Тяжелые металлы в мировом океане


В условиях активной антропогенной деятельности загрязнение океанических вод тяжелыми металлами стало особо острой проблемой. Группа тяжелых металлов плотностью выше 4,5 г/см3 объединяет более 30 элементов периодической системы. Эти металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание тяжелых металлов и их соединений в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий, так как они сохраняют токсичность бесконечно долго. Например, ртутьсодержащие соединения (особенно метилртуть) — сильнейшие яды, действующие на нервную систему, представляют угрозу для жизни всего живого. В 50-60-е годы XX в. в районе бухты Миномата (Япония) было зарегистрировано массовое отравление, жертвами которого стали десятки тысяч человек, употреблявших в пищу зараженную рыбу. Причиной заражения было предприятие, сбрасывающее ртуть в воду залива.


В Мировой океан в год поступает до 2 млн. т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря. Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающие в океан ежегодно, переносится через атмосферу. Попав в морскую воду, тяжелые металлы концентрируются главным образом в поверхностной пленке, в придонном осадке и в биоте, тогда как в самой воде они остаются лишь в сравнительно небольших концентрациях. Здесь особо значима поверхностная пленка, которая обычно простирается на глубину 50…500 мкм. Именно в данной области протекают все равновесные процессы массообмена между водой и атмосферой.

Активность накопления различных веществ в живых организмах из окружающей среды выражается соответствующими коэффициентами. Так, отношение содержания вещества в тканях гидробионтов (обитателей водной среды) к концентрации его в воде называется коэффициентом накопления. Например, в дафниях коэффициент накопления метилртути — 4 тыс., в планктоне коэффициент накопления свинца 12 тыс., кобальта — 16 тыс., а меди -90 тыс. Исследователи говорят, что для любого химического элемента найдется, по крайней мере, один вид планктона, способный его концентрировать.


Большие количества тяжелых металлов сосредоточиваются в донных осадках. Это подтверждается тем, что концентрация металлов в осадке может быть на несколько порядков выше, чем в воде.

Установлено, что естественные возможности нейтрализации загрязнений в океане практически исчерпаны. Общая оценка состояния океана более тревожная, чем оценка состояния атмосферы. Это объясняется тем, что эффект воздействия загрязнений в атмосфере, как правило, не превышает 10% естественных значений и колебаний, а в океане из-за антропогенного влияния биопродуктивность отдельных сообществ в обширных районах может уменьшиться на 25…30%.

Поэтому для поддержания экологического баланса морских пространств нашей планеты очень важны нормы современного международного права, которые носят преимущественно координационный характер. Объективная необходимость международного сотрудничества определяется рядом факторов.

Природная среда едина и неделима, изменения ее состояния нельзя ограничить каким-либо определенным пространством. Ни одно государство, каким бы экономическим и научно-техническим потенциалом оно ни обладало, не может решить все проблемы, связанные с сохранением и улучшением состояния окружающей среды. Международная специализация и координирование в науке и технике могут ускорить создание малоотходных технологических процессов и эффективных противозагрязняющих устройств.

Все морские пространства подразделяются в зависимости от пределов распространения государственного суверенитета на две группы:

  • находящиеся под суверенитетом государства (национальная территория), где государство осуществляет свою юрисдикцию;

  • расположенные за пределами государственной территории, районы открытого моря.


Для последних устанавливаются международно-правовые экологические нормы, эффективность которых во многом обусловлена соблюдением государствами обязательств, взятых ими по международным договорам по защите морских экосистем от загрязнений в процессе любой их деятельности в Мировом океане. Указанные нормы можно сгруппировать в следующие четыре пакета:

  • регулирующие общие вопросы сотрудничества государств по защите морских экосистем от загрязнения, например Конвенция ООН по морскому праву 1982 г. (ч. 12);

  • содержащие категорическую формулу о запрете загрязнения морских систем конкретными токсичными веществами, представляющими особую опасность для Мирового океана, например Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 г., Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973/78 г. и др.;

  • устанавливающие запрет на загрязнение морских экосистем определенных районов Мирового океана, например Соглашение о сотрудничестве в борьбе с загрязнением Северного, Балтийского, Средиземного и др. морей;


  • включенные в многосторонние международные договоры универсального и регионального характера, которыми регламентирована противоправность радиоактивного загрязнения морских экосистем непосредственно в связи с деятельностью вооруженных сил государств в Мировом океане, например ст.5 Договора об Антарктике (1959г.), которая устанавливает запрет на сброс с военных кораблей радиоактивных отходов любой степени активности в районе южнее 60° с. ш.

Тяжелые металлы в мировом океане

Источник: studfile.net

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное многостороннее воздействие. На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире ещѐ в большей степени возрастает воздействие человека на гидросферу, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, очевидно необходимы новые подходы, экологизация мышления, осознание реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и еѐ составляющих.


Тяжелые металлы в мировом океане

В полной мере это относится к осознанию такого страшного зла, каким является в наше время загрязнение и истощение вод. Мы ошибочно полагали, что в распоряжении человечества находятся неисчерпаемые запасы пресной воды и что они достаточны для всех нужд. Следует повторить ещѐ раз, что это было глубоким заблуждением. Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит нечто худшее – недостаток чистой воды.

Мировой океан

Главная особенность Мирового океана – его огромные, подавляющие размеры. Широко известно избитое, но тем не менее верное замечание о том, что наша планета должна бы называться не Земля, а Океан. Мировой океан занимает 71% всей поверхности планеты. Важнейшее глобальное следствие такого соотношения суши и моря в его влиянии на водный и тепловой баланс Земли. Испарение с поверхности океана является как главным источником воды в глобальном гидрологическом цикле, так и важным компонентом глобального теплового баланса. Мировой океан это также и огромный аккумулятор веществ, содержащий их в растворенном количестве (средняя концентрация растворенных веществ в морской воде, или еѐ соленость, – 35 г/л). Это обстоятельство играет значительную роль в стабилизации биогеохимичеких циклов и экосферы в целом.

Пресноводные системы

Из общего количества воды на Земле столь нужная для человечества пресная вода составляет немногим более 2% общего объема гидросферы.


жно учесть, что основная часть пресных вод (около 70%) заморожена в полярных льдах, вечной мерзлоте, на горных вершинах. Воды в реках и озерах составляют лишь 3% суши, или 0,016% общего объема гидросферы. Таким образом, воды, пригодные для всех видов использования, составляют ничтожную часть общих запасов воды на Земле. Проблема осложняется и тем, что распределение пресной воды по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод.

Основные виды загрязнения

Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение вод. Значительно реже – радиоактивное, механическое и тепловое.  Химическое загрязнение – наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным.
Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и др. Этот вид загрязнения носит временный характер.

Нефть и нефтепродукты

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане.


началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, – все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т. /год . Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти.

Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину.
 Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие  эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.


Тяжелые металлы в мировом океане

Тяжелые металлы в мировом океане

Пестициды

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды – для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн. т. пестицидов поступает на мировой рынок.

Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов.
Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получают путем хлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные. Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к разложению.


В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы – производные ДДТ.
За последние 40 лет использовано более 1, 2 млн. т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходов на свалках. Последний источник поставляет ПХБ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во всех районах земнего шара. Так,  в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило  0, 03 – 1, 2 кг. /л.

Синтетические поверхностно-активные вещества

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты, кальцинированную соду, карбоксиметилцеллюлозу, силикаты натрия.

Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как  обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.


Тяжелые металлы в мировом океане

Соединения с канцерогенными свойствами

Канцерогенные вещества – это химически однородные соединения,  проявляющие   способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к усилению  роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов.

К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).  Максимальное количество ПАУ в современных донных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тектонически активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде – это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.

Тяжелые металлы

 Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк, ) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3, 5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 121 тыс. т. ртути, причем значительная часть – антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла ( 910 тыс. т. /год) различными путями попадает в океан.

В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метил-ртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Минамата.

Свиний – типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиний активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30)*10^3 т. свинца в год.

Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг)

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности, грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.
Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0, 085% свинца; 0,001% ртути; 0, 001% кадмия.

Во время сброса при прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды.
Наличие органических веществ  приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую  среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух – вода.

Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов (рыб и других морских обитателей)  и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность придонной воды приводит к гибели от удушья малоподвижных форм бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания.
Нередко изменяется видовой состав донного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе  сброса.

Тяжелые металлы в мировом океане

Тяжелые металлы в мировом океане

Тепловое загрязнение

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену между поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

На основании обобщения материала можно сделать вывод , что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ  в итоге приводит к упрощению экосистемы.

Основные меры по охране водных ресурсов

Важнейшая мера по охране водных ресурсов – бережное их расходование. Сейчас при орошении полей около 25% воды теряется на фильтрацию и испарение. Надежная гидроизоляция дна и стенок каналов позволяет снизить непроизводительный расход воды и препятствует засолению почвы в засушливых районах. При использовании дождевальных установок расходуется в 5–6 раз меньше воды, чем при обычном поливе. Другой способ экономного расходования воды для полива – подведение воды непосредственно к корневой системе плодовых деревьев при помощи капельниц. Это позволяет избежать излишнего испарения и строго дозировать поступление воды к растениям. Наиболее эффективный путь защиты водоемов от загрязнений – это создание безотходного производства, когда отходы одной ступени производственного цикла используются как сырье для другой. Однако в настоящее время не существует универсальной бессточной системы, пригодной для различных отраслей народного хозяйства.

Наибольшее распространение получила очистка сточных вод. Современные методы очистки позволяют удалить различные примеси из сточных вод на 95–96%. Часто этого бывает недостаточно, но для дальнейшей очистки воды необходимо строить более дорогие очистные сооружения, что экономически невыгодно. Так как сточные воды многих предприятий сложно, дорого, а иногда невозможно очистить до такой степени, чтобы они стали безвредными для растений, животных и человека, их очищают частично и используют в замкнутых оборотных системах . За последние годы такие системы внедрены на нескольких нефтехимических, металлургических, целлюлозно-бумажных предприятиях.

Очистка сточных вод

В зависимости от степени и характера загрязнения применяют механические, химические и биологические методы очистки сточных вод. Механическими методами удаляют грубые дисперсные примеси с помощью решеток, сит, фильтров, отстойников, нефтеловушек. Этими методами удаляют нерастворимые примеси из бытовых стоков – до 60%, из промышленных – до 95%. Химическая очистка – это добавление в сточные воды реагентов, способствующих образованию осадков из коллоидных и некоторых истинных растворов.

Биологическая очистка в естественных условиях происходит на специальных полях орошения или полях фильтрации. Здесь создается сеть магистральных и распределительных каналов и карт (площадок) шириной 20 м и длиной 100–150 м, окруженных земляными валами. Карты периодически заполняют сточными водами. Под воздействием солнечного света, воздуха, микроорганизмов они очищаются и просачиваются в грунт. На поверхности карт образуется перегной.

Через несколько лет после прекращения слива сточных вод поля фильтрации используют для выращивания трав, кормовых культур или овощей, которые можно употреблять в пищу после термической обработки.

Биологическая очистка сточных вод в искусственных условиях производится в специальных сооружениях – биофильтрах и аэротенках.
Биофильтр представляет собой сооружение из кирпича или бетона, внутреннее его помещение заполнено прочным пористым материалом: шлаком, гравием, щебнем, керамзитом. На эти пористые материалы нанесена пленка микроорганизмов (бактерий, простейших и др.), которые в процессе жизнедеятельности поедают и разлагают органические вещества, очищая от них воду. В биофильтр периодически подаются сточные воды и воздух, идущий на процессы окисления. В аэротенках поступающим воздухом в сточных водах перемешивается активный ил, который состоит из сообществ аэробных микроорганизмов – минерализаторов органического вещества. Во вторичных отстойниках происходит отделение бактериальной пленки от чистой воды. В таких биофильтрах и аэротенках устраняется более 90% загрязнений органическими веществами. Бытовые сточные воды могут содержать патогенные микроорганизмы, поэтому их обеззараживают жидким хлором или хлорной известью. Работа очистных сооружений и установок на предприятиях контролируется законом об охране окружающей среды.

Вывод

В настоящее время проблемы загрязнения Мирового океана и пресных вод стоит достаточно остро. Люди XXI века благодаря научно-технической революции отравили водную среду настолько, что поставили их на грань исчезновения. Последствия загрязнения гидросферы очень трудно представить себе, так как масштаб их может быть огромным. Радиоактивные отходы, захороненные в почве или океане, это бомба замедленного действия, которая может «взорваться» в любую минуту и вызвать страшнейшую катастрофу, способную уничтожить жизнь на земле.

Все разумное человечество должно активизировать свои силы, чтобы дать возможность потомкам наслаждаться прекрасной жизнью на нашей планете. Следует относиться бережно к тому, что мы имеем, чтобы не допустить такие последствия загрязнения гидросферы, которые способны привести Землю к гибели. Природа гораздо умнее нас и, обманывая ее, мы обманываем себя. Не надо засорять водоемы бытовым мусором и отходами, губящими окружающую нас природу. Если мы научимся уничтожать отходы без вреда для экологии, то сможем оставить своим потомкам чистую воду и красивую землю.

Источник: здесь, статья дана в сокращении.

Жертвы болезни Миномарта (отравления ртутью):

Тяжелые металлы в мировом океане

Источник: gotovim-vmeste1.livejournal.com

Причины ухудшения состояния водного мира

Крупнейшее загрязнение началось после застройки прибрежных районов. 60% городов размещены у морей и океанов. В результате аква среда загрязняется бытовыми отходами. «Слабая зона» прибрежных поселений – это порты. Неконтролируемый массовый вылов разрушает экосистемы в океане. Это приводит к ухудшению состояния берегов. Рыболовы, капитаны суден, работники прочих морских профессий способствуют загрязнению мирового океана.

Основная часть нефтепродуктов перевозится по воде. Хоть аварии на грузовых суднах и устройствах для выкачивания черного золота редки, они масштабны. Одно нарушение функционирования нефтяной вышки может привести к выливанию миллионов тонн сырья. В результате на поверхности образуются пятна, которые крайне тяжело устранить.

проблема загрязнения мирового океана

Самым загрязненным океаном считается Атлантический, при этом больше всего страдает Средиземное море. Обновление этой акватории происходит раз в 70 лет. Ежегодно в воду поступает 400 млрд т. мусора.

Наибольшее загрязнение Атлантического океана наблюдают у побережья Испании, Италии и Франции.

Самые распространенные загрязнители

Подавляющее большинство мусора попадает прямым путем. Люди сами выбрасывают упаковки, бутылки, пищу в моря. Часть отходов попадает в акваторию через канализацию, реки. В большей степени загрязнение вод вызывают такие вещества:

  • нефтепродукты;
  • твердый бытовой мусор;
  • пластик;
  • удобрения;
  • канализационные сбросы;
  • токсические химикаты.

Попадание перечисленных видов сырья наиболее губительно для воды, растений и животных. В дальнейшем от этого страдают люди.

Загрязнение продуктами нефти

Выливание черного золота в океан – проблема современности. Каждый год в акваторию попадает около 16 млн тонн. Это составляет четверть от количества полученного сырья. Большая часть выливается во время транспортировки. На морских путях присутствуют дорожки из нефтепродуктов. Перенос загрязнений со стоком рек – еще один фактор попадания сырья в океан. 2 млн тонн нефти в год выливается в воды таким образом. 12% отходов появляется из-за разливов. Это явление характерно для мест морской нефтедобычи.

В Соединенных штатах Америки в год происходит тысячи катастроф, в результате чего образуются нефтяные пятна в океане. 36% сырья поступают посредством рек и сточных вод, как промышленные отходы.

 

Крупное нефтяное загрязнение мирового океана есть в Мексиканском заливе. Катастрофа случилась на платформе «Глубоководный горизонт». В результате миллионы баррелей вещества вылились в океан. 5% поверхности было укрыто нефтепродуктами. Отрицательное влияние сырья устранили химическим дисперсантом. Но это вещество само по себе мощный загрязнитель.

Попадание пластика в воды

По статистике, каждый год в океан попадает 8 млн тонн мусора из пластмасса. Эти отходы – подавляющее большинство мусора в водной среде. Без должной переработки и утилизации воздушные шары, пластиковая тара, упаковки, игрушки вызывают постепенное уничтожение океана. Наиболее опасны изделия из этого сырья для подводных жителей.

пластик в воде

Животные заглатывают отходы, путая с едой, пластмасс попадает в их дыхательные пути, мешает нормальному передвижению. Загрязнение окружающей среды пластмассой – глобальная экологическая проблема. Этот вид мусора практически не разлагается. Он лежит 1 тыс. лет в неизмененном виде. Поэтому гораздо опасней органических отходов. Большинство сырья поступает в океан с прибрежных зон.

Загрязнение канализационными сливами

Во многих странах сточные воды сбрасывают в океан, предварительно не фильтруя. В Средиземное море сливают 80% данного вида жидкостей без какой-либо обработки. По этой причине закрывают целые пляжи, так как сточные сбросы отравляют организм.

Удобрения в океане

В результате сельскохозяйственной деятельности в воды попадает большое количества пестицидов. Полезные растениям, они губительны для животного мира. Удобрения «подпитывают» водоросли, вызывая их расцветание. Они потребляют больше кислорода, растворенного в жидкой среде. Это нарушает жизнедеятельность подводных обитателей. В результате биологического загрязнения ухудшается общее качество.

Разрастание водорослей получило название эвтрофикации. Проблема загрязнения океана удобрениями остро стоит в Мексиканском заливе, в Балтийском море. Там сформировалась мертвые зоны в результате эвтрофикации.

Попадание в водную среду токсичных отходов

Все более актуальной становится проблема загрязнения пестицидами и другими химикатами, содержащимися в пищевых продуктах.

Выделяют следующие группы пестицидов:

  • инсектициды – используются для уничтожения насекомых;
  • фунгициды – необходимы для борьбы с грибками на растениях;
  • гербициды – для гибели сорняков.

Остро стоит вопрос пестицидов. Суть проблемы в том, что они уничтожают не только вредные микроорганизмы, но и полезные. В сельском хозяйстве постепенно отходят от химического уничтожения паразитов, отдавая предпочтение биологическим методам. Но до сих пор циркулирует 5 млн тонн пестицидов. 1,5 млн загрязняют экосистему.

загрязнение океана пестицидами

Некоторые из них попадают в океан намеренно. Выбрасывание любых отходов в воду, в том числе и пестицидов, стало распространенной практикой в последние десятилетия. В 1972 году вышел указ, запрещающий сбрасывать наиболее ядовитый мусор в океан. А в 1996 году появилась поправка, еще более ограничивающая захоронение отходов в воде. Но до сих пор отмечают проблему с пестицидами, сброшенными до выхода указов.

Загрязнение морей токсичным сырьем происходит за счет промышленности. Токсины попадают в воду в ходе их производства, в результате утечек, при горении сырья с содержанием ядов.

Опасность химических веществ состоит в их маленькой молекулярной массе, из-за чего они разносятся с водой и воздухом на огромные расстояния.

Один из исходов длительного загрязнения океана – окисление

От сжигания топлива страдает весь окружающий мир. Атмосфера и океан наиболее подвержены отрицательному влиянию. 25% продуктов сгорания попадают в моря. В результате этого изменяется концентрация ионов водорода в поверхностных водах.

Нарушается кислотно-щелочное равновесие, что также называют окислением. Проблема обостряется с каждым годом. Ученые определили, что в океане, если продолжать такими же темпами, к концу столетия pH упадет на 150%. Изменения пагубны для моллюсков. Для построения скелета им необходим карбонат кальция. Соль содержится также в известняке, меле. Из-за окисления количество минерала в океане снижается, в результате этого — жизнь животных находится под угрозой.

 

Может показаться, что гибель моллюсков – незначительная потеря для океанической фауны. Но эти животные являются началом пищевой цепочки. Их гибель приводит к резкому снижению количества рыб, птиц. В итоге страдают и млекопитающие. Окисленная вода обесцвечивает коралловые рифы. В результате более крупным рыбам тяжелее охотиться на добычу, а мелкие не могут распознать хищника.

Как загрязнение мирового океана влияет на флору и фауну

Выше уже рассмотрено отрицательное влияние окисления вод на моллюсков. Но не только изменение pH отрицательно воздействует на млекопитающих. Они активно накапливают токсины в организме, так как те не разрушаются сразу. В ходе пищевой цепочки более крупные рыбы поглощают вредные примеси. Концентрация ядовитых веществ постоянно возрастает. Большие морские животные, как тюлени, могут иметь токсинов в организме намного больше, чем в окружающей среде за счет накопления. А белые медведи, которые питаются тюленями, загрязнены в 3 миллиарда раз больше.

вляяние загрязнений океана на фауну

Люди страдают от испорченной водной среды не меньше, чем животные. В зоне риска находятся те, кто проживает на прибрежных территориях. Вода – основной способ передачи инфекционных заболеваний. С ней распространяются гепатит А, дизентерия, брюшной тиф, холера, лептоспироз, паразитарные болезни. Одновременное поражение большого количество людей из-за употребления недоброкачественной жидкости получило название водных эпидемий.

Как бороться с проблемой

Все обеспокоены ситуацией с загрязнением морей. Развитые страны активно разрабатывают меры защиты океана. В некоторых государствах на законодательном уровне закреплен стандарт качества воды. Фирма вынуждена платить штраф, если сбросы не соответствуют норме. В других странах существует налог на загрязнение. Предприятия должны платить проценты с прибыли пропорционально их вкладу в порчу воды. Это работает в теории, но на практике законы себя не оправдывают. Люди отказываются подчиняться, отсутствует необходимый инструмент для определения качества воды – все эти факторы препятствуют введению штрафов.

Самыми серьезными загрязнителями мирового океана считают нефтепродукты и пластиковые отходы. На борьбу с ними направлены основные ресурсы.

Успехи в борьбе с пластиковыми отходами в 2018 году

Весь мир активно ищет пути очищения воды от мусора. Так как самым большим загрязнителем мирового океана является пластик, масса сил и ресурсов направлено на борьбу с этим веществом. В Нидерландах создана организация «The Ocean Clenup». Она разрабатывает технологии для удаления пластиковых отходов из океанических вод.

Основана организация в 2012 году. За это время было сделано множество разработок и открытий. Чтобы бороться с загрязнением, компания создала специальную ловушку в форме буквы U. «The Ocean Clenup» считает, что устройство способно удалить более 50 млн тонн отходов в год. Основатель организации отметил, что в испытаниях скорость ловушки достаточна, чтобы перегнать пластик. Машина способна самостоятельно менять направление и темп в зависимости от ветра и течения. Но нельзя рассуждать об эффективности устройства с полной уверенностью до его помещения в мусорное пятно.

пластиковые отходы в мировом океане

Во время последнего тестирования машина потеряла весь двухнедельный «улов». Испытатели решили не возвращать ее на экстренный ремонт и теперь выясняют, почему произошла поломка. Хотя проблема загрязнения океана пластмассой все еще не решена, голландцы тоже уверенно двигаются в этом направлении.

Еще один способ борьбы с глобальной проблемой человечества – накоплением пластиковых отходов. Он состоит в минимизации потребления этого сырья. В странах Европейского Союза было принято решение запретить использовать пластиковые изделия к 2021 году. Такие радикальные перемены на западе – это верное направление того, к чему должны стремиться остальные.

Но в корне это не улучшит состояние аква среды, так как практически весь пластик попадает в океан из водоемов, рек и озер азиатских стран.

Мероприятия по борьбе с нефтяными отходами

В 1950-х годах в Великобритании прошла конференция, на которой была поставлена цель разработать способы по охране морей от нефтепродуктов. Позже в Женеве приняли конвенцию, расширяющую установленные ранее в Лондоне правила. Они вынудили каждую страну мира узаконить ряд постановлений, согласно которым запрещено загрязнять водную среду нефтью. В 1970-х годах под пристальный взор Лондонской конференции попало судоходство. Решено, что все корабли при заходе в порт должны быть проверены на предмет наличия сертификата. В нем указывают, что корпус и все механизмы полностью исправны, повреждения отсутствуют. Для проверки создали отдельную инспекцию.

Роль России в загрязнении мирового океана определяется активной нефтепереработкой на ее территории. Поэтому в стране ищут способы улучшить состояние водной системы. В Российской академии наук разработали метод очищения танкеров. Суть состоит в том, что в воду добавляют специальное вещество. Оно адсорбирует жидкость непосредственно на судне.

А оставшаяся нефть доступна для дальнейшего использования. Для предотвращения утечки черного золота с танкеров, совершенствуют их корпус. Благодаря двойному дну при его повреждении сырье не вытечет, так как будет сдержано второй оболочкой. Если случайный слив все же имел место, существуют плавучие механизмы, собирающие нефть.

Загрязнения мирового океана

В Японии разработали уникальное устройство для сбора вылившегося в океан сырья. Сущность загрязнения акватории нефтепродуктами заключается в образовании на воде плотной пленки. Изобретение японцев создано для того, чтобы адсорбировать ее и превратить в густую смесь, которую просто удалить. Интересный факт: основным компонентом реактива является обычная рисовая шелуха. Новый метод устранения нефтепродуктов продемонстрировали на примере Атлантического океана. Исследователи опустили керамическую пластинку на глубину и присоединили к ней акустическую.

Включается вибрация, которая заставляет нефть собирать в толстый слой над пластинкой. К устройству подведен ток. После его включения фонтан нефти поджигается и вредное сырье сгорает.

Заключение

Загрязнение акватории – серьезная проблема человечества. Ученые всего земного шара не один год мучают себя вопросом, как спасти мировой океан. Наука не стоит на месте.

Изобретают новые способы снижения попадания отходов в воду и их вылова. В утилизации самых вредных загрязнителей – нефти и пластика – добились серьезных успехов. Но проблема существует до сих пор. В наших силах уменьшить потребление товаров. Это приведет к снижению образования отходов. Только в результате комплексной работы правительства, ученых и простых обывателей можно защитить океан.

Источник: musorish.ru

Мировой океан — это…

Больше 70% поверхности нашей планеты покрыто водой. Объем воды в Мировом океане огромен — 1370 миллионов кубических километров. Мировой океан условно разделен континентами на Северный Ледовитый, Индийский, Тихий и Атлантический. Океан формирует климат на планете: течения несут с собой холод или жару, а вода, испаряясь с поверхности Мирового океана, образует облака. Если говорить о человечестве в общем, то более 100 миллионов человек живут на побережье, их жизнь так или иначе связана с морем. Впрочем, это можно сказать о каждом из нас, даже о тех, кто никогда не видел моря. Ведь именно на этой гигантской «фабрике погоды» зарождаются дожди, выпадающие в центральных районах, именно здесь добывается около 90% всей рыбы, именно из океанских недр зачастую качается нефть, именно по морям перемещаются грузы.

Если бы человечество по какой-то причине утратило возможность использовать ресурсы океана, экономика остановилась бы, а мир погрузился в хаос. Однако из-за столь интенсивного и зачастую безответственного использования Мировой океан сейчас находится в серьезной опасности.

Загрязнение океана — экологическая проблема №1

Развитие цивилизации привело к усилению загрязнения Мирового океана. Ситуация начала ухудшаться примерно с середины ХХ века, что было связано с развитием химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Сегодня можно выделить несколько типов загрязнения:

  • физическое. Мусор, а в особенности пластик, который практически не разлагается, — огромная проблема для экологии океанов. По поверхности Мирового океана дрейфуют миллионы тонн пластиковых отходов, причем, по оценкам экспертов, 80% этого мусора попало в океан с суши и лишь 20% было сброшено или смыто с кораблей. Мусор наносит вред более чем 250 видам морских животных и птиц и выделяет в воду токсичные вещества;
  • биологическое. Загрязнение вод Мирового океана чужеродными бактериями и различными микроорганизмами, а также органическими отходами неуклонно приводит к нарушению хрупкого экологического баланса;
  • химическое. Химикаты и тяжелые металлы используются в самых разных видах промышленности. Вместе со сточными водами они попадают в океан, причем в огромных количествах. Особенно опасна ртуть, которая накапливается в том числе и в живых организмах, а также пестициды. Однако не только крупные заводы виновны в химическом загрязнении океана: немало химикатов попадает в воду и из канализации, ведь мы постоянно используем синтетические моющие вещества;
  • нефтяное. Нефть и нефтепродукты — основной источник загрязнения Мирового океана. Нефть попадает в воду в результате техногенных катастроф, крушений танкеров и бурения скважин, но немало нефтепродуктов сбрасывает и обычный морской транспорт. Нефтяные разливы приводят к гибели огромного количества морских животных, рыб и птиц, а кроме того, они препятствуют нормальному теплообмену между слоями воды;
  • тепловое. Отработанная вода, которая сбрасывается в океаны электростанциями, локально повышает температуру воды, что приводит к массовой гибели существ, не способных выжить при таких высоких температурах. Это нарушает пищевые цепочки и приводит к исчезновению множества видов животных. В то же время некоторые виды водорослей начинают размножаться слишком активно, результатом чего становится цветение воды;
  • радиоактивное. Океан давно превратился в кладбище радиоактивных отходов. По оценкам исследований, сегодня в Мировом океане находится столько радиоактивных веществ, что их хватило бы на 30 (!) Чернобылей.

Нефть и нефтепродукты, сточные воды, химикаты, тяжелые металлы, радиоактивные отходы, ртуть и пластик — вот основные источники загрязнения Мирового океана. Сложно сказать, какой из видов загрязнения наиболее опасен — все они, в той или иной мере, влияют на экосистему планеты, в том числе и на человека. Например, токсины могут накапливаться в тканях промысловых рыб, делая их непригодными для приема в пищу. Так, в тунце из Адриатического моря часто обнаруживают очень высокое содержание ртути, а в рыбе из северных морей нередко повышено содержание свинца. Отравление морепродуктами, содержащими токсины, может быть фатальным: болезнь Минаматы, вызванная отравлением морепродуктами с высоким содержанием ртути, унесла жизни минимум 70 человек.

Цветение прибрежных вод, вызванное сбросом органических отходов и удобрений, делает их непригодными для рыболовства, так как рыба в цветущей воде гибнет. Это не только лишает гурманов морских деликатесов, но и отнимает работу у сотен тысяч людей. На этом фоне превращение райских пляжей в зловонные свалки кажется меньшей из проблем.

Пути решения: мировой уровень

Все это не может не вызывать беспокойства, поэтому многие страны давно предпринимают попытки исправить ситуацию или хотя бы максимально снизить вред, который человеческая деятельность наносит Мировому океану.

Например, во Франции был принят закон, регламентирующий расположение точек забора и сброса воды для фабрик и заводов, морское побережье регулярно патрулируют вертолеты, задача которых — следить за сбросами танкеров. Высокотехнологичное и эффективное решение проблемы сбросов нашли в Швеции — емкости каждого танкера метят особыми изотопами, поэтому ученые, анализирующие нефтяные пятна, всегда могут установить, с какого конкретно судна был произведен сброс.

По инициативе ООН было подписано немало важных международных соглашений, регламентирующих использование ресурсов Мирового океана, нефтедобычи и пр. Пожалуй, наибольшую известность получила Конвенция ООН по морскому праву, подписанная в 1982 году большинством стран. Существуют также различные мировые и региональные конвенции: Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов от 1972 года, Международная конвенция об учреждении международного фонда для компенсации ущерба от загрязнения нефтью 1971 и 1974 годов, Международная конвенция об ответственности и компенсации за ущерб в связи с перевозкой морем опасных и вредных веществ от 1996 года и другие.

Борьба с загрязнением Мирового океана в России

В России вопросы загрязнения вод решаются на законодательном уровне Министерством здравоохранения, Министерством рыбного хозяйства, Министерством геологии и Государственным комитетом по гидрометеорологии и контролю природной среды. Для решения практических задач к работе привлечено 200 институтов, лабораторий и научных объединений. Активно ведется работа по созданию очистных сооружений: за последние годы было введено в эксплуатацию около 5000 очистных станций.

Огромную работу проделывают и природоохранные организации, такие как Гринпис, WWF и другие. К примеру, у WWF есть морская программа, цель которой — сохранение биологического разнообразия российских морей. В нашей стране это особенно актуально, так как под российской юрисдикцией находится примерно пятая часть Мирового океана.

Каждый год в Мировой океан сбрасывается в общей сложности около 15 миллиардов тонн загрязняющих веществ. И каждый из нас вносит свой, пусть и относительно небольшой, вклад в загрязнение моря. Одна пластиковая бутылка, оставленная на пляже, или одна капля химического моющего средства, оказавшегося в канализации, кажутся мелочью. Но именно из таких «мелочей» состоят исполинские мусорные острова. Чистота Мирового океана — эта наша общая ответственность.

Источник: www.kp.ru

ГИДРОСФЕРА

 

ПЛАН ЛЕКЦИИ

Введение

1. Особенности загрязнения морских вод нефтью

2. Особенности загрязнения морей и океанов тяжелыми металлами

 

Введение

Моря и океаны играют решающую роль в сохранении среды обитания, влияют на климат Земли и обеспечивают баланс ее экологической системы. В настоящее время водное пространство стало вместилищем разнообразных отходов. В результате сброса в реки, а затем и в океан сточных вод различных промышленных предприятий, стока их с обработанных химикатами полей и лесов и потерь жидкого топлива при перевозках танкерами постоянно возрастает загрязнение океанов и морей такими вредными для жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы и др.

Токсические вещества, в частности окись углерода, двуокись серы, попадают в морскую воду через атмосферу. Например, ежегодно в Мировой океан вместе с дождем поступают 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух вместе с выхлопными газами от силовых установок транспортных систем. Под влиянием течений загрязнения очень быстро распространяются по водному пространству. Все указанное приводит к тому, что поля загрязнений формируются наиболее интенсивно в прибрежных водах крупных промышленных центров, в районах нефтедобычи и интенсивного судоходства, а также в устьях полноводных рек.

Накопленные многолетние данные о влиянии распространения в океане загрязняющих веществ на морские организмы и человека показывают, что наиболее опасными с точки зрения их воздействия на природные экосистемы являются углеводороды, т.е. сырая нефть, нефтепродукты, а также хлорированные углеводороды (например, пестициды), токсичные металлы и радиоактивные вещества.

Различают три группы источников загрязнения Мирового океана:

— морские — военные корабли, суда различного назначения и другие установки и устройства, эксплуатируемые в морской среде;

— трубопроводы — установки и устройства, используемые при разведке и разработке природных ресурсов морского дна и его недр;

— наземные — реки, озера и другие водные системы, куда загрязняющие вещества попадают с грунтовыми водами, а также в результате сбросов сточных и нагретых вод с различных береговых объектов, захоронений радиоактивных отходов и других особо вредных веществ;

— атмосферные — различные промышленные предприятия, транспортные средства и другие объекты, откуда могут происходить выбросы в атмосферу вредных газообразных отходов.

Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов от 29 декабря 1972 г. полностью запрещает сброс:

— органогалогенных соединений;

— ртути и соединений на ее основе;

— кадмия и кадмиевых соединений;

— изделий из устойчивых пластмасс и других устойчивых синтетических материалов (например, сетей и тросов), которые могут всплывать или оставаться во взвешенном состоянии в морской воде таким образом, что будут существенно мешать рыболовству, судоходству или другому законному использованию моря;

— сырой и топливной нефти, тяжелого дизельного топлива и смазочного масла, гидравлических жидкостей, а также смесей, содержащих эти вещества;

— радиоактивных веществ с высоким уровнем радиации по заключению Международного агентства по атомной энергии, как непригодных для сброса в море с точки зрения здравоохранения, биологической безопасности и по другим причинам;

— материалов в какой бы то ни было форме (твердые вещества, жидкости, полужидкости, вещества в газообразном состоянии или живые организмы), изготовленных для ведения биологической или химической войны.

Это не распространяется на сбросы отходов или других материалов, содержащих перечисленные вещества в незначительных количествах, например сточные и отстойные воды, грунт от землечерпальных работ, а также на вещества, которые можно быстро обезвредить физическими, химическими или биологическими процессами при условии, что образованные соединения не влияют отрицательно на вкус съедобных морских организмов, а также не создают угрозы здоровью человека или домашних животных.

 

1. Особенности загрязнения морских вод нефтью

К числу наиболее распространенных и вредных загрязняющих веществ относятся нефть, ежегодное поступление которой в моря и океаны, по данным ООН, достигает 6…7 млн т. Ожидается дальнейший рост загрязнений нефтью из-за постоянного увеличения объема ее добычи, особенно с континентального шельфа.

Нефтепродукты попадают в морскую воду непосредственно в результате аварий и сбросов или выноса речными и ливневыми стоками и грунтовыми водами, а также из атмосферы, главным образом в составе атмосферных осадков. Первый канал поступления приводит к локальным или региональным загрязнениям морской среды, а второй — к глобальным.

Одним из основных источников нефтяных загрязнений морской среды является морской транспорт, прежде всего танкерный. В мире задействован гигантский танкерный флот общей вместимостью более 120 млн. брутто-регистровых тонн — это свыше трети вместимости всех морских транспортных средств. Сейчас плавают 230 судов грузоподъемностью от 200 до 700 тыс. т каждое. Но это представляет колоссальную потенциальную опасность для вод Мирового океана. По известным данным, из-за аварий на танкерах в моря и океаны поступает примерно 5 % всей перевозимой нефти. Подсчитано, что если 200 тыс. т нефти попадет в Балтийское море, то оно будет превращено в биологическую пустыню.

Огромное количество нефти попадает в море в результате сброса с судов промывочных, балластных и льяльных (трюмных) вод, а также потерь при погрузке и разгрузке танкеров. По этим причинам в морях и океанах ежегодно оказывается около 3 млн т нефти. При этом в основном загрязняются территории портов, припортовые акватории, прибрежные районы и районы интенсивного судоходства.

В начале третьего тысячелетия подводные скважины будут давать 50 % добываемой в мире нефти. При морской нефтедобыче возможно загрязнение морской среды вследствие аварий, а также мелких утечек нефти (оцениваемых в 0,1 млн т ежегодно). Очевидно, что этот источник представляет огромную потенциальную опасность и его роль в формировании нефтяных загрязнений морей и океанов со временем будет увеличиваться.

Источником нефтяных загрязнений вод являются береговая промышленность, и в первую очередь нефтеперерабатывающие заводы. Хотя сточные воды промышленных предприятий очищаются, полной очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов достичь не удается.

Большое количество нефтепродуктов попадает в океанические бассейны из атмосферы. Например, двигатели внутреннего сгорания, которыми оснащены различные транспортные средства, выбрасывают в воздух в год более 50 млн т различных углеводородов.

Кроме техногенных источников, имеются и природные. Естественные выходы нефти образуются в местах ее просачивания из нефтеносных слоев через земную кору. Такие выходы известны у берегов Южной Калифорнии, в Мексиканском и Персидском заливах, Карибском море. Скорость поступления нефти из естественных выходов обычно невелика, поэтому таким образом в моря и океаны попадает сравнительно небольшое количество нефтяных углеводородов, а основную массу загрязнений Мирового океана (более 90 %) поставляют источники антропогенного происхождения.

Поля нефтяных загрязнений, формирующие локальные зоны, остаются устойчивыми во времени, поэтому в их распространении огромную роль играют океанические циркуляции. Именно они переносят нефтяные загрязнения в наиболее чистые районы Мирового океана, в том числе и в Северный Ледовитый океан.

Поступившие в воду нефтепродукты деградируют в результате химического, фотохимического и бактериального разложения, а также деятельности некоторых морских организмов и высших растений. Однако «процесс» естественной нейтрализации нефтепродуктов достаточно длителен и может составлять от одного до нескольких месяцев.

Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов:

— прямую «нефть в воде» и

— обратную «вода в нефти».

Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефти, содержащей поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно. Однако наибольшую опасность по своим последствиям представляют нефтяные пленки, образующиеся на водной поверхности и уменьшающие теплопроводность и теплоемкость верхнего водного слоя. Поэтому наличие нефтяной пленки сказывается на процессе испарения. Так, на спокойной воде из-за тонкого слоя нефти испарение уменьшается в 1,5 раза, а при скорости ветра до 6…8 м/с — на 60 %, так как пленки служат барьером для молекул воды и снижают аэродинамическую шероховатость водной поверхности. Экспериментально установлено, что за 1 ч с поверхности океана в одну квадратную милю при наличии нефтяной пленки испаряется 45 т воды, в то время как при отсутствии пленки — 97 т. Замедление процесса испарения приводит к тому, что воздушные массы, движущиеся над океаном, слабее насыщаются водяным паром.

В естественных условиях через границу раздела атмосфера — водная поверхность непрерывно происходит обмен кислородом и углекислым газом, интенсивность которого при наличии нефтяной пленки сильно уменьшается. При определенных условиях нефтяные пленки понижают температуру поверхностного слоя воды (не ниже +4°С), что приводит к повышению ее плотности, и в результате верхний слой воды погружается в глубину, занося туда нефтяное загрязнение. В мелководных бассейнах поверхностные загрязненные слои могут опускаться на дно и образовывать придонные воды, содержащие значительное количество нефти. Особенно вероятно образование таких загрязненных придонных слоев в период осеннего охлаждения вод.

Таким образом, нефтяные пленки являются тем техногенным фактором, который влияет на формирование и протекание гидрологических и гидрохимических процессов в поверхностных слоях воды морей и океанов.

Нефтяные загрязнения воздействуют и на живые организмы, экранируя солнечное излучение и замедляя обновление кислорода в воде. В результате перестает размножаться планктон — основной продукт питания морских обитателей. Толстые нефтяные пленки нередко становятся причиной гибели морских птиц.

Нефть отрицательно влияет на физиологические процессы, протекающие в живых организмах, вызывает патологические изменения в тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата, нервной системы. Нефть — своего рода наркотик для морских обитателей. Замечено, что некоторые рыбы, «хлебнув» однажды нефти, уже не стремятся покинуть отравленную зону. Кроме того, она отрицательно влияет на вкусовые качества мяса морских обитателей.

Нефтяное загрязнение — грозный фактор, влияющий на жизнь всего Мирового океана. Особенно опасно загрязнение высокоширотных вод, где из-за низкой температуры нефтепродукты практически не разлагаются и как бы «консервируются» льдами, поэтому нефтяное загрязнение может нанести серьезный ущерб окружающей среде Арктики и Антарктики.

 

2. Особенности загрязнения морей и океанов тяжелыми металлами

 

В условиях активной антропогенной деятельности загрязнение океанических вод тяжелыми металлами стало особо острой проблемой. Группа тяжелых металлов плотностью выше 4,5 г/см3 объединяет более 30 элементов Периодической системы. Эти металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание тяжелых металлов и их соединений в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий, так как они сохраняют токсичность бесконечно долго. Например, ртутьсодержащие соединения (особенно метилртуть) — сильнейшие яды, действующие на нервную систему, представляют угрозу для жизни всего живого. В 50-60-е гг. XX в. в районе бухты Миномата (Япония) было зарегистрировано массовое отравление, жертвами которого стали десятки тысяч человек, употреблявших в пищу зараженную рыбу. Причиной заражения было предприятие, сбрасывающее ртуть в воду залива.

В Мировой океан в год поступает до 2 млн т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря. Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, до 30 % всей ртути и 50 % свинца, поступающие в океан ежегодно, переносится через атмосферу. Попав в морскую воду, тяжелые металлы концентрируются главным образом в поверхностной пленке, в придонном осадке и в биоте, тогда как в самой воде они остаются лишь в сравнительно небольших концентрациях. Здесь особо значима поверхностная пленка, которая обычно простирается на глубину 50…500 мкм. Именно в данной области протекают все равновесные процессы массообмена между водой и атмосферой.

Активность накопления различных веществ в живых организмах из окружающей среды выражается соответствующими коэффициентами. Так, отношение содержания вещества в тканях гидробионтов (обитателей водной среды) к концентрации его в воде называется коэффициентом накопления. Например, в дафниях коэффициент накопления метилртути — 4 тыс., в планктоне коэффициент накопления свинца 12 тыс., кобальта — 16 тыс., а меди -90 тыс. Исследователи говорят, что для любого химического элемента найдется, по крайней мере, один вид планктона, способный его концентрировать.

Большие количества тяжелых металлов сосредоточиваются в донных осадках. Это подтверждается тем, что концентрация металлов в осадке может быть на несколько порядков выше, чем в воде.

Установлено, что естественные возможности нейтрализации загрязнений в океане практически исчерпаны. Общая оценка состояния океана более тревожная, чем оценка состояния атмосферы. Это объясняется тем, что эффект воздействия загрязнений в атмосфере, как правило, не превышает 10 % естественных значений и колебаний, а в океане из-за антропогенного влияния биопродуктивность отдельных сообществ в обширных районах может уменьшиться на 25…30 %.

Поэтому для поддержания экологического баланса морских пространств нашей планеты очень важны нормы современного международного права, которые носят преимущественно координационный характер. Объективная необходимость международного сотрудничества определяется рядом факторов.

Природная среда едина и неделима, изменения ее состояния нельзя ограничить каким-либо определенным пространством. Ни одно государство, каким бы экономическим и научно-техническим потенциалом оно ни обладало, не может решить все проблемы, связанные с сохранением и улучшением состояния окружающей среды. Международная специализация и координирование в науке и технике могут ускорить создание малоотходных технологических процессов и эффективных противозагрязняющих устройств.

Все морские пространства подразделяются в зависимости от пределов распространения государственного суверенитета на две группы:

1. Находящиеся под суверенитетом государства (национальная территория), где государство осуществляет свою юрисдикцию;

2. Расположенные за пределами государственной территории районы открытого моря.

Для последних устанавливаются международно-правовые экологические нормы, эффективность которых во многом обусловлена соблюдением государствами обязательств, взятых ими по международным договорам по защите морских экосистем от загрязнений в процессе любой их деятельности в Мировом океане. Указанные нормы можно сгруппировать в следующие четыре пакета:

• регулирующие общие вопросы сотрудничества государств по защите морских экосистем от загрязнения, например Конвенция ООН по морскому праву 1982 г. (ч 12),

• содержащие категорическую формулу о запрете загрязнения морских систем конкретными токсичными веществами, представляющими особую опасность для Мирового океана, например Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 г., Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973/78 г. и др. ,

• устанавливающие запрет на загрязнение морских экосистем определенных районов Мирового океана, например Соглашение о сотрудничестве в борьбе с загрязнением Северного, Балтийского, Средиземного и других морей,

• включенные в многосторонние международные договоры универсального и регионального характера, которыми регламентирована противоправность радиоактивного загрязнения морских экосистем непосредственно в связи с деятельностью вооруженных сил государств в Мировом океане, например ст. 5 Договора об Антарктике (1959 г.), которая устанавливает запрет на сброс с военных кораблей радиоактивных отходов любой степени активности в районе южнее 60° с.ш.

 

Источник: icolog.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.