Отчёт по технологической практике на электромонтажном предприятии

               7.7 Очистка речных и морских вод

Огромная  масса вод Мирового океана формирует  климат планеты, служит источником атмосферных  осадков. Более половины кислорода  поступает в атмосферу из океана, и он же регулирует содержание углекислоты  в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток, в Мировом океане ежегодно вылавливается 85 млн. т. рыбы.  
Мировой океан - это и протеин для голодающих, которых на земле миллионы, и новые лекарства для больных, вода для пустынь, энергия и минералы для промышленности, места отдыха.

 Пожалуй,  ни одна проблема не вызывает  сейчас у человечества таких  оживленных дискуссий, как проблема  загрязнения Мирового океана. Последние  десятилетия знаменуются усилением  антропогенных воздействий на  морские экосистемы в результате загрязнения морей и океанов. Распространение многих загрязняющих веществ приобрело локальный, региональный и даже глобальный масштабы. Поэтому загрязнение морей, океанов и их биоты стало важнейшей международной проблемой, а необходимость охраны морской среды от загрязнений диктуется требованиями рационального использования природных ресурсов. Никто не будет оспаривать целесообразность охраны океана и развитой в нем жизни от вреда, который могут нанести выбросы отходов. Важнее всего то, что мы не имеем права пребывать в праздном ожидании окончательного решения о том, что есть "загрязнение",так как рискуем оказаться перед фактом загрязнения, которое никто и не пытался предотвратить. Это тем более серьёзно, что океан невозможно очистить, как реку или озеро. 
При обсуждении проблемы загрязнения океана важно выделять вопросы трех типов:

1. Какие вещества, в каких количествах и каким путем попадают в океан? Попадают ли они в океан с речным стоком, из каналов сброса, при затоплении танкеров и прочих судов или переносятся ветром в море?

 

2) Что  происходит с загрязняющими веществами, когда они попадают в океан?  Как быстро они разбавляются  до безвредных концентраций? Каким  образом они накапливаются в  пищевых цепях? Насколько быстро  разрушаются вредные органические загрязнители, как нефть, ДДТ и подобные им вещества?

3) Какое  значение для протекающих в  океане процессов имеет тот  или иной уровень загрязнения?  Подавляется ли рост или размножение  морских организмов? Концентрируется  ли загрязняющее вещество в  морских организмах в таких количествах, что представляет опасность для здоровья людей при употреблении морепродуктов в пищу?

Некоторые изменения в окружающей среде  океана, вызванные человеческой деятельностью, уже необратимы. Например, реки, перегороженные плотинами, выносят значительно меньше пресной воды и осадочного материала Порты в устьях рек изменяют характер движения потока воды в естественную среду.

 Насколько  чист должен быть океан и  насколько человек должен пытаться  сохранить окружающую среду ? Проблема состоит в том, чтобы определить, что является оптимальным для общества, и достигнуть этого с наименьшими затратами.

Удаление  отходов автоматически предполагает загрязнение Всё живое или  неживое, что своим избытком снижает  качество жизни, является загрязнением. Большинство веществ, называемых загрязнителями, уже имеются в океане в огромных количествах: материал донных осадков, металлы, соли и все виды органики. Океан может выдержать ещё большую нагрузку этими веществами, однако вопрос состоит в том, насколько большую: до какого предела океан будет выдерживать эту нагрузку без отрицательных последствий. 
В 1973году был предложен один из подходов к этому вопросу: "Вода считается загрязненной, если из-за своих недостаточно высоких

 

 

качеств она не может удовлетворять самым высоким требованиям по её использованию в настоящем или будущем". Самыми высокими

требованиями  являются занятия водными видами спорта и производства морепродуктов, а также сохранение жизни в море на постоянном уровне.

Чтобы поддерживать приемлемый уровень качества океанских вод, надо рассмотреть основные виды вероятных загрязнителей, образующихся в результате хозяйственной деятельности человека. Один из них - фекальные стоки (75 г. сухого веса в твердом виде на одного человека в день), которые после различных способов обработки попадают в конечном счете в океан в качестве в качестве "городских сточных вод". Кроме того, в океан направляется поток отходов со множества промышленных предприятий. Обычно эти отходы подвергаются предварительной обработке, в процессе которой удаляются компоненты, которые скорее всего могут оказаться опасными, тогда как остальные сточные воды по трубам сбрасываются в океан. Сброс с барж в открытом море - средство избавления от грунтов, вынутых в процессе землечерпательных работ (при углублении проходов для судов), фекалий, химических отходов. Термическое (тепловое) загрязнение представлено нагретой водой прибрежных тепловых электростанций, а так же холодной водой, поступающей с причалов, где разгружаются суда-газовозы. Кроме того , с судов сбрасывают мусор, а также балластную воду, содержащую нефть.

Это преднамеренные выбросы; однако загрязнители попадают в океан и другими путями. Из воздуха поступают мелкие частички пестицидов, распыляемых над посевами, частицы сажи из дымовых труб, выхлопные газы двигателей автомобилей и самолетов. От покрытых краской корпусов кораблей отделяются небольшие

 

 

количества  токсикантов, назначение которых предотвратить  обрастание кораблей водорослями и  ракообразными.

В результате лесных пожаров из атмосферы в океан попадает огромное количество золы, окислов металлов. Нефть, выливающаяся из танкеров в результате морских катастроф и фонтанирующая при подводном бурении, образует особый вид загрязнителя.

Также в результате многих природных процессов в океан попадают вещества, которые назывались бы загрязнителями, если бы были продуктами человеческой деятельности. Пресные воды речного стока оказывают разрушительное воздействие на такие морские организмы, как кораллы; кроме того, они несут с собой загрязнители, смытые дождем с деревьев и земли. К тому же большое количество тяжелых металлов, веществ магмы. А также тепла попадает в океан в результате извержения вулканов. Нефть просачивалась со дна океана задолго до появления человека на Земле и продолжает просачиваться и в наши дни.

Наиболее  масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными  ей веществами химической природы. Среди  них - газообразные и аэрозольные  загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду

 

 

экосистемы. В целом  все рассмотренные факторы, которым  можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере. 

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 четыре класса:

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.

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.

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).

Олефины (алкены) - (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические с одним или  двумя атомами водорода у каждого  атома углерода в молекуле, имеющей  прямую и разветвленную цепь. 

 

 

Нефть и нефтепродукты  оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Далеко в море и на пляже можно видеть небольшие шарики смолоподобного вещества, огромные блестящие пятна и бурую пену. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т. нефти, и по крайней мере половина из них попадает из источников на суше .

Большое количество нефти поступает в  океан в результате естественного  просачивания со дна океана, но сколько  именно определить сложно.

В период между 1973-1984 гг. в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено до 12 000 случаев загрязнения вод нефтью. Большинство зафиксированных разлитий было незначительно и не требовало проведения специальной очистки поверхности океана. Общее количество разлитой нефти колеблется от 8,2 млн. галлонов в 1977 г. до 21,5 млн. галлонов в 1985 г. В период 1970-1982 гг. в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров. 
Можно назвать несколько путей поступления нефти и нефтепродуктов: 
* бросы в море промывочных, балластных и льяльных вод с судов (23%); 
* сбросы в портах и припортовых акваториях, включая потери при загрузке бункеров наливных судов (17%); 
* сброс промышленных отходов и сточных вод (10%); 
* ливневые стоки (5%); 
* катастрофы судов и буровых установок в море (6%) 
* бурение на шельфах (1%); 
* атмосферные выпадения (10%); 
* вынос речным стоком во всем многообразии форм (28 %) 
Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.

 

 

Под воздействием ветра мощные нефтяные слики достигли побережья Корнуэлла, 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 установок происходит довольно часто. В целом за 1962-1979гг.в результате Аварий в морскую среду поступило около 2 млн. нефти, причем с 1964по 1971 г. 66 тыс. т ежегодно, с 1971

по 1976 г. - по 116 тыс. т, с 1976 по 1979 г. - по 177 тыс. т. 
За последние 30 лет в Мировом океане пробурено около 2000 скважин, из них только в Северном море начиная с 1964 г. пробурено 1000 и оборудовано 350 промышленных скважин. Из-за незначительных утечек на буровых ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти, но аварийные ситуации также нередки. 
Большие массы нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2 млн. т. нефти в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн. т. нефти. 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 физикохимические и гидробиологические условия в океане, но и на баланс кислорода в атмосфере. 
 
Бытовые отходы 
 
  В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии, отстойной 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 - полезные, играющие важную роль в жизни нейстона и всего моря, и патогенные, возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний.  
     Бытовые отбросы опасны не только тем, что являются переносчиками болезней человека (главным образом кишечной группы - брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислородопоглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Коммунальные же отбросы, поступающие в воду в очень больших количествах, могут значительно снизить содержание растворимого кислорода.  
     В последние десятилетия особым видом твердых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети). Эти материалы легче воды, а поэтому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Серьезную опасность представляют пластмассовые отходы для судоходства: опутывая гребные винты судов, засоряя трубопроводы системы охлаждения морских двигателей, они не редко становятся причиной кораблекрушений.  
     Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки легких кусками синтетической упаковки. 
Загрязняют моря, и особенно их прибрежные части, фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов. Их количество постоянно увеличивается, так как возрастает интенсивность судоходства и суда становятся все более благоустроенными.

 

       В Северном море возникла реальная угроза гибели фауны и флоры из-за загрязнения нечистотами, выносимыми с материка реками. Прибрежные районы Северного моря очень мелководны; приливы и отливы в нем незначительны, что также не способствует самоочищению моря. К тому же на его берегах расположены страны с большой плотностью населения высокоразвитой промышленностью, и загрязнение района достигло крайне высокого уровня. Усугубляет экологическую ситуацию то, что в последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти.

 
Самоочищение морей и океанов. 
 
    Самоочищение морей и океанов - сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включения их в общий круговорот веществ. Способность моря перерабатывать углеводороды и другие виды загрязнения небезгранична. В настоящее время многие акватории уже утратили способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты нефть, в больших количествах скопившаяся в донных отложениях, превратила практически в мертвые зоны. 
Существует прямая зависимость между численностью нефтеокисляющих микроорганизмов и интенсивностью нефтяного загрязнения морской воды. Самое большое число микроорганизмов выделялось в районах нефтяного загрязнения, при этом количество бактерий, растущих на нефти, доходит до миллиона на 1 л. Морской воды. 
      Наряду с численностью микроорганизмов в местах постоянного нефтяного загрязнения растет и видовое разнообразие. Это, по всей видимости, можно объяснить большой сложностью химического состава нефти, различные компоненты которой могут потребляться только определенными видами микроорганизмов.