10

Нефть и нефтепродукты оказывают пагубное воздействие на многие живые организмы, а, следовательно и на все звенья биологической цепи. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов нарушают обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. Пленка из нефти не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислородом в воде. В результате перестает размножаться планктон – основой продукт питания морских обитателей и главный источник кислорода в атмосфере. Растворимые компоненты нефти очень ядовиты. Их присутствие приводит к гибели морских организмов, прежде всего рыб. Нефть отрицательно влияет на физиологические процессы, вызывающие патологические изменения в тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата.

Объектом нашего исследования стали нефть, дизельное топливо, бензин, аквариумные рыбы и водоросли. Предметом исследования является влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы.

Учет только экономической выгоды при добыче нефти приведет к глобальной экологической катастрофе

Изучение воздействия нефти и нефтепродуктов на живые организмы.

Мне очень было интересно проводить исследование. Проведя эксперименты, я еще раз убедилась в том, что нефть и нефтепродукты пагубно влияют на живые организмы: рыб, водоросли, моллюски, замедляют развитие растений Результаты моего исследования были представлены на школьной научно-практической конференции "Я познаю мир наук", где я стала победителем; областной научно-практической конференции "Человек и природа" - победитель; областной научно-практической конференции "Грани творчества" - призер. Я выступила на 64-ой научно-практической конференции студентов и аспирантов, где получила диплом первой степени.

Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что оно вносит вклад в дальнейшее развитие теории использования химических знаний для экологического мониторинга окружающей среды. Практическая значимость работы связана с возможностью использования разработанных методических рекомендаций и результатов исследования для формирования экологической культуры школьников

.

Исследование почвы

На территории нашего села находятся два предприятия: бензоперекачивающая станция ЛПДС «Никольское» и нефтепровод «Дружба». Пробы почвы были взяты с места, где происходит налив бензина в цистерны, а значит частички бензина (по нашим предположениям) могут  содержаться в исследуемом образце.

Опыт №1 Изучение органолептических показателей

Данный образец почвы представлял собой вязкую глинообразную массу, жирную на ощупь, имеющий неприятный «нефтяной» запах. При приготовлении водной почвенной вытяжки наблюдали на поверхности воды пленку радужной окраски. 

    Опыт №2. Определение воздействия на зародыши фасоли веществ, содержащихся в почве.

Цель:  определить,  как  влияют  нефтепродукты  на  развитие  зародышей

фасоли.

Выполнение опыта:

В два рассадника высаживаем по 5 семян фасоли на глубину 0,5 см. Поливку проводим в одно и тоже время одинаковым объёмом воды. 

1  рассадник – почва с ЛПДС «Никольское»

2  рассадник – плодородная почва

                                                                                                                     Таблица№2

Результаты исследования

№ рассадника	Время всхожести семян,   развитие
1. Почва с ЛПДС   «Никольское»	На 10 день появление   первых ростков, на 11-й день появление 3 ростков фасоли.  Ростки бледно зеленого цвета, худосочные,   замедленный  рост
2. Плодородная почва	На 8 день появление   первых ростков, на 9-й день появление всех ростков фасоли, насыщенный зеленый   цвет, скорость роста в 1,5 раз выше

 

  Вывод:  Вещества,  содержащиеся  в  почве с ЛПДС «Никольскок»,  угнетающе  действует  на  нормальное  развитие  зародышей семени, что приводит к медленному развитию и гибелей зародышей

Опыт №3 Приготовление водной почвенной вытяжки.

Водную почвенную вытяжку используют чаще всего для определения водорастворимых соединений, а также для определения актуальной кислотности по­чвы. Для ее приготовления 20 г воздушно-сухой просеяной почвы помещают в колбу на 100 мл, добавляют 50 мл дистиллированной воды, взбалтывают в течение 5—10 мин и фильтруют.

 

Опыт №4 Определение хлорид-ионов.

К 5 мл фильтрата, помещенного в пробирку, прибавляют несколько капель 10% раствора азотной кислоты и по каплям 0,1 М раствор нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяли по характеру осадка и помутнения по таблице №3

                                                                                                Таблица №3

Определение содержание хлоридов

Наблюдения	Концентрация хлоридов,   мг/л
Слабая муть	1-10
Сильная муть	10-50
Образуются хлопья, но   осаждаются не сразу	50-100
Белый объемный осадок	Более 100

 

Опыт №5 Определение сульфат-ионов

         К 5 мл фильтрата добавили несколько капель концентрированной соляной кислоты и 2 — 3 мл 20% раствора хлорида бария. Если образующийся сульфат бария выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка, это говорит о присутствии сульфатов в количестве нескольких десятых процента и более. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов — сотые доли процента. Слабое помутнение, заметное лишь на черном фоне, бывает при незначительном содержании сульфатов — тысячные доли процента.

Таблица № 4

Результаты качественного и количественного анализа фильтрата

рН	Концентрация хлоридов, мг/л	Сульфат-ионы
7,5	1-10	Слабое помутнение, заметное лишь на черном фоне, бывает при   незначительном содержании сульфатов — тысячные доли процента

  

Опыт №6. Образец почвы рассмотрели под микроскопом. Наблюдали колонии нефтеперерабатывающих  бактерий. К такому выводу мы пришли в результате рассмотрения под микроскопом  здоровой почвы, в которой данные организмы  отсутствовали. Воспользовавшись, Интернет источниками, мы нашли подобный вид бактерий, который  внешне был схож с тем, который мы наблюдали   

     Вывод: в состав почвы входили примеси нефтепродуктов. Содержание хлорид-, сульфат-ионов, рН в норме.

 

Исследование влияние нефти и нефтепродуктов на водные организмы.

       В три небольшие «аквариума» (стеклянные банки объемом 3 литра), в которых находились аквариумные рыбки, водоросли «элодея» и моллюски, добавили из расчета 10мл/м³ нефть, дизельное топливо, бензин. На второй день эксперимента в опытных аквариумах наблюдали замор рыб. На третий день — гибель моллюсков. А на 6-7 день — загнивание воды и гибель растений. Качество воды резко ухудшилось: изменился цвет, прозрачность, появился запах.

          Перед закладкой эксперимента листья многоклеточной водоросли элодеи рассмотрели под микроскопом. Наблюдали ярко выраженные хлоропласты, активное движение цитоплазмы.

       После проведенного эксперимента отметили механическое повреждение у 80% растения, а именно:

• - разрушение хлорофилла (80%), изменение окраски в желтый цвет;
• - разрушение, клеточных оболочек (70%);
• - сжатие протопласта (50%).

Также наблюдали токсическое действие нефти и нефтепродуктов на растения:

• - прекращение роста (100%),
• - изменение внешнего вида (70%)
• - гибель (100%).

         Наблюдая за поведением рыб, по мере усиления интоксикации, отметили подвижность, стремление выпрыгнуть из воды, нарушение ориентации в воде, учащение дыхания. Затем наступил паралич и гибель. При осмотре трупов погибших рыб наблюдали изменение внешней  окраски, появление слизи и очагов дерматита на  поверхности трупов, изменение цвета роговицы глаз. Во всех случаях погибшие рыбки имели сильный «нефтяной» запах.

        При осмотре моллюска отметили появление слизи и изменение цвета

       

 Исследование фильтратов  

                           Изучение органолептических показателей воды.

• Определение запаха.

Запах воде придают вещества, которые попадают в нее естественным путем или со сточными водами. Характер запаха и его интенсивность определяли при 20 °С, используя данные таблице

Таблица №5

Характер и род запаха воды

Балл	Интенсивность запаха	Качественная характеристика
0	Отсутствует	Отсутствие ощутимого   запаха
1	Очень слабый	Запах, не поддающийся   обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории   опытным исследователем
2	Слабый	Запах, не привлекающий   внимания потребителя, но обнаруживаемый,   если на него обратить внимание
3	Ощутимый	Запах, легко   обнаруживаемый и дающий повод относиться к воде с неодобрением
4	Отчетливый (можно определить его характер)	Запах, обращающий на   себя внимание и делающий воду непригодной для питья
5	Очень сильный	Запах, настолько   сильный, что вода становится непригодной для питья

Для этого пробирки с пробами воды закрывали пробками и интенсивно встряхивали в течении 5 минут. Затем открывали пробирки и осторожно нюхали воду.

 

• Определение прозрачности и цвета воды

В мерные цилиндры (диаметр 2.5см) наливали исследуемые пробы, предварительно поставив мензурки на лист бумаги с печатным текстом. Подливая воду, определи объем жидкости, при котором текс становился нечитаемым.

Таблица №6

 

Результаты исследования

Номер пробы	Цвет	Запах	Прозрачность
№1(нефть)	Слабая муть	5	18см
№2(диз.топливо)	Мутная	5	6,5см
№3(бензин)	Мутная, с буроватого   цвета	5	8 см
№4(контрольная)	бесцветная	1	25см

 

Оценка качества воды методами качественного анализа

• Определение водородного показателя.

Значение рН воды хозяйственного и бытового назначения должно находиться в пределах 6,5-8,5.

Водородный показатель воды определяли при помощи универсального индикатора, сравнивая со шкалой.

• Определение хлорид-ионов провели по методике описанной в опыте №4 п.3.1
• Определение сульфат-ионов провели по методике описанной в опыте №5 п.3.1
• Обнаружение  ионов свинца

Свинец является одним из основных загрязнителей окружающей среды. Он обладает способностью поражать центральную и периферическую нервную систему, костный мозг и кровь, сосуды, генетический аппарат, нарушает синтез белка, вызывает малокровие и параличи. Большая концентрация свинца тормозит биологическую очистку сточных вод. Основными источниками загрязнения свинцом являются выхлопные газы

автотранспорта и сточные воды различных производств.  Допустимая концентрация свинца в воде — 0,03 мг/л.

   Качественное определение с родизонатом натрия. На лист фильтровальной бумаги нанести несколько капель исследуемого раствора и добавить 1 каплю свежеприготовленного 0,2% раствора родизоната натрия. В присутствии ионов свинца образуется синее пятно или кольцо. При добавлении 1 капли буферного раствора синий цвет превращается в красный. Реакция очень чувствительна: обнаруживаемый минимум 0,1 мкг.  

 

• Определение общего железа

В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5 мл раствора роданида

калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком — красное.

 

• Обнаружение непредельных углеводородов

К 5 мл фильтрата прилили несколько капель 10% раствора перманганата калия. Обесцвечивание раствора и появление осадки диоксида марганца указывает на присутствие непредельных углеводородов.

Таблиц№7

Результаты исследования

№ пробы	рН	хлорид-ионы	сульфат-ионы	ионы   свинца	железо	Непредельные   УВ
№1   (нефть)	7	Более 100	Слабое   помутнение	-	Розовое   окрашивание (0,1 мг/л)	Розовый   цвет, осадок
№2   (диз.топливо)	7	Более 100	Слабое   помутнение	+	Розовое   окрашивание (0,1 мг/л)	-
№3   (бензин)	7	Более 100	Слабое   помутнение	+	Розовое   окрашивание (0,1 мг/л)	обецвечивание

 

Вывод: в состав нефти и нефтепродуктов входят вещества, которые растворяясь в воде  могут привести к гибели живых организмов (рыб, водорослей,  моллюсков)

• Определение микроорганизмов

На предметное стекло нанесли полученные фильтраты и рассмотрели под микроскопом

Таблица №8

Результаты исследования

 

№ пробы	Результаты наблюдения
№1 (нефть)	Живых организмов нет, эмульсионная   среда
№2 (диз.топливо)	Присутствие простейших живых   организмов класса инфузории, преимущественно прикрепленные формы
№3 (бензин)	Присутствие простейших живых   организмов класса инфузории, различных форм формы
№4 (чистая вода)	Единичные мелкие инфузории

 

Вывод: бензин, достаточно быстро испаряясь из воды, создал благоприятное условие для развития микроорганизмов различных форм. Дизельное топливо образует эмульсию, концентрация кислорода вокруг водорослей выше, поэтому преобладали прикрепленные формы. Нефть образовала на поверхности воды прочную пленку, при этом нарушается газообмен с атмосферным воздухом.

 

                                                   Исследования пера птицы.

             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

Таблица № 9

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

 

 

ВЫВОДЫ

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.

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. 

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