Нефть и экология. Водные поверхности. Деградация нефти в море


Нефть и экология. Водные поверхности. — Биоойл

Приводимые на сайте заметки взяты из открытых источников, или как практически 100% основа для заметки или как ее составная часть. Держатели сайта ни в малейшей части не претендуют на авторство. При возможности приводятся ссылки на первоисточник.

При производстве и использовании нефтепродуктов происходит их попадание в окружающую среду, в результате чего изменяется уровень загрязнения атмосферы, воды, почвы. Нефтяные загрязнения могут привести к существенному изменению экологической среды обитания человека, нарушению природного баланса микроэлементов в биосфере.

Поэтому рекультивация, очистка природной среды от нефти и нефтепродуктов, разработка и осуществление мероприятий по охране воздушных, водных и почвенных ресурсов — это актуальная задача, от правильного решения которой зависит не только сохранение богатства природы, но и дальнейшее развитие хозяйства страны.

Таблица. Загрязнение вод мирового океана нефтью и нефтепродуктами.
Источник загрязнения Общее количество,млн т / год Доля,

%

Транспортные перевозки, 2,13 34,9
в том числе обычные перевозки 1,83 30,9
Катастрофы 0,3 4,9
Вынос реками 1,9 31,1
Попадание из атмосферы 0,6 0,8
природные источники 0,6 9,8
промышленные отходы 0,3 4,9
городские отходы 0,3 4,9
Отходы прибрежных нефтеперерабатывающих заводов 0,2 3,3
Добыча нефти в открытом море, в том числе: 0,08 1,3
обычные операции 0,02 0,3
аварии 0,06 1,0
Всего 6,11 100

Загрязнение нефтью и ее компонентами вод Мирового океана составляет от 0 до 30 мкг/л, но на некоторых особенно оживленных трассах оно выше.

К числу наиболее загрязненных районов относится Северная Атлантика, где добывается около 25 % мировой добычи нефти. На участках течения Гольфстрима с наиболее интенсивным движением концентрация нефтепродуктов в воде достигает около 92 мг/л.

В арктических морях у побережья России концентрация нефтяных углеводородов составляет 0,05 мг/л. Постоянно покрыто нефтяной пленкой 7 % поверхности Мирового океана, а в Северном полушарии — 12 %.

Биологическая рекультивация/очистка вод мирового океана – до сих пор не решенная задача.

Основная доля загрязнений приходится на транспортирование нефти. При растекании пленки нефти по поверхности воды она образует мультимолекулярный слой, который может покрыть очень большие поверхности. Например, 15 т мазута в течение 6–7 суток растекается и покрывает поверхность около 20 км2. Пленка уменьшает проникновение света, препятствует фотосинтезу.

Попавшая в воду океана нефть подвергается воздействию природных факторов (ветер, течения, приливы и отливы), происходят испарение, растворение, эмульгирование, усвоение живыми организмами, химические и фотохимические превращения. Скорость распространения нефти на поверхности моря составляет 60 % от скорости течения и 2–4 % от скорости ветра. При дрейфе нефтяного пятна загрязняются все новые порции воды. Испарение интенсивно в течение первого получаса после разлива, когда нефть можно поджечь, позже на поверхности моря остается мало летучих соединений. К концу 1 суток испаряется 50 % соединений с С13–С14, к концу 3-ей недели — 50 % соединений с С17.

В течение 4 часов 25 % нефтяного пятна исчезает в результате испарения. Низкомолекулярные компоненты выводятся из нефтяного пятна главным образом в результате растворения.

Микробное разложение нефти (деградация нефти) до конечных продуктов (СО2 и Н2О) осуществляется при участии микробов – деструкторов нефти многочисленных видов. Видовое разнообразие и количество культур нефтеокисляющих бактерий в различных районах Мирового океана определяются наличием нефтяного загрязнения и могут служить показателем последнего. При микробиологическом окислении нефти важным фактором является температура и доступность кислорода.

Отношение потребности в кислороде к объему нефти в морской воде составляет примерно 400 000:1. Это означает, что для полного окисления 1 л нефти требуется кислород, содержащийся в 400 000 л морской воды.

Наиболее легко разлагаются бактериями в воде алканы, наиболее трудно — ароматические углеводороды. Окисление может замедлиться в воде, обедненной кислородом в результате более раннего загрязнения. В таких условиях бактериальное разложение может иметь отрицательные последствия, так как уменьшает количество растворенного кислорода.

В поверхностных слоях воды содержание кислорода восстанавливается, на глубине 10 м этот процесс происходит очень медленно. Тяжелые нефтяные остатки не разлагаются и не осаждаются. Они обнаруживаются на поверхности вод в виде плавающих смолистых шариков, которые выбрасываются на берег. Рекультивация/очистка береговой линии от нефти и нефтепродуктов – тяжело решаемая задача во всем мире.

В результате фотохимических реакций на поверхности моря накапливаются продукты окисления углеводородов — гидропероксиды и фенолы. В замкнутых акваториях их содержание может достигать опасного для гидробионтов уровня.

Общее воздействие нефтепродуктов на морскую среду можно разделить на категории:

•  непосредственное отравление с летальным исходом;

•  серьезные нарушения физиологической активности;

•  эффект прямого обволакивания живого организма нефтепродуктами;

•  болезненные изменения, вызванные внедрением углеводородов в организм;

•  изменение в биологических особенностях среды обитания.

Арены представляют большую опасность. Смерть взрослых морских организмов может наступить после контакта с ароматическими углеводородами, растворенными в морской воде; в течение нескольких часов их содержание составляет 10–4–10–2 %.

Смертельные концентрации таких компонентов для икринок и мальков ниже и равны 10–5 %. Смертельные концентрации ароматических углеводородов возможны в нефтяных пятнах, не подвергшихся атмосферному воздействию. В нижеприведенной таблице представлены данные по чувствительности к ароматическим соединениям различных морских организмов и приведена концентрация, вызывающая отравление.

Таблица. Концентрация ароматических соединений, вызывающая отравление различных морских организмов.
Морские организмы Концентрация, 10–4, %
Растения 10–100
Рыбы 5–50
Личинки (все виды) 0,1–1,0
Креветки и другие обитатели морского дна 1–10
Брюхоногие (улитки и др.) 1–100
Двухстворчатые моллюски (устрицы и др.) 5–50
Морские ракообразные 1–10
Другие морские беспозвоночные (черви и др.) 1–10

 

Нефтяные углеводороды взаимодействуют с морскими организмами, чувствительными к химическим веществам, влиют на их выживаемость, так как химический способ передачи информации играет важную роль в поведении отдельных организмов.

Морские хищники находят добычу с помощью органических химических веществ, содержащихся в морской воде в количестве 10–7 %. Ароматические углеводороды влияют на химические коммуникационные процессы, блокируя рецепторы организма или подавляя естественные стимулы. Уже в концентрации в диапазоне от 10–6 до 10–5 % ароматические углеводороды могут вызвать значительные изменения. Если даже содержание углеводородов в воде меньше 10–7 %, они могут поглощаться организмами, находящимися в воде и накапливаться в тканях.

Это не только меняет вкус этих организмов, но и оказывает вредное воздействие, так как полициклические арены канцерогенны. Предельно допустимые концентрации теплокровных измеряются ППКорл — подпороговой концентрацией вещества в водоеме, определяется по изменению органолептических свойств.

н-Парафиновые углеводороды вследствие их плохой растворимости в воде и слабой адсорбции взвешенными веществами, всплывают на поверхность воды и составляют группу плавающих нефтепродуктов. Оставшиеся в воде эмульгируемые н-парафины утилизируются микроорганизмами при биологической рекультивации/очистке стоков.

Циклоалкановые и ароматические углеводороды труднее, чем н-парафины, окисляются биологически. Будучи адсорбированы на поверхности взвешенных частиц, они медленно окисляются химическим путем, образуя группу промежуточных соединений. Эти промежуточные соединения и составляют основную часть загрязнений и обладают токсическим действием.

Продукты биологического окисления, в основном, — кислородсодержащие соединения и выделяющаяся сера образует устойчивые коллоидные частицы, составляющие основную часть загрязнений в воде.

Все процессы, происходящие при биологической рекультивации с использованием биопрепаратов, в том числе биопрепаратов линейки “Биоойл”, происходят во много раз быстрее в воде и тем более в почве, чем при отсутствии привнесенных препаратов.

В воде нефть и нефтепродукты подавляют жизнедеятельность актиномицетов, азотфиксирующих, олигонитрофильных, нитрофицирующих, целлюлозоразрушающих бактерий, а из водорослей — диатомовых и желто-зеленых; снижается содержание азота и фосфора, исчезают нитраты, — все это сказывается на свойствах водных объектов.

Внесение в почву и на поверхность водных объектов биопрепаратов, в том числи линейки “Биоойл” при проведении рекультивационных мероприятий усиливает активность денитрификаторов, а также содержащихся углеводородокисляющих микробов.

Основными направлениями борьбы с нефтяными загрязнениями являются профилактические мероприятия:

  • повышение культуры производства, экологической компетентности работников любого уровня, введение материальных стимулов за экологическую безопасность производства;
  • обязательный и регулярный вневедомственный контроль;
  • расширение программы борьбы с коррозией оборудования, приводящей к разливам нефти и нефтепродуктов;
  • расчет экономической эффективности природоохранительных мероприятий.

Технология интенсивной рекультивации нефтезагрязненных водных поверхностей включает обработку/внесение эффективных штаммов нефтеразрушаюших бактерий,  водорослей, в том числе препаратов линейки “Биоойл”.

Препараты марки “Биоойл” прикрасно разлагают/очищают/рекультивируют водные поверхности закрытых водоемов. Результаты применения препаратов приводятся на сайте ЗАО “Биоойл”.

biooil.su

Биодеградация нефти: насколько эффективен механизм в арктических морях | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Последствия разлива нефти, вызванного взрывом буровой платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе в апреле 2010 года, оказались, к счастью, далеко не столь драматическими, как поначалу опасались многие эксперты. Избежать более тяжелой экологической катастрофы помогли не только принятые тогда инженерно-технические меры, но и естественные природные процессы разложения нефти - то есть не только люди, но и микроорганизмы. Многие специалисты считают даже, что осуществляемая бактериями биодеградация нефти - наиболее эффективный метод борьбы с такого рода авариями.

Арктика - не Мексиканский залив

Однако то, что оказалось столь успешным в условиях Мексиканского залива, то есть в весьма теплом климате, может оказаться совершенно непригодным в суровых условиях Крайнего Севера, а ведь именно на Арктике концентрируется сейчас внимание ведущих нефтедобывающих концернов. Поэтому изучение вопроса, насколько эффективным может быть биодеградация нефти в холодных арктических водах, обретает особую актуальность. Тем более что экология этого региона крайне чувствительна, любая мало-мальски серьезная авария, сопровождающаяся разливом нефти, может причинить непоправимый ущерб местным экосистемам.

Эколог Виктория Броже (Victoria Broje) провела ряд соответствующих экспериментов по поручению американского филиала концерна Royal Dutch Shell в Хьюстоне, штат Техас: "Существует множество видов бактерий, способных разлагать нефть, и некоторые из них обитают в Арктике. Мы проводили наши опыты осенью и зимой, когда температура воды в океане была близка к точке замерзания, и, тем не менее, биодеградация нефти шла довольно быстро. То есть низкие температуры таким бактериям - не помеха".

Эмульгаторы и местная экосистема

А вот компактная консистенция нефти - помеха, и весьма существенная. С толстым и плотным нефтяным пятном бактерии справляются гораздо хуже, чем с мелкими капельками. Чтобы повысить дисперсность нефти, увеличить суммарную площадь ее поверхности, Виктория Броже в своих экспериментах использовала так называемые эмульгаторы, то есть вещества, способствующие образованию эмульсий из несмешивающихся жидкостей - в данном случае, из нефти и морской воды.

"Размер капелек играет чрезвычайно важную роль в процессе биодеградации нефти, - говорит исследовательница. - Если капельки мелкие, бактерии размножаются стремительно, поскольку нефть для них - богатый источник питательных веществ. А когда этот источник оказывается исчерпан, бактерии просто погибают. Мы не вносим в местную экосистему никаких специально выращенных бактериальных культур, как это советуют делать некоторые эксперты, то есть не оказываем на нее никакого активного воздействия".

Механика вместо химии

Это последнее заявление не лишено, скажем так, некоторого лукавства, ведь внесение эмульгаторов - тоже самое что ни на есть активное воздействие на экосистему. Во всяком случае, специальные химикаты-диспергенты, которые нередко распыляются над пятном нефти с целью ее расщепления, порой причиняют окружающей среде больший вред, чем собственно нефть. Применение таких веществ в Мексиканском заливе привело к тому, что многие рабочие, участвовавшие в борьбе с нефтяным пятном, стали жаловаться на серьезное недомогание.

Правда, по словам Виктории Броже, сегодня на рынке имеются гораздо менее токсичные, более экологичные химикаты. Кроме того, существуют и иные методы воздействия на нефтяное пятно, позволяющие обойтись вообще без химии. Исследовательница поясняет: "Канадские ученые обнаружили, что крупные нефтяные пятна можно дробить на мелкие капельки чисто механическим путем, распыляя мелкозернистый порошок. Они провели такие опыты, разбрасывая над нефтяным пятном глинообразный минеральный порошок с помощью своего рода пропеллера, и убедились в том, что пятно распадается-таки на капельки, а те быстро разлагаются бактериями".

Прогнозы делать рано

Впрочем, быстро - понятие относительное. При аварии нефть вытекает в море действительно очень быстро, счет идет на десятки тысяч баррелей в сутки, а вот бактерии размножаться с такой скоростью не могут. Тем более, что им для размножения необходимы кислород, азот и фосфор, а их обычно не хватает. Виктория Броже говорит: "Искусственно воспроизвести в лаборатории условия, имеющие место в реальном море, очень сложно. Когда мы создаем вводно-нефтяную эмульсию у себя в лаборатории, бактерии очень быстро размножаются и очень быстро расходуют запас кислорода и минеральных веществ. В результате они погибают, но не потому, что закончилась нефть, а потому, что они лишились подходящей окружающей среды".

Теперь Виктория Броже намерена дополнительно насытить загрязненную нефтью воду кислородом, внести в нее порцию азотистых и фосфорных удобрений и посмотреть, ускорит ли это биодеградацию нефти. Но все это будет проделано, конечно, в лаборатории. А вот как поведут себя бактерии в реальной Арктике, ученые пока предсказывать не берутся.

Автор: Владимир ФрадкинРедактор: Татьяна Вайнман

www.dw.com

Загрязнение гидросферы — Мегаобучалка

 

Запасы пресных вод на Земле составляют примерно 30 млн км3, что составляет 2% от запасов всей воды на планете. Основные запасы пресной воды сосредоточены в полярных льдах, айсбергах и горных ледниках и только 3% в реках, озерах и водохранилищах. В Байкале — самом глубоком озере мира сосредоточено 20% всей доступной пресной воды планеты. Байкал не только хранит, он постоянно воспроизводит питьевую воду высокого качества, которую вливают в него 365 не всегда чистых рек.

В настоящее время на планете ежегодно потребляется около 12 % всех пресных водных ресурсов, перемещаются массы поверхностных и подземных вод, изменяется природный круговорот воды. Человек соединяет моря, изменяет течение рек, создает водохранилища, осушает болота и орошает пустыни. Подобная деятельность уничтожает экосистемы, обеспечивающие человечество питьевой водой. В ряде стран с развитой экономикой назревает угроза недостатка воды. Сегодня более 1,5 млрд человек страдают от нехватки воды. Причины истощения заключаются не только в неравномерном распределении водных ресурсов, но и в том, что вода после ее использования загрязняется и зачастую не очищается.

Среднегодовой суммарный сток рек России составляет 4270 км3. В результате на одного жителя приходится 28 тыс.м3/год пресной воды. Однако распределение речного стока по территории России крайне неравномерное и не соответствует размещению промышленных предприятий и населения. На бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов приходится 90% годового объема речного стока. Недостаточно обеспечены водными ресурсами Астраханская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Ростовская области и некоторые другие регионы.

Наряду с вариациями стока уменьшается количество воды в водоемах суши. В последние годы уровень Мирового океана повышается примерно на 2 мм в год, что эквивалентно ежегодной потере сушей 430 км3 воды. Причины этого обусловлены вырубкой лесов, осушением болот и потеплением климата.

В Мировой океан ежегодно поступает 420 км3 сточных вод и до 10 млн. т нефти. Общий объем сточных вод в России составляет 62 км3, из которых 40 % отнесены к категории загрязненных вод. В водоемы России ежегодно сбрасывается 8,5 км3 неочищенных и 18,5 км3 не полностью очищенных сточных вод. В результате чего около 60% поверхностных пре­сных вод не могут использоваться для питьевых нужд. Суммар­ный объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты России, распределяются между жи­лищно-коммунальным хозяйством (51%), промышленностью (35%) и сельским хозяйством (13%). Например, на некоторых участках Волги отмечается загрязнение нефтепродуктами, марганцем и медью до 20 ПДК.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод России являются нефтепродукты, фенолы, формальдегид, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот. В качестве опасного загрязнителя вод в последнее время выс­тупают поверхностно-активные вещества, которые образуют стойкие пены и снижают эффективность биохимических процессов самоочистки вод.

Все загрязнения рано или поздно попадают в море. Главная опасность для морских прибрежных зон связана с освоением нефтяных месторождений континентального шельфа. При бурении скважины глубиной до 4000 м нарабатывается около 500 м3 бурового шлама и примерно 5000 м3 полужидких отходов. В мире пробурено более 65 тыс. морских скважин, около 20% мировой добычи нефти приходится на морские ме­сторождения, поэтому легко представить степень нарушения состояния гидросферы в районах шельфа. С морских буровых установок, стационарных платформ на шельфе и танкеров, перевозящих нефть, в море попадает более 1,6 млн т в год.

Главный механизм самоочищения воды состоит в деградации нефти. Углеводороды с цепочками атомов углерода до С15 (температура кипения до 250 °С) улетучиваются с водной поверхности в течение 10 суток, в среднем испарение может удалить до 50% углеводородов нефти. Тяжелые фракции с цепочками атомов С25 и выше практически не испаряются. Окончательная судьба нефти в море определяется активностью микроорганизмов, окисляющих углеводороды. Для полного окисления литра нефти требуется 3,30 кг кислорода.

Судьбу нефти, попавшей в море, невозможно описать во всех подробностях. Попавшая в водоем нефть быстро растекается. Даже тончайшая нефтяная пленка изолирует воду от кислорода воздуха, уменьшая тем самым ее аэрацию. Со временем формируются эмульсии типа «нефть в воде» и «вода в нефти», а также стойкие агрегаты из парафиновых и арома­тических углеводородов, которые оседают на дно. На дне эти тяжелые фракции образуют устойчивый к окислению слой, в котором гибнут живые организмы. При содержании нефти . 0,2 мг/л вода приобретает запах керосина, который не устраняется при хлорировании воды. Рыба под воздействием даже ничтожных концентраций нефтепродуктов приобретает стойкий керосиновый запах и не может быть скормлена даже скоту. Нефть и нефтепродукты пагубно влияют на все звенья биологической цепи.

Мировой океан бороздят более 4 тыс. танкеров, которые перевозят по морю более 60% добываемой нефти. Когда вблизи берега терпит аварию танкер, гибнут морские птицы, страдает прибрежная флора и фауна, пляжи покрываются слоем вязкой нефти. Разлившуюся нефть сжигают или засыпают песком и известью, которые захватывают нефть и погружаются вместе с нею на дно.

Отмечается устойчивое загрязнение пресных подземных вод на половине суши нашей планеты. Антропогенное воздействие на подземную гидросферу достигают глубин 6…8 км. В частности, в 2006 г. в России было выявлено 1270 очагов загрязнения подземных вод, при этом площади очагов загрязнения достигают сотен квадратных километров. Подземные воды загрязняются предприятиями нефтяной и горнодобывающей промышленности, шламонакопителями и отвалами, хранилищами химических отходов, применением удобрений и ядохимикатов, животноводческими комплексами, подземным захоронением отходов производства, утечками канализации.

Основными объектами нефтепромыслов, на которых образуются сточные воды, являются установки комплексной переработки нефти, на которых осуществляется обессоливание, деэмульсация, обезвоживание и стабилизация нефти, а также промысловые резервуарные парки. В составе сточных вод со­держится значительное количество нефти и нефтепродуктов (до 1,5 г/л) и механических примесей до 0,6 г/л.

В списке загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, хром, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Для 30 % загрязненных участков интенсив­ность загрязнения изменяется в пределах от 1 до 100 ПДК, для 12 % превышает 100 ПДК по тому или иному веществу.

Бурение скважин вызывает сильное загрязнение поверхностных и грунтовых вод за счет инфильтрации нефтепродуктов из шламовых амбаров и за счет перетока пластовых флюидов при некачественной цементации затрубного пространства. Наиболее подвержены загрязнению грунтовые и неглубоко залегающие грунтовые воды в зоне активного водообмена на глубинах до 200 м. Под шламовыми амбарами формируется устойчивый контур загрязнения грунтовых вод. На крупных месторождениях нефти с густой сеткой скважин загрязнение становится региональным, которое распространяется на десятки километров от источника, создавая угрозу для питьевого водоснабжения.

Деградация почв

«…92% генетического разнообразия видов растительного и животного мира в своей жизни так или иначе связано с почвой, и, следовательно, все разговоры о сохранении биоразнообразия в мире без сохранения разнообразия почв просто беспочвенны.»

Г. В. Добровольский,

megaobuchalka.ru

Пути попадания нефти в биосферу

из "Нефть и нефтепродукты в окружающей среде"

Нефть - природный продукт, попадающий в биосферу естественным путем. Сегодня нефть распространяется далеко за пределы промысла (перевозкой в цистернах и танкерах, перекачкой по трубопроводам), затем повсеместно перерабатывается на топливо и на многочисленные нефтепродукты. Отходы использования последних попадают и в воздух, и в почву, и в воду. Мировой океан стал самой большой сточной канавой -ведь все загрязнения планеты рано или поздно попадают в море. Если эти вещества с трудом разлагаются, а к тому же ядовиты и могут накапливаться в морских организмах, то они неизбежно навредят человеку. [c.23] Однако активность процессов самоочищения Северного моря у берегов всех прилегающих к нему стран - ФРГ, Нидерландов, Бельгии, Франции, Англии, Норвегии и Дании - до сего времени значительно переоценивалась. Средняя глубина моря ближе к берегам (на шельфе) составляет 80 м, на Доггер-Банке - даже 20 м, так что в сравнении с Атлантикой (средняя глубина 3500 м) это прямо-таки чайное блюдце . Реки, впадающие в Северное море, будь то Рейн или Везер, Эльба или Темза, давно уже несут в него не чистую воду, а тонны грязи и отбросов. Даже соленая океаническая вода не способна справиться с этим. [c.24] Хотя приливы и отливы в Северном море действительно гораздо более сильные, чем, скажем, в Балтийском, они не могут привести к полной смене воды. Не помогают и штормовые волны - водные массы лишь колеблются, но не перемешиваются. Кроме того. Северное море сейчас так усеяно буровыми вышками для добычи нефти и газа, его бороздит такое количество нефтяных танкеров и судов, перевозящих ядовитые вещества, что по химическому загрязнению с ним не может сравниться ни одно другое море. К тому же с юга море окружено крупными городами с их электростанциями и промышленными районами. Вопреки распространенному мнению. Северное море с каймой ваттов - тянущихся вдоль берега песчаных отмелей, местами достигающих ширины 15 км, - очень нежная, чувствительная экологическая система. [c.24] К сожалению, действие отдельных химикатов на морскую фауну и флору в большинстве случаев изучено пока слабо, а об их взаимодействии просто неизвестно. В окружающую среду попадает (из-за деятельности человека) 40 тыс. различных химических веществ, и нельзя сказать, как они реагируют между собой в природе. [c.25] Еще более впечатляющей оказалась гибель танкера Престиж в самом конце 2002 г. Это судно затонуло в 120 км от побережья Испании, излив 77 тыс. т топлива и загубив морскую фауну не только у берегов Галисии, но и прилегающего (с севера) побережья Франции и пограничного (с юга) берега Португалии. Утонувший танкер продолжает выпускать через десяток разломов корпуса оставшийся мазут, угрожая тяжелой экологической катастрофой на многие годы. [c.26] При просачивании нефти в почву, несмотря на свою большую вязкость, она проникает в грунтовые воды, перемещается в направлении их движения и может распространяться на большие расстояния. Гидрофобная нефть образует тонкукэ пленку на поверхности воды, которая становится непригодной для использования уже в количестве 1 л нефти на 100 л воды. На открытых водных поверхностях с течением времени образуется эмульсионный слой (нефть и вода), который частично препятствует газообмену между водой и воздухом, а это приводит к тому, что все живые организмы, находящиеся под этой пленкой, постепенно погибают. При этом в процессе дыхания в клетках накапливается СО2, что ведет к ацидозу, т. е. подкислению клеточной жидкости. У морских птиц контакт с нефтью приводит к склеиванию оперения, птицы утрачивают способность держаться на воде и быстро гибнут от переохлаждения. Растворимые в воде окисленные компоненты нефти могут обладать еще и прямым токсическим действием. [c.27] Сама нефть, попавшая в природную среду, подвергается микробиологическому распаду с участием различных видов бактерий, но этот распад протекает медленно, пока нефть в течение месяцев находится на поверхности. За это время ее легколетучие компоненты испаряются, а оставшиеся подвергаются медленному окислению. В результате этих процессов на воде малолетучие компоненты объединяются в сгустки, которые с течением времени опускаются на дно, об их дальнейшей судьбе нет достоверной информации. [c.27] Самоочищающая способность любых водоемов зависит от целого ряда факторов, в первую очередь физических, физикохимических, биохимических и биологических. Гидродинамические факторы, не являясь, по существу, первоначальными факторами самоочищения, тем не менее в конечном счете могут способствовать как ускорению, так и торможению самоочищения. [c.27] Основным фактором самоочищения природных вод от любых загрязняющих их органических соединений выступает, прежде всего, жизнедеятельность микроорганизмов-деструкторов, способных переводить их в минеральное состояние. [c.28] Главный механизм самоочищения воды от отдельных групп органических веществ, когда биохимические воздействия выражены наиболее ярко, состоит в деградации нефти. Фракционирование и суммарное действие различных факторов после попадания нефти в воду хорошо известны важное место в процессе разрушения нефтяных пятен принадлежит испарению. Углеводороды с длинными цепочками атомов углерода до С 5 (температура кипения до 250 °С) улетучиваются с водной поверхности в течение 10 суток, углеводороды 15- 25 (250-400 °С) удерживаются намного дольше, а тяжелые фракции более С25 практически не испаряются. В целом только одно испарение может удалить до 50% углеводородов сырой нефти, до 10% тяжелой и до 75% легкой топливной нефти. [c.28] исследования в Каспийском море показали, что некоторая часть нефтяных углеводородов может разлагаться в процессе автокаталитического окисления по свободнорадикальной цепной реакции, завершающейся образованием гидроперекисей, а продукты разложения последних служат инициаторами дальнейшего окисления углеводородов. Автоокисление нефти ингибируется белками, фенолами, серосодержащими соединениями. Напротив, процесс стимулируется металлосодержащими соединениями нефтей и инициируется действием солнечной радиации, и в ясную погоду может окислиться до 2 т/км нефти за сутки. [c.28] Судьбу нефти, попавшей в море, невозможно описать полностью во всех подробностях. Во-первых, углеводородные масла имеют неодинаковый состав и свойства во-вторых, в море на них действуют разные факторы ветер различной силы и направлений, волны, температура воздуха и воды важно и то, как много нефти попало в воду. Как уже говорилось, когда вблизи берега терпит аварию танкер, гибнут морские птицы, страдает прибрежная флора и фауна, пляжи и скалы покрываются трудно удаляемым слоем вязкой нефти. Если же нефть выбрасывается в открытое море, последствия соверщенно иные, так как значительные массы нефти могут исчезнуть, не дойдя до берега. Например, при уже упоминавшейся аварии танкера Торри Кэньон из 120 тыс. т сырой нефти 60-70 тыс. т были поглощены морем, а 50-70 тыс. т частично уничтожены (благодаря быстро принятым мерам) и только часть оказалась выброшенной на берега Англии и Франции. [c.30] Нефтяной груз из потерпевшего аварию танкера стараются перекачать на другие суда, чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить загрязнение моря. Если на море штиль или волнение невелико, аварийный танкер окружают бонами из плавающих, надутых воздухом шлангов, которые препятствуют дальнейшему расплыванию нефтяного пятна и позволяют вычерпать или собрать насосами пролившуюся нефть. Существует целый ряд эффективных технических систем для сбора разлившейся нефти, но они могут работать лишь при сравнительно спокойном море. [c.31] Чтобы сократить загрязнения, необходимы совместные усилия миллионов потребителей жидкого топлива. Соответствующие законы должны принять более 100 государств, примыкающих к морям или крупным рекам, впадающим в море. И первые шаги в этом направлении уже предприняты в разных странах, в том числе в Западной Европе и США. Около 25% нефти попадает в океан с буровых установок и танкеров, но лишь седьмая часть этого количества - в результате аварий. Для безопасности пустые танки при порожнем рейсе заполняют морской водой в качестве балласта. Раньше эту смешанную с остатками нефти воду просто сливали за борт. Теперь международными соглашениями, достигнутыми в рамках ООН, установлены запретные зоны, где не разрешается сброс в море. Указаны также максимально допустимые количества таких вод для тех районов, где их сброс разрешен. Смесь воды с нефтью откачивается в специальный танкер, где нефть отделяется, а вода, ставшая почти чистой, сбрасывается в море, оставшаяся в танке нефть смешивается с новым грузом нефти. Эта система сейчас внедрена на большей части мирового парка танкеров, и благодаря ей Мировой океан ежегодно освобождается от 5 млн. т нефти. [c.32] Насколько успешна эта система, видно из следующих данных танкеры, на которых она применяется (они составляют 80%), сбрасывают в море ежегодно лишь 300 тыс. т нефти, а остальные, где система отсутствует - почти в 3 раза больше (800 тыс. т). Следовательно, в борьбе за чистоту планеты есть еще резервы, и чем скорее они будут использованы, тем лучше. Совершенствуя конструкцию танкеров и цистерн, двигательных установок, управление навигационными приборами, равно как и международное законодательство по нефтедобыче и перевозке, можно добиться значительного уменьшения нефтяного загрязнения на суше и на море. [c.32]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Деградация морей — AgroXXI

Мировой океан приближается к экологической катастрофе

 

 

Из всех угроз, которым сегодня подвергается наша планета, одной из наиболее тревожных является кажущееся неотвратимым приближение мирового океана к экологической катастрофе. За последние несколько десятилетий деятельность человека настолько изменила базовую химию морей, что они теперь переживают эволюцию в обратном порядке, превращаясь в бесплодные первобытные воды, какими они были сотни миллионов лет назад.

Свидетель, увидевший океаны на заре мира, обнаружил бы подводный мир почти полностью лишенный жизни. В свое время, примерно 3,5 миллиарда лет назад, основные организмы начали появляться из «первоначального бульона» (primordial ooze). Этот микробный суп, состоявший из водорослей и бактерий, нуждался в небольшом количестве кислорода для своего выживания. Постепенно простые организмы начали развиваться и приобретать более сложные жизненные формы, и в результате образовалось удивительно богатое разнообразие, состоящее из рыб, кораллов, китов, а также других форм морской жизни, которые мы в настоящее время ассоциируем с океаном.

Однако сегодня морская жизнь находится под угрозой. За последние 50 лет — ничтожная величина в геологическом времени — человечество подошло на опасно близкое расстояние к тому, чтобы обратить вспять почти чудесное биологическое изобилие морских глубин. Загрязнение, чрезмерный вылов рыбы, разрушение среды обитания, а также климатические изменения опустошают океаны и позволяют низшим формам жизни восстанавливать свое господство. Океанограф Джереми Джексон (Jeremy Jackson) называет этот процесс «восхождением шлама» (the rise of slime): речь идет о трансформации бывших некогда сложными океанических экосистем, где существовали замысловатые пищевые сети с крупными животными, в упрощенные системы с доминирующим положением микробов, медуз и болезней. В действительности человеческие существа уничтожают львов и тигров морей, освобождая тем самым место для тараканов и крыс.

Перспектива исчезновения китов, полярных медведей, голубых тунцов, морских черепах и диких береговых участков должна сама по себе вызывать озабоченность. Но разрушение экосистемы в целом угрожает самому нашему выживанию, поскольку именно здоровое функционирование этой разнообразной системы поддерживает жизнь на Земле. Разрушение такого уровня будет дорого стоить человечеству с точки зрения пищи, работы, здоровья, а также качества жизни. Кроме того, оно нарушает неписанное обещание, передаваемое от одного поколения к другому, относительно лучшего будущего.

 

Засорение

Проблема океанов начинается с загрязнения, наиболее зримой частью которого являются катастрофические утечки, образующиеся при добыче нефти и газа на морских платформах, а также в результате аварий с танкерами. Но какими бы разрушительными по своему характеру ни были подобные случаи, особенно на местном уровне, их общий вклад в загрязнение морей бледнеет по сравнению со значительно менее эффектным загрязнением, осуществляемым через реки, трубопроводы, водостоки и воздух. Так, например, мусор — пластиковые мешки, бутылки, консервные банки, небольшие пластиковые гранулы, используемые в производстве — все это попадает в прибрежные воды или выбрасывается в море большими и малыми кораблями. Весь этот мусор уносит в открытое море, и в результате в северной части Тихого океана образуются огромные острова из плавающих отходов. К их числу можно отнести печально известное Большое тихоокеанское мусорное пятно, простирающееся на сотни километров в северной части Тихого океана.

Наиболее опасными загрязнителями являются химические вещества. Моря загрязняются токсическими элементами, сохраняющимися в окружающей среде в течение долгого времени, они преодолевают огромные расстояния, накапливаются в морских животных и растениях и попадают в пищевую цепь. Среди самых больших виновников загрязнения — такие тяжелые металлы, как ртуть, которая выбрасывается в атмосферу в результате сжигания угля, а затем с каплями дождя попадает в океаны, реки и озера; ртуть также можно обнаружить в медицинских отходах.

Тысячи новых промышленных химикатов появляются на рынке каждый год, и большая их часть не тестируется. Особую озабоченность вызывают так называемые стойкие органические загрязнители (persistent organic pollutants), которые обычно можно обнаружить в ручьях, реках, прибрежных водах и во все больших масштабах в открытых океанах. Подобные химикаты медленно накапливаются в тканях рыб и моллюсков, а затем попадают внутрь более крупных морских животных, которые их поедают. Исследования, проведенные американским Агентством по охране окружающей среды (Environmental Protection Agency), подтвердили связь стойких органических загрязнителей с гибелью, заболеваниями и отклонениями от нормы у рыб, а также у других представителей дикой природы. Помимо этого, стойкие химикаты способны неблагоприятным образом воздействовать на мозг, на неврологическую систему, а также на репродуктивную систему человека.

А еще существуют питательные вещества, которые во все большем количестве появляются в прибрежных водах после того, как они были использованы в удобрениях на фермах, иногда далеко от береговой линии. Все живые существа нуждаются в питательных веществах; однако их излишнее количество наносит ущерб естественной окружающей среде. Удобрения, попадающие в воду, вызывают взрывной рост водорослей. Когда эти водоросли погибают и попадают на дно моря, они разлагаются, уменьшая таким образом количество кислорода в воде, необходимого для поддержания сложной жизни морской фауны и флоры. Кроме того, при цветении некоторых водорослей образуются токсины, способные убивать рыб, а также отравлять людей, употребляющих морепродукты.

В результате образовались участки, которые морские специалисты называют «мертвыми зонами» (dead zones) — это акватории, лишенные той части морской жизни, которую люди больше всего ценят. Высокая концентрация питательных веществ в реке Миссисипи, попадающих затем в Мексиканский залив, стала причиной образования сезонной морской мертвой зоны, которая по своей площади превышает территорию штата Нью-Джерси. Еще большую по площади мертвую зону — самую большую в мире — можно обнаружить в Балтийском море, и она сопоставима по своему размеру с Калифорнией. Дельты двух крупнейших рек Китая, Янцзы и Желтой реки, также лишились своей сложной морской жизни. С 2004 года общее число подобных водных пустырей в мире увеличилось более чем в четыре раза — со 146 до более 600.

 

Научить человека ловить рыбу — а что потом?

Еще одной причиной истощения океанов является то, что люди просто убивают и съедают слишком много рыбы. Часто цитируемое журналом Nature исследование, проведенное в 2003 году морскими биологами Рэнсомом Маерсом (Ransom Myers) и Борисом Уормом (Boris Worm), показывает, что количество крупных рыб - как обитающих в открытой воде (тунец, рыба-меч, и марлин), так и крупных придонных рыб (треска, палтус и камбала) — сократилось с 1950 года на 90%. Эти данные стали основанием для споров между учеными и менеджерами рыболовной промышленности. Однако, последующие исследования подтвердили данные о том, что количество рыбы значительно сократилось.

На самом деле, если обратиться к тому, что было задолго до 1950 года, то данные относительно 90% окажутся консервативными. Как показали исторические экологи, мы далеко ушли от тех дней, когда Христофор Колумб сообщал о большом количестве морских черепах, мигрировавших вдоль берегов Нового света; от того времени, когда 5-метровые осетры, наполненные икрой, выпрыгивали из вод Чесапикского залива; от того времени, когда Континентальная армия Джорджа Вашингтона смогла избежать голодной смерти, питаясь шедами, стаи которых поднимались вверх по течению реки для нереста; от той поры, когда устричные отмели практически перекрывали реку Гудзон; от того времени, когда американский приключенческий писатель начала XX века Зейн Грей (Zane Grey) восхищался огромными рыбами-мечами, тунцами, королевскими макрелями и морскими окунями, обнаруженными им в Калифорнийском заливе.

Сегодня человеческий аппетит стал причиной почти полного исчезновения этих рыб. Неудивительно, что стаи хищных рыб постоянно уменьшаются в размерах, если принять во внимание тот факт, что один голубой тунец может быть продан за несколько тысяч долларов на рынках Японии. Высокие цены — в январе 2013 года 230-килограммовый тихоокеанский синеперый тунец был продан на аукционе в Японии за 1,7 миллиона долларов — оправдывают применение самолетов и вертолетов для сканирования океана в поисках оставшейся рыбы; и обитатели морских глубин ничего не могут противопоставить использованию подобных технологий.

Но не только крупные рыбы находятся в опасности. В большом количестве мест, где когда-то обитали тунец и рыба-меч, хищные виды рыб исчезают, и рыболовные флотилии переключаются на таких более мелких и питающихся планктоном рыб, как сардины, анчоусы и сельди. Чрезмерный вылов более мелких рыб лишает пищи более крупных, остающихся еще в этих водах; водяные млекопитающие и морские птицы, в том числе скопы и орлы, также начинают страдать от голода. Морские специалисты ссылаются на этот последовательный процесс, следуя вниз по пищевой цепи.

Проблема не только в том, что мы едим слишком много морепродуктов; она также состоит в том, как мы их вылавливаем. В современном промышленным рыболовстве используются линии волочения с большим количеством крючков, которые тянутся за судами на расстоянии в несколько километров, а промышленные траулеры в открытом море опускают свои сети на тысячи метров в глубину моря. В результате многие виды, не предназначенные для вылова, в том числе морские черепахи, дельфины, киты, а также крупные морские птицы (например, альбатросы), попадают в сети или запутываются в них. Ежегодно миллионы тонн не представляющих промышленного интереса морских живых существ погибают или получают ранения в результате промышленного рыболовства; на самом деле, треть того, что рыбаки вылавливают из морских глубин, им совершенно не нужна. Некоторые из наиболее разрушительных методов рыболовства уничтожают от 80 до 90% того, что попадает в сети или вылавливается другим способом. В мексиканском заливе, к примеру, на каждый килограмм выловленных траулером креветок приходится более трех килограммов морских обитателей, которых просто выбрасывают.

По мере того, как океаны оскудевают, а спрос на морские продукты растет, развитие морской и пресноводной аквакультуры могут представлять собой привлекательный вариант решения существующей проблемы. В конце концов, мы увеличиваем поголовье домашнего скота на суше для производства пищевых продуктов, а почему мы не можем сделать то же самое на морских фермах? Количество рыбных ферм увеличивается быстрее, чем любые другие формы производства продуктов питания, и сегодня большинство коммерчески продаваемой рыбы и половина импортируемых в Соединенные Штаты морепродуктов поступают от предприятий аквакультуры. Если правильно заниматься этим делом, то рыбные фермы могут быть приемлемыми с точки зрения охраны окружающей среды. Однако воздействие аквакультуры может быть весьма различным в зависимости от специализации, тогда как используемые методы, месторасположение и некоторые другие факторы способны осложнить устойчивое производство. Многие выращиваемые на фермах виды рыб сильно зависят от диких рыб, используемых для корма, и это сводит на нет достоинства аквакультуры в области сохранения рыбного богатства. Выращиваемые на фермах рыбы могут также попадать в реки и океаны, создавая угрозу для представителей дикой природы из-за заразных болезней или паразитов, а также в результате конкуренции с местными обитателями за получение пищи и мест для нереста. Огороженные лишь сеткой фермы также способны загрязнять воду разного рода рыбными отходами, пестицидами, антибиотиками, несъеденным кормом, болезнями и паразитами, попадающими непосредственно в окружающую воду.

 

Разрушение последнего рубежа Земли

Еще один фактор вызывает оскудение океанов. Речь идет о разрушении ареалов, обеспечивавших в течение тысячелетий поразительную морскую жизнь. Строительство жилых помещений и коммерческих строений опустошили бывшую когда-то дикой прибрежную полосу. Особенно активно люди уничтожают прибрежные марши, которые служат в качестве кормовой площадки и питомника для рыб и других представителей дикой природы, а также фильтруют загрязнители окружающей среды и укрепляют берега, защищая их от штормов и эрозии.

Общее разрушение океанской среды обитания скрыто от глаз, однако оно вызывает не меньшее беспокойство. Для рыбаков, занимающихся поисками ускользающей добычи, глубины моря стали последним рубежом нашей планеты. Там находятся подводные горные цепи, называемые морскими возвышенностями (они исчисляются десятками тысяч и в большинстве случаев не отмечены на картах), которые стали особенно желаемыми целями. Некоторые из них поднимаются с морского дна на высоту, сравнимую с Каскадными горами в штате Вашингтон. Крутые склоны, гребни и вершины морских возвышенностей в южной части Тихого океана, а также в других местах, являются средой обитания для большого количества самых разных представителей морской флоры и фауны, включая значительное количество еще неоткрытых видов.

Сегодня рыболовные суда тащат за собой по дну моря и по подводным возвышенностям огромные сети со стальными пластинами и тяжелыми катками, уничтожая все на своем пути на глубине более одного километра. Промышленные траулеры, как бульдозеры, прокладывают свой путь, и в результате морские возвышенности прекращаются в песок, голые скалы и груды обломков. Глубоководные кораллы, предпочитающие низкие температуры, по своему возрасту древнее, чем калифорнийские вечнозеленые секвойи, они также уничтожаются. В итоге неизвестное количество видов из этих уникальных островов биологического разнообразия — они могут также содержать в себе новые медицинские средства и другую важную информацию — обречены на вымирание еще до того, как люди получат возможность их изучить.

Относительно новые проблемы представляют собой дополнительные вызовы. Инвазивные виды, в том числе рыба-лев, дрейссены и тихоокеанские медузы нарушают прибрежную экосистему, а в некоторых случаях они становятся причиной полного коллапса рыболовства. Шум от эхолокаторов, используемых военными системами, и другие его источники оказывают разрушительное воздействие на китов, дельфинов и других представителей морской дикой природы. Крупные суда, проходящие по оживленным торговым маршрутам, убивают китов. Наконец, таящий арктический лед создает новые опасности для экологии, поскольку уничтожается привычная среда обитания для морской флоры и фауны, в то время как добыча полезных ископаемых облегчается, а морские торговые пути расширяются.

 

В теплой воде

Но и это еще не все. По оценкам ученых, вызванное человеком изменение климата будет способствовать повышению температуры на планете в диапазоне от четырех до семи градусов по Фаренгейту в течение нынешнего столетия, и в результате океаны станут более теплыми. Уровень воды в морях и океанах повышается, штормы становятся более сильными, а жизненный цикл растений и животных сильно меняется, в результате чего меняются миграционные схемы и возникают другие серьезные нарушения.

Глобальное потепление уже привело к опустошению коралловых рифов, и специалисты теперь предсказывают разрушение всей системы рифов в течение нескольких следующих десятилетий. Более теплые воды вымывают небольшие водоросли, которые служат им источником питания, и кораллы погибают от голода — этот процесс называется «выбеливанием» (bleaching). Одновременно повышение температуры воды в океане способствует распространению болезней в кораллах и в других видах морской дикой природы. Нигде подобного рода сложные виды взаимозависимости не вызывают столь активного умирания морей, как это происходит в хрупких коралловых экосистемах.

Океаны стали также более кислотными, поскольку двуокись углерода, выбрасываемая в атмосферу, растворяется в мировом океане. Накопление кислоты в морских водах сокращает количество карбоната кальция, ключевого строительного элемента для скелетов и раковин кораллов, планктона, моллюсков, а также для многих других морских организмов. Подобно тому, как деревья заставляют друг друга тянуться к свету, наращивая древесину, многим морским обитателям нужны твердые раковины для роста, а также для защиты от хищников.

Помимо всех перечисленных проблем, следует иметь в виду, что пока еще невозможно предсказать, каким может быть самый большой ущерб океанам в результате изменения климата и окисления океана. Мировые моря поддерживают процессы, являющиеся необходимыми для жизни на Земле. Они включают в себя сложные биологические и физические системы, в том числе азотные и углеродные; фотосинтез, который обеспечивает половину кислорода, вдыхаемого человеческими существами и создающего основу для биологической продуктивности океана; и океаническая циркуляция. Многие из перечисленных видов активности происходят в открытом океане, где вода и атмосфера взаимодействуют между собой. Несмотря на такие ужасные происшествия, как землетрясение в Индийском океане или цунами 2004 года, хрупкий баланс, поддерживающий эти системы, оставался удивительно стабильным задолго до появления человеческой цивилизации.

Однако подобного рода сложные процессы оказывают воздействие на климат на нашей планете, а также реагируют на него, и ученые рассматривают некоторые события как красный флаг, объявляющий о надвигающейся катастрофе. Возьмем один из примеров: тропические рыбы все активнее мигрируют в более холодные воды Арктики и южных океанов. Такого рода изменения могут привести к уничтожению некоторых видов рыб и поставить под угрозу критически важный источник пищи, особенно для развивающихся стран в тропиках. Или возьмем, например, данные, полученные со спутников, которые говорят о том, что теплые воды меньше смешиваются с холодными, более глубокими водами. Сокращение вертикального смешивания отделяет околоповерхностную морскую жизнь от находящихся в глубине питательных веществ, что в конечном итоге загоняет вниз популяции планктона, представляющего собой основу океанской пищевой цепи.

Трансформации в открытом океане способны оказать существенное воздействие на климат, а также на сложные процессы, поддерживающие жизнь на земле и в море. Ученые пока еще не полностью понимают, каким образом работают эти процессы, однако игнорирование предупредительных сигналов может привести к весьма серьезным последствиям.

 

Путь вперед

Правительства и общественность стали значительно меньше ожидать от моря. Предельно допустимые нормы в отношении окружающей среды, качественное управление и личная ответственность сильно понизились. Подобного рода пассивное отношение к разрушению морей является тем более постыдным, если принимать во внимание то обстоятельство, насколько просто можно избежать такого рода последствий. Существует много решений, и некоторые из них относительно просты. Так, например, правительства могли бы создать и расширить охранные морские зоны, принять и ввести в действие более строгие международные правила для сохранения биологического разнообразия, а также установить мораторий на вылов таких сокращающихся видов рыб, как тихоокеанский голубой тунец. Однако подобного рода решения также требуют изменений в подходах общества к вопросам энергетики, сельского хозяйства и управления природными ресурсами. Странам надо будет существенным образом сократить выбросы парникового газа, перейти к чистым видам энергии, уничтожить наиболее опасные токсичные химикаты и положить конец масштабному загрязнению нутриентами бассейнов рек.

Перечисленные изменения могут показаться пугающими, особенно для стран, сфокусированных на основных вопросах выживания. Однако правительства, международные институты, некоммерческие организации, ученые и представители бизнеса обладают необходимым опытом и способностью, позволяющими найти ответы на проблемы океанов. Они добивались успеха в прошлом за счет инновационных местных инициатив на всех континентах, они достигали впечатляющего научного прогресса, вводили строгие правила в области охраны окружающей среды, а также принимали важные международные меры, в том числе глобальный запрет на выброс ядерных отходов в океаны.

До тех пор, пока загрязнение окружающей среды, чрезмерный вылов рыбы и окисление океанов остаются предметом озабоченности только для ученых, мало что изменится в лучшую сторону. Дипломатам и экспертам в области национальной безопасности, понимающим потенциал конфликтов в перегретом мире, следует понять, что изменение климата может скоро стать вопросом войны и мира. Лидеры бизнеса должны лучше понимать большинство из существующих прямых связей между здоровыми морями и здоровой экономикой. А правительственные чиновники, которым поручено следить за благосостоянием общества, должны, несомненно, осознавать важность чистого воздуха, земли и воды.

Мир стоит перед выбором. Нам не следует возвращаться в океанический каменный век. Открытым остается вопрос, сможем ли мы сконцентрировать политическую волю и моральную смелость для того, чтобы восстановить моря до того, когда будет уже слишком поздно. И этот вызов, и эти возможности существуют.

 

Источник: Алан Силен (Alan B. Sielen) The Devolution of the Seas — Foreign Affairs (США) / www.inosmi.ru

 

На заставке фото с сайта www.worldresourcesforum.org

 

www.agroxxi.ru

Водно-экологические катастрофы

Экологи́ческая катастрофа — необратимое изменение природных комплексов, связанное с массовой гибелью живых организмов, это природная аномалия (длительная засуха, массовый мор, например, скота и т.д.), зачастую возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона; авария техногенного устройства (атомной электростанции, танкера и т.п.), приведшая к остронеблагоприятным изменениям в среде и повлекшая за собой массовую гибель животных организмов и экономический ущерб; одно из состояний природы (табл. 1.). Экологическая катастрофа отличается от экологического кризиса тем, что кризис - это обратимое состояние, где человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа необратимое явление, человек здесь вынужденно пассивная страдающая сторона. В широком понимании экологическая катастрофа это фазы развития биосферы, где происходит качественное обновление живого вещества, например, вымирание одних видов и возникновение других

Вид катастрофы; может быть локальной и глобальной. Локальная экологическая катастрофа приводит к гибели или серьёзному нарушению одной или более локальных экологических систем.

Примеры крупных водно-экологических катастроф

· Авария на химическом заводе в Севезо, Италия

· Выброс цианистых соединений в Бхопале, Индия

· Заражение питьевой воды, Бангладеш, Индия

· Гибель Аральского моря, Казахстан — исчезновение моря

· Повышение концентрации СО2 в воздухе, глобальное потепление и гибель кораллов

· Канадская экологическая катастрофа 1970 г. en:Ontario Minamata disease

· Экологическая катастрофа в Венгрии 2010 г. — прорыв дамбы на заводе по производству алюминия, в результате чего сотни гектаров территории, а также Дунай с притоками были залиты т.н. «красным шламом».

· Взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе

 

 

Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями водного бассейна. По мере роста перевозок нефтегрузов все большее количество нефти стало попадать в океан при авариях.Огромный ущерб океану нанесло крушение американского супертанкера «Торри Каньон» у юго-западного побережья Англии в марте 1967 года: 120 тысяч т нефти вылилось на воду и было подожжено зажигательными бомбами с самолетов. Нефть горела несколько дней. Были загрязнены пляжи и побережья Англии и Франции.

За десятилетие после катастрофы танкера «Торри Канон» в морях и океанах погибло более 750 крупных танкеров. Большинство этих крушений сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов в море. В 1978 году у французских берегов снова произошла катастрофа, еще более значительная по последствиям, чем в 1967 году. Здесь в шторм разбился американский супертанкер «Амоно Кодис». Из судна вылилось более 220 тыс т нефти, покрыв площадь 3,5 тыс. кв. км. Был нанесен огромный ущерб рыболовству, рыбоводству, устричным «плантациям», всем морским обитателям этого района. На протяжении 180 км побережье покрылось черным траурным «крепом».

В 1989 году авария танкера «Валдиз» вблизи побережья Аляски стала крупнейшей экологической катастрофой подобного рода в истории США. Огромный, с полкилометра длиной, танкер сел на мель примерно в 25 милях от берега. Тогда в море вылилось около 40 тыс. т нефти. Огромное нефтяное пятно растеклось в радиусе 50 миль от места аварии, покрыв плотной пленкой пространство 80 кв. км. Были отравлены самые чистые и богатые фауной прибрежные районы Северной Америки.

Для предотвращения подобных катастроф разрабатываются двухкорпусные танкеры. При аварии, если будет поврежден один корпус, второй предотвратит попадание нефти в море.

Большую угрозу представляют жидкие радиоактивные отходы производства ядерного топлива и оружейного плутония.

В 1991 году стали известны последствия аварий, происходивших на химкомбинате «Маяк» около Челябинска, где с конца 40-х годов производился оружейный плутоний, а радиоактивные отходы сливались в речку Теча. В 1951 году произошла авария, было облучено 124 тыс. человек, а 28 тыс. получили дозы до 170 бэр (Бэр – биологический эквивалент рентгена. Доза в 100 бэр приводит к хронической лучевой болезни.).В 1957 году взорвалась одна из емкостей с жидкими отходами, выбросив в воздух почти половину чернобыльской дозы. Радиоактивное облако покрыло 23 тыс. кв. км, где проживали 270 тыс. человек. В Челябинской, Свердловской и Курганской областях было облучено 450 тыс. человек, а 2,5 чернобыльских дозы заключено в отходах, сброшенных в озеро Карачай, и в водной линзе под ним, которые могут влиться в реки обского стока, и вызвать экологическую катастрофу в Западной Сибири до Ледовитого океана.

 

Деградация Аральского моря результат «планомерного» техногенного аграрного развития в течение 30 лет. Аральский кризис можно назвать планомерной катастрофой, вызванной некомпетентным и природоразрушающим планированием развития экономики Аральского региона, ярким проявлением которого стали "хлопковая монополия", недоучет и игнорирование негативных долгосрочных и экологических последствий.

Ориентация на производство водоемких сельскохозяйственных культур (прежде всего хлопка и риса) привела к чрезвычайно водоемкому характеру сельскохозяйственного производства. На нужды орошаемого земледелия забирается подавляющая часть воды, потребляемой в регионе. В условиях засушливого климата, дефицита воды, несовершенства оросительной инфраструктуры это приводит к практически полному изъятию водных ресурсов. В последние годы в море поступало всего 4-8 км3 воды, тогда как только для поддержания его уровня требуется 33-35 км3 Ареал экологического кризиса, связанного с гибелью Арала, чрезвычайно обширен.

В 1961 -1086 г.г. - 110 м/год, т.е. в этом периоде отмечалась пониженная водность рек бассейна Аральского моря, была зафиксирована в 1969 г. (193 км3).

Аральское море по величине занимает четвертое место среди величайших озер мира. Площадь его без островов равна 64113 км. Наибольшая длина в направлении с СВ на ЮЗ - 428 км наибольшая ширина по 45-й параллели - 248 км. Уровень Аральского моря лежит выше уровня океана на 52 м и превышает уровень Каспия на 80 м средняя глубина озера -16 м. Восточная часть его котлована мелководная, с пологим уклоном на запад. В западной части озеро достигает глубины 68 м, озеро богато островами, занимающими 2345 км2 площади.

Ситуация с Аарльским морем тупиковая и пути выхода из этой проблемы надо искать долго.

К наиболее важным, связанным с радиоактивным загрязнением, следует отнести именно проблемы захоронения радиоактивных отходов. Такие отходы возникают еще при разработке месторождений, а по мере использования радиоактивных элементов масса их непрерывно возрастает. Различные отходы, образующиеся на разных этапах работ с радиоактивными элементами, имеют много специфических особенностей, которые мы не будем рассматривать. Но для всех них характерно возникновение в местах захоронения обстановки, опасной для жизнедеятельности большинства организмов, и в первую очередь для людей. Необходимо также отметить, что значительная часть всех захоронений радиоактивных веществ будет представлять опасность многие тысячелетия.

Для захоронения часто (особенно за рубежом) используется Океан. Поэтому сначала кратко рассмотрим влияние урана на жизнедеятельность морских организмов.

Воздействие урана на живые организмы имеет как химический характер, так и радиационный. С точки зрения первой части такого воздействия, уран — тяжелый элемент, удаленный от «линии жизни». Следовательно, повышение его концентрации негативно воздействует на все живые организмы. С другой стороны, уран относится к элементам с большим абсолютным разбросам (АР). Следовательно, в отдельных частях биосферы организма (а точнее живое вещество в целом) привыкли к изменениям концентраций этого металла (с позиций его химического воздействия).

Изучая радиационное воздействие урана на организмы, исследователи отмечают, что наибольшее воздействие на организмы оказывает не сам уран, а дочерние изотопы, образующиеся в результате его распада. Считается также, что воздействие каждого из них имеет индивидуальный характер. Мы же будем подразумевать суммарное воздействие и самого урана, и продуктов его распада.

В водных бассейнах и реках уран, начиная с концентрации 0,5 дм3, за­держивает рост сапрофитной микрофлоры. При концентрации около 1 дм3 у многих водных организмов затруднено поглощение кислорода, при 100 дм3 полностью прекращается рост микрофлоры. Из воды уран, как и другие химические элементы, поглощается организмами. Наибольшее количество урана в водных организмах характерно для водорослей. Однако в пищевой цепи его концентрация уменьшается направлении водоросли- животные организмы бентоса - рыбы. В конечном результате все радионуклиды переходят в осадок.

Увеличение в водах концентрации урана по сравнению с природной (кларковой) в сотни раз подавляет жизнедеятельность большинства орга­низмов (исключение составляют лишь некоторые адаптировавшиеся виды и синезеленые водоросли). При этом рыбы теряют способность к воспро­изводству. Н.Ф. Реймерс (1990) приводит данные о влиянии на человека разных суммарных степенен разового облучения: 450 Бэр - тяжелая степень (погибает 50% облученных людей), 100 — нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни, 75 — кратковременные изменения состава крови, 30- облучение при рентгеноскопии желудка, 25 — допустимое разовое аварийное облучение персонала, 10 — допустимое разовое аварийное облучение населения.

Последствия радиоактивного загрязнения весьма обширны и чрезвычайно многообразны. К настоящему времени установлено, что радиация нарушает все известные типы иммунитета, а это предопределяет развитие самых разнообразных заболеваний с тяжелыми последствиями.

 

Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Интернет дискуссия «Проблемы нерационального землепользования и деградация почв в Центральной Азии»

   Туркменистан: «Проблемы опустынивания и деградации экосистем восточного побережья каспийского моря, связанные с добычей нефти, газа и освоением земель» 

 

ЭСЕНОВ П., МАМЕДОВ Э. Туркменское географическое общество.

Materials from ISAR's Baku Conference for EcoNGOs

 

В последнее десятилетие регион, прилегающий к Каспийскому морю, стал зоной интенсивного индустриального, промышленного и сельскохозяйственного освоения. Антропогенная деятельность стала основной причиной тех негативных изменений в окружающей среде региона, которые затрагивают все компоненты природы - почву, растительность, биоту и условия проживания людей. Кроме того, последняя трансгрессия моря, начавшаяся с 1978 г., сильно усложнила экологические условия региона.

 

За период с 1978 по 1996 гг. подъем уровня моря на восточном побережье составил 2,6 м. А до этого за период с 1930 по 1977 гг. при регрессии уровень воды снизился на 2,5-3,0 м. при этом в некоторых местах море отступило на 20-40 км.

 

В результате подъема уровня моря в зоне затопления оказались десятки километров водопроводных сетей, береговые насосные, пожарно-насосные и кабельные сооружения, 15 км главного канализационного коллектора г.Туркменбаши, 4 из 5 канализационных насосных станций.

Здесь нанесен значительный ущерб жилищному фонду г.Туркменбаши, Челекен и др. береговых поселков, в том числе особенно пос.Уфра. Особый риск вызывают огромные количества нефтехранилищ, которые расположены в зоне "перспективного" затопления. При авариях неочищенные фекальные стоки канализации сбрасываются в море без очистки, т.к. у многих систем канализации срок эксплуатации давно истек. Хотя начиная с 1996 г. идет некоторое снижение уровня воды, но оно по прогнозам носит временный характер.

В результате подъема уровня моря нанесен огромный социально-экономический ущерб поселениям, который остро чувствуется от Гасанкуди до Белдаша на расстоянии 650 км.

 

В этой зоне затоплено более 150 различных объектов, в том числе линии электроснабжении и нефтяные скважины, в связи с этим ежегодная потеря нефти составляет 300 тыс.т. При затоплении нефтяных месторождений снижается пластовое давление, что приводит к уменьшению добычи нефти в объеме 400 тыс.т в год. В связи с подъемом уровня моря пришлось приостановить добычу нефти на ряде скважин, в каждой из них общая потеря нефти составляет 40-50 т в сутки.

 

В районе Челекена наибольшую опасность представляют нефтяное озеро от очистительных сооружений, отходы йодо-бромного завода и завода технического углерода, попадание которых в море может привести к непредсказуемым экологическим последствиям. Под водой оказались водопроводные и газовые линии, пляжи, жилые дома, жителей которых пришлось переселить. Для выполнения берегозащитных мероприятий только в районе Челекена, по оценке проектных разработок, потребуется 12 млн.долларов.

 

В настоящее время в Туркменистане находится в разработке,45 месторождений нефти и газа и 59 месторождений твердых полезных ископаемых. Все месторождения добычи нефти расположены в Балканском велаяте, часть из них на морском шельфе Каспия.

Они являются источниками загрязнения окружающей среды, в т.ч. и моря. Причиной загрязнения моря стали естественные грифоны, а также грифоны, образовавшиеся при аварии на буровых, утечки от морских стационарных платформ, оставленных на различных участках моря. Утечки нефти имеют место и при заполнении танкеров нефтью и при перевозке.  При освоении морских нефтяных месторождений в среднем в водную среду поступает от одной скважины 30-120 т нефти, 200-1000 т буровых выработок, 150-400 т бурового шлама. Под водой оказались значительные площади бывшей прибрежной территорий где имеются отходы горно-химической промышленности, нефтебитумные отходы. При подъеме уровня моря могут оказаться под водой нефтяные месторождения Котурдепе, Овал-Товал, Бурун и Небитдаг, где уже сейчас следует построить защитные сооружения. С целью предотвращения негативных экологических последствий учеными рекомендуется:существующие и вновь строящиеся береговые объекты размещать на участках побережья, поверхность которых имеет абсолютную отметку выше минус 22 м. и прибрежная территория, расположенная ниже абс. отметки минус 22 м., до прихода моря должна быть очищена от горнохимических, промышленных нефтебитумных и других отходов.

 

Загрязнение природной среды, в том числе и морской, происходит в результате сброса сточных вод. В прошлом году около 0.5 млрд.м3 сточных вод сброшено в море, более 42 млн.м3 в поля фильтрации.

Выбросы в атмосферу в Балканском велаяте составляют 180,8 тыс.т в год, что равно 64% всех выбросов в Туркменистане, из них только 13.6%  утилизировано...

 

Значительная доля этих выбросов приходится на предприятия Министерства нефти и газа, Минанергопрома и Минпром-стройматериалов. По Балканскому велаяту 45 предприятий из 1844 источников осуществляют выбросы в атмосферу /из них 1300 организованных. Почти 90% этих выбросов составляют углеводороды, остальные - на долю сернистого ангидрида, окислов азота, летучих органических соединений и окиси углерода. К сожалению менее 8% этих выбросов утилизируется и обезвреживается.

К деградации природной среды способствуют и естественные факторы, среди которых следует отметить импульверизацию солей в Восточном Прикаспии. При аэродисперсии морского воздуха происходит ветровой вынос солей, который выпадает на прибрежные территории. По расчеттам, в Челекене количество солей, поступающих на поверхность почвы, достигает 417 кг/га в год, оно еще выше в районе г.Актау - 3,5 т/гав год.

 

Важным фактором деградации и опустынивания земель является  сельскохозяйственная деятельность. Как известно Балканский велаят является одним из основных районов животноводства страны, 67% территории велаята составляют пастбища /или 9,3 млн.га. Однако под влиянием природных и антропогенных факторов, они в той или иной степени деградированы. По данным Национального института пустынь из общей площади пастбищ 9,3 млн.га, 46,3% деградированы в слабой степени, 47% - в средней и  7% - в сильной степени. При перевыпасе в пустынные, сообщества внедряются сорные виды, чуждые флоре пастбищных территорий, значительно снижается урожайность пастбищ, ухудшается их кормовая емкость и смена состава растенийЪ В целом, вся пастбищная территория велаята является деградированной и требует улучшения. До сих пор не налажена система охраны и рационального использования пастбищных земель, нет механизма общественного контроля за ходом земельной реформы и методов стимулирования рационального /щадящего/ землепользования.

По данным "Национальной программы Туркменистана по борьбе с опустыниванием" по Балканскому велаяту предусмотрена значительная работа на восстановление деградированных орошаемых и пастбищных земель. Для их выполнения потребуется значительные затраты. Так, для строительства горизонтального дренажа 76,9 тыс. долларов, на капитальную промывку орошаемых засоленных земель. - 6064,7 тыс.

долларов, на строительство защитных полос вдоль автодорог 5062 тыс долларов /750 га/, вдоль железных дорог 10125 тыс. долларов /15.00га/, вдоль газовых промыслов и трубопроводов 4050 тыс.долларов-/500 га/.5

 

Осуществление этих мероприятий позволит снизить темпы опустынивания и деградации земель.

Учитывая печальный опыт освоения земель зоны Каракумского канала, Правительство Тукменистана планирует бетонирование 4-ой очереди канала Газанджик - Гызылэтрек во избежание непроизводительных потерь воды в зоне его орошения.

Вообще в условиях повышенной хозяйственной нагрузки необходимо совершенствование организации и технологии рационального природопользования на долгосрочной основе. В этой долгосрочной программе свое достойное место  должна занимать экологическая пропаганда и информированность населения о состоянии окружающей среды, создание общественных организаций, подготовка научно-популярных материалов, и распространение их через средства массовой информации /в основном на языке местного населения, более широкое привлечение населения на решение местных экологических проблем

 

www.caresd.net