Влияние нефти и нефтепродуктов на гидробионты

АННОТАЦИЯ

Курсовая работа: 36 с., 2 табл., 23 источника.

Ключевые слова: НЕФТЬ, НЕФТЕПРОДУКТЫ, ГИДРОСФЕРА, ГИДРОБИОНТЫ, МАКРОЗООБЕНТОС, МОРСКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ.

Предмет исследования: нефть и нефтепродукты.

Объект исследования: гидробионты.

Цель работы: составление литературного обзора, содержащего сведения об источниках загрязнения гидросферы нефтью и нефтепродуктами, о воздействиях нефти и нефтепродуктов на гидробионтов и последствиях этого загрязнения.

Метод исследования: ретроспективный обзор литературных данных.

На основании литературных данных можно сделать вывод о том, что к негативному воздействию на водные организмы относятся: влияние нефти, нефтепродуктов и углеводородов.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время  проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) нефтью и нефтепродуктами является актуальной, так как нефть – это главный источник энергии на планете Земля.

Нефть и нефтепродукты  являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0,23 % мировой добычи. Большая часть нефти, загрязняющей моря и океаны, попадает туда не в результате аварий или природных катастроф, а как следствие ординарных операций. Даже в 1979 г. (рекордном по природным катастрофам и авариям) из-за природных бедствий и аварий танкеров в океан попало вдвое меньше нефти, чем в результате поступления туда нефти от двигателей внутреннего сгорания и промышленных предприятий. В период за 1962–1979 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 оборудовано 1000 и 350 промышленных скважин. 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. тонн нефти.

Основная цель курсовой работы – исследовать характер влияния нефти и нефтепродуктов на гидросферу Земли и оценить последствия этого влияния на водные организмы (гидробионты).

Для достижения цели были определены следующие задачи:

1. определить источники загрязнения океана нефтью и нефтепродуктами;
2. описать воздействие нефти и нефтепродуктов на гидросферу и гидробионтов;
3. охарактеризовать последствия загрязнения нефтью и нефтепродуктами для водных организмов.

Решение данных вопросов очень важно, так как попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. 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. Губительное влияние нефти может сказываться в течение долгих лет.

При написании курсовой работы была использована  литература: Абросимова А.А., Белякова В.Л., Патина С.А., Солнцевой Н.П., Гольдберга В.М. и др.

 

1 ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКЕАНА НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

В Мире серьезное беспокойство вызывает загрязнение океанов нефтью в результате крушения танкеров и выбросов нефти на буровых скважинах, расположенных в открытом море. Такие примеры очень серьезны, однако загрязнения, вызванные ими, составляют лишь небольшую долю от общего количества загрязнений нефтяными углеводородами акватории мирового океана. Большинство нефтяных загрязнений океана не являются результатами несчастных случаев, привлекающих к себе так много внимания. Загрязнение мирового океана нефтью и нефтепродуктами осуществляется из различных источников, рассмотренных в таблице 1.

Таблица 1 — Распределение вклада в загрязнение мирового океана нефтью различных источников

Источник загрязнения	Общее количество, млн. т/год	Доля, %
Транспортные перевозки, в том числе: обычные перевозки катастрофы	2,13 1,83 0,3	34,9 30,0 4,9
Вынос реками	1,9	31,1
Попадание из атмосферы	0,6	9,8
Природные источники	0,6	9,8
Промышленные отходы	0,3	4,9
Городские отходы	0,3	4,9
Отходы прибрежных нефтеочистительных заводов	0,2	3,3
Добыча нефти в открытом море, в том числе: обычные операции аварии	0,08 0,02 0,06	1,3 0,3 1,0
ИТОГО:	6,11	100

 

Несмотря на ненадежность существующих оценок, большинство  авторов придерживается мнения, что количество нефти, ежегодно попадающей в Мировой океан в результате деятельности человека, равно 5 млн. т. Однако некоторые эксперты оценивают его в 10 млн. т., поскольку 1 тонна нефти, растекаясь по поверхности океана, занимает площадь 12 км² [8].

Данные, приведенные в  таблице 1, указывают на то, что основная доля загрязнений приходится на транспортирование нефти. Это и неудивительно, так как основные нефтедобывающие районы расположены на значительном расстоянии от многочисленных районов потребления и переработки нефти и, следовательно, нефть необходимо транспортировать в океанских танкерах. В настоящее время по морю ежегодно транспортируется более 1 млрд. тонн нефти [16]. Около трети поступления нефти в океан приходится на морские перевозки, из них более половины происходит при эксплуатации танкеров и комбинированных судов в результате слива ими балластных вод после мойки и очистки грузовых танков, сброса льяльных вод машинных отделений и остатков из бункеров. После слива нефти на стенках танков в виде тонкой пленки остается 0,4 % от перевозимого объема.

После разгрузки пустые танки танкера заполняют морской водой, которая служит стабилизирующим балластом на обратном пути. Морская вода образует эмульсию с нефтепродуктами, оставшимися в танках. Содержащий нефтепродукты балласт сливается в зонах открытого моря специально оговоренных международными соглашениями. Аналогично освобождаются от балласта и суда других типов [2].

Аварии были и остаются неизбежным спутником любых нефтяных промыслов и источником загрязнения на всех этапах промышленной эксплуатации нефтяных месторождений.

Причины, масштабы и тяжесть последствий аварий крайне изменчивы в зависимости от конкретного сочетания многих природных, производственно-технологических и других обстоятельств. К наиболее распространенным причинам аварий относятся выход из строя оборудования, ошибки персонала и экстремальные природные воздействия (сейсмическая активность, ледовые поля, ураганы и пр.). Экологические последствия аварийных эпизодов приобретают особенно тяжелый, иногда драматический характер, когда они происходят вблизи берегов, на мелководье или в районах с замедленным водообменном.

Аварии на нефтяных разработках  в открытом море могут привести к  серьезному загрязнению океана. В момент бурения, введения труб, а так же и во время эксплуатации скважин существует определенный риск загрязнения.

Аварии при буровых работах обычно представляют собой неожиданные залповые выбросы жидких и газообразных углеводородов из скважины в процессе бурения при вскрытии зон с аномально высоким пластовым давлением. По частоте эпизодов и серьезности последствий с такими авариями могут конкурировать лишь инциденты, связанные с танкерной транспортировкой нефти.

Следует различать два типа аварий при буровых работах. Один из них  охватывает сравнительно редкие ситуации катастрофического характера, при которых перепад давления в зоне бурения настолько высок и устойчив, что обычные технологические приемы глушения скважин не помогают, и приходится бурить наклонные скважины для остановки выброса. Вероятность таких экстремальных ситуаций с интенсивными и длительными выбросами углеводородов невелика.

Другая группа аварийных ситуаций включает в себя регулярные, «нормальные» эпизоды технологических выбросов углеводородов в процессе бурения, которые удается сравнительно быстро (в течение нескольких часов или суток) ликвидировать путем глушения скважины с помощью противовыбросового оборудования и регулирования плотности бурового раствора. Аварии такого рода не столь впечатляющи, как редкие катастрофические выбросы, и потому обычно не привлекают к себе особого внимания, однако их экологическая опасность и риск последствий должны быть достаточно значимы именно в силу регулярности подобных событий, приводящих, в конечном счете, к хроническому воздействию на морскую среду [17].

Не менее половины добываемой на шельфе нефти транспортируется нефтяными танкерами, общее число которых превышает 6 тысяч. Несмотря на явную тенденцию к снижению аварийности нефтеналивного танкерного флота, аварии танкеров до сих пор остаются одним из основных источников экологического риска. Среди главных причин аварийности при танкерных перевозках нефти чаще всего фигурируют посадки танкеров на мель и береговые рифы, столкновения с другими судами, а также пожары и взрывы грузовых емкостей.

Другими причинами загрязнения  морской среды нефтью и нефтепродуктами являются аварии на трубопроводах. К настоящему времени на морском шельфе уложены более 100 тыс. км подводных трубопроводов для перекачки нефти и других углеводородов. Причины повреждения трубопроводов могут быть самыми разными – от дефектов материалов и коррозии труб до эрозии грунта, тектонических сдвигов на дне и воздействия судовых якорей и донных тралов. Наиболее вероятны аварии при перекачке нефти на платформах и вблизи от них. Аварийность трубопроводов обычно снижается с увеличением их диаметра, однако во всех случаях вероятность повреждений и утечек нарастает по мере старения уложенных на дне труб. Именно этим объясняется отмечаемая в последние годы в некоторых регионах тенденция к возрастанию аварийности на морских трубопроводах, многие из которых были построены 30–50 лет назад. Вместе с тем трубопроводы являются наиболее безопасным способом транспортировки углеводородов, как на море, так и на суше [3].

Из ранее приведенной  таблицы 1 видно, что реки и городские  стоки, например, дают почти такой же вклад в загрязнения, как и транспортирование. Значительная доля нефтяных углеводородов осаждается в районах больших городов, попадая сюда из разных источников. К ним относятся системы отопления, работающие на нефти, операции обслуживания автомобилей, свалки израсходованных смазочных материалов, смазочные материалы, охлаждающие эмульсии и т. д. Дожди неизбежно вымывают эти остатки вначале в дренажные сооружения, а затем в воду. Все это приводит к загрязнению источников воды и водоносных слоев.

Поскольку бензин проникает  в почву в семь раз быстрее, чем вода, и придает неприятный вкус питьевой воде даже при таких низких концентрациях, как 1 млн^-1, подобное загрязнение способно сделать неприемлемой для питья довольно значительное количество подземных вод. В промышленно развитых странах воды всех рек содержат углеводороды [17].

Как правило, половина нефти, загрязняющей природные водоемы, – это отработанное масло автомобильных и промышленных двигателей, попадающее в водоемы с промышленными сточными водами и дождевыми потоками. Вот почему отработанное масло чаще всего обнаруживается на земле у автостоянок и гаражей. Отсюда нефть и техническое масло попадают в близлежащие природные водоемы.

Огромное количество нефти выносят в океан реки из нефтедобывающих районов и  промышленных центров. Примерно 40 % попавшей в водоем нефти оседает на дно в виде донных отложений, причем осевшие на дно нефтепродукты окисляются в 10 раз медленнее, чем находящиеся на поверхности воды. Например, для таких морей, как Балтийское, Черное, Азовское, решающая роль в балансе нефтяного загрязнения вероятнее всего принадлежит береговым источникам, среди которых доминирует речной сток. Один лишь Дунай ежегодно выносит в Черное море 50 тыс. т нефти на фоне общего поступления в объеме около 100 тыс. т [16].

 Нефть и нефтепродукты относятся к числу трудноокисляемых микроорганизмами веществ, поэтому самоочищение водоемов, загрязненных нефтью, происходит на очень больших расстояниях по длине реки; иногда на протяжении 500–900 километров от места загрязнения можно обнаружить следы углеводородов [17].

2 ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ГИДРОБИОНТОВ

2.1 Воздействие нефтепродуктов  на рыб и беспозвоночных

Рыбы подвергаются воздействию  разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при серьезных разливах нефти. Следовательно, большое количество взрослой рыбы в больших водоемах от нефти не погибнет. Однако сырая нефть и нефтепродукты отличаются разнообразием токсичного воздействия на разные виды рыб. Концентрация 0,5 миллионной доли или менее нефти в воде способна привести к гибели форели. Почти летальный эффект нефть оказывает на сердце, изменяет дыхание, увеличивает печень, замедляет рост, разрушает плавники, приводит к различным биологическим и клеточным изменениям, влияет на поведение.