Реферат

Загрязнение морей и океанов

В течение последних нескольких десятков лет происходит загрязнение океанов и морей такими вредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы и другие вредные вещества. Загрязнение происходит в результате сброса в реки, а затем и в океан сточных вод различных промышленных предприятий, стока с полей и лесов, обработанных пестицидами, и потерь нефти при ее перевозках танкерами. Газообразные токсические вещества, такие, как оксид углерода (II), оксид серы (IV), попадают в морскую воду через атмосферу. По подсчетам Калифорнийского технологического института в Мировой океан вместе с дождем ежегодно поступает 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух вместе с выхлопными газами автомобилей. Вблизи береговой линии в районах больших городов в морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Степень загрязнения вод в океане все возрастает. Нередко способность воды к самоочищению оказывается уже недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Поля загрязнения формируются в основном в прибрежных водах крупных промышленных центров и устьев рек, а также в районах интенсивного судоходства и нефтедобычи. Течениями загрязнения распространяются очень быстро и оказывают вредные воздействия на зоны океанов, наиболее богатые животными и растительностью, наносят серьезный ущерб экономике и состоянию морских экосистем.

К числу наиболее вредных химических загрязнений, как указано в принятой в конце 1972 г. Международной конвенции по предотвращению загрязнений морей сбросами отходов, относятся нефть и нефтепродукты. В современном капиталистическом мире потребление нефти во всех ее видах ежегодно обходится в астрономическую сумму - 740 млрд. Дол. А стоимость добычи нефти равна всего 80 млрд. дол. Отсюда стремление нефтяных монополий заполучить в свое распоряжение новые и Новые месторождения черного золота. В связи с ростом добычи, транспортировки, переработки и потребления нефти и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения природы. Растет загрязнение нефтяными продуктами и водной среды. "Океан умирает, он болен по вине человека",- эти слова Тура Хейердала хорошо известны. Еще в 1969 г. вовремя плавания через Атлантический океан на папирусном судне "Ра" он отмечал, что поверхность моря была свободна от глобул нефти и дегтя только в течение нескольких дней за весь двухмесячный период путешествия. В настоящее время положение не улучшилось.

По оценке национальной Академии наук США в середине 70-х годов только в морскую среду попадало примерно 6 млн. т нефти. К концу 70-х годов выбросы нефти в моря и океаны возросли до 10 млн. т/год. Наибольший вред наносят разливы нефти в результате катастроф танкеров и аварий на морских буровых платформах. Число таких аварий необычайно велико: только в США в 1972-1976 гг. береговой охраной регистрировалось в среднем 12,3 тыс. случаев таких выбросов в год.

При сохранении числа аварий прослеживается тенденция к увеличению масштабов единовременных выбросов нефти главным образом из-за аварий супертанкеров. Выбросы нефти в конце 60-х - начале 70-х годов в результате катастроф таких танкеров, как "Белен" и "Торри Каньон", меркнут в сравнении с разливом 220 тыс. т нефти при аварии танкера "Амоко Кадис" в марте 1978 г. Анализ последствий этой аварии для окружающей среды, выполненный 20 месяцев спустя, показал, что в течение последующих трех - пяти лет добыча устриц в пораженной акватории будет невозможна, а осевшая на дно нефть будет выбрасываться на поверхность штормами по крайней мере в течение 10 ближайших лет. Прогноз подтвердился. Возрастает и "лепта", вносимая в загрязнение водной среды морскими буровыми платформами. Загрязнение имеет место при добыче нефти на шельфе. В апреле 1977 г. в Северном море в 270 км от норвежского города Ставангер на крупнейшей платформе норвежских разработок нефтяного месторождения вырвался фонтан нефти высотой в 60 м. Больше недели понадобилось, чтобы перекрыть нефтяной фонтан. За это время в воды Северного моря было выброшено 25 тыс. т нефти. Площадь нефтяного пятна достигла 4000 км2. Попытки собрать нефть с поверхности воды продемонстрировали почти полную беспомощность находящейся на вооружении нефтедобывающих компаний техники по удалению нефтяных пятен. С помощью своеобразных "пылесосов" с поверхности моря удалось собрать всего лишь 800 т нефти. Большая часть разлитой нефти затонула и будет еще долго отравлять придонную флору и фауну Северного моря. Авария поставила под угрозу излюбленные места развития сельди и потомства скумбрии, которая нерестится в этих местах. По мнению некоторых ученых, воздействие катастрофы должно было сказываться по меньшей мере в течение трех лет.

Увеличение потребления нефтепродуктов во всем мире привело в последние годы к значительному росту танкерного флота. В мире действует гигантский танкерный флот общей вместимостью более 120 млн. брутт-регистровых тонн - это свыше трети вместимости всех морских транспортных средств. В последние годы наметилась тенденция резкого увеличения грузоподъемности танкеров. Уже плавают 230 судов, обладающих грузоподъемностью 200 тыс. т и более, в том числе два "полумиллионника". Строятся и более мощные танкеры. Это значительное достижение инженерной мысли, но в то же время и колоссальная потенциальная опасность для вод Мирового океана. Подсчитано, что 200 тыс. т нефти достаточно, чтобы превратить все Балтийское море в биологическую пустыню. В портах не удается выгрузить нефть до конца. Около 1% ее теряется на испарение и остается на стенках и днищах танкеров. Приходится их промывать, и это чаще всего делают в открытом море. Пустой танкер теряет управляемость. Чтобы избежать этого, в танкеры закачивают морскую воду в качестве балласта (обычно более 30% тоннажа судна). Перед новой загрузкой балласт выкачивают вместе с остатками .нефти. По подсчетам специалистов танкеры и другие суда, которые промывают свои трюмы в открытом море, оставляют в нем более 2 млн. т/год нефти. Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физико-химические и гидробиологические условия в океане, но также и на климат Земли, на баланс кислорода в атмосфере.

Нефтяное загрязнение наносит жестокий удар по биологическому равновесию моря. Пятно не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в воде. В результате перестает размножаться планктон - основной продукт питания морских обитателей. В верхних пяти - десяти сантиметрах водной толщи развивается богатейшее сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесь находится "питомник" молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных животных, которые во взрослом состоянии населяют водную толщу и дно морей и океанов. На поверхности океана накапливаются и вещества-загрязнители, в том числе нефть и нефтепродукты. Растворимые компоненты нефти очень ядовиты. Их присутствие приводит к гибели морских обитателей и прежде всего рыб, чем наносится серьезный ущерб экономике ряда стран мира. Растворимые компоненты нефти нередко становятся причиной гибели морских птиц, отрицательно влияют на вкусовые качества мяса морских животных. Если оплодотворенную икру рыбы поместить в аквариум с весьма незначительной концентрацией нефтепродуктов, то большинство зародышей погибает, а многие из уцелевших оказываются уродами.

Нефть отрицательно влияет на физиологические процессы, вызывает патологические изменения в тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата, нервной системы. Нефть - своего рода наркотик для морских обитателей. Замечено, что некоторые рыбы, "хлебнув" однажды нефти, уже не стремятся покинуть отравленную зону. Нефтяное загрязнение - грозный фактор, влияющий на жизнь всего Мирового океана. Особенно опасно загрязнение высокоширотных вод, где из-за низкой температуры нефтепродукты практически не разлагаются и как бы "консервируются" льдами, поэтому нефтяное загрязнение может нанести серьезный ущерб окружающей среде Арктики и Антарктики

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.

С 1993 года был запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число их неуклонно растет. Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы стали разрабатываться проекты очистки ЖРО.

В 1996 году представители японских, американских и российских фирм подписали контракт на создание установки по переработке ЖРО, скопившихся на Дальнем Востоке России. На реализацию проекта правительство Японии выделило 25,2 млн. долларов.

Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением новых методик очисток акваторий невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем странам сообща, - предотвращение загрязнения

Ежедневно с земли в океан поступает до 5 тыс. т ртути, используемой в сельском хозяйстве и промышленности. Отходы, содержащие ртуть, свинец и медь, локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнения ртутью существенно снижают первичную продуктивность морских вод. В зонах наибольшей концентрации ртути отмечается уменьшение количества мельчайших зеленых водорослей, синтезирующих органические вещества и выделяющих кислород. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепочке более высокоорганизованным организмам.

В результате в рыбах, морских млекопитающих, птицах тяжелые металлы могут накапливаться в опасных концентрациях. Так, отдельные виды рыб в Средиземном море содержат в два-три раза больше ртути, чем считается безопасным, согласно стандартам, принятым Всемирной организацией здравоохранения. Владельцы расположенного в небольшом японском городке Мина-мате (остров Кюсю) химического комбината в безудержной погоне за прибылью долгие годы сбрасывали в океан сточные воды комбината, насыщенные ртутью. В результате прибрежные воды и рыбы оказались отравленными ею. Питание отравленной рыбой привело к гибели десятков местных жителей, сотни людей получили тяжелые психопаралитические заболевания. В июле 1972 г. специальная комиссия официально подтвердила 231 случай заболеваний, в том числе 59 случаев со смертельным исходом.

Четыре месяца спустя эта цифра увеличилась до 292. Ко времени, когда суд вынес свое заключение о причине заболевания, официально признанных больными было уже 370 человек. В марте 1973 г. их количество увеличилось до 397, а к настоящему времени оно достигло 602 человека, из которых 79 умерли. Минамата стала подлинной "промышленной Хиросимой" Японии, а термин "болезнь Минаматы" широко применяется теперь в медицине для обозначения отравления людей промышленными отходами. Трагедия Минаматы еще раз напоминает людям, к чему может привести бездумное, хищническое отношение человека к окружающей его природной среде

Мировая продукция пестицидов (химические средства для уничтожения вредных насекомых) достигает 200 тыс. т/год. Относительная химическая устойчивость многих из этих соединений, а также характер распространения способствовали их поступлению в моря и океаны в больших объемах. Постоянное накопление в воде хлорорганических веществ представляет серьезную угрозу для жизни людей. Установлено, что существует определенное равновесие между уровнем загрязнения воды хлорорганическими веществами и их концентрациями в жировых тканях рыб и морских млекопитающих. Пестициды обнаружены в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у Западного побережья Англии, Исландии, Португалии, Испании. ДДТ и гексахлоран обнаружены в значительных количествах в печени и жире тюленей и антарктических пингвинов, хотя препараты ДДТ в условиях Антарктиды и не применялись. Пары ДДТ и других хлорорганических веществ могут концентрироваться на взвешенных коллоидных частицах атмосферного воздуха или соединяться с капельными частицами аэрозолей и в таком состоянии переноситься на большие расстояния. Другим возможным источником появления этих веществ в Антарктиде может быть загрязнение океана в результате интенсивного применения их в США и Канаде. Вместе с океанической водой ядохимикаты достигают Антарктиды.

В моря и океаны через реки непосредственно с суши, с судов и барж сбрасываются жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии, отстойный шлам, отбросы). Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. В поверхностном слое моря в огромных количествах развиваются бактерии. И не только полезные, играющие важную роль в жизни нейстона и всего моря. В последнее время вблизи крупных городов все чаще появляются патогенные виды бактерий, возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний. Это следствие выпуска в море бытовых сточных вод без предварительной биологической очистки. Бытовые отбросы опасны не только тем, что они являются фактором передачи некоторых болезней человека, главным образом кишечной группы (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислород поглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент для процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Если коммунальные отбросы поступают в воду в очень больших количествах, может наступить значительное снижение растворимого кислорода, необходимого для жизни морских организмов. В последние десятилетия особым видом твердых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети и др.).

Эти материалы, будучи более легкими, чем вода, длительное время плавают на поверхности, загрязняют морские побережья. Пластмассовые отходы - серьезная опасность для судоходства. Они опутывают гребные винты судов, засоряют трубопроводы системы охлаждения морских двигателей и нередко являются причиной кораблекрушений. Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих, вызванные механической закупоркой легких мелкими обрезками синтетической упаковки. Загрязняют моря и особенно их прибрежные части фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов, количество которых постоянно увеличивается как вследствие возрастания интенсивности судоходства, так и с ростом благоустройства судов. Величина водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов, т. е. 300-400 л/сут и более на одного человека

Страдают от загрязнения моря и особенно те, в которых условия самоочищения не совсем благоприятны. Весьма уязвимо в экологическом отношении Средиземное море. Для рельефа дна Средиземного моря вблизи побережья Франции и Северной Африки характерны глубокие впадины. Континентального шельфа в этих районах практически нет. Поступающие через Гибралтар воды образуют поверхностные течения, которые не достигают дна. Кроме того, Средиземное море относительно спокойно. Отсутствие интенсивного перемещения водной толщи и создает неблагоприятные условия для его очистки. На дно моря оседает огромное количество вредных химических компонентов, содержащихся в отходах. В результате все возрастающего загрязнения нанесен огромный ущерб рыбным запасам средиземноморского бассейна. По подсчетам ученых Франции, Италии и Испании количество рыбы в море быстро уменьшается. Практически исчезла мелкая морская рыба, идущая на изготовление анчоусов, редко встречаются сардины. Отравление прибрежных вод делает их непригодными для нереста. В течение ближайших двадцати лет потребуется 5 млрд. дол. для очистки Средиземного моря и предотвращения дальнейшего загрязнения его вод. К такому заключению пришли участники конференции по мерам защиты побережья Средиземного моря от промышленных и других отходов.

По данным Национального института океанографии Индии, ежегодно 75 млн. м3 промышленных отходов сбрасывается в Аравийское море в районе одного из крупнейших индустриальных центров страны - Бомбея. Здесь сосредоточено 2,5 тыс. химических, текстильных, нефтеперерабатывающих и других предприятий, причем на многих из них отсутствует эффективное очистительное оборудование. В результате морской флоре и фауне побережья причинен значительный ущерб. Балтийское море сыграло важную роль в истории европейских государств и в наши дни имеет большое значение для стран, расположенных на его берегах. Здесь живут сейчас около 140 млн. человек. Большинство промышленных и бытовых отходов - результат жизни и деятельности этого громадного количества людей - сбрасывается в воды моря. Нефтеперегонные установки, химические, бумажные и сталелитейные заводы, порты 60 крупных городов неуклонно разрастаются, усиливается движение танкеров, туристских, грузовых и пассажирских пароходов, моторных и парусных яхт и других судов. Между тем сравнительная замкнутость, недостаточный водообмен с Мировым океаном, довольно небольшая глубина и некоторые другие физико-географические факторы не способствуют быстрому самоочищению балтийских вод. На берегах Северного моря расположены страны с большой плотностью населения и высокоразвитой промышленностью. В связи с этим в море выносится реками огромное количество нечистот. В последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти, также загрязняющая водный бассейн. Прибрежные районы Северного моря мелководны, приливы и отливы незначительны.

Все это не способствует самоочищению моря, поэтому возникла реальная угроза гибели фауны и флоры моря. В настоящее время загрязнение Мирового океана - одна из серьезных проблем человечества. Французский ученый Жак Ив Кусто, совершивший продолжительные плавания в Атлантический, Индийский и Тихий океаны, в статье "Океан - на пути к смерти" пишет, что жизнь в океане уменьшилась - на 40%, она исчезает с потрясающей быстротой. В течение 50 лет исчезли более тысячи видов морских животных, их уже невозможно восстановить. Специалисты-океанологи, выражая серьезную озабоченность по поводу загрязнения Мирового океана, считают, что только совместными усилиями всех стран мира можно защитить океан и сохранить его богатства для настоящих и будущих поколений

Важную роль в борьбе с загрязнениями морей имеет Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью. Она была принята в 1958 г. и дополнена в 1960 и 1971 гг. В 1958 г. была создана межправительственная Морская консультативная организация, основная роль которой вначале ограничивалась контролем за соблюдением положений Конвенции. Придавая важное значение борьбе за охрану морской среды, Советский Союз активно участвовал в Международной конференции, созванной в Лондоне в октябре 1973 г. На конференции была принята Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов. Конвенция 1973 г. касается не только нефти, но и других перевозимых вредных веществ, а также отходов (сточные воды, мусор), образующихся на судах в результате их эксплуатации. Конвенция содержит статью, согласно которой каждое судно обязано иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка соответствуют правилам предотвращения загрязнения моря. Соблюдение этой статьи проверяется во время специальных инспекций при заходе судов в порты. Нарушителям грозят ощутимые санкции.

Прежнее соглашение охраняло чистоту морей лишь в сравнительно узкой полосе так называемых запретных зон. Теперь "запретной" становится вся акватория Мирового океана. В Приложениях к основному документу изложены международные стандарты допустимых сливов, даны рекомендации по оснащению судов оборудованием, необходимым для сохранения чистоты моря. Конвенция устанавливает особо жесткие нормы содержания нефти в воде, сбрасываемой танкерами. Если вместимость судов более 70 тыс. брутто-регистровых т, у них должны быть специальные емкости для приема чистого балласта. В них вообще запрещается грузить нефть. Для всех особых районов (Балтийское, Средиземное, Черное моря и др.) принят единый режим: полный запрет слива нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов вместимостью свыше 400 брутто-регистровых т. Все сбросы с них должны выкачиваться только в береговые приемные устройства