Загрязнение гидросферы нефтяной промышленностью. Очистка сточных вод

Российский государственный  университет нефти и газа им. И.М. Губкина

 

 

Кафедра геологии

 

 

 

 

Курсовой проект по геоэкологии на тему:

«Загрязнение гидросферы нефтяной промышленностью.

 Очистка сточных вод».

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка гр. ГР-07-2

                                   Манапова К.Т.

                                                    Проверил: преподаватель

                                           Рехвиашвили М.Ш.

 

 

 

 

Москва – 2010

Содержание.

 

1. Введение.....................................................................................стр. 2-4

2. Основные виды загрязнения  гидросферы................................стр. 5-6

3. Загрязнение океанов  и морей....................................................стр. 7-10

4. Загрязнение рек и  озер....................................................................стр. 11-13

5. Загрязнение подземных  вод......................................................стр. 14

6. Методы очистки сточных  вод....................................................стр. 15-16

7. Заключение..................................................................................стр. 17-18

8. Список использованной  литературы........................................стр. 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение.

Гидросфера –  водная среда, которая включает поверхностные  и подземные воды. Поверхностные  воды в основном сосредоточены в  Мировом океане, содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет361 млн. кв. км. Она  примерно в 2,4 раза больше площади суши – территории, занимающей 149 млн. кв. км. Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной 3000 м. Если земной шар уподобить яйцу, то земная кора – это скорлупа, а  гидросфера – тончайшая, меньше микрона, пленка на ее поверхности. Если же нашу планету уподобить головке ребенка, то вся гидросфера будет равняться  двум слезинкам на его ресницах.

Вода в океане (94%) и под землей – соленая. Количество пресной воды составляет 6% от общего объема воды на Земле, причем очень  малая ее доля (всего 0,36%) имеется  в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах, пресноводных айсбергах  и ледниках (1,7%), находящихся в  основном в районах южного полярного  круга, а также глубоко под  землей (4%). Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3-47 тыс. куб. км. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. куб. км.

В настоящее время  человечество использует 3,8 тыс. куб. км. воды ежегодно, причем можно увеличить потребление максимум до 12 тыс. куб. км. При нынешних темпах роста потребления воды этого хватит на ближайшие 25-30 лет. Выкачивание грунтовых вод приводит к оседанию почвы и зданий (в Мехико и Бангкоке) и понижению уровней подземных вод на десятки метров (в Маниле).

Каждый житель Земли  в среднем потребляет 650 куб. м  воды в год (1780 л в сутки). Однако для удовлетворения физиологических  потребностей достаточно 2,5 л в день, т.е. около 1 куб. м в год. Большое  количество воды требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды потребляет промышленность; 6% расходуется в быту.

С учетом потребностей воды для промышленности и сельского  хозяйства расход воды в нашей  стране – от 125 до 350 л в сутки  на человека (в Санкт-Петербурге 450 л, в Москве – 400 л).

В развитых странах  на каждого жителя приходится 200-300 л  воды в сутки, в городах 400-500 л, в  Нью-Йорке – более 1000 л, в Париже – 500 л, в Лондоне – 300 л. В то же время 60% суши не имеет достаточного количества пресной воды. Четверть человечества (примерно 1,5 млн человек) ощущает ее недостаток, а еще 500 млн страдают от недостатка и плохого качества питьевой воды, что приводит к кишечным заболеваниям.

Не только пресные, но и соленые воды используются человеком, в частности для рыболовства. 

 

 

 

 

Масштаб 1:25 000 000, Формат 140х100 см. 
Штриховым знаком на карте показывается арктическое опустынивание, цветными фонами – аридное опустынивание, обезлесение, нефтяное загрязнение, сильно загрязненные районы мирового океана. Значками показаны крупные разливы нефти, подводные свалки мусора, радиоактивное загрязнение, выпадение кислотных дождей, комплексное нарушение земель, загрязнение атмосферы, деградация пастбищ, ветровая и водные эрозии.

 

2. Основные виды загрязнения гидросферы.

 

1. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.
2. Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности.
3. Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.
4. Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем.
5. Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов.
6. Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию синезеленых водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.
7. Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей.
8. Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.

Мировое хозяйство  сбрасывает в год 1500 куб. км сточных  вод разной степени очистки, которые  требуют 50-100-кратного разбавления для  придания им естественных свойств и  дальнейшего очищения в биосфере. При этом не учитываются воды сельскохозяйственных производств. Мировой речной сток ( 37,5-45 тыс. куб. км в год) недостаточен для необходимого разбавления сточных вод. Таким образом, в результате промышленной деятельности пресная вода перестала быть возобновляемым ресурсом.

Рассмотрим последовательно  загрязнение океанов, морей, рек  и озер, а также методы очистки  сточных вод. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Загрязнение океанов и морей.

Ежегодно в Мировой  океан попадает более 10 млн. т нефти  и до 20% его площади уже покрыты  нефтяной пленкой. В первую очередь  это связано с тем, что добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом  нефтегазового комплекса. В 1993 году в океане добыто 850 млн. т нефти (почти 30% мировой добычи). В мире пробурено  около 2500 скважин, из них 800 в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 –  в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до 900 м.

Загрязнение гидросферы водным транспортом происходит по двум каналам. Во-первых, морские и речные суда загрязняют ее отходами, получаемыми  в результате эксплуатационной деятельности, и, во-вторых, выбросами в случае аварий токсичных грузов, большей  частью нефти и нефтепродуктов. Энергетические установки судов (в основном дизельные  двигатели) постоянно загрязняют атмосферу, откуда токсичные вещества частично или почти полностью попадают в воды рек, морей и океанов.

Нефть и нефтепродукты  являются главными загрязнителями водного  бассейна. На танкерах, перевозящих  нефть и ее производные, перед  каждой очередной загрузкой, как  правило, промываются емкости (танки) для удаления остатков ранее перевезенного  груза. Промывочная вода, а с ней  и остатки груза обычно сбрасываются за борт. Кроме того, после доставки нефтегрузов в порты назначения танкеры чаще всего направляются к пункту новой погрузки порожними. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности плавания танки судна наполняются балластной водой. Эта вода загрязняется нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти и нефтепродуктов выливается в море. Из общего грузооборота мирового морского флота в настоящее время 49% падает на нефть и ее производные. Ежегодно около 6000 танкеров международных флотилий транспортируют 3 млрд. т нефти. По мере роста перевозок нефтегрузов все большее количество нефти стало попадать в океан при авариях.

Огромный ущерб  океану нанесло крушение американского  супертанкера «Торри Каньон» у юго-западного побережья Англии в марте 1967 года: 120 тысяч т нефти вылилось на воду и было подожжено зажигательными бомбами с самолетов. Нефть горела несколько дней. Были загрязнены пляжи и побережья Англии и Франции.

За десятилетие  после катастрофы танкера «Торри Канон» в морях и океанах погибло более 750 крупных танкеров. Большинство этих крушений сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов в море. В 1978 году у французских берегов снова произошла катастрофа, еще более значительная по последствиям, чем в 1967 году. Здесь в шторм разбился американский супертанкер «Амоно Кодис». Из судна вылилось более 220 тыс т нефти, покрыв площадь 3,5 тыс. кв. км. Был нанесен огромный ущерб рыболовству, рыбоводству, устричным «плантациям», всем морским обитателям этого района. На протяжении 180 км побережье покрылось черным траурным «крепом».

В 1989 году авария танкера  «Валдиз» вблизи побережья Аляски стала крупнейшей экологической катастрофой подобного рода в истории США. Огромный, с полкилометра длиной, танкер сел на мель примерно в 25 милях от берега. Тогда в море вылилось около 40 тыс. т нефти. Огромное нефтяное пятно растеклось в радиусе 50 миль от места аварии, покрыв плотной пленкой пространство 80 кв. км. Были отравлены самые чистые и богатые фауной прибрежные районы Северной Америки.

Для предотвращения подобных катастроф разрабатываются  двухкорпусные танкеры. При аварии, если будет поврежден один корпус, второй предотвратит попадание нефти  в море.

В результате добычи нефти из трубопроводов, связывающих  нефтяные платформы с материком, каждый год в море вытекало около 30000 т нефтепродуктов. Последствия  этого загрязнения нетрудно видеть. Целый ряд видов, которые некогда  обитали в Северном море, в том  числе лосось, осетр, устрицы, скаты  и пикша, просто-напросто исчезли. Гибнут тюлени, другие обитатели этого моря нередко страдают от инфекционных заболеваний  кожи, имеют деформированный скелет и злокачественные опухоли. Гибнет птица, питающаяся рыбой или отравившаяся морской водой. Наблюдалось цветение ядовитых водорослей, которое привело  к уменьшению рыбных запасов (1988 год).

Крупные разливы  нефтепродуктов (тысячи тонн) происходят в Восточной Балтике один раз  в 3-5 лет, мелкие (десятки тонн) –  ежемесячно. Крупный разлив поражает экосистемы на акватории в несколько  тысяч гектаров, мелкий – в несколько  десятков гектаров. Балтийскому морю, проливу Скагеррак, Ирландскому  морю угрожают выбросы иприта –  химического отравляющего вещества, созданного Германией в годы Второй мировой войны и затопленного Германией, Великобританией и СССР в 40-е годы. Свои химические боеприпасы СССР топил в северных морях и  на Дальнем Востоке, Великобритания – в Ирландском море.

В 1983 году вошла  в силу международная Конвенция  по предотвращению загрязнения морской  среды. В 1984 году государства Балтийского  бассейна подписали в Хельсинки  Конвенцию по защите морской среды  Балтийского моря. Это было первое международное соглашение на региональном уровне. В результате проведенной  работы содержание нефтепродуктов в  открытых водах Балтийского моря снизилось в 20 раз по сравнению  с 1975 г.

В 1992 году министрами 12 государств и представителем Европейского Сообщества была подписана новая  Конвенция по охране среды бассейна Балтийского моря.

 

4. Загрязнение рек и озер.

Большое количество сточных вод, нефтепродуктов и даже жидкие радиоактивные отходы поступают  в реки и озера различных регионов мира.

Когда в 1969 году в  Кливленде (США) вспыхнула насыщенная нефтью река Кайяхога, впадающая в Великие озера, она сразу же стала зримым символом экологического бедствия, порожденного многолетним сбросом отходов коммунальных служб и промышленных предприятий, расположенных на побережье Великих озер.

В России из 60 куб. км сточных вод по меньшей мере треть попадает в окружающую среду без всякой очистки. Наиболее загрязнены водные источники юга России, а также Московской области. Из бассейна Кубани в 1991 году было забрано для производственных целей 80% годового стока, из Дона – 65%. Из Терека и Урала современное хозяйствование забирает в среднем 50% их стока. Больше половины забираемой воды возвращается в реки без очистки. Вода не успевает самоочищаться. Для того, чтобы вылечить реку после такой агрессии, необходимо разбавлять загрязненную воду чистой как минимум в соотношении 1:30. Этого не происходит.

В Неву каждый день попадает около 2000 тонн загрязняющих веществ. В Печоре по сему ее течению наблюдаются высокие концентрации фенола (из-за сплава леса), нефтепродуктов, соединений меди. В Северной Двине кроме фенола, нефтепродуктов и соединений меди находят еще соединения азота и отходы целлюлозно-бумажной промышленности. В Уральских реках Чусовой, Исети, Тагиле и Туре концентрации меди, никеля, хрома выше предельно допустимых норм в 5-20 раз. Енисей, Ангара и Лена загрязнены медью, цинком и фенолами. Обь на всем протяжении от истока до устья загрязнена нефтепродуктами и фенолом в концентрации от 5 до 17 ПДК.

Братское и Усть-Илимское водохранилища загрязнены сточными водами лесопромышленных комплексов (концентрации сероводорода и других веществ достигают сотен ПДК).

Воды Амура загрязнены медью и хромом (в 5-15 раз выше ПДК). В тяжелом экологическом положении  находится Волга, на берегах которой  живет 60 млн. человек и где производится 30% промышленной с сельскохозяйственной продукции. Водозабор из Волги равен 33% (данные на 1992 год). Объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в ее бассейн, составляет 37% общего их объема на территории России. В Волгу в 1989 году поступало 20 куб. км сточных вод. Если исходить из средненеобходимого для различных отраслей промышленности 30-кратного разбавления, то для доведения этих стоков до нормы понадобилось бы 600 куб. км чистой воды, а среднегодовой сток Волги – 250 куб. км. Ежегодно в Волгу, а затем в Каспийское море поступает 367 тыс. тонн органики, 13 тыс. т нефтепродуктов, 45 тыс. т азота, 20 тыс. т фосфора, что уже привело к резкому сокращению рыбных богатств Каспия и Волги. В 1990 году в Волге уже нельзя было встретить здоровую рыбу. Количество фенолов в волжской воде не территории Ярославской области превышает ПДК в 21 раз, в районе Астрахани – 5-12 ПДК. Содержание кадмия и свинца превышает нормы, допустимые с точки зрения употребления рыбы в пищу (1995 год). В 1998 году правительство РФ приняло программу «Возрождение Волги». В 1999-2010 годах предполагается коренное изменение состояние окружающей среды на Волге и ее притоках, восстановление природных компонентов бассейна.