становлять 35029.2 тис. км3 і є вичерпними. Забруднення водних ресурсів - це зміни їхніх фізичних, хімічних та біологічних властивостей внаслідок потрапляння до них шкідливих рідких, твердих та газоподібних речовин, що роблять воду небезпечною для використання, завдають школи суспільному господарству і здоров'ю людей.
Розрізняють забруднення водоймищ фізичні (механічні), хімічні, біологічні (бактеріальні), радіоактивні і теплові. Особливо небезпечним є забруднення водойм нафтою і нафтопродуктами, яке належить до хімічних забруднень. Це основна забруднювальна речовина морів і океанів. Сюди вона потрапляє під час буріння морського дна, аварій танкерів, які перевозять нафту, в різних районах Світового океану. У моря і океани щороку потрапляє більше 3 млн. т нафти і нафтопродуктів (табл. 1).
Таблиця 1
Забруднення нафтопродуктами морського середовища станом на 2001 рік
| № п/п | Джерела забруднення | Кількість скиду | |
| млн.т | % | ||
| Танкерний флот (аварії, робота двигунів, обслуговування в доках) | 1,46 | 48,3 | |
| Інше судноплавство | 0,50 | 16,5 | |
| Видобуток нафти на шельфі | 0,05 | 1,7 | |
| Атмосферне перенесення з континентів | 0,30 | 10,0 | |
| Річковий стік | 0,04 | 1,3 | |
| Неочищені промислові стічні води | 0,20 | 6,6 | |
| Прибережна нафтопереробна промисловість | 0,10 | 3,3 | |
| Дощова вода (змив міських територій) | 0,12 | 4,0 | |
| Природні витоки нафти з дна | 0,25 | 8,2 | |
| Разом: | 3,02 |
Найбільш забруднені нафтопродуктами Середземне море - 17 %, Балтійське - 14 % від усього забруднення в Світовому океані.
Вкриваючи воду тонкою плівкою, нафта перешкоджає проникненню у воду кисню, чим завдає величезної шкоди мешканцям води і часто призводить до їх масової загибелі. Відомо що 1 г нафти вбиває все живе в 1 м3 води. Від нафти гинуть риба, ракоподібні та багато інших тварин. Якщо після нафтового забруднення риба залишається живою, то її не можна споживати, бо вона має сильний нафтовий запах і неприємний смак.
Попадаючи в морську воду, нафта спочатку розтікається у вигляді поверхневої плівки, утворюючи шар різної товщини. За кольором нафтової плівки можна приблизно оцінити її товщину (табл. 2).
Таблиця 2
Характеристика нафтових плівок на поверхні води (Нельсон - Сміт, 1997)
| № з/п | Зовнішній вигляд | Товщина, мкм | Кількість нафти, л/км2 |
| Злегка помітна плівка | 0,038 | ||
| Сріблястий відблиск плівки | 0,076 | ||
| Сліди зафарбування плівки | 0,152 | ||
| Яскраво зафарбовані розводи | 0,305 | ||
| Тьмяно зафарбована плівка | 1,016 | ||
| Темно зафарбована плівка | 2,032 |
Різниця оптичних характеристик нафтових плівок і морської води дозволяє проводити дистанційне виявлення й оцінку нафтових забруднень на поверхні моря чи океану в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній частинах спектру. Для цього застосовуються пасивні і активні методи. Пасивні методивикористовують природне випромінювання, відбите чи випромінюване системою нафта-вода. При спостереженні із супутників Землі найбільш інформативним для виявлення забруднених районів океанів і морів є інтервал 600 - 800 нм. Випромінювання в інфрачервоній області спектру засновані на різниш температур чистої води і води, покритої нафтовою плівкою або на різниці коефіцієнтів випромінювання. Активні методи дистанційного виявлення нафтових забруднень води полягають у використанні штучного джерела випромінювання. До них належать методи оптичної локації, засновані на різниці коефіцієнтів відбивання від забрудненої і чистої поверхні води (діапазон 300 - 400 і 1000 - 1200 нм), а також методи, засновані на випромінюванні флюоресценції плівок нафти за допомогою лідарів в робочих довжинах хвиль 337, 354 і 530 нм.
Методи знешкодження розлитої нафти на поверхні водоймищ
Для видалення із поверхні води зібраної нафтової плівки застосовують такі методи:
а) механічно, за допомогою суден, оснащених спеціальними сепараторами і ваннами для відстоювання води, забрудненої нафтою.
б)адгезія нафти на поверхні твердих речовин виготовлених із неопрену у вигляді ременів
або циліндрів, які обертаються;
в)розпилювання на забрудненій поверхні моря чи океану розплавленого парафіну, або розчину полівінілового пластику на основі леткого розчинника, в яких після охолодження твердне нафта і суміш видаляється механічним способом;
г) застосування синтетичних водовідштовхуючих пористих матеріалів, які здатні ефективно сорбувати нафту, наприклад, гідрофобізований спучений перліт, бентонітові глини, дерев'яні ошурки, активоване вугілля, торф, полістирол;
д) застосування пінопластів, наприклад, олеофільної поліуретанової піни (бібіпол), подрібненої на дрібні шматочки, які здатні поглинути в 100 разів більше нафти, ніж власна маса;
є) використання спеціальних речовин - диспергентів марки ДН-75 і ЕПН-5, які переводять нафтову плівку в емульсію, після чого її очищають від нафти біохімічним способом;
ж) видалення нафти із поверхні води за допомогою біологічних мікроорганізмів типу Calanus, Penicillium, Candida;
з) агломерація нафтопродуктів та нафти сумішшю залишкового бурого вугілля (ЗБВ) та алюмосилікатних мікропор (ACMП):
і) обробка забрудненої нафтою поверхні води сапропелем (органічного і органо-мінерального типу) із добавкою органічного розчинника, який складається із суміші вищих жирних кислот (ВЖК), формула яких
CnH2n+1COOMet,
де п > 2.
Отже, для видалення нафти з поверхні води існує багато методів. Кожен із них має певні переваги і недоліки. Найперспективніше застосування комбінованих методів в такій послідовності:
механічний - сорбуючий - диспергуючий - біологічний.