当前世界环境

介绍

全球每天大约使用3000亿加仑的石油。它有几个应用。制造药物，聚合物和能源。石油从一个地方运输到另一个地方时可能会泄漏。油轮的意外泄漏是最常见的泄漏。据估计，1989年被广泛报道的埃克森·瓦尔迪兹号悲剧导致1100万加仑(37,000吨)的石油泄漏到海洋中。这相当于125个奥运会规模的游泳池。尽管如此，这次泄漏与墨西哥iixtoc 1号泄漏的4.28亿加仑相比，还是小巫见大巫¹。

然而，剩余的大部分石油来自普通油轮的活动，如清空压载舱和从普通石油消耗中排水，每年仅占进入海洋的石油的20%左右。它包括倒入一个管子。为了减少对环境的破坏，必须清除沿海的石油。它可能会花掉你数十亿卢比。埃克森·瓦尔迪兹号事故后的清理工作预计将花费21亿美元(BBC 2002年11月)。

下面的图表显示了1970年至2002年间报告的石油泄漏数量，显示了最大泄漏影响最大的地区。据说，1967年托里峡谷石油泄漏和用于清理的化学物质导致多达75000只海鸟死亡(野生动物信托基金会)。相比之下，1999年12月在法国布列塔尼海岸发生的一次小泄漏(15,000吨)导致约150,000只海鸟死亡。石油中存在的轻芳香烃及其衍生物被称为石油污染物。水生物种可能会急性或慢性中毒，这取决于水中的油量²。

图1:石油泄漏和地点 点击此处查看图

石油泄漏经常造成短期和长期的环境危害，泄漏地点和石油泄漏如图1所示。石油泄漏可能会留下持续数十年的环境危害。从破损的油轮、管道或海上钻井平台泄漏的石油覆盖了它所接触到的一切，并长期渗透到生态系统中。当巨大的石油泄漏浮油落在海滩上时，每块岩石和沙粒都被石油覆盖了。当石油渗入沿海沼泽、红树林或其他湿地时，纤维植物和草类会吸收石油，损害植被，使大片地区不适合野生动物栖息。

从破损的油轮、管道或海上钻井平台泄漏的石油覆盖了它所接触到的一切，并长期渗透到生态系统中。当巨大的石油泄漏浮油落在海滩上时，每块岩石和沙粒都被石油覆盖了。当石油渗入红树林、沿海沼泽或其他湿地时，纤维植物和草吸收了石油，伤害了植物，并最终导致部分石油沉入海底，使整个地区不适合动物居住。它可能对脆弱的水生生态系统产生同样的破坏性影响，因为它开始沉入海洋环境，杀死或感染作为全球食物链重要环节的大量鱼类和小动物。2007年，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的一项调查显示，尽管埃克森·瓦尔迪兹号漏油事件发生后进行了大规模的清理工作，但仍有26,000加仑的石油残留在阿拉斯加海岸的沙子中。

实际上，每一种文化都将被石油覆盖的鸟类与石油泄漏造成的环境危害联系在一起。海鸟在任何漏油事件中都难逃厄运。如果及时意识到威胁，一些滨鸟物种可能会迁移，但游泳和潜水觅食的海鸟无疑会被石油淹没。此外，繁殖地点受到石油泄漏的损害，这可能对整个物种产生有害的长期后果。例如，2010年英国石油公司(BP)墨西哥湾深水地平线(Deep-water Horizon)海上石油泄漏事件对环境的长期影响在几年内都无法弄清楚。这次泄漏发生在许多鸟类和海洋物种交配和筑巢的高峰期。

包括鲸鱼、海豚、海豹和海獭在内的海洋生物经常死于石油泄漏。致命的伤害可能以多种方式出现。有时，石油会堵塞鲸鱼和海豚的气孔，使它们无法正常呼吸，并干扰它们的交流能力。水獭和海豹很容易体温过低，因为它们的皮毛上覆盖着油。

鱼类、甲壳类动物和其他海洋生物经常因石油泄漏而死亡，特别是当大量的鱼卵和幼虫暴露在石油中时。2010年英国石油公司“深水地平线”漏油事件以及埃克森·瓦尔迪兹号油轮漏油事件中损失的数十亿鲑鱼和鲱鱼卵，是路易斯安那州沿海虾和牡蛎渔业的首批受害者之一。这些渔业还需要时间来恢复。

石油泄漏对环境最普遍的影响之一是对许多物种及其赖以生存的栖息地、筑巢或繁殖地的长期危害。即使是许多主要生活在水中的动物，比如不同种类的海龟，也必须上岸产卵。海龟在水中或产卵的海滩上接触到的石油会伤害海龟，石油也会影响海龟的蛋，导致它们孵化不当。

文献综述

处理水的复杂性已经大大增加，特别是含有不混溶有机溶剂和水混合物的废水。因此，人们对寻找一种实用的净水方法产生了极大的兴趣，这种方法使用很少的钱和能源来解决这个问题^3.。清洁水对人类生存和工业生产都是必不可少的，但近年来，水的短缺已成为威胁人类生存的主要世界性问题之一⁴。据报道，缺乏淡水已成为我们世界面临的最严重问题之一，平均每天造成1万人死亡，数千人受苦⁵。研究人员希望通过使用海水淡化技术从最富水的海洋中获取纯净的淡水来减少这种危险。最有效、可持续和生态有益的海水淡化方法之一是由太阳能驱动的水蒸发。盐度管理、水蒸发器回收和海水油污染仍然是困难的任务⁶。

当液态石油产品无意中排放到附近的水道中时，就会发生石油泄漏，最常见的是海洋。1991年的科威特石油大火是人类历史上最大的石油灾难之一，据估计泄漏了1100万桶石油(130万立方米)⁷。最具争议的话题是海洋溢油的清理和管理，因为清理是多么困难。因此，使用各种清理技术来对抗它们可能对海洋生态造成的威胁至关重要⁷。根据处理技术的不同，石油可以在开阔水域以不同的速度进行处理。最快的方法包括空气散播分散剂、撇油和就地燃烧。

针对不同的情况，不同的溢油修复材料和技术是合适的。生物基材料需要彻底研究，以成功和可持续地补救石油泄漏，因为一种材料是否适用于所有可能的石油泄漏情况是值得怀疑的。在设计技术时也应该考虑到当地的规则，因为它们对材料的经济性有影响⁸。热燃烧或就地燃烧技术仅在石油泄漏发生在开阔水域时使用，例如在咸水表面、雪或冰上的大片区域，因为几种污染物释放到空气和海洋环境中危及海洋生物、人类生命和其他资源。热燃烧或就地燃烧技术造成的污染程度非常高^{9 (p1)}

有大量的石油泄漏到水中，对生态系统产生了重大的负面影响。除此之外，由于石油工业和石油产品的长期使用疏忽，偶尔会发生石油泄漏¹⁰。石油泄漏对海洋生物和生态系统有负面影响¹¹。

一些研究人员在所有被评估的样本地点记录了MPs的存在，目的是分析位于印度西南海岸喀拉拉邦北岸的地表水中MPs的状况¹²。海洋环境中的石油泄漏对海洋生物构成了巨大威胁，严重破坏了沿海生态系统，污染了海滩、河口、珊瑚礁和红树林¹³。大多数石化和制造业部门产生的废水含有油;因此，许多国家都为这类废水积累制定了严格的安全标准。因此，这些工业需要有撇油器/撇油器将油从受污染的水中分离出来。

研究的目的与新颖性

据作者所知，从未有人专门利用铝盘从海水中分离石油。本工作的新颖之处在于设计和研制新型海水油分离器。

材料与方法

油收集器可以用来收集油，如图2所示。此外，模型开发中使用的组件如表1所示。油会浮到上面，因为水比油重。这就是你在海面上看到的墨西哥湾石油泄漏的原因。当水和油混合在一个底部有排水管的容器中时，油会浮到顶部，从而使水从底部排出。到目前为止，无数巨大的海洋石油泄漏对海洋和沿海生态造成了毁灭性的影响，随后给当地渔业部门和游客带来了财政灾难。

方法

表1:油收集器使用的部件

S.N.	组件	规范
1	电池	12 v / 2.5啊
2	电动机	12 v / 10 rpm
3.	电机2	12 v / 18000 rpm
4	铝板	迪亚。- 20厘米(4片)
5	轴	20mm直径
6	丙烯酸的身体	长度- 57厘米= 0.57米 宽度- 41厘米= 0.41米 高度- 13.50cm= 0.135m
7	电器开关

图2:油分离器模型。 点击此处查看图

设计标准

通过假设以下维度

丙烯酸的身体

长度- 57厘米= 0.57米

宽度- 41厘米= 0.41米

高度- 13.50cm= 0.135m

阀瓣

直径- 20cm= 0.2m

洞迪亚。- 0.5 cm= 0.005m

厚度- 0.1cm= 0.001m

坦克

直径- 100cm= 1m

高度- 45cm= 0.45m

水箱水位- 35cm= 0.35m

计算:

身体在水中的重量:

W =Y* v [7]

在那里,

V =物料体积;米^3.

Y= sp.重量或重量密度，KN/米^3.

身体体积的27%浸泡在水中，

= 9.81 *(0.27 * v)

= 9.81 * (0.27 * (0.57 * 0.41* 0.135))

= 0.0835 kn

= 83.56 n

: W = 83.56/9.81 = 8.51 kg

浮力

根据阿基米德的原理，

男朋友=P* g * V [7]

在那里,

P海水的密度。

体积

=1010 * 9.81 * (0.57 * 0.14 * 0.135)

N = 312.59

浮力中心:

P(亚克力)= 1050- 1200kg /米^3.

：Y=P[7]

= 1075 * 9.81

= 10545.75 n /米^3.

= 10.54 kn /米^3.

车身重量=体积*Y(丙烯酸)

= 0.57 * 0.41 * 0.135 * 10.54

= 0.332 KN

根据阿基米德原理，

体的重量=排出的液体的重量

: v = 0.3332 /9.81 = 0.0338米^3.

V = 0.0338米^3.

让,

H =身体高度;

排液体积= L * b * h

0.0338 = 0.57 * 0.41 * h

: h = 0.144m

:浮力中心= h/2 = 0.144/2 = 0.072m

物体重量=排出的液体体积

=Y* A * h

332 = 980 * (0.57 * 0.41) * h

: h = 0.144m = 14.49cm

浸泡前，液面深度为35cm。

:收集器浮在= 35-14.49 = 20.51c m处

:收集器漂浮在罐底20.51cm处。

简单投资回收期:-

(假设油分离器每天只运行7小时)

SPP =初始成本/(每日收益-每日运营成本)

: SPP = 6270 / (3000 - 500)

: SPP = 2.5天(不使用太阳能电池)

SPP =初始成本/(每日收益-每日运营成本)

SPP = 6270 / (3000 - 0)

SPP = 2天(使用太阳能电池)

作用在集油器上的力

收集器在水中流动时受到几种力的作用。还有很多，但这些只是一个样本。作用在船只上的力叫做阻力。船在水中行驶时，船底受到阻力，使其减速。当船帆分享来自船迎风面的风时，就会产生升力。风帆背风侧和迎风侧之间的压力差产生升力。实际上，浮力是推动你前进的压力差。船的浮力是指船浸入水中时的浮力。

平衡的力量

我们把两种力称为平衡力，当它们在相反的方向上对物体施加相同的力。

当一个物体受到相等或相反的力，或者根本没有力存在时，就会发生这种情况:当一个物体不运动时，它保持静止，而一个运动的物体继续以相同的方向和速度运动。所以请注意，即使没有外力作用，物体也能运动。

分离器的工作

从海水中提取石油可能是一项困难的工作。由于石油的比重(0.79 ~ 0.84)低于海水的比重(1.023 ~ 1.028)，因此石油浮在海水之上，这使得“撇油”成为从海水中去除原油的较为成功的“即时”方法之一。人们还设计了其他方法，比如使用分散剂使石油下沉，引入“食油”细菌，然后让石油自然降解。

图3:集油器模型 点击此处查看图

我们研究的主要目标是在不造成污染的情况下拯救海洋生物。这是一个相当简单的想法。本研究使用四个铝盘连接到电机轴上，电机轴由12V直流电池驱动，如图3所示。例如，最常用的方法之一是燃烧所有泄漏在水面上的石油。正因为如此，大量的有毒气体，如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和其他气体与空气混合，对海洋生物产生不利影响。早期的采油技术效率低下，对环境危害极大。我们的开发不会产生任何污染，只需要少量的水，就可以收集85%至90%的石油。这些油可能会被回收利用。

图4:集油器模型。 点击此处查看图

图5:集油器模型。 点击此处查看图

图6:集油器模型。 点击此处查看图

讨论

本工作旨在设计和开发油分离器模型。所提出的模型在收集海面上的溢油时是有效的。目前防止和控制石油泄漏的最佳可用技术(BAT)方案是根据现有的世界文献和意大利环境部自然保护局的技术专长制定的。目前正在考虑其他新的方法，这可能导致进一步审查现有的BAT模式和将来的改进¹⁴。

一些研究人员介绍了用于从水中分离和收集油的环保型油收集器。在一个超疏水布袋中填充亲脂疏水木棉纤维来制造收集器。超疏水纺织品是通过一种简单、低成本、可扩展的一步浸渍方法制成的，该方法对各种油水体积比不同的油水混合物具有很高的油水分离效率。由于织物的超疏水性，所产生的收集器可以将不同程度的油从水中吸收到木棉纤维聚集体的孔隙中，同时完全拒绝水。此外，该收集器吸附容量大，吸附速度快，可回收性强¹⁵。

近二十年来，海水中石油污染的修复引起了全世界的关注。在温度、原油重力、振动频率、管径、起始储层厚度等因素的影响下，采用圆管进行海水溢油的机械清理。为了进行研究，设计并建立了实验模型¹⁶。在发生石油泄漏的情况下，一些文章讨论了从海水中回收和分离原油。它是基于纺织介质吸收油污染水，然后从海水中提取和分离油的理论。为了实现这一目标，使用了许多纺织复合材料，并发现了最佳的纤维组合。研究了回收石油的机械和程序¹⁷。

埃塞俄比亚和也门等发展中国家面临着交通拥堵、污染失控和人口增长等问题¹⁸。因此，开展的研究将是改善大气条件，减少污染的合适解决方案。

讨论

根据目前的研究结果，这种模式可以帮助我们减少海洋和空气污染，以及收集石油的费用。可以提高采油效率。由于它不会对环境造成损害，因此该倡议是环保的。与其他方法相比，我们可以在a合理的成本。它可以从海水中去除85%到90%的石油。因此，如果采用油分离器模型对油污扩散进行海洋污染控制，则可以得出石油采收率显著的结论。

鸣谢

作者在此感谢L. K. Wadhwa博士(校长)和Pramod D. Patil博士(研究主任)在研究过程中不断给予的支持和激励。

利益冲突

不存在利益冲突。

资金来源

本研究工作没有资金或财政支持。

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