Вода. ЕЕ комплексное использование и способы получения

Действительно ли Мировой  океан находится под угрозой? На этот вопрос, к сожалению, надо ответить утвердительно, без всяких колебаний. Проблема, связанная с загрязнением вод Мирового океана, одна из самых  важных проблем, стоящих перед человечеством.

Наиболее опасны загрязнения:

* нефтью,

* нефтепродуктами,

* радиоактивными веществами,

* отходами, промышленными  и бытовыми сточными водами,

* выбросами химических  удобрений (пестицидов).

Загрязнение вод Мирового океана приняло за последние 10 лет  катастрофические размеры. Этому во многом способствовало широко распространенное мнение о неограниченных возможностях вод Мирового океана к самоочищению. Многие это понимали так, что любые  отходы и отбросы в любом количестве в водах океана подвергаются биологической  переработке без вредных последствий  для самих вод.

Независимо от вида загрязнения, идет ли речь о загрязнении почвы, атмосферы или воды, все сводится в итоге к загрязнению вод  Мирового океана, куда в конце концов попадают все отравляющие вещества, превращая Мировой океан в "мировую помойку".

2.1 Нефтяное загрязнение

По подсчетам в Мировой  океан ежегодно попадает 6–15 млн. т нефти и нефтепродуктов. Здесь, прежде всего, необходимо отметить потери, связанные с ее транспортировкой танкерами. После разгрузки нефти, чтобы придать танкеру необходимую устойчивость, его танки заполняют балластной водой, слив балластной воды с остатками нефти до последнего времени осуществлялся чаще всего в открытое море. Лишь немногие танкеры обладают резервуарами, специально предназначенными для балластной воды, которые никогда не заполняются нефтью.

Значительные количества нефти попадают в море после промывки цистерн и нефтеналивных сосудов. Подсчитано, что в море попадает около 1 т нефти и нефтепродуктов от всего перевозимого груза. Например, нефтеналивное судно водоизмещением около 30 000 т сбрасывает в море около 300 т мазута при каждом рейсе. При перевозке 500 млн. т нефти в год, потери мазута составляют около 5 млн. т в год, или 13700 т в сутки [8].

Огромное количество нефтепродуктов попадает в Мировой океан при  их использовании. Только дизельные  двигатели судов выбрасывают  в море до 2 млн. т тяжелых нефтепродуктов (смазочные масла, несгоревшее топливо).

Велики потери при морском  бурении, сборе нефти в местные  резервуары и перекачке по магистральным  нефтепроводам. Здесь теряется до 0,25 т от всего количества добываемой нефти.

По мере роста морской  добычи нефти количество перевозок  ее танкерами резко возрастает, а, следовательно, возрастает и количество аварийных случаев. В последние годы увеличилось количество крупных танкеров, перевозящих нефть. На долю супертанкеров приходится более половины всего объема перевозимой нефти. Такой гигант даже после включения экстренного торможения проходит больше 1 мили (1852 м) до полной остановки. Естественно, что опасность катастрофических столкновений у таких танкеров возрастает в несколько раз.

Вынос нефти и нефтепродуктов в море с водами рек. Таким путем в моря попадает до 28 т от общего количества поступающей нефти.

Приток нефтепродуктов с  атмосферными осадками. Легкие фракции  нефти испаряются с поверхности  моря и попадают в атмосферу. Таким  образом в Мировой океан поступает около 10 т нефти и нефтепродуктов от общего количества.

Слив неочищенных вод  с заводов и нефтебаз, расположенных  на морских побережьях и в портах. В США таким путем в Мировой  океан попадает более 500 тыс. т нефти  в год.

Нефтяными пленками охвачены: огромные акватории Атлантического и Тихого океанов; полностью покрыты  Южно-Китайское и Желтое моря, зона Панамского канала, обширная зона вдоль  берегов Северной Америки (шириной  до 500-600 км), акватория между Гавайскими островами и Сан-Франциско в  северной части Тихого океана и многие другие районы. Особенно большой вред такие нефтяные пленки приносят в полузамкнутых, внутренних и северных морях, куда они приносятся системами течений. Так, Гольфстрим и Северо-Атлантическое течения переносят углеводороды от берегов Северной Америки и Европы в районы Норвежского и Баренцева морей. Особенно опасно попадание нефти в моря Северного Ледовитого океана и Антарктики, так как низкие температуры воздуха тормозят процессы химического и биологического окисления нефти даже в летний период. Таким образом, нефтяное загрязнение носит глобальный характер.

Подсчитано, что даже 15 млн. т нефти достаточно, чтобы покрыть нефтяной пленкой Атлантический и Северный Ледовитый океаны. А ведь содержание 10 г нефти в 1 м3 воды губительно для икры рыбы. Нефтяная пленка (1 т нефти способна загрязнить 12 км2 площади моря) уменьшает проникновение солнечных лучей, что губительно влияет на процессы фотосинтеза фитопланктона, основной кормовой базы большинства живых организмов морей и океанов. Достаточно 1 л нефти чтобы лишить кислорода 400 тыс. л морской воды.

Нефтяные пленки могут: существенно  нарушить обмен энергией, теплом, влагой, газами между океаном и атмосферой. А ведь океан играет большую роль в формировании климата, вырабатывает 60–70 — кислорода, необходим для существования жизни на Земле.

При испарении нефти с  поверхности воды, присутствие ее паров в воздухе вредно отражается на здоровье людей. Особенно выделяются акватории: Средиземного, Северного, Ирландского, Яванского морей; Мексиканского, Бискайского, Токийского заливов.

Так, почти 3/4 побережья Италии, омываемого водами Адриатического, Ионического, Пирренского, Лигурийского морей, общей протяженностью около 7 500 км загрязняются отходами нефтеперерабатывающих заводов и отбросами 10 тыс. промышленных предприятий.

Не в меньшей степени  загрязнено отходами и Северное море. А ведь это — шельфовое море — средняя глубина его 80 м, а в районе Доггер-Банки — до недавнего времени богатой рыбопромысловой акватории — 20 м. При этом впадающие в него реки, особенно наиболее крупные, такие как: Рейн, Эльба, Везер, Темза снабжают Северное море не чистой пресной водой, а, наоборот, ежечасно несут в Северное море тысячи тонн отравляющих веществ.

В Северном море, где плотность  движения танкеров самая высокая  в мире, ежегодно перевозится около 500 млн. т нефти, происходит 50 – всех столкновений.

Атлантический океан  загрязнен  даже у берегов Африки, посреди  океана, в районе Вест-Индийских  островов.

 

2.2 Загрязнение сточными отходами промышленных и бытовых вод

Один из самых массовых видов загрязнения. В этом виде загрязнения  повинны практически все развитые в экономическом отношении страны. До последнего времени для подавляющего большинства промышленных предприятий  реки и моря являлись место сброса отработанных стоков. К сожалению, очистка стоков лишь в немногих странах поспевает за экономическим развитием и ростом народонаселения.

Особенно повинны в  сильном загрязнении вод следующие  отрасли промышленности:

* химическая,

* Ц/Б,

* текстильная,

* металлургическая.

Сильно загрязняют водоемы  шахтные воды в связи с усилившимся  в последнее время способом добычи угля — гидродобычей, при которой большое количество мелких частиц угля выносится с отработанными водами.

Вредное воздействие оказывают  сбросы Ц/Б заводов, имеющих обычно вспомогательные производства сульфита, хлора, извести и других продуктов, стоки которых также сильно загрязняют и отравляют морские водоемы. Практически сточные неочищенные воды любой промышленности несут угрозу водам Мирового океана [4].

Свой "вклад" вносят также:

* отходы бытовых,

* стоки пищевых предприятий,

* бытовые нечистоты,

* детергенты.

Значительный вред наносит  использование детергентов — синтетических моющих средств. Все детергенты обычно образуют стойкую пену при внесении в воду сравнительно небольшого количества вещества. Способность к пенообразованию детергенты не теряют даже при прохождении очистных сооружений. Поэтому водоемы, куда попадают детергенты, бывают покрыты клубами пены. Детергенты очень токсичны, устойчивы к процессам биологического разложения, не оседают и не уничтожаются при разбавлении чистой водой.

Этот вид загрязнения  связан, прежде всего, с применением пестицидов — химических препаратов, используемых для уничтожения вредных организмов и растений (от лат. pestis — зараза, saedo — убивать), например ДДТ.

Пестициды попадают в морскую  воду со сточными водами из с/х районов, из атмосферы.

До 50 распыляемых пестицидов никогда не достигает растений, а разносятся ветрами. ДДТ обнаруживают в тканях пингвинов и белых медведей Арктики далеко от мест его распыления. Анализ снежного покрова Антарктики показал, что на поверхности осело около 2 300 т пестицидов. Один из видов ДДТ, применяемый на полях Африки, был через несколько месяцев обнаружен в воде Бенгальского залива.

Токсичность пестицидов увеличивается  с увеличением температуры морской  воды.

Применение фосфатов и  нитратов также губительно сказывается  на море. Нарицательным стало название Японского города Минимате. В результате сброса насыщенных ртутью сточных вод было отравлено свыше 600 тыс. человек, 79 из них погибло.

Велика также степень  загрязнения предметами массового  потребления (банки, бутылки и т.д.).

 

2.3 Радиоактивное загрязнение вод Мирового океана

Пути попадания радиоактивных  осадков:

*  из атмосферы в результате ядерных испытаний,

* при сбросе радиоактивных  вод и веществ с предприятий атомной промышленности и АЭС,

* в результате аварий  судов, работающих на атомных  двигателях, а также сброса радиоактивных  отходов судовых реакторов,

* после аварий атомных  подводных лодок.

Так, в 1963 г. в Атлантическом  океане затонула американская подводная  лодка, остатки которой были найдены  более чем в 200 милях восточнее  Бостона. А уже в 1966 г. у берегов  Ирландии, примерно в 2 500 милях от места  катастрофы, выловили деталь лодки с надписью "радиоактивно" [9].

сброс радиоактивных отходов  с судов, работающих на атомных реакторах.

Таких судов в мире более 300. За один год работы в атомных  подлодках (в зависимости от мощности судового реактора) образуется от 300 до 500 л загрязненных смол, используемых при фильтрации вод. Проблема их захоронения  пока еще кардинально не решена.

Опасность заключается в:

* быстрый перенос радиоактивных  частиц воздушными течениями  на большие расстояния. После  испытания французской атомной  бомбы в Сахаре (13 февраля 1960 г.) понадобилось 2 дня, чтобы радиоактивные частицы достигли побережья Индии, 3 дня — Японии,

* радиоактивные частицы  исключительно "живучи", особенно  при испытаниях над поверхностью  земли. Попадая в высокие слои  атмосферы, радиоактивные частицы  затем способны выпадать в  виде "радиоактивных" дождей  через многие месяцы после  ядерных взрывов, иногда за  несколько тысяч километров от  места испытания. Стойкость радиоактивных  веществ к разрушению и распаду способствует переносу морскими течениями и заражению рыбы, планктона и других животных и растительных организмов на больших расстояниях.

В последнее время установлено, что обновление глубинных вод  морей происходит за период не менее 100 лет, т. е. За срок, в течение которого радиоактивные отходы не теряют своих вредных свойств. Также, находящиеся в поверхностных слоях, радиоактивные воды проникают на глубину в несколько км.

Между тем, в большинстве  стран отходы АЭС сбрасываются в  реки и прибрежные воды морей, причем чаще всего это не единичные сбросы в небольших количествах, а ежегодные  захоронения. Говоря о захоронении  отходов необходимо коснуться и  других высокотоксичных соединений. В 1970 г. США затопили в 500 км от побережья  Флориды судно, на борту которого находилось 68 т нервнопаралитического газа (зарина), в 418 бетонных контейнерах. Но рано или поздно бетонные контейнеры дадут утечку, и тогда трудно будет представить все последствия.

К числу сильнозагрязненных акваторий Мирового океана относятся: Северное, Ирландское, Японское и Средиземное  моря; Мексиканский, Бискайский, Токийский  заливы и Атлантическое побережье США [10].

 

     3 Пресная вода, как составная часть морской  воды

     Пресная вода является ценной составной частью морской воды. Нехватка пресной воды все больше ощущается в индустриально развитых странах, как США и Япония, где потребность в пресной воде для бытовых нужд, сельского хозяйства и промышленности превышает имеющиеся запасы. В таких странах, как Израиль или Кувейт, где уровень осадков очень низок, запасы пресной воды не соответствуют потребностям в ней, которые возрастают в связи с модернизацией хозяйства и приростом населения. В дальнейшем человечество окажется перед необходимостью рассматривать океаны как альтернативный источник воды.

      Россия по ресурсам поверхностных пресных вод занимает первое место в мире. Однако до 80% этих ресурсов приходится на районы Сибири, Севера и Дальнего Востока. Всего около 20% пресноводных источников расположено в центральных и южных областях с самой высокой плотностью населения и высокоразвитыми промышленностью и сельским хозяйством. Некоторые районы Средней Азии (Туркмения, Казахстан), Кавказа, Донбасса, юго-восточной части РФ, обладая крупнейшими минерально-сырьевыми ресурсами, не имеют источников пресной воды. Вместе с тем ряд районов нашей страны располагает большими запасами подземных вод с общей минерализацией от 1 до 35 г/л, не используемых для нужд водоснабжения из-за высокого содержания, растворенных в воде солей. Эти воды могут стать источниками водоснабжения только при условии их дальнейшего опреснения [11].