«Нефть как источник проблем человечества»



Скачать 324.29 Kb.
Дата23.11.2017
Размер324.29 Kb.
ТипРеферат


Районная научно-практическая конференция учащихся по химии «Будущие ученые»

Реферат


«Нефть как источник проблем человечества»

Автор: Исаева Маргарита Л., ученица

10 класса МОУ СОШ

пгт. Новокручининский

Научный руководитель: Журова О. В.,

учитель химии МОУ СОШ пгт. Новокручининский

2012

Содержание:



1. Введение………………………………………………………………………3

2. Нефть как полезное ископаемое

2.1 Концепции происхождения нефти……………………………………...4

2.2 Состав и свойства нефти………………………………………………...8

2.3 Добыча, способы переработки нефти и использование продуктов

нефтепереработки………………………………………………………..9

3. Проблемы использования нефтепродуктов в народном хозяйстве и пути их

решения


3.1 Экологические проблемы, связанные с авариями при транспортировке

нефтепродуктов…………………………………………………………..11

3.2 Социальные проблемы, связанные с добычей и продажей нефти……17

3.3 Проблема истощения нефтяных запасов Земли. Будущее без нефти…18

4. Заключение………………………………………………………………………19

5. Список использованной литературы…………………………………………21

6. Приложение……………………………………………………………………..22

1. Введение

Проблема использования нефти в современном обществе - весьма актуальная тема. С одной стороны, нефть - это важнейшее полезное ископаемое. Современное общество широко использует продукты ее переработки. Нефть и ее производные обладают высокой теплотой сгорания, и поэтому используются как моторное топливо. В связи с быстрым развитием нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. С другой стороны, использование нефти дает человечеству не только выгоды, но и проблемы. Экологические проблемы связаны с загрязнением нефтью водоемов и почв, а также с загрязнением атмосферы продуктами сгорания автомобильного топлива. Социальные проблемы связаны с зависимостью стабильности международного рынка от цен на нефть, с зависимостью стран-потребителей нефти от стран- нефтедоноров. Кроме того, ученые утверждают, что запасы нефти на Земле истощаются, и к 2050 году человечество столкнется с энергетическим кризисом. Таким образом, мое поколение в трудоспособном возрасте столкнется с этими проблемами вплотную. Поэтому целью написания моего реферата является изучение проблемных вопросов использования нефти, путей их решения.

При составлении реферата мною были выполнены ряд задач:

1. Сбор информации по печатным источникам школьной библиотеке и кабинета химии, а также в Интернете;

2. Анализ источников информации и отбор необходимых для реферата материалов;

3. Структурирование отобранных материалов и составление текста реферата.

Содержательными задачами реферата являются

А. Изучение нефти как полезного ископаемого: гипотезы происхождения, состав, свойства, способы добычи и переработки нефти, использование нефтепродуктов;

Б. Исследование проблем использования нефтепродуктов в народном хозяйстве и путей их решения

2.1 Концепции происхождения нефти

В изученной мною литературе встречается две концепции происхождения нефти:

1. Биогенная или органическая.

2. Абиогенная или неорганическая.

ОРГАНИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ

Основное предположение - нефть образовалась в осадочном чехле земной коры из продуктов разложения органических веществ.

Органическая концепция начинает развиваться после создания работы М. В. Ломоносова о нефти. Он писал: «Увериться можем о происхождении сих горючих подземных материй из растущих вещей их легкостью». Сторонники органической концепции также спорили о том, что явилось исходным веществом для нефти: растения или животные? Победили те, кто утверждал: и растения, и животные. Другим предметом спора было место залегания нефти. Одни ученые считали, что нефть залегает там же, где и образовалась, другие, что нефть образовалась в одном месте, а скопилась в другом. Победила вторая точка зрения.

Органическая концепция в своем развитии опирается на геологические наблюдения. Так, 99,9% известных скоплений нефти приурочено к осадочным толщам. Поэтому ученые считают, что нефть является продуктом процесса осадонакопления. Было установлено, что залежи нефти находятся в линзах проницаемых пород, окруженных непроницаемыми породами.

Интересными оказались результаты исследования осадочных пород. Так, в глине в 2–4 раза больше органического вещества, чем в песке. Данное органическое вещество (ОВ) подразделяется на три фракции: битумоиды, гуминовые кислоты и кероген. Битумоиды сходны по составу с нефтями в залежах. Они составляют до 10–15 % ОВ. Битумоиды на 5–55 % состоят из углеводородов. Поэтому чем больше углеводородов в осадке, тем богаче эти породы битумоидами. ОВ состоит на 15–20 % из гуминовых кислот. Нерастворимое осадочное органическое вещество называется керогеном. Кероген сходен по составу с бурым углем. ОВ состоит на 70–80 % из него.Битумоиды рассеянного ОВ подобны липоидам – жирам, состоящим из длинным углеродных цепей. Отсюда сделан вывод: липоиды, синтезируемые организмами, являются источником битумоидов в осадках. В настоящее время можно считать доказанной возможность образования углеводородов из липоидов, белков и углеводов. Липоиды по своему химическому составу стоят ближе всего к соединениям, входящим в состав нефти. Некоторые ученые полагают, что уже само механическое накопление углеводородов, попадающих из живого вещества в осадок, может привести к образованию нефти. На процесс происхождения нефти также влияют горные породы. Так, алюмосиликаты, из которых состоит глина, являются катализаторами в процессе образования нефти. И именно в глинистых породах происходит преобразование рассеянного ОВ.

С позиций современной органической позиции нефть образуется следующим образом: Моря и озера населены планктоном. После его отмирания остатки растений и животных организмов падают на дно, образуя толстый слой ила. После этого начинается биохимическая стадия образования нефти. Микроорганизмы при ограниченном доступе кислорода перерабатывают белки, углеводы и т.д. При этом образуются метан, углекислый газ, вода и немного углеводородов. Данная стадия происходит в нескольких метрах от дна моря. Затем осадок уплотняется: происходит диагенез. Начинаются химические реакции между веществами под действием температуры и давления. Сложные вещества разлагаются на более простые. Биохимические процессы затухают. С увеличением глубины растет содержание рассеянной нефти. Так, на глубине до 1,5 км идет газообразование, на интервале 1,5–8,5 км идет образование жидких углеводородов – микро-нефти – при температуре от 60 до 160°С. А на больших глубинах при температуре 150 –200°С образуется метан. По мере уплотнения илов микро-нефть выжимается в вышележащие песчаники. Это процесс первичной миграции. Затем под влиянием различных сил микро-нефть перемещается вверх по наклону. Это вторичная миграция, которая является периодом формирования самого месторождения.

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ

Существует несколько вариантов концепции неорганического происхождения нефти.

Наиболее последовательной является минеральная (карбидная) гипотеза Менделеева. Менделеев доказывает, что при образовании нефти главным остатком разложения является уголь, а в Пенсильвании и Канаде нефть встречается в девонских и силурийских пластах, угля не заключающих. Из животного жира нефть также не могла произойти, так как они бы дали много азотистых соединений, которых мало в нефти. Причем запасы нефти огромны, и для их образования потребовалось бы много жиров. Менделеев полагает, что вода, проникая глубоко в землю и встречая там углеродистое железо, реагирует с ним и дает окислы и углеводороды (пары нефти). Они поднимались до холодных слоев и давали нефть и, если не было бы препятствий, поднимались бы на поверхность. Сторонники органической концепции признают, что Менделеевым «впервые серьезно и научно был поставлен вопрос о генезисе нефти».

В 1950 г. профессор Кудрявцев выдвинул магматическую гипотезу образования нефти. Кудрявцев считает, что в мантии Земли при высокой температуре образуются углеводородные радикалы СН, СН2 и СН3. Вследствие перепада давления они перемещаются ближе к земной поверхности. В результате понижения температуры радикалы реагируют между собой и с водородом, образуя большое количество простых и сложных углеводородов. К ним примешиваются углеводороды, полученные из окиси углерода и водорода. Дальнейшее движение углеводородов, обусловленное огромным перепадом давлений и разностью давлений нефти и воды, происходит по заполненным водой трещинам и приводит их на поверхность или в ловушки (часть природного резервуара, в которой может установиться равновесие между газом, нефтью и водой).

Существует и космическая гипотеза неорганического происхождения нефти. Согласно данной гипотезе, Земля при остывании и формировании ее как планеты захватила водород из первичной газовой материи. Этот водород, перемещаясь по глубинным разломам на поверхность, вступает в реакцию с углеродом жидкой магмы и образует нефтяные углеводороды.

Неорганическая концепция, так же как и органическая, опирается на наблюдения. Так, известно около 30 залежей нефти, приуроченных к изверженным и метаморфическим породам.

Я склоняюсь к органической теории происхождения нефти, и согласна с доводами органиков по этому поводу:

1. Практически все известные месторождения нефти и газа были обнаружены с использованием органической теории происхождения нефти и газа. Или, по, крайней мере объяснены с этой точки зрения. Все месторождения связаны с осадочными породными бассейнам. Единичные, плохо доказанные случаи обнаружения нефти и газа в породах, не связанных с осадочными бассейнами, как правило, имеют объяснение (миграция нефти из поднавдиговых зон, миграция нефти из вмещающих осадочных пород). Для нахождения бассейна с залежами нефти обязательно наличие в нем достаточного количества пород с высоким содержанием органического вещества (первые процента) - например, баженовские глины в Западной Сибири. Породы эти должны быть хорошо "прожарены", то есть находится при определенных температурах определенное время (палеотемпературы и возраст надежно определяется), но не настолько прогреты, чтобы нефть полностью разложилась на газ. Далее - эти породы должны еще находится в описанном окне нефтеобразования именно в тот момент, когда есть сформированные ловушки нефти и газа, чтобы нефть и газ могли туда мигрировать. И потом эти ловушки должны все время не быть разрушенными - но это к теории происхождения нефти не относится. Кроме того должны быть обеспечены пути миграции из нефтематеринских пород к ловушкам. Огромное количество неудачного бурения (наличие ловушки далеко не всегда означает наличие нефти - там может быть просто вода) обусловлены именно тем, что не было подходящего количества органического вещества, в подходящее время, в подходящем месте, на подходящей глубине. Органическая теория все это объясняет и на ее основе можно делать выводы о наличии (вероятности) нефти в ловушке. Абиотическая теория - ничего не объясняет.


2. Да, в вулканах находят углеводородные газы. Но, только до пропана (или пентана - не помню честно). Никаких молекул сложнее С5 нет. Вся нефть состоит из очень сложных молекул вплоть до тысяч атомов углерода. Никаких признаков извержения молекул длиннее, чем С5 из вулканов нет. Также подобные молекулы не приурочены к магматическим или метаморфическим породам. Сложные молекулы углеводородов были найдены только в осадочных бассейнах.
3. Если абиотическая теория верна, тогда можно ожидать нахождения нефти и газа в космосе - на других планетах. Ничего сложнее С5 там не находили. В том числе и в метеоритах, в изобилии падающих на Землю.
4. Разработана теория поиска нефти и газа на основе органического происхождения углеводородов. И эта теория имеет предсказательную силу - то есть, где ищут, там находят. Пока абиотики успехов не достигли - то есть они не могут использовать свою теорию, для того, чтобы предсказать где будет нефть и газ.
5. Одно из самых твердых доказательств. Техническое. Нефть очень часто подвергают масс-спектроскопическому анализу. Всегда в нефти находят в огромном количестве только молекулы с нечетным количеством атомов углерода. Соотношение нечетные/четные до 100 к 1. Если нефть согласно абиотикам образовывается путем соединения легких углеводородов (тех самых газов до пентана, которые действительно есть в недрах и не являются органическими), то нет механизма объяснения такого преобладания нечетных углеводородов. Однако если нефть образуется из вещества живых организмов, которое в подавляющем большинстве содержит белки, липиды, пептиды и другие вещества с четным количеством атомов углерода, то от органической молекулы просто отрывается СООН группа, после чего и остаются молекулы с нечетным количеством атомов углерода.

2.2 Состав и свойства нефти

Нефть и нефтепродукты в основном состоят из углерода — 83-87%, водорода — 12-14% и серы — 3-4%, остальное — азот и кислород, т.е. основу сложной по химическому составу и структуре жидкости составляют углеводороды: парафиновые, нафтеновые и ароматические. К парафиновым углеводородам нефти относятся метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); к нафтеновым - этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен; к ароматическим углеводородам — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол.

Физические свойства нефти:

Главнейшим свойством нефти, принесшим им мировую славу исключительных энергоносителей, является их способность выделять при сгорании значительное количество теплоты. Нефть и ее производные обладают наивысшей среди всех видов топлив теплотой сгорания. Важным показателем для нефти является температура кипения, которая зависит от строения входящих в состав нефти углеводородов и колеблется от 50 до 550°С. Нефть, как и любая жидкость, при определенной температуре закипает и переходит в газообразное состояние. Различные компоненты нефти переходят в газообразное состояние при различной температуре. Важным является свойство нефтей растворять углеводородные газы. В 1 м3 нефти может раствориться до 400 м3 горючих газов. Большое значение имеет выяснение условий растворения нефти и природных газов в воде. Нефтяные углеводороды растворяются в воде крайне незначительно. Нефти различаются по плотности. При добыче нефти важно знать ее вязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамической вязкостью называется внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкости движению общего потока. Нефти имеют неодинаковые оптические свойства. Под действием ультрафиолетовых лучей нефть способна светиться. При этом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым и желто-бурым. Это используется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком и имеет высокое удельное сопротивление. На этом основаны электрометрические методы установления в разрезе, вскрытом буровой скважиной, нефтеносных пластов. Нефть в качестве сырья для производства различных видов топлива и масел обладает рядом неоспоримых преимуществ, прежде всего высокой калорийностью, относительной простотой способов ее добычи, транспортирования и переработки.

2.3 Добыча, способы переработки нефти и использование продуктов нефтепереработки

Добыча нефти происходит посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для добычи и подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев.

Существует несколько способов переработки нефти:

1.Перегонка (ректификация)

2.Крекинг (разложение)

3.Риформинг - ароматизация

Ректификация (от лат. rectus — правильный и facio — делаю) — разделение смесей жидкостей, основанное на неоднократном испарении жидкостей и конденсации паров. Ректификацию осуществляют в специальных ректификационных колоннах.

Крекинг – это термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к образованию углеводородов с меньшим числом атомов в молекуле. При крекинге сырьем являются высококипящие фракции.

Каталитический крекинг – крекинг углеводородов под действием катализатора (в его роли выступают алюмосиликаты – смесь Al2O3 и SiO2) с целью повысить октановое число. В результате образуются разветвленные и ароматические углеводороды, что позволяет повысить качество топлива.

Гидрокрекинг – это процесс превращения парообразной нефти в бензин и реактивное топливо под действием водорода при высоком давлении, повышенной температуре и наличии катализатора (на основе вольфрама, никеля или платины).

Риформинг - (от англ. Reforming - переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти. До 30-х годов 20 века риформинг представлял собой разновидность термического крекинга и проводился при 5400 С для получения бензина с октановым числом 70-72.

С 40-х годов риформинг - каталитический процесс, научные основы которого разработаны Н.Д. Зелинским, а также В.И. Каржевым, Б.Л. Молдавским. Впервые этот процесс был осуществлен в 1940 г в США. Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-5200 С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. во избежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты. Большое значение имеет риформинг для производства ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и др.). Ранее основным источником получения этих углеводородов была коксовая промышленность.

В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8 % от объёма мировой добычи).

3. Проблемы использования нефтепродуктов в народном хозяйстве и пути их решения

3.1 Экологические проблемы, связанные с авариями при транспортировке нефтепродуктов

Химическое загрязнение мирового океана нефтью связано, прежде всего, с ее транспортировкой. Общественность обоснованно уделяет большое внимание катастрофам танкеров. Вот только несколько примеров:

- При аварии танкера "Торри Каньон" в 1967 году у берегов Западной Европы и в результате этого в море было выброшено 120 тыс. т. сырой нефти. 60-70 тыс. т частично уничтожены благодаря быстро принятым мерам, частично оказались выброшены на берег Англии и Франции. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90 % морских птиц этих районов.

- 1974 г. - авария американского танкера „Трансхерон", имевшего на борту 25 000 т нефти. Из пробоин только за первую неделю вытекло 3500 т нефти! Огромное нефтяное пятно площадью в несколько десятков квадратных километров медленно двинулось к побережью южно - индийского штата Керала, уничтожая морских обитателей.

- В январе 1976 г. в залив Бантри (Ирландия) по вине компании „Галф ойл"

(США) из танкера „Афран зодиак" водоизмещением 210 тыс.т вылилось 450 т нефти. Под ее слоем оказалась вся северная часть залива, а под угрозой и побережье на протяжении 35 км.

- В феврале 1976 г. на танкере „Сан-Петер", совершавшем под либерийским флагом плавание из Перу в Колумбию с 33 тыс.т нефти на борту, вспыхнул пожар. Судно затонуло, нефть вылилась в море. Десять дней моряки колумбийских ВМС вели безуспешную борьбу по очистке вод в районе бедствия, охватившего прибрежную полосу протяженностью около 30 км.

-В начале 1976 г. у берегов Бретани потерпел крушение супертанкер

„Олимпик брейвери" водоизмещением 275 тыс.т - собственность компании, основанной греческим магнатом А. Онассисом. Чудовищное мазутное месиво затопило берега некогда живописного французского о-ва Уэссан. Правительство было вынуждено привлечь военно-морские силы и саперные подразделения для очистки побережья острова, растительности и животному миру которого уже нанесен непоправимый ущерб.

- В январе 1977 г. танкер „Арго Мерчент" длиной 182 м сел на мель у берегов американского штата Массачусетс. Волны раскололи махину и 29 млн.л. темной маслянистой жидкости вылилось в океан, образовав пятно размером

240х60 км.

Печальный список танкерных аварий можно было бы продолжить, но их доля в нефтяном загрязнении моря сравнительно невелика. В 3 раза больше поступает нефти в акватории за счет промывки цистерн танкеров и сброса этой воды; в 4 раза интенсивнее загрязняют моря и океаны отбросы нефтехимических заводов, почти столько же нефти поставляют и аварии морских буровых.

После выброса нефти наблюдаются следующие процессы. Легкие фракции нефти испаряется с поверхности воды. За сутки испаряется не менее 10 % сырой нефти, примерно за 20 дней - 50 %. Но более тяжелые нефтепродукты почти не испаряются. Нефть эмульгируется и диспергируется, то есть разбивается на мелкие капельки. Сильное волнение моря способствует образованию эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При этом сплошной ковёр нефти разрывается, превращается в мелкие капельки, плавающие в толще воды. Нефть растворяется. В её составе имеются вещества, растворимые в воде, хотя их доля, в общем невелика. Тяжелые остатки нефти могут тонуть. Так, те же комки битума могут так плотно заселяться мелкими сидячими морскими организмами, что через некоторое время опускаются на дно. Играет роль и механическое разложение. Со временем комки битума становятся ломкими и разваливаются на куски. Больше всего страдают от нефти птицы, особенно когда загрязняются прибрежные воды. Нефть склеивает оперенье, оно утрачивает теплоизолирующие свойства, и, кроме того, птица, выпачканная в нефти, не может плавать. Птицы замерзают и тонут. Даже чистка перьев растворителями не позволяет спасти всех пострадавших. Остальные обитатели моря страдают меньше. Многочисленные исследования показали, что нефть, попавшая в море, не создаёт ни постоянной, ни долговременной опасности для живущих в воде организмов и не накапливает в них, так что её попадание в человека по пищевой цепи исключено. По последним данным, значительный вред флоре и фауне может быть нанесен только в отдельных случаях. Например, гораздо опаснее сырой нефти изготовленные из нее нефтепродукты - бензин, дизельное топливо и так далее. Опасны высокие концентрации нефти на приливной и отливной зоне, особенно на песчаном берегу. В этих случаях концентрация нефти долго остается высокой, и она наносит много вреда. Но к счастью такие случаи редки. Обычно при катастрофах танкеров нефть быстро расходится воде, разбавляется, начинается её разложение. Показано, что углеводороды нефти могут без вреда для морских организмов проходить через их пищеварительный тракт и даже через ткани: такие опыты проводились с крабами, двустворчатыми моллюсками, разными видами мелкой рыбы, и никаких вредных последствий для подопытных животных не было обнаружено. Как уже говорилось, судьба нефти, попавшей в море у берега и вдали от берегов, различна. При катастрофе в открытом море не требуется каких-либо мер по борьбе с нефтью. Там её слой, как правило, быстро разбивается волнами и ветром, а затем подвергается естественным процессам разложения. Другое дело разлив нефти вблизи берегов. Здесь надо действовать быстро, от этого зависит успех принятых мер. Главное - опытное и эффективное руководство всеми мероприятиями по борьбе с бедствием, но результат будет зависеть также от географических и метеорологических условий на месте катастрофы.


Ученые разных стран предлагают различные варианты для борьбы с этой проблемой, такие как:
- Во Франции создана специальная центрифуга марки „Циклонет". Она устанавливается на самоходной портовой барже вместе с группой насосов, которые собирают с поверхности воду вместе с пленкой нефти. Попадая затем во вращающиеся барабаны устройства, смесь быстро разделяется, производительность 200 M/ч.

-Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на тонкие полосы длиной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием.

Такие полоски бумаги, помещенные в большие нейлоновые „авоськи", предлагается использовать для сбора нефти в море на месте катастрофы танкеров.

- применение диспергаторов - особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием „опилок" магнитом.

Но ведь загрязняются не только моря, но и почвенный покров:

Общая особенность всех нефтезагрязненных почв - изменение численности и ограничение видового разнообразия почвенной микрофауны и микрофлоры. Происходит массовая гибель почвенной фауны: через три дня после аварии большинство видов почвенных животных полностью исчезает или составляет не более 1% контроля. Наиболее токсичными для них оказываются легкие фракции нефти. Основной “ взрыв “ микробиологической активности падает на второй этап естественной деградации нефти.

В процессе разложения нефтепродуктов в почвах общее количество микроорганизмов приближается к фоновым значениям, но численность нефтеокисляющих бактерий еще долгое время превышает те же группы в незагрязненных почвах (южная тайга 10 - 20 лет).

Изменение экологической обстановки приводит к подавлению фотосинтезирующей активности растительных организмов. Прежде всего это сказывается на развитии почвенных водорослей: от их частичного угнетения и замены одних групп другими до выпадения отдельных групп или полной гибели всей флоры. Особенно значительный вред причиняется водорослям, так как изменяются фотосинтезирующие функции растений.

Эксперименты показали, что в условиях южной тайги при высоких дозах загрязнения - более 20 л/м2 растения и через год не могут нормально развиваться на загрязненных почвах.

Исследования показали, что в загрязненный почвах снижается активность большинства почвенных ферментов.

Итак, естественные процессы биогеоценозов на загрязненных территориях идут медленно, причем темпы становления различных ярусов экосистем различны. Сапрофитный комплекс животных формируется значительно медленнее, чем микрофлора и растительный покров. Пионерами зарастания нарушенных почв часто являются водоросли.

Загрязнение влияет не только на окружающую нас среду, но и на наше здоровье. С такими быстрыми «разрушительными» темпами, вскоре все вокруг нас, будет непригодно для использования: грязная вода будет сильнейшим ядом, воздух насыщен тяжелыми металлами, а овощи и вообще вся растительность будет исчезать из-за разрушения структуры почвы. Именно такое будущее ожидает нас по прогнозам ученых примерно через столетие, но тогда будет поздно что-либо предпринимать.

Постройка очистных сооружений, ужесточенный контроль за транспортировкой и добычей нефти, двигатели, работающие за счет извлечения водорода из воды – это всего-лишь начало списка того, что можно применить для очищения окружающей среды. Эти изобретения доступны и могут сыграть решающую роль мировой и Российской экологии. Но как говориться: “Русские

- народ крайностей, мы либо любим, либо ненавидим”, но все-таки хочется, чтобы в отношении к таким проблемам, мы относились принципиально и серьезно.

Загрязнение атмосферы:

-Гораздо большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд.т, а израсходовано, по подсчетам академика Ф.Ф. Давитая, более 300 млрд.т кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера потеряла около 0,02 % кислорода, а приобрела до 12 % углекислого газа. В настоящее время ежегодно человечество сжигает 7 млрд. т. топлива, на что потребляется более 10 млрд.т кислорода, а прибавка диоксида углерода в атмосфере доходит до 14 млрд. т. В ближайшие же годы эти цифры будут расти в связи с общим увеличением добычи горючих полезных ископаемых и их сжиганием. По мнению Ф.Ф. Давитая, к 2020 г. в атмосфере исчезнет около 12 000 млрд.т кислорода (0,77 %). Таким образом, через 100 лет состав атмосферы существенно изменится и, надо полагать, в худшую сторону.

Уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата. Молекулы диоксида углерода позволяют солнечному коротковолновому излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает так называемый „парниковый эффект", и среднепланетная температура повышается. Предполагают, что потепление с 1880 г. по 1940 г. в значительной степени следует отнести за этот счет. Казалось бы, в дальнейшем потепление должно прогрессивно нарастать. Однако другое воздействие человека на атмосферу нейтрализует „парниковый эффект".

Человечество выделяет огромное количество пыли и других микрочастиц, экранирующих солнечные лучи и сводящих на нет нагревательное действие углекислого газа. По сведениям американского специалиста К. Фрейзера, над Вашингтоном помутнение атмосферы с 1905 г. по 1964 г. составило 57 %, а над одним из швейцарских городов - 88 %. Над Тихим океаном прозрачность атмосферы снизилась на 30 % всего за десять лет - с 1957 г. по 1967 г.

Загрязнение атмосферы таит в себе и другую опасность - оно снижает количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. По данным

Национального управления США по изучению океана и атмосферы, над территорией этой страны в период с 1950 г. по 1972 г. солнечная радиация уменьшалась осенью на 8 %, а весной увеличивалась на 3 %. В среднем с 1964 г. она упала на 1,3 %, что эквивалентно потере примерно 10 мин солнечного дня в сутки. Эта, казалось бы, мелочь может иметь серьезные климатологические последствия.

Загрязнение атмосферы над Соединенными Штатами привело в 1975 г. к совсем уже неожиданному явлению. В районе Бостона (штат Массачусетс) было установлено резкое увеличение количества озона в атмосфере - 0,127 части на миллион, тогда как установленный федеральными властями США предел безопасности составляет 0,08 части на миллион. Известно, что озон образуется в атмосфере при взаимодействии углеводородов с кислородом воздуха и в больших количествах он более ядовит, чем угарный газ. 10 августа 1975 г. управление здравоохранения штата объявило „озон-тревогу", которая продлилась до 14 августа. Это была уже вторая тревога за год.

-Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолетам, машинам, заводам и фабрикам. Чтобы пересечь Атлантический океан, современный реактивный лайнер поглощает 35 т кислорода и оставляет инверсионные следы, увеличивающие облачность. Значительно загрязняют атмосферу и автомашины, которых уже сейчас насчитывается более 500 млн. По подсчетам специалистов, машины „размножаются" в 7 раз быстрее людей. Именно им принадлежит половинная доля участия в отравлении Америки. Как заявил в 1976 г. сенатор Э. Маски, в США каждый год от заболеваний, вызванных загрязнением воздуха, умирает 15 тыс. человек. Американцев это не на шутку тревожит. Появляются различные проекты создания двигателей, работающих на других видах топлива. Электромобили уже не новость, во многих странах мира есть опытные образцы, но пока их широкое внедрение в жизнь сдерживается из-за малой мощности аккумуляторов.

В последнее время появилась новая идея - автомобиль с инерционным двигателем. К сооружению его приступили американские компании „Лир моторе" и „Ю. Флайвилс". Он будет снабжен двумя тяжелыми маховиками, работающими в вакууме. Для их раскручивания перед выездом предусмотрен электромотор, питающийся от бытовой сети. Запасенная кинетическая энергия маховиков через коробку передач будет поступать на ведущие колеса. Одной зарядки хватит на 80 км пробега со скоростью 96 км/ч. Максимальная скорость такого автомобиля достигает 160 км/ч. Автомобиль, которому не нужен ни бензин, ни другое горючее и который не производит выхлопных газов скоро будет внедряться в жизнь людей.

-Немалый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло- и электростанции. Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрита, который, соединяясь с водой, тотчас же дает сернистую кислоту.

Французский журналист М. Рузе приводит такие данные. Тепловая электростанция компании „Электрисите де Франс" ежедневно выбрасывает в атмосферу из своих труб 33 т серного ангидрита, который-может превратиться в 50 т серной кислоты. Кислотный дождь охватывает территорию около этой станции в радиусе до 5 км. Такие дожди обладают большой химической активностью, они разъедают даже цемент.

Загрязнение атмосферы вредными различными газами и твердыми частицами приводит к тому, что воздух крупных городов становится опасным для жизни людей. В некоторых городах США, Японии, Германии регулировщики уличного движения дышат кислородом из специальных баллонов. Пешеходам эта возможность предоставляется за дополнительную плату. В Токио и некоторых других городах Японии на улицах устанавливаются кислородные баллоны для детей, чтобы они по дороге в школу могли глотнуть свежего воздуха. Японские предприниматели открывают специальные бары, где люди поглощают не алкогольные напитки, а свежий воздух. Правда, в последние годы обстановка изменилась в лучшую сторону.

Особую опасность для жизни людей представляют смертоносные туманы, опускающиеся на крупные города. Самая большая трагедия произошла в 1952 г. в Лондоне. Проснувшись утром 5 декабря, лондонцы не увидели солнца. Необычайно плотный смог, смесь дыма и тумана, держался над городом 3-4 дня. Этот смог, по официальным данным, унес 4 тыс. жизней, ухудшив состояние здоровья еще многих тысяч людей. Такие туманы не раз душили людей и других городов Западной Европы, Америки и Японии. В бразильском городе Сан-Паулу уровень загрязнения воздуха в 3 раза превышает максимально допустимые нормы, а в Рио-де-Жанейро - в 2 раза. Обычными заболеваниями здесь стали раздражение слизистой оболочки глаз, аллергические заболевания, переходящие в хронический бронхит и астму. Японский город Нагоя получил титул „японской столицы смога".

Чтобы вовремя принять защитные меры от смога, в Кентском университете

(США) сконструирован специальный мини-противогаз. Если загрязнение воздуха принимает угрожающие размеры, то на приборе вспыхивает миниатюрная лампочка. Одним движением руки можно достать портативную маску и защитить свои легкие от ядовитых веществ. В Японии выведен специальный сорт бегонии

„зимняя королевская гамма-3", которая служит индикатором особого фотохимического смога, образующегося в результате разложения выхлопных газов автомобилей под воздействием солнечных лучей. При повышении концентрации смога на листьях растений уже через час появляются белые пятна.


3.2 Социальные проблемы, связанные с добычей и продажей нефти

На мировом рынке ежегодно реализуется около половины общего объема добываемой нефти. Столь значительное вовлечение нефтяной промышленности в международные экономические связи обусловлено тем, что основные регионы добычи нефти и потребления нефти географически не совпадают, поскольку почти все развитые страны не располагают крупными геологическими запасами этого вида топлива. Ожидается, что в ближайшей перспективе нефтедобыча может расти в бассейнах Персидского залива, Каспийского моря, на Аляске, в ряде стран Африки, а в более отдаленном будущем - в Восточной Сибири. Самые высокие темпы потребления нефти ожидаются в странах, не относящимся к развитым (на 2,5 в год), что обусловлено быстрым развитием там обрабатывающих отраслей промышленности и формированием современной инфраструктуры. В развитых странах потребление нефти будет расти на 0,7% в год в основном для удовлетворения потребностей автомобильного и воздушного транспорта.

Но, конечно, больше всех за нефть воюют США, и устраивают «цветные революции» ради этого. Это общеизвестный факт. Транснациональные нефтяные корпорации США и их правительство хотят контролировать все пути транспортировки огромных запасов нефти и газа Центральной Азии. Всюду в мире, где находятся нефть и газ, США решают, что это — их собственность, спешат открыть там свои военные базы и провоцируют или разжигают войны. В пример можно привести конфликт США с Ираком, конфликт между Россией и Грузией тоже возник непосредственно из-за нефти. Грузия хотела экспортировать свои запасы нефти в Европу, но России выгодней самой экспортировать нефть в Европу. Россия решила этот конфликт военным путем.

Американцы и англичане предпочитают сделать миллиардные вложения в месторождение нефти в России. Для России это не выгодно, так как запасы нефти быстрыми темпами будут истощены, и Россия останется без сырья. Нам же выгодно самим перерабатывать нефть, а продавать готовый к употреблению продукт.

Также возникают конфликты между хозяевами нефтеперерабатывающих предприятий и рабочими этих предприятий. Нефтемагнаты могут позволить себе практически все, в то время как рабочие довольствуются низкой зарплатой.такие конфликты вызывают напряженность между разными слоями общества и могут закончится гражданской войной.

3.3 Проблема истощения нефтяных запасов Земли. Будущее без нефти

На начало XXI века нефть остается важнейшим мировым энергетическим ресурсом и крупнейшим объектом международной торговли. Вместе с тем нефть является исчерпаемым ресурсом и по имеющимся относительно новым прогнозам при текущем уровне добычи мировая обеспеченность нефтью составляет по крайней мере порядка 40-50 лет.

Как будет выглядеть мир без нефти?

В первую очередь мы лишимся автомобиля — ведь бензин — то, без чего «железный конь» не смог бы бегать — делают из нефти. Мотоциклам, автобусам тоже нужен бензин, самолетам — авиабензин или керосин, тракторам, комбайнам — дизельное топливо, кораблям — мазут. Но не топливом единым жив транспорт. Резина, из которой сделаны шины для колес, — продукт переработки нефти. Именно благодаря нефти по дорогам «бегают» яркие и красивые автомобили самых разных марок и цветов, ведь краску тоже делают из нее. Привычных асфальтированных шоссе в мире без нефти тоже не будет, потому что асфальт делают из остатков, образующихся при ее перегонке. Так что вместо скоростных магистралей с мчащимися по ними автомобилями будут расхлябанные проселки, ездить по которым придется на телеге, запряженной лошадью.

Из нефти делают типографские краски — значит, без нее не будет журналов, газет, книг. Конечно, когда-то их печатали и без использования синтетических материалов, но при нынешних объемах выпуска печатной продукции это просто невозможно! Изменится и продукты киноиндустрии, так как не будет фото и кинопленки. Да и на цифровые носители, которые создаются из пластмасс, ничего записать не получится, ведь пластмасса — продукт переработки нефти. Для современных модниц отсутствие нефти тоже стало бы ударом, ведь она активно используется при изготовлении косметики и парфюмерии. Так что пришлось бы сказать «прощай» губной помаде, туши для ресниц, туалетной воде, модным краскам для волос… Капроновые колготки, эластичное белье, шубки из искусственного меха, модные куртки из нейлона и других синтетических тканей — все это тоже исчезнет с витрин магазинов.

Да и в быту современный человек просто шагу не ступит без нефти! Нефть — это пластиковые бутылки и полиэтиленовые пакеты, прочно вошедшие в наш обиход, хозяйственные сумки, нитки, леска, пластилин. И, наконец, продукты переработки нефти - это мебель, бытовая техника, компьютеры и многое другое.

Перед моим поколением возникает проблема, чем можно заменить нефть.

Современные ученые уже наметили основные направления получения продуктов для замены нефти: замена двигателей внутреннего сгорание на электродвигатели на транспортных средств передвижения; отказ от полиэтиленовой упаковки; режим экономного потребления синтетических материалов в одежде, бытовой посуде; переработка «пластмассового мусора» на специальных заводах.

4. Заключение

В изученной мною литературе встречается две концепции происхождения нефти: биогенная или органическая и абиогенная или неорганическая. Неорганическая включает в себя три гипотезы происхождения: минеральную, магматическую и космическую. Я склоняюсь к органической теории происхождения нефти, которая считает нефть остатком умерших растений и животных.

Нефть это маслянистая почти черная жидкость, состаящая из углеводородов: парафиновых, нафтеновых и ароматических,главным свойством которой является способность выделять при сгорании значительное количество теплоты.

Добыча нефти происходит посредством буровых скважин. Существует несколько способов переработки нефти: перегонка - разделение нефти на фракции по тяжести углеводородов, крекинг - это термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к образованию углеводородов с меньшим числом атомов в молекуле, риформинг – ароматизация фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов.

Нефть – это не только хорошо развитые транспорт и промышленность, но и проблемы. Проблема химического загрязнения мирового океана нефтью связанна с ее транспортировкой. Общественность обоснованно уделяет большое внимание катастрофам танкеров. При разливе нефти нефтепродукты не испаряются, а разбивается на мелкие капельки. Тяжелые остатки нефти могут тонуть. Поверхностная пленка нефти приводит к подавлению фотосинтезирующей активности растительных организмов, гибели водорослей и животных, обитающих в воде. Больше всего страдают от нефти птицы, особенно когда загрязняются прибрежные воды. Ученые разных стран предлагают различные варианты для борьбы с этой проблемой, такие как:

- специальная центрифуги, которые собирают с поверхности воду вместе с пленкой нефти.

- старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Брошенные на воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием.

- применение диспергаторов - особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием „опилок" магнитом.

Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. Молекулы диоксида углерода позволяют солнечному излучению проникать сквозь атмосферу Земли и задерживают инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью. Возникает так называемый „парниковый эффект", и среднепланетная температура повышается. Предполагают, что потепление с 1880 г. по 1940 г. в значительной степени следует отнести за этот счет.

Большая роль в загрязнении атмосферы принадлежит реактивным самолетам, машинам, заводам и фабрикам. По подсчетам специалистов, машины „размножаются" в 7 раз быстрее людей. При взаимодействии углеводородов с кислородом воздуха в атмосфере образуется озон, который в больших количествах он более ядовит, чем угарный газ. Немалый вклад в отравление атмосферы вносят различные заводы, тепло- и электростанции. Средней мощности электростанция, работающая на мазуте, выбрасывает ежесуточно в окружающую среду 500 т серы в виде сернистого ангидрита, который, соединяясь с водой, тотчас же дает сернистую кислоту. Кислотные дожди обладают большой химической активностью, они разъедают даже цемент. Особую опасность для жизни людей представляют смертоносные туманы, опускающиеся на крупные города. В Токио и некоторых других городах Японии на улицах устанавливаются кислородные баллоны для детей, чтобы они по дороге в школу могли глотнуть свежего воздуха.

Тревогу вызывают и социальные проблемы, связанные с добычей и продажей нефти. Например, основные регионы добычи нефти и потребления нефти географически не совпадают, поэтому между странами-производителями нефти и странами - потребителями постоянно возникают конфликты, связанные с урегулированием цен на нефть. Страны-экспортеры нефти объединились в организацию ОПЕК и пытаются диктовать свои условия всему миру. Страны, которые импортируют нефть, как правило, технологически развиты, обладают мощным военно-промышленным комплексом, поэтому решают «нефтяные» вопросы путем военных конфликтов. В пример можно привести конфликты США с Ираком, России с Грузией, которые имеют «нефтяную» подоплеку.

Не менее острые социальные конфликты возникают между хозяевами нефтеперерабатывающих предприятий и рабочими этих предприятий. Нефтемагнаты могут позволить себе практически все: недвижимость за границей, отдых в любой стране мира, обучение своих детей в престижных университетах Англии и Америки и т. д. Рабочие, как правило, довольствуются низкой зарплатой, которой хватает только на проживание. Это характерно и для России, и для Арабских Эмиратов.

Нефть является исчерпаемым ресурсом и при текущем уровне добычи мировая обеспеченность нефтью составляет 40-50 лет. Недостаток нефти ощущается уже сейчас. Цены на продукты промышленности, получаемые из нефти, постоянно возрастают. Мир без нефти будет основан на жесткой экономии. Нам придется отказаться от многих достижений цивилизации. Современные ученые уже наметили основные направления замены нефти: замена двигателей внутреннего сгорание на электродвигатели на транспортных средств передвижения; отказ от полиэтиленовой упаковки; режим экономного потребления синтетических материалов в одежде, бытовой посуде; переработка «пластмассового мусора» на специальных заводах. Этот процесс имеет не только минусы, но и плюсы. В условиях экономии нефти окружающая среда будет чище.

5. Список литературы:

1.«Биология моря» Р. Кэррингтон, 1966 год, Изд-во: «Марен»,1989 год,

2."Введение в экологическую химию" В. В. Плотников, Изд-во: «Химия»,1989 год,

3.«Изотопия углерода и проблема происхождения нефти», А. П. Виноградов, изд-во: «Мартин», год издания 1986,

4.«На перекрестках экологии», В.В Плотников, Изд-во: «Москва»1985 год, ,

5.«Органическая Химия» В. М. Потапов, Изд-во: «химия»,1989 год,

6.«Учебник Химии 10 класс» О. С. Габриелян, Изд-во: «Дрофа», 2009 год,

Ссылки Портал "Нефть и газ":

7. http://fantazin.ru/zemlya/news_2010-01-17-13-19-28-329.html


8.http://morsneft.narod.ru/5.html.

9.http://www.eesros.elektra.ru/ru/copyright.htm

10. http://www.press.lukoil.ru (Журнал "Нефть России")

11. http://www.proza.ru/2011/01/13/1269

12. http://www.rbn.newstv.ru (Российское бюро новостей)

13. http://www.warandpeace.ru/ru/exclusive/view/23427/

6. Приложение:

- Презентация «Нефть как источник проблем человечества»;




Каталог: DOCS
DOCS -> Оценка рисков в Донецком бассейне Закрытие шахт и породные отвалы Филипп Пек
DOCS -> Потенциальные места трудоустройства выпускников огу в разрезе укрупненных групп направлений подготовки и специальностей
DOCS -> Наименование специализированных аудиторий и лабораторий Перечень оборудования
DOCS -> Инструкция по использованию «вак-системы»
DOCS -> Решение заказчика
DOCS -> Программа дисциплины корпоративные системы управления проектами фгос впо третьего поколения Профессиональный цикл
DOCS -> Круг обязанностей
DOCS -> Решение проблем формирования профессиональной компетенции педагога в условиях информатизации современного образования требует изменения содержания существующей
DOCS -> Iid-094 «Интегрированная корпоративная система отчетности (иксо)» Техническое задание москва 2015


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал