Загрязнение атмосферы

   Значительный объем  органических  веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми  стоками.⁶

 

 

 

 

 

Тема III: Загрязнение вод Мирового океана

 

3.1. Нефтяное  загрязнение

 

   Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды ( до 98%) -подразделяются на 4 класса:

 

а) Парафины (алкены) - (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

 
 
б) Циклопарафины - ( 30 - 60% от общего состава) - насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

 
 
в) Ароматические углеводороды - (20 - 40% от общего состава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полуциклические (пирен). 
 

г) Олефины(алкены)-(до10% от общего состава)-ненасыщенные 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 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 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.

Нефтяная  пленка изменяет состав спектра и  интенсивность проникновения в  воду света. Пропускание света тонкими  пленками сырой нефти составляет 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм).Пленка толщиной 30-40 мкм 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 обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.⁷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.Воздействие нефти на животный и растительный мир

 

   Во время выбросов нефти особенно страдают птицы, поскольку нефть пропитывает перья, лишая их как водоотталкивающих, так и теплоизоляционных свойств. Птицы оказываются неспособными ни плавать, ни поддерживать нужную температуру тела. Оценки количества птиц, погибающих при утечке нефти, часто невелики просто потому, что попавшие в беду птицы не попадают в поле зрения наблюдателей. Когда птицы пытаются выбраться из нефти, она облепляет их с ног до головы, лишая возможности видеть и отравляя весь организм.

   Нефть также загрязняет или разрушает природные источники пищи птиц. Особенно страдают ныряющие птицы, поскольку в поисках пищи им приходится многократно нырять сквозь слой нефти на поверхности.

Применение  детергентов оказалось достаточно успешным для очистки от нефти  пляжей, но оно привело к катастрофическим последствиям для морских организмов.

   Мы знаем, что детергенты делают нефть более токсичной для обитателей моря. Смесь нефти с детергентом прилипает на смачиваемые водой поверхности, например на жабры рыб, на которые одна нефть не налипает. Детергенты позволяют нефти проникнуть глубоко в песок и губить те организмы, которые прячутся там в поисках безопасного места.

   После попадания нефти или нефтепродуктов в воду требуется определенное время для исчезновения их следов. Сюда надо включить и время, необходимое для повторного заселения загрязненной зоны теми же и в том же количестве организмами, которые обитали здесь ранее. Если выброс нефти не привел к полной гибели всех местных организмов, то оставшиеся, размножаясь, начинают заполнять свободное пространство, по мере того как исчезает нефть. Сюда же начинают прибывать организмы из соседних областей, либо приплывая, либо переносясь течениями воды (например, личинки), либо выселяясь из соседних колоний (водоросли). Межвидовая конкуренция и хищничество приводят к установлению равновесия между различными группами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Воздействие  пестицидов

 

   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 растении.  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 эоловым и водным путем. Промышленное производство

пестицидов  сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгицидов и гербицидов.

   Синтезированные инсектициды делятся на три основные группы:  хлорорганические, фосфорорганические и карбонаты.

Хлорорганические  инсектициды получают путем хлорирования ароматических и  гетероциклческих жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах  которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные (эллрин). Эти вещества имеют период

полураспада до нескольких десятков лет и очень  устойчивы к биодеградации.  В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров.  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 попадают во все районы Земного шара. 

  Так  в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПХБ составило

0,03 - 1,2   кг/л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Воздействие  СПАВ

 

СПАВ- это синтетические поверхностно - активные вещества.

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающий

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 морскою среду.  СМС содержат полифосфаты натрия,  в которых растворены  детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия). В зависимости от природы и стриктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенные среди СПАВ являются анионо-активные вещества.

    На их долю приходится более 50% всех  производимых в мире СПАВ.  Присутствие СПАВ в сточные водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное 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. Соединения с  канцерогенными свойствами.

Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутогенные изменения в  организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированнию роста,  ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, о6ладающим  канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).  Максимальное количество ПАУ в современных данных осадки

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5. Загрязнение  тяжелыми металлами

 

   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. Около половины годового промышленного производства  этого металла различными путями  попадает  в  океан. Заражение морепродуктов неоднократно  приводило  к ртутному отравлению прибрежного населения.

Свинец- типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах,  природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец,  свинец  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.⁸

 

 

 

 

 

 

 

3.6. Воздействие  демпинга

 

   Демпинг- это сброс отходов в море с целю захоронения.

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. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса.  У выживших рыб,  моллюсков и

ракообразных  сокращается  скорость  роста  за  счет  ухудшения условий

питания и дыхания. Нередко изменяется видовой  состав данного сообщества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7. Воздействие  теплового загрязнения

 

   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.