کلیه فعالیت های مرتبط با گروه شیمی

,

نشت نفت و آلودگی آب

عنوان تحقیق:

نشست نفت و آلودگی آب

آب و آلودگی آب چیست؟

آب مهم ترین و فعال ترین ماده ی روی زمین است. آب منشا حیات است و زندگی بدون آب ممکن نیست. آب در ساختمان بدن هر موجود زنده وجود دارد. ۶۵ درصد از بدن انسان و ۷۰ درصد از سطح کره ی زمین از آب تشکیل شده است. آب، در هوا به صورت بخار آب و در روی زمین به صورت هایی مثل دریا، رودخانه، برکه و در زیرزمین به صورت آب های زیرزمینی وجود دارد.

اگر انسان مواد اضافی و به درد نخور را وارد محیط زندگی خود کند باعث آلودگی می شود. هوا، آب، خاک از مهم ترین موادی هستند که در معرض آلودگی آب نسبت به آلودگی هوا دوام بیش تری دارد و دیرتر از بین می رود. زیرا سرعت حرکت و جابه جایی آب زیاد نیست.

روش های آلوده شدن آب:

طبیعی:

گاهی اوقات تغییراتی به طور طبیعی در آب ها صورت می گیرد مانند گل شدن آب ها در اثر سیل. این آلودگی به مرور زمان از بین می رود و آب صاف می شود.

به وسیله ی انسان ها:

بیش تر در اثر فاضلاب هایی که به دست انسان وارد آب های جاری می شوند، به وجود می آیند. فاضلاب ها، مواد دورریختنی هستند که به وسیله ی انسان وارد طبیعت می شوند که بیش تر این مواد در طبیعت باقی می مانند و باعث مسمومیت و بیماری انسان ها شده و یا باعث از بین رفتن حیوانات، گیاهان و موجودات ریز درون آب می شوند. فاضلاب ها را به ۳ دسته تقسیم می کنند:

فاضلاب های شهری

فاضلاب های کشاورزی

فاضلاب های صنعتی

فاضلاب های شهری:

این مواد به وسیله ی مردم شهر وارد جوی های آب می شود. مثل: فضولات انسانی، آب کثیف ناشی از شست و شوی ظروف، لباس ها و پاک کننده های قوی.

فاضلاب های کشاورزی:

به باقی مانده ی کودهای طبیعی و شیمیایی که برای از بین بردن حشرات و آفات به وسیله ی باد و باران از سطح زمین و درختان جدا شده و وارد آب های جاری می شوند.

فاضلاب های صنعتی:

این فاضلاب ها شامل ترکیبات فلزات و مواد شیمیایی و رنگی هستند که اغلب توسط کارخانه ها وارد جریان آب می شوند. این کارخانه ها دارای دستگاه تصفیه ی فاضلاب نیستند و فاضلاب ها را به طور مستقیم به درون آب می ریزند. نفت مهم ترین عامل آلوده کننده ی آب هاست. وقتی نفت وارد آب ها می شودبر روی آب باقی می ماند و باعث آلوده شدن آب ها شده و اکسیژن نمی تواند وارد آب شود و به همین دلیل موجودات داخل آب می میرند. البته بیش تر پرندگانی که بر روی سطح آب شنا می کنند به همین طریق از بین می روند. زیرا نفت به بال ها و بدن این پرندگان می چسبد و پاک نمی شود.

آلودگی دریای خزر و خلیج فارس:

چون دریای خزر به آب های آزاد راهی ندارد و از همه طرف خشکی دارد، هر روز آلودگی بیش تری به آن اضافه می شود مانند آلاینده های نفتی چاه های فراوان نفت اطراف آن، غرق شدن کشتی نفت کش و سموم کشاورزی. لایه های آلودگی در کف دریا روی هم انباشته شده است و لجن نفتی را تا ۱٫۵ متر تشکیل داده است. این مناطق را مناطق مرده می نامند چون خالی از زندگی است و گیاهان در آن رشد نمی کنند و جانوران می میرند. لجن های نفتی حتما گورستان بزرگی از ماهیان و آبزیان شده است.

آب های خلیج فارس با شروع حمل و نقل توسط کشتی های نفتکش و رفت و آمد کشتی های باری، آلودگی آن آغاز شد. خلیج فارس با داشتن ۲۵ پایانه ی بزرگ نفت، ۳۰ درصد حجم ترافیک نفتکش های جهان را به خود اختصاص داده است. به طور کلی ۳٫۱ درصد میزان آلودگی نفتی جهان به این منطقه اختصاص دارد که این مقدار در واقع ۴۷ برابر میانگین مقداری است که برای این ناحیه در نظر گرفته شده است. منطقه ی دریایی خلیج فارس دارای ۳۴ حوزه ی نفت و گاز با ۸۰۰ حلقه ی چاه تولیدی می باشد.

نفت چیست و چگونه به وجود می آید؟

نفت یکی از محصولات مفید در جهان است. خودروها و انواع دیگر وسایل موتوردار به عنوان سوخت از آن استفاده می کنند. نفت همچنین منبع اصلی برق و سایر انرژی هاست. نفت از نفت خام که یک مایع غلیظ تیره رنگ است و در زیر زمین یافت می شود، به دست می آید. نفت معمولا در حوضچه های زیرزمینی یافت می شود. آن را طلای سیاه نیز می نامند.

میلیون ها سال پیش گیاهان و جانوران در طول تغییرات ناگهانی زمین شناسی در درون زمین مدفون شدند و تحت تاثیر گرما و فشارهای سخت در داخل زمین، گیاهان و حیوانات تجزیه شده به نفت تبدیل شدند. بشر نیز موفق شده است که ذخایر عظیمی از آن را در بستر دریاها پیدا کند. نفت خام را از چاه های نفت استخراج می کنند. نفتی که از چاه استخراج می شود شامل بنزین، فیر و… است. این مواد برای تصفیه به پالایشگاه ها حمل می شود. نفت خام در لوله های استوانه ای شکل بسیار بزرگ حرارت داده می شود و ترکیبات مختلف از آن به دست می آورند. از نفت محصولات دیگری از قبیل پلاستیک ه، رنگ های نقاشی، داروها، مواد منفجره، مواد پاک کننده و انواع شوینده ها به وجود می آیند.

چرا آلودگی آب مورد بررسی قرار گرفته است؟

در بیداری وضعیت جهانی اخیر که در آن کمیابی آب به طور فزاینده یک مسئله ی مهم شده است، آلودگی آب قابل دسترس نیز تنها آن را بدتر کرده است. آلودگی آب یک وضعیت ناخوشایند است که در آن آب با مواد مضر آلوده شده است. هر تغییر در ویژگی های فیزیکی، شیمیایی آب که تاثیر مضری روی موجودات زنده دارند به نام آلودگی آب خوانده می شوند. آلودگی بر تمام بدنه های اصلی و مهم آبی مثل دریاچه ها، رودخانه ها، اقیانوس ها و آب های زیرزمینی تاثیر می گذارد.

آلودگی آب در حال افزایش است. اگر در حالت آلوده مصرف شود ممکن است هم برای انسان و هم برای محیط، کشنده و مهلک باشد.

نشت نفت چیست؟

نشت نفت زمانی اتفاق می افتد که مردم اشتباه یا بی توجهی می کنند و باعث می شوند که نفت از تانکر نفت کش( کشتی که نفت را از یک کشور یا یک مکان به جای دیگری حمل می کند) به درون اقیانوس نشت کند یعنی نفت چکه کند. حوادث طبیعی نیز مثل طوفان ها ممکن است باعث غرق شدن کشتی نفت کش شود و این باعث نشت نفت کش شود. در بسیاری از مناطق سکوهای حفاری در دریاها مستقر است. این سکوها پس از کشف نفت با دریل های مخصوص اقدام به حفاری و استخراج و سپس انتقال نفت می کنند. نکته ای که درباره ی این سکوها باید توجه داشت استحکام آن هاست زیرا که ممکن است در اثر طوفان های دریایی این سکوها واژگون شده و میلیون ها لیتر نفت وارد آب شود.

عمده ترین آلودگی نشت نفت از لوله های انتقالی از دریاست. کوچک ترین برخورد با این لوله ها باعث انتشار آلودگی می شود، آلودگی که شاید جبران آن چندین و چند سال طول بکشد. در کنار این آلودگی که مستقیما وارد آب ها می شود، نشت لوله های انتقال نفت نیز باعث آلودگی می شود. اکثر این نشت ها عمدتا به دلیل فرسوده بودن لوله های انتقال است. ایجاد پست های نظارت و بازرسی نیز دلیل طولانی بودن و دشوار بودن راه های انتقال بسیار پرهزینه است.

چطور نشست نفت بر روی حیوانات تاثیر می گذارد؟

تصور کنید شما یک نهنگ و در حال شنا کردن هستید و ناگهان تصمیم می گیرید که برای نفس کشیدن سرتان را از بیرون بیاورید که ناگهان یک لایه ی بزرگ و ضخیم از نفت سیاه را در مسیرتان می بینید. به زیر آب برمی گردید و بقیه ی حیوانات مرده را پیدا می کنید. پرندگان دریایی آسیب فراوانی از لکه های نفتی متحمل می شوند. پرهای آن ها آغشته به نفت شده و به هم می چسبد و قدرت پرواز آن ها را کاهش داده یا غیرممکن می سازد. خاصیت عایق بودن پرها از بین رفته و پرنده در معرض سرمای آب قرار گرفته، می میرد. همچنین وقتی نفت وارد چشم های پرنده ها شود، آن ها را کور می کند بنابراین آن ها نمی توانند مراقب شکارچیان باشند. در نتیجه شکار می شوند.

وقتی بدن سمورهای دریایی با نفت پوشیده می شود. حباب های هوایی که در پوستشان( خزشان) درست می کنند از بین برود. آن ها به طور مخصوصی طراحی شده اند. این حباب ها به زنده ماندن آن ها در آب سرد اقیانوس ها کمک می کند. همچنین باعث می شوند روی آب شناور بمانند. وقتی نفت وارد ساختمان حباب های هوای سمورها می شود آن ها از پایین آمدن دمای بدنشان ممکن است بمیرند.

همچنین نشست نفت دلیل اصلی مرگ نهنگ( وال) ها است. نفت ممکن است خورده شود یا داخل سوراخ تنفسی نهنگ بشود. سوراخ تنفسی سوراخی است که به نهنگ ها کمک می کند تا نفس بکشند. نهنگ ها برای نفس کشیدن از آب بیرون خواهند آمد ولی اگر سوراخ تنفسی آن ها با نفت پر باشد نهنگ نمی تواند نفس بکشد! یا اگر یک نهنگ یک ماهی را بخورد که در میان نفت ها شنا کرده باشد، مسموم می شود و می میرد.

کمک رسانی به حیوانات بعد از نشت:

راه های زیادی وجود دارد که حیوانات را بعد از این که با نفت آلوده شدند تمیز کرد. وقتی پرنده ها به مرکز تصفیه( تمیزکاری) می رسند نفت را با فشار آب از روی چشم ها و روده هایشان می شویند. برای این که شکستگی استخوان و بریدگی و صدمات دیگر نداشته باشد آن ها را آزمایش می کنند سپس برای پوشش معده ی آن ها به پرنده ها دارو می دهند تا از صدمات بیش تر جلوگیری می کنند. بعد آن ها را گرم می کنند و در جای آرامی می گذارند و به آن ها غذا می دهند. تا وقتی که به سلامتی کافی برسند و بتوانند به حیات وحش برگردند.

آزمایش:

هدف:

هدف ما از انجام این آزمایش این بود که متوجه شویم نفت از روی پر پرندگان به راحتی پاک نمی شود و در اکثر موارد باعث مرگ آن ها می شود.

مواد لازم:

کمی کاکائو، مقداری پر، ۴ ظرف روغن، مسواک، مایع ظرف شویی

روش کار:

ابتدا کاکائو و روغن را در ظرف می ریزیم و مخلوط را خوب هم می زنیم. با این کار نفت را شبیه سازی کردیم. سپس یک عدد پر را درون ظرف می گذاریم. وقتی پر به خوبی با روغن آغشته شد، ۳ ظرف دیگر را در می آوریم و درون یکی از آن ها آب سرد، دیگری آب گرم و در آخری آب ولرم می ریزیم. در ظرفی که آب گرم ریخته ایم مایع ظرفشویی می ریزیم. پر را از درون مخلوط کاکائو و روغن می گذاریم. بعد به مسواک کمی مایع ظرف شویی می زنیم و پر را درون آب قرار می دهیم. مسواک را به پر می کشیم. این کار را با دو ظرف دیگر آب انجام می دهیم.

چه چیزی مشاهده می کنیم؟

ما هر چه مسواک را به پر می کشیم کاکائو و روغن از روی آن پاک نمی شود. شاید مقدار کمی پاک شود ولی چربی آن، روی پر باقی می ماند.

از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟

اگر روی پر پرندگان نفت بریزید، آن ها عذاب زیادی می کشند تا نفت را از روی پر خود پاک کنند و در حال پاک کردن مسموم شده و بعد از مدتی از بین می روند.

فکر کرده اید که چرا نفت را استفاده می کنید؟

مردم از نفت هر روز برای سوخت ماشین ها و حتی برای گرم کردن خانه هایشان استفاده می کنند. اگر زنجیر دوچرخه را لمس کرده باشید چیزهای سیاهی روی انگشتتان حس می کنید این روغن است. چنین روغنی کمک می کند زنجیر دوچرخه ی شما به نرمی راه برود. انسان ها برای ساختن آسفالت برای هموار نمودن جاده ها و بزرگراه ها، برای ساختن پلاستیک، از نفت استفاده می کنند همچنین برای داروسازی، بازی ها و دستگاه های ام پی تری، ساختن جوهر، رنگ و ساختن بعضی چیزهای الکتریکی از نفت استفاده می کنند. ما همه می توانیم به ایست نشت نفت کمک کنیم. اگر شما نفت یا سوخت کم تری استفاده کنید بنابراین تانکرهای سوخت در امتداد اقیانوس کم تر حمل و نقل می کنند. چه طور می توانید سوخت کم تری استفاده کنید؟

ماشین هایتان را در خانه بگذارید و پیاده روی یا دوچرخه سواری کنید. چراغ ها را خاموش کنید. فکر کنید شما چند چراغ در خانه دارید. همچنین تمام وسایل الکتریکی مثل: کامپیوتر یا تلویزیون ها را خاموش کنید. ما سوخت زیادی برای به وجود آوردن الکتریسیته در سراسر خانه به کار خواهیم برد. اگر هر کسی در دور تا دور دنیا تصمیم بگیرند که سوخت کم تری استفاده کنند ما ریسک پایین تری در برابر خطر نشست نفت خواهیم داشت.

محققان:

یکتا رادطاهری

آوا اخگر

سوفیا حیدری منش

 

 

 

,

تاثیر گازهای گلخانه ای روی محیط زیست

عنوان تحقیق:

تاثیر گازهای گلخانه ای روی محیط زیست

اثر گلخانه ای چیست و چرا این نام را دارد؟

گلخانه یک اتاق شیشه ای است که نور خورشید از شیشه های آن به داخل می تابد و هوای گلخانه را گرم می کند. اما شیشه های گلخانه اجازه نمی دهند که این هوای گرم از گلخانه خارج شود. جو یا هوایی که در اطراف ماست، شبیه یک گلخانه است. گازهای گلخانه ای در جو درست مثل شیشه های گلخانه عمل می کنند. نور خورشید پس از عبور از لایه های گازهای گلخانه ای وارد جو زمین می شود. زمانی که نور خورشید به سطح زمین می رسد، مقداری از انرژی گرمایی آن توسط خاک، آب و سایر موجودات جذب می شود. مقداری هم در جو زمین می ماند و باقی مانده  ی آن به فضا برمی گردد. اگر مقدار گازهای گلخانه ای در جو از حد طبیعی آن بالاتر باشد، انرژی کم تری به فضا برمی گردد، در نتیجه جو زمین گرم تر می شود و به دنبال آن دمای کره ی زمین بالا می رود. اثر گلخانه ای، کره ی زمین را به اندازه ای گرم نگه می دارد که ما انسان ها بتوانیم بر روی آن زندگی کنیم. اما اگر اثر گلخانه ای شدت یابد، ممکن است دمای زمین به قدری زیاد شود که ما و بقیه ی گیاهان و جانوران نتوانیم گرمای آن را تحمل کنیم.

جو زمین مخلوطی از گازهای مختلف است که نیتروژن و اکسیژن بیش ترین گازهای تشکیل دهنده ی آن می باشد و یک درصد باقی مانده ی آن را نیز مقادیر کمی از گازهای آرگون، دی اکسید کربن و سایر گازها تشکیل می دهند. بخشی از انرژی خورشیدی که به صورت گرما نیست توسط جو و سطح زمین جذب شده و به انرژی گرمایی تبدیل می شود و موجب افزایش کلی دمای کره ی زمین تا سطح معینی می گردد. اگر سطح دما از این حد فراتر برود، مقدار گرمایی که وارد فضا می شود بیش تر از مقدار انرژی گرمایی خواهد بود که از خورشید دریافت می شود. در آن صورت دمای کره ی زمین مجددا کاهش پیدا می کرد و خنک تر می شد. بنابراین اثر گلخانه ای طبیعی موجب تعادل بین انرژی گرمایی دریافتی و دفعی می شود. میانگین دمای سر تا سر کره ی زمین در تمام طول سال پانزده درجه ی سانتی گراد است. اگر اثر گلخانه ای طبیعی در کره ی زمین وجود نداشت، در آن صورت دمای کره ی زمین به پانزده درجه ی سانتی گراد زیر صفر می رسید.

اثرات گازهای گلخانه ای بر محیط زیست:

زیستگاه های گیاهان و حیوانات دچار تغییرات می شوند.

آب و هوا تغییر می کند؛ نتیجه ی آن وقوع سیل، خشکسالی و طوفان های شدید مخرب خواهد بود.

افزایش دما با ذوب نمودن یخ های قطبی، باعث بالا آمدن سطح آب دریاها می شود. این امر منجر به به جاری شدن سیلاب می شود و بسیاری از خشکی های ساحلی در آب فرو بروند.

با گرم شدن آب و هوا و تاثیر آن بر مزارع کشاورزی، منابع غذایی انسان ها کاهش می یابد.

آب بیش تری بخار می شود و در نتیجه انسان ها با کمبود آب شیرین مواجه خواهند شد. این تغییرات بر روی حیوانات و گیاهان هم تاثیر منفی می گذارد.

بیماری های گرمسیری شیوع پیدا می کند. این امر می تواند عامل مرگ و میرهای زیادی باشد.

نقش انسان در تولید گازهای گلخانه ای:

امروزه نیاز به انرژی برای حرکت ماشین ها و فعالیت های انسانی، به طور مداوم افزایش یافته است. انرژی ای که برای حرکت ماشین ها و گرم و سرد کردن خانه ها استفاده می شود، از سوخت هایی مانند زغال سنگ و مواد نفتی تامین می شود که به سوخت های فسیلی معروف اند. با افزایش جمعیت و استفاده از سوخت های فسیلی و قطع درختان جنگلی و… باعث شده ایم تا مقدار این گازها بیش تر شود. انسان ها در زمان تماشای تلویزیون، بازی با کامپیوتر، استفاده از کولر، روشن کردن چراغ، شستن لباس ها، یا اتو کشیدن آن ها، گرم کردن غذا در مایکروویو و استفاده از بخاری گازی یا نفتی استفاده از یخچال، گازهای گلخانه ای تولید می کنند. چون برای انجام این کارها به برق و سوخت نیاز است و تولید این انرژی ها نیز خود به سوخت فسیلی نیاز دارد.

مکانیسم اثر گلخانه ای:

سطح و جو کره ی زمین توسط نور خورشید گرم می شود. از کل نور ورودی خورشید حدود ۵۰ درصد به سطح زمین می رسد، ۲۰ درصد به وسیله ی گازها، اوزون و کربن دی اکسید و قطره های آب در هوا جذب می شود و ۳۰ درصد دیگر به وسیله ی برف و یخ و آب و بدون آن که جذب شود، منعکس شده و به فضا برمی گردد. زمین مانند هر جسم گرم دیگر، انرژی منتشر می کند. انرژی منتشر شده از زمین موج فروسرخ نام دارد. امواج فروسرخ، نوعی از امواج هستند که بعد از برخورد با جسم موجب گرم شدن آن می شود. این امواج جز پرتوهای نامرئی خورشید هستند. به همین سبب وقنی در مقابل نور خورشید قرار می گیریم احساس گرما می کنیم. بعضی از گازها در هوا می توانند فروسرخ گرمایی را جذب کنند. بنابراین تمام امواج فروسرخ منتشر شده از سطح و جو زمین مستقیما به فضا باز نمی گردد و در فاصله ی کوتاهی پس از جذب آن به وسیله ی مولکول های معلق در هوا مانند کربن دی اکسید به صورت کاتوره ای منتشر و مجددا به سطح زمین هدایت شده و دوباره جذب شده و باعث گرم شدن بیش تر سطح کره ی زمین و هوا می شود.

بر اساس پیش بینی ها در پایان قرن ۲۱، متوسط گرمای جهان احتمالا بیش از شش درجه ی سانتی گراد افزایش خواهد یافت و همچنین بیش تر افزایش دمایی که از اواسط قرن بیستم در کره ی زمین مشاهده شده، مربوط به گازهای گلخانه ای است که انسان ها تولید کرده اند. به همین دلیل در این تحقیق سعی کردیم تاثیر گازهای گلخانه ای مخصوصا کربن دی اکسید را در گرم شدن زمین نشان دهیم و ببینیم که چه چیزهایی باعث زیاد شدن این گازها می شوند. نمودار گرمایش زمین در بازه ی ۱۰ ساله ی۱۹۹۶- ۲۰۰۶ نشان می دهد که زمین به چه میزان گرم شده پس ما باید مراقب خطرات احتمالی این گرم شدن باشیم.

آزمایش:

شبیه سازی اثر گازهای گلخانه ای

فرضیه:

اگر ما یک لیوان حاوی اکسیژن و یک لیوان حاوی گاز کربن دی اکسید را گرم کنیم، کدام لیوان دمای بالاتری را نشان می دهد؟ کدام لیوان گرما را به مدت طولانی تری در خود نگه می دارد؟

مواد لازم:

دو عدد لیوان، دو عدد دماسنج، لیوان مدرج برای اندازه گیری، ۴۰ میلی لیتر سرکه، ۱۰ میلی لیتر جوش شیرین

دو لیوان را کنار هم می گذاریم. داخل هر کدام یک دماسنج با چسب وصل می کنیم. یک لامپ حرارتی بالای لیوان ها روشن کرده به طوری که به هر دو لیوان نور و حرارت مساوی برسد. سپس در یکی از لیوان ها ۴۰ میلی لیتر سرکه و جوش شیرین می ریزیم. ترکیب این دو، تولید گاز کربن دی اکسید می کند. به مدت ۱۰ دقیقه دمای دو لیوان را یادداشت می کنیم.

نتیجه گیری:

با این که افزایش درجه ی حرارت ناچیز بود ولی لیوانی که دارای کربن دی اکسید بود حرارت بیش تری را تولید کرد. بعد از خاموش کردن چراغ، لیوانی که دارای کربن دی اکسید بود حرارت را مثل یک گلخانه در خود بیش تر نگه داشت. ما در این جا اثر گلخانه ای و گرم شدن زمین را شبیه سازی کردیم.

محققان:

گلناز صادقی، حورا ترابی، ریحانه قاسمی