Методы визуального определения загрязнения водоемов нефтепродуктами

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М.Т. Калашникова»

Кафедра «Профессиональная педагогика»

 

 

 

 

Курсовая работа

Методы визуального определения загрязнения водоемов нефтепродуктами

 

 

                       Выполнил:

            Студент группы Б05-401-1

      Корепанова Я.В.

              Проверил:  

      доцент  кафедры

        «Профессиональная педагогика»

      к.п.н.   Искандерова А.Б.

 

Ижевск 2014

Содержание

Введение                                                                                                            3

1. Теоретические основы методов визуального определения загрязнения водоемов нефтепродуктами                                                                   5

  Интерференция света в тонких пленках                                            14

2. Практическая реализация методов определения загрязнения водоемов нефтепродуктами                                                                                     17

Лабораторная работа                                                                               18

Выводы                                                                                                              19

Заключение                                                                                                        19         

Литература                                                                                                         20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Данная курсовая работа посвящена обзору методов визуального определения загрязнения водоемов нефтепродуктами.

Эта тема актуальна в наше время, так как добыча и переработка нефти связана с образованием огромного количества сточных вод.

 В настоящее время  увеличивается добычи нефти, Это влечет к падению цены, но добыча нефти не прекращается. Увеличение добычи нефти влечет за собой соответствующее увеличение количества сточных вод. Эти сточные воды идут в водоемы.

Загрязнение нефтью водоемов оказывает катастрофические влияние на птиц и морских живых существ.  Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение птиц, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды, птицы тонут. Разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель 5.000 птиц. Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов. Рыбы подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при серьезных разливах нефти. Следовательно, большое количество взрослой рыбы в больших водоемах от нефти не погибнет.

Для того что бы, определить загрязнение нефтепродуктами водоема существуют несколько методов.

Реферативный обзор научно-исследовательских работ по теме: «методы визуального определения загрязнения водоема нефтепродуктами» актуален для студентов бакалавриата по направлению «Электротехника, радиоэлектроника и связь», при изучении дисциплины Принципы функционирования современных технических устройств (ПФСТУ). Так как данная дисциплина формирует знания, навыки студентов, которые могут быть использованы в дальнейшей профессиональной деятельности.

Проблема данной работы заключается в обосновании содержания и объема учебного материала отбираемого для изучения темы «методы визуального определения загрязнения водоемов нефтепродуктами».

Цель исследования: рассмотрены методы определения загрязнения водоемов нефтепродуктами, в том числе и визуальный метод при помощи явления интерференции на тонких пленках.

При выполнении работы были решены следующие задачи:

1. изучена научно-исследовательская литература посвященная методам визуального определения загрязнения водоемов нефтепродуктами;
2. описаны методы определения загрязнения водоемов нефтепродуктами;
3. подробно рассмотрен метод определения загрязнения водоемов нефтепродуктами с помощью явления интерференции на тонких пленках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теоретические основы методов визуального определения загрязнения водоемов нефтепродуктами

При работе над курсовой работой были изучены статистические монографии таких авторов как Радзевич Н.Н., Пашканг К.В и Комягин В.М..

Радзевич и Пашканг писали что, защита водоемов от нефти продолжает оставаться одной из основных проблем охраны водоемов от загрязнения промышленными сточными водами.

Добыча и переработка нефти связана с образованием огромного количества сточных вод. Дальнейший рост добычи нефти, а также развитие водоемкой нефтеперерабатывающей промышленности влекут за собой соответствующее увеличение количества сточных вод.

Помимо того, углубление переработки нефти и газа, возникновение на ряде заводов нефтехимических производств приводят не только к росту количества сточных вод, но и к усложнению их состава, что повышает требование к их очистке.

В связи с вышеизложенным активный контроль за санитарным состоянием водоемов в местах водопользования в районах действия предприятий нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности является большой и ответственной задачей органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы.

За последние годы в области водного хозяйства нефтеперерабатывающей промышленности достигнуты определенные успехи.

На современных заводах осуществлен комплекс технологических и санитарно-технических мероприятий, направленных на снижение потребления воды для производственных целей, максимальное использование воды в системах оборотного водоснабжения, снижение количества сточных вод, сбрасываемых в водоем, и необходимую степень их очистки.

Имеющиеся данные свидетельствуют об эффективности проводимых мероприятий в деле охраны водоемов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Вместе с тем в ряде мест загрязнение водоемов еще велико, что связано со сбросом еще большого количества недостаточно очищенных сточных вод вследствие медленного внедрения на предприятиях технологических мероприятий по сокращению водопотребления и водоотведения, необеспеченностью некоторых предприятий необходимым количеством очистных сооружений для очистки сточных вод, недостатками в эксплуатации существующих очистных сооружений.

Необходимо иметь в виду, что за последнее время был принят ряд важных правительственных постановлений по охране внешней среды, требующих дальнейшего усиления контроля за выполнением необходимого комплекса мероприятий по защите водоемов от загрязнения промышленными стоками, в том числе нефтью и нефтепродуктами, со стороны органов по регулированию использования и охране водных ресурсов, а также органов государственного санитарного надзора.

Настоящие «Указания» имеют целью ознакомление органов государственного санитарного надзора с условиями образования на предприятиях нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности сточных вод, составом и влиянием их на водоемы, современными методами очистки нефтесодержащих сточных вод, технической и гигиенической эффективностью проводимых мероприятий.

Одной из задач «Указаний» является установление унифицированной методики контроля за охраной водоемов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами в соответствии с современным состоянием методических исследований.

Многолетние работы научно-исследовательского института гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана позволяют констатировать, что в деле охраны водоемов от загрязнения стоками нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) к настоящему времени имеются определенные достижения.

Институт начал изучение вопроса с пятидесятых годов. Обследования ряда водоемов ниже сброса стоков нефтеперерабатывающих заводов показывали огромное загрязнение их нефтью. Очистные сооружения для очистки сточных вод были представлены нефтеловушками и в лучшем случае дополнялись примитивными отстойными амбарами и прудами. Сброс нефти в водоемы исчислялся тоннами. Загрязнение охватывало поверхность водоема, слой воды и дно (работы М.Т. Голубевой 1958 - 1960 гг.).

Обследование водоемов и экспериментальные исследования позволили разработать предельно допустимые концентрации нефти и нефтепродуктов в воде, что поставило перед промышленностью в первую очередь необходимость снижения количества сточных вод, сбрасываемых в водоем.

В 1956 г. рядом проектных и научно-исследовательских институтов, работающих в области очистки сточных вод НПЗ, была создана «Принципиальная схема водоснабжения и канализации нефтеперерабатывающих заводов». Схема была утверждена Министерством нефтяной промышленности и одобрена Минздравом СССР.

Если прежде оборот сточных вод на НПЗ составлял в среднем около 63%, то по новой схеме он мог быть доведен до 95% и, как показывают данные последних лет, может быть выше 96%. Необходимо было совершенствовать методы очистки сточных вод НПЗ. Была организована на Московском НПЗ опытная станция по проверке физических и физико-химических методов очистки сточных вод (Институт ВОДГЕО), велись работы по изучению биохимического метода очистки сточных вод на Люблинской станции Мосочиствод (Я.А. Карелин). Институт принимал участие в оценке методов, испытываемых на обеих станциях и затем в эксплуатационных условиях на заводах (работы М.Т. Голубевой 1956 - 1968 гг.). Результаты работ института принимались во внимание при составлении «Указаний» и «Норм» по данным вопросам.

Комягин В.М писал что, проведенные исследования в области очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов показали, что биохимический метод должен явиться основным методом как охватывающий освобождение сточных вод от оставшихся после механической очистки растворимых и высокодиспергированных нефтепродуктов, так и от сопутствующих вредных веществ (фенолов, сернистых соединений, СЖК и др.).

В связи с отрицательным влиянием на очистку сточных вод старого деэмульгатора - нейтрализованного черного контакта (НЧК), применяемого при подготовке нефти к ее переработке, институтом было проведено санитарно-токсикологическое испытание новых неионогенных деэмульгаторов. Установлено преимущество отечественного деэмульгатора - ОЖК (оксиэтилированные жирные кислоты), который нашел в настоящее время применение в практике (работы М.Т. Голубевой и А.А. Стяжкиной 1968 - 1969 гг.).

Проверка гигиенической эффективности мероприятий, проводимых на нефтеперерабатывающих заводах, на примере Ново-Горьковского и Ново-Ярославского заводов (1964 - 1970 гг.) показала их большое значение в деле санитарной охраны водоемов от загрязнения их нефтью, нефтепродуктами и другими вредными веществами стоков НПЗ.

Один из методов определения загрязнения водоема нефтепродуктами является с помощью явления интерференции на тонких пленках, так как нефтепродукты на воде образуют тонкую пленку.

Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной.

Не следует думать, что интерференцию света можно наблюдать только в лабораторных условиях, применяя для этого специальные оптические установки. В природе часто можно наблюдать радужное окрашивание тонких пленок (мыльные пузыри, масляные или нефтяные пленки на воде, пленки прозрачных окислов на поверхности старых стекол или так называемые цвета побежалости на поверхности металлов (для закаленных стальных деталей)). Все эти явления обусловлены интерференцией света в тонких прозрачных пленках, которая возникает в результате наложения когерентных волн, отражающихся от верхней и нижней поверхностей. Интерференционные полосы окрашены, т.к. свет белый. Явление интерференции в тонких пленках, наблюдаемое в естественных условиях при освещении их протяженными источниками света (напр. участок неба, т.е. рассеянный дневной свет) получило название цветов тонких пленок.

Почему это происходит?

Световые лучи, попадающие на нефтяную пленку, разделяются: часть луча отражается от поверхности нефтяной пленки (границы воздуха и нефти), а часть проходит через нефтяной слой, доходит до границы нефть-вода и отражается уже от этой границы (еще одна часть уходит в глубь воды, но для нашего вопроса эта составляющая значения не имеет).

 

 

Рис.1  интерференция света на тонких пленках