Проблемы загрязнения нефтью

Введение.



  Среди множества проблем современного времени проблемы экологии встают в один ряд с другими глобальными проблемами человечества, таких как  голод и эпидемии. Часто они даже напрямую связаны между собой. Объединяет их еще и то, что человечество нуждается в скорейшем решении этих непростых задач, так как они несут большую угрозу высшему благу людей на  Земле — человеческой жизни. Конституции многих стран ( в том числе и нашей страны, России)  содержат положения о всеобщем праве на экологические чистые условия жизни. Многие нормы права активно охраняют окружающую среду довольно строгими законами. И это хорошо, что у многих людей уже сформировано понятие о серьезности данного вопроса, а также имеется правильное отношение и взгляд на эту проблему. Но все же, к сожалению, мы не можем свести все экологические проблемы только к моменту осозанания и правильного отношения к ним людей; даже тех, в чьих руках имеются механизмы воздействия на окружающую среду. Существует еще и такой не безизвестный  фактор как простая  случайность . 



  Да, можно согласится с утверждением, что каждая случайность есть череда или цепь отнюдь не случайных обстоятельств, но тем не менее я хотел бы в своем докладе подчеркнуть термином  случайность  тот факт, что часто человек просто не способен либо же не имеет сильного желания все предусмотреть и просчитать наперед. В этом плане случайность почти тождественна с халатностью. Этот факт нам известен, так как он часто нам встречается и имеет ярко выраженную человеческую природу, ибо часто именно по вине человека, а не по вине компьютерных программ, машин и природных явлений случаются многие ЧП; в основном мы наблюдаем «человеческие корни» проблем. 



  Такой вывод остался у меня, когда я наблюдал в новостях очередное печальное событие нанесшее непоправимый вред природе - «разлив нефти в мексиканском заливе».  Хотел бы поместить краткую сводку из новостей:



«20 апреля 2010 года на нефтяной платформе Deepwater Horizon в 80 километрах от берегов Луизианы произошел взрыв, в результате которого погибли 11 из 126 находившихся на вышке нефтяников. 22 апреля платформа затонула. В результате происшествия была в трех местах повреждена скважина, из которой начала вытекать нефть. Для ликвидации разлива нефти компания BP попыталась накрыть скважину особым куполом, однако безуспешно. Президент США Барак Обама наложил запрет на бурение новых скважин на американском шельфе до установления причин катастрофы. 26 мая BP начала закачивать в скважину спецраствор, однако 29 мая признала попытку провалившейся. В начале июня скважину не смогли закрыть заглушкой. В середине июля на скважину установили более совершенный купол. В начале августа было объявлено о герметизации скважины. 20 августа стали известны предварительные причины аварии.» 



И наблюдая за тем, как предлогались различные способы решения этой катастрофы, а не смотря на это ситуация усугублялась, складывается мнение о том, что часто у людей нет даже продуманного плана действий на экстренный случай. Вспоминается пословится «гром не грянет...» 



И коснуться я хотел именно такой проблемы как «загрязнение нефтью и нефтепродуктами окружающей среды». 



Печально, что иногда закон предусматривает в большей степени наказание за факт хищения нефти и нефтепродуктов, и в меньшей степени за нанесение вреда окружающей среде, которое для нефтяных загрязнений огромно.



И начать работу хотел бы со сводки дающей представление об уровне вредности такого сырья как нефть. 







 Нефть как сырье.

Нефть  и с чем ее едят.



Нефть – ценнейшее сырье, без использования которого невозможна современная цивилизация. Однако, процессы добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов очень часто становятся источниками загрязнения окружающей среды, которые приобретают масштабы экологических катастроф.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и их производных. Каждое из этих веществ можно рассматривать как самостоятельное загрязняющее вещество. В состав нефти входит свыше 1000 индивидуальных загрязняющих органических веществ, содержащих 83-87% углерода, 12-14% водорода, 0,5-6,0% серы, 0,02-1,7% азота, 0.005-3,6% кислорода и небольшая часть минеральных соединений. Нефть разных месторождений содержит одни и те же химические компоненты, но может различаться соотношением парафинов, циклопарафинов, ароматических и нафтеноароматических углеводородов.

Для оценки нефти, как загрязняющего вещества природной среды, обычно используют следующие признаки: содержание легких фракций (температура кипения менее 2000С); содержание парафинов; содержание серы. Легкие фракции нефти обладают повышенной токсичностью, но их высокая испаряемость способствует быстрому самоочищению природной среды. Напротив, парафины не оказывают сильного токсического воздействия на почвенную биоту или планктон морей и океанов, но благодаря высокой температуре отвердевания существенно влияют на физические свойства почвы. Содержание серы свидетельствует о степени опасности сероводородного загрязнения почв и поверхностных вод.

В настоящее время нефть – самое распространенное вещество, загрязняющее природные воды. Только в Мировой океан ежегодно поступает 11-16 млн.тонн нефти. Примерно 20% нефти находится в виде пленки на поверхности, 40% в виде эмульсии и 40% оседает на дно.

При растекании пленки нефти по поверхности воды она образует мультимолекулярный слой, который может покрывать значительные площади поверхности. Так, 15 т мазута в течение 6-7 суток растекается и покрывает поверхность площадью 20 квадратных километров. Нефтяная пленка уменьшает проникновение света в водоем, препятствует протеканию процесса фотосинтеза, нарушается проникновение кислорода в водоем, что ведет к гибели живых организмов. При дрейфе нефтяного пятна загрязняются все новые порции воды. Нефтяные загрязнения захватывают и концентрируют другие загрязнения: тяжелые металлы и пестициды. Концентрирование металлов изменяет их токсичность. Если содержание углеводородов в воде даже меньше 10-7 % (!), они могут поглощаться организмами и накапливаться в тканях. Опасность таких накоплений не только в изменении вкуса морских и речных организмов, но, что более значимо, в канцерогенных свойствах полиароматических соединений, содержащихся в нефти.

Глобальная экологическая опасность нефтяных загрязнений в том, что они препятствуют контакту и взаимодействию системы Мировой океан – атмосфера, нарушая тем самым физико-химические и биологические процессы в водной среде, процессы теплообмена океана с атмосферой, так как Мировой океан регулирует обмен веществ и энергии на всей планете. Это ведет к неконтролируемым изменениям климата Земли, нарушению баланса кислорода в атмосфере. Особенно опасны попадания больших объемов нефти в воды высоких широт. При низких температурах разложение нефти идет медленно и нефть, сброшенная в арктические моря, может сохраняться до 50 (!) лет, нарушая нормальную жизнедеятельность водных биоценозов. Окисление нефти протекает с участием кислорода и, таким образом, он удаляется из воды. Отношение потребности в кислороде к объему нефти в морской воде составляет примерно 400000 : 1. Это означает, что для полного окисления 1 л нефти требуется кислород, содержащийся в 400 тыс. литров морской воды, а в результате фотохимических превращений углеводородов на поверхности моря накапливаются вещества-канцерогены.







Потребность в топливе.



С этого и стоить начать. Вот где  начало «айсберга». Можно даже окунуться в прошлое и вспомнить 19 век и Рудольфа Дизелья давшего старт наверно всей автомобильной промышленности. Но не будем говорить не о нем, не о других изобретателях давших миру множество двигателей на топливной основе, ибо не    

 в их трудах  «корень всех зол». Но однозначно, что из потребности человечества в топливе проистекает много видимых проблем. Для полноты картины давайте посмотрим что представляет из себя нефть с точки зрения топлива. Начнем с исторической сводки.



Нефть известна давно. Археологи установили, что  ее  добывали  и

использовали уже за  5-  6  тыс.  лет  до  н.э.  Наиболее  древние  промыслы

известны на берегах  Евфрата,  в  Керчи,  в  китайской  провинции  Сычу-ань.

Считают, что современный термин „нефть" произошел от слова „нафата", что  на языке  народов  Малой  Азии  означает  просачиваться.  Упоминание  о   нефти встречается во многих древних рукописях и книгах. В частности, уже в  Библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мертвого моря.



               Ни одна проблема, пожалуй, не волнует  сегодня  человечество

так, как топливо. Топливо –  основа  энергетики,  промышленности,  сельского

хозяйства, транспорта. Без топлива немыслима жизнь людей.

    Развиваясь, человечество начинает использовать все новые виды  ресурсов

(атомную  и  геотермальную  энергию,  солнечную,  гидроэнергию  приливов   и

отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники). Однако главную роль  в обеспечении  энергией  всех  отраслей  экономики  сегодня  играют топливные ресурсы.  Это  четко  отражает  "приходная  часть"  топливно-энергетического баланса.

    Топливно-энергетический комплекс тесно связан со  всей  промышленностью

страны. На его развитие расходуется  более  20%  денежных  средств.  На  ТЭК

приходиться 30% основных фондов  и  30%   стоимости  промышленной  продукции

России. Он  использует  10%  продукции  машиностроительного  комплекса,  12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране,  дает  больше  половины экспорта РФ и значительное количество сырья для  химической  промышленности.



Его доля в перевозках  составляют  1/3  всех  грузов  по  железным  дорогам,

половину  перевозок   морского   транспорта   и   всю   транспортировку   по

трубопроводам.

    Топливно-энергетический комплекс  имеет  большую  районо-образовательную функцию. С ним напрямую связано благосостояние всех  граждан  России,  такие проблемы, как безработица и инфляция.

    Наибольшее значение в топливной промышленности страны принадлежит  трем отраслям:  нефтяной,  газовой  и  угольной,  из  которых  особо   выделяется нефтяная.

    Нефтяные  базы  были  опорой  советского  руководства.  Дешевая   нефть

обеспечивала  оттяжку  структурной  перестройки  энергоемкой  промышленности

СССР. Эта нефть привязывала страны восточного блока. Валютные доходы  от  ее экспорта позволяли обеспечивать потребительский рынок импортными товарами.

    С тех пор  изменилось  многое.  Радикально  перестраивается  внутренняя

структура государства.  Разворачивается  процесс  реорганизации  российского

административного пространства. Появляются новые  региональные  образования.

Но нефть по-прежнему - важнейший источник валюты для страны.

    Действительно, отрасли ТЭК дают не менее 60%  валютных  поступлений,  в

Россию, позволяют иметь положительное  внешнеторговое  сальдо,  поддерживать

курс  рубля.  Высоки  доходы  в  бюджет  страны  от  акцизов  на   нефть   и

нефтепродукты.

    Велика роль нефти и в политики. Регулирование поставок нефти  в  страны

ближнего зарубежья является, по сути дела, важным  аргументом  в  диалоге  с

новыми государствами.

    Таким образом, нефть - это богатство России. Нефтяная промышленность РФ

тесно  связана  со  всеми  отраслями  народного  хозяйства,  имеет  огромное

значение  для  российской  экономики.  Спрос  на  нефть   всегда   опережает

предложение,   поэтому   в   успешном   развитии    нашей    нефтедобывающей

промышленности  заинтересованы практически все развитые государства мира.

    Россия пока не выступала как активный самостоятельный субъект в мировой

энергетической   политике,   хотя   малейшие    социально-экономические    и

политические обострения в Москве или Тюмени тут же отражаются  на  стоимости нефти на биржах Нью-Йорка или Лондона.

    

До настоящего  времени  нефтяную  политику  определяли  два  картеля  -

западный и восточный. Первый объединяет 6 крупнейших нефтяных  компаний,  на которые приходятся 40% нефтедобычи стран, не  входящих  в  ОПЕК.  Совокупный объем продаж этих компаний в 1991 году составил почти 400 млрд. долларов.  В восточный картель (ОПЕК) входят 13 стран, дающих 38 процентов  всей  мировой добычи и 61 процент мирового экспорта нефти. Добыча  России  составляет  10% мировой, поэтому можно с уверенностью сказать, что страна  занимает  сильные позиции на международном рынке нефти. Например, эксперты ОПЕК  заявили,  что государства, входящие в  эту  организацию,  не  смогут  восполнить  нехватку нефти, если мировой рынок покинет РФ.



    Кроме того, в обозримом будущем нефть  заменить  нечем.  Мировой  спрос

будет расти на 1,5 процента в год, а предложение существенно  не  возрастет.

До энергетического кризиса  1973  года  в  течение  70  лет  мировая  добыча

практически удваивалась каждые десять лет. Однако сейчас из стран  -  членов

ОПЕК располагающих 66% мировых запасов, лишь  четыре  страны  могут  ощутимо увеличить объем нефтидобычи (Саудовская  Аравия,  Кувейт,  Нигерия,  Габон).



Тем более существенной становиться  роль  России,  иначе  ряд  экспертов  не

исключают  возможность  скорого  возникновения  очередного энергетического кризиса.

    

  Итак,  нефть  и  российская  нефтяная  промышленность  имеют  важнейшее

значение для нашей страны и всего мира в целом. 



    Успехи  нефтяников  бесспорны  и  в  области   поиска   новых   крупных

месторождений нефти и газа, и в области их разработки. Тем не  менее  время,

когда запасы этих уникальных природных соединений истощатся, с каждым  годом становится все ближе.  Уже  сейчас  ученые  многих  стран  задумываются  над

проблемой получения УВ искусственным путем.  В  лабораторных  условиях  была доказана  принципиальная  возможность  этого.  Вспомним  хотя  бы  опыты  К. Энглера по перегонке сельдевого жира. Но  нам  нужна  нефть  в  промышленных

масштабах.



    Начав эксплуатацию месторождений нефти и газа,  человек,  сам  того  не

подозревая,  выпустил  джина  из  бутылки.  Поначалу  казалось,  что   нефть

приносит людям только выгоду, но постепенно  выяснилось,  что  использование ее имеет и оборотную сторону. Чего же  больше  приносит  нефть,  пользы  или вреда? Каковы последствия ее применения? Не окажутся  ли  они  роковыми  для человечества?



    Спору нет: нефть и газ - наиболее эффективное  и  наиболее  удобное  на

сегодня топливо. К сожалению, более 90 % добытых нефти и  газа  сжигаются  в промышленных топках и в двигателях автомашин. В связи с этим и  в  ближайшие десятилетия  УВ  будут  составлять  львиную   долю   в   топливном   балансе

человечества.  Разумно  ли  использовать  нефть  и  газ  лишь  как  источник

энергии? Стало крылатым высказывание Д.И.  Менделеева  о  том,  что  сжигать нефть и газ - это все равно, что  растапливать  печь  ассигнациями.  К  этой мысли специалисты возвращаются и теперь. Американский ученый  Ральф  Лэпп  в одной из своих статей пишет:  „Я  считаю  варварством  сжигание  уникального

наследия Земли - углеводородов - в форме нефти и природного  газа.  Сжигание

этих молекулярных  структур  только  для  получения  тепла  следует  считать

преступлением" - Лучше и не скажешь.











Применение нефти.



Говоря о нефти, нельзя не упомянуть о газе и асфальте — ее «родственниках». Блестящим достижением 17 в. в области химии явилось доказательство материальности того, что не считалось веществом. Голландец Ян Баптист ван Гельмонт дал название этому невидимке — «дух». Значительно позже появилось название «газ». Асфальт был первым нефтепродуктом, с которым познакомилось человечество. Он представлял собой вязкое смолистое вещество, получаемое в результате выветривания нефти. Слово «асфальт» ввел в литературу Геродот, описавший в 460 — 450 гг. до н. э. в «Истории греко-персидских войн» персидские и месопотамские асфальтовые месторождения. «Асфальт» — производное от греческих слов «асфалось» — вечный или от «асфалтос» — горная смола. По современным представлениям — это один из видов природного битума. Смоляной промысел существовал на Среднем Востоке, на берегу Евфрата, в местечке Иди. Большие объемы битума перевозились наливными судами. Археологи утверждают, что речники Евфрата пользовались судами, похожими на лукошко, — сплетенными из прутьев и обмазанными густым битумом. Приводился в движение прототанкер веслами, а грузоподъемность его составляла около 5 т.



Немного об асфальте.



Приро́дный асфа́льт образуется из тяжёлых фракций нефти или их остатков в результате испарения её лёгких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Встречается в виде пластовых жильных залежей, а также пропитанных проницаемых пластов (т. н. закирований) и озёр в зонах естественного выхода нефти на земную поверхность (содержание в породах от 2-3 до 20 %). Твёрдая легкоплавкая масса чёрного цвета с блестящим или тусклым раковистым изломом. Плотность 1,1 г/см³, температура плавления 20-100 °C. Содержит 25-40 % масел и 60-75 % смолисто-асфальтеновых веществ. Элементный состав (%): 80-85 C, 10-12 Н, 0,1-108, 2-3 О. Месторождения асфальта имеются на территории бывшего СССР, в Венесуэле, Канаде, Франции, на о. Тринидад и др. Смешиваясь с минеральными составляющими (песком, гравием и пр.) он превращается более или менее мощную кору на поверхности больших «нефтяных озёр». Такой асфальт широко распространён в районах неглубокого залегания или выхода на поверхность земли нефтеносных пород и обычно заполняет трещины и каверны в известняках, доломитах и других породах.

 

Нефть... как еда.



Одно  из  перспективных  направлений  в  нефтехимии   -   биохимическая

переработка нефтяных УВ для получения белковых веществ. Работы  были  начаты во Франции еще в 1957 г., но в последние годы  актуальность  их  значительно увеличилась. Это объясняется растущей диспропорцией  между  народонаселением

Земли и производством пищи. Как известно, население земного  шара  превысило 5 млрд. человек. Ожидается, что при существующих темпах роста к 2010  г.  на Земле будут жить почти 8  млрд.  человек.  Уже  сейчас,  по  данным  журнала

„Сайенс" (США),  около  500  млн.  людей  в  мире  испытывают  недостаток  в

продуктах питания. К концу века эта цифра удвоится.  Как  сообщает  директор

Марсельской лаборатории А.Шампанья, недостаток животного белка  в  настоящее  время достигает 3 млн.т, т.е. 15 млн. т мяса.  По  другим  материалам,  этот дефицит составляет 40-60 млн. т в год. Журнал „Сайенс" пишет о том, что  мир недополучает в  год  25  млн.т  хлебопродуктов.  В  связи  с  этим  проблема получения искусственной пищи  стоит  особенно  остро.  Предлагают  различные  способы изготовления белка. Один из  них,  наиболее  обнадеживающий,  -  его  производство из нефти. Разработка этой идеи  принадлежит  немецкому  ученому  Феликсу Юсту (1952 г.). Технология получения синтетического белка  из  нефти проста. Углеводороды используют для получения  парафина.  В  него  добавляют соли азота, фосфора,  калия  и  других  элементов.  Из  этой  массы  и  воды приготовляется питательная среда.  В  нее  при  определенной  кислотности  и  температуре  32-34°С  „засевают"  бактерии  Candida  quillirmondi,   которые образуют так  называемую  чистую  культуру  -  закваску  для  выращивания  в промышленных условиях белковой  массы.  За  несколько  часов  микроорганизмы  „съедают" парафин и образуют белок. За сутки 1 т  культуры  дает  до  400  т  белка. По сравнению с другими питательными   средами  для  бактерий  парафин очень экономичен. В этом случае 1 кг нефти дает 1 кг белка, а,  например,  1 кг сахара - всего 0,5 кг белка.

    Пока синтетический белок идет в сельское хозяйство на откорм животных и

птиц, хотя при этом возникает слишком много довольно-таки  сложных  проблем.

Но  и  в  меню  человека  давно  уже  прочно   вошли   некоторые   продукты,

приготовленные из нефти. Наверное не все знают, что масло в  шпротах  –  это

продукт нефтехимии.

    Не следует забывать, что нефть -  это  сырье  для  получения  керосина,

бензина, смазочных масел, т.е. всего того, без чего  невозможна  современная

эксплуатация автомашин, самолетов, ракет. Не  будет  ошибкой,  если  сказать,

что нефть - это не только будущий  продукт  питания  людей,  но  и  нынешняя

„пища"  моторов.



В так вот. Оказываеться  нефть можно жечь, есть и много другого полезного. Важный продукт, однако! 



Без нефти никуда...



Мы посмотрели на несколько из многочисленных способов использования нефти. Глядя на то, как это вещество широко применяется, заключаем, что исключить добычу нефти совсем, даже если взять в расчет то, что люди найдут лучшую альтернативу топливу, врятли представиться возможным. Тем более что для нашей страны нефть, как уже упоминалось, составляет значительную часть бюджета. 







Промежуточный  итог  или  «где же выход?».



Думаю, из выше приведенного мною ясно, что нефть может быть и хорошим другом  и  ужасным врагом.  Вопрос в том, как с ней относиться; имеется ввиду 

бережно или небрежно.  Что понимать под словом  бережно? 

Еще в самом начале своего доклада я говорил о том, что часто ЧП связанные с загрязнениями окружающей среды  нефьтю либо случайность,  либо халатность. Значит, бережное отношение к нефти ну и конечно же к окружающей среде (ибо первым делом мы о ней беспокоимся)  будет выражаться  на мой взгляд в совершенствовании  технологии переработки нефти,  начиная с момента её добычи,  а также я считаю необходимы новые законопроекты  ужесточающий нормы безопасности  при добыче нефти, которые  в принципе и могут выражаться также и во внедрении новых технологий либо в совершенствовании старых. 



В начале работы я затрагивал катастрофу связанную с «разливом нефти в Мексиканском заливе».  И на момент написания этой работы  «палата представителей конгресса США» приняла законопроект, ужесточающий нормы безопасности  при добыче нефти в территориальных водах Америки.

Приведу сводку новостей:



«Передает РБК со ссылкой на Reuters:



 Палата представителей конгресса США приняла законопроект, ужесточающий нормы безопасности, которые компании должны соблюдать при добыче нефти в территориальных водах Америки, передает РБК со ссылкой на Reuters.



Одним из основных положений документа является устранение нормы, по которой требование о выплате компенсации ущерба в случае разлива нефти ограничивались 75 млн долл.



Теперь законопроект должен быть рассмотрен сенатом - верхней палатой конгресса. Ожидается, что это произойдет на следующей неделе.



Разработка и принятие данного нормативного акта стали своеобразным ответом американского конгресса на аварию на одной из буровых платформ, принадлежащих британской нефтяной компании ВР.



Напомним, нефтяная катастрофа у побережья США началась 20 апреля 2010 г. со взрыва метана на платформе Deepwater Horizon, находившейся под управлением BP. Спустя два дня платформа затонула, а из поврежденной скважины на глубине 1,5 км начала вытекать нефть. С момента аварии в Мексиканский залив, по разным данным, попало от 354 до 698 млн л нефти, что сделало ее крупнейшей нефтяной катастрофой в истории США. Экосистеме штатов Алабама, Миссисипи, Луизиана и Флорида причинен серьезный ущерб.



Отметим, в ближайшие 12 месяцев BP хочет продать миноритарные доли на общую сумму 10 млрд долл. Деньги эти будут направлены в фонд возмещения ущерба жертвам экологической катастрофы, на счет которого компания обязалась внести в целом 20 млрд долл. На втором этапе реализации антикризисного плана BP займется пересмотром старых и внедрением новых стандартов обеспечения безопасности буровых работ на шельфе.»



Вот такие вот цифры. Не беря в расчет неоценимый экологический ущерб от экологической катастрофы в Мексиканском заливе, мы видим огромные суммы ущерба которые потерпит нефтедобывающая компания. Встает вопрос: что мешало потратить эти огромные деньги на внедрение новых технологий (тем более не вечно же пользоваться старыми) и усовершенстованных мер контроля за безопасностью работ?  Впрочем, вопрос риторический...





Итог.



Буду краток в выводах, ибо большинство мы  уже сделали. Обобщив вышенаписанное  укажем на путь решения проблемы «загрязнение нефтью и нефтепродуктами окружающей среды»:

Прогресс,  прогресс и еще раз прогресс. Технологический; в осознании серьезности проблемы и её последствий; в законодательстве;  и в других прямых и косвенных сферах связанных с этой проблемой.



А стимулом к этому пусть нам будет осознание того факта, что Сине-Голубая Планета — дом наш и наших будующих детей —  у нас одна, и другой нам не дано...