Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»
Оценка 4.7

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Оценка 4.7
Исследовательские работы
doc
химия +1
9 кл
20.02.2017
Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»
В ходе исследования были поставлены эксперименты по выявлению фильтрационных свойств почвы. Эксперименты показали, что грунт проявляет фильтрационные свойства по отношению к воде и нерастворимым в воде веществам. В то же время, почва частично поглощает (сорбирует) некоторые растворы. В основе адсорбции лежит физико-химическое явление: вещество из объема жидкой фазы концентрируется на поверхности раздела фаз адсорбирующего вещества (твердая фаза). Однако, самостоятельно с ликвидацией нефтяного пятна с поверхности почвы собственных адсорбционных свойств грунта не достаточно. Наиболее эффективным способом ликвидации нефтяных пятен с поверхности почвы является применение адсорбентов. Физико-химический способ очистки почвы от нефтяных пятен наиболее эффективен в первой стадии ликвидации разлива нефтепродуктов, так как препятствуют дальнейшему растеканию нефтяного пятна по поверхности почвы. Во-первых, достаточно легко доставить сорбенты к месту аварии, во-вторых, простота и удобство применения, в-третьих, быстрота достижения максимального эффекта очистки почвы по сравнению с другими методами.Файл содержит оформленную исследовательскую работу обучающегося 9 класса, выполненную под руководством преподавателя химии Першагиной Е.Ю.
Проект Сергеевой О..doc
1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА: «Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)» Работу выполнила: Сергеева Ольга Дмитриевна, 9 класс «В» ГБОУ Гимназия №1590 Научный руководитель: Першагина Екатерина Юрьевна, учитель химии и биологии 2 2016, Москва ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Актуальность темы …………………………………………...3 2. Цели………………………………………………………….....3 3. Задачи.………………………………………………....……….3 4. Планируемый результат..……………………………………..3 5. Обзор литературы………....…………………………………..4 6. Постановка эксперимента..…………………………………...7 7. Выводы…………………………………………………………9 8. Список литературы……………………………………………10 3 Актуальность:  проблема  загрязнения   почвы    при  разливах  нефтепродуктов является одной из самых актуальных в настоящее время.  Нефть является экологически опасным веществом, которое при попадании в окружающую среду (грунт, почву, водоемы) угнетает важные жизненные процессы, подавляя или заставляя их протекать по­другому.  Цель:  обосновать   эффективность   применения   метода   химической   очистки почвенной поверхности от нефтяных пятен. Задачи: 1. Создать искусственную модель почвенного среза. 2. Выяснить, обладает ли почва фильтрационными свойствами. 3. Применить   разные   виды   загрязнений   (нефтью   и   отдельными   видами нефтепродуктов)   к искусственной модели почвенного среза. Провести эксперимент по химической очистке почвы. 4. Найти   в   различных   источниках   информации   статистику   по   видам очистки   почвы   от   нефтепродуктов   (химическим,   биологическим, физическим). 5. Обосновать, что нефть и нефтепродукты – самые экологически опасные виды загрязнений для почвы. Планируемый результат:   почва является естественным фильтром;  лёгкие   фракции   нефти   (бензин,   керосин)   почва     фильтрует   и самостоятельно очищается от них; 4    нефть   и   ее   отдельные   тяжелые   фракции   (мазут,   гудрон)   плохо фильтруются через почвенные слои;  наиболее   эффективным   способом   очистки   почвы   от   поверхностных разливов   нефти   и   нефтепродуктов   является   химический   способ: эффективно   использование   эмульгаторов   и   поверхностно­активных веществ ПАВ, которые способны переводить нефть в эмульсии, ускорять процессы ее биохимического разрушения и даже ослаблять ее токсическое влияние. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Как известно, почва — это верхний рыхлый плодородный слои земли, где растут   растения,   обитают   животные   и   другие   организмы.   Ее   толщина неодинакова в разных уголках нашей планеты — от нескольких сантиметров до двух метров. Составными частями почвы являются песок, глина, вода и рас­ творенные в ней неорганические вещества. Органические вещества ­ перегной, или   гумус,     придает   почве   темную   окраску.    Нефть   ­  полезное   ископаемое, представляющее   из   себя   маслянистую   жидкость;   горючее   вещество   темно­ коричневого   или   чёрного   цвета.     С   химической   точки   зрения,   нефть   ­   это сложная   смесь   углеводородов   с   примесью   различных   соединений,   например, азота и серы [3]. Самым   дешевым   способом   транспортировки   нефти   считается транспортировка  с помощью нефтепроводов, которые могут быть наземными, подземными и подводными.  В   России   основным   способом   транспортировки   нефти   является трубопроводный транспорт, а в мировой практике по объемам транспортировки 5 ничто не может сравниться с перевозкой нефти танкерами и супертанкерами. Танкеры являются самыми крупными судами, используемыми в настоящее время на море.  При транспортировке нередко нефть и нефтепродукты попадают в почву или в воду. Как же нефть влияет на процессы жизнедеятельности? Нефть – это экологически опасное вещество.   При   попадании нефти в почву нарушаются многие жизненные процессы: подавляется дыхательная активность и микробное самоочищение,   изменяется   соотношение   между   отдельными   группами естественных микроорганизмов, меняются направления метаболизма, угнетаются процессы   азотофиксации,   нитрификации,   разрушения   целлюлозы.     В   почве накапливаются   трудно   окисляемые   продукты,   уменьшается   количество корневых   выделений   и   органических   остатков   растений,   являющихся важнейшими   факторами   питания   микроорганизмов.    Нефтяное   загрязнение приводит   к   активным   изменениям   химического   состава   и   структуры   почвы. Конечно, одним из главных ущербов также является то, что нефть перекрывает доступ   кислороду.   Так   почвенные   обитатели   не   смогут   больше   жить   в   этой загрязненной почве, некоторые даже погибают при первых попаданиях вещества [1].  Известно,   что   длительное   воздействие   углеводородов,   попадающих,   в органы   дыхания   человека,   крайне   отрицательно   сказывается   на   здоровье,   Нефть   и вызывая   целый   ряд   тяжких   заболеваний,   включая   раковые.   нефтепродукты   в   естественных   условиях   разлагаются   в   течение   многих   лет, нанося природе значительный ущерб [3].   Существующие   способы   очистки   почвы   от   нефтяных   загрязнений   можно разделить их по принципу действия на следующие категории: 6    физико­химические методы очистки; биологические методы очистки; механические методы очистки. Физико­химический метод. Технологии   физико­химической   очистки   почвы   подразумевают   использование растворов   поверхностно­активных   веществ   или   сильных   окислителей   (активный кислород и хлор, щелочные растворы.     Этот метод очистки от нефти заключается в том,   что   в   загрязненный   субстрат   добавляют   различные   химические   реагенты, которые вступают в реакцию с нефтью и осаждают её в виде нерастворимых осадков. При физико­химическом методе очистки почвы от нефти из нее удаляются тонко дисперсные   и   растворенные   примеси   и   разрушаются   органические   и   плохо окисляемые   вещества   нефти.   Чаще   всего   из   физико­химических   методов применяется коагуляция, окисление, адсорбция, экстракция. В качестве абсорбента нефти также можно применять тонко размолотый порошок активированного угля. Он равномерно   напыляется   на   нефтяное   пятно,   и   оно   сразу   перестает   растекаться. Нефть,   успевшая   смешаться   с   почвенной   влагой   и   ставшая   негорючей,   вскоре приклеивается к угольным частицам. После этого пленку можно снять и сжечь (смесь угля с нефтью хорошо горит) [1]. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. Химические реагенты создают на поверхности нефтяного пятна   с   помощью   поверхностно­активных   веществ   и   эмульгаторов   водонефтяных эмульсий, которые затем необходимо собрать с поверхности и утилизировать.  Применение   адсорбентов (алюмосиликатные микросферы или оксид алюминия) постепенно находит все более широкое применение [2]. 7 Биологический метод.   Среди   методов   очистки   воды   от   нефти   самую   заметную   роль   играет биологический метод, основанный на использовании специальных микроорганизмов, питающихся   нефтью   и   разрушающих   её.  В   настоящее   время   известно   большое количество   микроорганизмов,   способных   перерабатывать   углеводороды   различных классов.   Наиболее   продуктивные   из   них   ­   культуры   дрожжей   рода   Candida,   для которых источником углеводородов служат парафины нефти.  Механический метод.  Суть применения метода заключается  в том, что очистка почвы  проводится с помощью специальной флотационной машины в несколько этапов: машина удаляет слой загрязненной почвы и подает на очистку в мобильную установку, куда подаются специальные   очищающие   ПАВ   и   на   заключительном   этапе   уже   очищенная   почва сбрасывается обратно на рельеф [3].  ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА Для   построения   искусственной   модели   почвы   был   использован   набор   для фильтрации воды, который включает в себя контейнеры, фильтры, мензурки, трубки, красители, ёмкости для фильтрования и др. Для создания модели   почвы были взяты глина (нижний слой), песок (средний слой) и готовый субстрат для комнатных растений. Из нескольких контейнеров была собрана   «башня».   Внизу   каждого   контейнера   имеется   отверстие   для   выхода жидкости. В каждом отверстии имеется сетка, благодаря которой твёрдые частицы не попадают   в   следующий   слой.   Вся   конструкция   была   закреплена   на   специальном поддоне   для   сбора   жидкости,   прошедшей   через   башню.   Высота   установки   для эксперимента 0,5 м. 8 Перед   началом   эксперимента   почва   была   увлажнена.     Через   установку пропускалось   150   мл   образцов   нефти   и   нефтепродуктов   (бензин,   керосин),     и измерялись   время   фильтрации   и   глубина   проникновения   в   искусственный   грунт. Данные измерений, проведенных в ходе эксперимента, представлены в таблице 1. Таблица 1. В начале эксперимента (30 секунд) нефть ещё просачивалась в готовый субстрат для комнатных растений, затем, через 2 минуты, прохождение нефти вглубь   почвы   завершилось.  Нефть   не   образовала   больших   растеканий   по поверхности почвы. Она даже не прошла во второй слой, состоящий из песка. На поверхности почвы была видна тонкая плёнка, которую образовала нефть. Из­за этого она не стала просачиваться дальше, а остановилась достаточно не глубоко от поверхностного слоя.  На следующий день было заметно то, что часть нефти как будто бы испарилась. Нефть не впиталась в почву, а частично улетучилась. Нефтяная   пленка на   поверхности   подвергается   испарению,   при   этом улетучиваются легкие фракции, вследствие чего плотность остающейся части увеличивается,   поэтому   нефть   незначительно   может   глубже   войти   в   почву. Нефть и нефтепродукты   образуют на поверхности  почвы   пленку,  появляется керосиновый запах.  На   поверхность   нефтяного   пятна   был   нанесен   адсорбент   «Оil   binding agent».   Буквально   через   несколько   минут   белые   гранулы   адсорбента   начали 9 окрашиваться   в   коричневый   цвет,   что   означало   впитывание   поверхностной пленки нефти внутрь гранул. Специальным шпателем весь адсорбент был снят с поверхности почвы. От следов нефтяного пятна не осталось и следа. ВЫВОДЫ Эксперимент показал, что грунт проявляет фильтрационные свойства по отношению к воде и нерастворимым в воде веществам. В   то же время, почва частично поглощает (сорбирует) некоторые растворы. В основе адсорбции лежит физико­химическое явление: вещество из объема жидкой фазы концентрируется на поверхности раздела фаз адсорбирующего вещества (твердая фаза). Однако, самостоятельно   с   ликвидацией   нефтяного   пятна   с   поверхности   почвы   Наиболее собственных   адсорбционных   свойств   грунта   не   достаточно.   эффективным   способом   ликвидации   нефтяных   пятен   с   поверхности   почвы является применение адсорбентов. Физико­химический способ очистки почвы от нефтяных   пятен   наиболее   эффективен   в   первой   стадии   ликвидации   разлива нефтепродуктов,   так   как   препятствуют   дальнейшему   растеканию   нефтяного пятна по поверхности почвы. Во­первых, достаточно легко доставить сорбенты к месту аварии, во­вторых, простота и удобство применения, в­третьих, быстрота достижения   максимального  эффекта   очистки   почвы   по   сравнению   с  другими методами. 10 ЛИТЕРАТУРА 1. Энциклопедия   для   детей.  Том  17.Химия  /Глав.ред.В.А.Володин. – М.: Аванта+Ю 2001. – 640 с. 2. Химия / Варавва Н.Э., О.В.Мешкова. – М.: Эксмо, 2012. – 528с. – (Универсальный справочник школьника). 3. Слета   Л.А.   Химия:   Справочник.   –   Харьков:   Фолио;   Ростов   н/Д: Феникс, 1997, ­ 496 с. 4. http://www.o8ode.ru/article/answer/clean/o4ictka_vody_ot_nefti.htm

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»

Исследование "«Эффективная очистка почвы от нефтепродуктов (Изучение фильтрационных свойств почвы и поиск эффективного способа ее очистки при загрязнениях нефтью и нефтепродуктами)»
Скачать файл