Universitatea,,Ștefan cel Mare’’ Suceava Facultatea de Inginerie Alimentară

POLUAREA APELOR CU PETROL

lect dr. Damian Cristina Student:Drochioi Daniel IMAPA ANU IV GR.2

CUPRINS

ARGUMENT……………………………………………………………pag.4

CAPITOLUL 1. CARACTERISTICILE PETROLULUI …………..pag.5

1.1. Formarea petrolului…………………………………...pag.5

1.2. Exploatarea petrolului…………………………………pag.6

1.3. Compoziţia petrolului………………………………….pag.6

1.4. Clasificarea petrolului …………………………………pag.7

CAPITOLUL 2. CARACTERISTICILE FACTORULUI DE MEDIU

APA……………………………………………………..pag.8

CAPITOLUL 3. POLUAREA CU PETROL…………………………..pag.10

3.1. Generalităţi……………………………………………..pag.10

3.2. Poluarea apei cu reziduuri petroliere ………………...pag.10

3.3. Poluarea activă…………………………………………pag.11

3.4. Poluari accidentale şi poluări asociate cu unele

infracţiuni………………………………………………pag.12

CAPITOLUL 4. Metodele de curăţare folosite în cazul revărsării

ţiţeiului………………………………………………...pag.13

4.1. Metode de curăţare…………………………………….pag.13

4.2. Metode de analiză ……………………………………...pag.14

ANEXE FOTO…………………………………………………………..pag.15

BIBLIOGRAFIE………………………………………………………..pag.21

2

ARGUMENT

Industria petrolului este necesarǎ deoarece creazǎ o sursǎ importantǎ de

energie, însǎ pe cât este de necesarǎ, pe atât de periculoasǎ este din punct de

vedere ecologic. În funcţie de compoziţia petrolului, rafinarea este un procedeu

complex ce constǎ din separǎri, distilǎri, desulfurǎri, procese în urma cǎrora se

emit numeroşi poluanţi (hidrocarburi, oxizi de sulf şi de carbon, aldehide, acizi

organici, amoniac etc.).

Petrolul şi substanţele rezultate din prelucrarea acestuia contribuie

deasemenea la apariţia smogului.

Se estimeazǎ cǎ anual, în urma deversǎrilor petroliere accidentale, în oceane

pǎtrund pânǎ la 200 000 de tone de ţiţei. Cantitǎţi şi mai mari provin în urma

proceselor de extracţie, transport şi prelucrare.

În afara dezastrului ecologic astfel format, evaporarea în atmosferǎ este

destul de intensǎ, astfel circa 25% din pelicula de petrol se evaporǎ în câteva zile

şi pǎtrunde în aer sub formǎ de hidrocarburi.

3

CAPITOLUL 1CARACTERISTICILE PETROLULUI

Petrolul este folosit în aproape toate domeniile, pentru că cu siguranţă este

cea mai importantă resursă naturală a Terrei. Oamenii de stiinţă au căutat altceva

ce ar putea înlocui petrolul în viitor când toate resursele de petrol se vor epuiza.

Dar, se pare că pentru moment petrolul poate fi cel mai bine înlocuit de cărbune,

dar chiar şi acesta nu este la fel de folositor ca şi petrolul.

Petrolul brut, numit si ţiţei este un produs de natură organică, care se

gaseşte în pământ, formând zăcăminte. El este un lichid vâscos, a cărui culoare

variază de la galben-verde pana la negru, având reflexe colorate diferit. Mirosul

petrolului este caracteristic şi este solubil în apă.

1.1. Formarea petrolului

Dintre diferitele teorii asupra formării petrolului, teoria originii organice

este cea mai acceptată. Conform acestei teorii, petrolul s-a format din mâlul

rezultat din resturi de plante şi animale inferioare din apele mărilor (plancton),

care prin depunere la mare adâncime în fundul apelor, în decurs de milioane de ani

a suferit procese de descompunere şi transformare. Aceste procese s-au produs în

absenţa de aer şi sub influenţa caldurii terestre, a presiunii ridicate şi probabil a

unor bacterii anaerobe. Rol important se pare că revine şi mâlului mineral drept

catalizator al unor procese chimice de transformare a grăsimilor.

Formarea zăcămintelor de petrol are loc ulterior, în urma unor procese de

migraţie şi acumulare prin care au luat naştere concentraţii mari de petrol în

sectoare relativ mici din scoarţa pământului.

Petrolul se găseşte în zăcăminte primare sau în zăcăminte secundare, în care

el a pătruns prin migrare din zăcăminte primare sub acţiunea presiunii gazelor.

După pătrunderea în roca rezervor, petrolul poate să se separe de apa şi de

gazele care îl însoţesc, formând trei straturi distincte, el aşezându-se în acelaşi

4

rezervor, sub gaze şi deasupra apei. In zăcământ , petrolul se găseşte sub presiune

din cauza hidrocarburilor gazoase dizolvate.

Ţara noastră este bogată în petrol. Principalele noastre zăcăminte de petrol

se găsesc în Oltenia, Muntenia (câmpul petrolifer Damboviţa-Prahova şi cel din

Piteşti), Moldova (zona petroliferă Bacău). In prezent se continuă cercetările în

vederea descoperirii altor zăcăminte de petrol, prin a căror exploatare raţională

industria noastră petrolieră să ia o dezvoltare crescândă.

1.2. Exploatarea petrolului

Petrolul se extrage din zăcăminte prin sonde. Saparea sondelor se face prin

metode mai vechi de izbire, sau prin metode mai noi de foraj rotativ. Ca metode de

extracţie se cunosc: erupţia naturală, erupţia forţată şi extracţia mecanică

(pompare).

Erupţia naturală se produce când presiune ţiţeiului în zăcământ este

suficient de mare ca să-l ridice prin sonda, până la suprafaţă. Când presiunea în

zăcământ nu este suficient de mare, atunci ridicarea petrolului la suprafaţă este

ajutată prin introducere de aer sau gaze comprimate până în zăcământ. Cu toate

acestea, la un moment dat zăcământul de petrol trebuie să fie exploatat prin

pompare. Multe zăcăminte, chiar de la început, nu au presiune suficientă pentru o

erupţie naturală sau ajutată şi deci trebuie exploatate prin pompare.

1.3. Compozitia petrolului

Petrolul este un amestec de hidrocarburi (hidrocarburi gazoase şi solide

dizolvate în hidrocarburi lichide), care mai conţine şi alţi diferiti compuşi, în

proporţii mici, ca de exmplu: compuşi cu oxigen, compuşi cu sulf, compuşi cu

azot şi diferite substanţe minerale.

Hidrocarburile existente în petrol fac parte din urmatoarele clase: alcani,

cicloalcani şi hidrocarburi aromatice.

a) Alcanii intră în proporţia cea mai mare în petrol. Ei se găsesc mai ales în

fracţiunile uşoare. Astfel, gazele de sondă sunt alcătuite aproape numai din alcani

inferiori, care se găsesc amestecaţi în zăcământ.

5

b) Cicloalcanii se găsesc de asemenea în proporţie mare. In petroluri există

numai naftene cu cicluri de C5 şi C6.

c) Hidrocarburile aromatice se găsesc în proporţie mai redusă decât celelalte

hidrocarburi. Totusi, proporţia lor în petrol variază în limite foare largi. Cu cât

conţinutul în hidrocarburi aromatice din fracţiunile grele este mai mare, cu atât

petrolul respectiv conţine mai mult asfalt.

Dintre celelalte clase de substanţe organice care se găsesc în petrol, se

menţionează compuşii cu oxigen: acizi graşi şi fenoli, care imprimă petrolului

caracter acid ; compuşii cu sulf : hidrogen sulfurat , mercaptani etc. , care imprimă

petrolului miros neplăcut şi proprietăţi corosive; compşsii cu azot, care au caracter

bazic; diferite substanţe organice cu stuctură complexă conţinând O, S si uneori N.

1.4. Clasificarea petrolului

Pe baza compozitiei chimice, respectiv a predominarii unor categorii de

hidrocarburi, petrolul a fost clasificat în mai multe tipuri :

1. Petrol parafinos caracterizat prin procentul mai ridicat în alcani (până la

78%), aşa cum sunt în general petrolurile americane.

2. Petrol asfaltos caracterizat prin procentul mare de hidrocarburi aromatice

cât şi de substanţe asfaltoase, aşa cum sunt petrolurile din Caucaz.

3. Petrol de tip intermediar caracterizat prin procentul mare fie de

cicloalcani fie de alcani şi hidrocarburi aromatice.

In ţara noastră, cele mai numeroase sunt petrolurile parafino-nafteno-

aromatice (52%), cărora le urmează petrolurile parafino-naftenice (37%), nafteno-

aromatice (8%) şi parafinice (3%).

6

CAPITOLUL 2CARACTERISTICILE FACTORULUI DE MEDIU - APA

Apa a fost şi este un element central în viaţa societăţii umane, aşezările şi

civilizaţiile înflorind în prezenţa resurselor de apă şi pierind adesea odată cu

dispariţia sau degradarea acestora. Apa poate fi factor de dezvoltare atât pozitiv,

cât şi negativ, poate fi mijloc şi obiect de muncă, este o resursă reînnoibilă, dar de

neînlocuit.

Apa de pe planeta noastră formează un veritabil înveliş ce se numeşte

hidrosferă, şi care e în strânsă relaţie cu celelalte învelişuri; cel gazos – atmosfera;

cel solid, al rocii de la suprafaţa continentelor sau de pe fundul oceanelor –

litosfera; sau cel viu - biosfera. Hidrosfera e formată din trei mari compartimente:

apa din atmosferă (numita apă meteorică), apa de la suprafaţa pământului (numită

apă de suprafaţă) şi apa de sub suprafaţa acestuia (numită apă subterană).

Apele de suprafaţă cuprind mările şi oceanele, lacurile şi bălţile (toate fiind

ape stătătoare) şi apele de şiroire şi râurile (cu diversele lor denumiri în funcţie de

dimensiune - pârâu, râu, fluviu, etc.), care sunt ape curgătoare. O categorie

distinctă de ape de suprafaţă sunt cele în stare solidă. Mari suprafeţe de pe pământ

sunt acoperite sezonier sau permanent de zăpadă sau gheaţă. Gheaţa acoperă

temporar suprafaţa multor râuri, lacuri şi mări în zone de coastă, dar şi în mod

permanent suprafeţe din munţii înalţi (gheţari alpini) sau din zone polare, formând

gheţari continentali la suprafaţa mărilor polare din care se desprind aisberguri ce

se topesc lent şi uneori sunt duse în derivă de curenţii marini până în zone calde.

Apa subterană poate fi şi ea apă dulce sau apă sărată. După adâncime

distingem ape freatice şi ape de profunzime. Ele sunt dinamice şi se află de regulă

în legatură cu apele de suprafaţă, dar sunt şi unele bine izolate de milenii pe care le

numim ape fosile. Apele subterane exploatabile de către om se numesc acvifere. În

sol există şi apă în formă solidă.

7

Apa este un element indispensabil vieţii, pentru toate organismele şi

ecosistemele, datorită răspândiri şi calităţilor deosebite pe care le are. Diversele

teorii ale apariţiei vieţii pe pământ acordă apei un rol central, majoritatea

considerând oceanul primul şi pentru miliarde de ani singurul leagăn al vieţii.

Echilibrul natural este adesea perturbat de om, din cauza favorizării unor

specii şi distrugere a altora, direct sau indirect prin modificările aduse mediului.

Echilibrul ecologic este un echilibru dinamic, şi compoziţia cantitativă şi calitativă

în specii evoluează în timp şi spaţiu, chiar fără influenţa omului. Evoluţia

ecosistemelor nu este liniară ci cu salturi determinate de evenimente majore

climatologice sau de alta natură, iar în cazul particular al apelor de inundaţii, care

sunt un element natural necesar evoluţiei naturale. Toate vieţuitoarele, de la

bacterii la mamifere, conţin un anumit procent de apă, ea jucând rol crucial, fiind

mediul în care au loc toate procesele metabolice. Pentru organismele superioare,

aportul de apă din mediu este indispensabil.

8

CAPITOLUL 3POLUAREA CU PETROL

3.1. Generalităţi

De fapt, problema raportului dintre om şi mediul ambiant nu este nouă. Ea a

apărut o dată cu cele dintâi colectivitaţi omeneşti. Multiplicându-se neîncetat,

specia umană a adaugat peisajului natural privelişti noi, prefăcând pământuri

înţelenite în văi roditoare, a creat noi soiuri de plante de cultură şi a domesticit

animale salbatice. Până aici, echilibrul natural nu a avut de suferit decât, poate, pe

arii foarte restrânse, care nu puteau afecta ansamblul.

Sub impactul dezvoltarii economice au fost poluate, mai mult sau mai puţin

grav solul, apa şi aerul, au dispărut sau sunt pe cale de dispariţie multe specii de

plante şi animale, iar omul este confruntat la rândul lui cu diverse maladii cauzate

de poluare, fenomen ce cuprinde astăzi toate ţarile şi continentele.

Poluarea reprezintă introducerea directă sau indirectă, ca rezultat al unei

activitaţii desfaşurate de om, de substanţe, de vibraţii, de căldura şi/sau de zgomot

în aer, în apă ori în sol, care pot aduce prejudicii sănătaţii umane sau calitaţii

mediului, care pot dăuna bunurilor materiale ori pot cauza o deteriorare sau o

împiedicare a utilizării mediului în scop recreativ sau în alte scopuri legitime.

3.2. Poluarea apei cu reziduuri petroliere

Aceasta reprezintă o problemă deosebit de importantă şi greu de prevenit şi

remediat. Afectează atât apele de suprafată, cât şi pe cele subterane. Consecinţele

ei asupra proprietaţilor organoleptice ale apei, faunei şi florei acvatice sunt

deosebit de nocive şi durabile.

Reziduurile de petrol ajung în bazinele naturale de apă prin deversarea de

ape reziduale rezultate de la rafinării şi alte instalaţii de prelucrare a ţiţeilui. Aceste

reziduuri conduc la creşterea temperaturii şi turbiditaţii, la formarea unei pelicule

de petrol la suprafaţa apei şi la schimbarea compoziţiei apei, prin dizolvarea în

9

aceasta a substanţelor petroliere solubile, toxice în anumite concentraţii, pentru

organismele acvatice, om şi animale.

Un litru de petrol scurs în apă se poate întinde pe o suprafaţa dublă decât cea

a unui teren de fotbal, provocând numeroase daune. Anual, aproximativ 1,25

milioane tone de deşeuri petroliere se scurg în mări şi oceane. De multe ori,

această cantitate pătrunde în pământ, bazinele riviere şi sistemele de canalizare.

Nu se poate vorbi de o reciclare a petrolului, dar există tehnologii de reciclare a

uleiurilor uzate.

3.3. Poluarea activă

Poluarea cu petrol a oceanelor a atins proporţii critice iar frecvenţa şi scara

manifestărilor a crescut rapid. În prezent hidrocarburile reprezintă întradevăr

principalii agenţi poluanţi ai mărilor. Fiind rezistente la ancţiunea bacterilor,

persistă timp îndelungat în regiunile infectate, formând o peliculă superficială care

împiedică difuzarea oxigenului în apă. Asimilaţia clorofiliană şi respiraţia

organismelor sunt împiedicate. Ca urmare se îngreunează fotosinteza

fitoplanctonului, care produce circa 70% din oxigenul atmosferic. Aliment de baza

al vieţii marine, algele şi planctonul încetează să prolifereze. Compuşii fenolici şi

aromatici au acţiune toxică asupra vieţuitoarelor acvatice. Hidrocarburile

cancerigene concentrate în organismul animalelor acvatice comestibile, ajung în

alimentaţia omului. Aşadar poluarea cu petrol dă o lovitură puternică nu numai

echilibrului marin, ci şi sănătăţii omului. Poluarea determinată de extracţie şi

transport vizează în deosebi mediul marin. Deversările în Marea Nordului, Golful

Mexic, Golful Persic, avarile cât şi operaţiile de întreţinere completează cantitatea

petrolului irosit anual în mare, calculat la peste 12 milioane tone.

Riscurile legate de transporturile marine s-au redus mult comparativ cu

situaţia existentă cu câteva decenii în urma. În prezent, peste 85% din petrolul

exploatat pe glob se transportă cu ajutorul tancurilor petroliere uriaşe unele având

peste 320 m lungime şi o capacitate de peste 2 milioane brarili.

10

Eşuarea acestor vase în timp de furtună, din cauza defecţiunii technice sau

din cauza unor erori de pilotaj, generează cele mai grave accidente ecologice.

3.4. Poluări accidentale şi poluări asociate cu unele infracţiuni

Poluările accidentale sunt accidente majore de mediu care se produc în toate

structurile acestuia şi din motive foarte complexe. Analiza acestora presupune o

clasificare a lor în funcţie de mediul poluat, produsul poluant şi cauzele producerii

fenomenului. In toate cazurile urmarile acestor accidente de mediu sunt importante

sub aspect social, ecologic şi economic. La fel de importante sunt preocupările

omului, ale societaţii, şi mai ales ale specialiştilor din domeniu, pentru prevenirea

lor şi pentru intervenţiile imediate în vederea reducerii şi eliminării pagubelor

produse.

In anul 2000 pe teritoriul Romaniei au avut loc 855 de poluări accidentale

datorate în principal neglijenţelor în exploatarea utilajelor, a instalaţiilor

tehnologice, nesupravegherii acestora, utilizării unor instalaţii vechi uzate fizic şi

moral dar şi lipsei unui control exigent din partea conducerii societăţilor şi a

forurilor superioare acestora şi nu în ultimul rând, în anumite judeţe a slabei

activitţi a inspectorilor de mediu si ape. Totuşi deşi numărul poluărilor accidentale

este mare, cele cu consecinţe grave sunt reduse, dar statistic, acestea sunt într-o

creştere îngrijorătoare.

Poluările accidentale pot fi:

poluări accidentale produse din cauze tehnologice şi neglijenţe umane;

poluări accidentale ale localitaţilor şi terenurilor, cu produse petroliere, prin

spargerea conductelor de transport a acestor produse;

poluări accidentale datorate accidentelor de circulaţie;

poluări accidentale cauzate de factori naturali;

11

CAPITOLUL 4Metodele de curăţare folosite în cazul revărsării ţiţeiului

4.1. Metode de curăţare

Metodele de curăţare folosite în cazul revărsării ţiţeiului în mări şi oceane

au evoluat dar, de cele mai multe ori, furtunile au împiedicat operaţiunile de

salvare.

Deversările de petrol au efecte dramatice asupra ecosistemelor marine, ca

urmare a expunerii organismelor vii la compuşii chimici. Poluarea cu petrol

afectează în mod deosebit specii ca păsările mari şi mamiferele acvatice, care

traiesc la suprafaţa apei. Unele studii au demonstrat faptul că, în timp, mor mai

multe animale şi păsări decât în momentul în care se produc catastrofele ecologice,

provocate de scurgerea petrolului din vasele avariate.

Ţiţeiul lasă urme care nu pot fi şterse ani în sir. Petrolul, care este insolubil

în apă şi mult mai uşor decât aceasta, nu poate fi strâns. Pentru a curăţa apele de

petrolul deversat în urma accidentelor, prima masura care poate fi luată este

izolarea zonei cu ajutorul ambarcaţiunilor de salvare. De cele mai multe ori,

specialiştii apelează tot la substanţe chimice, denumite solvenţi, care sunt

împrăştiate din elicopter pe suprafeţele afectate. Aceşti solvenţi sunt destinaţi

spălării apelor, dar la rândul lor, măresc efectele poluării şi nici nu pot fi

împraştiaţi uniform pe suprafeţele afectate de deversările accidentale de petrol.

O echipa de cercetători de la Institutul de Cercetari Ştiintifice din Spania a

descoperit că anumite bacterii de pe coasta Galitiei sunt capabile să elimine în mod

natural petrolul deversat în timpul naufragiilor. Experţii în domeniu au observat că

12

aceste vieţuitoare minuscule, aflate în ecosistemul marin, pot degrada în mod

natural compuşii petrolului.

4.2. Metode de analiză

Determinarea produselor petroliere din apă se bazează pe principiul că

acestea se extrag cu eter de petrol sau sulfuri, iar după evaporarea solventului se

cântăresc. Reactivii folosiţi la determinare sunt :

- eter etilic sau eter de petrol ;

- clorură de calciu proaspăt calcinată la roşu sau sulfat de sodiu.

Modul de lucru al determinării constă în luarea unei cantităţi de 500-1000ml

de apă de analizat nefiltrată care se introduce într-o pâlnie de separare peste care

se adaugă 20ml de eter de petrol. Soluţia atfel obţinută se agită 2 minute după care

se lasă în repaus timp de 20-30 minute pentru separarea straturilor. Stratul eteric se

separă într-un flacon Erlenmayer cu dop. Se adaugă din nou înpâlnie 20ml eter de

petrol şi se repetă operaţia. Fracţiunile eterice unite se deshidratează cu 5g clorură

de calciu calcinată sau sulfat de sodiu, lăsându-se 2-3 ore în contact. Extractul

eteric se filtrează printr-un filtru degresat într-un balon. Se evaporă eterul pe baie

de apă apoi se ţine la exicator o oră, după care se cântăreşte. Calculul produselor

petroliere din apă se calculează apoi aplicând formula :

mg produse petroliere/dm3 = G-G1/V*1000, unde:

G = reprezintă greutatea balonului u extractul petrolier [mg];

G1 = reprezintă greutatea balonului gol [mg];

V = cantitatea de apă luată în lucru [ml].

13

ANEXE FOTO

14

1. Poluarea apelor cu petrol

2. Poluare accidentală cu petrol

15

3. Încercări de curăţare a apelor cu petrol

16

4. Efectele poluării apelor cu petrol

5.

Distrugerea diferitelor specii de peşti datorată poluării apei cu petrol

17

6. Metode de curăţire a petrolului deversat în mare

7. Poluarea Mării Negre cu petrol

8. Efecte ale poluării cu petrol asupra speciilor marine

18

9. Afectarea gravă a vieţuitoarelor datorată deversării petrolului

BIBLIOGRAFIE

1. Ioan Dumitrescu - Poluarea mediului, Editura Focus, 2002

2. Maria Lazăr - Impactul antropic asupra mediului, Editura

Universitas, 2004

19

3. Manole Cucu - Chimia sanitară a mediului, 1987

4. Surse internet

20