Токсиколого-гигиеническая характеристика нефти и нефтепродуктов в водоемах и методы очистки

ГБОУ ВПО ВГМА им. Н. Н. Бурденко Минздрава России Кафедра общей гигиены Контрольная работа № 1

По дисциплине: Основы экологии и охраны природы На тему: «Токсиколого-гигиеническая характеристика нефти и нефтепродуктов в водоемах и методы очистки»

Студентки 3 курса 202 группы заочного отделения Фармацевтического факультета Корневой Анны Николаевны

Содержание Введение

1. Влияние нефти и нефтепродуктов на водоемы

2. Методы очистки водоемов от нефти и нефтепродуктов

3. Ситуационная задача Заключение

Введение

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов является наиболее актуальной. Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.

Вода составляет большую часть любых организмов, у человека на её долю приходится 60−80% массы тела. Вода является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы. Для человека вода имеет важное производственное значение: она транспортный путь, источник энергии, сырье для получения продукции, охладитель двигателей, очиститель и т. д.

Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько воды, сколько расходовал при её испарении. Если не менялся климат, то не мелели реки и не снижался уровень воды в озёрах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличилось испарение с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океанов и появление на его поверхности нефтяной плёнки уменьшило количество воды, испаряемой океаном. Всё это ухудшает водоснабжение биосферы. Более частыми становятся засухи, возникают очаги экологических бедствий.

нефть загрязнение водный

1. Влияние нефти и нефтепродуктов на водоемы Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость обычно темно-коричневого цвета, обладающую слабой флуоресценцией. Состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Примерный состав сырой нефти: 80 — 85% углерода, 10 — 14% водорода, 0,01 — 7% серы, 0,01% азота и до 7% кислорода.

Основные компоненты нефти — углеводороды, которые подразделяются на:

1) парафины (алканы) — до 90% от общего состава нефти. Это устойчивые насыщенные соединения. Парафины включают такие газы как метан, этан, пропан и др. Легкие парафины обладают большой летучестью и растворимостью в воде.

2) циклопарафины (нафтены) — циклопентан, циклогексан, бициклические и полициклические нафтены. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

3) ароматические углеводороды — очень летучие химические соединения — бензол, толуол, ксилол, а также нафталин, антрацен, фанантрен.

4) олефины (алкены).

Также сырая нефть включает ряд следовых металлов — V, Ni, Fe, Al, Na, S, Ca, Cu, U, концентрация которых зависит от того, где была добыта нефть. Наличие следовых металлов позволяет при обнаружении разлива нефти провести анализ и установить тип нефти, месторождение.

В наше время, когда хорошо развита промышленность, экологическая проблема стала более серьезной. Невозможность контролировать все выбросы современных заводов, ставит под угрозу водные экосистемы.

Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Значительные количества нефтепродуктов поступают в поверхностные водные объекты со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности. Особенностью промышленных сбросов является их локальный характер, приводящий иногда к созданию высоких концентраций нефти и нефтепродуктов на ограниченном участке акватории.

Нефтяные компоненты при поступлении в поверхностные воды находятся в различных формах (масляная, растворенная, эмульгированная, адсорбированная). В начальный период 60−70% поступившей нефти содержится в водной массе в растворенном, эмульгированном, адсорбированном состоянии. Обычно эмульгированных компонентов в 2 раза больше растворенных. Последние состоят на 80−90% из ароматических углеводородов (бензол, толуол, этилбензол, ксилол и др.), обладающих высокой токсичностью в связи с повышенной способностью к растворению в воде.

При попадании нефти в воду обычно сразу образуется слик (поверхностная пленка), по которой можно оценить масштабы разлива. Далее последовательно идут следующие процессы: испарение, растворение, эмульгирование, окисление, образование устойчивых нефтяных агрегатов, седиментация, биодеградация (микробное разрушение).

Скорость растекания нефтепродуктов из легких фракции (бензина, керосина) ниже, чем нефтепродуктов, содержащих тяжелые фракции (мазут, масло), так как поверхностное натяжение на границе с водой первых выше, чем у содержащих тяжелые фракции.

Зона загрязнения распространяется на расстояние в несколько километров от места попадания нефтепродуктов в водную среду. Распространение пролитой нефти в условиях водоема происходит в основном под воздействием течения, ветра и колебаний уровня воды.

Плавучая нефтяная пленка может захватывать громадные пространства. Установлено, что одна капля нефти образует на поверхности водоема пятно площадью примерно 0,25 м², а одна тонна нефти покрывает площадь около 500 га поверхности водоема.

Все виды нефти содержат легкокипящие компоненты, которые быстро испаряются. В течение нескольких дней 25% нефтяного пятна исчезают в результате испарения. Низкомолекулярные компоненты выводятся из нефтяного пятна главным образом в результате растворения.

2. Методы очистки водоемов от нефти и нефтепродуктов Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов на объектах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, при транспорте этих продуктов наносят ощутимый вред экосистемам, приводят к негативным экономическим и социальным последствиям.

Независимо от характера аварийного разлива нефти и нефтепродуктов (ННП) первые меры по его ликвидации должны быть направлены на локализацию пятен во избежание распространения дальнейшего загрязнения новых участков и уменьшения площади загрязнения.

Существует несколько методов ликвидации разлива ННП: механический, термический, физико-химический и биологический.

Одним из главных методов ликвидации разлива ННП является механический сбор нефти. Наибольшая эффективность его достигается в первые часы после разлива. Это связано с тем, что толщина слоя нефти остается еще достаточно большой. (При малой толщине нефтяного слоя, большой площади его распространения и постоянном движении поверхностного слоя под воздействием ветра и течения процесс отделения нефти от воды достаточно затруднен.)

Термический метод, основанный на выжигании слоя нефти, применяется при достаточной толщине слоя и непосредственно после загрязнения, до образования эмульсий с водой. Этот метод применяется в сочетании с другими методами ликвидации разлива.

Физико-химический метод с использованием диспергентов и сорбентов рассматривается как эффективный в тех случаях, когда механический сбор ННП невозможен, например при малой толщине пленки или когда разлившиеся ННП представляют реальную угрозу наиболее экологически уязвимым районам.

Биологический метод используется после применения механического и физико-химического методов при толщине пленки не менее 0,1 мм.

Нефтесборные устройства, или скиммеры, предназначены для сбора нефти непосредственно с поверхности воды. В зависимости от типа и количества разлившихся нефтепродуктов, погодных условий применяются различные типы скиммеров как по конструктивному исполнению, так и по принципу действия.

По принципу действия нефтесборные устройства подразделяются на: пороговые, олеофильные, вакуумные и гидродинамические.

Нефтесборные системы предназначены для сбора нефти с поверхности моря во время движения нефтесборных судов. Эти системы представляют собой комбинацию различных боновых заграждений и нефтесборных устройств.

Диспергенты представляют собой специальные химические вещества и применяются для активизации естественного рассеивания нефти с целью облегчить ее удаление с поверхности воды раньше, чем разлив достигнет более экологически уязвимого района.

Для локализации разливов ННП обосновано применение и различных порошкообразных, тканевых или боновых сорбирующих материалов. Сорбенты при взаимодействии с водной поверхностью начинают немедленно впитывать ННП, максимальное насыщение достигается в период первых десяти секунд (если нефтепродукты имеют среднюю плотность), после чего образуются комья материала, насыщенного нефтью.

3. Ситуационная задача Состав продукта творожного взбитого фруктового «Творожок» нормальной жирности: молоко обезжиренное, сливки, сахар, вода, клубника, стабилизаторы (крахмал, желатин, гуаровая камедь, ксантановая камедь, камедь рожкового дерева), ароматизатор, идентичный натуральному, краситель — натуральный кармин, закваска, сычужный фермент.

1. Определите, какие пищевые и биологически активные добавки входят в состав продукта.

2. Перечислите группы пищевых добавок (с примерами), использованных в продукте.

3. Расшифруйте необходимость применения той или иной пищевой добавки.

Ответ: В состав продукта творожного взбитого фруктового «Творожок» входят такие пищевые добавки, как — стабилизаторы (крахмал, желатин, гуаровая камедь, ксантановая камедь, камедь рожкового дерева), ароматизатор, идентичный натуральному, краситель — натуральный кармин, закваска, сычужный фермент. К биологически активным добавкам относят — молоко, сахар, клубнику.

Стабилизаторы позволяют сохранить однородную смесь двух или более несмешиваемых веществ в пищевом продукте.

Ароматизаторы применяются в пищевой промышленности и в кулинарии для придания пищевому продукту специфического аромата.

Красители применяются для усиления и восстановления цвета продукта.

Заключение

Нефть и нефтепродукты являются основными загрязнителями водоемов, попадая туда, они создают разные формы загрязнения. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу для всего живого. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Разложение нефтепродуктов в водоеме приводит к изменению состава природных вод: росту численности бактерий и изменению их видового состава, увеличению концентрации токсических продуктов (фенолов, нафтолов и других оксипроизводных углеводородов), вспениванию воды, развитию зоопланктона и водорослей фитопланктона. Ухудшение качества природных вод вследствие загрязнения их нефтепродуктами резко снижает и качество получаемых питьевых вод для населения.

Основными направлениями борьбы с нефтяными загрязнениями являются профилактические мероприятия: повышение культуры производства, экологической компетентности работников любого уровня, введение материальных стимулов за экологическую безопасность производства; обязательный и регулярный вневедомственный контроль; расширение программы борьбы с коррозией оборудования, приводящей к разливам нефти и нефтепродуктов; расчет экономической эффективности природоохранительных мероприятий.

Согласно, Водному кодексу РФ, водопользователи обязаны стремиться предотвращать потери воды, не допускать загрязнение, засорение и истощение водных объектов, обеспечивать сохранение температурного режима.

1. Орлов Д. С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие. М.: Высшая школа, 2004.О.В. Мензикова

2. Вылкован А. И., Венцюлис Л. С, Зайцев В. М., Филатов В. Д. Современные методы и средства борьбы с разливами нефти: Научно-практическое пособие. — СПб.: Центр-Техинформ, 2005.

3. Основы экологии и охраны природы: ученое пособие для студентов фармацевтических факультетов (гриф УМО). — Т. Е. Фертикова, В. И. Каменев, В. И. Леонов.- Воронеж: Изд-во «Печатный двор», 2012.