Курсовая работа: Загрязнение земель жидкими углеводородами

ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет» имени Н.И.Вавилова

Факультет «Агрономический»

Кафедра «Землеустройство»

Курсовая работа

по дисциплине «Земельный кадастр и мониторинг земель»

Тема: «Загрязнение земель жидкими углеводородами»

студентки 3 курса; группа – З-31

Катковой Елены Геннадьевны

Г.Саратов 2011г.

План работы:

Введение.

1.Нефть.

2. Факторы влияющие на тяжесть загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами.

3. Охрана почв от нефтяного загрязнения.

Заключение.

Введение

В последние годы проблема нефтяных загрязнений становится все бо­лее актуальной. Развитие промышленности и транспорта требует увеличения добычи нефти как энергоносителя и сырья для химической промышленности. А в месте с тем, это одна из самых опасных для природы индустрий. Ежегод­но миллионы тонн нефти выливаются на поверхность Мирового океана, по­падают в почву и грунтовые воды, сгорают, загрязняя воздух.

Большинство земель в той или иной мере загрязнены сейчас нефтепро­дуктами. Особенно сильно это выражено в тех регионах, через которые про­ходят нефтепроводы, а также богатых предприятиями химической промыш­ленности, использующими в качестве сырья нефть или природный газ. Еже­годно десятки тонн нефти загрязняют полезные земли, снижая ее плодоро­дие, но до сих пор этой проблеме не оказывают должного внимания.

1.Нефть.

Нефть представляет собой жидкость от желто- или светло-бурого до черного цвета, с характерным запахом. Это смесь углеводов и их производ­ных, каждое из которых может рассматриваться как самостоятельный токси­кант. В ее составе обнаруживается свыше 1000 индивидуальных 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 незначительную примесь мине­ральных соединений; зольность нефти не превышает 0,1%. Нефть легче во­ды: плотность различных видов нефти колеблется от 0,73 до 0,97.

В зависимости от месторождения нефть имеет различный состав как качественный, так и количественный. Больше всего предельных углеводоро­дов содержится в нефти, добываемой в штате Пенсильвания (США). Бакин­ская нефть сравнительно бедна предельными углеводородами, но богата так называемыми нафтеновыми углеводородами, содержащимися в количестве до 90%. Значительно богаче предельными углеводородами грозненская нефть, сураханская и ферганская (Средняя Азия). Основной источник загрязнения почвы нефтью – антропогенная дея­тельность. В естественных условиях нефть залегает под плодородным слоем почвы на больших глубинах и не производит существенного на нее влияния. В нормальной ситуации нефть не выходит на поверхность, происходит это только в редких случаях в результате подвижек горных пород, тектонических процессов, сопровождающихся поднятием грунта. Основные загрязнения нефтью происходят в районах нефтепромыслов, нефтепроводов, а также при перевозке нефти по сухопутным и, особенно, морским магистралям.

В районах наземных нефтепромыслов и нефтепроводов периодически происходят локальные утечки нефти и нефтепродуктов, которые не распро­страняются на большие площади. Гораздо хуже, если утечка происходит из океанической или морской буровой установки или магистрали. В этом случае нефть расползается по воде тончайшей, часто мономолекулярной пленкой на площади в сотни и тысячи квадратных километров, образуя нефтяные пятна. Оказавшись в прибойной зоне, нефтяная пленка выбрасывается на сушу и за­ражает огромные площади побережий, нанося колоссальный вред всему жи­вому в этом районе.

Районы и источники загрязнений нефтью можно условно разделить на две группы: временные и постоянные («хронические»). К временным рай­онам можно отнести нефтяные пятна на водной поверхности, разливы при транспортировке. К постоянным относятся районы нефтедобычи, на терри­тории которых земля буквально пропитана нефтью в результате многократ­ных утечек.

2. Факторы влияющие на тяжесть загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами.

Экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродук­тами зависят от параметров загрязнения, свойств почвы и характеристик внешней среды.

К первой группе факторов относятся химическая природа загрязняю­щих веществ, концентрация их в почве, срок от момента загрязнения и др. Как было отмечено выше, нефть состоит из многих фракций, существенно различающихся между собой по физико-химическим свойствам. Поэтому их поведение в почве различно.

Наибольшей проникающей способностью обладают легкие фракции, которые капиллярными силами затягиваются на глубину до 1 метра. Будучи загрязнена только легкими фракциями, почва со временем может самоочи­ститься, так как эти фракции обладают низкими температурами кипения и довольно быстро испаряются.

Тяжелые битумные фракции, которые находятся в нефти растворенны­ми в летучих фракциях, проникают не глубже 12 см. При нормальной темпе­ратуре это твердые аморфные вещества, они адсорбируются из раствора поч­венными частицами верхнего слоя, склеивают их, застывают и образуют твердую корку. Такое загрязнение не может быть ликвидировано естествен­ным путем.

Фракции нефти имеют разную токсичность. Поэтому загрязнение тя­желыми фракциями наносит косвенный вред – ухудшает или вообще делает невозможным аэрацию почвы, понижает содержание в почве кислорода, что приводит к снижению количества или вообще вымиранию аэробной части микрофлоры и, наоборот, увеличению числа анаэробов. Наиболее опасно за­грязнение именно самой нефтью: при этом легкие фракции проникают вглубь, а тяжелые создают корку на поверхности, не давая первым испарить­ся. В результате все живое в почве просто гибнет, почва теряет свои хозяйст­венные свойства, становится мертвой.

Ко второй группе факторов принадлежат структура почвы, грануло­метрический состав, влажность почвы, активность микробиологических и биохимических процессов и др.

Чем крупнее частицы почвы, тем легче нефть и нефтепродукты прохо­дят внутрь ее, в ее нижние слои. От структуры почвы также зависит степень аэрации почвы, а следовательно, интенсивность испарения и окисления неф­ти. Влажная почва отталкивает гидрофобные нефть и нефтепродукты, пре­пятствуя ее впитыванию.

К внешним факторам относятся температура воздуха, ветреность, уро­вень солнечной радиации и особенно доля ультрафиолетового излучения в свете, растительный покров и пр.

Чем выше температура воздуха, тем выше скорость окислительных процессов, посредством которых разлагается на воздухе нефть. Соответст­венно в летнее время нефть быстрее разлагается: легкие фракции испаряют­ся, тяжелые окисляются. Зимой, при отрицательной температуре, большин­ство тяжелых фракций переходят в твердое состояние и вообще не окисляют­ся, поэтому основная часть (если не все) процессов разложения нефти и неф­тепродуктов происходят именно летом. Ветер обдувает верхний слой почвы свежим воздухом, создавая динамически повышенную концентрацию кисло­рода над ней, способствуя окислению. К тому же ветер создает токи воздуха в воздушной системе почвы, по крайней мере той ее части, что осталась по­сле загрязнения. Выветривание верхнего загрязненного и окисленного слоя также содействует дальнейшему очищению. Ультрафиолетовое излучение способствует окислительным реакциям и поэтому сильно ускоряет разложе­ ние нефти на поверхности земли и, особенно, на водных гладях.

При сильном нефтяном загрязнении растительный покров обычно вы­мирает. Однако, если загрязнение не очень велико, то он может способство­вать очищению почвы. Образующийся от него за несколько лет раститель­ный опад создает над загрязненным слоем чистый гумусовый слой, богатый аэробной микрофлорой, которая может вести окисление лежащих ниже неф­тепродуктов.

3. Охрана почв от нефтяного загрязнения.

Для охраны почв от нефтяного загрязнения требуется проведение сле­дующих мероприятий:

• Выработка норм допустимого содержания нефти и нефтепродуктов в почве.

• Осуществление анализа хозяйственно важных земель (особенно вблизи нефтепроводов, химпредприятий, буровых установок) на со­держание в них нефтепродуктов.

• Капитальный ремонт или закрытие перечисленных объектов, если установлено, что это предприятие, нефтепровод, буровая установка является источником нефтяного загрязнения.

• Наказание лиц, ответственных за произошедшее загрязнение.

• Рекультивация и санация земель, загрязненных нефтепродуктами.
Специфика загрязнения земель нефтепродуктами заключается в том,

что последние долго разлагаются (десятки лет), на них не растут растения и выживают не многие виды микроорганизмов. Восстановить земли можно пу­тем удаления загрязненного почвенного слоя вместе с нефтью. Далее может следовать либо засев культурами, которые в получившихся условиях смогут дать наибольшее количество биомассы, либо завоз незагрязненной почвы.

Восстановление загрязненной нефтепродуктами земли проходит в три основных этапа:

• удаление загрязненной нефтью почвы;

• рекультивация нарушенного при этом ландшафта;

• мелиорация. На первом этапе вывозится минимальное количество загрязненной

почвы и свозится в места захоронения или используется там, где от нее не требуется плодородных свойств (нанесение дамб и т.п.).

На втором этапе производится завоз нового плодородного слоя и вскрышных пород с хорошими почвообразующими свойствами, формирова­ние нужного рельефа. Характер проведения этих работ зависит от таких фак-торов как вид последующего использования рекультивируемых площадей, климат, и окружающий рельеф.

На третьем этапе, соответственно, производится приспособление к сельскохозяйственному использованию. Заключается оно, как правило, в обеспечении нужного водного режима, защите от эрозии, оползней и т.д. Третий этап не является обязательным, но поскольку восстановление земель производится в основном под сельскохозяйственные нужды, то он обычно проводится тоже.

Вывод.

Таким образом, нефть представляет собой смесь углеводов и их произ­водных, в целом свыше 1000 индивидуальных органических веществ, каждое из которых может рассматриваться как самостоятельный токсикант. Основной источник загрязнения почвы нефтью – антропогенная деятель­ность. Загрязнение происходит в районах нефтепромыслов, нефтепроводов, а также при перевозке нефти.

Экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродук­тами зависят от параметров загрязнения (химическая природа загрязняю­щих веществ, концентрация их в почве, срок от момента загрязнения и др.), свойств почвы (структура почвы, гранулометрический состав, влажность почвы, активность микробиологических и биохимических процессов и др.) и характеристик внешней среды (температура воздуха, ветреность, уровень солнечной радиации и особенно доля ультрафиолетового излучения в свете, растительный покров и пр.). Восстановление загрязненных нефтепродукта­ми земель проходит либо засевом культур, устойчивых к нефтяному загряз­нению, либо завозом незагрязненной почвы, что осуществляется в три ос­новных этапа: удаление загрязненной нефтью почвы, рекультивация нару­шенного ландшафта, мелиорация.

Список литературы:

1. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв: Учебное пособие для студентов вузов. Часть 3. Загрязнение почв. Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 2004, 54 с.