Биологические и физические изменения, обусловленные загрязнением гидросферы нефтью

Как нефть попадает в море?

Пока это ещё не случилось. Но в любой момент у берегов Германии может  
потерпеть аварию один из супертанкеров. Такая катастрофа приведет к  
тому, что все живое в воде и на берегу будет задушено нефтяным ковром  
или химикатами. Опасность “нефтяной чумы” нигде так невелика, как в  
районе между Эльбой и Темзой. На этот участок, где ежегодно провозится  
около полумиллиарда тонн сырой нефти и нефтепродуктов, приходится 50% случае всех столкновений судов водоизмещением свыше 500 регистровых  тонн. Угрожают морю и тысячи километров трубопроводов, по которым  течет нефть. Бывают и аварии на буровых платформах. Чтобы показать, какие последствия для Германии может вызвать крупная авария танкера в Северном море, специалисты по охране среды подробно изучили случай, когда огромный танкер “Торри Кэнъон” разбился на скалистом побережье Корнуолла. Это произошло 18 марта    г. для уничтожения кувейтской нефти, пролившейся в море и на берег, применили так называемые диспергаторы химических соединений, разбивающие сплошной слой нефти на мелкие капли. Катастрофа погубила мелких обитателей побережья - улиток, морских желудей, от склеивания нефтью перьев погибли тысячи чаек. Прошло два года, пока живой мир побережья в тех местах, где нефть выбросило на берет, хоть чуть-чуть восстановился. А там, где применяли диспергаторы, до восстановления флоры и фауны прошло десятилетие: противоядие оказалось хуже яда. Если нефть покроет пологие болотистые берега юго-восточной части Северного моря, последствия будут гораздо хуже. Этот отрезок берега от датского Эсбьерга до голландского Хелдера-уникальный район Мирового океана. На илистых отмелях и в узких проходах между ними обитает множеств мелких морских животных. Здесь гнездятся и находят себе пищу миллионы морских птиц, нерестятся различные виды рыб, здесь перед выходом в открытое море откармливается их молодь. Нефть уничтожает всё.  
Общественность обоснованно уделяет большое внимание катастрофам  
танкеров, но нельзя забывать, что и сама природа загрязняет моря нефтью. По распространенной теории нефть, можно сказать, зародилась в море. Так, считают, что она возникла из остатков мириад мельчайших морских организмов, после гибели осевших на дно и погребённых позднейшими геологическими отложениями. Сейчас дитя угрожает жизни матери.

  Использование нефти человеком, её добыча в море и перевозка по морю - всё это часто рассматривается как смертельная опасность для Мирового океана. Но какими путями нефть попадает в море? Что с ней там происходит, как она действует на флору и фауну? Какие усилия предпринимаются правительствами и нефтяными концернами для того, чтобы сократить загрязнение моря нефтью? В 1978 г.в мире было около 4 тыс. танкеров, и они перевезли по морю примерно 1700 млн.т нефти (около 60% мирового потребления нефти). Сейчас приблизительно 450 млн.т сырой нефти (15%мировой добычи в год) поступает из месторождений, находящихся под морским дном. Сейчас за год добывается из моря и перевозится по нему более 2 млрд.т. нефти. По оценкам Национальной академии наук США, из этого количества в море попадает 1,6 млн.т, или одна тысяча трехсотая часть. Но эти 1,6 млн.т составляют лишь 26%той нефти, которая в сумме попадает за год в море. Остальная нефть, примерно три четверти общего загрязнения, поступает с судов судов-сухогрузов (льяные воды, остатки горючесмазочных материалов, случайно или намеренно сбрасываемые в море), из природных источников, а больше всего - из городов, особенно с  
предприятий, расположенных на побережье или на реках, впадающих в море. Судьбу нефти, попавшей в море, невозможно описать во всех подробностях. Во-первых, минеральные масла, попадающие в море, имеют разный состав и разные свойства; во-вторых, в море на них действуют разные факторы: ветер  
различной силы и направлений, волны, температура воздуха и воды. Важно и  
то, много ли нефти попало в море. Сложные взаимодействия этих факторов  
ещё не изучены во всей полноте. Когда вблизи берега терпит аварию  
танкер, гибнут морские птицы: нефть склеивает их перья. Страдают  
прибрежная фауна и флора, пляжи, а скалы покрываются трудно удаляемым  
слоем вязкой нефти. Если же нефть выбрасывается в открытое  
море, последствия бывают совершенно иными. Значительные массы нефти  
могут исчезнуть, не дойдя до берега. Например, при уже упоминавшейся  
аварии танкера “Торри Кэньон” из груза сырой нефти в 120  
тыс.т 60-70 тыс. т частично уничтожены благодаря быстро принятым мерам, частично оказались выброшены на берег Англии и Франции. В проливе Санта-Барбара у Калифорнии уже многие века в море просачивается из трещин и расселин в морском дне ежегодно т нефти. Однако загрязнения у  
берегов не наблюдается. Сравнительно быстрое поглощение нефти объясняется несколькими причинами. Нефть испаряется. Бензин полностью испаряется с поверхности воды за шесть часов. За сутки испаряется не менее 10% сырой нефти, а примерно за 20 дней -50%. Но более тяжелые нефтепродукты почти не испаряются. Нефть эмулъгируется и диспергируется, то есть разбивается на мелкие капельки. Сильное волнение моря способствует образованию эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При этом сплошной ковёр нефти разрывается, превращается в мелкие капельки, плавающие в толще воды. Нефть растворяется. В её составе имеются вещества, растворимые в воде, хотя их доля в общем невелика. Нефть, исчезнувшая благодаря этим явлениям с поверхности  
моря, подвергается медленным процессам, ведущим к её разложению ,- биологическим, химическим и механическим. Немалую роль играет биологическое разложение. Известно более ста видов бактерий, грибков, водорослей и губок, способные превращать углеводороды нефти в двуокись углерода и воду. В благоприятных условиях благодаря деятельности этих организмов на квадратном метре за сутки при температуре 20-З0 градусов разлагается от 0,2 до 2 г нефти. Легкие фракции углеводородов распадаются за несколько месяцев, но комки битума исчезают лишь через несколько лет. Идет фотохимическая реакция. Под действием солнечного света углеводороды нефти окисляются кислородом воздуха, образуя безвредные, растворимые в воде вещества. Тяжелые остатки нефти могут тонуть. Так, те же комки битума могут так плотно заселяться мелкими сидячими морскими организмами, что через  
некоторое время опускаются на дно. Играет роль и механическое.  
разложение. Со временем комки битума становятся ломкими и  
разваливаются на куски. Больше всего страдают от нефти птицы, особенно когда загрязняются прибрежные воды. Опасны высокие концентрации нефти на приливно-отливной зоне, особенно на песчаном берегу этих случаях концентрации нефти долго остается высокой, и она наносит много вреда. Но, к счастью такие случаи редки. Обычно при катастрофах танкеров нефть быстро расходится воде, разбавляется, начинается её разложение. Показано, что углеводороды нефти могут без вреда для морских организмов проходить через их пищеварительный тракт и даже через ткани: такие опыты проводились с крабами, двустворчатыми моллюсками, разными видами мелкой рыбы и никаких вредных последствий для подопытных животных не было обнаружено.

Как собрать разлившуюся нефть?

  Как уже говорилось, судьба нефти, попавшей в море у берега и вдали от берегов, различна. При катастрофе в открытом море не требуется каких-либо мер по борьбе с нефтью. Там её слой, как правило, быстро разбивается волнами и ветром, а затем подвергается естественным процессам разложения. Другое дело разлив нефти вблизи берегов. Здесь надо действовать быстро, от этого зависит успех принятых мер. Главное - опытное и эффективное руководство всеми мероприятиями по борьбе с бедствием, но результат будет зависеть также от географических и метеорологических условий на месте катастрофы. Насколько это возможно, груз из потерпевшего аварию танкера стараются перекачать на другие судна, чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить загрязнение моря. Если на море штиль или волнение невелико, аварийный танкер окружают загородками (бонами) из плавающих надутых воздухом шлангов, которые препятствуют дальнейшему распространению нефтяного пятна и позволяют вычерпать или собрать насосами пролившуюся нефть. Существует целый ряд эффективных технических систем для сбора разлившейся нефти, но они могут работать при относительно спокойном море. Различные фирмы и государственные предприятия Германии и других стран мира разрабатывают системы, которые можно применять и в штормовую погоду. Действию этих механических систем помогают химические средства диспергаторы. Они усиливают действия ветра и волн на слой нефти. Опрыскивая его диспергаторами, можно добиться разделения сплошного слоя на мелкие капли, которые вскоре исчезают с поверхности. Этим устраняется опасность для птиц и вероятность загрязнения пляжей. Кроме того, диспергаторы ускоряют биологическое разложение нефти, так как многочисленные мельчайшие капельки представляют бактериям огромную поверхность для заселения и воздействия. Правда, биологи опасаются, что поглощение таких капелек мелкими морскими организмами приносит последним вред. Но этот вопрос нуждается в дальнейшем изучении. Пытаются также сжигать разлившуюся нефть или засыпать её известью, песком и другими  веществами, захватывающими её и погружающими вместе с ней на дно. Но успех этих методов пока ограничен.

 
 Охрана морей и океанов 

Наиболее серьезной проблемой морей и океанов в нашем столетии является загрязнение нефтью, последствия которого губительны для всей жизни на Земле. Поэтому в 1954 году в Лондоне прошла международная конференция, ставившаяся целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. На ней была принята конвенция, определяющая обязанности государств в этой области. Позже в 1958 году в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, о территориальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами и другими вредными веществами. Прошедшая в 1973 году в Лондоне конференция приняла документы по предотвращению загрязнения с судов. Согласно принятой конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном положении и не наносят  ущерб  морю. Соответствие   сертификатам   проверяется инспекцией при заходе в порт.

Запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Для очистки и 
обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, 
созданы электрохимические установки. Институт океанологии РАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров, полностью исключающий попадание нефти в акваторию. Он заключатся в добавлении к промывной воде нескольких поверхностно-активных веществ (препарат МЛ), что позволяет осуществить на самом судне очистку без сброса загрязненной воды или остатков нефти, которую можно впоследствии регенерировать для 
дальнейшего использования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т 
нефти. 
 В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции 
нефтеналивных судов. Многие современные танкеры имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая 
оболочка. 
 Капитаны судов обязаны фиксировать в специальных журналах сведения обо всех грузовых операциях с нефтью и нефтепродуктами, отмечать место и время сдачи или слива с судна загрязненных сточных вод. 
 Для систематической очистки акваторий от случайных разливов применяются плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения растекания нефти используются физико-химические методы. 
 Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться вторично в качестве сорбента. Такие препараты очень 
удобны из-за простоты применения и невысокой стоимости, однако их 
массовое производство пока не налажено. Также существуют сорбирующие 
средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. 
Некоторые из них могут собирать до 90% разлитой нефти. Главное 
требование, которое к ним предъявляется, - это непотопляемость.

  После сбора нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить путем разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Но при этом эти вещества должны быть биологически безопасны.

В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай санге» выпустила реактив ASWW, основной компонент которого - специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью.

  Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.

  Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел американские ученые создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране между корпусами поместили своеобразную штору из этого материала, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно, нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в приготовленную емкость.

Список литературы:

 
1. Гидробиология, М., 1985г. 
2. Биология и экология водных организмов, Л.,1987г. 
3. Константинов А.С. Общая гидробиология, М., 1986г. 
4. Чернова Н.М. Экология, М., 1988г. 
5. Теоретическая экология, М.,1987г. 
6. Бернард Небел «Наука об окружающей среде» (В 2-ух томах), «МИР» М. 1993 
7. «Экология, окружающая среда и человек» Ю.В.Новиков. Издательско-торговый дом «Гранд», Москва, 1998 
8. Радзевич Н.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование природы. – М.: 
     Просвещение, 1986.

9. Наша Планета; Москва; 1985 год.

10. Пьер Агесс; Ключи к экологии; Ленинград; 1982 год.

11. В.З.Черняк; Семь чудес и другие; Москва; 1983 год.

12. Френц Щебек; Вариации на тему одной планеты; 1972 год.

13. Г.Хефлинг. Тревога в 2000 году. Москва. 1990 год.

14. В.В. Плотников. На перекрестках экологии. Москва. 1985 год.