Выявление наиболее эффективного сорбента нефти и нефтепродуктов с поверхности воды

Выявление наиболее эффективного сорбента нефти и нефтепродуктов с поверхности воды

Автор: Марьина Александра

Руководитель: Феклисова Ольга Витальевна, учитель химии

Научный консультант: Малькова Ирина Леонидовна к.г.н., доцент кафедры экологии и природопользования УдГУ

Россия, г. Ижевск, МБОУ Лицей №41, 11 «А»

Оглавление

Введение 3

1. Литературный обзор 5

1.1. Влияние нефтяных загрязнений на экологию окружающей среды 5

1.2. Методики борьбы с нефтяными пятнами 7

2. Практическая часть 11

Заключение 17

Список источников информации 18

Введение

Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов, имеющие место на объектах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, при транспортировке этих продуктов, наносят ощутимый вред экосистемам, приводят к негативным экономическим и социальным последствиям. Эти последствия при этом носят трудно учитываемый характер, поскольку нефтяное загрязнение нарушает многие естественные процессы и взаимосвязи, существенно изменяет условия обитания всех видов живых организмов и накапливается в биомассе.[6,1]

Несмотря на проводимую в последнее время государством политику в области предупреждения и ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, данная проблема остается актуальной. Но загрязнение воды нефтью встречаются и в повседневной жизни людей: «11.08.2012. Нефть в питьевой воде обнаружили жители Краснокамского района» [Башкирское спутниковое телевидение tv-rb.ru/news]; «Житель Гвардейска нашел в своем колодце вещество, похожее на нефть» [Новости Калининграда klops.ru/news]. В этих случаях необходимы быстрые, доступные и эффективные способы борьбы с нефтяным пятном.[13,5]

В нашем исследовании «Выявление наиболее эффективного сорбента нефти с поверхности воды в бытовых условиях», проведенном в 2013-2014 гг. в качестве физико-химического метода очищения воды от нефти мы рассмотрели несколько сорбентов: порошок активированного угля, хлопковая вата, расплавленный парафин, препарат «Полифепан». Лучшие результаты показали тонко размолотый порошок активированного угля и хлопковая вата. В этой работе мы хотим найти и протестировать новые доступные сорбенты.

Цель нашей работы: сравнить эффективность, выбранных нами, сорбентов: человеческого волоса и торфяного грунта по массе поглощенной нефти и результатам биотестирования с результатами предыдущей работы, выполненной в 2012-2014 гг.

Для достижения поставленной цели и необходимо решить задачи:

1) Узнать методы очистки поверхности воды от нефти и о последствиях нефтяных разливов на окружающую среду.

2) Смоделировать метод извлечения нефти с поверхности воды с применением выбранных сорбентов и комбинированных сорбентов.

3) Для определения степени очистки воды провести биотестирование воды, очищенной от нефти с помощью выбранных сорбентов.

Объект исследования: сорбенты - человеческий волос, торфяной грунт, активированный уголь, х/б вата.

Предмет исследования: нефтепоглощаемость выбранных сорбентов.

Методы исследования:

• Анализ литературных источников

• Сравнительный анализ

• Экспериментальный метод

• Метод моделирования

• Метод биотестирования

Ценность данной работы: Зная простые и эффективные способы борьбы с нефтяными загрязнениями, вы можете самостоятельно устранить разлив нефти с поверхности воды в бытовых условиях.

Литературный обзор

1. Влияние нефтяных загрязнений на экологию окружающей среды

За последние время в мире увеличились случаи аварий, связанных с нефтяными загрязнениями. Не всегда спасателям и экологам удается быстро очистить воду от пленки из «черного золота» и от этого страдают обитатели водоема, в котором произошел разлив.

Нефть, поступающая в океан в виде протечек из месторождений, почти не вредит морю: места и мощность таких протечек довольно стабильны, и возле каждой из них постоянно обитает несметное множество нефтеокисляющих бактерий. Они успешно превращают опасное вещество в биомассу, которая в дальнейшем включается в пищевые цепи морских экосистем. В значительной мере это относится и к стационарным источникам нефтепродуктов, созданным человеком, например, устьям загрязненных рек или выходам коллекторов сточных вод.[14,4,8]

При аварийном разливе на поверхности моря оказывается сразу огромное количество жидких углеводородов. Как известно, все они гораздо легче воды, а их растворимость в ней ничтожна. Поэтому первое, что происходит при всяком масштабном разливе, — это растекание нефтепродуктов по поверхности моря. Растекание сотни кубометров занимает часов семь, и к концу этого срока (если место бедствия ничем не ограничено) они превращаются в пятно размером чуть меньше двух квадратных километров. А, скажем, пять тысяч «кубов» растекаются примерно трое суток и занимают 37 км². Пленка нарушает тепло- и газообмен между водой и воздухом и губит те живые организмы, которые так или иначе связаны с поверхностью моря. Особенно она опасна для птиц: их водоотталкивающее оперение легко покрывается нефтепродуктами. Избавиться от них птицы не могут, зато, постоянно перебирая клювом перепачканные перья, получают внутрь изрядную порцию токсичных углеводородов. В конце концов, они гибнут от переохлаждения, голода и интоксикации.

Между тем многие морские птицы не только не избегают нефтяных пятен, но, согласно некоторым наблюдениям, словно бы целенаправленно слетаются к ним. Возможно, причина этого самоубийственного влечения кроется в том, что в нормальном, незагрязненном море радужные пятна на поверхности часто образуются над большими скоплениями зоопланктона. Обильное угощение привлекает подводных хищников, чьи челюсти разрушают тельца бесчисленных крохотных жертв — и часть содержавшегося в них жира всплывает на поверхность. Такие пятна привлекают птиц, надеющихся получить свою долю на морском пиру, но часто попадающих вместо него в нефтяную ловушку. [9,13,2]

Жертвами углеводородной пленки становятся и морские млекопитающие, такие как тюлени и дельфины, которым необходимо регулярно всплывать к поверхности за порцией воздуха. Однако они переносят беду заметно легче: теплоизоляция у них обеспечена в основном подкожным жиром, а загрязненные покровы не лишают их возможности передвигаться привычным образом. Вдобавок к мокрой шерсти или коже нефть липнет гораздо меньше, чем к перьям.[7,10]

В открытом море пятно живет не так уж долго. Скорость его распада зависит от множества факторов (температуры, волнения моря, конкретного химического состава разлитых веществ и т.п.), но общая картина процесса довольно универсальна. Наиболее легкие фракции постепенно испаряются. Наиболее тяжелые через несколько дней после разлива начинают оседать на дно в виде твердых плотных комков до 10 см диаметром. Часть потонувших таким образом тяжелых нефтепродуктов может позднее вновь оказаться на поверхности в результате штормов (если глубины небольшие) или при прогреве воды (если разлив пришелся на холодный сезон; сейчас есть основания ожидать частичного всплытия нефтепродуктов, потонувших в ноябре в Керченском проливе). Но со временем какой-либо обмен веществами между мазутно-асфальтовыми комками и морской водой практически прекращается, они обрастают водорослями и сидячими животными и становятся неотличимы с виду от камней. Этот след разлива останется в море надолго: в 1970-е годы на Балтике проводились специальные исследования, в ходе которых определялся возраст донных углеводородных отложений. Оказалось, что на дне моря лежат все тяжелые нефтепродукты, что осели там с конца Первой мировой войны.[5,12]

Но ещё до того, как тяжелые фракции начнут тонуть, основная масса разлитых углеводородов, постоянно взбиваемая и перемешиваемая морскими волнами, образует так называемый «шоколадный мусс», а затем переходит в толщу воды в виде эмульсии — взвеси мельчайших капелек. В таком виде нефть становится доступна нефтеокисляющим бактериям. Это основной механизм самоочистки океана от нефтепродуктов, однако, в неестественных условиях гигантского разлива лекарство может оказаться чуть ли не хуже болезни. Быстрый переход в толщу воды огромного количества углеводородов вызывает бурное размножение бактерий на всей площади распадающегося пятна. Громадная масса бактерий моментально изводит на окисление нефти почти весь содержавшийся в воде кислород. При определенных условиях (например, в покрытых льдом мелководных лагунах, характерных для восточного побережья Сахалина) это может вызвать массовый замор рыбы и прочей морской живности в местах разлива.

Если нефтяная пленка угрожала, прежде всего, тем обитателям моря, которые дышат воздухом, то углеводородная эмульсия токсична для жабродышащих существ. Правда, сама по себе она не так уж опасна и в отсутствие других неблагоприятных факторов (замор, истощение и т.п.) редко приводит к массовой гибели морских существ. Вдобавок, некоторые вещества, растворенные в морской воде, постепенно накапливаются в организмах животных-фильтраторов. Это довольно вредно для них самих (хотя не настолько, чтобы привести к массовой гибели) и сильно бьет по интересам человека: многие фильтраторы (среди них устрицы, мидии, морские гребешки) — ценнейшие объекты промысла и марикультуры, а ароматические соединения весьма активны как канцерогены и мутагены.

Влияние разливов нефти на беспозвоночные организмы может длиться от недели до 10 лет. Это зависит от вида нефти; обстоятельств, при которых произошел разлив и его влияния на организмы. Беспозвоночные чаще всего гибнут в прибрежной зоне, в отложениях или же в толще воды. Колонии беспозвоночных (зоопланктон) в больших объемах воды возвращаются к прежнему (до разлива) состоянию быстрее, чем те, которые находятся в небольших объемах воды.

Растения водоемов полностью погибают, если концентрация полиароматических углеводородов (образуются в процессе сгорания нефтепродуктов) достигает 1%.

Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти.

Различные международные исследовательские организации ежегодно проводят школы, конференции и семинары, главная цель которых — смоделировать экологическую катастрофу, разработать рекомендации по минимизации ущерба и проверить их действенность.[14,7]

Вывод: Нефтяные разливы приносят колоссальные вред водной экологии. Эта проблема остается одной из важнейших и обсуждаемых в мире, т.к. во время катастроф погибает огромное количество животных и растений.

1. Методики борьбы с нефтяными пятнами

За многие десятилетия человечество создало солидный арсенал инструментов на случай разливов нефти на воде: боновые заграждения, специальные нефтесборные установки (скиммеры), сорбенты из пенистых полимеров, каждый килограмм которых способен впитать десятки килограммов нефти; диспергенты, переводящие в эмульсию то, что не удалось собрать. Все это неплохо работает… на спокойном или хотя бы не очень бурном море. В то время как аварии, приводящие к разливам, по странному стечению обстоятельств чаще всего случаются в шторм, когда постановка даже самых простых бонов оказывается невозможной.

«Поэтому наиболее эффективный способ ликвидации нефтяных разливов — это их предотвращение», — говорит Василий Спиридонов, старший научный сотрудник Института океанологии РАН и координатор морских проектов российского отделения Всемирного фонда дикой природы (WWF).[12,1,2]

Одним из главных методов ликвидации разлива ННП является механический сбор нефти. Наибольшая эффективность его достигается в первые часы после разлива. Это связано с тем, что толщина слоя нефти остается еще достаточно большой. (При малой толщине нефтяного слоя, большой площади его распространения и постоянном движении поверхностного слоя под воздействием ветра и течения процесс отделения нефти от воды достаточно затруднен.) Помимо этого осложнения могут возникать при очистке от ННП акваторий портов и верфей, которые зачастую загрязнены всевозможным мусором, щепой, досками и другими предметами, плавающими на поверхности воды.

Термический метод, основанный на выжигании слоя нефти, применяется при достаточной толщине слоя и непосредственно после загрязнения, до образования эмульсий с водой. Этот метод, как правило, применяется в сочетании с другими методами ликвидации разлива.

Физико-химический метод с использованием диспергентов и сорбентов рассматривается как эффективный в тех случаях, когда механический сбор ННП невозможен, например, при малой толщине пленки или когда разлившиеся ННП представляют реальную угрозу наиболее экологически уязвимым районам.

Биологический метод используется после применения механического и физико-химического методов при толщине пленки не менее 0,1 мм.

Но и имея лишь подручные средства можно удалить нефтяную пленку с поверхности воды. Чаще всего в таких случаях применяют физико-химические методы борьбы, т.к. они экономичны и удобны [11,9]

В качестве абсорбента нефти можно применять тонко размолотый порошок активированного угля или похожий на него по медицинским свойствам «Полифепан». Он равномерно напыляется на нефтяное пятно, и оно сразу перестает растекаться. Нефть, успевшая смешаться с водой и ставшая негорючей, вскоре приклеивается к угольным частицам. После этого пленку можно снять и сжечь (смесь угля с нефтью хорошо горит).

Можно также использовать и пенополиуретан, который поглощает массу нефти в 18 раз превышающую его собственную массу.Также можно налить на поверхность нефтяного пятна расплавленный парафин.  При отвердевании он захватит нефть, а твёрдую массу можно затем собрать механическим способом.

В качестве сорбента нефти могут быть использованы даже человеческие волосы. ак парикмахеры и владельцы собачьих салонов по всему миру собирали волосы и шерсть для помощи в сборе нефти в Мексиканском заливе. Волосы и шерсть набивались в нейлоновые колготы и использовались как промокашки для сбора густой нефти, вытекающей из взорвавшейся скважины у побережья штата Луизиана.[8]

 Одним из широко используемых направлений в практике создания и использования сорбентов являются сорбенты на основе торфа, поскольку они экологичные, дешевые и доступные.

Также эффективно использование эмульгаторов и поверхностно-активных веществ ПАВ, которые способны переводить нефть в эмульсии, ускорять процессы ее биохимического разрушения и даже ослаблять ее токсическое влияние.

Кокосовый абсорбент отличается хорошо развитой микропористой структурой и высокой прочностью, что позволяет ему эффективно абсорбировать и инкапсулировать - заключать в так называемые "капсулы", т. е. изолировать нефть, нефтепродукты и все поглощаемые химические вещества при контакте. Абсорбент идеален для ликвидации последствий техногенных экологических катастроф, таких как аварийные разливы нефти, нефтепродуктов, кислот и других химикатов. Сорбент эффективно применяется для ликвидации разливов нефти с поверхности земли и воды при любых погодных условиях.

Одним из новых методов борьбы с нефтью является модификация физических свойств поверхностной нефтяной пленки, с целью придания ей магнитных свойств путем введения в нее специально ферромагнитного порошка ФЕР-3 на основе оксида железа, с последующим ее сбором при помощи магнитной ловушки. Однако, при всех его экологических и технических преимуществах, этот метод не получил широкого распространения ввиду отсутствия магнитных порошков, оптимально решающих данную задачу.[8]

Вывод: Проблема загрязнения воды нефтью очень актуальна, поэтому существует множество способов ликвидации данных аварий. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется источником и характером загрязнения, площадью загрязнения, количеством нефти и др.

2. Практическая часть

2.1. Материал и методика

Исследование проводилось в декабре 2014 г. – январе 2015 г. в лаборатории кабинета химии нашего лицея. Разработанных методик для проведения данного эксперимента не нашли, разработали самостоятельно. Этапы эксперимента:

1. Очищение поверхности воды от нефти с торфяного грунта (приобретенного в магазине).

2. Применение волос человека в качестве сорбента нефти (полученных в парикмахерской «Образ» нашего микрорайона ).

Оборудование: весы Т-100 электронные (рассчитаны на предельную нагрузку 400 г, имеют чувствительность при полной нагрузке 0,2 г), одноразовые пластиковые стаканчики, мерный цилиндр, ложечка, пипетка, фильтровальная бумага, стеклянные конические колбы, воронки, фарфоровая чашечка, тигельные щипцы, пинцет.

Ход эксперимента: в одноразовый пластиковый стакан налили 100 мл дистиллированной воды. На поверхность воды пипеткой поместили три грамма нефти. Часть нефти на поверхности воды образовала пленку светло-коричневого цвета, а часть нефти осела на стенках сосуда.

На электронных весах взвесили сорбенты. Вес всех сорбентов взяли равным – 1 г, и 2 г. Опыты повторили три раза с каждой навеской всех сорбентов.

Способ очищения поверхности воды от нефти торфяным грунтом

Сорбент весом 1 г высыпали на поверхность воды. Размешали адсорбент. Полученную массу пропустили через фильтровальную бумагу. Высушили бумагу с получившимся осадком. Взвесили бумагу с остаточным веществом и вычли вес бумаги, записали вес (не учитываем возможную адсорбцию фильтровальной бумагой). Выполнили троекратное повторение опыта. Провели данный эксперимент для веса сорбента 2 г.

Таблица № 1 Результаты очистки торфяным грунтом

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенной нефтью (в граммах)
Торфяной грунт	1г ± 0,2г	1.29 ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2.6 ± 0,2г

Способ очищения поверхности воды от нефти волосами человека

С помощью пинцета поместили сорбент – 1 г волос - в емкость с водой и нефтью. Водили сорбентом по воде, затем, достали волосы, отжали, высушили, взвесили. Заметили, что после просушки волосы имели сильный «нефтяной» запах. Повторили данный эксперимент для навески сорбента 2 г.

Таблица №2 Результаты очистки человеческим волосом

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенной нефтью (в граммах)
Человеческий волос	1г ± 0,2г	1,53± 0,2г
	2г ± 0,2г	3,1± 0,2г

Способ очищения поверхности воды от нефти капроном.

Взвесили 1 г капрона. Мешочек погрузили в стакан с водой и нефтью. При помощи пинцета водили мешочком по воде. Адсорбент достали, высушили и взвесили. Повторили эксперимент с сорбентом весом 2 г. Высчитали массу поглощенной нефти.

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенной нефтью (в граммах)
Капрон	1г ± 0,2г	1,23± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,46± 0,2г

Таблица №3 Результаты очистки человеческим волосом в капроновом мешочке

Обобщение результатов

Данные по углю и вате взяты из предыдущей работы.

Вывод: Необходимо отметить, что при использовании всех выбранных сорбентов не получилось 100% поглощения нефти – небольшая ее часть осталась на стенках емкостей.

По результатам проведенных опытов можем отметить, что человеческие волосы удаляют нефть с поверхности воды лучше, чем торфяной грунт, а такое удобное приспособление для извлечения волос из воды, как капроновый мешочек, также частично поглощает нефть.

2.2 Очищение воды с использованием комбинированных сорбентов.

Основываясь на результатах опытов из прошлой главы, мы выбрали три самых эффективных сорбента: активированный уголь, хлопковую вату, человеческие волосы.

Мы решили опробовать несколько комбинаций:

Модель 1: капрон (2г) + человеческие волосы (1г)

Модель 2: волосы (1г) + порошок активированного угля (1г) + хлопковая вата (1г) + капрон (2г)

Модель 3: вата (1г) + порошок активированного угля (1г) + вата (1г) + капрон (2г)

Сорбенты накладывались слоями, а капрон выступил в роли оболочки.

Ход эксперимента: в большую емкость налили 300 мл дистиллированной воды. На поверхность воды пипеткой поместили 5 граммов нефти. Часть нефти на поверхности воды образовала пленку светло-коричневого цвета, а часть нефти осела на стенках сосуда.

После использования сорбентов мы их высушили и затем взвесили. Сравнили полученные результаты с теоретическими, посчитанными исходя из данных предыдущей серии экспериментов.

Результаты представлены в диаграмме.

Рисунок №2

Количество поглощенной нефти комбинированными сорбентами

2.3 Очищение поверхности воды от нефтепродуктов

В результате исследования, проведенного в главе 2.1, мы выявили сорбенты, с наибольшей адсорбционной емкостью. Для того чтобы убедиться в их эффективности, смоделировали загрязнение воды машинным маслом и бензином, пятна от которых чаще всего встречаются при загрязнении водоемов.

В результате исследования, проведенного в главе 2.1, мы выявили сорбенты, с наибольшей адсорбционной емкостью. Для того чтобы убедиться в их эффективности, смоделировали загрязнение воды машинным маслом и бензином, пятна от которых чаще всего встречаются при загрязнении водоемов.

Эксперимент проводили по методике, описанной в главе 2.1 (стр.11-12).

Исследование качества очистки воды проводили по методике, предложенной учителями химии штата Вашингтон «Исследование токсичности бытовых веществ» [3], но заменили рекомендуемых ими дафний на мотыля, как наиболее доступный объект.

Оборудование:

весы ученические с набором гирь (рассчитаны на предельную нагрузку 100 г, имеют чувствительность при полной нагрузке 0,2г),

стеклянные миски, мерный цилиндр,

ложечка, пипетка, фильтровальная бумага,

стеклянные конические колбы, воронки, ступка с пестиком, пинцет.

Ход эксперимента: в стеклянные миски налили по 100 мл водопроводной воды. На поверхность воды пипеткой поместили три капли нефтепродуктов (машинного масла, бензина). Часть машинного масла образовала на поверхности пятна зеленоватого цвета. Пленка от бензина переливалась, имела радужный цвет. В случаи с машинным маслом на стенках и дне сосудов образовался небольшой налет.

Взвесили выбранные сорбенты (хлопковую вату и тонко размолотый порошок активированного угля) – навески по 1 г и 2 г.

Результаты эксперимента представлены в таблицах № 4-11.

Способ очищения поверхности воды от машинного масла и бензина хлопковой ватой

При использовании ваты в качестве сорбента машинного масла, увидели, что цвет ваты стал зеленым. Машинное масло не удалилось со стенок сосуда не полностью.

Адсорбируя ватой пятна бензина, плавающие на поверхности воды, получили вату песочного цвета.

Результаты адсорбции машинного масла хлопковой ватой. Таблица № 4

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным маслом (в граммах)
Хлопковая вата	1г ± 0,2г	1,3г ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,8г± 0,2г

Результаты адсорбции бензина хлопковой ватой Таблица№5

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным бензином (г)
Хлопковая вата	1г ± 0,2г	1,23 ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,7г± 0,2г

Способ очищения поверхности воды от машинного масла и бензина тонко размолотым порошком активированного угля

Применив в качестве адсорбента порошок активированного угля, увидели, что вода стала черной, пятен от бензина и масла не было видно, но присутствовал радужный отлив в емкости с бензином. После фильтрования получили прозрачный фильтрат в обоих случаях. На стенках сосудов, в которых происходила адсорбция от машинного масла, остался налет из мелких маслянистых частичек угля. Стенки сосуда, в которой была вода с бензином, были чистыми (визуальная оценка). Сорбент, собранный с фильтра и высушенный, взвесили.

Результаты адсорбции машинного масла тонко размолотым порошком активированного угля Таблица №6

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (г)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным маслом (г)
Тонко размолотый порошок активированного угля	1г ± 0,2г	1,56г ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,9г± 0,2г

Результаты адсорбции бензина тонко размолотым порошком активированного угля

Таблица №7

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным бензином (г)
Тонко размолотый порошок активированного угля	1г ± 0,2г	1,4г ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,8г± 0,2г

Результаты адсорбции машинного масла человеческим волосом Таблица № 8

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным маслом (в граммах)
Человеческий волос	1г ± 0,2г	1,3г ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,76г± 0,2г

Результаты адсорбции бензина человеческим волосом Таблица № 9

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным маслом (в граммах)
Человеческий волос	1г ± 0,2г	1,3г ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,7г± 0,2г

Результаты адсорбции машинного масла торфяным грунтом Таблица № 10

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным маслом (в граммах)
Торфяной грунт	1г ± 0,2г	1,13г ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,3г± 0,2г

Результаты адсорбции бензина торфяным грунтом Таблица № 11

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Среднее значение веса сорбента с поглощенным маслом (в граммах)
Торфяной грунт	1г ± 0,2г	1,1г ± 0,2г
	2г ± 0,2г	2,26г± 0,2г

Рисунок №3 Результаты адсорбции машинного масла

Рисунок №4 Результаты адсорбции бензина

2.3 Биотестирование воды, очищенной от нефти.

Ход эксперимента: В сосуды с водой (использованные ранее в эксперименте – глава 2.1), очищенной от нефти, поместили по 10 особей мотыля на контрольное время (1 час). И три сосуда оставили контрольными – в них мотыль помещен в обычную воду. Наблюдали за поведением подопытных, фиксируя видимые изменения в движениях мотыля.

Результаты представлены в таблицах №12-14

Результаты биотестирования очищенной от нефти воды

Таблица № 12

Наименование использованного сорбента	Кол-во сорбента (в граммах)	Кол-во погибших мотылей	Кол-во погибших мотылей	Кол-во погибших мотылей	Поведение мотыля в данных условиях
Активированный уголь	1г ± 0,2г	2 из 10	2 из 10	1 из 10	При погружении в воду быстро задвигались, через некоторое время движения стали менее интенсивными. В конце эксперимента заметили, что в первом сосуде мертво 2 мотыля, во втором 2, в третьем 1.
	2г ± 0,2г	2 из 10	1 из 10	1 из 10	При погружении в воду быстро задвигались, через некоторое время движения стали менее интенсивными. В конце эксперимента заметили, что в первом сосуде мертво 2 мотыля, во втором 1, в третьем 1.
Хлопковая вата	1г ± 0,2г	3 из 10	2 из 10	3 из 10	Двигались активно, но движения постепенно замедлялись. В результате в первом сосуде погибло 3, во втором 2, в третьем 3.
	2г ± 0,2г	2 из 10	2 из 10	3 из 10	Двигались активно, но движения постепенно замедлялись. В результате в первом сосуде погибло 2, во втором 2, в третьем 3.
Человеческие волосы	1г ± 0,2г	3 из 10	3 из 10	3 из 10	При погружении в воду быстро задвигались, через некоторое время движения стали менее интенсивными. В конце эксперимента заметили, что в первом сосуде мертво 3 мотыля, во втором 3, в третьем 3.
	2г ± 0,2г	2 из 10	3 из 10	3 из 10	При погружении в воду быстро задвигались, через некоторое время движения стали менее интенсивными. В конце эксперимента заметили, что в первом сосуде мертво 2 мотыля, во втором 3, в третьем 3.
Торфяной грунт	1г ± 0,2г	5 из 10	6 из 10	7 из 10	Двигались активно. Постепенно погибали, и к концу эксперимента в первом осталось 5, во втором 4, а в третьем 3.
	2г ± 0,2г	4 из 10	5 из 10	5 из 10	Двигались активно, но движения постепенно замедлялись. В результате в первом сосуде погибло 6, во втором 5, в третьем 5.
Модель 1		3 из 10	2 из 10	3 из 10	При погружении в воду быстро задвигались, через некоторое время движения стали менее интенсивными. В конце эксперимента заметили, что в первом сосуде мертво 3 мотыля, во втором 3, в третьем 3.
Модель 2		1 из 10	2 из 10	1 из 10	Достаточно активное движение на протяжении всего эксперимента. К концу мертвых оказалось соответственно 1, 2 и 1 в каждой емкости.
Модель 3		2 из 10	1 из 10	1 из 10	Достаточно активное движение на протяжении всего эксперимента. К концу мертвых оказалось соответственно 2, 1 и 1 в каждой емкости.
Контроль	-	-	-	-	Активное движение на протяжении всего эксперимента
	-	-	-	-

Результаты биотестирования воды после очистки от машинного масла

Таблица №13

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Количество погибших мотылей	Количество погибших мотылей	Количество погибших мотылей
Хлопковая вата	1г ± 0,2г	4 из 10	4 из 10	3 из 10
	2г ± 0,2г	3 из 10	4 из 10	3 из 10
Порошок активированного угля	1г ± 0,2г	3 из 10	3 из 10	2 из 10
	2г ± 0,2г	3 из 10	2 из 10	2 из 10
Человеческие волосы	1г ± 0,2г	3 из 10	4 из 10	4из 10
	2г ± 0,2г	2 из 10	3 из 10	3 из 10
Торфяной грунт	1г ± 0,2г	6 из 10	6 из 10	5 из 10
	2г ± 0,2г	5 из 10	5 из 10	5 из 10
Контроль	-	0	0	0

Результаты биотестирования воды после очистки от бензина Таблица №14

Наименование использованного сорбента	Количество сорбента (в граммах)	Количество погибших мотылей	Количество погибших мотылей	Количество погибших мотылей
Хлопковая вата	1г ± 0,2г	5 из 10	5 из 10	5 из 10
	2г ± 0,2г	4 из 10	3 из 10	4 из 10
Тонко размолотый порошок активированного угля	1г ± 0,2г	4 из 10	4 из 10	3 из 10
	2г ± 0,2г	4 из 10	4 из 10	2 из 10
Человеческие волосы	1г ± 0,2г	6 из 10	4 из 10	5 из 10
	2г ± 0,2г	3 из 10	5 из 10	3 из 10
-	-	-	-	-

Заключение

Изучив 18 источников информации и проведя ряд экспериментов, можно сделать следующие выводы:

1. На сегодняшний день существует целый ряд методов и средств ликвидации разливов нефти на поверхности воды. Основное требование к методу удаления нефтяной пленки с поверхности водоема – это мобильность и быстрота применения. Существующие методы можно подразделить на физические, химические и биологические. Широкое распространение находит метод использования сорбентов – легких веществ, которые, плавая на поверхности воды, впитывают в себя нефть.

2. Смоделировав метод извлечения нефти с поверхности воды с применением выбранных сорбентов: торфяного грунта, человеческого волоса и, сравнив с результатами прошлой работы, выяснили, что лидером по количеству поглощенной нефти является порошок активированного угля (0.6г нефти/1г сорбента, 1.22г нефти/2г сорбента). Можем отметить, что из комбинированных сорбентов наилучший результат по количеству поглощенной нефти показала Модель 2 (2г нефти). Смоделировав метод извлечения нефтепродуктов с поверхности воды с применением активированного угля, хлопковой ваты, торфяного грунта, человеческого волоса, получили, подтвердили, что лучшим поглотителем является сорбент активированный уголь. 3. Проведенное биотестирование воды, очищенной от нефти исследуемыми сорбентами, показало, что из одиночных активированный уголь лучше всего справляется с нефтяными загрязнениями (средняя выживаемость 83,3%). Результаты ниже показали человеческий волос и хлопковая вата (71,65% и 71,3% соответственно). Из комбинированных сорбентов лучший и одинаковый результат показали Модель 2 и Модель 3 (86,7%). Биотестирование воды, очищенной от бензина и машинного масла выявило, что с загрязнениями нефтепродуктами лучше справляется активированный уголь. Список источников информации

1. Вылкован А.И., Венцюлис Л.С, Зайцев В.М., Филатов В.Д. Современные методы и средства борьбы с разливами нефти: Научно-практическое пособие. - СПб.: Центр-Техинформ, 2000.

2. Гвоздиков В.К., Захаров В.М. Технические средства ликвидации разливов нефтепродуктов на морях, реках и водоемах: Справочное пособие. - Ростов-на-Дону, 1996.

3. Головнер В.Н. Химия. Интересные уроки: Из зарубежного опыта преподавания.- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2005. 136 с. – (Портфель учителя) (52-53)

4. Забела К.А., Красков В.А., Москвич В.М., Сощенко А.Е. Безопасность пересечений трубопроводами водных преград. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2001.

5. Проблемы совершенствования системы борьбы с разливами нефти на Дальнем Востоке: Материалы регионального научно-практического семинара. - Владивосток: ДВГМА, 1999.

6. Семанов Г.Н., заведующий лабораторией «Экологическая безопасность морского транспорта», ЗАО «ЦНИИМФ», Санкт-Петербург

7. Response to Marine Oil Spills. International Tanker Owners Pollution Federation Ltd. London, 1987(русский перевод).

8. Требуются волосы... для сбора нефти. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.bbc.co.uk/russian/international/2010/05/100510_hair_oil_slick.shtml (дата обращения 09.01.2015).

9. Житель Гвардейска нашел в своем колодце вещество- похожее на нефть.Клопс.Ru.11января2013. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.klops.ru/news/Obschestvo/64288/Zitelj-Gvardejska-nasel-v-svoem-kolodce-vesestvo-poxozee-na-neftj.html (дата обращения 12.01.2014).

10. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://minivini.mypage.ru/ekologicheskaya_katastrofa_v_shararame_otchisti_more_ot_nef.html (дата обращения 08.01.2014).

11. Очистка воды от нефти. 26 мая 2009 admin [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.o8ode.ru/article/answer/clean (дата обращения 09.01.2014, 10.01.2015).

12. Экологические последствия разливов нефти. [Электронный ресурс]. Режим доступа: Справка http://ria.ru/documents/20090605/173349317.html#ixzz2KV3ATjsh 14. (дата обращения 09.01.2014).

13. Торфяной сорбент [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.sibniit.tomsknet.ru/index.php/-ainmenu-2/inmenu-46/-mainmenu-16 (дата обращения 1 08.01.2015).

15. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.securpress.ru/issue/Ss/2005/Karev.htm (дата обращения 10.01.2014).

16. Пятна на лице моря Режим доступа: [Электронный ресурс]. http://www.vokrugsveta.ru/print/telegraph/theory/586/ (дата обращения 08.01.2014).

17. Википедия. Свободная энциклопедия. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org (дата обращения 08.01.2014, 09.012.014, 09.01.2015).

18. Растворение и осаждение. [Электронный ресурс]. http://msd.com.ua/modelirovanie-migracii-podzemnyx-vod/rastvorenie-i-osazhdenie/ (дата обращения 09.01.2015).

24