3.1. Загрязнение атмосферы.
Запах нефтепродуктов в виде паров бензина, а также продуктов его неполного сгорания известен каждому. Острые случаи отравления парами нефтепродуктов достаточно редки. Хроническое их воздействие не относится к факторам, улучшающим здоровье. И хотя оно, как правило, не дает острых и очевидных эффектов, местное население, вынужденное вдыхать в себя эти ароматы, достаточно активно протестует. Типичными ситуациями являются окрестности нефтеперегонных заводов, нефтехранилищ, нефтебаз, бензоколонок, автохозяйств, крупных автостоянок.
Гораздо более серьезные проблемы появляются при возникновении ситуации, когда взаимодействие летучих углеводородов, входящих в состав нефти и нефтепродуктов, окислов азота и ультрафиолетового излучения приводит к образованию смога. В таких случаях количество серьезно пострадавших может составлять тысячи человек.
3.2. Загрязнение вод.
Наиболее яркими и общеизвестными случаями печальных последствий воздействия нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду, является загрязнение вод. Самый тяжелый случай - мощное загрязнение толстым слоем в местах разливов нефти. Это может произойти при авариях танкеров и разрывов на трубопроводах. Жуткие картины утонувших в нефти животных и птиц многократно демонстрировались в средствах массовой информации. В случае если они не гибнут от удушья и не тонут, жить в сильно загрязненном нефтью состоянии они не смогут, из-за затруднения способности двигаться и утраты меховым и перьевым покровом терморегулирующих функций.
В ряде случае толстый слой нефтепродуктов на водной поверхности может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты способны растекаться по поверхности воды тонким слоем, покрывая огромные поверхности. Все видели радужные пленки нефти на поверхности дождевых потоков, стекающих с поверхности автодорог. Такие пленки резко затрудняют поступление кислорода из атмосферы и понижают его содержание в воде. Кроме того, нефтепродукты в воде оказывают прямое токсическое действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества. Плавающие длительное время по воде животные и птицы за счет такой пленки могут собрать на себе достаточное количество нефтепродуктов, чтобы это привело к серьезному загрязнению меха и перьев.
3.3. Загрязнение грунтов.
В отличие от воды, нефть, как правило, не образует больших растеканий по поверхности почвы. Определенную опасность представляет вариант загорания пропитанных нефтью и нефтепродуктами грунтов.
Основные же экологические проблемы при попадании нефти на землю связаны с грунтовыми водами. После просачивания до их поверхности, нефть и нефтепродукты начинают образовывать плавающие на воде линзы. Эти линзы могут мигрировать, вызывая загрязнение водозаборов, поверхностных вод. Одним из наиболее крупных примеров такого рода является ситуация в окрестностях Грозного в Чечне, под которым на глубине несколько метров образовалась огромная линза нефти и нефтепродуктов. Аналогичные проблемы отмечаются в окрестностях ряда нефтеперерабатывающих заводов, нефтебаз, военных аэродромов.
Обычно потери нефти и нефтепродуктов при добыче и переработке составляют 1-2%, для России это - около 5 млн. тонн в год. По более пессимистическим оценкам, только при переработке нефти в почву просачивается 1,5% общего объема горючего. В грунтах вокруг многих нефтеперерабатывающих заводов за десятилетия их работы накопилось огромное количество нефти и нефтепродуктов - иногда это сотни тысяч тонн. Неудивительно, что под большинством фабрик, складов, заводов, транспортных парков и аэропортов существуют целые бензиновые озера. Например, грунты под Грозным в Чечне превратились в одно из крупнейших нефтяных «месторождений», созданных человеком: специалисты утверждают, что его запасы достигают миллиона тонн. Подмосковная земля, по некоторым подсчетам, ежегодно впитывает 37 тыс. тонн нефтепродуктов.
Ежегодные мировые затраты на очистку и восстановление почвы от загрязнений углеводородами составляют десятки миллиардов долларов.
Источники загрязнения нефтью
Разумеется, основные источники загрязнения окружающей среды нефтепродуктами - предприятия и оборудование нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности. В районах нефтедобычи все компоненты биосферы испытывают интенсивное воздействие, приводящее к нарушению равновесия в экосистемах.
В первую очередь загрязнение нефтью и нефтепродуктами окружающей среды вызвало серьезное беспокойство благодаря авариям на буровых скважинах, расположенных в море, и крушениях танкеров. При растекании пленки нефти по поверхности воды она образует слой углеводородов, различной толщины, покрывающий большие поверхности. Так 15 тонн мазута в течение 6-7 суток растекается, покрывая поверхность около 20 кв. км. Загрязнение почвы нефтью и продуктами ее переработки, как правило, имеет локальный характер, вызывая не менее разрушительные последствия.
Однако загрязнения, вызванные авариями, составляют лишь небольшую долю от общего количества загрязнения. Так, по данным Национальной академии Наук в Вашингтоне катастрофы и аварии при добыче и транспортировке нефти и нефтепродуктов составляет менее 6%, в то же время потери при транспортных перевозках составляют 34,9% от общего количества загрязнения углеводородами, причем в реки попадает 31,1% нефтепродуктов, а в атмосферу всего 0,8%.
Отработанные газы автомобиля содержат более 200 соединений, 170 из которых представляют опасность для биоты, в первую очередь тяжёлые металлы, накапливающиеся в почве вдоль автодорожного полотна, и, прежде всего, свинец. Особенно прочно фиксируют тяжелые металлы верхние органогенные горизонты почвенного покрова. Поэтому объектом мониторинга служат лесные подстилки и верхний пятисантиметровый слой почвы на расстоянии 5-10 м и 20-25 м от края проезжей части.
Автомобили не единственные передвижные загрязнители окружающей среды нефтепродуктами. Как правило, неэлектрифицированные железные дороги имеют высокую замазученность в районе железнодорожного полотна, причем, постоянное поступление нефтепродуктов железнодорожного полотна, делает практически нецелесообразным биологическую очистку территории.
Способы устранения нефтяных загрязнений
С возрастанием масштабов добычи, транспорта, хранения и переработки нефти проблема борьбы с аварийными утечками и выбросами нефти и нефтепродуктов становится острой мировой проблемой, в которой решающими и первостепенными являются вопросы экологии и экономики. Методы и средства защиты от аварийного растекания разработаны еще недостаточно. В соответствии с новыми национальными и международными законами «об охране окружающей среды предпринимаются значительные усилия к практическому разрешению этой проблемы.
До сих пор очистка грунта и нефтешламов ведется недостаточно эффективно и по большому счету остается практически нерешенной проблемой, и это несмотря на то, что разработку и совершенствование очистного и восстанавливающего оборудования ведут практически все фирмылидеры в области создания химического оборудования.
В свое время первые в мире сепараторные станции для очистки нефтяных шламов были построены на Ярославском и Волгоградском НПЗ. Из-за неудачного опыта работы по применению сепараторов для очистки нефтяных шламов не были продолжены, а спустя 25 лет наша технология вернулась в Россию через западные фирмы. В 1971 году на Уфимском нефтеперерабатывающем заводе была построена установка для сжигания нефтяного шлама, донных осадков шламонакопителей и флотопены, однако в следствии не экономичности ее использование продолжалось до 1980 года. Примерно в это же время установку для очистки нефтешлама создала шведская фирма «Alfa-Laval». Увы, опыт эксплуатации показал, что на такой установке можно очищать только свежие, вновь образующиеся нефтешламы, она совершенно не предназначена для очистки донных осадков шламонакопителей. В 1990 году на ПО «Пермнефтеоргсинтез» была смонтирована установка очистки нефтешлама немецкой фирмы «KHD» (ее аналогом можно считать и установку фирмы «Flottweg»). В начале 90-х годов широкую известность получили методы деструкции разлитой нефти биоштаммами. В настоящее время применяются специально созданные биоштаммы: путедойл, деворойл и др. Собственный метод очистки грунта от нефтепродуктов разработала американская фирма «Bogart Еnvironmental Services». Несколько лет она вполне успешно работает в Кувейте, очищая песчаный грунт от аварийных разливов нефти.
Проблема нефтяного загрязнения и
11 А класса МОУ СОШ №4 г. Лангепаса
Научный руководитель: ,
учитель химии и биологии МОУ СОШ №4 г. Лангепас
Для снижения опасности шламовых амбаров их рекультивируют засыпая грунтом. Засыпка амбаров грунтом не препятствует миграции растворов с грунтовыми водами, не устраняет утечек раствора с поверхностными водами в случае разрушения обвалов, не связывает и не ускоряет процесс разложения химических элементов и не снижает, тем самым, их токсичность.
Экологически эффективная и технологически грамотная утилизация огромного количества накопленных в шламовых амбарах нефтешламов представляет собой актуальную экологическую и ресурсосберегающую проблему. Иными словами, шламовые амбары как технологический анахронизм , необходимо ликвидировать, сбор и переработку нефтешламовых отходов нужно организовать по новым технологиям , в соответствии с требованиями времени. В этой связи актуальными являются технологии переработки и утилизации нефтешламов, предусматривающие использование физических и химических методов на полигонах ТБ и ПО.
На сегодняшний день мировым сообществом накоплен значительный опыт по утилизации нефтешламов и обезвреживанию нефтезагрязненных грунтов. Разработанные и используемые за рубежом технологии и техника ориентированы на относительно свежее исходное сырье, которое не было подвержено значительному воздействию окружающей среды – это накопления нефтешламов, образовавшиеся в течение календарного года . В Западной Сибири приходится иметь дело с нефтешламами, накопленными в открытых амбарах в течение 30-50 лет. Нефтепродукты в этих нефтешламах окислены, в них отсутствуют легкие и средние углеводородные фракции, содержатится значительное количество твердой фазы (пыль, глина, песок, растительность, мусор), дождевые и талые воды. В связи с этим затруднена и затратная их переработка и утилизация. Для таких нефтешламов невозможно применение импортных технологий и техники без модернизации и адаптации.
2.5.Способы очистки нефтяных загрязнений на территории
ТПП «Лангепаснефтегаз».
В условиях Западной Сибири деградация нефти происходит крайне медленно и также медленно происходит восстановление исходной растительности. Нами предложено для размещения отходов нефтегазодобычи задействовать территории старых кустовых площадок с ликвидированными скважинами. В процессе добычи, подготовки и транспортировки нефти образуются различные отходы, нефтешлама представляют продукты разрушения скелета. Чтобы утилизировать отходы необходимо строительство полигона, что требует оформления земельного отвода, проведения изыскательных работ, выполнение проекта. Сопряжено со сравнительно большими материальными затратами и отчуждением земель.
Анализ показал, что экономическая эффективность и полезность данного предмета заключается в рациональным использовании земельных ресурсов , снижение уровня вредного воздействия на
окружающую природную среду, эффективность использования площадей для производственных потребностей сокращения затрат на строительство природоохранных объекта, таким является полигон для размещения производственных потребностей сокращения затрат на строительство природоохранного объекта, таким является полигон для размещения производственных отходов.
Данное техническое решение направлено на оздоровление экологической обстановки на месторождения и может использоваться другими нефтяными компаниями.(см. приложениеV)
2.5.1. Рекультивация загрязнений территории ТПП « Лангепснефтегаз »
Основной технологией рекультивации является технология микробиологического расщепления нефти, нефтепродуктов или других органических токсикантов с помощью специфических биопрепаратов, микроорганизмов.Комплексная рекультивация включает в себя следующие этапы:
1.Лабораторные тесты биодеградации реальной пробы загрязненных грунтов, с целью определения оптимальных параметров биорекультивации:
Определение исходного уровня загрязнения пробы
Микробиологические анализы
Оценка токсичности загрязнителей веществ на штаммы бактерий.
Наблюдение за влиянием процесса биодеградации на всхожесть травяных семян в
обработанном грунте и возможность оказания влияния на неё посредством добавления
подходящих добавок.
2.Проверка отработанной в лаборатории выбранной оптимальной технологии на небольшом нефтезагрязненном участке с целью апробации включает следующие работы:
Взятие пробы с выделенного участка
Создание дренажной сети для откачки и очистки загрязненных грунтовых вод
Подготовка и регулярное применение биопрепарата и удобрений
Рекультивация и увлажнение грунта. Для очистки нефтяных загрязнений используют два этапа:
первый этап – механическая очистка (откачка нефти с поверхности воды)
второй этап – фрезерование; перемешивают загрязненную почву фрезой, установленной на болотоходе, проводят аэрацию, т. е. обогащают почву кислородом.
Поливают загрязненную территорию биопрепаратами, которые содержат микроорганизмы, расщепляющие углеводороды на углерод и водород . Добавляют сорбент и минеральные удобрения, состав которых различенный для рекультивации многолетних трав. По нашим исследованиям лучше всего использовать такие культуры, как овес, овсюг, тимофеевка;
удобрения - калийные. Проведя микроисследование почвы возле корневых систем, всех экспериментальных вариантов, выяснилось, что количество микроорганизмов значительно больше у растений, которые обрабатывали калийными удобрениями. Даже на замазученной почве калийные удобрения усиливают рост корневой системы, поэтому в области ризосферы корня образуется повышенная численность микроорганизмов, в том числе и деструктор нефти. Всхожесть семян различна: калийные удобрения – 12 растений, мука фосфориcтая – 10,почва без удобрений и карбамид по 7, аммофос – 4, кальциевая селитра – 4(в каждом варианте посеяно по 15 семян).
Итак, лабораторные опыты показали, что лучшими удобрениями являются калийные для рекультивации замазученных нефтепродуктами соединениями земель.
Результаты, полученные в ходе исследований могут быть использованы в рекультивации нефтезагрязненных месторождений ТПП «Лангепаснефтегаз»
Проводят рекультивацию многолетних трав, которые образуют устойчивый травяной покров. Восстановление земель рассчитано на 2-3года. (см. приложение IV)
2.5.2.Утилизация нефтешлама на полигоне ТБ и ПО.
ТПП «Лангепаснефтегаз» как подразделение передовой компании России ОАО А «Нефтяная компания ЛУКОЙЛ», принимая высокие требования к охране окружающей среды , большое внимание уделяет вопросу утилизации нефтешламов. За период с 2001 по 2003год по специально разработанному проекту, получившему положительное заключение экологической экспертизы, был построен полигон по захоронению твердых бытовых и промышленных отходов.
Полигон ТБ и ПО расположен на северо-западной окраине Урьевского месторождения в 18 м к северу от города Лангепас в районе КП 317.Местоположение полигона выбрано с учетом наличия в данном месте слабофильтрующих мягко - и текучепластичных суглинков, которых в сумме с проектными решениями работают на снижение проникновения загрязнённого производственного фильтра в почву. Терриория санитарно-защитной зоны благоустроена и озелена. На полигоне имеются бытовые и хозяйственные сооружения, отвечающим всем санитарным требованиям Основной объем промышленных отходов, размещаемых на полигоне составляют нефтесодержащие отходы. Для складирования нефтешламов оборудованы два искусственных котлована объемом 5800 м3 целью предотвращения загрязнения грунтовых вод
фильтрационными стоками дно и откосы котлованов выстланы противофильтрационным
покрытием – геомембраной на основе полиэтилена высокого давления. Покрытие устойчиво к разрыву, имеет высокую температуру плавления, обладает морозоустойчивостью до -60 градусов. Данные характеристики гарантируют целостность покрытия на многие годы. Кроме того, на полигоне организована дренажная система сбора образующегося фильтрата с участков складирования производственных отходов. Фильтрат собирается в дренажную емкость, а оттуда направляется на
ЦППН для переработки. Отведение фильтрата производится по перфорированным полиэтиленовым трубам, уложенным поперек траншей в щебеночной засыпке на противофильтрационном экране на дне полигона. Таким образом, осуществляется первичное отделение жидкой фракции нефтешламов.
Происходит первичное механическое разделение. Твердые фракции оседают, жидкие откачиваются по трубопроводу подаются на ДНС там разделяются по фазам. Вода идет в систему поддержания пластового давления, нефть направляется в цех подготовки и перекачки нефти, где она очищается.
Для контроля состояния грунтовых вод в районе полигона пробурены четыре наблюдательные скважины глубиной 10 м. Отбор проб воды и химический анализ проводится специалистами лаборатории экологии. Один раз в год результаты анализов подтверждаются специалистами ГФУ «ЦГСЭН в г. Лангепас ». Лабораторией экологии также ведется контроль за состоянием атмосферного воздуха в районе полигона. Исследования показали, что концентрация углеводородов в атмосферном воздухе практически соответствует фоновым значениям по Урьевскому месторождению. Ввод в эксплуатацию полигона ТБ и ПО позволил отказаться о размещения нефтешламов в шламовые амбары. В настоящее время полностью завершены работы по рекультивации 769 шламовых амбаров прошлых лет.
2.5.3.Переработка нефтяных отходов в дорожно-строительный
материал.
Твердая фаза – песок используется на изготовление кирпича. На Невагальском месторождении подрядчики изготавливают кирпич, который используют как облицовочный материал.
Мы использовали нефтезагрязненный грунт для получения асфальта. Используя технологию получения асфальта. Были проведены исследования твердых остатков после термического извлечения органической части на их пригодность как компонента для приготовления холодных асфальтобетонных смесей. Твердый остаток с содержанием нефтепродуктов 15-20% в холодном состоянии 40-46% по массе, перемешивали с природным песком, 30 % по массе и ракушечной пылью,20-26 % по массе. Пыль ракушечника используется в качестве минерального наполнителя. В смесь добавили горячий жидкий битум БНД 90/130,4-5 % по массе, и смешивали в течение 15 мин до получения однородной вязкой массы.
Прикатывали сначала легким катком, затем более тяжелым. Получили асфальтобетон.
2.5.4.Свойства асфальта.
Материал прошел в нашей лаборатории комплекс испытаний. Проверен такой показатель как стойкость асфальта против воздействия ультрафиолетового излучения. Для этого мы облучали асфальт кварцевыми, синими лучами в течение 17 часов, создающей условия искусственной погоды.
После облучения материал замачивали на два часа в воде и замораживали в течение двух часов при температуре минус 20 градусов. В замороженном состоянии изделие испытывали на изгиб, имитировали процесс службы асфальта зимой под снеговой нагрузкой.
Результаты показали, что асфальт стал прочнее. Таким образом, первые годы службы асфальт набирает прочность.
При проверки на кислостойкость, опускали в раствор кислоты и щелочи, реакции не происходило. Асфальт водонепроницаем. В течение суток вода находилось на поверхности асфальта.
Этот асфальт оказался чрезвычайно прочным, что позволит ей выдерживать большие снеговые нагрузки сибирского климата.
В начальный момент остатки нефти имеют разбавляющий эффект на применяемый битум и со временем, за счет окисления на открытом воздухе и по мере увеличения вязкости битума прочность асфальтового покрытия возрастает. Преимуществом асфальтобетона является низкая стоимость и однородность за счет использования природного песка, а также использование отходов и местных материалов для получения асфальтового бетона. При получении асфальтобетона не требуются дефицитные каменистые материалы, и уменьшается количество добавляемого битума.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод о возможности целенаправленного получения битума и асфальтобетона из нефтепродуктов при этом вредные вещества, содержащиеся в отходах, предотвращаются в ценные и безопасные продукты.
3.Заключение
Интенсивное развитие нефтегазовой отрасли Севера привело к негативным последствиям, особенно для окружающей среды. В настоящее время все процессы, имеющие отношение к нефти представляют экологическую опасность.
Нефтяные шламы образовались в результате сброса в специально отведенные амбары отходов процессов подготовки нефти, продуктов зачистки резервуаров, некондиционной нефти.
Кроме того, в них сбрасывалась нефть, уловленная из канализационных линий, с площадок обслуживания оборудования, насосов, а также нефть вместе с почвой с мест порыва трубопроводов, аварий. Экологически эффективная и технологически грамотная утилизация огромного количества накопленных в шламовых амбарах нефтешламов представляет собой актуальную экологическую и ресурсосберегающую проблему.
Были проведены исследования твердых остатков после термического извлечения органической части на их пригодность как компонента для приготовления асфальтобетона. Твердый остаток загрязненного грунта с содержанием нефтепродуктов до 20% перемешивали с природным песком и щебнем размером 3-10 мм в соотношении 4:3:3. В смесь добавили горячий жидкий битум – 5% по массе, перемешивали в течение 15 минут до получения однородной вязкой массы, прикатывали. Получили асфальтобетон
В начальный момент остатки нефти имеют разбавляющий эффект на применяемый битум, по мере увеличения вязкости битума прочность асфальтового покрытия возрастает.
Были изучены физико-механические показатели асфальтобетона из нефтеотходов, они соответствуют стандартам, и даже асфальтобетон становится прочнее после нагревания, выдерживания в воде и охлаждении до -20 градусов.
Преимуществом такого асфальтобетона является низкая себестоимость и однородность за счет использования природного песка, отходов, уменьшения количества добавленного битума, не требуется дефицитный крупный щебень. Проведенные исследования позволяют сделать вывод о возможности целенаправленного получения асфальтобетона из нефтеотходов. При этом вредные вещества, содержащиеся в отходах, превращаются в ценные и безопасные продукты.
Предлагаем пути решения проблемы нефтяного загрязнения :
Рекультивация загрязненных земель
Использование гигантских пластиковых мешков для изъятия нефиепродуктов в водной среде.
Изготовление асфальтобетона с использованием нефтезагрязненной земли.
Изготовление кирпича
4.Список используемой литературы:
1.Киреева Н. А . Некоторые гигиенические аспекты загрязнения почв нефтью. Уфа.- 1988.
2., Эффективные способы предпосевной обработки семян; Земледелие, -2000
3., Хольнов А. П . Биологическая рекультивация нарушенных земель на участках северных газопроводов. – М.,1990
4. Рекультивация земель на Севере. (Рекомендации по рекультивации земель на Крайнем Севере), - Сыктывкар, 1997.
5. Плотников В. В . Экология Ханты-Мансийского автономного округа.- Тюмень,1997.
6. Крючков В. В . Север на грани тысячелетий. М.,1987.
Махотлова М.Ш. 1 , Темботов З.М. 2
1 Кандидат биологических наук, 2 Кандидат сельскохозяйственных наук, Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова, г.Нальчик
ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Аннотация
В статье рассматривается негативное воздействие разлитой нефти на окружающую среду, характер и длительность последствий разливов нефти: количество и вид разлитой нефти, окружающие условия и физические характеристики в месте разлива нефти, фактор времени, преобладающие погодные условия, биологический состав пострадавшей от загрязнения среды, экологическая значимость входящих в него видов и их восприимчивость к нефтяному загрязнению
Ключевые слова: нефтяные розливы, экологическая катастрофа, экологический ущерб, окружающая среда.
Makhotlova M.Sh. 1 , Tembotov Z.M. 2
1 PhD in Biology, 2 PhD in Agriculture, Kabardino–Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov, Nalchik
THE IMPACT OF OIL POLLUTION ON THE ENVIRONMENT
Abstract
The article discusses the negative impact of spilled oil on the environment, the nature and duration of the effects of oil spills: the amount and type of oil spilled, environmental conditions and physical characteristics at the site of the spill, the time factor, prevailing weather conditions, biological structure affected by pollution, the environmental significance of its constituent species and their receptivity to oil pollution.
Keywords: oil spill, environmental disaster, environmental damage, environment.
Воздействие разлитой нефти на среду носит самый различный характер. Как правило, в средствах массовой информации эти события называют «экологическими катастрофами», сообщая о неблагоприятных прогнозах для выживания животных и растений. Крупная авария может оказать серьезное краткосрочное воздействие на окружающую среду и стать тяжелым бедствием для экосистемы.
Исследования последствий нефтяных разливов проводятся уже несколько десятилетий и нашли отражение в научной и технической литературе. Научная оценка типичных последствий нефтяного разлива показывает, что, хотя на уровне отдельных живых организмов наносимый вред может быть достаточно весомым, для популяций в целом характерна более высокая устойчивость. В результате работы естественных процессов восстановления вред нейтрализуется и биологическая система возвращается к нормальной жизнедеятельности. Лишь в редких случаях имеет место долгосрочный ущерб, в основном, даже после обширных нефтяных разливов можно предполагать, что загрязненные места обитания живых организмов восстановятся в течение нескольких сезонных циклов.
Характер и длительность последствий разливов нефти зависит от многих факторов: количества и вида разлитой нефти, окружающие условия и физические характеристики в месте разлива нефти, фактор времени, преобладающие погодные условия, биологический состав пострадавшей от загрязнения среды, экологическая значимость входящих в него видов и их восприимчивость к нефтяному загрязнению.
Возможные последствия разлива нефти зависят от скорости растворения и рассеивания загрязняющего вещества в воде в результате естественных процессов. Эти параметры являются определяющими территорию распространения загрязнения и вероятность длительного воздействия повышенных концентраций нефти или ее токсичных компонентов на уязвимые природные ресурсы .
К восприимчивым относятся организмы, сильнее других страдающие при контакте с нефтью или ее химическими компонентами. Менее восприимчивые организмы с большей вероятностью могут выдержать кратковременное воздействие нефтяного загрязнения.
С целью определения масштабов ущерба необходимо знать характеристики разлитой нефти. Разлив большого объема стойкой нефти, может нанести значительный ущерб, заключающийся в удушье организмов. Тяжелая топливная нефть, которая отличается низкой растворимостью в воде, оказывает менее выраженное токсическое воздействие в связи с низкой биологической доступностью своих химических компонентов.
Химические компоненты легкой нефти отличает более высокая биологическая доступность, следовательно, они с большей вероятностью могут причинять токсические повреждения. Нефть этого вида достаточно быстро рассеивается в результате испарения и дисперсии, а значит, может нанести меньше вреда при условии, что уязвимые природные ресурсы в достаточной мере удалены от места разлива .
Самые существенные и продолжительные последствия вероятны при обстоятельствах, когда растворение нефти замедлено. Даже если интенсивность воздействия ниже уровня, вызывающего гибель организмов, наличие токсичных компонентов может привести к состоянию, близкому к смертельному.
Экологические системы, все без исключения, достаточно сложные и естественные колебания видового состава, численности популяций и их распространение в пространстве и времени – это базовые показатели ее нормальной жизнедеятельности. Животные и растения обладают естественной устойчивостью различной степени к изменениям в пределах своей среды обитания. Естественное приспособление организмов к воздействию окружающей среды, пути и стратегии размножения очень важны для выживания при ежедневных и сезонных изменениях окружающих условий. Врожденная устойчивость говорит о том, что некоторые растения и животные могут выдержать определенный уровень нефтяного загрязнения.
Кроме того, получило широкое распространение чрезмерное использование природных ресурсов, хроническое загрязнение окружающей среды в городах, промышленное загрязнение окружающей среды. Все вышеперечисленное значительно повышает изменчивость в рамках экологических систем. На фоне высокой естественной изменчивости становится сложнее обнаружить более слабовыраженный ущерб от разлива нефти. Способность среды восстанавливаться после серьезных нарушений связана с ее сложностью и устойчивостью. Восстановление после разрушительных природных событий демонстрирует, что с течением времени экологические системы восстанавливаются даже после серьезного урона, сопровождающегося масштабной гибелью организмов.
В результате естественной изменчивости экологических систем возврат к тому же состоянию, в котором система пребывала до разлива нефти, является маловероятным.
Разлив нефти может непосредственно воздействовать на организмы, обитающие в экологической системе, либо приводить к потере среды обитания в долгосрочной перспективе. Естественное восстановление сложной экологической системы может занимать длительное время, следовательно, внимание уделяется принятию реабилитационных мер для ускорения процесса.
Эффективные операции по очистке включают в себя удаление разлитой нефти в целях сокращения участка ее распространения и сокращения длительности ущерба от загрязнения, и, следовательно, ускорения начала процесса восстановления. Вместе с тем, агрессивные методы очистки могут нанести дополнительный ущерб, при этом более предпочтительны естественные процессы очистки. Со временем происходит снижение токсичности нефти под действием ряда факторов, и на загрязненном грунте может нормально расти и развиваться растительность. Например, происходит вымывание нефти дождями, летучие фракции испаряются по мере выветривания, что снижает токсичность остаточной нефти.
Благодаря способности среды к восстановлению естественным путем воздействия разлива нефти является локальным и приходящим. Долгосрочный ущерб зафиксирован всего в нескольких случаях. Вместе с тем, в некоторых обстоятельствах последствия ущерба могут быть более стойкими, а нарушения в экологической системе могут носить более длительный характер, чем обычно ожидается.
Обстоятельства, влекущие за собой стойкий долгосрочный ущерб, связаны со стойкостью нефти, особенно если нефть занесена в почвенную толщу и не подвергается естественным процессам выветривания. При смешивании с мелкозернистым грунтом происходит оседание нефти и ее распад замедляется ввиду отсутствия кислорода. Нефтепродукты, обладающие большей плотностью, оседают и могут оставаться в неизменном состоянии в течение неопределенного времени, вызывая удушье организмов.
Согласно существующему положению исследования последствий загрязнения нефтью проводятся по каждой крупной аварии. В результате этих исследований накоплены обширные знания о возможных последствиях разливов для окружающей среды. Изучение последствий каждого разлива не является необходимым и уместным. Вместе с тем исследования такого рода необходимы для определения масштаба, характера и длительности последствий в конкретных обстоятельствах после разлива .
В большинстве своем последствия загрязнения нефтью хорошо изучены и предсказуемы, следовательно, необходимо направить усилия на оценку ущерба. Демонстрируемая окружающей средой изменчивость означает, что изучение широкого спектра потенциальных последствий может привести к неопределенным результатам.
Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти.
Методы химического анализа загрязняющих веществ постоянно совершенствуются. Концентрацию потенциально токсичных компонентов нефти можно определить с достаточно высокой точностью.
Природовосстановление представляет собой процесс принятия мер по восстановлению пострадавшей окружающей среды до состояния нормальной жизнедеятельности в короткие сроки. В рамках Международного режима меры по реабилитации должны обоснованно повлечь существенное ускорение естественного процесса восстановления при условии отсутствия неблагоприятных последствий для различных ресурсов, как физических, так и экономических.
Меры должны быть пропорциональны масштабу и длительности ущерба и достигнутым в перспективе преимуществам. Под ущербом в данном случае понимается нарушение окружающей среды, нарушение в данном контексте рассматривается как нарушение жизнедеятельности или исчезновение организмов в биологическом сообществе вследствие разлива.
Сложность экологических систем означает, что ряд возможностей по искусственному восстановлению нанесенного экологического ущерба ограничен. В большинстве случаев естественное восстановление протекает достаточно быстро.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
- экологическая система обладает значительной способностью к восстановлению естественным путем после серьезных бедствий, вызванных как природными явлениями, так и разливами нефти;
- эффективное планирование и реализация операций по ликвидации разливов нефти способствуют смягчению последствий;
- тщательно подготовленные реабилитационные меры могут при определенных условиях ускорить естественные процессы восстановления.
Литература
- Михайленко Е.М. Правовое регулирование ликвидации последствий техногенных аварий на примере разливов нефти // Административное право и процесс. – 2008. – №3. – С.44-59.
- Доньи Д. А. Воздействие нефтедобычи на окружающую среду // Молодой ученый. - 2014. - №19. - С. 298-299.
- Махотлова М. Ш. Охрана подземных и поверхностных вод и вод Мирового океана // Молодой ученый. – – №18. – С. 97 – 101.
References
- Mikhaylenko E. M. Legal regulation of liquidation of consequences of technogenic accidents on the example of oil spills // Administrative law and process. – 2008. – №3. – S. 44 – 59.
- Donji D. A. the Impact of oil extraction on the environment // a Young scientist. - 2014. - №19. - S. 298 – 299.
- Makhotlova M.SH. Protection of underground and surface waters and waters of the World ocean // Young scientist. – 2015. – №18. – S. 97 – 101.
Гидросфера, ее состав и структура. Водная среда как среда жизни. Загрязнение водной среды
гидросфера вода ледники атмосфера
Гидросфера -- водная оболочка Земли. Свыше 96% гидросферы составляют моря и океаны; около 2% -- подземные воды, около 2% -- ледники, 0,02% -- воды суши (реки, озера, болота). Общий объем гидросферы Земли -- свыше 1 миллиарда 500 миллионов км3. По данным, учитывающим только разведанные запасы подземной воды, на пресную воду на всей планете приходится только 2,8%. Главная масса воды (97,2%) -- соленая. Гидросфера -- единая оболочка, так как все воды взаимосвязаны и находятся в постоянных больших или малых круговоротах. Полное обновление вод происходит по-разному. Воды в полярных ледниках возобновляются за 8 тысяч лет, подземные воды -- за 5 тысяч лет, озера -- за 300 дней, реки -- за 12 дней, водяной пар в атмосфере -- за 9 дней, а воды Мирового океана -- за 3 тысячи лет. Гидросфера играет очень большую роль в жизни планеты: она накапливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле. С Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки. Гидросфера взаимодействует с литосферой. Об этом свидетельствуют эрозионные и аккумулятивные процессы, связанные с работой воды. Взаимодействует гидросфера и с атмосферой: облака состоят из паров воды, испарившихся с поверхности морей и океанов. Гидросфера также взаимодействует и с биосферой, так как живые существа, населяющие биосферу, не могут жить без воды. Взаимодействуя с различными оболочками планеты, гидросфера выступает, в свою очередь, как часть целостной природы земной поверхности.
Вода - не только живительный источник для всех животных и растений на Земле, но является средой обитания для многих водных растений и животных. Одни из них всю жизнь проводят в воде, а другие находятся в водной среде лишь в начале своей жизни. В этом можно убедиться, посетив небольшой пруд или болото. В водной стихии можно обнаружить самых маленьких представителей - одноклеточные организмы, для рассмотрения которых требуется микроскоп. К ним относятся многочисленные водоросли и бактерии. Поверхность воды имеет особую упругую плёнку - поверхностное натяжение, чем успешно пользуются мелкие водные жуки-вертячки. Они встречаются целыми стайками. Сверкая на солнце, вертячки оживлённо бороздят воду и ловят мелких беспозвоночных животных. Более крупную жертву, упавшую на поверхность воды, всегда заметит клоп-водомерка. Он хищник. Иногда жертвой водомерки становится даже стрекоза. В свою очередь, на водомерок нередко охотится тритон. Это хвостатое земноводное живёт в воде всё лето. И под водой немало хищников. Один из них - клоп-гладыш. Это один из самых крупных водных клопов, сильный и ловкий хищник. Длина его тела более одного сантиметра. Гладыш плавает спиной вниз, брюшком кверху. Его большие красные глаза обращены при этом ко дну, высматривая добычу. Он легче воды и дышит атмосферным воздухом. В отличие от водомерки, гладыш неплохо летает, посещая подходящие для охоты водоёмы. На дне водоёмов можно встретить странных обитателей - личинок ручейников. Их тело находится в особом футляре - чехлике, который личинка строит сама из подручных материалов, например, из камушек. Все наши стрекозы откладывают яйца в воду или ткани водных растений. Личинка стрекозы имеет характерный облик, малоподвижна и хорошо приспособлена к жизни на дне водоёма. Она хищник в водной стихии, как и взрослые стрекозы в воздушной среде. Личинка стрекозы дышит трахейными жабрами. Нередко можно увидеть двух личинок, которые выясняют, кому именно принадлежит данный участок дна водоёма. В воде живёт и паук-серебрянка. Это единственный из пауков, который отлично приспособился к подводному существованию. Он одинаково хорошо передвигается как на суше, так и в воде. Дышит паук атмосферным воздухом. Строит под водой из паутины жилища, которые наполняет воздухом. Такое жилище служит пауку надёжным подводным убежищем. Здесь он отдыхает и поедает пойманную добычу. В воде и только в воде откладывают икру все наши земноводные животные, такие как лягушки, жабы, тритоны и т.д. Вы видите зелёных жаб во время брачных игр, предшествующих откладке икры. Обычно жабы живут вне водоёмов, но весной после зимней спячки они дружно и большими группами плавают и резвятся в воде. Вода - среда обитания и некоторых млекопитающих. Это речной бобр. Бобра вода кормит, поит, даёт жильё и убежище от врагов. Самое маленькое млекопитающее - выхухоль. Она живёт у воды и здесь же находит себе пропитание. Вода является средою, которая во много раз плотнее воздуха. В силу этого она оказывает на живущие в ней организмы определённое давление и в то же время обладает способностью поддерживать тела. Среди водных животных, как и на суше, есть прожорливые хищники и мирные растительноядные, но для их жизнедеятельности нужна чистая без вредных примесей вода.
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно - выражение «вода - это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья. Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие. В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний. В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья. Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Сохраняя и оберегая воду наших рек, озёр, прудов, мы сохраняем и жизни наших братьев меньших.
В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно - выражение "вода - это жизнь". Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Ткани живых организмов на 70% состоят из воды, и поэтому В.И.Вернадский определял жизнь как живую воду. Воды на Земле много, но 97% - это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% - пресная. Из этих три четверти почти недоступны живым организмам, так как эта вода "законсервирована" в ледниках гор и полярных шапках (ледники Арктики и Антарктики). Это резерв пресной воды. Из воды, доступной живым организмам, основная часть заключена в их тканях.
Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1 кг биомассы дерева расходуется до 500 кг воды. И поэтому её нужно расходовать и не загрязнять. Основная масса воды сосредоточена в океанах. Испаряющаяся с его поверхности вода дает живительную влагу естественным и искусственным экосистемам суши. Чем ближе район к океану, тем больше там выпадает осадков. Суша постоянно возвращает воду океану, часть воды испаряется, особенно лесами, часть собирается реками, в которые поступают дождевые и снеговые воды. Обмен влагой между океаном и сушей требует очень большого количества энергии: на это затрачивается до 1/3 того, что Земля получает от Солнца.
Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько воды, сколько расходовал при её испарении. Если не менялся климат, то не мелели реки и не снижался уровень воды в озёрах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличилось испарение с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океанов и появление на его поверхности нефтяной плёнки уменьшило количество воды, испаряемой океаном. Всё это ухудшает водоснабжение биосферы. Более частыми становятся засухи, возникают очаги экологических бедствий, например, многолетняя катастрофическая засуха в зоне Сахеля.
Кроме того, и сама пресная вода, которая возвращается в океан и другие водоёмы с суши, часто загрязнена, практически не пригодной для питья стала вода многих рек России. Прежде неисчерпаемый ресурс - пресная чистая вода - становиться исчерпаемым. Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира. В данном реферате рассмотрена проблема загрязнения водных объектов. На сегодня нельзя не обращать внимания на эту проблему, т.к. если не на нас, то на наших детях скажутся все последствия антропогенного загрязнения воды. Уже сейчас из-за диоксинового загрязнения водоемов в России ежегодно погибает 20 тыс. человек. Примерно такое же число россиян ежегодно смертельно заболевает раком кожи в результате разрушения озонового слоя в стратосфере. Вследствие проживания в опасно отравленной среде обитания распространяются раковые и другие экологически зависимые заболевания различных органов. У половины новорожденных получивших даже незначительное дополнительное облучение на определенном этапе формирования плода в теле матери, обнаруживаются задержки умственного развития. Следовательно эту проблему надо решать как можно скорее и радикально пересмотреть проблему очищения промышленных сбросов.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Большая часть нефти, загрязняющей моря и океаны, попадает туда не в результате аварий или природных катастроф, а как следствие ординарных операций. Даже в 1979 г.-- рекордном году по природным катастрофам и авариям--из-за природных бедствий и аварий танкеров в океан попало вдвое меньше нефти, чем в результате поступления туда нефти от двигателей внутреннего сгорания и промышленных предприятий. В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину.
Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефти, содержащей поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
