1. Обґрунтувати, який перелік техногенних революцій краще застосовувати для оцінки проблем екології.

Відомі чотири науково - технічні революції:

I промислова (індустріальна) революція: кінець ХVШ – початок XIX в. - Перехід до машинного виробництва на науковій основі.

II промислова (індустріальна) революція: кінець XIX – початок XX в. - Зміна енергетичної основи виробництва, автоматизація виробництва.

III промислова революція (або інформаційна революція, або науково-технічна революція, НТР, I етап,) : початок XX в. – середина XX в. - Технічний розвиток виробництва на науковій основі.

IV промислова революція (або інформаційна революція, або науково-технічна революція, НТР, II етап,): останні десятиріччя XX в. – теперішній час - Перетворення технології виробництва на основі електроніки, застосування біотехнології.

Першу і другу промислові революції інколи називають просто промисловою революцією, яку поділяють на два етапи – на першому етапі (перша промислова революція) здійснився перехід від ручної праці до машинної, на другому етапі (друга промислова революція) відбулося освоєння нового вигляду палива, розвиток хімічної промисловості, електрики і металургії.

Інформаційна революція середини XX століття (поєднує третю і четверту промислові або перший і другий етапи НТР) є найбільш значущою подією останнього сторіччя.

Створення першого транзистора, процесора, комп'ютера, мережі ARPANET, яка згодом переросла в глобальну мережу Інтернет, – ці події змінили життя мільярдів людей. У цей переломний період часу почалося активною впровадження обчислювальної техніки і інформаційних технологій в життя людини.

Саме з моменту створення комп'ютерів починається період історії людства, коли найбільшу цінність як ресурс починає представляти інформація. Однією з властивостей інформації є те, що її цінність з часом зменшується. Зростання цінності інформації як ресурсу привело до появи цілої галузі надання послуг – IT-індустрії, де основним продуктом є інформація, засоби для її уявлення, передачі, обробки і зберігання.

Окреме місце серед всієї інформації займає наукова і технічна інформація, оскільки саме ці форми інформації є основою науково-технічного прогресу. Така інформація має найбільшу цінність. Інформаційна революція дозволила ще більше прискорити темпи розвитку науки і техніки, оскільки з'явилася можливість проводити дослідження, які раніше зробити було неможливо, через ту величезну кількість даних, які необхідно було обробити. Як приклад можна привести колайдери, які після кожного експерименту видають пентабайти даних. Обробку такої кількості інформації ще 20 років тому важко було представити.

2. Які екологічні наслідки мають техногенні революції ?

На жаль, разом з поліпшенням якості життя людини, техногенні революції приносять і негативні наслідки. Якщо в епоху аграрного суспільства чоловік тільки тіснив природу, вирубуючи ліси під поля і пасовища, то з розвитком технологій цей вплив почав набувати пригноблюючого характеру. Промислове і сільськогосподарське виробництво приводить до зміни хімічного складу ґрунтів, повітря, річок, озер і навіть морів та океанів. Так, вміст нітратів в дощовій воді в Європі в даний час подвоївся в порівнянні з 50-ми роками. Близько 50% сірки, що знаходиться в атмосфері, має антропогенне походження. Тисячі озер індустріальної півночі Росії і Сполучених Штатів біологічно мертві. Питна вода становиться все більшим дефіцитом, все більша частина джерел такої води на планеті зазнає шкідливого забруднення. Велика частина корисних копалин вже знаходиться на межі вичерпання. У часі, що піддається огляду, може зникнути викопне срібло, золото, платина. Взагалі, багато відомих родовищ корисних копалин вже вичерпані. Прогнозовані потреби у здобичі багатьох корисних речовин на найближчі десятиріччя вже перевищують відомі запаси цих речовин у розвіданих природних джерелах. Людство вимушене у погоні за викопними ресурсами перелопачувати все більші об’єми гірських порід, переміщуючи їх у пошуках так званих ресурсів. Зникає газ, нафта, сірка. Діяльність людей викликає в атмосфері підвищення концентрації вуглекислого газу, що виявляється у відміченому ученими потепленні клімату планети, створюючи так званий парниковий ефект. Цей ефект підсилюється ще декількома видами газів переважно антропогенного походження, зокрема метаном. Фреони, використовувані в промисловості (а також, хоча меншою мірою, ще декілька видів штучних газів) руйнують озонний шар атмосфери, що оберігає все живе на Землі від згубного ультрафіолетового випромінювання. Багато газових сполук, що надходять до атмосфери в результаті роботи двигунів або в результаті переробки різних видів органічної сировини, утворюють смог, кислотні дощі, різні шкідливі для здоров’я біологічних організмів викиди, зокрема канцерогенні. З виходом людини в космос з'явилося поняття космічного сміття, яке складається з усіх штучних об'єктів і їх фрагментів в космосі, що вже не функціонують, але представляють небезпеку для функціонуючих космічних апаратів, а також можуть завдати серйозної шкоди навколишньому середовищу при попаданні в атмосферу або на поверхню Землі.

3. Господарська діяльність людини та її вплив на довкілля.

Людство космічним вихором увірвалося в біосферу, деструктивне змінюючи її структуру, деформуючи хід процесів, що складалися протягом багатьох мільйонів років. Дедалі зростаюча лавина речовинного та теплового забруднення біосфери, безповоротна втрата генофонду флори та фауни загрожують перерости в глобальний катаклізм, який може стати найбільшою катастрофою в історії планети. Люди починають усвідомлювати, хоч і досить повільно, цю страшну небезпеку для природи та її ресурсів, але зупинити, або повернути ситуацію надзвичайно важко.

Сучасна діяльність, наприклад, будівництво гідротехнічних споруд, шахт, рудників, доріг, свердловин, водойм, дамб, деформація суші ядерними вибухами, будівництво гігантських міст, обводнення і озеленення пустель, та інші повсякденні аспекти діяльності людини, вже викликали значні видимі і приховані зміни довкілля.

Вплив людини на біосферу зводиться до чотирьох головних форм:

1) зміна структури земної поверхні (розорювання степів, вирубування лісів, меліорація, створення штучних водойм та інші зміни режиму поверхневих вод тощо),

2) зміна складу біосфери, кругообігу і балансу тих речовин, які її складають (добування корисних копалин, створення відвалів, викиди різних речовин у атмосферу та водойми),

3) зміна енергетичного, зокрема теплового, балансу окремих регіонів земної кулі і всієї планети,

4) зміни, які вносяться у біоту (сукупність живих організмів) внаслідок знищення деяких видів, руйнування їх природних місць існування, створення нових порід тварин та сортів рослин, переміщення їх на нові місця існування тощо.

Глобальний характер масштабів забруднення навколишнього середовища досягає вже майже критичного рівня. Все живе на нашій планеті піддається одночасній шкідливій дії хімічних, фізичних і біологічних факторів. Джерелом хімічного забруднення є понад два мільйони хімічних сполук, більшість з яких вважаються нешкідливими. До найбільш отруйних забруднювачів навколишнього природного середовища належать сполуки свинцю та фенолу, це ще раз було підтверджено низкою дослідів на білих пацюках та морських свинках, яким щоденно протягом кількох місяців давали ацетат свинцю (одній групі) та фенол (другій групі). Фенол потрапляє в організм людини і тварини переважно Із питною водою. У великій кількості викидають його у водойми промислові підприємства, де фенол і його сполуки отруюють все живе. В дослідах підтвердилися реактивні зміни під дією фенолу в клітинах кровотворної, хрящової та кісткової тканин. На сьогодні з усією очевидністю доведено, що із забрудненим навколишнім середовищем пов'язано близько 70 % усіх випадків захворювань, близько 60 % випадків неправильного фізичного розвитку дітей і більш як половина випадків смерті .

Сьогодні численними гігієнічними дослідженнями встановлено зв'язок між концентраціями шкідливих викидів у атмосферу міст і захворюванністю населення хворобами органів дихання, серцево-судинної системи. Такі забруднювачі атмосферного повітря, як оксиди сірки, азоту, різноманітні органічні речовини, що подразнюють слизову оболонку, є причиною виникнення великої кількості запальних захворювань очей, органів дихання. Почастішали випадки бронхіальної астми. Багато хімічних речовин, які забруднюють атмосферне повітря і мають канцерогенні та мутагенні властивості, призвели до збільшення кількості випадків злоякісних захворювань, насамперед органів дихання, спонтанних абортів, перинатальної смерті плода, аномалій вагітності, безпліддя, мертвонароджуваності тощо. Високі концентрації широкого спектру токсикантів призводять до високих рівнів захворюваності серед населення: у містах, де розташовані підприємства металургійної промисловості, на 100 тисяч населення серед чоловіків - 96,1, а серед жінок- 12,7 випадків раку легень; у містах, де знаходяться машинобудівні підприємства, випадків раку легень серед чоловіків 54-58 , серед жінок 6,2-7,9 випадків на 100 тисяч населення; у містах з підприємствами кольорової металургії виявлено порушення репродуктивної функції, наявні токсикози, спонтанні аборти, вроджені дефекти розвитку, а кількість мертвонароджених в 2-2,5 раза більша, ніж в контрольному місті (Сімферополь - 0,38 %).

4. Видобування та транспортування нафти.

Видобування нафти. З нафти добувають пальне для двигунів внутрішнього згорання (авіаційних, автомобільних, тракторних), мастила для змащування механізмів та деталей машин, сировину для хімічної промисловості, паливо для котельних установок та ін.

Нафта – це рідина, що має колір від світло-жовтого з зеленуватим відтінком до червоно-коричневого і навіть чорний. Вона складається з суміші вуглеводнів з різними домішками органічних сполук, які містять у собі кисень, сірку, азот і велику кількість мінеральних речовин. Теплотворність нафти – 41 – 46 МДж/кг, що в півтора раза перевищує калорійність кам’яного вугілля.

Нафтова свердловина являє собою колодязь круглого перерізу, пробурений в землі на глибину залягання нафти. Сучасні нафтові свердловини іноді досягають глибини 4000 – 6000 м. Процес буріння свердловини складається з операцій: руйнування гірських порід у свердловині і видалення продуктів руйнування на поверхню за допомогою спеціального розчину, який подається в свердловину під тиском.

Видобувають нафту з надр землі фонтанним способом або за допомогою механізмів (насосів та компресорів).

Фонтанна експлуатація свердловини – це видобування нафти з нафтового пласта за допомогою газів, розчинених у нафті, які перебувають під тиском від кількох десятків до кількох сотень атмосфер і здатні виштовхувати нафту по свердловині на поверхню землі.

Для відведення нафти в такій свердловині під її устям установлюють арматуру, через яку нафта надходить у систему закритих трубопроводів і по них відводиться в ємності. Фонтанна експлуатація свердловини є найефективнішою і найпродуктивнішою.

При насосному способі експлуатації на визначену глибину спускають насоси, які приводяться в дію за рахунок енергії, що передається різними способами.

Способи транспортування нафти  Зі зростанням видобутку збільшувалися обсяги транспортування нафтопродуктів, удосконалювалися способи доставки. Довгий час це робилося дуже примітивно, караванним способом. Дерев'яні бочонки і бурдюки наповнювалися нафтою або гасом, вантажилися на вози і таким чином доставлялися до місця. Ще одним зручним способом транспортування нафтопродуктів став залізничний транспорт.  Нафта вперше стали перевозити в спеціальних цистернах. Найдешевшим і екологічно безпечним способом транспортування нафти є нафтопроводи. Нафта в них рухається зі швидкістю до 3 м / сек під впливом різниці в тиску, що створюється насосними станціями. Їх встановлюють з інтервалом в 70-150 кілометрів залежно від рельєфу траси. На відстані в 10-30 кілометрів на трубопроводах розміщують засувки, які дозволяють перекрити окремі ділянки при аварії. Внутрішній діаметр труб, як правило, складає від 100 до 1400 міліметрів. Їх роблять з високопластичних сталей, здатних витримати температурні, механічні і хімічні дії. Поступово все більшу популярність знаходять трубопроводи з армованого пластику. Вони не схильні до корозії і володіють практично необмеженим терміном експлуатації. 

Нафтопроводи бувають підземними та наземними. У обох типів є свої переваги. Наземні нафтопроводи легше будувати та експлуатувати. У випадку аварії значно легше виявити й усунути пошкодження на трубі, проведеної над землею. У той же час підземні нафтопроводи менш схильні до впливу змін погодних умов, що особливо важливо для Росії, де різниця зимових і літніх температур в деяких регіонах не має аналогів у світі. Труби можна проводити і по дну моря, але оскільки це складно технічно і вимагає великих витрат, великі простори нафту перетинає за допомогою танкерів, а підводні трубопроводи частіше використовують для транспортування нафти в межах одного нафтовидобувного комплексу.  Розрізняють три види нафтопроводів. Промислові, як зрозуміло з назви, з'єднують свердловини з різними об'єктами на промислах. Міжпромислові ведуть від одного родовища до іншого, магістральним нафтопроводом або просто щодо віддаленого промисловому об'єкту, що знаходиться за межами вихідного нафтовидобувного комплексу. Магістральні нафтопроводи прокладають для доставки нафти від родовищ до місць перевалки та споживання, до яких, в тому числі, відносяться нафтобази, нафтоналивні термінали, нафтопереробні заводи. 

5.Охарактеризуйте методи розділення компонентів нафти

Фізичні методи розділення компонентів нафти

Фазові стани	Прості методи	Складні методи
Газ-газ	Дифузія через мембрану	Дифузія з газом-носієм
Газ-рідина	Перегонка і ректифікація	Перегонка з водяною парою. Абсорбція. Азеотропна ректифікація. Екстрактивна ректифікація.
Газ-тверда фаза	Сублімація	Адсорбція
Рідина-рідина	Дифузія через мембрану. Термічна дифузія	Екстракція
Рідина-тверда фаза	Кристалізація	Адсорбція. Екстрактивна кристалізація. Адуктивна кристалізація.

Простими умовно названі методи розділення, при яких зміна концентрації відокремлюваних компонентів у співіснуючих фазах досягається лише завдяки наданню системі енергії, а складними – методи із застосуванням додаткових розділяючих агентів (селективних розчинників, адсорбентів тощо), які збільшують відмінність складів фаз. До фізико-хімічних методів розділення відносять також різноманітні види хроматографії, які відрізняються агрегатним станом рухомої та нерухомої фаз. Поєднання ефективних прийомів розділення з сучасними інструментальними методами аналізу дало змогу створити інформативні експрес-методики визначення якісного та кількісного складу нафт і нафтопродуктів.

Перегонка і ректифікація

Перегонка – найдавніший метод розділення нафти на фракції, що містять компоненти з близькими молекулярними масами, яким вдалося виділити з нафт ряд індивідуальних сполук. Так, ще наприкінці ХІХ століття дрібною перегонкою було виділено та ідентифіковано пентан, ізопентан, 2-метилпентан, 2, 3-диметилбутан, 2- і 3-метилгексани та ряд інших низькокиплячих вуглеводнів. Різні види перегонки та ректифікації широко використовуються і сьогодні – жодна схема аналізу нафт не обходиться без фракціонування при атмосферному тиску чи під вакуумом.

6.Яке забруднення навколишнього середовища може виникнути при видобуванні та транспортуванні нафти?

Ці забруднювачі характеризуються як первинні, які під дією водяних парів, кисню, світла та інших факторів утв. вторинні забруднювачі, такі як сульфати, озон, нітрати й органічні сполуки. Спільна присутність у повітрі первинних і вторинних забруднювачів створює так званий смог. Первинні і вторинні забруднювачі впливають не тільки на природу, але й на людину. Забруднювачі у своїй більшості канцерогенні. Отже, одна з першопричин забруднення повітряного середовища – наслідки використання нафтопродуктів і нафти. Але вони відчутні не тільки в повітрі. Вода – засіб гасіння пожежі – може горіти. Вода – символ чистоти – може бути найпідступнішою отрутою. Вода – символ осереддя першостворення життя – може стати смертельним ворогом живого. Нафта, що потрапила у воду, – бідування глобального масштабу. Ця біда торкається усієї екос-ми в цілому. Існує думка, що основними джерелами забруднення води нафтою є танкерний флот, нафтопроводи, бурові платформи. Але це помилка. Просто ці джерела більш очевидні на перший погляд. Статистика показує, що з тих мільйонів тонн нафти, що потрапляє у СО, лише половина надходить із транспортних магістралей, що проходять по океану, а інша половина потрапляє в нього зі стоками рік із суші. Нафта забруднює океан при аварійних ситуаціях, що виникли на танкерах, у результаті розривів морських трубопроводів, аварій на морських бурових. Масштаби цих бідувань відомі. Гігантські нафтові плями розливаються по поверхні, покривають сотні кілометрів плівкою нафтопродуктів. У результаті цих аварій у 1980 р. в океан було викинуто біля 200 тис. т нафти. Але в той же час щорічно в океан зливається 2,5 млн. т нафтопродуктів із промивними водами у результаті недбалостей при перекачуванні нафти. Припустима норма вмісту нафтопродуктів у воді 0,005 мг/л, при більш високій цифрі все живе може загинути. Не меншу небезпеку для НС становлять газові викиди при переробці нафтопродуктів. При згорянні нафтопродуктів, що містять сірку, утворюється оксид сірки (IV), що слугує причиною виникнення дощів, які містять сірчану кислоту, сульфіти і сульфати амонію. Поряд з очищенням димових газів зараз велика увага приділяється процесам гідрознесірувания нафт. Це не тільки сприяє охороні НС, але і покращує наступну переробку нафти. Сутність цього процесу полягає в каталітичному гідрогенолізі зв’язку С – S у сполуках, які мають у собі сірку: R-S-R [H] 2RН + H2S.