Влияние предприятий по добыче полезных ископаемых на окружающую среду

Федеральное агентство по образованию 
 
 
 
 
 
 

  «Влияние предприятий по добыче полезных ископаемых на окружающую среду» 

 

Содержание 
 
 
 
 
 

1. Введение………………………………………………..…..….2
2. Свойства нефти………………………………………….….3
3. Нефть и нефтепродукты…………………………………..4
4. Нефтяные пятна……………………………………………5
5. Ток загрязненных рек………………………………………..7
6. Природные источники нефти………………………..……9
7. Пример загрязнения сточных вод………………………..11
8. Общая характеристика углеводородных газов………...13
9. Влияние ООО «Томскнефтехим» на атмосферу………16

10.Загрязнение  почв………………………………………...…20

11.Естественная  трансформация нефти  в почве………..25

12.Общая  особенность нефтезагрязненных  почв………...30

13.Восстановление почв……………………………………..39

14.Превращение нефти в биосфере…………………….…..44

15.Список  использованной литературы…………………..55 
 
 
 
 
 
 

Введение 
 

      Нефть известна человеку с древнейших времен. В разных странах ее называли по разному, однако большинство названий в переводе на русский язык означает “земляное” или “горное масло”. Современное название происходит от слова “нафата” , что на языке народов Малой Азии  означает “просачиваться” . Выделение природного горючего газа получили у древних народов наименование “вечных огней”. Упоминания о нефти мы находим в различных древних рукописях и книгах дошедших до нас. Наиболее раннее упоминание о Бакинской нефти относится к временам Александра Македонского, греческий историк и философ Плутарх рассказывает об источниках нефти на реке Амударье.

      В конце XVIII  века в районе Баку было уже известно довольно много нефтяных колодцев. Нефть, добываемую из колодцев, сливали в ямы , обложенные камнем (“амбары”). Перевозили нефть на верблюдах или арбах в кожаных мешках - бурдюках в различные районы  - в Шемаху, Гилями даже в Западную Европу.  Приблизительно в тоже время развивается нефтедобывающая промышленность и на Северном Кавказе (район города Майкопа). Большую известность получил прототип нефтеперегонного завода, построенный братьями Дубиниными в 1823 году. Этот кустарный завод был построен для получения из сырой нефти осветительных масел. Почти на 80 лет раньше Федором Прядуновым был построен подобный завод на Ухте.

      Уже к середине XIX  века относятся  пробные попытки вскрытия нефтяных пластов с помощью нефтяных скважин. Первые попытки бурить были предприняты  еще за 2000 лет до нашей эры в  Китае в провинции Сычуань. Там применялось ручное бурение бамбуковыми штангами для добычи рассола. Подобного рода работы в XVI веке проводились и в Древней Руси в районах Солигалича, Нижнего Новгорода, Старой Руссы и других местах. Бурение на воду при помощи железных штанг широко применялось в России, начиная с XVIII века.

Свойства

 

      Физические  свойства нефти варьируют в значительных пределах. Важное значение для характеристики имеют: плотность, вязкость, люминесценция, цвет, запах и другие.

      Плотностью  нефти, как и плотностью любого тела, называется масса нефти в единице объема. Плотность нефти колеблется в среднем от 0.75 до 1.00 при температуре 20 градусов  и зависит от состава нефти.

      Коэффициент усадки  - величина (в процентах) уменьшения объема 1 м3 нефти, извлеченной из пласта и перемещенной в условиях нефтехранилища. Усадка нефти происходит за счет остывания нефти, а также за счет удаления газа.

      Вязкость - это способность жидкости сопротивляться течению. Чем выше вязкость жидкости , тем медленнее она течет , и наоборот. Например, легкие нефти очень подвижные, а тяжелые - очень вязкие и иногда переходят в полутвердые вещества.

      Люминесценция - это холодное свечение вещества , вызванное  различными причинами. Люминесценция  вещества под действием света называется фотолюминесценцией. Последний вид люминесценции делится на два подвида : флюоресценцию и фосфоресценцию. Флюоресценцией называют свечение вещества непосредственно при его облучении; если  же после прекращения облучения вещество продолжает светиться, то это явление называют фосфоресценцией.

      Все нефти в большей или меньшей  степени флюоресцируют. Наиболее флюрисцирующими  являются ароматические нефти. Цвет флюоресценции сырой нефти изменяется от желтого до зеленого и синего. Это свойство используют для определения следов нефти в породах, проходимых скважинами, при так называемой люминисцентно-битумилогической съемке, при поисково - разведочных работах.

      Под оптической активностью понимают способность  органических веществ, присутствующих в нефти, вращать плоскость поляризации света. Она обусловлена присутствием в молекуле вещества ассиметричного атома углерода, то есть атом, все валентности которого насыщены различными атомами или радикалами. Присутствие в нефти оптически активных веществ считается , как правило ,  одним из доказательств органического происхождения нефти, поскольку оптически активные вещества не могут быть синтезированы органическим путем.

      Теплотворная  способность -  это количество теплоты , выделяющееся при полном сгорании определенного количества вещества. Например, при полном сгорании 1 кг нефти выделяется 10340-10914 ккал, а при полном сгорании 1 м3 газа - 8900 ккал. 
 

     Нефть и нефтепродукты 

     Нефть представляет собой сложную смесь  углеводородов и их производных; каждое из этих соединений может рассматриваться как самостоятельный токсикант. В ее составе обнаруживается свыше 1000 индивидуальных органических веществ, содержащих 83-87% углеводорода, 12-14% водорода, 0,5-0,6% серы, 0,02-1,7% азота и 0,005-3,6% кислорода, и незначительная примесь минеральных соединений; зольность нефти не превышает 0,1%.

     В состав нефти входят следующие группы углеводородов: алифатические (метановые), циклические насыщенные (нафтеновые), циклические насыщенные (ароматические). Имеются также смешанные (гибридные) углеводороды: метанонафтеновые, нафтеново-ароматические.

     Нафтеновые  углеводороды присутствуют во всех типах  нефти, но преобладают редко.

      Нефть разных месторождений содержит одни и те же химические компоненты, но может различаться соотношением парафинов, циклопарофинов, ароматических и нафтеноароматических углеводородов. В жидких углеводородах нефти растворены смолисто-асфальтеновые высокомолекулярные соединения, содержащие до 88% С, около 10% Н, и до 14% гетероатомов.

     Для оценки нефти как загрязняющего вещества природной среды предложено использовать следующие признаки: содержание легких фракций (T кип <200С); содержание парафинов; содержание серы.

      Легкие  фракции обладают повышенной токсичностью для живых организмов, но их высокая  испаряемость способствует быстрому самоочищению природной среды. Напротив, парафины не оказывают сильного токсического воздействия на почвенную биоту или планктон и бентос морей и океанов, но благодаря высокой температуре отвердевания существенно влияют на физические свойства почвы. Содержание серы свидетельствует о степени опасности сероводородного загрязнения почв и поверхностных вод.  

  Нефтяные пятна 

      При попадании в водную среду нефть  разливается по поверхности воды тонким, зачастую мономолекулярным слоем  и образует нефтяное пятно, захватывающее в зависимости от масштабов выброса пространство в десятки, сотни и тысячи квадратных километров. В результате физических, химических и биологических процессов, протекающих под воздействием воды и солнечных лучей, нефтяные углеводороды постепенно утрачивают свои первоначальные индивидуальные свойства. Поэтому при вносе в водную среду сырой нефти, ее отдельных компонентов и продуктов нефтепереработки принято рассматривать как единую категорию нефтяных загрязнений. Перемещаясь по поверхности океана под воздействием ветра, течений, приливов и отливов, нефть растворяется, осаждается, подвергается фотолизу и биологическому разложению. Ее состав постоянно меняется вследствие разложения и трансформации отдельных компонентов. В результате наблюдений установлено, что в течение нескольких дней до 25% нефтяного пятна исчезает вследствие испарения и растворения низкомолекулярных фракций, причем ароматические углеводороды растворяются быстрее, чем парафины с открытыми цепями.

     Ультрафиолетовая составляющая солнечной радиации существенно ускоряет деструкцию компонентов нефти, однако с экологической точки зрения этот процесс опасен из-за образования продуктов распада, как правило, сильно токсичных для гидробионтов. После испарения наиболее летучих компонентов процесс разрушения нефтяной пленки замедляется, так как остатки подвергаются биологическому и химическому разрушению.

      Биохимическое разложение основной массы разлитой нефти протекает очень медленно, так как в природе не существует какого-либо определенного вида микроорганизмов, способного разрушить все компоненты нефти. Бактериальное воздействие отличается высокой селективностью и полное разложение нефти требует воздействия многочисленных бактерий разных видов, причем для разрушения образующихся промежуточных продуктов требуются свои микроорганизмы. Легче всего протекает микробиологическое разложение парафинов. Более стойкие циклопарафины и ароматические углеводороды сохраняются в океанской среде гораздо дольше.

      Скорость  разложения углеводородов нефти зависит от температуры, доступа кислорода, питательного режима водной среды, т. е. от тех факторов, которые определяют ее микробиологическую активность. В воде, обедненной кислородом, разложение нефти замедляется.

     Тяжелые фракции нефти не разлагаются и не осаждаются в морской воде. Они образуют с ней стойкие эмульсии, чему способствует присутствие в водоемах взвешенных органических частиц, бактерий и планктона. Со временем эмульсии коагулируют с образованием смолистых сгустков, которые плавают на поверхности воды и выбрасываются приливом на сушу, загрязняя побережье, пляжи, портовые сооружения.

     Скорость  процессов химического окисления  нефти в водной среде составляет всего 10-15% скорости биохимического окисления. Особенно опасны попадания больших объемов нефти в воды высоких широт. При низких температурах разложение нефти идет еще медленнее и нефть, сброшенная в арктические моря, может, схоронятся до 50 лет, нарушая нормальную жизнедеятельность водных биоценозов.  

     Ток загрязненных рек

  Значительная доля нефтяных углеводородов осаждается в районах больших городов, попадая сюда из разных источников. К ним относятся системы отопления, работающие на нефти, операции обслуживания автомобилей, свалки израсходованных смазочных материалов, смазочные материалы, охлаждающие эмульсии и т. д. Дожди неизбежно вымывают эти остатки вначале в дренажные сооружения, а затем в воду. Все это приводит к загрязнению источников воды и водоносных слоев.

  Поскольку бензин проникает в почву в  семь раз быстрее, чем вода, и придает неприятный вкус питьевой воде даже при таких низких концентрациях, как 1 млн-1, подобное загрязнение способно сделать неприемлемой для питья довольно значительное количество подземных вод. Кроме того, следует отметить, что воды всех рек в промышленно развитых странах содержат углеводороды. Так, Рейн в своем нижнем течении переносит около 12000 т нефтепродуктов в день.

  Как правило, половина нефти, загрязняющей природные водоемы, - это отработанное масло автомобильных и промышленных двигателей, попадающее в водоемы с промышленными сточными водами и дождевыми потоками. Любой, кто осмелится слить масло или горючее в природный водоем в пределах США, подвергается крупному штрафу, однако до сих пор в США мало общедоступных мест для сбора таких отходов, как отработанное масло из автомобильных двигателей. Вот почему отработанное масло чаще всего обнаруживается на земле у автостоянок и гаражей. Отсюда нефть и техническое масло попадают в близлежащие природные водоемы.

  Огромное  количество нефти выносят в океан реки из нефтедобывающих районов и промышленных центров. Особенно сильно загрязнены устья рек. Например, на дне Обской губы (Обь протекает через главные месторождения Западной Сибири) осевшая нефть составляет местами 10% донных осадков (ила и песка). Примерно 40 % попавшей в водоем нефти оседает на дно в виде донных отложений, причем осевшие на дно нефтепродукты окисляются в 10 раз медленнее, чем находящиеся на поверхности воды.  

  Нефть и нефтепродукты относятся к  числу трудноокисляемых микроорганизмами веществ, поэтому самоочищение водоемов, загрязненных нефтью, происходит на очень больших расстояниях по длине реки; иногда на протяжении 500-900 километров от места загрязнения можно обнаружить следы углеводородов. 
 

Природные источники нефти

 

  Некоторая часть загрязнений приходится в настоящее время так же, как и в прошлом, на природные источники нефти. Прямых измерений количества нефти, попадающего в океан из природных выходов, нет, однако сделаны расчеты, доказывающие, что эти загрязнения должны быть малы по сравнению с загрязнениями в результате человеческой деятельности. Если бы нефть продолжительное время просачивалась в океан, все залежи нефти должны были бы исчезнуть много лет назад. Кроме того, в результате расследования аварий на буровых, расположенных в открытом море, известно, что любой природный выход нефти значительных размеров должен сопровождаться появлением заметных нефтяных блестящих пятен, но такие пятна не наблюдались.