Проблема загрязнения Мирового океана
Нефть и нефтепродукты
Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темнокоричневый цвет и обладающую слабой флуорис ценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифв тических и гидроароматических углеводородов. Основные компо ненты нефти углеводороды 1(до 98%) 0подразделяются на 4 класса: 3а) Парафины (алкены). . 0 1(до 90% от общего состава) 0устой чивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветв ленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают макси мальной летучестью и растворимостью в воде. 3б) Циклопарафины. . 1 ( 30 60% от общего состава) 0насыщен ные циклические соединения с 56 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бицик лические и полициклические соединения этой группы. Эти соеди нения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению. 3в) Ароматические углеводороды. . 1 (20 40% от общего сос 1тава) 0 ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, со держащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопара фины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца ( 1бензол, толуол, ксилол) 0, затем бицик лические ( 1нафталин) 0, полуциклические ( 1пирен). 3г) Олефины (алкены). . 1 (до 10% от общего состава) 0 нена сыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь. Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 180ых 0го дов в океан ежегодно поступало около 16 млн.т. 0нефти, что сос тавляло 10,23% 0мировой 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 1196279 годы 0в результате аварий в морскую среду поступило около 12 млн. т. 0нефти. За 16 последние 130 0лет, начиная с 11964 0года, пробурено около 12000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 11000 и 1350 0промышленных скважин оборудовано. Изза незначительных утечек ежегодно теряется 10,1 млн.т. 0нефти. Большие массы неф ти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 12,0 1млн.т./год 0. Со стоками промышленности ежегодно попадает 10,5 1млн.т. 0нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растека ется в виде пленки, образуя слои различной мощности. Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленка ми сырой нефти составляет 1110% (280 нм), 6070% (400нм). Пленка толщиной 13040 мкм 0полностью полностью поглощает инф ракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую 1"нефть в воде" 0и обратную 1"вода в 1нефти" 0. Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диа метром до 10,5 мкм, 0менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностноактивные вещества. При удалении лету чих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выб расываться на берег и оседать на дно.
Пестициды
Пестициды составляют группу искусственно созданных ве ществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями рас тений. Пестициды делятся на следующие группы: 1инсектициды для борьбы с вредными насекомыми, 1фунгициды и бактерициды 17 для борьбы с бактериальными болезнями растений, 1гербициды против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подры вают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже сто ит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к би ологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителя ми. В настоящее время более 15 млн.т. 0пестицидов поступает на мировой рынок. Около 11,5 млн.т. 0этих веществ уже вошло в сос тав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Про мышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсек тициды делятся на три основных группы: 1хлороорганические, 1фосфороорганические и карбонаты. 0Хлороорганические инсектици ды получают путем хлороирования ароматических и гетероцикли ческих жидких углеводородов. К ним относятся 1ДДТ 0и его произ водные, в молекулах которых устойчивость алифатических и аро матических групп в совместном присутствии возрастает, всевоз можные хлорированные производные хлородиена 1(элдрин). 0Эти ве щества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встре чаются 1полихлорбифенилы 0производные 1ДДТ 0без алифатической части, насчитывающие 1210 0гомологов и изомеров 1. 0За последние 140 0лет использовано более 11,2 млн.т. 0полихлорбифенилов в про изводстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсато ров. Полихлорбифенилы ( 1ПХБ) 0попадают в окружающую среду в ре зультате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в ат мосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах Земнего шара. Так в пробах снега, взятых в Антаркти де, содержание ПБХ составило 1 0,03 1,2 кг./л.
Синтетические поверхностноактивные вещества.
Детергенты (СПАВ) 0относятся к обширной группе веществ, по нижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств ( 1СМС) 0, широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат 1полифосфаты 18 1натрия 0, в которых растворкны детергенты, а также ряд добавоч ных ингредиентов, токсичных для водных организмов: 1ароматизи 1рующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербора 1ты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты 1натрия. 0В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на 1анионоактивные, катионоактив 1ные, амфотерные и неионогенные. 0Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионо активные вещества. На их долю приходится более 150% 0всех про изводимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах про мышленнрсти связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктовхимичес ких технологий, получение полимеров, улучшение условий буре ния нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудова ния. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестици дов.
Соединения с канцерогенными свойствами.
Канцерогенные вещества это химически однородные соедине ния, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать 1канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов 1эмбрионального развития) или мутагенные 0изменения в организ мах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индиви дуального развития и изменению генофонда организмов. К ве ществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся 1хло 1рированные алифатические углеводороды, винилхлорид, 0и особен но, 1полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). . 0Макси мальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана 1(более 100 мкг/км массы сухого вещества) 0обнаружено в тентонически активных зонах, подверженным глубинному терми ческому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде это пиролиз органических веществ при сжи гании различных материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий,цинк, медь, мышь як,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных про 19 мышленных производствах, поэтому,несмотря на очистные мероп риятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов на иболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветрива нии осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 13,5 1тыс.т. 0ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 112 1тыс.т. 0ртути, причем значительная часть антропогенного про ихождения. Около половины годового промышленного производства этого металла ( 1910 тыс.т./год) 0различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концент рация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную 1ме 1тилртуть 0. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 11977 году 0насчи тывалось 12800 0жертв болезни Миномата, причиной которой послу жили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацеталь дегида, на которых в качестве 1катализатора 0 использовалась 1хлористая ртуть. 0Недостаточно очищенные сточные воды предрия тий поступали в залив Минамата. Свиней типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах,почвах, природных водах, атмосфере, живых ор ганизмах. Наконец, свиней 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 атмосфе ру. С континентальной пылью океан получает ( 12030)*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 грун та, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отхо дов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. 20 Объем захоронений составил около 110% 0от всей массы загрязняю щих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дам пинга 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, времен ная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промыш ленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в сред нем содержит ( 1на массу сухого вещества) 3240% 0органических веществ; 10,56% 0азота; 10,44% 0фосфора; 10,155% 0цинка; 10,085% свинца; 10 0, 1001% 0ртути; 10,001% 0кадмия. Во время сброса прохож дении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбирует ся частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновре менно повышаеся мутность воды. Наличие органических веществ чпсто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не едко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоп лению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие бльшого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возни кает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образо вания поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен награнице воздух вода. Загряз няющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулировать ся в тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и дли тельная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, мол люсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видо вой состав данного сообщества. Прм организации системы конт роля за сбросами отходов в море решающее значение имеет опре деление районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объ емов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загряз няющих веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение.
Тепловое загрязнение поверхности водоемрв и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными про изводствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславли вает повышение температуры воды в водоемах на 168 0градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах мо жет достигать 130 кв.км. 0Более устойчивая температурная стра тификация препятствует водообмену поверхностным и донным сло ем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается актив ность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. На основании обобщения материала можно сделать 3вывод 0, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляют ся на индивидуальном и популяционнобиоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упроще нию экосистемы.
Назад На главную страницу
Поддержите сайт, поставте на нас ссылку. | |
| Пример ссылки | Код ссылки |
| Мир химии | |
| Выбрать другой баннер... | |
