XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Коварный нефтепродукт мазут

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Морозов А.А. 1

---

1МБОУ СОШ №91 им. Надежды Курченко гор. Ижевска

Бушуева Е.А. 1

---

1МБОУ СОШ №91 им. Надежды Курченко гор. Ижевска

Работа в формате PDF

2.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В последний год я очень часто вижу, слышу и читаю новости о последствиях экологической катастрофы, которая в декабре 2024го года произошла на юге нашей страны. Два танкера «Волгонефть» потерпели крушение, и в водах Черного моря оказалось около 3 тысяч тонн мазута. Фото- и видеорепортажи с мест происшествия не могут оставить меня равнодушным. Очень много животных пострадало. Нефтепродуктами отравлены водные, почвенные ресурсы. Ущерб природе колоссален. Со временем, экосистема, вероятно, и способна вернуться в равновесие, но можем ли мы своими силами и прямо сейчас спасать животных?

Мне стало интересно разобраться в этом вопросе, понять, какими средствами можно наиболее эффективно отмыть мазутные загрязнения с кожи, шкуры, перьев животных, не нанеся им вреда.

Гипотеза: Мазутные загрязнения с животных можно безопасно отмыть в домашних условиях.

Цель: Нахождение лучшего доступного способа очистки животных от мазута.

Задачи:

1. Изучить, что такое мазут;

2. Выявить, какое пагубное влияние оказывает мазут на живые организмы;

3. Провести опрос среди одноклассников по теме исследования;

4. Исследовать свойства мазута;

5. Узнать, чем можно безопасно отмыть мазут с поверхности животного и провести опыт по удалению загрязнения с кожи, меха и перьев.

6. Взять интервью у заведующего кафедрой бурения нефтяных и газовых скважин УдГУ;

7. Подвести итоги, сделать выводы.

Практическая значимость работы. Возможно, мы никогда и не столкнемся с проблемой разлива мазута лично. Однако эта работа актуальна и применима также при загрязнениях животных другими нефтепродуктами (моторными маслами и топливом, битумом, гудроном), которые встречаются при неразумном использовании и утилизации повсеместно.

Осведомленность тоже очень важна в вопросах экологического самосознания населения и его ответственности. Многие люди даже не представляют, насколько опасны нефтепродукты, бесконтрольно попадающие в открытую экосистему. Поэтому знание и просвещение – наша самая большая сила!

2. Теоретическая часть

2.1. Что такое мазут

Мазут — это нефтепродукт, состоящий из остаточных веществ, образуемых после переработки нефти.

Мазут получают в результате перегонки нефти. Нефть нагревают до 350–400 °C, выделяя легкие фракции (бензин, керосин), а оставшаяся тяжелая часть становится основой для мазута. 

Мазут играет важную роль в обеспечении энергией промышленности, транспорта и теплоэлектростанций. 

Слово «мазут» происходит от турецкого mazot, арабского mashulat, что означает «отбросы» или «отходы».

Свойства мазута:

- тёмно-коричневая, почти черная маслянистая жидкость

- густая, вязкая, тягучая консистенция. «Прикоснешься – не отмоешься!»

- температура застывания: +25 °С. Если она ниже, то мазут теряет подвижность и требуется подогрев

- резкий запах, похожий на запах битума (при асфальтоукладочных работах)

- практически не растворим в воде, плавает в толще и залегает на дно

2.2. Влияние мазута на природу и живые организмы

Чем опасен мазут для природы

Попав в море, мазут образует на его поверхности тонкую пленку, а это не дает кислороду попадать в воду. Тяжелый мазут, к которому относят марку М-100, тяжелее воды. А потому тонет и образует пленку на дне, периодически выбрасываясь волнами на берег. Именно этот вид мазута перевозили танкеры, которые потерпели крушение в Керченском проливе.

Из-за образующейся пленки живущим в воде организмам становится нечем дышать. Прежде всего, страдают моллюски, потому что именно они фильтруют воду. Затем опасные вещества проникают через жабры рыб и кожу беспозвоночных.

О

Рис. 1. Птица, загрязненная мазутом

пасно становится и на берегах. Мазут склеивает перья птиц, лишая их способности к теплообмену. Попадая в организм, токсины вызывают отравление и зачастую гибель (Рис. 1).

За счет выбросов мазута на сушу (Рис.2), он быстро распространяется по поверхности земли, а та самая пленка не дает кислороду и воде проникать в грунт. Зато почва впитывает токсины. Поэтому страдает, прежде всего, растительность. А за счет пищевых цепочек мазут поражает даже тех, кто живет вдали от места разлива.

На восстановление экосистемы уходят годы или даже десятилетия, и периодически человечество сталкивается с подобными последствиями.

Чем опасен мазут для человека

Вот к чему может привести длительный контакт с мазутом:
• Респираторные заболевания. Пары мазута раздражают дыхательные пути, вызывают кашель и одышку. В дальнейшем это может привести к бронхиту, пневмонии и другим заболеваниям органов дыхания.

• Кожные заболевания. Если мазут попадет на кожу, это может привести к экземе, дерматиту и аллергии.

• Заболевания нервной системы. Некоторые компоненты мазута обладают нейротоксическими свойствами. Поэтому, вдыхая его, можно получить головную боль и головокружение.

• Сердечно-сосудистые заболевания. Длительное вдыхание мазута повышает риск их развития.

• Раковые заболевания. Многие компоненты в составе мазута, являются канцерогенами.

Ч тобы избежать таких последствий, при контакте с мазутом важно использовать средства индивидуальной защиты — респираторы, прорезиненные перчатки, специальную одежду. К тому же необходимо делать перерывы в работе.

2.3. Способы борьбы с мазутными загрязнениями

При очистке поверхностей от мазута очень эффективно использовать нефтяные растворители (бензин, керосин, уайт-спирит). Но когда речь идет о живых организмах, мы не можем использовать эти средства, потому что вред животному, наносимый ими, может превышать вред от загрязнения мазутом.

Для удаления мазута с животных можно использовать масла растительного происхождения. Это щадящие растворители, которые действуют не сразу, но все же способны растворить мазут. Такой способ часто применяют для того, чтобы отмыть лапы и шерсть собакам и котам.

В олонтеры в Анапе используют для очистки птиц крахмал и средство для мытья посуды Fairy. Сначала птицу в мазуте щедро «припудривают» крахмалом (рис. 3), который выступает в качестве сорбента и берет на себя самые обильные загрязнения. Затем пернатых промывают теплой водой (36-38 градусов) с использованием средства для мытья посуды (рис. 4) столько раз, сколько необходимо для полного удаления мазутных загрязнений.

Важно помнить: такую промытую и обезжиренную птицу выпускать на волю сразу строго запрещено. Перья таких птиц лишаются природного жира, который защищает водоплавающую птицу от намокания. Эти птицы обречены на гибель, если не дать им время на восстановление.

Животных, не имеющих оперения и шерсти, (а также кожу людей) можно попробовать отмыть от мазутных пятен с помощью дегтярного мыла или специальной пасты от сильных загрязнений. Такую пасту можно сделать самому или использовать покупную, промышленного производства.

Также я узнал, что некоторые используют мицеллярную воду, чтобы очистить мазутные загрязнения с шерсти и кожи своих питомцев. Мицеллярная вода – это косметическое средство, с помощью которого женщины очищают кожу лица от декоративной косметики. Значит и животным это средство не должно навредить.

3. Практическая часть

3.1. Опрос одноклассников

Осенью 2025го учебного года я опросил своих одноклассников из 2 Н класса школы № 91 с помощью анкеты-опросника, представленного на рисунке 5.

Анкета- опросник для учеников младшей школы

1.Что относится к нефтепродуктам? Подчеркни

Бензин, керосин, моторное масло, подсолнечное масло, солярка, касторка, дизельное топливо, мазут, битум, гудрон, маргарин.

2. Отметь галочками, что подходит для описания мазута:

□ прозрачный □ густой □ тонет в воде

□ твердый □ зловонный □ безопасен для здоровья

□ черный □ липкий, тягучий □ пригоден в пищу

3. Можно ли трогать мазут голыми руками? Да □ Нет □

4. Отмоется ли мазут водой с мылом? Да □ Нет □

5. Можно ли купаться в водоеме после разлива мазута? Да □ Нет □

6. Знаете ли, в каком море в декабре 2024го года затонули танкеры с мазутом? __________________

Рис. 5. Анкета-опросник.

Как можно увидеть на рисунке 6, большинству ребят известно, что бензин, мазут, дизельное топливо и моторное масло – это нефтепродукты. Но битум, гудрон, солярное масло и керосин, как показали результаты опроса, являются малоизвестными для ребят веществами.

Кроме того, 2-3 человека из класса ошибочно отметили, что маргарин, касторка и подсолнечное масло также являются нефтепродуктами.

Большая часть опрошенных ребят имеет верное представление о физических свойствах мазута. Они знают, что он черный и густой. Половина класса наслышана о том, что мазут может тонуть в холодной воде. И только несколько ребят отметили зловонный запах мазута (Рис. 7).

Детям также был задан вопрос о том, в каком море произошла экологическая катастрофа с мазутом в 2024м году. На удивление, правильный ответ «Черное море» дала лишь треть опрошенных (8 человек).

Рис. 7. Знание учениками 2 класса Н свойств мазута

В таблице 1 зеленым цветом приведено количество человек, давших правильный ответ на вопросы о безопасности человека при взаимодействии с мазутными загрязнениями. Большая часть ребят знает, что купание в водоеме после разлива мазута строго запрещено. Они также верно предположили, что работать с мазутом голыми руками небезопасно. И что он не так уж и просто отмывается с кожи.

Таблица 1 – Знание учениками 2 класса Н мер предосторожности при обращении с мазутом.

3.2. Исследование свойств мазута

Мне удалось найти настоящий топочный мазут для того, чтобы провести свои исследования в рамках данной работы. Мазут был взят из резервных запасов небольшой котельной в частной организации. Чтобы познакомиться с физическими свойствами мазута, я решил провести несколько опытов.

Т ак как мазут обладает сильным неприятным запахом и имеет пагубное воздействие на здоровье человека, все исследования было решено проводить только на открытом воздухе и с использованием средств индивидуальной защиты: маска-респиратор, защитные очки, перчатки (рис. 8). Опыты проводились только в присутствии родителей и с их помощью.

Густота мазута в зависимости от температуры окружающей среды сильно отличается. Мазут, который хранился в банке при комнатной температуре (+25 градусов), достаточно жидкий, вытекает из банки (рисунок 9). Если же мазут остудить (я оставил образец в холодильнике с температурой +5 градусов на 2 часа), он превращается в очень густую пасту с тягучей консистенцией (рисунок 10).

Я
также проверил, как ведет себя мазут в воде. В воде комнатной температуры (+25 градусов), он растекается равномерной пленкой по поверхности (рис. 11). В холодной воде (+5 градусов) не растекается, стремится осесть плотным куском на дно или в толщу (рис. 12).

Е сли потрясти банку с мазутом и водой, то мазут какое-то время кружится в толще воды черными «бусинками» (рис. 13), а через время опять всплывает. При этом вода остается прозрачной и чистой. Из этого можно сделать вывод, что мазут не растворяется в воде.

Мазут горюч. Сырая веточка, которую невозможно было поджечь, стала ярко и долго гореть после того, как ее макнули в мазут (рис. 14). Более того, мазут, растекшийся пленкой по поверхности теплой воды, также прекрасно горит. Мы с папой провели опыт по «поджиганию воды» (рис. 15). Стихи Корнея Чуковского «а лисички взяли спички, к морю синему пошли, море синее зажгли» заиграли новым смыслом и перестали казаться путаницей и

Рис. 15. Горящий на воде мазут

чепухой.

3.3. Создание сравнительной таблицы способов очистки животных от мазута

Пачкать птиц и зверей мазутом намеренно, чтобы потом пытаться их отмыть, - очень неэкологично и негуманно. Поэтому, чтобы оценить эффективность выбранных способов очищения от мазута, мы нашли кусочки натуральной кожи светлого цвета, собрали перья ворон и голубей в птичьем сквере недалеко от дома и купили одну меховую шкурку кролика.

Я сделал пасту для очистки от мазута в домашних условиях. В ее состав входят: натертое на терке хозяйственное мыло, пищевая сода и вода (рис. 16).

В
качестве магазинного варианта промышленного производства мы заказали через интернет пасту под названием «Алё, гараж!» (рис. 17). На ее упаковке написано, что она хорошо очищает кожу рук от мазута, масел, смазок, сажи, нефтепродуктов и грязи. Не раздражает и не сушит кожу рук, не содержит токсичных веществ, не вызывает аллергии и легко смывается даже холодной водой. Основные компоненты в составе этой пасты: вода, глицерин, натуральный скраб и мягкие ПАВы (поверхностно-активные вещества).

В таблице использовались 2 оценки каждого способа очистки по каждому типу поверхности животного. Мы использовали пятибалльную шкалу. Первая оценка отражает, насколько хорошо были отмыты следы загрязнения мазутом с поверхности. Вторая оценка – остались ли какие-либо повреждения на поверхности после очищения. (Таблица 2)

Таблица 2 – Шкалы оценивания способов очистки животных от мазута.

Таблица 3 – Сравнительная таблица способов очистки животных от мазута.

Перья.Лучше всего с очищением птичьего пера от мазута справился способ анапских волонтеров – крахмал и средство для мытья посуды. Перо практически не утратило своего первоначального вида, черный цвет ушел, следов мазута не видно (Приложение 1). Также хорошо справился с загрязнением и керосин, но рассматривать его как возможный безопасный способ мы не будем, т.к. керосин тоже является нефтепродуктом и имеет вредоносное воздействие на живые организмы.

Все остальные способы либо недостаточно хорошо смыли мазут (мицеллярная вода), либо сильно повредили перо (абразивные пасты), либо не отмылись сами (жирное подсолнечное масло).

Мех. При работе с мехом лучше всего себя показали дегтярное мыло, крахмал с моющим средством и покупная паста «Алё, гараж!» (Приложение 2). Практически невозможно было отмыть керосин и подсолнечное масло со шкурок. Волоски слиплись от жирной консистенции этих растворителей.

Кожа. С образцов кожи отмыть мазут было самой простой задачей. Кожа более устойчива к трению, не имеет волосков. Лидерами по смыванию мазута с кожи стали: подсолнечное масло и мыло, покупная паста «Алё, гараж!» и керосин. Все остальные средства также справлялись со значительной частью загрязнения, однако оставались темные разводы и небольшие пятна (Приложение 3).

Чтобы определить наилучшие способы очистки для всех видов поверхностей, мы рассчитали средний балл по формуле среднего арифметического. Так, например, для способа «Крахмал + Fairy» расчет производился следующим образом: я суммировал все 6 оценок, и сумму поделил на 6.

(5 + 4 + 5 + 4 + 3 + 5) : 6 = 26 : 6 = 4,33

В результате своих экспериментов я получил тройку лидеров, которые смогут помочь очистить вам домашнее животное от загрязнения не только мазутом, но и другими нефтепродуктами (гудрон, битум, нефть):

I место – крахмал и средство для мытья посуды

II место – паста для очистки рук «Алё, гараж!»

III место - дегтярное мыло

По подсчету баллов, керосин оказался на одном месте с дегтярным мылом, однако учитывать его в рейтинге безопасных методов очищения животных мы не будем ввиду его возможного вредного воздействия.

3.4. Интервью с заведующим кафедрой бурения нефтяных и газовых скважин УдГУ

В ходе исследования у меня возникало немало вопросов об экологической проблеме в Черном море, ответы на которые в разных источниках сильно отличались. Мне предоставилась возможность задать эти вопросы кандидату биологических наук, заведующему кафедрой бурения нефтяных и газовых скважин Удмуртского Государственного Университета Михаилу Брониславовичу П.

Вопрос 1. Мазут периодически продолжает выходить в море. Как можно предотвратить его выброс в воды Черного моря? Ведь легче убрать источник загрязнения, чем собирать фрагменты мазута по крупицам.

Ответ: на данный момент сложилась такая ситуация, что мазута уже невероятно много в толще воды. Собирать его по фрагментам – невозможно и нецелесообразно. Предотвратить то, что случилось в декабре 2024го мы уже не в силах. Как бы это ни звучало странно и шокирующе для большинства сопереживающих граждан, самый разумный вариант на сегодняшний день – оставить все так, как есть. Предоставив тонны мазута естественным процессам самоочищения. И сделав определенные выводы, касающиеся обеспечения безопасности перевозки горючих веществ. Извлекать уроки и проводить работу над ошибками - в наших силах!

Вопрос 2. Волонтёрский штаб Краснодарского края сообщает, что только около 15% птиц выжило после очистки и реабилитации. Почему так много животных погибает?

О твет: мы видим загрязненную мазутом птицу снаружи. Она черная, ее перья грязные, от нее пахнет. Но основная беда кроется в том, что птицы и другие животные, загрязнившись, пытаются очистить себя сами, делают это своими клювами, ртами. Большая часть мазута попадает в их пищевод, вызывая серьезные отравления, последствия которых людям устранить часто не под силу.

Вопрос 3. Отдыхающие стремятся не купаться в самой Анапе, но они уверены, что купание, например, на пляжах Сочи абсолютно безопасно, ведь там не находили фракций мазута. Так ли это?

Ответ: море – не стабильный резервуар. Вода в нем находится в постоянном движении, морские течения активны и разносят различные субстанции, в том числе химические, органические и радиоактивные загрязнения, на сотни километров. Тот факт, что фракции мазута не находили в Адлере, - вопрос времени.

Вопрос 4. Существуют ли высокотехнологичные способы борьбы с подобными загрязнениями? Я слышал о реагентах и о микроорганизмах, которые могут перерабатывать нефтепродукты.

Ответ: существуют, но все эти реагенты – та же химия по своей сути. То есть в уже загрязненную воду мы бы добавляли дополнительное хим. загрязнение. Бактерии мы можем запустить в водоем на исследовательском полигоне. Но как они поведут себя в открытой морской экосистеме? Не окажутся ли опасными и не съедят ли больше, чем им полагалось? Это серьезные риски.

Вопрос 5. Сколько лет может понадобится примерно Черному морю, чтобы самостоятельно очиститься от мазута, излившегося в воду в 2024 году? И за счет чего происходит это самоочищение?

Ответ: путём гидролиза, под воздействием воды, солнца и микроорганизмов, мазут разложится, вероятно, лет через 20-30.

4. Заключение

С помощью данного исследования мне удалось подтвердить свою гипотезу: мазутные загрязнения с животных можно безопасно отмыть в домашних условиях.

Выводы:

- Лучшие результаты по очистке поверхностей животных показали крахмал со средством для мытья посуды, дегтярное мыло и покупная паста для мытья рук от сильных загрязнений;

- Керосин и растительное масло хоть и способны растворять мазут и другие нефтепродукты, но с большим трудом отмываются сами с шерсти и перьев животных;

- Такие средства, как вода, вода с туалетным мылом и мицеллярная вода в очистке поверхности от мазута абсолютно бессильны.

- Я также выяснил, что чистящие пасты можно создавать самому из подручных домашних средств, и создал сам пасту из соды, воды и натертого хозяйственного мыла.

Цель достигнута. Поставленные задачи исследования выполнены.

Практическая значимость работы состоит в том, что теперь мы знаем, как можно помочь животным очистить их кожу, перья и мех от различных нефтепродуктов. Ведь даже в нашем городе случаются разливы. Яркий пример – введение режима ЧС на реке Старковка в Устиновском районе летом 2025 года в связи с разливом нефтепродукта. Также нередки случаи, когда домашние животные на самовыгуле и самовыпасе угождают в гудрон или битум. Информация и практический опыт данного исследования смогут помочь хозяевам животных.

Данная тема исследования оказалась очень интересной для меня. В дальнейшем я бы очень хотел рассмотреть разные методы очищения водных ресурсов. И опробовать некоторые из них в практической части. Например, попытаться очистить воду, загрязненную мазутом, водорослями хлореллы. Или испытать органические (торф, опилки) и минеральные (песок, вермикулит) сорбенты.

5. Список литературы

1. Волцит П. М. Что такое нефть? – Москва: АСТ, 2015.

2. Пьюп Д. Детская энциклопедия «Нефть: месторождения, добыча, использование» - РОСМЭН, 2018.

3. Тунч А. Загадки земных глубин: почему о нефти и газе так много говорят? – Бомбора, 2023.

4. Ресурсы информационно-новостных агентств

   • www.ria.ru

   • www.eadaily.com

   • www.kubantv.ru

   • www.kommersant.ru

5. Порталы и группы волонтерских движений Краснодарского края в социальных сетях

   • https://t.me/volonteri_morya

   • https://vk.com/volunteersanapa

6. Приложения

6

6.Мицеллярная вода

5.Дегтярное мыло

3.Паста «Алё, гараж!»

4.Самодельная паста

1.Крахмал + Fairy

2.Подсолн.мало +

туалетн.мыло

7.Керосин

.1. Приложение 1 «Эксперимент по очистке птичьих перьев от мазута»

6.2. Приложение 2 «Эксперимент по очистке меха от мазута»

6 .3. Приложение 3 «Эксперимент по очистке кожи от мазута»