Около нефтяные проблемы с экологией.

Луценко Павел

В исследовательской работе "Влияние автотранспорта на экологию села" раскрывается проблема загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей центра села. Эта проблема возникает каждый год в летний период. Изготовив "ловушки" пыли, а также выполнив простые эксперементы и обработав математическими подсчётами результат, Павел доказал эту проблему для своего села.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Завьяловская средняя общеобразовательная школа № 1

Научно-исследовательская работа

Выполнил : Луценко Павел Константинович

ученик 3-а класса

МОУ «Завьяловская средняя

Завьяловского района» Алтайского края

Руководитель : Сивер Александра Ивановна

учитель начальных классов

МОУ «Завьяловская средняя

общеобразовательная школа № 1

Завьяловского района» Алтайского края

Завьялово

2012

Введение 3

Глава 1. Работа с литературой

1. Автомобиль сегодня
2. Загрязнение атмосферного воздуха выбросами транспорта 6
3. Общие сведения о Завьяловском районе 8

Глава 2. Практическая часть

2.1 Исследование количества автотранспорта на территории

села Завьялова 9

2.2 Изучение количества вредных твердых частиц образующихся

при работе двигателя автомобиля 10

Заключение 13

Список литературы 14

Приложение № 1 15

Приложение № 2 16

Приложение № 3 17

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность - В результате деятельности человека в воздух выбрасывается множество веществ – от невидимых химических элементов до продуктов сгорания (сажи). Они переносятся на огромные расстояния. Территория нашего села Завьялова подвергается загрязнению продуктами сгорания топлива в двигателях автомобилей в летний период. Именно в это время наблюдается большое количество автотранспорта в селе. Это связанно с тем, что на территории района находится курортная зона с лечебными озерами. Большое количество выхлопных газов, безусловно, должно приносит неудобства жителям Завьялова. Меня заинтересовала эта тема, и я решил узнать, насколько сильно загрязняется воздух в нашем селе летом.

Гипотеза : автомобиль- источник загрязнения окружающей среды центра села

Цель исследовательской работы - доказать проблему загрязнения воздуха выхлопными газами автомобилей в селе Завьялове.

Задачи исследования :

1. Изучить литературу по теме исследования.

2. Определить степень влияния автотранспорта на воздушное пространство.

3. Доказать, что выхлопные газы оставляют после себя загрязнения.

4. Описать исследовательские опыты данной работы.

5. На основании проведенных экспериментов сделать вывод о негативном влиянии выхлопных газов на чистоту воздуха в нашем селе.

Объект исследования – процесс загрязнения воздуха выхлопными газами в селе Завьялове в летний период.

Предмет исследования – воздушное пространство в селе Завьялове.

Методы исследования – в своей работе я использовал такие методы, как наблюдение, сравнение, математические методы обработки и представление полученных данных, фоторепортаж.

ГЛАВА 1. Работа с литературой

1.1. Автомобиль сегодня

Автомобиль на сегодняшний день – это оптимальное средство передвижения, как на территории города, так и по бездорожью. Но так ли было всегда?

Изобретение автомобиля значительно изменило жизнь людей. На сегодняшний день автомобильный парк растет быстрее, чем народонаселение. В настоящее время с конвейеров автозаводов всего мира ежегодно выходит около 50 миллионов автомобилей, т.е. в среднем, при двухсменной работе – 170 машин каждую минуту! За сорок послевоенных лет автомобильный парк вырос более чем в десять раз и в 1987 году превысил полумиллиардный рубеж. В 1998 году автомобильный парк вырос до 700 миллионов. К концу первого десятилетия 21 века парк автомобилей достиг миллиардной отметки. Практически все современные автомобили снабжены двигателями внутреннего сгорания. При сравнительно небольшой массе этот двигатель развивает значительную мощность, экономичен, достаточно надежен, работает на сравнительно недорогом топливе. По мере роста автомобильного парка, стал проявляться существенный недостаток этого двигателя – с выхлопными газами в окружающий воздух поступают вредные для здоровья человека вещества. Каждый автомобиль выбрасывает более 3 кг вредных веществ ежедневно. Когда автомобилей стало слишком много, в крупных городах заметно ухудшилось состояние атмосферного воздуха.

1.2. Загрязнение атмосферного воздуха выбросами транспорта

Большинство форм жизни, обитающих на Земле, не могут существовать без кислорода, содержащегося в воздухе.. Воздух – важное условие жизни человека, животных, растений.

Воздух, которым мы дышим, содержит не только кислород, но и множество других газов. Больше всего в нем азота – 78%. Кислород составляет 21%, а оставшийся процент – это водяной пар, углекислый газ, диоксид азота и благородные Одна из основных причин загрязнения воздуха – это сгорание природного топлива, например нефти, угля и природного газа.. Особое место в этом списке занимает, конечно же , автотранспорт . Бензин, израсходованный на запуск двигателя автомобиля, никуда не исчезает, он разлагается на более простые вещества. Наибольшее количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей. Ученые доказали, каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. В это число входит угарный газ, который образуется, когда топливо сгорает при малом содержании воздуха, например, в автомобильных двигателях. Угарный газ – это токсичное вещество, которое губительно действует на живые организмы, он препятствует переносу кислорода красными кровяными клетками. Твердые частицы – так же являются формой загрязнения воздуха. Это крошечные частицы несгоревшего топлива (сажа) образуются при работе двигателей. Соединяясь с другими загрязнителями и пылью, они легко проникают в организм человека, оседая на легких, затрудняя дыхание и становясь причиной многих заболеваний. Часть выхлопных газов от автомобилей образует соединения угольной кислоты. Эти не полностью сгоревшие частицы топлива вступают в реакцию с газом, называемым окисью азота и под действием солнечного света окисляются озоном. Озоновый слой в верхних слоях атмосферы защищает все живое на земле от ультрафиолетового солнечного излучения, но на уровне земной поверхности соединения озона с другими газами вызывают раздражения глаз и легких, становятся причиной бронхитов, уничтожают посевы, наносят вред животному миру планеты .

Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

По данным научных исследований наибольший вклад в экологический ущерб вносит автотранспорт – 62,7%, вклад железнодорожного транспорта достигает 27,7%, воздушного – 4,5%, морского – 3,6% и речного – 1,5%. Как видим во всех видах негативного воздействия «лидирует» автомобильный транспорт. В 150 городах России выхлопы автомобилей превалируют над другими источниками загрязнения.

Причинами загрязнения воздуха от автотранспорта являются: плохое состояние технического обслуживания автомобилей, низкое качество применяемого топлива, низкий процент использования экологически чистых видов транспорта. Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни, наносит не поправимый вред экологии нашей планеты.

Во многих крупных городах России существует проблема смога – висящей в воздухе густой смеси тумана и дыма, образующегося из выхлопных газов автомобилей и выбросов заводов, работающих на угольном и нефтяном топливе. Эта проблема и «болезнь» многих городов Сибирского округа, в том числе и Алтайского края. Но и в сельской местности нашей малой Родины мы можем наблюдать в воздухе большое количество грязи и пыли, не является исключением и Завьяловский район.

Вывод : противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чём не выявляются так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил человеку жизнь, с другой – отравляет её в самом прямом смысле слова

1.3.Общие сведения о Завьяловском районе

Завьяловский район расположен в восточной части Кулундинской степи. Общая площадь территории района 222,4 тыс. га. От краевого центра г. Барнаула село находится в 250 км, район имеет разветвленную сеть дорог. В физико-географическом отношении район является частью обширной Кулундинской низменности. Высокое широтное положение, удаленность от моря и равнинность территории – вот основные факторы, повлиявшие на формирование района. Места эти с древности были благоприятны для заселения их человеком. Длительность проживания людей подтверждается наличием более чем трех десятков археологических памятников, древнейший из которых относится к завершающему этапу каменного века, то есть им не менее пяти тысяч лет.

Территория Завьяловского района представляет собой равнинную лесостепь, в понижениях которой расположены многочисленные озера (330 озер). Почти все озера имеют пресную, пригодную для хозяйственного использования воду. Среди этих озер есть жемчужина и гордость района – озеро Соленое (Горькое), которое находится в 8 км от Завьялова и является лечебным. В 1989 году 20 января местность, расположенную в районе озера Соленого Совет Министров РСФСР признал курортной .

Глава 2. Практическая часть

2.1 Исследование количества автотранспорта на территории села Завьялова в летний период

С наступлением летних отпусков и каникул в Завьялово приезжают туристы со всей Сибири (Томск, Омск, Кемерово, Новосибирск, Красноярск, Иркутск, Барнаул), чтобы отдохнуть и поправить свое здоровье на оз. Соленом. Каждое лето жители села наблюдают вереницу машин движущихся по направлению к курортной зоне и этот поток не иссякает до конца августа. Однажды мне удалось увидеть колонну из 14 автомобилей с новосибирскими регистрационными номерами. С этого и началось мое исследование. Меня заинтересовал вопрос, а сколько туристов приезжает к нам летом и соответственно, сколько автомобилей вместе с ними?

В самом начале своего исследования я обратился в комитет по туризму и отдыху Завьяловского района, где мне сообщили, что летом 2011 года на озеро Соленое приезжало около 45тысяч отдыхающих (для сравнения в районе проживают около 22 тыс. человек, а в селе Завьялове – 8 тыс.). Не сомневаясь можно предположить, что все гости района приезжали на автомобилях (см. приложение № 2 фото № 3, 4, 5). Если в одном легковом автомобиле могут приехать три человека, то с помощью математического упражнения можно узнать, сколько же машин посетило район.

45тыс: 3=15 тыс. автомобилей, приезжало этим летом в Завьялово.

Одним из солнечных летних дней я приехал в центр села к торговому дому «Мария-ра» и посчитал проезжающие мимо меня машины. За 10 минут мне удалось насчитать 117 автомобилей! (см. приложение № 1, фото № 1, 2) А ведь каждая из автомашин через выхлопную трубу выбрасывает в воздух вредные для здоровья газы.

Вывод : в летний период в Завьялово резко увеличивается количество автотранспорта.

2.2 Изучение количества вредных твердых частиц, образующихся при работе двигателя

В теоретической части я уже говорил о том, что автомобили наряду с токсичными газами выбрасывают в атмосферу и твердые частицы, которые так же являются формой загрязнения воздуха. Это крошечные частицы несгоревшего топлива (сажа), образующиеся, при работе двигателя.

Чтобы наглядно увидеть, сколько грязи от выхлопных газов оставляет после себя автомобиль, я провел простое исследование.

Исследование 1

Мне понадобились два белых носочка, а так же мне потребовалась помощь родителей. Папа натянул на выхлопную трубу легковой машины один носочек и запустил мотор на холостых оборотах ровно на минуту. После мы выключили двигатель, дождались, когда выхлопная труба остынет, сняли носок, вывернули его наизнанку и увидели грязь от выхлопной трубы (см. приложение № 4, фото № 8). По сравнению с чистым носком этот оказался черно-серого цвета. Это говорит о том, что автомобили загрязняют окружающую среду.

Перед тем как провести данный опыт, я обратился в «ФГУП Завьяловская фармация» с просьбой взвешать на точных электронных весах чистый носочек, после проведения опыта фармацевт взвешал грязный. Результаты меня удивили.

Чистый носочек весил 10 грамм 15 миллиграмм, а поле того как мы его сняли с выхлопной трубы, он потяжелел на 30 миллиграммов.

Попробую решить математическую задачу .

Условие : За одну минуту автомобиль выбрасывает 30 миллиграммов грязи. Сколько вредной для здоровья сажи выбрасывает один автомобиль за час работы двигателя, 1000 автомобилей и 15 тыс. автомобилей за час работы двигателя?

1. 30 мг * 60 мин = 1800 мг или 1,8 гр сажи один автомобиль выбрасывает за час работы двигателя на холостых оборотах.
2. 1,8 гр * 1000 авто = 1800 гр или 1,8 кг сажи выбрасывают из выхлопных труб 1000 автомобилей на холостых оборотах за час работы двигателя.
3. 1,8 кг * 15 = 27 кг сажи выбрасывают из выхлопных труб 15 тыс. автомобилей на холостых оборотах за час работы двигателя

Я постарался усложнить задачу и попытался выяснить, сколько примерно сажи из выхлопных труб оставили после себя автомобили туристов этим летом.

Условие : Нам известно, что в Завьялово приезжало 15 тыс. машин, которые оставляли после себя 27 кг сажи от выхлопных труб за один час работы двигателя. Сколько вредной для здоровья сажи от выхлопных труб оставили после себя автомобили туристов, если каждый из них находился в селе около 5 дней и ежедневно двигатель автомобиля, допустим, работал около 3 часов.

1. 5 дней * 3 часа = 15 часов работал двигатель каждого автомобиля туристов летом.
2. 27 кг сажи * 15 часов = 405 кг вредной для здоровья сажи от выхлопных труб оставляли после себя автомобили туристов этим летом в нашем селе.

Хотелось бы сразу заметить, что полученная цифра приблизительная, но все равно полученные результаты меня впечатлили.

Твердые частицы, выбрасываемые выхлопными трубами автомобилей настолько малы, что невооруженным взглядом их трудно заметить, но как показал предыдущий эксперимент, в воздушном пространстве их присутствует огромное количество.

Исследование 2

В доказательство этому я провел еще один эксперимент, чтобы наглядно продемонстрировать, насколько загрязнен воздух в Завьялове в летний период. Для этого мне потребовалось:

1. Два листа плотной белой бумаги
2. Дырокол
3. Бечевка
4. Вазелин
5. Лупа

Я нанес ручкой на листы бумаги квадратную сетку и каждый квадратик получился площадью 1 см 2 , этот нехитрый прием в дальнейшем помог мне определить, сколько грязи собралось в каждом квадратике. Прокол дырочки на краю листов с помощью дырокола. Отрезал кусочек бечевки и продел ее сквозь дырочки в бумаге, завязал бечевку двойным узлом, чтобы она была надежно прикреплена к бумажному листу. Нанес на бумагу тонкий слой вазелина (см. приложение №4, фото №7).

Один лист бумаги я повесил в центре с. Завьялова, а другой в спальном районе и оставил на ночь. На следующее утро я внимательно осмотрел листы, сначала невооруженным глазом и увидели, что бумага приобрела сероватый оттенок. Затем я взял лупу (см. приложение № 3, фото № 6), и более внимательно осмотрели «ловушки для грязи». Я обнаружили большое скопление грязи и пыли. Часть попала на бумажный лист с земли, но большее количество – это частицы, вылетевшие из выхлопных труб автомобилей. Под увеличительным стеклом видно, что частицы выхлопных газов имеют более темный цвет, чем обычная грязь и пыль. Это продукты сгорания топлива в автомобильном двигателе. В квадратиках находилось от одной до трех черных частичек.

Каждая ловушка у меня получилась 216 см 2 . В той, которая находилась в центре села, загрязненными оказались 167 см 2 , а 49 см 2 – чистые. Та же, которая была прикреплена в спальном районе оказалась значительно чище: 33 см 2 загрязнены, 183 см 2 чистые (см. приложение №5). Эти цифры говорят сами за себя, воздух в спальном районе села, где нет такого большого количества автомобилей, летом гораздо чище, чем в центре.

Вывод : благодаря исследованиям, мне удалось доказать, что автомобили загрязняют воздух, которым мы дышим, наносят вред здоровью человека.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Что такое окружающий нас мир? Это улыбки близких людей, нежные руки мамы, заботливый голос папы, смешные проказы младших братьев и сестер, добрые советы бабушки и дедушки, друзья с которыми интересно играть в футбол и кататься на велосипедах, дом в котором тепло и уютно, лес после дождя, где пахнет грибами, снег на крышах домов, свежий воздух. Вокруг нас много удивительных вещей, о которых надо заботиться.

Однажды я посмотрел передачу по National Geographic, где рассказывалось о том, что человечество губительно влияет на экологию планеты. С этим мнением я согласен. Мое исследование показало, что автомобиль не только одно из величайших изобретений, облегчающих жизнь людей, но он так же являются одним из источников загрязнений окружающей среды. Теперь я понимаю, что загрязнение воздуха – это существующая проблема, с которой справиться непросто, так как люди не хотят ее признавать, потому что, выходя на улицу, мы не видим, что воздух грязный, он кажется нам прозрачным и чистым. В нашем селе эта проблема стоит не менее остро, чем в крупном городе, особенно в летний период, когда большой наплыв туристов едет в курортную зону оз. Соленого. Центр села Завьялова загрязнен выхлопными газами, которые, как показало исследование, выбрасываются их выхлопных труб автомобилей в большом количестве.

Можно ли найти выход из этой ситуации? Думаю да Сделать двигатель «чистым» нетрудно. Надо лишь перевести его с бензина на сжатый воздух. Но эта идея не выдержала критики, когда речь заходит об автомобильных двигателях: далеко на таком «горючем» не уедешь.

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространённый в природе элемент.

Планирую на следующий год продолжить данную работу по новому направлению – изучить влияние загрязненного воздуха на здоровье завьяловцев

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Владимиров Н.В., Разгон Н.Н. Завьяловский район. История. События. Люди - Барнаул, 2000г.
2. Загрязнение воздуха. // Галилео. Наука опытным путем – ежемесячный журнал, №4, 2011 г.
3. Куров Б.М. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом? // Россия в окружающем мире – аналитический ежегодник. 2000г.
4. http:// www. genon.ru
5. http:// www. avtoistoria.narod.ru
6. http:// www. erudition.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Фото 1. Центр села

Фото2 Центр села Завьялова летом, ул. Яковлева.

Фото 4. Центр села Завьялова летом, ул. Яковлева.

ПРИЛОЖЕНИЕ2 .

Фото 6. Исследую ловушки для выхлопных газов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Фото 4. Носочек, снятый с выхлопной трубы в сравнении с чистым.

Куров Б.М. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом? // Россия в окружающем мире – Аналитический ежегодник 2000г. с 24.

Производственная деятельность предприятий отрасли оказывает воздей­ствие на окружающую среду в следующих проявлениях:

1. изъятие земельных ресурсов для строительства объектов нефтедобычи, нарушение и загрязнение земель;

2. выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, сбросы в поверхностные и подземные воды, а также на подстилающую поверхность;

3. извлечение с нефтью высокоминерализованных попутных вод;

4. захоронение отходов бурения;

5. аварийные разливы нефти.

Основное негативное воздействие предприятия нефтедобычи оказывают на атмосферный воздух. Ежегодно отраслью выбрасывается в атмосферу вредных выбросов около 1650 тыс. т. Основная доля выбросов (98%) приходится на жидкие и газообразные вещества.

Характерными загрязняющими веществами, образующимися в процессе добычи нефти, являются углеводороды (48% суммарного выброса в атмо­сферу), оксид углерода (33%), твердые вещества (20%).

Отраслью неудовлетворительно используется попутный газ, извлекае­мый при добыче нефти. Ежегодно теряется и сжигается в факелах около 7,1 млрд. м 3 нефтяного газа (около 20% извлекаемого). Основная часть этих по­терь приходится на долю Западной Сибири.

Дополнительный ущерб окружающей среде наносят аварии на буровых установках и платформах, а также на магистральных газо- и нефтепроводах, которые являются наиболее типичными причинами загрязнения нефтью по­верхностных вод. Основными причинами аварийных ситуаций являются прорыв трубопроводов из-за коррозии (90,5%), наезд строительной техники, технологические и строительные дефекты.

С целью снижения аварий осуществляется комплекс мероприятий, на­правленных на создание эффективных методов борьбы с коррозией, средств по локализации и ликвидации нефтяного загрязнения, а также диагностика и ремонт трубопроводов.

Для уменьшения отрицательного воздействия производственной деятельности на окружающую среду предприятия и объединения отрасли проводят ком­плекс природоохранных мер, которые наряду с вышесказанными включают:

1. организацию производства технических средств;

2. внедрение систем диагностики трубопроводов и резервуаров;

3. восстановление герметичности колонн скважин;

4. утилизацию нефтяных газов.

Таким образом, нефтедобывающая промышленность дает у п всех вы­бросов в России от промышленных стационарных источников.

На долю нефтедобывающей промышленности приходится всего 2% ис­пользуемой свежей воды промышленностью РФ и только 0,1% сброса сточ­ных вод в поверхностные водоемы. По объему сброс загрязненных сточных вод нефтедобывающих предприятий незначителен. Улов вредных веществ по отрасли стабильно остается невысоким - со­ставляет 47,4 %.

Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (73% суммарного выброса), диоксида серы (18%), оксида углерода (7,0%), оксидов азота (2%).

Потребность в большом количестве воды обусловливается необходимо­стью размещения предприятий вблизи водоемов, что, в свою очередь, выну­ждает принимать меры по защите водных объектов от загрязнения. Со сточными водами в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжелых металлов.

На нефтеперерабатывающих и сланцеперерабатывающих заводах Рос­сии накоплено за предыдущие годы около 95 млн. т отходов, в том числе 2,4 млн. т нефтешлаков, 0,8 млн. т прудовых кислых гудронов, 1,5 млн. т отрабо­танных отбеливающих глин, 10 млн. т избыточных активных илов, 80 млн. т зо­лы сланцепереработки.

На долю нефтеперерабатывающей промышленности приходится менее одного объема свежей воды, используемой промышленностью Российской Федерации, и только 13% сброса сточных вод в поверхностные водоемы.

При добыче, переработке, хранении и транспортировке природного газа наибольший вред окружающей природной среде наносится выбросами вред­ных веществ в атмосферный воздух. От общего объема отходящих веществ при добыче газа улавливается и обезвреживается около 20%. Этот показатель один из самых низких среди всех отраслей промышленности.

Выбросы в атмосферу предприятиями отрасли характеризуются наличи­ем в них оксида углерода (28,1% суммарного выброса в атмосферу), углево­дородов (25,1%), оксидов азота (7,1%) и диоксида серы (5,3%).

Объем забора свежей воды ежегодно составляет около 68 млн. м 3 , объем сброса загрязненных сточных вод - 5 млн. м 3 . Высокий процент экономии воды обусловливается за счет использования оборотных систем водоснабже­ния при переработке газа.

Ежегодно в отрасли рекультивируется и сдается землепользователям около 7 тыс. га. Но задолженность предприятий по рекультивации нарушен­ных земель как постоянного, так и временного пользования остается еще значительной.

На действующих магистральных газопроводах имеют место случаи ава­рии с большими потерями газа. Наибольшая аварийность обусловлена бра­ком строительно-монтажных работ и наружной коррозией металла труб.

Таким образом, газовая промышленность вносит свой вклад в загрязне­ние атмосферного воздуха России (Xs всех выбросов от промышленных стационарных источников). Наиболее существенна доля отрасли по выбро­сам жидких и газообразных веществ (1/20 промышленного объема выброса этих веществ).

Доля газовой промышленности в использовании свежей воды и сбросе сточных вод в поверхностные водоемы незначительна.

Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности являются серь­езными источниками загрязнения воздушного и водного бассейнов. Главные источники загрязняющих веществ - это процесс извлечения серы, регенера­торы катализаторов крекинга в псевдосжиженном слое, нагреватели и котлы. Кроме того, потенциальными источниками загрязнения могут быть емкости для хранения сырья и продуктов, сепараторы воды и нефти.

Трудно сказать, насколько справедливо звучит выражение: «экологические проблемы нефтяной промышленности»? Экологических проблем у промышленности, как и любой другой деятельности человека, быть не может. Это у окружающей среды появляются проблемы вследствие вмешательства человека и использования ее ресурсов. Из-за нефти экологические проблемы возникли и стали масштабными. Особенно, после очередной промышленной революции. Когда производимый из нее мазут стал основным источников энергии для промышленности, вытеснив уголь.

Использовалась она человечеством с незапамятных времен. Самую большую популярность до мазута имел керосин, получаемый из нее несложным, по нынешним меркам, способом. С конца XVIII века керосин стали использовать для ламп освещения.

Воздействие нефти экологические проблемы вызывает лишь после ее изъятия из природных хранилищ. Если она находится в месте своего естественного возникновения, то есть под землей, проблем у природы не вызывает. Нет также упоминаний, что нефть причинила ущерб окружающей, ее среде, то есть под поверхностью земли. Нет доказательств, что она сама, без человеческого участия, причинила значительный ущерб наземной природе. Ее разливы, выступающие на поверхность в некоторых регионах Земли, столь незначительны, что не стоит принимать в расчет.

Общая характеристика

Нефть – это природная жидкость. Маслянистая и горючая. У нее специфический запах и цвет от желто-зеленого до буро-коричневого и черного. Она состоит из сложной смеси углеводородов и различных примесей. Относится, как и торф, уголь, сланцы, к природным ископаемым топливам – каустобиолитам. Глубина ее залегания от нескольких метров до 6 км она относится к не возобновляемым ресурсам.

Свое название она получила из персидского языка. В других языках ее называют «каменное масло» или «горное масло». Она легковоспламеняющаяся жидкость.

Промышленная переработка началась в XVIII веке, до этого ее использовали в неочищенном виде. Первая буровая скважина добыла нефть в 1848 году в районе Баку, там же в 1857 году был построен первых завод.

Процесс происхождение ее в природе до сих пор вызывает споры среди ученых. Основная теория говорит о ее органическом происхождении.

Разведанные запасы составляют порядка 210 млрд. тонн и еще неразведанные примерно столько же. Самые большие запасы ее у Венесуэлы, Саудовской Аравии, Ирана, Ирака, Кувейта, ОАЭ, России, Ливии и других. Эти же страны ее больше всех добывают.

Проблемы

Не корректно также говорить о проблемах, причиной которых стала нефтяная промышленность, как отрасль хозяйственной деятельности человека. Природа страдает не только при бурении скважин, прокладке трубопровода или сжигании мазута. Разве разливы сырой нефти по поверхности моря или почвы, не являются экологическим бедствием? Не причиняет ущерб окружающей среде мазут или другие произведенные из нее продукты, сбрасываемые в реки судами? Это не нефтяная промышленность сжигает тот же мазут на тепловых станциях, а бензин и дизельное топливо в двигателях личных автомобилей. Но от этого проблем у природы не уменьшается. И искать причины экологических проблем только в этой отрасли промышленности нельзя.

В той или иной степени связанные с нефтью экологические проблемы следует рассматривать комплексно. Они состоят из проблем, вызванных нефтью и производственными процессами, в которых она участвует. Воздействие на природу происходит при непосредственном соприкосновении экосистемы с сырой нефтью, во время работ по разведке, добыче, хранению, транспортировке и ее переработке, а также перевозке нефтепродуктов и их использовании.

Промышленность, ее подразделения

У нефтяной промышленности сущность экологической проблемы заключается в несовершенстве технических процессов и оборудования, их недостаточной оснащенности для обеспечения безопасности, исключении аварий и максимально эффективного использования ее на каждом технологическом этапе.

Нефтяная промышленность является одной из ведущих отраслей экономики, тех стран мира, где есть нефть. Промышленность состоит из нескольких подразделений. Каждое подразделение выполняет определенный комплекс работ. Деятельность разбита на этапы: добыча, которой предшествует разведки и бурение, хранение, транспортировка и переработка.

Первым этапом «взаимоотношений» человека с нефтью является ее добыча. Это сложный производственный процесс, включающий в себя геологоразведку, бурение скважин, очистку добытого сырья от воды, парафина, серы и других примесей, а также перекачку до первичных пунктов хранения и учета.

Влияние на природу

При добыче нефти экологические проблемы возникают практически сразу. Начинаются они с расчистки мест для установки бурового оборудования. Для этого производится вырубка леса или иная зачистка участка от растительности. Одновременно участок, отведенный под работы, засоряется продуктами жизнедеятельности людей, отработанными материалами, грунтом, поднятым на поверхность. Страдает прилегающая территория. Ее используют работники для своих нужд. К месту бурения прокладывают подъездные пути. Расчищают мета для прокладки трубопровода. В итоге природа получает целый комплекс загрязнений. Но это только предварительный этап. С начала добычи сырья, наносимый окружающей среде вред значительно возрастает. В первую очередь за счет разлива сырой нефти. Это может быть как технологический, так и аварийный вылив. В этом случае почва, наземные и подземные водные источники получают такое загрязнение, для восстановления после которого им потребуются долгие годы. Негативные последствия для природы не заканчиваются с выкачкой из подземного месторождения. Возникающие в результате пустоты, приводят к движению грунтов. Происходят провалы почвы, ее смещение и эрозия. Следует отметить, что, как правило, месторождения углеводородов находятся в природных зонах с очень хрупкой экосистемой. Экологический баланс в этих местах формировался очень сложно и может быть легко разрушен.

Далее идут транспортировка нефти, ее хранение и переработка. Наибольшие проблемы возникают при транспортировке. Какой бы вид транспорта для этого ни был задействован, везде происходит ее вылив. При транспортировке трубопроводом, железнодорожным или автомобильным транспортом вылившаяся нефть попадает на почвы, если водным – остается на поверхности воды. Она растворима в органических растворителях и не растворима в воде. Потому ее пятна долго остаются на поверхности.

Последний этап, который относят к нефтяной промышленности – это переработка. Из нее производят различные виды топлива, сырье для химической промышленности, материалы строительства и так далее.

Продукты, получаемые в результате переработки, обладают большинством ее свойств. При сжигании их в качестве топлива выделяется большое количество углекислого газа, оксид азота, различные сернистые соединения. Повышение их содержания в атмосфере ведет к изменению климата, «кислотным дождям» и «парниковому эффекту».

Нефтью и нефтепродуктами загрязняются воды планеты. Ежегодно в Мировой океан их попадает до 10 млн. тонн. А ведь только литр нефти, плавающий пятном на поверхности морской воды, лишает ее 40 тысяч литров кислорода. Тонна же может оказать отрицательное воздействие на площадь в 12 км 2 .

Уменьшение кислорода в воде и увеличение углекислого газа в атмосфере – это основные «симптомы болезни» биосферы. Не приняв необходимых действий, может привести к фатальным в первую очередь для человека, последствиям.

Видео — Нефтяное пятно на поверхности Енисея

Во время проведения разведочных и эксплуатационных буровых работ («разбуривания месторождения»), а также в ходе извлечения и первичной обработки нефти образуются десятки тысяч тонн различных отходов, основными из которых являются буровые растворы, шламы и пластовые воды. Степановских А.С. Охрана окружающей среды при добычи нефти. М.: Юнити, 2006 С. 52

1. Буровые растворы - это наиболее токсичная часть буровых отходов.

Понятие «Буровые растворы» охватывает широкий круг жидких, суспензионных и аэрированных сред, выполняющих различные функции: улучшение буримости породы, ее размыв и вынос, сохранение целостности стенок скважины, предохранение бурового оборудования от коррозии и т.д. Принципиально буровые растворы можно разделить на три группы: на нефтяной основе, синтетические и на водной основе (наименее токсичные).

Химический состав бурового раствора зависит от его назначения, типа пород и метода бурения, хотя существует ряд обязательных моментов. Непременным компонентов любого бурового раствора является бентонит (монтмориллонитовая глина). Глина используется как структурообразователь раствора и регулятор вязкости. В некоторых случаях применяется палыгорскитовая глина - атапульгит.

Аномально высокие пластовые давления часто превышают гидростатическое давление столба бурового раствора в скважине, поэтому его необходимо утяжелять, для чего применяется баритовый утяжелитель (безводный сульфат бария), являющийся за рубежом единственным материалом, служащим в этих целях. В качестве регулятора щелочности применяются такие реагенты, как каустическая сода (NaOH). Поверхностно активные вещества (ПАВ) также входят в состав любого бурового раствора. В качестве ПАВ используют сульфанол, дисолван, стеарокс и различные оксиэтилированные спирты. Для дегазации буровых растворов используют реагенты-пеногасители: соасток, карболинеум, синтетические жирные кислоты и т.д.

При добычи нефти на морских шельфах буровые растворы на водной основе обычно сбрасываются в море без предварительной очистки и нейтрализации.

• 2. Шлам - представляет собой выбуренную в скважине горную породу, поднятую на поверхность с буровым раствором. Насколько известно авторам, состав и количество конкретных загрязняющих (токсичных) веществ в буровых шламах на сахалинском шельфе как следует не изучены. Однако известно точно, что рыбохозяйственные ПДК на этот вид отходов не устанавливаются.
• 3. Пластовые воды - воды, поступающие из нефтегазоносных подземных пластов вместе с нефтью и газом в процессе нефтедобычи. Как правило, они содержат остаточные количества нефти, загрязнены природными низкомолекулярными углеводородами, неорганическими солями и взвешенными веществами. Объем нефти, поступающей в море в составе пластовых вод, может достигать десятков тонн в год. Например, в Северном море нефть, поступающая с пластовыми водами, составляет 20% от всех нефтяных сбросов в этом регионе. Кроме собственно нефти, пластовые воды отличаются повышенным содержанием полиароматических (особо токсичных) углеводородов.

1. Буровые растворы. Бентонитовая глина по своему составу не представляет угрозы химического загрязнения. Однако, она увеличивает мутность воды, что важно при добычи нефти на шельфах. Повышенная мутность воды отпугивает рыб от нерестилищ и миграционных путей. Это особенно важно для Северного Сахалина, где ухудшение экологической обстановки уже привело к тому, что нарушено 40% нерестилищ лососевых рыб, и 130 рек в значительной степени потеряли свое нерестовое значение. Поля повышенной мутности нарушают продукционные процессы в верхнем фотосинтетическом слое, что может привести к нарушениям на экосистемном уровне. Высокая мутность отрицательно воздействует на фильтрационные аппараты моллюсков и ракообразных. Установлено, что даже в минимальных количествах, не влияющих на выживаемость, бентонит и атапульгит вызывают абортивный нерест у двустворчатых моллюсков. Заиливание в районе буровых работ, происходящее вследствие осаждение взвесей из сбросов шламов и буровых растворов, приводит к изменению характера грунтов, и, как следствие, к изменению структуры бентосных сообществ.

Барит. Оценка токсичности барита несколько различается в нашей и зарубежной литературе. Американские ученые считают его практически не токсичным, или малотоксичным, веществом. В работах наших и отдельных западных токсикологов приводятся данные, говорящие о более высокой токсичности барита. Барит, также как и глины, повышает мутность воды, но быстрее оседает на дно, поэтому его влияние более ощутимо для бентоса, чем для планктона. Барит значительно снижает численность полихет, и, в меньшей степени, моллюсков, в донных сообществах.

Нефтегазовие компании часто ссылаются на то, что используемые при бурении вещества малотоксичны, и их сброс не превышает норму. Но при этом имеется в виду оценка степени токсичности по американским стандартам, и норма - по средним объемам сброса. Хаустов А.П., Редина М.М. Охрана окружающей среды при добыче нефти. М.: Дело, 2006 С. 80

Между тем, оценить реальную степень токсичности вещества, пользуясь классификацией Американского института нефтяных исследований, довольно сложно.

В целом, изменения, происходящие под влиянием буровых растворов на экосистемном уровне, сводятся к следующему:

• * уменьшение продолжительности жизни в большинстве популяций;
• * полное исчезновение некоторых видов;
• * аномальные вспышки численности отдельных форм;
• * смена доминирующих и субдоминирующих видов.
• 2. Буровые шламы. При контакте выбуренной породы с буровым раствором ее минеральные частицы адсорбируют токсичные вещества, входящие в его состав. Также выбуренная порода накапливает в процессе бурения нижних горизонтов сырую нефть и ее фракции.

Согласно некоторым международным стандартам (GESAMP, 1993), допустимое содержание нефти в шламах не должно превышать 100 мгл. Но, даже если считать, что эта норма выдерживается, то она гораздо выше концентраций, вызывающих летальный эффект для некоторых видов организмов.

В воде шламы дифференцируются на крупные и тяжелые частицы, быстро оседающие на дно, и мелкие фракции (размером 0,01 мм), которые неделями могут парить в толще воды, увеличивая ее мутность. Увеличение концентрации взвешенных веществ, приводит к снижению прозрачности и, как следствие, к изменению теплового режима поверхностного слоя воды, что, в свою очередь, влияет на процесс испарения воды, и подъем холодных донных масс.

3. Пластовые воды. Основная опасность пластовых вод заключается в высоком содержании нефтеуглеводородов. Как правило, нефтяные сепараторы отделяют, в основном, взвешенную и диспергированную нефть, тогда как водорастворимые фракции нефти в концентрациях от 20 до 50 мгл и выше остаются и попадают на прилегающую к месту разработки территорию со сбросами.

При освоении нефтегазовых месторождений каждый раз приходится сравнивать относительный экологический риск воздействия на лесные и болотные экосистемы. В таблице ниже рассмотрены основные варианты воздействия на лесные и болотные экосистемы при освоении нефтяных месторождений и их последствия в общем случае. Грей Ф. Добыча нефти. М.: Олимп-Бизнес, 2001 С. 79

Последствия воздействий на болотные экосистемы не всегда могут быть рассмотрены однозначно как отрицательные. При засыпке песком и при прокладке трубопровода болота часто замещаются лесными сообществами, которые могут оказаться более ценными с экологической точки зрения. Тенденция смены лесными сообществами и накопление древесного подроста наблюдается при обсушке болотных экосистем, когда болотный сток перегораживается дорожными дамбами. При слабых солевых загрязнениях на олиготрофных местообитаниях в десятки раз увеличивается прирост сосны, а сфагновые мхи меняются на гипновые. Во всех этих случаях устойчивость болотных экосистем ниже чем лесных, но экологический риск может быть расценен как меньший, в зависимости от конкретной ситуации.

Таблица 1. Воздействие нефтедобычи на экосистемы

В целом, влияние буровых отходов на экологию сводится к следующему Грей Ф. Добыча нефти. М.: Олимп-Бизнес, 2001 С. 113:

• 1. Изменение условий существования животных и растений
• 2. Загрязнение воды и грунтов токсичными веществами:
  • * хроническое загрязнение тяжелыми металлами (ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, цинк и др), содержащимися в буровых растворах и шламах;
  • * поступление в воду нефти и ее фракций, низкомолекулярных углеводородов, высокотоксичных, мутагенных и канцерогенных полиароматических углеводородов и органических кислот (GESAMP, 1993);
  • * образование радиоактивного осадка радионуклидами, поступающими с пластовыми водами.