Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Оцінка забруднення атмосферного повітря викидами транспорту
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Екологія
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ”ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
КАФЕДРА ЕОНС
Лабораторна робота №3
з курсу „Основи екології”
„Оцінка забруднення атмосферного повітря викидами транспорту”
Мета роботи:
Вивчення особливостей забруднення водоймищ нафтою і нафтопродуктами та методів і засобів очищення води від цих забруднень.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Вода - одна з найпоширеніших.сполук на Землі. Вона займає 71 % земної поверхні, у вільному чи зв'язаному стані оточує нас скрізь. Загальний об'єм води на Землі становить 1386 млн. км3, з них на Світовий океан припадає 1338 млн. км3, або 96,5.%. Загальна площа океанів і морів перевищує площу суходолу у 2,5 раза. Запаси прісної води, потреба людей у якій є особливо великою, незначні: становлять 35029,2 тис. км і є вичерпними. Забруднення водних ресурсів - це зміни їхніх фізичних, хімічних та біологічних властивостей внаслідок потрапляння до них шкідливих рідких, твердих та газоподібних речовин, що роблять воду небезпечною для використання, завдають шкоди суспільному господарству і здоров'ю людей.
Розрізняють забруднення водоймищ фізичні (механічні), хімічні, біологічні (бактеріаль ні), радіоактивні і теплові. Особливо небезпечним є забруднення водойм нафтою і нафтопро дуктами, яке належить до хімічних забруднень. Це основна забруднювальна речовина морів і океанів. Сюди вона потрапляє під час буріння морського дна, аварій танкерів, які перевозять нафту, в різних районах Світового океану. У моря і океани щороку потрапляє більше 3 млн. т нафти і нафтопродуктів (табл. 1).
Таблиця 1
Забруднення нафтопродуктами морського середовища станом на 2001 рік
№ з/п
Джерела забруднення
Кількість скиду
млн.т %
1.
Танкерний флот (аварії, робота двигунів, обслуговування в доках)
1.46
48.3
2.
Інше судноплавство
0.50
16.5
3.
Видобуток нафти на шельфі
0.05
1.7
4.
Атмосферне перенесення з континентів
0.30
10.0
5.
Річковий стік
0.04
1.3
6.
Неочищені промислові стічні води
0.20
6.6
7.
Прибережна нафтопереробна промисловість
0.10
3.3
8.
Дощова вода (змив міських територій)
0.12
4.0
9.
Природні витоки нафти з дна
0.25
8.2
Разом
3.02
100
Концентрація нафтопродуктів у водах Світового океану коливається в широких межах: Тихий океан - 0 - 200 мкг/л; Атлантичний океан - 0 - 160 мкг/л; Середземне море -0 - 950 мкг/л; Чорне море - 0 - 290 мкг/л; Балтійське море - 0 - 700 мкг/л; Північне море -0-350 мкг/л.
Допустиме значення концентрації нафти та нафтопродуктів у воді, тобто ГДК, знахо диться в межах 50 мкг/л.
Найбільш забруднені нафтопродуктами Середземне море - 17 %, Балтійське - 14 % від усього забруднення в Світовому океані.
Вкриваючи воду тонкою плівкою, нафта перешкоджає проникненню у воду кисню, чим завдає величезної шкоди мешканцям води і часто призводить до їх масової загибелі. Відомо, що 1 г нафти вбиває все живе в 1 м води. Від нафти гинуть риба, ракоподібні та багато інших тварин. Якщо після нафтового забруднення риба залишається живою, то її не можна споживати, бо вона має сильний нафтовий запах і неприємний смак.
Попадаючи в морську воду, нафта спочатку розтікається у вигляді поверхневої плівки, утворюючи шар різної товщини. За кольором нафтової плівки можна приблизно оцінити її товщину (табл. 2).
Таблиця 2
Характеристика нафтових плівок на поверхні води (Нельсон - Сміт, 1997)
№
з/п
Зовнішній вигляд
Товщина, мкм
Кількість нафти, л/км2
1.
Злегка помітна плівка
0.038
44
2.
Сріблястий відблиск плівки
0.076
88
3.
Сліди зафарбування плівки
0.152
176
4.
Яскраво зафарбовані розводи
0.305
352
5.
Тьмяно зафарбована плівка
1,016
1170
6.
Темно зафарбована плівка
2.032
2340
Різниця оптичних характеристик нафтових плівок і морської води дозволяє проводити дистанційне виявлення й оцінку нафтових забруднень на поверхні моря чи океану в ультра фіолетовій, видимій та інфрачервоній частинах спектру. Для цього застосовуються пасивні і активні методи. Пасивні методи використовують природне випромінювання, відбите чи випромінюване системою нафта-вода. При спостереженні із супутників Землі найбільш інформативним для виявлення забруднених районів океанів і морів є інтервал 600 - 800 нм. Випромінювання в інфрачервоній області спектру засновані на різниці температур чистої води і води, покритої нафтовою плівкою або на різниці коефіцієнтів випромінювання. Активні методи дистанційного виявлення нафтових , забруднень води полягають у використанні штучного джерела випромінювання. До них належать методи оптичної локації, засновані на різниці коефіцієнтів відбивання від забрудненої і чистої поверхні води (діапазон 300 - 400 і 1000 - 1200 нм), а також методи, засновані на випромінюванні флюоресценції плівок нафти за допомогою лідарів в робочих довжинах хвиль 337, 354 і 530нм.
Згідно з приблизними оцінками, швидкість пересування нафтових плям становить 60 % швидкості течії і 2 - 4 % швидкості вітру, причому нафтова плівка повністю знищує капілярні хвилі, майже повністю малі гравітаційні хвилі і в 2 - 3 рази зменшує параметр шершавості водяної поверхні.
У перші години існування нафтової плівки велике значення має випаровування вугле воднів. Згідно з даними спостережень, за 12 год випаровується до 25 % легких фракцій нафти, при температурі води 15 °С всі вуглеводні до С15 випаровуються за 10 діб. Всі вуглеводні нафти мають слабку розчинність у воді, яка зменшується із збільшенням кількості атомів вуглецю в молекулі. В 1 л дистильованої води розчиняється близько 10 мг сполук із С6, 1 мг - із С9 і 0,01 мг сполук з С12.
Змішуючись з водою, нафта утворює емульсії двох типів: прямі "нафта у воді" та зворотні "вода у нафті". Прямі емульсії, утворені краплинками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі і особливо характерні для сортів нафти, які вміщують поверхнево-активні речовини. Після видалення летких і розчинних фракцій залишкова нафта частіше утворює в'язкі зворотні емульсії, які стабілізуються високомолекулярними сполуками типу смол і асфальтенів і вміщують 50 - 80 % води (шоколадний мус). Під впливом абіотичних процесів в'язкість "мусу" підвищується і починається його злипання в агрегати - нафтові грудочки розмірами від 1 мм до 20 мм. Агрегати - це суміш високомолекулярних вуглеводнів, смол і асфальтенів. Такі структу ри можуть тривалий час зберігатися на поверхні моря чи океану, переноситися течіями, викидатися на берег, чи осідати на дно. Нафтові грудочки часто заселені перифітоном (синьо-зелені і діамантові водорості, вусоногі рачки та інші безхребетні).
1.1. Методи знешкодження розлитої нафти на поверхні водоймищ
Затримування розповсюдження розлитої на поверхні води нафтової плівки здійснюється за допомогою так званих бонових загороджень, якщо швидкість течії становить більше 0,75 м/с, або за допомогою водяного бар'єру (стоячої хвилі), яку утворюють пропусканням повітря через перфорований трубопровід.
Особлива роль відводиться речовинам - збирачам нафтових плям, які здатні збільшувати товщину нафтової плівки, скорочуючи площу розливу. До таких речовин належать рідкі карбо нові кислоти, спирти, етери, гліцериди. За основний критерій ефективності збирача приймається значення тиску розливу Пр, яке визначається згідно з залежністю
(1)
де - поверхневий натяг води, Н/м; - поверхневий натяг води, покритої шаром збирача, Н/м.
Чим більшою є величина Пр, тим товстіший шар (h) зібраної на поверхні води плівки нафти.
Зв'язок між цими показниками має
,м, (2)
де S - коефіцієнт розтікання нафти на поверхні води, Н/м; g - прискорення сили земного тяжіння, м/с2; p0 - густина води, кг/м3; р1 - густина нафти, кг/м3.
Найширшого використання набув збирач нафти марки СН-79, який успішно використо вується в Одеському порту.
Для видалення із поверхні води зібраної нафтової плівки застосовують такі методи:
а) механічно, за допомогою суден, оснащених спеціальними сепараторами і ваннами для відстоювання води, забрудненої нафтою;
б) адгезія нафти на поверхні твердих речовин виготовлених із неопрену у вигляді ременів або циліндрів, які обертаються;
в) розпилювання на забрудненій поверхні моря чи океану розплавленого парафіну, або розчину полівінілового пластику на основі леткого розчинника, в яких після охолодження твердне нафта і суміш видаляється механічним способом;
г) застосування синтетичних водовідштовхуючих пористих матеріалів, які здатні ефективно сорбувати нафту, наприклад, гідрофобізований спучений перліт, бентонітові глини, дерев'яні ошурки, активоване вугілля, торф, полістирол;
д) застосування пінопластів, наприклад, олеофільної поліуретанової піни (бібіпол), под рібненої на дрібні шматочки, які здатні поглинути в 100 разів більше нафти, ніж власна маса;
е) використання спеціальних речовин - диспергентів марки ДН-75 і ЕПН-5, які перево дять нафтову плівку в емульсію, після чого її очищають від нафти біохімічним способом;
ж) видалення нафти із поверхні води за допомогою біологічних мікроорганізмів типу Calanus, Penicillium, Candida;
з) агломерація нафтопродуктів та нафти сумішшю залишкового бурого вугілля (ЗБВ) га алюмосилікатних мікропор (АСМП);
і) обробка забрудненої нафтою поверхні води сапропелем (органічного і органомінерального типу) із добавкою органічного розчинника, який складається із суміші вищих жирних кислот (ВЖК), формула яких
де
Отже, для видалення нафти з поверхні води існує багато методів. Кожен із них має певні переваги і недоліки. Найперспективніше застосування комбінованих методів в такій послідовності:
механічний-сорбуючий-диспергуючий-біологічний.
ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ
Лабораторна установка дозволяє імітувати забруднення поверхневого шару води нафтопродуктами та їх видалення за допомогою адсорбентів.
Лабораторна установка складається із посудини 1, заповненої водою 2, на поверхні якої за допомогою дозатора 3, створюється нафтова пляма 4 певних розмірів і товщини. За допомогою дозатора 5 на поверхню плями 4 із бункера 6 подається сорбент 7. Збірник 8 служить для зберігання нафти чи нафтопродуктів. Секундоміром фіксують час сорбції нафтової плями 4 сорбентом 7.
МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
Послідовність проведення роботи
Заповнюю водою посудину 1. Перевіряю наявність у збірнику 8 нафти чи нафтопродуктів, а також сорбенту у бункері 6. За допомогою дозатора 3 створюю на поверхні води 2 нафтову пляму 4 розміром 20-60мм. Дозатором 5 на поверхню плями нафти чи нафтопродуктів подаю сорбент у кількості, яка забезпечує повне покриття плями і одночасно включаю секундомір. Після повного поглинання (сорбції) нафтової плями виключаю секундомір, фіксуючи час досліду. Дослід повторюю із декількома нафтопродуктами (маслами) і декількома сорбентами, результати записую у табл. 3. Зібрані з поверхні сорбовані нафтопродукти збираю у спеціальну посудину, яку видає лаборант. Наводжу порядок на робочому місці.
Таблиця і результати роботи
№ з/п
Тип нафтопродуктів
Тип сорбенту
Час сорбції, с
Висновки
1.
Нафта
2.
Масло ТАD-14
3.
Масло для двигунів
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора