Реферат
Загрязнение морей иокеанов
В течениепоследних нескольких десятков лет происходит загрязнение океанов и морей такимивредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы,пестициды, радиоизотопы и другие вредные вещества. Загрязнение происходит врезультате сброса в реки, а затем и в океан сточных вод различных промышленныхпредприятий, стока с полей и лесов, обработанных пестицидами, и потерь нефтипри ее перевозках танкерами. Газообразные токсические вещества, такие, какоксид углерода (II), оксид серы (IV), попадают в морскую воду через атмосферу.По подсчетам Калифорнийского технологического института в Мировой океан вместес дождем ежегодно поступает 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух вместе свыхлопными газами автомобилей. Вблизи береговой линии в районах больших городовв морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Степеньзагрязнения вод в океане все возрастает. Нередко способность воды ксамоочищению оказывается уже недостаточной, чтобы справиться с постоянноувеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Поля загрязнения формируютсяв основном в прибрежных водах крупных промышленных центров и устьев рек, а такжев районах интенсивного судоходства и нефтедобычи. Течениями загрязненияраспространяются очень быстро и оказывают вредные воздействия на зоны океанов,наиболее богатые животными и растительностью, наносят серьезный ущерб экономикеи состоянию морских экосистем.
К числунаиболее вредных химических загрязнений, как указано в принятой в конце 1972 г. Международной конвенции по предотвращению загрязнений морей сбросами отходов, относятся нефтьи нефтепродукты. В современном капиталистическом мире потребление нефти во всехее видах ежегодно обходится в астрономическую сумму — 740 млрд. Дол. Астоимость добычи нефти равна всего 80 млрд. дол. Отсюда стремление нефтяныхмонополий заполучить в свое распоряжение новые и Новые месторождения черногозолота. В связи с ростом добычи, транспортировки, переработки и потреблениянефти и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения природы. Растетзагрязнение нефтяными продуктами и водной среды. «Океан умирает, он боленпо вине человека»,- эти слова Тура Хейердала хорошо известны. Еще в 1969 г. вовремя плавания через Атлантический океан на папирусном судне «Ра» он отмечал, чтоповерхность моря была свободна от глобул нефти и дегтя только в течениенескольких дней за весь двухмесячный период путешествия. В настоящее времяположение не улучшилось.
По оценкенациональной Академии наук США в середине 70-х годов только в морскую средупопадало примерно 6 млн. т нефти. К концу 70-х годов выбросы нефти в моря иокеаны возросли до 10 млн. т/год. Наибольший вред наносят разливы нефти врезультате катастроф танкеров и аварий на морских буровых платформах. Числотаких аварий необычайно велико: только в США в 1972-1976 гг. береговой охранойрегистрировалось в среднем 12,3 тыс. случаев таких выбросов в год.
Присохранении числа аварий прослеживается тенденция к увеличению масштабовединовременных выбросов нефти главным образом из-за аварий супертанкеров.Выбросы нефти в конце 60-х — начале 70-х годов в результате катастроф такихтанкеров, как «Белен» и «Торри Каньон», меркнут в сравнениис 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 акваториибудет невозможна, а осевшая на дно нефть будет выбрасываться на поверхностьштормами по крайней мере в течение 10 ближайших лет. Прогноз подтвердился.Возрастает и «лепта», вносимая в загрязнение водной среды морскимибуровыми платформами. Загрязнение имеет место при добыче нефти на шельфе. Вапреле 1977 г. в Северном море в 270 км от норвежского города Ставангер накрупнейшей платформе норвежских разработок нефтяного месторождения вырвалсяфонтан нефти высотой в 60 м. Больше недели понадобилось, чтобы перекрытьнефтяной фонтан. За это время в воды Северного моря было выброшено 25 тыс. тнефти. Площадь нефтяного пятна достигла 4000 км2. Попытки собрать нефть споверхности воды продемонстрировали почти полную беспомощность находящейся навооружении нефтедобывающих компаний техники по удалению нефтяных пятен. Спомощью своеобразных «пылесосов» с поверхности моря удалось собратьвсего лишь 800 т нефти. Большая часть разлитой нефти затонула и будет еще долгоотравлять придонную флору и фауну Северного моря. Авария поставила под угрозуизлюбленные места развития сельди и потомства скумбрии, которая нерестится вэтих местах. По мнению некоторых ученых, воздействие катастрофы должно былосказываться по меньшей мере в течение трех лет.
Увеличениепотребления нефтепродуктов во всем мире привело в последние годы кзначительному росту танкерного флота. В мире действует гигантский танкерныйфлот общей вместимостью более 120 млн. брутт-регистровых тонн — это свыше третивместимости всех морских транспортных средств. В последние годы наметиласьтенденция 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 значительноедостижение инженерной мысли, но в то же время и колоссальная потенциальнаяопасность для вод Мирового океана. Подсчитано, что 200 тыс. т нефти достаточно,чтобы превратить все Балтийское море в биологическую пустыню. В портах неудается выгрузить нефть до конца. Около 1% ее теряется на испарение и остаетсяна стенках и днищах танкеров. Приходится их промывать, и это чаще всего делаютв открытом море. Пустой танкер теряет управляемость. Чтобы избежать этого, втанкеры закачивают морскую воду в качестве балласта (обычно более 30% тоннажасудна). Перед новой загрузкой балласт выкачивают вместе с остатками.нефти. Поподсчетам специалистов танкеры и другие суда, которые промывают свои трюмы воткрытом море, оставляют в нем более 2 млн. т/год нефти. Нефть и нефтепродуктыоказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на всезвенья биологической цепи. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могутнарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. Вконечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять нетолько на физико-химические и гидробиологические условия в океане, но также ина климат Земли, на баланс кислорода в атмосфере.
Нефтяноезагрязнение наносит жестокий удар по биологическому равновесию моря. Пятно непропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в воде. В результатеперестает размножаться планктон — основной продукт питания морских обитателей.В верхних пяти — десяти сантиметрах водной толщи развивается богатейшеесообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесьнаходится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночныхживотных, которые во взрослом состоянии населяют водную толщу и дно морей иокеанов. На поверхности океана накапливаются и вещества-загрязнители, в томчисле нефть и нефтепродукты. Растворимые компоненты нефти очень ядовиты. Ихприсутствие приводит к гибели морских обитателей и прежде всего рыб, чемнаносится серьезный ущерб экономике ряда стран мира. Растворимые компонентынефти нередко становятся причиной гибели морских птиц, отрицательно влияют навкусовые качества мяса морских животных. Если оплодотворенную икру рыбыпоместить в аквариум с весьма незначительной концентрацией нефтепродуктов, тобольшинство зародышей погибает, а многие из уцелевших оказываются уродами.
Нефтьотрицательно влияет на физиологические процессы, вызывает патологическиеизменения в тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата, нервнойсистемы. Нефть — своего рода наркотик для морских обитателей. Замечено, чтонекоторые рыбы, «хлебнув» однажды нефти, уже не стремятся покинутьотравленную зону. Нефтяное загрязнение — грозный фактор, влияющий на жизньвсего Мирового океана. Особенно опасно загрязнение высокоширотных вод, гдеиз-за низкой температуры нефтепродукты практически не разлагаются и как бы«консервируются» льдами, поэтому нефтяное загрязнение может нанестисерьезный ущерб окружающей среде Арктики и Антарктики
Наиболеесерьезной проблемой морей и океанов в нашем столетии является загрязнениенефтью, последствия которого губительны для всей жизни на Земле. Поэтому в 1954году в Лондоне прошла международная конференция, ставившаяся целью выработатьсогласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. На нейбыла принята конвенция, определяющая обязанности государств в этой области.
Позже в 1958году в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, отерриториальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовствеи охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы инормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести вдействие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами идругими вредными веществами. Прошедшая в 1973 году в Лондоне конференцияприняла 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 ущербморю. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе в порт.
Запрещен сливнефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только набереговые приемные пункты. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, втом числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки. Институтокеанологии РАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров,полностью исключающий попадание нефти в акваторию. Он заключатся в добавлении кпромывной воде нескольких поверхностно-активных веществ (препарат МЛ), чтопозволяет осуществить на самом судне очистку без сброса загрязненной воды илиостатков нефти, которую можно впоследствии регенерировать для дальнейшегоиспользования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т нефти.
В целяхпредотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов.Многие современные танкеры имеют двойное дно. При повреждении одного из нихнефть не выльется, ее задержит вторая оболочка.
Капитанысудов обязаны фиксировать в специальных журналах сведения обо всех грузовыхоперациях с нефтью и нефтепродуктами, отмечать место и время сдачи или слива ссудна загрязненных сточных вод.
Длясистематической очистки акваторий от случайных разливов применяются плавучиенефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения растеканиянефти используются физико-химические методы. Создан препарат пенопластовойгруппы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью егообволакивает. После отжима пенопласт может использоваться вторично в качествесорбента. Такие препараты очень удобны из-за простоты применения и невысокой стоимости,однако их массовое производство пока не налажено. Также существуют сорбирующиесредства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Некоторыеиз них могут собирать до 90% разлитой нефти. Главное требование, которое к нимпредъявляется, — это непотопляемость.
После сборанефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегдаостается тонкая пленка, которую можно удалить путем разбрызгивания разлагающихее химических препаратов. Но при этом эти вещества должны быть биологическибезопасны.
В Япониисоздана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно вкороткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай санге»выпустила реактив ASWW, основной компонент которого — специально обработаннаярисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получасавсасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащитьпростой сетью.
Оригинальныйспособ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане.Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка.К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначаласкапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затемсмешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный кпластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.
Для удаленияс поверхности прибрежных вод пятен масел американские ученые создалимодификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаранемежду корпусами поместили своеобразную штору из этого материала, концы которойсвисают 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 годабыл запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число их неуклоннорастет. Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы сталиразрабатываться проекты очистки ЖРО.
В 1996 годупредставители японских, американских и российских фирм подписали контракт насоздание 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, ликвидирующихзагрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением новых методикочисток акваторий невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральнаязадача, которую необходимо решать всем странам сообща, — предотвращениезагрязнения
Ежедневно сземли в океан поступает до 5 тыс. т ртути, используемой в сельском хозяйстве ипромышленности. Отходы, содержащие ртуть, свинец и медь, локализованы вотдельных районах у берегов, однако некоторая часть выносится далеко за пределытерриториальных вод. Загрязнения ртутью существенно снижают первичнуюпродуктивность морских вод. В зонах наибольшей концентрации ртути отмечаетсяуменьшение количества мельчайших зеленых водорослей, синтезирующих органическиевещества и выделяющих кислород. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, азатем передаются по пищевой цепочке более высокоорганизованным организмам.
В результатев рыбах, морских млекопитающих, птицах тяжелые металлы могут накапливаться вопасных концентрациях. Так, отдельные виды рыб в Средиземном море содержат вдва-три раза больше ртути, чем считается безопасным, согласно стандартам,принятым Всемирной организацией здравоохранения. Владельцы расположенного внебольшом японском городке Мина-мате (остров Кюсю) химического комбината вбезудержной погоне за прибылью долгие годы сбрасывали в океан сточные водыкомбината, насыщенные ртутью. В результате прибрежные воды и рыбы оказалисьотравленными ею. Питание отравленной рыбой привело к гибели десятков местныхжителей, сотни людей получили тяжелые психопаралитические заболевания. В июле 1972 г. специальная комиссия официально подтвердила 231 случай заболеваний, в том числе 59 случаев сосмертельным исходом.
Четыре месяцаспустя эта цифра увеличилась до 292. Ко времени, когда суд вынес своезаключение о причине заболевания, официально признанных больными было уже 370человек. В марте 1973 г. их количество увеличилось до 397, а к настоящемувремени оно достигло 602 человека, из которых 79 умерли. Минамата сталаподлинной «промышленной Хиросимой» Японии, а термин «болезньМинаматы» широко применяется теперь в медицине для обозначения отравлениялюдей промышленными отходами. Трагедия Минаматы еще раз напоминает людям, кчему может привести бездумное, хищническое отношение человека к окружающей егоприродной среде
Мироваяпродукция пестицидов (химические средства для уничтожения вредных насекомых)достигает 200 тыс. т/год. Относительная химическая устойчивость многих из этихсоединений, а также характер распространения способствовали их поступлению вморя и океаны в больших объемах. Постоянное накопление в воде хлорорганическихвеществ представляет серьезную угрозу для жизни людей. Установлено, чтосуществует определенное равновесие между уровнем загрязнения водыхлорорганическими веществами и их концентрациями в жировых тканях рыб и морскихмлекопитающих. 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 впечени и жире тюленей и антарктических пингвинов, хотя препараты ДДТ в условияхАнтарктиды и не применялись. Пары ДДТ и других хлорорганических веществ могутконцентрироваться на взвешенных коллоидных частицах атмосферного воздуха илисоединяться с капельными частицами аэрозолей и в таком состоянии переноситьсяна большие расстояния. Другим возможным источником появления этих веществ вАнтарктиде может быть загрязнение океана в результате интенсивного примененияих в США и Канаде. Вместе с океанической водой ядохимикаты достигаютАнтарктиды.
В моря иокеаны через реки непосредственно с суши, с судов и барж сбрасываются жидкие итвердые бытовые отходы (фекалии, отстойный шлам, отбросы). Часть этихзагрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений иветра рассеивается в разных направлениях. В поверхностном слое моря в огромныхколичествах развиваются бактерии. И не только полезные, играющие важную роль вжизни нейстона и всего моря. В последнее время вблизи крупных городов все чащепоявляются патогенные виды бактерий, возбудители желудочно-кишечных и другихзаболеваний. Это следствие выпуска в море бытовых сточных вод без предварительнойбиологической очистки. Бытовые отбросы опасны не только тем, что они являютсяфактором передачи некоторых болезней человека, главным образом кишечной группы(брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительноеколичество кислород поглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он- необходимый элемент для процесса разложения органических веществ, поступающихв водную среду. Если коммунальные отбросы поступают в воду в очень большихколичествах, может наступить значительное снижение растворимого кислорода,необходимого для жизни морских организмов. В последние десятилетия особым видомтвердых 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 длясудоходства. Они опутывают гребные винты судов, засоряют трубопроводы системыохлаждения морских двигателей и нередко являются причиной кораблекрушений.Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих, вызванные механическойзакупоркой легких мелкими обрезками синтетической упаковки. Загрязняют моря иособенно их прибрежные части фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов,количество которых постоянно увеличивается как вследствие возрастанияинтенсивности судоходства, так и с ростом благоустройства судов. Величинаводопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупныхгородов, т. е. 300-400 л/сут и более на одного человека
Страдают отзагрязнения моря и особенно те, в которых условия самоочищения не совсемблагоприятны. Весьма уязвимо в экологическом отношении Средиземное море. Длярельефа дна Средиземного моря вблизи побережья Франции и Северной Африкихарактерны глубокие впадины. Континентального шельфа в этих районах практическинет. Поступающие через Гибралтар воды образуют поверхностные течения, которыене достигают дна. Кроме того, Средиземное море относительно спокойно. Отсутствиеинтенсивного перемещения водной толщи и создает неблагоприятные условия для егоочистки. На дно моря оседает огромное количество вредных химическихкомпонентов, содержащихся в отходах. В результате все возрастающего загрязнениянанесен огромный ущерб рыбным запасам средиземноморского бассейна. По подсчетамученых Франции, Италии и Испании количество рыбы в море быстро уменьшается.Практически исчезла мелкая морская рыба, идущая на изготовление анчоусов, редковстречаются сардины. Отравление прибрежных вод делает их непригодными длянереста. В течение ближайших двадцати лет потребуется 5 млрд. дол. для очисткиСредиземного моря и предотвращения дальнейшего загрязнения его вод. К такомузаключению пришли участники конференции по мерам защиты побережья Средиземногоморя от промышленных и других отходов.
По даннымНационального института океанографии Индии, ежегодно 75 млн. м3 промышленныхотходов сбрасывается в Аравийское море в районе одного из крупнейшихиндустриальных центров страны — Бомбея. Здесь сосредоточено 2,5 тыс.химических, текстильных, нефтеперерабатывающих и других предприятий, причем намногих из них отсутствует эффективное очистительное оборудование. В результатеморской флоре и фауне побережья причинен значительный ущерб. Балтийское моресыграло важную роль в истории европейских государств и в наши дни имеет большоезначение для стран, расположенных на его берегах. Здесь живут сейчас около 140млн. человек. Большинство промышленных и бытовых отходов — результат жизни идеятельности этого громадного количества людей — сбрасывается в воды моря.Нефтеперегонные установки, химические, бумажные и сталелитейные заводы, порты60 крупных городов неуклонно разрастаются, усиливается движение танкеров,туристских, грузовых и пассажирских пароходов, моторных и парусных яхт и другихсудов. Между тем сравнительная замкнутость, недостаточный водообмен с Мировымокеаном, довольно небольшая глубина и некоторые другие физико-географическиефакторы не способствуют быстрому самоочищению балтийских вод. На берегахСеверного моря расположены страны с большой плотностью населения ивысокоразвитой промышленностью. В связи с этим в море выносится реками огромноеколичество нечистот. В последние годы в Северном море интенсивно развиваетсядобыча нефти, также загрязняющая водный бассейн. Прибрежные районы Северногоморя мелководны, приливы и отливы незначительны.
Все это неспособствует самоочищению моря, поэтому возникла реальная угроза гибели фауны ифлоры моря. В настоящее время загрязнение Мирового океана — одна из серьезныхпроблем человечества. Французский ученый Жак Ив Кусто, совершившийпродолжительные плавания в Атлантический, Индийский и Тихий океаны, в статье«Океан — на пути к смерти» пишет, что жизнь в океане уменьшилась — на40%, она исчезает с потрясающей быстротой. В течение 50 лет исчезли болеетысячи видов морских животных, их уже невозможно восстановить.Специалисты-океанологи, выражая серьезную озабоченность по поводу загрязненияМирового океана, считают, что только совместными усилиями всех стран мира можнозащитить океан и сохранить его богатства для настоящих и будущих поколений
Важную роль вборьбе с загрязнениями морей имеет Международная конвенция по предотвращениюзагрязнения моря нефтью. Она была принята в 1958 г. и дополнена в 1960 и 1971 гг. В 1958 г. была создана межправительственная Морскаяконсультативная организация, основная роль которой вначале ограничиваласьконтролем за соблюдением положений Конвенции. Придавая важное значение борьбеза охрану морской среды, Советский Союз активно участвовал в Международнойконференции, 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, атакже отходов (сточные воды, мусор), образующихся на судах в результате ихэксплуатации. Конвенция содержит статью, согласно которой каждое судно обязаноиметь сертификат — свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснасткасоответствуют правилам предотвращения загрязнения моря. Соблюдение этой статьипроверяется во время специальных инспекций при заходе судов в порты.Нарушителям грозят ощутимые санкции.
Прежнеесоглашение охраняло чистоту морей лишь в сравнительно узкой полосе такназываемых запретных зон. Теперь «запретной» становится вся акваторияМирового океана. В Приложениях к основному документу изложены международныестандарты допустимых сливов, даны рекомендации по оснащению судовоборудованием, необходимым для сохранения чистоты моря. Конвенция устанавливаетособо жесткие нормы содержания нефти в воде, сбрасываемой танкерами. Есливместимость судов более 70 тыс. брутто-регистровых т, у них должны бытьспециальные емкости для приема чистого балласта. В них вообще запрещаетсягрузить нефть. Для всех особых районов (Балтийское, Средиземное, Черное моря идр.) принят единый режим: полный запрет слива нефтесодержащих вод с танкеров исухогрузных судов вместимостью свыше 400 брутто-регистровых т. Все сбросы с нихдолжны выкачиваться только в береговые приемные устройства