Rozklad nafty v přírodě

Fosilní paliva jsou zbytky prehistorické biomasy, vyskytují se v pevných, kapalných i plynných formách, obsahují velké množství uhlíku a vodíku, které nejsou chemicky vázány na jiné prvky, a proto mají poměrně velkou výhřevnost. Využívají se převážně jako zdroj energie uvolňované při hoření ve spalovacích motorech a v kotlích (před spalováním předchází úprava surového fosilního paliva).

Za jeden rok (2005) spotřebuje lidská civilizace takové množství fosilních paliv, jaké se tvořilo po dobu 2 miliónů let. Bez fosilních paliv by energie byla mnohem dražší a méně dostupná a dnešní svět by zcela jistě vypadal jinak, než jak jej známe dnes (především z pohledu ceny a množství úsilí vynakládané na získávaní energie pro uspokojování lidských potřeb).

Tekuté či polo-tekuté živičné usazeniny byly využívány jako stavební materiály, zdroje světla či farmaceutické produkty již od středověku a to především v jihovýchodní Asii. Ve větším měřítku se ropa a její produkty začaly používat v Americe v průběhu 19. století, díky zahájení hlubinné těžby ropy v roce 1859 [20, s. 180]. Po vytěžení se ropa dále zpracovávala (formou destilace) na různé frakce.

Nejdříve se využívaly středně těžké frakce (petrolej) pro spalování a svícení, později lehčí (nafta, benzín) pro pohon motorů s vnitřním spalováním. Ropa, respektive produkty z ní se v průběhu 20. století staly strategickou surovinou.

Ropa je směsí kapalných i plynných (rozpuštěných) uhlovodíků (sloučeniny typu CxHy) a jiných organických sloučenin. Jedná se o skupinu živičných látek, do které spadá zemní plyn (uhlovodíkový), asfalt a ozokerit (zemní vosk). Při těžbě se dostává do ropy také voda a minerální příměsi. Ropa v malém množství obsahuje i další sloučeniny obsahující kromě vodíku a kyslíku i dusík a síru [12].

Čtěte také: Složení a použití urychlovačů kompostu

Z pohledu stechiometrie složení ropu tvoří kolem 85 % uhlík, kolem 12 % vodík. Složení ropy kolísá podle naleziště. Některé druhy ropy obsahují převážně alkany (parafinické ropy), v jiných převládají cykloalkany (naftenické ropy) nebo aromatické uhlovodíky (aromatické ropy).

Vznik ropy není tak jednoznačně popsatelný jako vznik uhlí. Většina ropy má pravděpodobně původ v rozkladu biomasy v blízkosti pobřeží, které později kleslo do větších hloubek.

Těžitelná ložiska ropy se nacházejí na souši i pod hladinou oceánů, viz Obrázek 1124. V prvních fázích otevření nového ložiska je tlak v ložisku obvykle tak vysoký (díky stlačenému zemnímu plynu, které takové ložisko obvykle sdílí), že ropa sama vyteče na povrchu.

Doprava surové ropy na povrch po poklesu tlaku v ložisku se nejčastěji realizuje pomocí dvouventilových pístových pump a okrajově pomocí proudových čerpadel (ejektor umístěný při dně sacího koše - ejektorů může být zapojeno za sebou několik [22]).

CR nemá významné zásoby (naleziště) ropy, je nutné ji dovážet. Do ČR se dováží ropa především z Ruska ropovodem Družba. ČR disponuje strategickými zásobníky ropy s devadesáti denní kapacitou (2007). Většina zásobníků je situována v lokalitě Nelahozeves [8].

Čtěte také: Více o opylovačích

Ropa kvůli vyšší ceně než ostatních fosilních paliv v energetice nehraje významnou roli (kotle na spalování oleje nebo jiných ropných produktů jsou pouze záložní), ale její spotřeba pro jiné části průmyslu a dopravu je obrovská. V roce 2016 bylo do ČR přivezeno 5324 tis. tun ropy.

Zemní plyn, z velké většiny tvořen pouze metanem CH4 (viz Tabulka 1126), často doprovází ložiska předchozích dvou fosilních paliv především ropy. Zemní plyn obsahuje dále v 1 m3 kolem 0,2 mg síry, jeho výhřevnost je 34,08 MJ·m-3, jeho spalné teplo je 37,82 MJ·m-3, zápalná teplota zemního plynu je 650 °C a jeho adiabatická teplota plamene je 1957 °C. Údaje z roku 2001.

Na spotřebě zemního plynu se nejvíce podílí průmysl (výroba tepla a jiné průmyslové využití), domácnosti, energetika (výroba tepla i elektřiny) a částečně i doprava, protože zemní plyn se stává i plnohodnotným palivem pro prostředky veřejné dopravy, stavebních strojů i osobních automobilů (v nádržích v těchto prostředků se skladuje plyn pod vysokým tlakem tzv. CNG).

Tlak zemního plynu v ložisku dosahuje až 100 MPa, ale těžbou samozřejmě klesá, nakonec je ho nutné na povrch vytláčet kapalinou, pískem či inertními plyny. Nízký tlak v ložisku je typický pro tzv. břidlicový plyn, kterému je navíc nutné břidlicemi vytvořit cestu pomocí frakování (vytvoření puklin v břidlicích kapalinou s chemickými přísadymi a pískem) a pak vytlačit pískem [31], to vše těžbu prodražuje a navíc zatěžuje životní prostřední (vešekeré uvedené ingredience je nutné vyrobit/vytěžit a k vrtu dopravit).

Nízký tlak v ložisku břidlicového plynu také znamená, že toto ložisko není příliš vydatné a první rok po otevření takového vrtu se vytěží hned 60 % jeho kapacity, po druhém roce těžby už v něm zbývá jen 20 % zemního plynu atd.

Čtěte také: Jak dlouho trvá rozklad odpadu v lese?

Další způsob těžby zemního plynu je jeho uvolňování z vody, ve které je rozpuštěn. V hlubokých jezerech se u dna při vysokém tlaku metan (a také značné množství CO2) uvolňovaný při rozpadu biomasy ve vodě rozpouští (neuniká na povrch). Metan se z vody uvolním, když tuto vodu vyčerpáme k hladině, kde je nižší tlak, viz například projekt na jezeře Kivu ve Rwandě [33].

Podobně jako ropu tak i zemní plyn je nutné do ČR dovážet. Do ČR se dováží plyn z Ruska tranzitním plynovodem Tranzit (Obrázek 1127). Malé množství zemního plynu se dováží přes Německo z Norska. Část plynu přecházejícího přes ČR jde do Německa a Francie.

Uhlovodíky jako jsou ropa a plyn vznikají v přírodě dvěma způsoby: organicky a anorganicky. Mohou vznikat redukcí oxidu uhličitého, což je proces který probíhá například při tuhnutí magmatu. Většina uhlovodíků v komerčních nalezištích je však organického původu a vznikla buď biogenezi nebo termogenezi organické hmoty.

Anorganický původ ropy

Anorganický původ ropy předpovídal Mendělejev. Podle něj vznikla působením přehřáté páry na karbidy těžkých kovů v dobách, kdy se vyskytovaly blízko zemského povrchu. Ve prospěch této teorie svědčí jednak laboratorní příprava pevných, kapalných i plynných uhlovodíků z karbidů uranu, lanthanu i ceru a také neustálý únik metanu ze zemského nitra v některých oblastech.

Organický původ ropy

Organická teorie je uznávána většinou vědců, předpokládá, že ropa vznikla z prehistorických živočišných a rostlinných zbytků, podrobených rozkladu. Ty se vlivem tepla a tlaku přeměnily nejprve na kerogen, pak na živice a nakonec na ropu a zemní plyn. Ty poté migrovaly podél nerostných vrstev, až byly zachyceny v porézních horninách, čímž vznikla jejich současná naleziště.

Většina živic obsahuje látky opticky aktivní, které jsou sice zaručeně organického původu, avšak ani to není důkazem organického původu, poněvadž se snadno mohly ty látky dostati do živic sekudnérně z okolní půdy. Svým složením jest ropa směsí různých uhlovodíků s malou příměsí látek kyslíkatých, sirných a dusíkatých.

Motorová nafta a minerální oleje mohou způsobit znečištění povrchových toků. Náklady na odstranění těchto následků pak neúměrně narůstají. Zásadní význam pro úspěšnost likvidace havárie mají hydrologické a hydrogeologické podmínky lokality. V případě havárie je nutné informovat vodohospodářskému orgánu, tj. příslušného okresního úřadu, Policii ČR nebo ohlašovna požáru a jednotek požární ochrany.

Přítomnost ropných látek na hladině má vliv na průběh samočištění vod. Jasné barevné pruhy, způsobené interferencí, se objevují již při tloušťce cca 0.3 ?m. Biodegradovatelnost je omezena již při koncentraci cca 0,01 mg.l-1. Voda může být zcela senzoricky znehodnocena, což odpovídá např. znečištění l0.000 m3 vody 1 litrem ropné látky. Důležitá je hmotnost a pomalejší rychlost proudění v toku. Usazené látky se pak mohou vybagrováním odstranit.

Při havárii je nutné nejrychleji plošně ohraničit, omezit a následně odstranit znečištění. Na proudění vody a na vlnách mohou být plovoucí látky strhávány pod nornou stěnu. Pro ohraničení znečištění se používají sorbenty, například materiál, známý pod názvem Vapex, který má prakticky neomezenou životnost. Při sedimentaci po nasáknutí je obtížná jejich regenerace.

Sanace znečištění

Ropné látky jsou odstranitelné z toku jen velmi obtížně, například pomocí nádrží. Sanace může probíhat přímo na lokalitě, příkladem jsou biodegradačni postupy. Mezi sanační postupy patří chemické srážení a biologické čištění, metody biodegradace. Cílem je zabránění šíření kontaminace pomocí „izolačních bariér“ stěny ukotvené až do nepropustného podloží. Odčerpané kontaminované vody jsou následně zlikvidovány ve speciálních spalovnách.

Stabilizace/solidifikace znečištěné zeminy probíhá pomocí anorganických pojiv Požívá se např. beton nebo CaO. Promývání horninového prostředí vodou se používá pro kontaminovaných zemin, kdy jsou vody separovány a voda je využita zpětně k promýváni. Pro odlučování ropných látek z vody jsou používány odlučovače ropných látek - voda a zařízení typu, LAPOL. Ropné látky jsou z hladiny průběžně odebírány. Pro sorpci se používají materiály se specifickým povrchem, schopným zachycovat kontaminant. Může jít o celou škálu materiálů, jako např. aktivní uhlí, upravená umělá vlákna (Fibroil), zeolity apod.

Pro narušení emulzí se používají deemulgačních činidel, flokulačních čínidel apod. Oddělené ropné látky je nutné vhodným způsobem zneškodnit. Některé postupy využívají těkavosti některých uhlovodíků, například vymrazování. Pro odstraňování kovů se používají metody kdy se kovy srážejí ve formě málo rozpustných hydroxidů a následně z vody odstraňovány filtrací.

Chemické látky v životním prostředí

Chemické látky v životním prostředí mohou mít negativní účinky na lidské zdraví. Pro toxické účinky chemických látek je typické, že jejich projev závisí na dávce toxické látky. Chronická toxicita se mnohdy projevuje při dlouhodobém působení (např. týdny, měsíce či roky) i velmi malých dávek chemické látky, které se mohou hromadit v těle (např. otravy olovem a dalšími těžkými kovy, působení dioxinů, polychlorovaných bifenylů, DDT nebo bromovaných zpomalovačů hoření aj.).

Některé chemické látky mají schopnost způsobovat takzvané mutace neboli změnit genetickou informaci v jádru buňky. Buňka, ve které došlo k mutaci, může různým způsobem změnit své chování a zároveň tuto svou novou vlastnost předává všem svým „potomkům“, tedy buňkám dceřiným. Projevem mutace může být také nekontrolované množení buňky. Tak vzniká zhoubný nádor neboli rakovina.

Mnohé chemické látky mají také schopnost vyvolat zhoubný nádor neboli rakovinu. Proces, který ke vzniku rakoviny vede, je poměrně složitý a zatím není zcela prozkoumán. Některé látky mají velmi speciální schopnost poškodit plod vyvíjející se v děloze matky. Největší nebezpečí plodu hrozí obvykle v rané fázi těhotenství, zhruba v prvních osmi týdnech, kdy bohužel většina žen o svém těhotenství ještě neví. Mezi teratogeny se řadí např. nitrosaminy, chlorované uhlovodíky, aflatoxiny, alkylrtuť.

Zjednodušeně řečeno je podstatou alergie přehnaná imunitní (obranná) reakce organismu. Říkáme také, že organismus je přecitlivělý k určitým podnětům. Alergenem může být např. pyly, prach, určité potraviny atd. Podle statistik v České republice roste počet lidí, kteří trpí alergickými projevy.

Už po tisíciletí je známo, že množství a složení potravy a nápojů ovlivňuje zdraví. Velkou změnou procházejí potraviny a nápoje od doby průmyslové revoluce. Do potravin se záměrně začala přidávat celá řada chemických látek, které mají změnit vlastnosti průmyslově vyráběných potravin, např. barvu, chuť, vůni, trvanlivost atd. Těmto látkám se často lidově říká „éčka“, odborně se nazývají aditiva a rozdělují se do několika skupin (např. barviva, konzervanty).

Další skupinou chemických látek v potravinách jsou zbytky zemědělských chemikálií, které průmyslové zemědělství masově používá. Může jít o látky uvolněné z průmyslových hnojiv, ale zejména se jedná o nerozložené zbytky (rezidua) pesticidů. V případě potravin živočišného původu může jít o zbytky veterinárních léčiv (např. antibiotik).

Název pesticidy se používá jako souhrnné označení pro látky používané k ničení, zabíjení organismů, které člověk z určitého důvodu chce zničit nebo potlačit. Vzhledem k výše uvedené rozmanitosti pesticidů jsou i jejich nežádoucí zdravotní účinky velice široké. Od vlastní toxicity, podle které jsou rozdělovány WHO, přes schopnost vyvolávat rakovinu, mutace, vrozené vývojové vady až po schopnost narušovat nervový, imunitní nebo hormonální systém.

Vědci zjistili, že některé pesticidy (podobně jako jiné průmyslové chemikálie) mohou správnou funkci hormonů v lidském těla narušit různými způsoby. Pesticidy mohou hormony v těle napodobovat (imitovat), např. DDT nebo endosulfan mohou napodobovat účinek ženských pohlavních hormonů estrogenů. Ale také mohou funkci hormonů blokovat, jako např. vinclozolin, linuron nebo jeden z metabolitů DDT jsou schopné bránit buňkám přijímat signály androgenů - mužských pohlavních hormonů.

Ačkoli DDT byl prvním masově vyráběným a používaným pesticidem, je jeho používání ve vyspělých zemí světa zakázáno pro jeho negativní účinky už od 70. nebo 80. let 20. století. V červnu 2000 byla v časopise Nature zveřejněna studie, která prokazuje, že primární metabolit DDT (p, p'-DDE) působí jako endokrinní disruptor narušující funkci samčích pohlavních hormonů - androgenů.

Seznam potravinářských aditiv, kterým byl udělen kód v podobě E a příslušného čísla, jsou uvedeny pouze ty chemické látky, které schválil Vědecký výbor pro potraviny Evropské unie (Scientific Committee on Food, SCF) zřízený v roce 1974 jako poradní orgán Evropské komise. V roce 2002 byl zřízen speciální Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA), který nahradil práci SCF. Za oblast zdravotní nezávadnosti potravinářských aditiv je v České republice po odborné stránce zodpovědná Národní referenční laboratoř (NRL) pro aditiva v potravinách při Státním zdravotním ústavu (SZÚ).

tags: #rozklad #nafty #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Instalace Geberit – umístění odpadu
• Hodnocení řemeslníků v ČR
• Czech bond market regulation
• Ubytování v Jizerských horách: Antonínov
• Emise a zaslepení EGR ventilu