Нафтове забруднення Світового океану
Нафтове забруднення Світового океану, безсумнівно, є саме розповсюджене явище. Від 2 до 4% водяної поверхні Тихого і Атлантичного океанів постійно покрито нафтовою плівкою. У морські води щорічно надходить до 6 млн. Т нафтових вуглеводнів. Майже половина цієї кількості зв'язана з транспортуванням і розробкою родовищ на шельфі. Континентальна нафтове забруднення надходить у океан через річковий стік.
Річки світу щорічно виносять у морські й океанічні води більш 1,8 млн. Т нафтопродуктів.
У морі нафтове забруднення має різні форми. Воно може бути плівкою покривати поверхню води, а при розливах товщина нафтового покриття спочатку може складати кілька сантиметрів.
З плином часу утворюється емульсія нафти в воді чи води в нафті. Пізніше виникають грудочки важкої фракції нафти, нафтові агрегати, що здатні довго плавати на поверхні моря. До грудочок, що плавають, мазута прикріплюються різні дрібні тварини, якими охоче харчуються риби і вусаті кити. Разом з ними вони заковтують і нафту. Одні риби від цього гинуть, інші наскрізь просочуються нафтою і стають непридатними для вживання в їжу через неприємний запах і смак.
Вплив нафти на флору і фауну.
Всі компоненти нафти-токсичні для морських організмів. Нафта впливає на структуру співтовариства морських тварин. При нафтовому забрудненні змінюється співвідношення видів і зменшується їхня розмаїтість. Так, рясно розвиваються мікроорганізми, що харчуються нафтовими вуглеводнями, а біомаса тих мікроорганізмів отрутна для багатьох морських мешканців. Доведено, що дуже небезпечно тривалий хронічний вплив навіть невеликих концентрацій нафти. При цьому поступово падає первинна біологічна продуктивність моря. У нафти є ще одна неприємна побічна властивість. Її вуглеводні здатні розчиняти в собі ряд інших забруднюючих речовин, таких, як пестициди, важкі метали, які разом з нафтою концентруються в поверхневому шарі і ще більш отруюють його. Ароматична фракція нафти містить речовини мутагенної і канцерогенної природи, наприклад бензпірен. Зараз отримані численні докази наявності мутагенних ефектів забрудненості морського середовища. Бензпирен активно циркулює по морських харчових ланцюгам і попадає в їжу людей.
Найбільші кількості нафти зосереджені в тонкому приповерхневому шарі морської води, що грає особливо важливу роль для різних сторін життя океану. У ньому зосереджена безліч організмів, цей шар відіграє роль "дитячого саду" для багатьох популяцій. Поверхневі нафтові плівки порушують газообмін між атмосферою і океаном. Змінюються процеси розчинення і виділення кисню, вуглекислого газу, теплообміну, міняється відбивна здатність (альбедо) морської води.
Найбільше страждають від нафти птиці, особливо коли забруднюються прибережні води. Нафта склеює пір'я, воно втрачає теплоізоляційні властивості, і, крім того, птах, забруднити в нафті, не може плавати. Птахи замерзають і тонуть. Навіть чистка пір'я розчинниками не дозволяє врятувати всіх постраждалих. Решта мешканців моря страждають менше. Численні дослідження показали, що нафта, що потрапила в море, не створює ні постійної, ні довготривалої небезпеки для живуть у воді організмів і не накопичує в них, так що її потрапляння в людини по харчовому ланцюгу виключено. За останніми даними, значної шкоди флорі і фауні може бути нанесений тільки в окремих випадках. Наприклад, набагато небезпечніше сирої нафти виготовлені з неї нефтепродукти- бензин, дизельне паливо і так далі. Небезпечні високі концентрації нафти на літоралі (приливно-відливної зоні), особливо на піщаному березі цих випадках концентрації нафти довго залишається високою, і вона завдає багато шкоди. Але на щастя такі випадки рідкісні. Зазвичай при катастрофах танкерів нафту швидко розходиться воді, розбавляється, починається її розкладання. Показано, що вуглеводні нафти можуть без шкоди для морських організмів проходити через їх травний тракт і навіть через тканини: такі досліди проводилися з крабами, двостулковими молюсками, різними видами дрібної риби, і ніяких шкідливих наслідків для піддослідних тварин не було виявлено.
Способи потрапляння нафти в воду.
Нафта знищує все. Громадськість обгрунтовано приділяє велику увагу катастроф танкерів, але не можна забувати, що і сама природа забруднює моря нафтою. За поширеною теорії нафту, можна сказати, зародилася в море. Так, вважають. що вона виникла із залишків міріад найдрібніших морських організмів, після загибелі осіли на дно і похованих пізнішими геологічними відкладеннями. Зараз дитя загрожує життю матері. Використання нафти людиною, її видобуток в море і перевезення по морю- все це часто розглядається як смертельна небезпека для Світового океану.
Але якими шляхами нафта потрапляє в море? Що з нею там відбувається. як вона діє на флору і фауну? Які зусилля докладаються урядами і нафтовими концернами для того, щоб скоротити забруднення моря нафтою? У 1978 р
в світі було близько 4 тис. танкерів, і вони перевезли по морю приблизно 1700 млн.т нафти (близько 60% світового споживання нафти). Зараз приблизно 450млн.т сирої нафти (15% світового видобутку на рік) надходить з родовищ, що знаходяться під морським дном. Зараз за рік добувається з моря і перевозиться по ньому більше 2 млрд.т нафти. За оцінками Національної академії наук США, з цієї кількості в море потрапляє 1,6млн.т, або одна тисяча трьохсот частину. Але ці 1,6млн.т складають лише 26% тієї нафти, яка в сумі потрапляє за рік в море. Решта нафти, приблизно три чверті загального забруднення, надходить з судів судів-суховантажів (лляні води, залишки пально-мастильних матеріалів, випадково чи навмисно скидаються в море), з природних джерел, а більше за все-з міст, особливо з підприємств, розташованих на узбережжі або на річках, що впадають в море. Долю нафти, що потрапила в море, неможливо описати в усіх подробицях, по-перше, мінеральні масла, що потрапляють в море, мають різний склад і різні властивості; по-друге, в море на них діють різні фактори: вітер різної сили і напрямків, хвилі, температура повітря і води. Важливо і те, чи багато нафти потрапило в море. Складні взаємодії цих факторів ще не вивчені в усій повноті. Коли поблизу берега терпить аварію танкер, гинуть морські птахи: нафта склеює їх пір'я. Страждають прибережна фауна і флора, пляжі, а скелі покриваються важко видаляється шаром в'язкої нафти. Якщо ж нафту викидається у відкрите море, наслідки бувають зовсім іншими. Значні маси нафти можуть зникнути, не дійшовши до берега. У протоці Санта-Барбора у Каліфорнії вже багато століть в море просочується з тріщин і ущелин в морському дні щорічно 3000 т нафти, проте забруднення біля берегів не спостерігається. Порівняно швидке поглинання нафти пояснюється кількома причинами. Нафта випаровується. Бензин повністю випаровується з поверхні води за шість годин. За добу випаровується не менше 10% сирої нафти, а приблизно за 20 днів -50% .Але більш важкі нафтопродукти майже не випаровуються. Нафта розбивається на дрібні крапельки. Сильне хвилювання моря сприяє утворенню емульсії нафти в воді і води в нафти. При цьому суцільний килим нафти розривається, перетворюється на дрібні крапельки, плаваючі в товщі води. Нафта розчиняється. В її складі є речовини, розчинні у воді, хоча їх частка, в загальному невелика. Нафта, зникла завдяки цим явищам з поверхні моря, піддається повільним процесам, провідним до її розкладанню, біологічним, хімічним і механічним. Чималу роль грає біологічне розкладання. Відомо більше ста видів бактерій, грибків, водоростей і губок, здатні перетворювати вуглеводні нафти на двоокис вуглецю і воду. У сприятливих умовах, завдяки діяльності цих організмів на квадратному метрі за добу при температурі 20-30град. розкладається від 0,02 до 2 г нафти. Легкі фракції вуглеводнів розпадаються за кілька місяців, але грудки бітуму зникають лише через кілька років. Йде фотохимическая реакція. Під дією сонячного світла вуглеводні нафти окислюються киснем повітря, утворюючи нешкідливі, розчинні у воді речовини. Важкі залишки нафти можуть тонути. Так, ті ж грудки бітуму можуть так щільно заселятися дрібними сидячими морськими організмами, що через деякий час опускаються на дно. Грає роль і механічне розкладання. Згодом грудки бітуму стають ламкими і розвалюються на шматки.
Способи боротьби з розливом нафти.
Як вже говорилося, доля нафти, що потрапила в море біля берега і далеко від берегів, різна. При катастрофі у відкритому морі не потрібно яких-небудь заходів по боротьбі з нафтою. Там її шар, як правило, швидко розбивається хвилями і вітром, а потім піддається природним процесам розкладу. Інша справа розлив нафти поблизу берегів. Тут треба діяти швидко, від цього залежить успіх вжитих заходів. Головне - дослідне і ефективне керівництво всіма заходами по боротьбі з лихом, але результат буде залежати також від географічних і метеорологічних умов на місці катастрофи. Наскільки це можливо, вантаж з потерпілого аварію танкера намагаються перекачати на інші судна, щоб запобігти або хоча б зменшити забруднення моря. Якщо на морі штиль або хвилювання невелике, аварійний танкер оточують загородками (бонами) з плаваючих надутих повітрям шлангів, які перешкоджають подальшому поширенню нафтової плями і дозволяють вичерпати або зібрати насосами пролилася нафту. Існує цілий ряд ефективних технічних систем для збору нафти, що розлилася, але вони можуть працювати при відносно спокійному морі. Різні фірми і державні підприємства країн світу розробляють системи, які можна застосовувати і в штормову погоду. Дії цих механічних систем допомагають - хімічні засоби діпергатори. Вони підсилюють дії вітру і хвиль на шар нафти. Обприскуючи його диспергаторами, можна домогтися поділу суцільного шару на дрібні краплі, які незабаром зникають з поверхні. Цим усувається небезпека для птахів і вірогідність забруднення пляжів. Крім того, диспергатори прискорюють біологічне розкладання нафти, тому що численні дрібні крапельки представляють бактеріям величезну поверхню для заселення і впливу. Правда, біологи побоюються, що поглинання таких крапельок дрібними морськими організмами приносить останнім шкода. Але це питання потребує подальшого вивчення. Намагаються також спалювати нафту, що розлилася або засипати її вапном, піском і іншими речовинами, захоплюючими її і занурюють разом з нею на дно. Але успіх цих методів поки обмежений.
Волзький політехнічний інститут активно проводить дослідження, мета яких запобігання та ліквідація можливих нафтових забруднень.
Розроблені технології можуть бути використані для локалізації нафтової плями на водній поверхні (бонові загородження), його ефективного видалення (сорбенти ЕкоДС-1), а також розкладання залишків нафтопродуктів з використанням мікроорганізмів.
Виділені з природних джерел штами бактерій, мікроскопічних грибів здатні в найкоротші терміни (3-4 тижні) окислити вуглеводні нафти до компонентів (карбонових кислот і вуглекислого газу), які не становлять небезпеки для навколишнього середовища.
Мікроорганізми, редуцирующие нафто-продукти, культивовані з використанням нафтової сировини Волгоградської області і тому можуть бути рекомендовані до застосування при ліквідації нафтових забруднень на природних і промислових об'єктах нашого регіону.
В даний час розробляється метод очищення води за допомогою магнітів.