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

C_nH₂_n₊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.