Последствия нефтяного загрязнения рек и водоемов

морю ежегодно транспортируется более 1 млрд. тонн нефти. Часть этой нефти (от 0,1 до 0,5 %) выбрасывается в океан более или менее легально: речь идет не о

непредвиденном, а в некотором смысле сознательном загрязнении в результате практики сброса промывочных, и балластных  вод в открытое море.

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 море на небольшом расстоянии от порта назначения.

Аналогично освобождаются от балласта и суда других типов.

Эта вода, загрязненная нефтью впоследствии сбрасывается в зонах открытого моря специально оговоренных международными соглашениями, но часто эти

операции совершаются недалеко от побережья в нарушение всех законов. Так,например, в 1970 г. в Средиземное море было легально сброшено около 300000 тонн груза нефтеналивных судов в двух разрешенных зонах, одна из которых расположена на юго-западе от Кипра, а другая между Италией и Ливией. [2]. Но и другие районы Средиземноморья, а также Ла-Манша и Северного моря,

систематически загрязняются из-за незаконного сброса балластных вод танкерами.

Не менее 300 судов, которые проходят Па-де-Кале и огибают побережье Франции,ежедневно сбрасывают балластные воды, в результате чего образуется настоящее

«черное море». Как правило, это проделывается ночью или же сброс производится в кильватерную струю судна, что позволяет ввести в заблуждение патрульные самолеты. Таким образом, сотни тонн нефти сбрасываются в море в

течение каждого рейса около половины (51°/о) потерь нефти при транспортировании приходится на загрузку балласта и очистку танков. Следует отметить, что 80% мирового танкерного флота пользуются системой контрольных мероприятий LOT для уменьшения количества нефтепродуктов, попадающих в море в процессе

освобождения от балласта. При этом на 20% танкеров, не применяющих систему LOT, приходится более 70% загрязнений  моря. [1]

Система LOT отличается тем, что в качестве балласта в ней используется вода и нефтепродукты одновременно. Менее плотные нефтепродукты располагаются в

верхней части танков, а относительно чистая морская вода выливается из нижней части танков в море. Нефтепродукты, смешанные с небольшим количеством

морской воды, остаются в танках и затем перегружаются на очередной танкер до полного его заполнения. За исключением некоторых специальных случаев, когда

нефть не должна содержать примеси морской воды, система LOT может применяться без каких-либо изменений в конструкциях танкеров. Большинство нефтеочистительных заводов принимают сырую нефть, содержащую морскую воду;

фактически некоторые виды нефти содержат соленую воду.

1.2.2. Аварии при транспортировке  и добычи нефти            

Попадание нефти в море в результате несчастных случаев при столкновениях танкеров или посадке на мель, происходит не столь часто.

Примером первой крупнейшей аварии нефтеналивного судна может служить катастрофа в 1967 году танкера «Торри-Каньон», в танках которого содержалось 117 тысяч тонн сырой кувейтской нефти. Недалеко от мыса Корнуолл (Англия)танкер налетел на риф, и в результате пробоин и повреждений в море вылилось около 100 тысяч тонн нефти. Под воздействием ветра мощные нефтяные слики достигли побережья Корнуолла, пересекли Ла-Манш и подошли к побережью Бретани (Франция). Морским, прибрежным и пляжным экосистемам был причинен огромный ущерб.

С тех пор разливы нефти при авариях судов и морских буровых установках происходят довольно часто. В целом за 1962-1979 г.г. в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. тонн нефти, причем с 1962 по 1971 г. 66 тысяч тонн ежегодно, с 1971 по 1976 г. – по 116 тысяч тонн, а с 1976 по 1979г. – по 177 тысяч тонн. [3].

События, подобные этому, хотя и серьезны, но их вклад в общие потери нефти при транспортировании не превышает 15%. Однако, нельзя преуменьшать и серьезность таких несчастных случаев: результирующие потери малы по

сравнению с общими потерями нефти при транспортировании, но они происходят на

одних и тех же судоходных линиях или в относительно мелких прибрежных районах. Таким образом, нефтяные сливы концентрируются на небольшой площади

морской поверхности.

Влияние на окружающую среду более крупных несчастных случаев возрастает с увеличением тоннажа танкеров. Результаты применения, так называемых супер-

танкеров являются спорными. Суда водоизмещением 500 тыс. тонн уже спущены па воду, а для использования в последующие годы проектируют суда водоизмещением 800 тыс. тонн.

По сравнению с небольшими судами супер-танкерам трудно маневрировать и они имеют больший остановочный путь из-за большей осадки и массы. Так, например, танкеру емкостью 200 тыс. т. требуется пройти, по крайней, мере, 4,5 км для остановки, даже если двигатели включены в реверсивном режиме. При аварийной

остановке таким танкером управлять весьма трудно. Потеря одного танкера водоизмещением 200-500 тыс. тонн в условиях, при которых разгрузка судна невозможна, может прибавить 3-8% к общему количеству нефти, выливаемой непосредственно в океан за год.

Однако нужно указать, что трудности управления растут не прямо пропорционально размерам танкера; более того, применение большегрузных судов уменьшает их необходимое число, а стоимость перевозок может быть значительно

снижена. Так как число судов может быть не столь велико, экипаж можно укомплектовать только высококвалифицированными работниками. Большие танкеры

можно оборудовать высококачественным навигационным оборудованием, которое слишком дорого для многих малых судов.

Около 500 печальных случаев аварий нефтеналивных судов имело место между 1960 и 1970 г. Можно без труда представить себе, какой риск связан с плаванием

супертанкеров, которые загружают в танки до 400000 т нефти. Эти суда могут проходить через ограниченное число проливов и швартоваться лишь в немногих портах мира (например, в заливе Фос, Франция). Мы уже описывали крушение танкера «Торри Каньон», поэтому нетрудно представить, что может произойти, если хотя бы одного из этих гигантов постигнет такая печальная участь, так как нельзя исключить возможность подобных катастроф в будущем.

Аварии на нефтяных разработках в открытом море могут привести к серьезному загрязнению океана. В момент бурения, введения труб, при установке вершины

вышки, а также и во время эксплуатации скважин существует определенный риск загрязнения. Впервые подобная авария произошла в 1968 г. на калифорнийском

шельфе, при бурении подводной скважины у пролива Санта-Барбара. Трещина в головке скважины привела к тому, что в море попало в общей сложности несколько десятков миллионов тонн нефти. Недалеко от Лос-Анджелеса часть

огромной нефтяной лужи площадью 1800 километров  нанесла большой урон всему побережью и, в частности, фауне птиц. У Калифорнийского побережья погибло, по

меньшей мере, 3600 особей птиц.

1.2.3. Вынос рек, промышленные  и бытовые стоки             

Из ранее приведенной Таблице № 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. Кроме того, следует отметить, что воды всех рек в промышленно развитых странах содержат углеводороды. Так, Рейн в

своем нижнем течении переносит около 12000 т нефтепродуктов в день.

Как правило, половина нефти, загрязняющей природные водоемы, - это отработанное масло автомобильных и промышленных двигателей, попадающее в водоемы с промышленными сточными водами и дождевыми потоками. Любой, кто осмелится слить масло или горючее в природный водоем в пределах США,подвергается крупному штрафу,однако до сих пор в США мало общедоступных мест

для сбора таких отходов, как отработанное масло из автомобильных двигателей.

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. Особенно сильно загрязнены устья рек. Например, на дне

Обской губы (Обь протекает через главные месторождения Западной Сибири)осевшая нефть составляет местами 10% донных осадков (ила и песка). 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.

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.

1.2.4. Природные источники  нефти                    

Некоторая часть загрязнений приходится в настоящее время так же, как и в прошлом, на природные источники нефти. Прямых измерений количества нефти,попадающего в океан из природных выходов, нет, однако сделаны расчеты,доказывающие, что эти загрязнения должны быть малы по сравнению с загрязнениями в результате человеческой деятельности. Если бы нефть продолжительное время просачивалась в океан, все залежи нефти должны были бы исчезнуть много лет назад. Кроме того, в результате расследования аварий на буровых, расположенных в открытом море, известно, что любой природный выход нефти значительных размеров должен сопровождаться появлением заметных нефтяных блестящих пятен, но такие пятна не наблюдались.

Небольшая доля нефтяных загрязнений приходится на утечку нефтепродуктов с кораблей и танкеров, затонувших во время второй мировой войны, в результате

коррозии корпусов кораблей. Общее количество нефти из этого источника оценивается приблизительно в 4 млн. тонн.

Количество нефтяных углеводородов, попадающих непосредственно в океан, мало по сравнению с тем количеством, которое выбрасывается в атмосферу в результате испарения и неполного сгорания топлива. Большая часть этих атмосферных углеводородов вступает в фотохимические реакции и превращается в другие вещества. Однако оставшаяся часть существует в виде жидких капель или адсорбируется на маленьких атмосферных частицах. Жидкие и твердые частицы

неизбежно выпадают из атмосферы и оседают на поверхности океана, внося значительный вклад в общее загрязнение углеводородами.                

Раздел II. Поведение нефти в водной среде               

Как выяснено ранее сырая нефть и ее производные, из которых получают нефтепродукты, - сложная, смесь многих химических соединений – отличаются по составу, но содержат в разных соотношениях четыре главных класса

углеводородов: парафины (алканы), нафтены, ароматические соединения, олефины.Кроме углеводородов в нефти почти всегда присутствуют соединения, содержащие

серу, кислород и азот.

Токсичность нефтяных углеводородов в основном зависит от содержания в них ароматических фракций, которые способны сохраняться в морской воде и в донных отложениях длительный период в силу своей стойкости  к деградации.

Алканы обладают не меньшей токсичностью, но деградация их происходит сравнительно быстрее. Кроме того, в присутствии нефтяных углеводородов токсичность других загрязняющих веществ, в частности металлов и хлорированных углеводородов, проявляется в большей степени. Наличие нефтяных углеводородов

и масел в донных отложениях способствует интенсивному накоплению в них хлорированных углеводородов и металлов. С другой стороны, процесс перехода

других загрязняющих веществ из донных отложений в воду в присутствии нефти замедляется.

В лабораторных и натурных условиях установлено, что при дноуглубительных работах часть нефтяных углеводородов переходит из донных отложений в водную толщу в основном в виде частиц эмульсии или в растворенной форме. Их дальнейшая судьба во многом зависит от начального состояния при поступлении в воду. В воде нефтепродукты могут подвергаться одному из следующих процессов:

ассимиляции морскими организмами, повторной седиментации, эмульгированию,образованию нефтяных агрегатов, окислению, растворению и испарению.

Еще одной особенностью нефтяных загрязнений является способность захватывать и концентрировать другие загрязнения, например, тяжелые металлы и пестициды.

Когда нефть распределится на большой площади, то сильно возрастет вероятность протекания различных реакций, так как вещества, растворимые в нефти, получают возможность участвовать в разнообразных химических процессах

В случае образования пленки концентрированние происходит на поверхности и возможно в самой пленке. Концентрированно металлов изменяет их токсичность и

усложняет молекулярный перенос в пленке вследствие реакций между металлами и органическими соединениями. Эти процессы, протекающие в нефтяной пленке,могут также вызвать концентрированние в замкнутой биологической цепи питания с участием низших организмов. Таким образом, введение загрязнений в питательную среду моря ускорится.

2.1. Характер растекания  нефти по поверхности водоемов         

Способность нефти растекаться по поверхности воды проявляется только в начальный период ее нахождения на воде и на распространение по водоему существенно не влияет.Скорость растекания нефтепродуктов из легких фракции (бензина, керосина)ниже, чем нефтепродуктов, содержащих тяжелые фракции (мазут, масло), так как