Интегрированный урок по физике и биологии Влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы

Администрация Ленинского района муниципального образования

«Город Саратов»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №102»

Ленинского района г.Саратова

__________________________________________________________________

410044, город Саратов, улица им. Шехурдина А.П., 56А, тел\факс(8452)63-44-90, [email protected]

Влияние нефти и нефтепродуктов

на живые организмы

Руководитель:

учитель физики

Коновалов А.И.

Содержание

1. Введение стр.2

2. История открытия нефти стр.2

3. Состав нефти стр.3

4. Область применения нефти и нефтепродуктов стр.3

5. Катастрофы и экологические последствия стр.4

6. Экспериментальная часть стр.5

7. Заключение стр.8

8. Список литературы стр.8

Введение

Разливы нефти могут возникать и уже появляются практически повсюду. На небольшие разливы обращают мало внимания, их быстро убирают или же они разлагаются естественным способом. Большие разливы нефти привлекают внимание общественности и, как правило, требуют принятия срочных мер со стороны государственных организаций.

Нефть и нефтепродукты оказывают пагубное воздействие на живые организмы. Растворимые компоненты нефти очень ядовиты. Их присутствие приводит к гибели морских и земных животных.

Цель: Изучить воздействие нефти и нефтепродуктов на живые организмы.

Задачи: Изучить состав и свойства нефти, показать отрицательное влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы.

История открытия нефти

Открытие нефти датируют 3-м тысячелетием до н. э.; считается, что произошло оно в Месопотамии: неглубоко залегающий пласт естественным образом вышел на поверхность. В древние времена нефть использовали как горючий материал и как целебное средство. Честь первой разведки залегающего в грунте нефтяного пласта принадлежит китайцам (II в. до н. э.) - нефть обнаружили в скважинах, предназначавшихся для добычи соли.

Путешественники описывали, как племена, жившие у берегов реки Ухта на севере Тимано-Печорского района, собирали нефть с поверхности реки и использовали ее в медицинских целях и в качестве масел и смазок. Нефть, собранная с реки Ухта, впервые была доставлена в Москву в 1597 году.
В 1702 году царь Петр Первый издал указ об учреждении первой регулярной российской газеты Ведомости. В первом выпуске газеты была опубликована статья о том, как была обнаружена нефть на реке Сок в Поволжье, а в более поздних выпусках была информация о нефтепроявлениях в других районах России.

В 1745 Федор Прядунов получил разрешение начать добычу нефти со дна реки Ухта. Прядунов также построил примитивный нефтеперегонный завод и поставлял некоторые продукты в Москву и Санкт-Петербург.
Нефтепроявления также наблюдались многочисленными путешественниками на Северном Кавказе. Местные жители даже собирали нефть с помощью ведер, вычерпывая ее из скважин глубиной до полутора метров. В 1823 году братья Дубинины открыли нефтеперерабатывающий завод в Моздоке для переработки нефти, собираемой с близлежащего Вознесенского нефтяного месторождения.
С четырнадцатого века нефть, собираемая в Баку, экспортировалась в другие страны Среднего Востока. Первая нефтяная скважина в мире была пробурена на Биби-Айбатском месторождении вблизи Баку в 1846 году, более чем на десятилетие раньше, чем была пробурена первая скважина в США. С этим событием связывают начало современной нефтяной промышленности.

Состав нефти

Нефть - это природная маслянистая горючая жидкость со своеобразным запахом. Она обладает различной консистенцией - от легкотекучих до густых, малоподвижных. Цвет нефти в большинстве случаев бурый и темно-коричневый (до черного), реже желтый и зеленоватый и совсем редко встречается почти бесцветная, так называемая «белая нефть». Цвет зависит от растворенных в ней смол. Нефть представляет собой смесь жидких углеводородов (парафиновых, нафтеновых и ароматических), в которой растворены газообразные и твердые углеводороды. В незначительных количествах она содержит серные и азотные соединения, органические кислоты и некоторые другие химические соединения.

С физической точки зрения нефть рассматривается как раствор газообразных и твердых углеводородов в жидкости. Природная нефть, добываемая из недр Земли, всегда содержит некоторое количество растворенных в ней газов (попутные природные газы), главным образом метана и его гомологов.

Область применения

Нефть - это то, что не зря называют «черным золотом». Объем тех продуктов, которые получают из нефти, весьма обширен, как и область их применения. На сегодня запасы нефти истощаются за счет того, что нефть участвует практически во всех сферах человеческой жизни. В связи с появлением сначала автомобильного, а после и авиационного транспорта, возникла необходимость в топливе, за счет которого бы этот транспорт функционировал. Выходом стал бензин, которые тоже добывается из нефти путем ее переработки и ратификации.Основную часть всех нефтепродуктов, которые добываются, составляет топливо. Это примерно 63% от всех. Топливо функционирует во многих сферах человеческой .

Реактивное топливо, как отдельный вид топлива, получаемого из нефти, используется в авиационных газотурбинных двигателей. В дизельных двигателях, которые используются в судах, а также на тяжелых грузовых автомобилях, используется газойль или же дизельное топливо.Одна из разновидностей дизельного топлива - это керосин. Керосин можно использовать в качестве непосредственно топлива для реактивных двигателей. Также, керосин часто используют и в быту, для домашних нужд.Продукты, которые получаются при переработке нефти - это важная часть нашей жизни, которая, в определенном смысле, является двигателем прогресса. Поэтому использовать нефть необходимо только рационально.

Катастрофы и экологические последствия

Первая нефтяная катастрофа в нашем списке является одной из крупнейших в истории. Событие произошло в 1990 году в Кувейте. Шла война в Персидском заливе и Ирак захватил Кувейт. Войска антииракской коалиции разбили врага, однако, готовясь к обороне, иракцы открыли задвижки на нефтяных терминалах и опорожнили несколько нагруженных нефтью танкеров. Сделано это было для того, чтобы затруднить высадку десанта. В ходе операции в Персидский залив вылилось около 1,5 млн тонн нефти. Поскольку шла война, с последствиями аварии никто не боролся, а когда спохватились, то нефть покрыла около 1 тыс. кв. км поверхности залива и загрязнила около 600 км побережий. В целях предотвращений подобных ситуаций, авиация США разбомбила несколько кувейтских нефтепроводов.

В январе 1997 года участником серьезной экологической катастрофы стало российское судно. Нефтяной танкер "Находка" затонул на пути из Китая на Камчатку. Из танкера вылилось около 19 тыс. тонн нефти, в результате чего образовалось 50-километровое пятно.

В 1998 году "нефтяная волна" добралась до Европы. В начале ноября грузовое судно "Паллас" под флагом Либерии село на мель в Северном море на пути в Данию. Разлив нефти составил 20 тонн и пришелся на побережья Голландии, Дании и Германии. Утечка вызвала колоссальный пожар, полыхавший в течение нескольких дней. Из-за огня погибли боле 1000 морских птиц, среди которых были редкие виды. Более 12 тыс. получили повреждения.

Следующее место разлива в нашем списке - Бразилия. В январе 2000 года в воды бухты Гуанабара, на берегу которой расположен Рио-де-Жанейро, из трубопровода компании "Петробраз" попало свыше 1,3 миллиона литров нефти, что привело к крупнейшей за всю историю мегаполиса экологической катастрофе. Второй крупный разлив в этой же зоне произойдет через 9 лет.

Далее - 2002 год, действие снова происходит в Европе. Танкер "Престиж" потерпел аварию у берегов Испании в Бискайском заливе. Для Испании это самое крупное экологическое бедствие. По разным источникам, в море вылилось от 80 до 90 тыс. тонн нефти. Стоимость ликвидации аварии и ее последствий составила 2,5 миллиона евро, после чего Испания и Франция запретили вход в свои воды танкерам без двойного корпуса.

Танкер "Тасман Спирит" потерпел бедствие у пакистанского города Карачи 27 июля 2003 года. Спустя 2 недели судно развалилось на 2 части. В общей сумме, вылилось около 55 тыс. тонн нефти. Площадь пятна составила 40 кв.км. Из-за инцидента погибло множество птиц, рыб и всевозможных морских зверей.

Следующая крупная катастрофа произошла в августе 2006 года. Филиппинский танкер потерпел аварию. Событие имело тяжелые последствия: оказались загрязнены 300 км побережья страны, 500 гектаров мангровых лесов и 60 га плантаций водорослей. Пострадал и морской резерват Таклонг, на территории которого обитали 29 видов кораллов и 144 вида рыб. Количество людей, пострадавших из-за аварии насчитывается около 15 тыс.

Далее нужно вспомнить две катастрофы, случившиеся в течение одного 2007 года. 11 ноября в результате шторма в Керчинском проливе за один день затонули четыре судна, еще шесть сели на мель и получили повреждения два танкера. Из разломившегося танкера "Волгонефть-139" в воду вылилось более 2 тысяч тонн мазута. В результате события погибло более 30 тыс. птиц. Росприроднадзор оценил экологический ущерб, причиненный в результате крушения нескольких судов в Керченском проливе, в 6,5 миллиарда рублей.

Вторая катастрофа пришлась на декабрь года. В южнокорейском порту Тэнан в результате аварии в море вылилось более 15 тыс. тонн нефти. Танкер, перевозивший горючее, врезался в портовый кран, в результате чего в борту танкера образовалось несколько пробоин, через которые вытекла нефть.

Крупные "нефтяные катастрофы" происходили и в 2009 году. Одна из них - танкер, севший на мель в Самарской области 13 июля, в результате чего в Волгу попало 3 тонны мазута. Размеры нефтяного пятна составили 12 км в длину и 35м в ширину.

Наконец, в текущем, 2010 году произошла уже упомянутая раннее авария в Мексиканском заливе. Нефтяное пятно угрожает трем штатам: Луизиане, Флориде и Алабаме. Эту катастрофу считают самой мощной в истории США. СМИ окрестили катастрофу "Нефтяным Чернобылем", что вполне оправданно.

Все компоненты нефти токсичны для живых организмов. Она влияет на структуру экосистемы животных. Поверхностные пленки нарушают процессы газообмена между атмосферой и океаном- 1 литр нефти лишает кислорода 40 тыс. литров воды. Наличие 2г. нефти и нефтепродуктов в 1 кг. Почвы делают ее непригодной для жизни животных, растений и микрофлоры почвы.

Исследование Влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы

Исследования пера птицы.

Водоплавающие птицы смазывают при помощи клюва свои перья жиром, выделяемым особой железой. Поэтому их перья не смачиваются водой, а пух, находящийся под перьями, остается сухим. Благодаря этому птица не мерзнет в холодной воде и удерживается на ее поверхности.

Очень опасны для птиц загрязнения воды нефтью. Нефть смачивает перья птиц, вода проникает в слой пуха, и птица, намокнув, может замерзнуть и утонуть.

Смачиванием обусловлено и такое явление, как капиллярность. Заключается оно в том, что под действием молекулярных сил смачивающая жидкость поднимается вверх по очень тонким трубкам, называемым капиллярами. Латинское слово «капиллус» означает «волос». Отсюда и название тонких трубок - капилляры. Их диаметр составляет миллиметр и менее.

Чем тоньше капилляр, тем на большую высоту в нем поднимается смачивающая его жидкость.

В природе капилляры встречаются довольно часто. Многие из окружающих нас тел имеют пористое строение: они пронизаны множеством мелких, иногда незаметных для глаз капилляров. К таким телам относятся дерево, бумага, кожа, почва, ткань, вата, различные строительные материалы. Вода и другие смачивающие их жидкости, соприкасаясь с такими телами, «втягиваются» в их капилляры и начинают перемещаться по всем направлениям внутри тел. Именно поэтому так быстро намокают кусочки ваты (или сахара), едва коснувшись воды. По этой же причине влага легко проникает в обычные кирпичи, а керосин поднимается по фитилю керосиновой лампы.

Капиллярные явления играют существенную роль в водоснабжении растений и перемещении влаги в почве. В сухую погоду почва ссыхается, и в ней образуются трещины - капилляры. По ним вода поднимается из-под земли вверх и испаряется. Поверхность земли из-за этого высыхает еще больше. Для сохранения влаги внутри

Вещества, которые подобно гусиному жиру практически не взаимодействуют с водой, получили название гидрофобных.

Вода не смачивает жирные поверхности тел.

Когда наблюдается несмачиваемость, то это означает, что молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твердого тела.

Гидрофобные вещества очень слабо растворяются в воде или не растворяются вовсе. Их поверхность даже не смачивается водой. Жир хорошо удерживается на такой поверхности и долго не смывается с неё водой, и это в конечном итоге позволяет выжить водоплавающим птиц.

В качестве образца взято три покровных пера, у которых четко выражено опахало и небольшое количество пуха у основания.

Рассмотрели строение пера под микроскопом. Наблюдали равномерное сцепление бородок первого и второго порядка в опахале. Затем образцы подвергли воздействию бензином (№1), дизельным топливом (№2) и нефтью (№3). Полученные образцы рассмотрели под микроскопом

Результаты исследования

№ пробы

Результаты наблюдения

Возможные последствия

№1 (нефть)

Сильное слипание бородок и перьев между собой

Птица лишается способности к полету, нарушается теплообмен с окружающей средой, что приводит к гибели животного

№2 (диз.топливо)

Слипание бородок

В результате чего в большей степени страдают пуховые перья, что приводит к нарушению терморегуляции

№3 (бензин)

Расщепление жирового слоя и рассоединение бороздок второго порядка между собой, что привело к распушению опахало и исчезновению плотной поверхности.

В результате перо становится проницаемым для ветра и воды, что ухудшает сохранения тепла, водоотталкивающие свойства, ухудшает аэродинамику (оптекаемость формы тела), приводит к исчезновению летательной поверхности пера

Исследование влияние нефтепродуктов на прорастание семян

Почву №1 Поместим проросшие семена гороха Поверхность почвы обработаем дизельным топливом. Почва №2 Плодородная поместим в нее проросшие семена гороха из той же партии

№ пробы

результат

№1Почва с нефтепродуктами

На 11 день появляются первые ростки. Они бледно-зеленые. Рост замедлен.

№2 Плодородная почва

На 5 день появились первые ростки гороха. Насыщенно зеленого цвета.

Заключение

1.Сырая нефть является смесью химических веществ, содержащей сотни компонентов. Состав нефти обычно определяется количественным содержанием углеводородов, которые делятся па парафины, циклопарафииы, ароматические и нафтеноароматические углеводороды.

2.Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Основными источниками загрязнения нефтью являются: регламентные работы при обычных транспортных перевозках нефти, аварии при транспортировке и добычи нефти, промышленные и бытовые стоки.

3.Общее воздействие нефтепродуктов на морскую среду можно разделить на 5 категорий: непосредственное отравление с летальным исходом, серьезные нарушения физиологической активности, эффект прямого обволакивания живого организма нефтепродуктами, болезненные изменения, вызванные внедрением углеводородов в организм, а также изменения в биологических особенностях среды обитания. Каждая из категорий непосредственно влияет на изменение экосистемы Мирового океана.

Таким образом, становится очевидным, что проблемы, возникающие при попадании нефти в гидросферу, нередко значительно шире и имеют более долговременный характер, чем это обычно предполагается. Если принять также во внимание влияние сточных вод, то, очевидно, что район, подвергнутый такой опасности, может превратиться в непригодный для водных организмов любого типа.

Значительно загрязняют почвы и поверхностные воды городские стоки, содержащие продукты неполного сгорания нефти и нефтепродуктов, отработанные смазочные масла, охлаждающие эмульсии и другие соединения нефтяного происхождения

Список литературы

1. Дияров И.Н., Батуева И.Ю., Садыков А.Н., Солодова Н.Л. Химия нефти. Руководство к лабораторным занятиям: Учебное пособие для вузов. - Л.: Химия, 1990.

2. Богомолов А. И., Гайле А.А., Громова В.В. и др.Химия нефти и газа: Учебное пособие для вузов / Под ред. В. А. Проскурякова, А. Е. Драбкина.- 3-е изд., доп. и испр. - СПб: Химия, 1995.

3. Батуева И. Ю., Гайле А.А., Поконова Ю.В. Химия нефти. Под редакцией 3. И. Сюняева. Ленинград: Химия, 1984.

4. Соколов В. Л., Фурсов А. Я. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. - М.: Недра, 2000. - 296 с.

5.Судо М. М. "Нефть и горючие газы в современном мире". Москва, Недра, 1984.

6.Дриацкая З.В., Мхчиян М.А., Жмыхова Н.М. и другие «Нефти СССР. Том 4». Москва, «Химия», 1974.

7. Интернет источники