Проблема загрязнения Мирового океана
Московский Государственный
Университет им. Ломоносова
Факультет психологии
Реферат по экологии
на
тему:
Проблема загрязнения Мирового
океана
выполнил студент группы 13 Козлов И.
С.
Самара
Содержание
1.
Нефть и
нефтепродукты
2.
Пестициды
3.
Синтетические
поверхностно-активные вещества.
4.
Соединения
с канцерогенными свойствами.
5.
Тяжелые
металлы.
6.
Сброс отходов
в море с целю захоронения (дампинг).
7.
Тепловое
загрязнение.
Нефть и нефтепродукты
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:
1.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.
2.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.
3.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).
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. 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. Попадая в морскую среду,
нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету
пленки можно определить ее толщину:
Внешний вид
|
Толщина, мкм
|
Количество нефти, л./кв. км.
|
Едва заметна
|
0.038
|
44
|
Серебристый отблеск
|
0.76
|
88
|
Следы окраски
|
0.152
|
176
|
Ярко окрашенные разводы
|
0.303
|
352
|
Тускло окрашенные
|
1.016
|
1170
|
Темно окрашенные
|
2310
|
Нефтяная пленка изменяет состав спектра
и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой
нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм 0полностью
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.
Пестициды
Пестициды составляют группу искусственно
созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды
делятся на следующие группы:
1. инсектициды для борьбы
с вредными насекомыми,
2. фунгициды и бактерициды
- для борьбы с бактериальными болезнями растений,
3. гербициды против сорных
растений.
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 золовым и водным путем.
Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества
побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются
представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды
делятся на три основных группы: хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты.
Хлороорганические инсектициды получают
путем хлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним
относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических
и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные
производные хлородиена (элдрин). 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 0лет 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 отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда
они с атмосферными осадками выпадают во все районах земнего шара. Так в пробах снега,
взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0, 03 - 1, 2 кг. /л.
Синтетические поверхностно-активные
вещества.
Детергенты (СПАВ) относятся к обширной
группе веществ, понижающих 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 морскую 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 структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные,
катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде.
Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю
приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных 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 мутагенные
изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить
к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и
изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами,
относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические
ароматические углеводороды (ПАУ). . Максимальное количество ПАУ в современных данных
осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) 0обнаружено в тентонически
активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные
источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании
различных материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы.
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. При выветривании
осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3, 5 тыс. т. ртути. В составе
атмосферной пыли содержится около 121тыс. т. 0ртути, причем значительная часть
- антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства
этого металла ( 910 тыс. т. /год) различными путями попадает в океан. В районах,
загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно
повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метил-ртуть.
Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного
населения. К 1977 году насчитывалось 2800 0жертв болезни Миномата, причиной которой
послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых
в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные
сточные воды предприятий поступали в залив Минамата. Свиний - типичный рассеянный
элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах,
природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиний 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. С континентальной
пылью океан получает ( 20-30)*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 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. В шлаках
промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения
тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит ( на массу сухого вещества)
32-40% 0органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0, 085%
свинца; 0,001% ртути; 0, 001% кадмия. Во время сброса прохождении материала сквозь
столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды,
другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно
повышается мутность воды. Наличие органических веществ чисто приводит к быстрому
расходованию кислорода в воде и не едко к его полному исчезновению, растворению
взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие
большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную
среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак,
ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются
организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные
углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие
вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов
и оказывать токсическое воздействие на них. 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. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее
значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской
воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо
проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение.
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. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.
км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным
и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает,
поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих
органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры
водорослей. На основании обобщения материала можно сделать вывод , что эффекты
антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом
уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы.
Список литературы
1. Р.Кэррингтон; Биология моря; Ленинград;
1966 год
3. В.В Плотников. “На перекрестках экологии”. М.:Мысль, 1985.