Pasaulio vandenynų tarša. Vandenynų taršos pasekmės aplinkai

Vaikystėje vandenynas Aš tai su kažkuo siejau galingas ir puikus. Prieš trejus metus lankiausi saloje ir savo akimis pamačiau vandenyną. Jis patraukė mano žvilgsnį savo jėga ir didžiuliu grožiu, kurio neįmanoma išmatuoti žmogaus akimis. Tačiau ne viskas taip nuostabu, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Pasaulyje yra gana daug globalių problemų, viena iš jų yra ekologinė problema, tiksliau, vandenyno tarša.

Pagrindiniai vandenynų teršalai pasaulyje

pagrindinė problema cheminėse medžiagose, kurias išmeta įvairios įmonės. Pagrindiniai teršalai yra šie:

Alyva.
Benzinas.
Pesticidai, trąšos ir nitratai.
Merkurijus ir kitų kenksmingų cheminiai junginiai.

Pagrindinė vandenyno nelaimė – nafta

Kaip matėme, pirmasis sąraše yra Alyva, ir tai nėra atsitiktinumas. Nafta ir naftos produktai yra labiausiai paplitę pasaulio vandenyno teršalai. Jau pradžioje 80-iejimetų kasmet išmetama į vandenyną 15,5 mln. tonų naftos, ir šis 0,22% pasaulio produkcijos. Nafta ir naftos produktai, benzinas, pesticidai, trąšos ir nitratai, net gyvsidabris ir kiti kenksmingi cheminiai junginiai – visa tai per įmonių išmetamų teršalų atsiduria Pasaulio vandenyne. Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, veda vandenyną prie to, kad tarša kiek įmanoma formuoja jo laukus. intensyviai o ypač naftos gavybos srityse.

Pasaulio vandenyno tarša – prie ko tai gali privesti

Svarbiausia suprasti tai hvandenyno tarša– tai veiksmas, tiesiogiai susijęs su žmogumi. Susikaupusios ilgalaikės cheminės medžiagos ir toksinai jau dabar daro įtaką teršalų vystymuisi vandenyne, o jie savo ruožtu daro neigiamą poveikį jūros organizmams ir žmogaus organizmui. Pasekmės, kurias sukelia žmonių veiksmai ir neveikimas, kelia siaubą. Daugelio žuvų rūšių ir kitų vandenynų vandenų gyventojų sunaikinimas- tai dar ne viskas, ką gauname dėl abejingo žmogaus požiūrio į vandenyną. Turėtume galvoti, kad nuostoliai gali būti daug, daug didesni, nei galėtume galvoti. Nepamiršk to Pasaulio vandenynas jis turi labai svarbų vaidmenį planetų funkcijos, vandenynas yra galingiausias šilumos reguliatorius Ir drėgmės cirkuliacijaŽemė, taip pat jos atmosferos cirkuliacija. Tarša gali sukelti nepataisomus visų šių savybių pokyčius. Blogiausia yra kad tokie pokyčiai pastebimi jau šiandien. Žmogus gali daug, gali ir išsaugoti gamtą, ir ją sunaikinti. Turėtume pagalvoti, kaip žmonija jau pakenkė gamtai; jūs ir aš turime suprasti, kad daug kas jau yra nepataisoma. Kasdien tampame šaltesni ir nuoširdesni savo namų, mūsų Žemės atžvilgiu. Bet mes ir mūsų palikuonys vis tiek turime iš to gyventi. Todėl privalome pasirūpink Pasaulio vandenynas!

Baikalo ežero baseine vystantis gamybos jėgoms, antropogeninis poveikis natūrali aplinka. Atsirado naujų taršos šaltinių. Kasmet į Baikalą išleidžiama daugiau nei 700 milijonų kubinių metrų nuotekų. Selengos upėje, įtekančioje į Baikalą, beveik kilometru žemiau Selengos celiuliozės ir kartono gamyklos nuotekų išleidimo, teršalų koncentracija gerokai viršija maksimalias leistinas normas. Specialistų teigimu, pagrindinis visų mineralinių, organinių ir suspenduotų medžiagų kiekis į ežerą patenka su Selengos nuotėkiu, o likusi dalis – iš kitų intakų (apie 500 upių). Iki šiol, nepaisant visų priemonių, kurių buvo imtasi – uždarius keletą celiuliozės gamyklų ežero pakrantėje, o likusiose – valymo įrenginius, situacija nepasikeitė į gerąją pusę. Ežero tarša įsibėgėja. Baikalo ežere žuvų vis mažiau. Palyginkite patys: 1960 metais buvo pristatyta 250 tonų, o 1990 metais – 120 tonų. Taip nutinka daugelyje Rusijos ežerų.

Nėra apsaugos nuo taršos ir jūros, kurios ilgą laiką tarnavo kaip įvairių nuotekų sąvartynas. Jūros ir vandenynai yra užteršti jų gyvybei kenksmingomis medžiagomis, tokiomis kaip nafta, sunkieji metalai, pesticidai ir radioizotopai. Tarša atsiranda dėl įvairių įmonių nuotekų išleidimo į upes, o vėliau į vandenyną. Kiek laukų ir miškų yra apdorojami pesticidais, o gabenant tanklaiviais prarandama alyva?

Dujinis toksiškos medžiagos oksidai, tokie kaip anglies monoksidas ir sieros oksidas, per atmosferą patenka į jūros vandenis. Skaičiuojama, kad su lietumi į jūras ir vandenynus patenka 50 000 tonų švino. Netoli pakrantės ir didelių miestų rajone jūros vanduo Dažnai nustatoma patogeninė mikroflora. Jūros vandens užterštumo laipsnis vis labiau didėja. Dažnai jūrų ir vandenynų gebėjimo apsivalyti nebepakanka. Iš esmės taršos laukai susidaro didelių pramonės centrų pakrančių vandenyse ir siaurose upėse, taip pat intensyvios laivybos ir naftos gavybos zonose. Tarša labai greitai plinta per sroves ir daro žalingą poveikį vietovėse, kuriose gausu gyvūnų ir augalijos. Sudaryti didelę žalą jūrų ekosistemų būklei.

Nafta ir naftos produktai. Gyvsidabris ir pesticidai

Labiausiai kenksmingos cheminės medžiagos yra nafta ir naftos produktai. Augant naftos gavybai, transportavimui, perdirbimui ir vartojimui, plečiasi aplinkos taršos mastai. Paukščiai yra pirmosios jūrų taršos nafta aukos. Jų plunksna, nusileidusi ant alyvos plėvele padengto vandens paviršiaus, praranda termoizoliacines savybes. Netrukus paukštis miršta dėl kraujavimo ir sutrikimų, atsiradusių dėl sutrikusios termoreguliacijos. Tačiau nuo naftos produktų poveikio kenčia ne tik paukščiai, nes naftos plėvelė neleidžia vandeniui prisotinti deguonies, o organizmų, ypač planktono, gyvybinė veikla nutrūksta. Be to, kai kurie aliejaus komponentai veikia kaip tikri nuodai jūrų bestuburiams, ypač vėžiagyviams ir net žuvims.

Valgomieji vėžiagyviai, kuriuose koncentruojami kai kurie kancerogeniniai naftos produktų komponentai, kelia rimtą grėsmę žmonėms. Taigi benzopirenas buvo rastas korsetų, austrių ir midijų kiautuose. Srovių nešamos naftos atliekos išplaunamos pakrantėse ir pakrantėse. Šios sankaupos daro didelę įtaką pakrančių gyvūnų organizmams ir yra labai nemalonūs paplūdimiuose besilankantiems žmonėms.

Tirpūs aliejaus komponentai yra labai toksiški. Jų buvimas jūros vandenyje lemia jų gyventojų mirtį. Jie neigiamai veikia jūros gyvūnų skonį. Jei apvaisinti žuvų ikrai dedami į akvariumą, kuriame yra labai maža naftos produktų koncentracija, dauguma embrionų miršta. Ir daugelis išgyvenusiųjų pasirodo esąs keistuoliai. Neigiamas aliejaus poveikis gyviems organizmams pasireiškia fermentinio aparato, nervų sistemos sutrikimu ir patologiniais audinių ir organų pokyčiais. Jūrų gyvybei nafta yra tam tikras narkotikas. Pastebėta, kad kai kurios žuvys, kartą išgėrusios gurkšnį aliejaus, nebesistengia išeiti iš užnuodytos zonos. Naftos tarša yra didžiulis veiksnys, turintis įtakos viso pasaulio vandenyno gyvybei.

Kasdien iš sausumos į vandenyną patenka iki 5000 tonų gyvsidabrio, naudojamo žemės ūkyje ir pramonėje. Gyvsidabrio tarša žymiai sumažina pirminį jūrų vandenų produktyvumą. Didžiausios koncentracijos vietose mažėja mažyčių žaliųjų dumblių, kurios sintetina organines medžiagas ir išskiria deguonį, skaičius. Sunkieji metalai yra absorbuojami fitoplanktono, o tada išilgai mitybos grandinės perduodami labai organizuotiems organizmams. Dėl to metalai gali kauptis pavojingomis koncentracijomis žuvyse ir jūrų žinduoliuose.

Pasaulinė pesticidų gamyba pasiekia didelius mastus. Santykinis daugelio šių junginių cheminis stabilumas, taip pat jų pasiskirstymo pobūdis prisidėjo prie jų patekimo į jūras ir vandenynus. Nuolatinis chloro organinių medžiagų kaupimasis vandenyje kelia rimtą grėsmę žmonių gyvybei.

Jūros ir vandenynai, per upes tiesiai iš sausumos, iš laivų ir baržų skystos ir kietos atliekos. Dalis šios taršos nusėda pakrantės zonoje, o dalis, veikiama jūros srovių, pasklinda įvairiomis kryptimis. Paviršiniame jūros sluoksnyje bakterijos, o ne tik naudingos, vystosi didžiuliais kiekiais, vaidindamos didelį vaidmenį jūros gyvenime. IN Pastaruoju metu, prie didžiųjų miestų, vis dažniau atsiranda patogeninių bakterijų rūšių virškinimo trakto ligos. Tai buitinių nuotekų išleidimo į jūrą be išankstinio biologinio valymo pasekmė.

Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija

Valstybinė biudžetinė aukštojo profesinio mokymo įstaiga

"Pietų Uralo valstybinis universitetas"

Fizikos ir metalurgijos fakultetas

Fizikinės chemijos katedra

Disciplina: "ekologija"

Tema: "7. Pasaulio vandenynų tarša"

Mokytojas: mokslų daktaras, docentas Antonenko V.I.

Čeliabinskas 2015 m

ĮVADAS

PASAULIO VANDENYNAS

ŽMOGAUS VEIKLA, ĮTAIKANTI HIDROSFEROS BŪKLĘ

PAGRINDINĖS TARŠOS RŪŠYS

EKOLOGINĖS HIDROSFEROS TARŠOS PASEKMĖS

VANDENS VALYMO IR APSAUGOS PRIEMONĖS

IŠVADA

BIBLIOGRAFIJA

Pasaulio vandenyno vaidmens biosferos kaip vienos sistemos funkcionavimui negalima pervertinti. Vandenynų ir jūrų vandens paviršius dengia didžiąją planetos dalį. Sąveikaujant su atmosfera, vandenyno srovės daugiausia lemia klimato ir oro formavimąsi Žemėje. Visi vandenynai, įskaitant uždaras ir pusiau uždaras jūras, yra labai svarbūs pasaulio gyventojų aprūpinimui maistu.

Vandenynas, ypač jo pakrantės zona, vaidina pagrindinį vaidmenį palaikant gyvybę Žemėje, nes apie 70% deguonies, patenkančio į planetos atmosferą, susidaro planktono fotosintezės metu.

Pasaulio vandenynai dengia 2/3 žemės paviršiaus ir suteikia 1/6 visų gyvulinių baltymų, kuriuos gyventojai suvartoja kaip maistą.

Vandenynas ir jūros patiria vis didesnį aplinkos stresą dėl taršos, žuvų ir vėžiagyvių gausos, istorinių žuvų nerštaviečių sunaikinimo ir pakrančių bei koralinių rifų būklės blogėjimo.

Šiuo metu pirmaujančios pasaulio šalys imasi priemonių Pasaulio vandenyno gamtai apsaugoti. Tai 1946 m. Tarptautinė banginių medžioklės konvencija, 200 mylių ekonominių zonų nustatymas JT Trečiosios jūrų teisės konvencijos sprendimu, nacionaliniai teisės aktai, reglamentuojantys jūrinę žvejybą ir numatantys jūrų biologinių išteklių apsaugą. Tačiau šiuo metu nei vandenyno biologinių išteklių išsekimo, nei jūros vandens taršos problemos nėra išspręstos.

1.PASAULIO VANDENYNAS

Pagrindinis pasaulio vandenyno bruožas yra didžiulis, didžiulis dydis. Tai visiems gerai žinoma nulaužta, bet vis dėlto teisinga pastaba, kad mūsų planetą reikia vadinti ne Žeme, o Vandenynu. Pasaulio vandenynai užima 71% planetos paviršiaus. Svarbiausia pasaulinė šio sausumos ir jūros santykio pasekmė yra jo įtaka Žemės vandens ir šilumos balansui. Vandenyno paviršiaus garavimas yra pagrindinis vandens šaltinis pasauliniame hidrologiniame cikle ir svarbi pasaulinio šilumos balanso sudedamoji dalis. Pasaulio vandenynai taip pat yra didžiulis medžiagų kaupiklis, kuriame jų yra ištirpusių kiekių (vidutinė ištirpusių medžiagų koncentracija jūros vandenyje arba jo druskingumas yra 35 g/l).

Pasaulio vandenynas taip pat dalyvauja mineralų cikle Žemėje. Su upės tėkme į vandenyną patenka dumblas ir smėlis - žemyninių uolienų vandens erozijos produktai. Ši medžiaga nusėda vandenyne kaip dugno nuosėdos, kurios, dalyvaujant gyviems organizmams, sudaro nuosėdines uolienas.

Daugumos šiuolaikinių mokslininkų nuomone, gyvybė Žemėje atsirado vandenyne. Tai įrodo tai, kad organizmų vidinės aplinkos (kraujo, limfos) mineralinė sudėtis yra beveik identiška jūros vandens mineralinei sudėčiai.

Pasaulio vandenyne yra visų rūšių gyvūnų, iš kurių daugelis gyvena tik jūros vandenyje, visos žemesnių ir atskirų tipų aukštesniųjų augalų grupės, daug pirmuonių ir grybų. Pasaulio vandenyno mikroflora dar nėra iki galo ištirta, tačiau jos taip pat labai daug.

Ši aplinkybė vaidina svarbų vaidmenį stabilizuojant biogeocheminius ciklus ir visą ekosferą.

Pasaulio vandenynus žmonės aktyviai naudoja šiais būdais:

Vandenynas yra jūrų transporto aplinka;

Vandenynas yra maisto išteklių šaltinis;

Vandenynas yra mineralinių išteklių šaltinis;

Vandenynas yra rekreacinių išteklių šaltinis;

Vandenynas yra geopolitinis veiksnys. Nuo seniausių laikų iki šių dienų ekonominis šalies potencialas ir jos politinę situaciją daugiausia priklauso nuo to, ar tam tikra šalis turi prieigą prie jūros. Daugelio besivystančių šalių, neturinčių prieigos prie jūros, sostinės yra pagrindiniai jų prekybos uostai (Daka – Bangladešo sostinė, Montevidėjas – Paragvajaus sostinė). Ypatinga padėtis Didžioji Britanija Europoje, dėl kurios ji buvo žymiai mažiau paveikta Europos ginkluotų konfliktų nei Vokietija ir Prancūzija, yra dėl to, kad ji yra visiškai apsupta jūros;

Vandenynas yra pavojingų atliekų sąvartynas.

Svarbiausia, kad žmogus naudojasi Pasaulio vandenynu ekologinės problemos.

2.ŽMOGAUS VEIKLA, ĮTAIKANTI HIDROSFEROS BŪKLĘ

XX amžiaus pradžioje, daugiausia dėl žemės ūkio plėtros, antropogeninė nuosėdų srauto dalis iš sausumos į jūrą buvo didesnė nei natūrali. Šiuo metu upių užtvankos ir drėkinimo sistemos, pastatytos daugiausia antroje šio amžiaus pusėje, sulaiko ir žymiai sumažina nuosėdų ir ant jų adsorbuotų maisto medžiagų, ypač fosforo junginių, srautą.

Didėjantis upės srautas į jūrą taip pat kainuoja vandens išgaravimui apskritai, šiek tiek mažiau, daugiausia dėl besivystančio drėkinimo. Dėl upių tėkmės sumažėjimo padidėja jūros vandens druskingumas uždarose jūrose ir įlankose.

Žemės naudojimas pakrantės juostoje. Kuo arčiau vandenyno vandens ir žemės sąsajos, tuo didesnis žemės naudojimo tankis ir, atitinkamai, didesnis pakrančių žemių degradavimas. Šioje zonoje konkurencija dėl žemės naudojimo tarp gyvenamųjų rajonų, uostų ir gamybinių pastatų taip pat yra aršiausia. Pagrindinė taršos sritis – uostai, į kuriuos užterštas vanduo patenka iš laivų, nuteka iš miestų teritorijų, kartu su nuosėdomis patenka iš upių.

Uostai reikalauja nuolatinio gilinimo ir judėjimo didelis kiekis nuosėdos Švarios nuosėdos, nors ir būtinas gilinimas, didelės žalos nedaro. Tačiau apie 10% gilinimo medžiagų yra užteršta sunkiaisiais metalais, naftos produktais, biogeniniais ir organiniais chloro junginiais. Nevos deltos kanale, Jekaterinivkoje, vienoje dugne susikaupusio smėlio ir dumblo tonoje yra apie 40 kg švino. Vienos pagrindinių Reino deltos atšakų, einančios per didžiausią pasaulyje Roterdamo uostą (Nyderlandai), jūros dugne, dirbtinė sala nuo užterštų nuosėdų. Sala negyvenama, bet gali būti naudojama pramonės reikmėms, pavyzdžiui, sandėliams. Užterštus siurblius galima tam tikru mastu valdyti: numesti ant lentynos krašto, kad vėliau dėl gravitacijos jėgų jie judėtų į gilesnę žemyno šlaito zoną; užterštą medžiagą uždenkite švaria medžiaga; koncentruoti nuosėdas specialiose draudžiamose zonose.

Ypatinga problema yra pramoninių atliekų ir dumblo išleidimas iš nuotekų valymo įrenginių. Šios medžiagos gali būti labai toksiškos. Tokios išskyros be gydymo gali būti vadinamos tik barbariškomis.

Ypatinga problema yra plastiko atliekų plitimas vandens paviršiuje. Net atvirame vandenyne jo yra daug. Tai apleisti ir pamesti tinklai, plūdės, prekių pakuotės, buteliai ir kt. Tokios šiukšlės praktiškai nesuyra ir labai ilgai išlieka vandens paviršiuje ar paplūdimiuose. ilgam laikui. Kai kurie jūrų gyvūnai ir paukščiai praryja plastiko šiukšles ir sukelia neigiamų pasekmių ir net jų mirtis.

Pavojingų medžiagų gabenimas yra svarbus vandens taršos veiksnys. Tai ypač pasakytina apie naftos ir naftos produktų transportavimą. Laivyba suteikia maždaug pusę antropogeninės naftos patekimo į pasaulio vandenynus. Vandenynų taršos nafta ir pagrindinių laivybos linijų žemėlapiai iš esmės sutampa.

Nafta ir naftos produktai yra labiausiai paplitę pasaulio vandenyno teršalai. Didžiausią grėsmę vandens telkinių švarai kelia naftos alyvos. Šie labai patvarūs teršalai gali nukeliauti daugiau nei 300 km nuo jų šaltinio. Lengvosios alyvos frakcijos, plūduriuojančios paviršiuje, sudaro plėvelę, kuri izoliuoja ir trukdo dujų mainams. Tokiu atveju vienas lašas naftos alyvos, pasklidęs paviršiuje, susidaro 30-150 cm skersmens dėmė, o 1 tona - apie 12 km alyvos plėvelės.

vandenyno hidrosferos šiukšlių apsauga

1 pav. Pasaulio vandenyno tarša nafta

Plėvelės storis matuojamas nuo mikrono frakcijų iki 2 cm Alyvos plėvelė pasižymi dideliu mobilumu ir atspari oksidacijai. Alyvos plėvelė stabdo deguonies tekėjimą į vandenį, sutrikdo drėgmės ir dujų mainus, naikina planktoną ir žuvis. Ir tai tik maža dalis žalos, kurią nafta daro jūros vandeniui ir jo gyventojams.

3.PAGRINDINĖS TARŠOS RŪŠYS

Dažniausios vandens taršos rūšys yra cheminė ir bakterinė. Daug rečiau – radioaktyvus, mechaninis ir terminis.

Cheminė tarša yra labiausiai paplitusi, nuolatinė ir toli siekianti. Jis gali būti organinis (fenoliai, nafteno rūgštys, pesticidai ir kt.) ir neorganinis (druskos, rūgštys, šarmai), toksiškas (arsenas, gyvsidabrio junginiai, švinas, kadmis ir kt.) ir netoksiškas. Nusėdus į rezervuarų dugną arba filtruojant formacijoje, kenksmingos cheminės medžiagos yra sorbuojamos uolienų dalelėmis, oksiduojamos ir redukuojamos, nusodinamos ir pan., tačiau pilnas užterštų vandenų savaiminis apsivalymas paprastai nevyksta. Cheminio užteršimo vieta požeminis vanduo labai pralaidžiuose dirvožemiuose gali išplisti iki 10 km ir daugiau.

Bakterinis užterštumas pasireiškia išvaizda patogeninių bakterijų, virusai, pirmuonys, grybai ir kt. Tokio tipo tarša yra laikina.

Labai pavojinga net ir labai mažomis koncentracijomis vandenyje turėti radioaktyviųjų medžiagų, sukeliančių radioaktyvųjį taršą. Žalingiausi yra „ilgaamžiai“ radioaktyvūs elementai, kurie turi padidintą gebėjimą judėti vandenyje (stroncis-90, uranas, radis-226, cezis ir kt.).

Mechaninei taršai būdingas įvairių mechaninių priemaišų patekimas į vandenį (smėlis, šlakas, dumblas ir kt.)

Šiluminė tarša siejama su vandens temperatūros padidėjimu dėl jo maišymosi su šiltesniais paviršiniais ar technologiniais vandenimis. Kylant temperatūrai, dujų ir cheminė sudėtis vandenyse, dėl ko dauginasi anaerobinės bakterijos, dauginasi hidrobiontai ir išsiskiria toksiškos dujos – vandenilio sulfidas, metanas. Tuo pačiu metu vyksta vandens „žydėjimas“, spartesnis mikrofloros ir mikrofaunos vystymasis, o tai prisideda prie kitų rūšių taršos vystymosi.

4.EKOLOGINĖS HIDROSFEROS TARŠOS PASEKMĖS

Teršalų patekimo į pasaulio vandenynus greitis pastaraisiais metais smarkiai išaugo. Aplinkos padariniai išreiškiami šiais procesais ir reiškiniais:

5.VANDENS VALYMO IR APSAUGOS PRIEMONĖS

Rimčiausia mūsų amžiaus jūrų ir vandenynų problema – tarša nafta, kurios pasekmės pražūtingos visai gyvybei Žemėje. Todėl 1954 metais Londone buvo surengta tarptautinė konferencija, kurios tikslas buvo sukurti suderintus veiksmus, siekiant apsaugoti jūrų aplinką nuo taršos nafta. Ji priėmė konvenciją, apibrėžiančią valstybių atsakomybę šioje srityje. Vėliau, 1958 m., Ženevoje buvo priimti dar keturi dokumentai: dėl atviros jūros, dėl teritorinės jūros ir gretimos zonos, dėl kontinentinio šelfo, dėl žuvininkystės ir gyvųjų jūros išteklių apsaugos. Šios konvencijos teisiškai įtvirtino jūrų teisės principus ir normas. Jie įpareigojo kiekvieną šalį parengti ir įgyvendinti įstatymus, draudžiančius teršti jūrinę aplinką nafta, radioaktyviosiomis atliekomis ir kitomis kenksmingomis medžiagomis. 1973 metais Londone vykusioje konferencijoje buvo priimti dokumentai dėl taršos iš laivų prevencijos. Pagal priimtą konvenciją kiekvienas laivas turi turėti sertifikatą – įrodymą, kad korpusas, mechanizmai ir kita įranga yra geros būklės ir nedaro žalos jūrai. Atitiktis sertifikatams yra tikrinama įplaukus į uostą.

Draudžiama iš tanklaivių išleisti naftos turintį vandenį, visi iš jų išleidžiami vandenys turi būti pumpuojami tik į kranto priėmimo punktus. Laivų nuotekoms, įskaitant buitines nuotekas, valyti ir dezinfekuoti buvo sukurti elektrocheminiai įrenginiai. Rusijos mokslų akademijos Okeanologijos institutas sukūrė emulsinį jūrų tanklaivių valymo metodą, kuris visiškai pašalina naftos patekimą į akvatoriją. Jį sudaro kelių aktyviųjų paviršiaus medžiagų (ML preparato) pridėjimas į plovimo vandenį, kuris leidžia valyti patį laivą neišleidžiant užteršto vandens ar alyvos likučių, kuriuos vėliau galima regeneruoti tolesniam naudojimui. Iš kiekvieno tanklaivio galima išplauti iki 300 tonų naftos.Siekiant išvengti naftos nutekėjimo, tobulinamos naftos tanklaivių konstrukcijos. Daugelis šiuolaikinių tanklaivių turi dvigubą dugną. Jei vienas iš jų bus pažeistas, aliejus neišsilies, jį sulaikys antrasis apvalkalas.

Laivų kapitonai privalo specialiuose žurnaluose įrašyti informaciją apie visas krovos operacijas su nafta ir naftos produktais, pažymėti užterštų nuotekų iš laivo pristatymo ar išleidimo vietą ir laiką. Plaukiojantys alyvos skimeriai ir šoniniai barjerai naudojami sistemingai valyti vandens plotus nuo atsitiktinio išsiliejimo. Taip pat, siekiant užkirsti kelią aliejaus plitimui, fizinis cheminiai metodai. Sukurtas putų grupės preparatas, kuris, susilietus su aliejaus dėme, jį visiškai apgaubia. Po verpimo putas vėl galima naudoti kaip sorbentą. Tokie vaistai yra labai patogūs dėl naudojimo paprastumo ir mažos kainos, tačiau jų masinė gamyba dar nenustatyta. Taip pat yra sorbentų, kurių pagrindą sudaro augalinės, mineralinės ir sintetinės medžiagos. Kai kurie iš jų gali surinkti iki 90% išsiliejusios alyvos. Pagrindinis jiems keliamas reikalavimas yra neskęstumas. Surinkus aliejų sorbentais ar mechaninėmis priemonėmis, vandens paviršiuje visada lieka plona plėvelė, kurią galima pašalinti purškiant ją ardančiais chemikalais. Tačiau kartu šios medžiagos turi būti biologiškai saugios.

Japonijoje sukurta ir išbandyta unikali technologija, su kuria galite trumpą laiką pašalinti milžinišką dėmę. Kansai Sage Corporation išleido ASWW reagentą, kurio pagrindinis komponentas yra specialiai apdorotas ryžių lukštas. Papurškus ant paviršiaus, vaistas per pusvalandį sugeria emisiją ir virsta tiršta mase, kurią galima nuplėšti paprastu tinkleliu. Originalus būdas valymą pademonstravo amerikiečių mokslininkai Atlanto vandenyne. Po alyvos plėvele iki tam tikro gylio nuleidžiama keraminė plokštė. Prie jo prijungtas akustinis įrašas. Veikiant vibracijai, ji pirmiausia susikaupia storu sluoksniu virš plokštės montavimo vietos, o vėliau susimaišo su vandeniu ir pradeda trykšti. Į plokštę nukreipta elektros srovė uždega fontaną, o aliejus visiškai sudega.

Norėdami pašalinti aliejaus dėmes nuo pakrančių vandenų paviršiaus, amerikiečių mokslininkai sukūrė polipropileno modifikaciją, kuri pritraukia riebalų daleles. Katamarano valtyje tarp korpusų buvo uždėta savotiška iš šios medžiagos pagaminta užuolaidėlė, kurios galai kabo į vandenį. Kai tik valtis atsitrenkia į slydimą, alyva tvirtai prilimpa prie „užuolaidos“. Belieka perleisti polimerą per specialaus prietaiso volelius, kurie išspaudžia aliejų į paruoštą indą. Nuo 1993 m. draudžiama išpilti skystąsias radioaktyviąsias atliekas, tačiau jų skaičius nuolat auga. Todėl, siekiant apsaugoti aplinką, 90-aisiais pradėti kurti skystųjų radioaktyviųjų atliekų valymo projektai. 1996 m. Japonijos, Amerikos ir Rusijos firmų atstovai pasirašė sutartį dėl objekto, kuriame būtų apdorojamos skystos radioaktyviosios atliekos, susikaupusios. Tolimieji Rytai Rusija. Japonijos vyriausybė projektui skyrė 25,2 mln. Tačiau nepaisant tam tikros sėkmės ieškant veiksmingomis priemonėmis, šalinant taršą, dar anksti kalbėti apie problemos sprendimą. Tik įdiegus naujus vandens plotų valymo metodus neįmanoma užtikrinti jūrų ir vandenynų švaros. Pagrindinė užduotis, kurią visos šalys turi spręsti kartu, yra taršos prevencija.

IŠVADA

Šiuo metu pasaulio vandenyno naudojimas žmonėms ir žmonių ekonominė veikla sukėlė vietinių ir pasaulinių aplinkos problemų bei sutrikdo jūrų ekosistemų funkcionavimą. dingo dėl žmogaus veiklos atskiros rūšys fauna, kai kurios kitos rūšys yra ant sunaikinimo slenksčio. Kai kurios jūrų zonos buvo smarkiai užterštos, o tai iš esmės sutrikdė vietinių ekosistemų funkcionavimą. Pesticidų randama ten, kur jie nebuvo naudojami, ir organizmuose, prieš kuriuos šie pesticidai nebuvo naudojami: poliarinių gyvūnų, banginių ir žuvų organizmuose. Dėl pakrančių zonų plėtros sunaikinama dalis pakrančių ekosistemų, kurios yra neatsiejamai susijusios su vandenynu. Vandenynų žuvų ištekliai neseniai buvo išeikvoti.

Pasaulio vandenyno ekologinės krizės keliamos grėsmės dabar yra aiškios visai žmonijai: sumažėjęs žuvų kiekis, prarastos unikalios rekreacinės zonos žmonėms, bendras biosferos, o paskui ir žmonių apsinuodijimas. Ir jie jau pradėjo priimti realias priemones teisinio pobūdžio (tarptautinių aplinkos apsaugos konvencijų ir susitarimų, nacionalinių teisės aktų patvirtinimas ir jų įgyvendinimo kontrolė), dirbtinio jūrų biologinių išteklių atnaujinimo priemonės (marikultūra), buvo sukurti jūrų draustiniai (JAV Floridos gamtos rezervatas). specializuojasi lamantinų apsaugos srityje). Nepaisant brakonieriavimo, banginių populiacija Pasaulio vandenyne pradėta atkurti. Plėtrai kuriamos dirbtinės dirbtinės salos.

Ir vis dėlto pasaulinės vandenyno aplinkos problemos dar toli gražu nėra išspręstos. Pradėtas įgyvendinti vienas svarbiausių šiuolaikinės okeanologijos uždavinių – vandenyne vykstančių procesų tyrimas ir aplinkos krizės prevencija.

BIBLIOGRAFIJA

Ekologija: vadovėlis. / L. V. Peredelskis, V. I. Korobkinas, O. E. Prichodčenka. - M.: Prospekt, 2009.- 512 p.

Vandenynų vaidmuo biosferos kaip vienos sistemos funkcionavime sunku pervertinti. Vandenynų ir jūrų vandens paviršius dengia didžiąją planetos dalį. Sąveikaujant su atmosfera, vandenyno srovės daugiausia lemia klimato ir oro formavimąsi Žemėje. Visi vandenynai, įskaitant uždaras ir pusiau uždaras jūras, yra labai svarbūs pasaulio gyventojų aprūpinimui maistu.

Vandenynas, ypač jo pakrantės zona, vaidina pagrindinį vaidmenį palaikant gyvybę Žemėje, nes apie 70% deguonies, patenkančio į planetos atmosferą, susidaro planktono fotosintezės metu.

Pasaulio vandenynai dengia 2/3 žemės paviršiaus ir suteikia 1/6 visų gyvulinių baltymų, kuriuos gyventojai vartoja maistui.

Ypatingą susirūpinimą kelia Pasaulio vandenyno tarša kenksmingomis ir toksiškomis medžiagomis, įskaitant naftą ir naftos produktus bei radioaktyviąsias medžiagas.

Taršos mastą rodo šie faktai: kasmet pakrančių vandenys pasipildo 320 mln. t geležies, 6,5 mln. t fosforo, 2,3 mln. t švino. Pavyzdžiui, 1995 metais vien į Juodosios ir Azovo jūrų telkinius buvo išleista 7,7 mlrd. m3 užterštų pramoninių ir komunalinių nuotekų. Labiausiai užteršti Persijos ir Adeno įlankos vandenys. Baltijos ir Šiaurės jūrų vandenyse taip pat gresia pavojus. Taigi, 1945–1947 m. Britų, amerikiečių ir sovietų vadovybė juos užliejo apie 300 000 tonų nelaisvės ir nuosavos amunicijos su nuodingomis medžiagomis (garstyčių dujomis, fosgenu). Potvynių operacijos buvo vykdomos labai skubotai ir pažeidžiant aplinkos saugos standartus. Iki 2009 m. cheminės ginkluotės korpusai buvo smarkiai apgadinti, o tai turi rimtų pasekmių.

Dažniausiai vandenyną teršiančios medžiagos yra nafta ir naftos produktai. Kasmet į Pasaulio vandenyną vidutiniškai patenka 13-14 mln. tonų naftos produktų. Užterštumas nafta pavojingas dėl dviejų priežasčių: pirma, vandens paviršiuje susidaro plėvelė, neleidžianti deguonies patekti į jūros florą ir fauną; antra, pats aliejus yra toksiškas junginys. Kai aliejaus kiekis vandenyje yra 10-15 mg/kg, planktonas ir žuvų mailius žūva.

Tikros ekologinės nelaimės – dideli naftos išsiliejimas iš plyšusių vamzdynų ir supertanklaivių griūtis. Tik viena tona naftos gali padengti 12 km 2 jūros paviršiaus plėvele.

Kaip jau minėta 11.1 punkte, 2010 m. dėl avarijos naftos platformoje į Meksikos įlanką per 3 mėnesius trukusių restauravimo darbų išsiliejo 4 mln. barelių naftos. Pažeistoms pakrančių jūrų ekosistemoms atkurti prireiks mažiausiai 5 metų.

Radioaktyvioji tarša šalinant radioaktyviąsias atliekas yra ypač pavojinga. Iš pradžių pagrindinis radioaktyviųjų atliekų šalinimo būdas buvo jų užkasimas jūrose ir vandenynuose. Paprastai tai buvo mažo aktyvumo radioaktyviosios atliekos, kurios buvo supakuotos į 200 litrų metalinius konteinerius, užpiltos betonu ir išmestos į jūrą. Pirmasis toks laidojimas įvyko JAV, 80 km nuo Kalifornijos krantų.

Iki 1983 m. 12 šalių išmetė radioaktyviąsias atliekas į atvirą jūrą. Pavyzdžiui, 1949–1970 metais į Ramiojo vandenyno vandenis buvo išmestas 560 261 konteineris.

Priimta nemažai tarptautinių dokumentų, kurių pagrindinis tikslas – Pasaulio vandenyno apsauga. 1972 metais Londone buvo pasirašyta Konvencija dėl jūros taršos išmetant aukšto ir vidutinio radiacinio lygio atliekas be specialaus leidimo prevencijos. Nuo 1970 m Vykdoma JT aplinkosaugos programa „Regioninės jūros“, vienijanti daugiau nei 120 pasaulio šalių, kurios dalijasi 10 jūrų. Buvo priimti regioniniai daugiašaliai susitarimai: Šiaurės Rytų Atlanto jūros aplinkos apsaugos konvencija (Paryžius, 1992 m.); Juodosios jūros apsaugos nuo taršos konvencija (Bukareštas, 1992 m.)

Nuo 1993 m. uždrausta išmesti skystas radioaktyviąsias atliekas. Kadangi jų skaičius nuolat didėjo, saugant aplinką 1996 m. buvo pasirašyta sutartis tarp Amerikos, Japonijos ir Rusijos firmų dėl Tolimuosiuose Rytuose susikaupusių skystųjų radioaktyviųjų atliekų perdirbimo įrenginio sukūrimo.

Didelę grėsmę radioaktyvumui prasiskverbti į Pasaulio vandenyno vandenis kelia kartu su branduoliniais povandeniniais laivais nuskendę branduoliniai reaktoriai ir branduolinės galvutės. Taigi dėl tokių nelaimingų atsitikimų iki 2009 m. vandenyne atsidūrė šešios atominės elektrinės ir kelios dešimtys branduolinių galvučių, kurias greitai aprūdė jūros vanduo.

Kai kuriose Rusijos karinio jūrų laivyno bazėse radioaktyviosios medžiagos vis dar dažnai laikomos tiesiai atvirose vietose. O dėl lėšų trūkumo laidojimui kai kuriais atvejais radioaktyviosios atliekos gali patekti tiesiai į jūros vandenis.

Todėl, nepaisant priemonių, kurių buvo imtasi, Pasaulio vandenyno radioaktyvioji tarša kelia didelį susirūpinimą.

Pasaulinio klimato reiškinio – El Ninjo srovės – išnykimas. Ši srovė yra didžiulis gamtos reiškinys, periodiškai atnešantis neapsakomas nelaimes daugeliui pasaulio šalių. Faktas yra tas, kad dėl vis dar nežinomų priežasčių gana stabilioje pasaulinėje pasatų ir vandenyno srovių sistemoje kartais įvyksta sutrikimas: keičiasi vėjų kryptis, o šilto vandens masė veržiasi į Amerikos krantus, o ne į Indoneziją. Australija. Didžiulių šilto vandens masių judėjimas padidina garavimą nuo vandens paviršiaus. Atmosferoje atsiranda milžiniškos drėgmės prisotintos sritys, kurios tampa savotiška kliūtimi sezoniniams Ramiojo vandenyno vėjams – pasatams, ir jie keičia kryptį.

Toks gedimas neapsieina be katastrofiškų pasekmių daugelio šalių klimatui: vienose prasideda ilga sausra, kitose kenčia nesibaigiančios liūtys, sukeliančios potvynius. Praktiškai El Niño vienokiu ar kitokiu laipsniu veikia visų šalių klimatą. Tačiau Amerika, ypač pietūs, nuo to ypač kenčia. Užtenka prisiminti, kad 1982 metais dėl šios srovės Peru šiaurėje kritulių iškrito 30 kartų daugiau nei įprastai, todėl kilo potvyniai ir badas. 1997 metais toje pačioje šalyje mirė 300 žmonių, o 250 000 liko be pastogės.

Kaip nustatė mokslininkai, El Niño padarė didelę įtaką senovės civilizacijų raidai Pietų Amerika ir net tapo kai kurių iš jų mirties kaltininku.

1997-1998 metais Ši klastinga srovė dingo dėl nežinomų priežasčių. Beprecedentis modernioji istorija Pasaulinio klimato reiškinio išnykimas gali turėti dramatiškų pasekmių visos mūsų planetos klimatui.

Viena iš galimų šios srovės išnykimo priežasčių gali būti neįprastai stiprėjantys rytų vėjai virš Ramiojo vandenyno.

Vandenyno išsaugojimas

Šiuo metu į vandenyną patenka daug vandens kenksmingų medžiagų: nafta, plastikai, pramoninės ir cheminės atliekos, pesticidai ir kt., o tai ypač neigiamai veikia jūros gyvybę.

Į Pasaulio vandenyną patenkančių atliekų skilimo laikas pateiktas lentelėje. 24.

24 lentelė. Skilimui reikalingas laikas įvairių tipų atliekos vandenyne

Atliekų rūšys	Skilimo laikas, metai
Pakuotė iš maisto produktai su aliuminio folija
Alaus skardinės
Plastikiniai maišeliai
Plastikiniai buteliai
Plastikiniai gaminiai (polivinilchloridas)
Putplastis (putų polistirenas)	Nuo 80 iki 400
Gaminiai iš PVC (polivinilchlorido)
Stikliniai buteliai ir stiklas	Ne mažiau kaip 1000

Rimti vandenyno taršos atvejai pirmiausia siejami su nafta (162 pav.). Dėl tanklaivių triumų plovimo į vandenyną kasmet išpilama nuo aštuonių iki 20 milijonų barelių naftos. Ir tai neapima avarijų gabenant naftą jūrų keliais. Alyvos plėvelė stabdo deguonies tekėjimą į vandenį, sutrikdo drėgmės ir dujų mainus, naikina planktoną ir žuvis. Ir tai tik maža dalis žalos, kurią nafta atneša jūros vandeniui ir jo gyventojams (163 pav.).

Be naftos, pavojingiausios atliekos, patenkančios į vandenyną, yra sunkieji metalai, ypač gyvsidabris, kadmis, nikelis, varis, švinas ir chromas. Vien į Šiaurinę Morzę kasmet išleidžiama iki 50 000 tonų šių metalų (25 lentelė).

Dar didesnį susirūpinimą kelia nuotekų išleidimas į vandenyno vandenį, kuriame yra pesticidų, tokių kaip aldrinas, dieldrinas ir endrinas, kurie gali kauptis gyvų organizmų audiniuose. Šiuo metu net nežinoma ilgalaikes pasekmes tokių cheminių medžiagų naudojimas.

Tributilalavo chloridas (TBT), kuris plačiai naudojamas dažyti laivų kilius ir neleidžia jiems apaugti kriauklėmis bei dumbliais, kenkia vandenynų gyventojams. Dabar įrodyta, kad tai atmeta galimybę daugintis vienos rūšies vėžiagyviams – vijokliams.

Ryžiai. 162. Pasaulio vandenyno tarša nafta

Ryžiai. 163. Naftos taršos poveikis 25 lentelė. Pavojingų metalų patekimas į vandenynų vandenis

Metalas, žymėjimas	Šiuolaikinis naudojimas	Žalingas poveikis žmonėms
	Termometrai, dirbtinės šviesos lempos, dažai, elektros prietaisai	Medžiagų apykaitos sutrikimai, nervų sistemos pažeidimai
Švinas, Pb	Baterijos, elektros kabeliai, lydmetalai, dažai	Bendras toksinis poveikis
Kadmis, Cd	Metalo dangos, dažai, nikelio-kadmio srovės šaltiniai, litavimas, fotografija	Nervų sistemos, kepenų ir inkstų pažeidimai, kaulų irimas

Vandenynas ir toliau yra ekologinių nelaimių, susijusių su ypač pavojingų krovinių, tokių kaip toksiškos atliekos (pavyzdžiui, plutonio), gabenimu, vieta.

Kita dažna vandenynų problema – dumblių žydėjimas. Šiaurės jūroje prie Norvegijos ir Danijos krantų jį sukelia dumblių Chlorochromulina polylepis augimas. Savo ruožtu dėl šio dumblių žydėjimo smarkiai sumažėja lašišų žvejyba. Manoma, kad spartus dumblių dauginimasis yra susijęs su pramoniniu dideliu kiekiu mikroelementų, kurie jiems tarnauja kaip maistas.

Pastaruoju metu vandenynas vis aktyviau naudojamas povandeninio laivyno branduoliniams raketiniams ginklams dislokuoti, radioaktyviosioms medžiagoms laidoti dugne, o tai taip pat sukelia neigiamų pasekmių Pasaulio vandenynui.

Visi vandenynų vandenys yra paveikti taršos, tačiau pakrančių vandenys yra labiau užteršti nei atviras vandenynas. Visų pirma, tai daug paaiškinta didelis skaičius taršos šaltinių. Pavyzdžiui, į Viduržemio jūrą kasmet iš 120 pakrantės miestų patenka apie 430 milijardų tonų atliekų. Jų šaltiniai – pramonės ir žemės ūkio įmonės, komunalinių paslaugų organizacijos, taip pat 360 milijonų žmonių, gyvenančių ar atostogaujančių 20 Viduržemio jūros šalių. Ispanijos, Prancūzijos ir Italijos jūrų pakrantės yra labiausiai užterštos, tai paaiškinama turistų ir darbo antplūdžiu pramonės įmonės.

Vandenynų apsauga šiuo metu yra viena iš aktualiausių žmonijos problemų.

1982 m. balandžio 30 d. JT konferencija priėmė Jūrų teisės konvenciją, reglamentuojančią Pasaulio vandenyno naudojimą beveik bet kokiam tikslui. Šiuo atžvilgiu ypač svarbi kova su tarša ir natūralių vandenynų išteklių apsauga.

1998-ieji buvo paskelbti vandenyno metais. Tada daugelis moksliniai tyrimai vandenynų vandenys buvo vykdomi prižiūrint UNESCO. Tapo akivaizdu, kad norint ištirti ir apsaugoti vandenynų vandenis, būtinas tarptautinis bendradarbiavimas.

Šiuo metu praktikuojamas naujas metodas Pasaulio vandenyno tyrimai – nuotolinis stebėjimas. Remiantis jos duomenimis, priimami sprendimai apie teisingas naudojimas Pasaulio vandenyno ištekliai ir jo vandenų apsauga.

1. Teršalų elgsenos vandenyne ypatumai

2. Antropogeninė vandenyno ekologija – nauja mokslo kryptis okeanologijoje

3. Asimiliacinio pajėgumo samprata

4. Išvados įvertinus jūros ekosistemos gebėjimą įsisavinti teršalus Baltijos jūros pavyzdžiu

1 Teršalų elgsenos vandenyne ypatybės. Pastarieji dešimtmečiai pasižymėjo padidėjusiu antropogeniniu poveikiu jūrų ekosistemoms dėl jūrų ir vandenynų taršos. Daugelio teršalų pasiskirstymas tapo vietiniu, regioniniu ir net pasauliniu. Todėl jūrų, vandenynų ir jų biotos tarša tapo didele tarptautine problema, o būtinybę apsaugoti jūrinę aplinką nuo taršos diktuoja racionalaus gamtos išteklių naudojimo reikalavimai.

Jūrų tarša apibrėžiama kaip: „žmonių vykdomas medžiagų ar energijos patekimas į jūros aplinką (įskaitant estuarijas) tiesiogiai ar netiesiogiai, sukeliantis žalingas pasekmes, tokias kaip žala gyviesiems ištekliams, pavojus žmonių sveikatai, kišimasis į jūrų veiklą, įskaitant žvejyba, jūros vandens kokybės pablogėjimas ir jos mažėjimas naudingų savybių“ Į šį sąrašą įtrauktos toksiškų savybių turinčios medžiagos, šildomo vandens išmetimas (šiluminė tarša), mikrobiniai patogenai, kietosios atliekos, skendinčios medžiagos, maistinės medžiagos ir keletas kitų antropogeninio poveikio formų.

Aktualiausia mūsų laikų problema tapo vandenyno cheminės taršos problema.

Vandenyno ir jūros taršos šaltiniai yra šie:

Pramoninių ir buitinių vandenų išleidimas tiesiai į jūrą arba su upės srove;

Įvairių medžiagų, naudojamų žemės ūkyje ir miškininkystėje, gavimas iš žemės;

Tyčinis teršalų šalinimas jūroje; įvairių medžiagų nutekėjimas eksploatuojant laivą;

Atsitiktiniai išmetimai iš laivų ar povandeninių vamzdynų;

jūros dugno kasyba;

Teršalų pernešimas per atmosferą.

Vandenyno gaminamų teršalų sąrašas yra labai platus. Visi jie skiriasi toksiškumo laipsniu ir paplitimo mastu – nuo pakrantės (vietinio) iki pasaulinio.

Pasaulio vandenyne randama vis daugiau naujų teršalų. Pavojingiausi organiniai chloro junginiai, poliaromatiniai angliavandeniliai ir kai kurie kiti plinta visame pasaulyje. Jie turi didelį bioakumuliacinį gebėjimą, aštrų toksinį ir kancerogeninį poveikį.

Nuolat didėjantis daugelio taršos šaltinių bendras poveikis lemia laipsnišką pakrančių jūrų zonų eutrofikaciją ir mikrobiologinę vandens taršą, o tai labai apsunkina vandens naudojimą įvairioms žmonių reikmėms.

Nafta ir naftos produktai. Nafta yra klampus aliejinis skystis, dažniausiai tamsiai rudos spalvos ir silpnai fluorescencinis. Naftą daugiausia sudaro sotieji alifatiniai ir hidroaromatiniai angliavandeniliai (nuo C5 iki C70), joje yra 80–85 % C, 10–14 % H, 0,01–7 % S, 0,01 % N ir 0–7 % O 2.

Pagrindiniai naftos komponentai – angliavandeniliai (iki 98%) – skirstomi į keturias klases.

1. Parafinai (alkanai) (iki 90 % visos aliejaus sudėties) yra stabilūs sotieji junginiai C n H 2n-2, kurių molekulės išreiškiamos tiesia arba šakota (izoalkanų) anglies atomų grandine. Parafinams priskiriamos dujos: metanas, etanas, propanas ir kt., junginiai, turintys 5–17 anglies atomų, yra skysčiai, o turintys daug anglies atomų – kietosios medžiagos. Lengvieji parafinai pasižymi didžiausiu lakumu ir tirpumu vandenyje.

2. Cikloparafinai. (naftenai) yra sotieji cikliniai junginiai C n H 2 n, kurių žiede yra 5-6 anglies atomai (30-60 % visos naftos sudėties). Be ciklopentano ir cikloheksano, aliejuje yra biciklinių ir policiklinių naftenų. Šie junginiai yra labai stabilūs ir mažai biologiškai skaidūs.

3. Aromatiniai angliavandeniliai (20-40 % visos naftos sudėties) – benzeno serijos nesotieji cikliniai junginiai, kurių žiede yra 6 mažiau anglies atomų nei atitinkami naftenai. Anglies atomai šiuose junginiuose taip pat gali būti pakeisti alkilo grupėmis. Aliejuje yra lakiųjų junginių, kurių molekulė yra vieno žiedo (benzenas, toluenas, ksilenas), tada bicikliniai (naftalenas), tricikliai (antracenas, fenantrenas) ir policikliniai (pavyzdžiui, pirenas su 4 žiedais) angliavandeniliai.

4. Olefipai (alkenai) (iki 10 % visos naftos sudėties) – nesotieji necikliniai junginiai, kurių kiekviename anglies atome yra vienas arba du vandenilio atomai molekulėje, turinčioje tiesią arba šakotą grandinę.

Priklausomai nuo lauko, alyvų sudėtis labai skiriasi. Taigi, Pensilvanijos ir Kuveito aliejai priskiriami parafininiams, Baku ir Kalifornijos aliejai daugiausia yra nafteniniai, o likę aliejai yra tarpinių tipų.

Aliejuje taip pat yra sieros turinčių junginių (iki 7% sieros), riebalų rūgščių (iki 5% deguonies), azoto junginių (iki 1% azoto) ir kai kurių metalo organinių darinių (su vanadžiu, kobaltu ir nikeliu).

Naftos produktų kiekybinė analizė ir identifikavimas jūrinėje aplinkoje kelia didelių sunkumų ne tik dėl jų daugiakomponentiškumo ir skirtingų egzistavimo formų, bet ir dėl natūralaus natūralios ir biogeninės kilmės angliavandenilių fono. Pavyzdžiui, apie 90 % mažos molekulinės masės angliavandenilių, tokių kaip etilenas, ištirpęs vandenyno paviršiniame vandenyje, yra susiję su organizmų metaboline veikla ir jų likučių skaidymu. Tačiau intensyvios taršos zonose tokių angliavandenilių lygis padidėja 4-5 dydžiais.

Biogeninės ir naftos kilmės angliavandeniliai, remiantis eksperimentiniais tyrimais, turi nemažai skirtumų.

1. Nafta yra sudėtingesnis angliavandenilių mišinys, turintis daug įvairių struktūrų ir santykinės molekulinės masės.

2. Aliejuje yra kelios homologinės serijos, kuriose gretimų elementų koncentracija paprastai yra vienoda. Pavyzdžiui, alkanų C12-C22 serijoje lyginių ir nelyginių narių santykis yra lygus vienybei, o toje pačioje serijoje esantys biogeniniai angliavandeniliai turi daugiausia nelyginių narių.

3. Naftoje yra daugiau cikloalkanų ir aromatinių angliavandenilių. Daugelio junginių, tokių kaip mono-, di-, tri- ir tetrametilbenzenai, jūros organizmuose nėra.

4. Naftoje yra daug nafteninių-aromatinių angliavandenilių, įvairių heterojunginių (turinčių sieros, azoto, deguonies, metalų jonų), sunkiųjų į asfaltą panašių medžiagų – visų jų organizmuose praktiškai nėra.

Nafta ir naftos produktai yra labiausiai paplitę pasaulio vandenyno teršalai.

Naftos angliavandenilių patekimo keliai ir egzistavimo formos yra įvairios (ištirpę, emulsuoti, plėveliniai, kieti). M. P. Nesterova (1984) pažymi šiuos priėmimo maršrutus:

išmetimai uostuose ir uosto akvatorijoje, įskaitant nuostolius pakraunant tanklaivius (17%~);

Pramoninių atliekų ir nuotekų išleidimas (10%);

Lietaus vanduo (5%);

Laivų ir gręžimo įrenginių nelaimės jūroje (6 proc.);

Gręžimas jūroje (1%);

Atmosferos krituliai (10%)“,

Pašalinimas upės nuotėkiu visų formų įvairove (28%).

Plovimo, balastinių ir triumo vandenų išleidimai į jūrą iš laivų (23%);

Didžiausi naftos nuostoliai yra susiję su jos transportavimu iš gamybos vietovių. Avarinės situacijos, kai tanklaiviai išleidžia plovimo ir balastinį vandenį už borto – visa tai sukelia nuolatinių taršos laukų buvimą jūros keliuose.

Aliejų savybė yra jų fluorescencija veikiant ultravioletiniams spinduliams. Didžiausias fluorescencijos intensyvumas stebimas 440-483 nm bangos ilgių diapazone.

Naftos plėvelių ir jūros vandens optinių charakteristikų skirtumas leidžia nuotoliniu būdu aptikti ir įvertinti naftos taršą jūros paviršiuje ultravioletinėje, matomoje ir infraraudonojoje spektro dalyse. Tam tikslui pasyvus ir aktyvūs metodai. Didelės naftos masės iš sausumos patenka į jūras per upes su buitinėmis ir audros nuotekomis.

Į jūrą išsiliejusios naftos likimą lemia šių procesų suma: garavimas, emulsinimas, tirpimas, oksidacija, naftos agregatų susidarymas, sedimentacija ir biologinis skaidymas.

Naftai patekusi į jūrinę aplinką ji pirmiausia pasklinda kaip paviršinė plėvelė, sudarydama įvairaus storio dėmes. Pagal plėvelės spalvą galite apytiksliai įvertinti jos storį. Alyvos plėvelė keičia šviesos, prasiskverbiančios į vandens masę, intensyvumą ir spektrinę sudėtį. Plonų žalios naftos plėvelių šviesos pralaidumas yra 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm). 30-40 mikronų storio alyvos plėvelė visiškai sugeria infraraudonąją spinduliuotę.

Pirmuoju naftos dėmių egzistavimo laikotarpiu didelę reikšmę turi angliavandenilių garavimo procesas. Stebėjimų duomenimis, per 12 valandų išgaruoja iki 25 % lengvosios alyvos frakcijų, 15 °C vandens temperatūroje visi angliavandeniliai iki C 15 išgaruoja per 10 dienų (Nesterova, Nemirovskaya, 1985).

Visi angliavandeniliai mažai tirpsta vandenyje, kuris mažėja didėjant anglies atomų skaičiui molekulėje. 1 litre distiliuoto vandens ištirpinama apie 10 mg junginių su C6, 1 mg junginių su C8 ir 0,01 mg junginių su C12. Pavyzdžiui, esant vidutinei jūros vandens temperatūrai, benzeno tirpumas yra 820 µg/l, tolueno – 470, pentano – 360, heksano – 138 ir heptano – 52 µg/l. Tirpieji komponentai, kurių kiekis žalioje aliejuje neviršija 0,01%, yra toksiškiausi vandens organizmams. Tai taip pat apima tokias medžiagas kaip benzo(a)pirenas.

Sumaišius su vandeniu, aliejus sudaro dviejų tipų emulsijas: tiesioginę „aliejus vandenyje“ ir atvirkštinę „vanduo aliejuje“. Tiesioginės emulsijos, sudarytos iš aliejaus lašelių, kurių skersmuo iki 0,5 mikrono, yra mažiau stabilios ir ypač būdingos aliejams, kurių sudėtyje yra paviršiaus aktyviųjų medžiagų. Pašalinus lakias ir tirpias frakcijas, likutinis aliejus dažnai sudaro klampias atvirkštines emulsijas, kurias stabilizuoja didelės molekulinės masės junginiai, tokie kaip dervos ir asfaltenai, ir kurių sudėtyje yra 50–80% vandens („šokolado putėsiai“). Veikiant abiotiniams procesams, „putėsių“ klampumas didėja ir jis pradeda lipti į agregatus - nuo 1 mm iki 10 cm (dažniausiai 1–20 mm) dydžio aliejaus gabalėlius. Užpildai yra didelės molekulinės masės angliavandenilių, dervų ir asfaltenų mišinys. Naftos nuostoliai susidarant agregatams siekia 5-10%.Labai klampios struktūros dariniai – „šokolado putėsiai“ ir aliejaus gumuliukai – gali ilgai išlikti jūros paviršiuje, būti pernešami srovių, išplauti į krantą ir nusėsti į dugną. . Naftos gabalėlius dažnai kolonizuoja perifitonai (mėlynadumbliai ir diatomės, dygliakrūmiai ir kiti bestuburiai).

Pesticidai sudaro didelę dirbtinai sukurtų medžiagų, naudojamų kovai su kenkėjais ir augalų ligomis, grupę. Pagal paskirtį pesticidai skirstomi į šias grupes: insekticidai - kovoti su kenksmingais vabzdžiais, fungicidai ir baktericidai - kovai su grybelinėmis ir bakterinėmis augalų ligomis, herbicidai - nuo piktžolių ir kt. Ekonomistų skaičiavimais, kiekvienas rublis, išleistas cheminei augalų apsaugai nuo kenkėjų ir ligų, užtikrina derliaus išsaugojimą o jo kokybė auginant grūdines ir daržoves vidutiniškai 10 rublių, techninius ir vaisinius augalus - iki 30 rublių. Tuo pačiu metu aplinkos tyrimai parodė, kad pesticidai, naikindami pasėlių kenkėjus, daro didžiulę žalą daugeliui. naudingi organizmai ir kenkia natūralių biocenozių sveikatai. Žemės ūkyje jau seniai iškyla perėjimo nuo cheminių (teršiančių) prie biologinių (aplinkai nekenksmingų) kenkėjų kontrolės metodų problema.

Šiuo metu į pasaulio rinką kasmet patenka daugiau nei 5 mln. tonų pesticidų. Apie 1,5 mln. tonų šių medžiagų eolinėmis arba vandens priemonėmis jau tapo sausumos ir jūrų ekosistemų dalimi. Pramoninė pesticidų gamyba lydi daugybės šalutinių produktų, teršiančių nuotekas.

IN vandens aplinka dažniausiai sutinkami insekticidų, fungicidų ir herbicidų atstovai.

Sintetinami insekticidai skirstomi į tris pagrindines grupes: organinį chlorą, organinį fosforą ir karbamatus.

Organiniai chloro insekticidai gaminami chloruojant aromatinius arba heterociklinius skystus angliavandenilius. Tai apima DDT (dichlordifeniltrichloretaną) ir jo darinius, kurių molekulėse padidėja alifatinių ir aromatinių grupių stabilumas, esant kartu, visų rūšių chlorinti ciklodieno dariniai (eldrinas, dil-drinas, heptachloras ir kt.), taip pat daugybė izomerų. heksachlorcikloheksano (y -HCH), iš kurių lindanas yra pavojingiausias. Šių medžiagų pusinės eliminacijos laikas siekia iki kelių dešimtmečių ir yra labai atsparios biologiniam skaidymui.

Polichlorinti bifenilai (PCB), DDT dariniai be alifatinės dalies, turintys 210 teorinių homologų ir izomerų, dažnai randami vandens aplinkoje.

Per pastaruosius 40 metų daugiau nei 1,2 mln. tonų PCB buvo panaudota plastikų, dažų, transformatorių, kondensatorių ir kt. gamyboje. Polichlorinti bifenilai patenka į aplinką dėl pramoninių nuotekų išleidimo ir kietųjų atliekų deginimo sąvartynuose. . Pastarasis šaltinis tiekia PCB į atmosferą, iš kurios jie iškrenta kartu su krituliais visuose Žemės rutulio regionuose. Taigi Antarktidoje paimtuose sniego mėginiuose PCB kiekis buvo 0,03 - 1,2 ng/l.

Organofosfatiniai pesticidai – tai įvairių ortofosforo rūgšties alkoholių arba vieno iš jos darinių – tiofosforo rūgšties – esteriai. Šiai grupei priklauso šiuolaikiniai insekticidai, pasižymintys būdingu selektyvumu vabzdžiams. Dauguma organinių fosfatų yra gana greitai (per mėnesį) biochemiškai skaidomi dirvožemyje ir vandenyje. Susintetinta daugiau nei 50 tūkstančių veikliųjų medžiagų, iš kurių ypač garsėja parationas, malationas, fosalongas, dursbanas.

Karbamatai, kaip taisyklė, yra n-metakarbamo rūgšties esteriai. Dauguma jų taip pat turi veiksmų selektyvumą.

Vario druskos ir kai kurie mineraliniai sieros junginiai anksčiau buvo naudojami kaip fungicidai, naudojami kovojant su augalų grybelinėmis ligomis. Tada buvo plačiai naudojamos organinės gyvsidabrio medžiagos, tokios kaip chlorintas metilo gyvsidabris, kuris dėl didelio toksiškumo gyvūnams buvo pakeistas metoksietilo gyvsidabriu ir fenilgyvsidabriu.

Herbicidų grupei priklauso fenoksiacto rūgšties dariniai, turintys stiprų fiziologinis poveikis. Triazinai (pavyzdžiui, simazinas) ir pakeisti karbamidai (monuronas, diuronas, pichloramas) sudaro dar vieną herbicidų grupę, kuri gerai tirpsta vandenyje ir yra stabili dirvožemyje. Galingiausias iš visų herbicidų yra pichloramas. Norint visiškai sunaikinti kai kurias augalų rūšis, 1 hektarui reikia tik 0,06 kg šios medžiagos.

Jūrinėje aplinkoje nuolat randama DDT ir jo metabolitų, PCB, HCH, deldrino, tetrachlorfenolio ir kt.

Sintetinės aktyviosios paviršiaus medžiagos. Plovikliai (paviršinio aktyvumo medžiagos) priklauso didelei vandens paviršiaus įtempimą mažinančių medžiagų grupei. Jie yra sintetinių ploviklių (CMC) dalis, plačiai naudojami kasdieniame gyvenime ir pramonėje. Kartu su nuotekomis aktyviosios paviršiaus medžiagos patenka į žemyninius paviršinius vandenis ir jūrų aplinką. Sintetinis plovikliai yra natrio polifosfatų, kuriuose yra ištirpinti plovikliai, taip pat nemažai papildomų vandens organizmams toksiškų ingredientų: kvapiųjų medžiagų, balinimo reagentų (persulfatų, perboratų), sodos pelenų, karboksimetilceliuliozės, natrio silikatų ir kt.

Visų paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės susideda iš hidrofilinių ir hidrofobinių dalių. Hidrofilinė dalis yra karboksilo (COO -), sulfato (OSO 3 -) ir sulfonato (SO 3 -) grupės, taip pat likučių sankaupos su grupėmis -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 - arba grupės, kuriose yra azoto ir fosforo. Hidrofobinė dalis paprastai susideda iš tiesios, turinčios 10-18 anglies atomų, arba šakotos parafino grandinės iš benzeno arba naftaleno žiedo su alkilo radikalais.

Atsižvelgiant į paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės hidrofilinės dalies pobūdį ir struktūrą, jos skirstomos į anijonines (organinis jonas yra neigiamai įkrautas), katijonines (organinis jonas yra teigiamai įkrautas), amfoterines (turi katijonines savybes rūgštiniame tirpale ir anijonines). šarminis tirpalas) ir nejoninis. Pastarieji vandenyje jonų nesudaro. Jų tirpumą lemia funkcinės grupės, turinčios didelį afinitetą vandeniui, ir vandenilio jungčių susidarymas tarp vandens molekulių ir deguonies atomų, įtrauktų į paviršinio aktyvumo medžiagos polietilenglikolio radikalą.

Labiausiai paplitusios aktyviosios paviršiaus medžiagos yra anijoninės medžiagos. Jie sudaro daugiau nei 50% visų pasaulyje pagamintų paviršinio aktyvumo medžiagų. Labiausiai paplitę yra alkilarilsulfonatai (sulfonoliai) ir alkilsulfatai. Sulfonolio molekulėse yra aromatinis žiedas, kurio vandenilio atomai pakeisti viena ar keliomis alkilo grupėmis, ir sieros rūgšties liekana kaip solvatuojanti grupė. Daugybė alkilbenzeno sulfonatų ir alkilnaftaleno sulfonatų dažnai naudojami įvairių buitinių ir pramoninių CMC gamyboje.

Paviršinio aktyvumo medžiagų buvimas pramoninėse nuotekose yra susijęs su jų naudojimu tokiuose procesuose kaip rūdų flotacijos koncentracija, cheminių technologijų produktų atskyrimas, polimerų gamyba, sąlygų gerinimas naftos ir dujų gręžinių gręžimui, kova su įrangos korozija.

Žemės ūkyje aktyviosios paviršiaus medžiagos naudojamos kaip pesticidų dalis. Paviršinio aktyvumo medžiagų pagalba emulsuojamos skystos ir miltelių pavidalo toksiškos medžiagos, netirpios vandenyje, bet tirpios organiniuose tirpikliuose, o daugelis paviršinio aktyvumo medžiagų pačios pasižymi insekticidinėmis ir herbicidinėmis savybėmis.

Kancerogenai- tai chemiškai homogeniški junginiai, kurie pasižymi transformuojančiu aktyvumu ir gali sukelti kancerogeninius, teratogeninius (embriono vystymosi procesų sutrikimą) arba mutageninius organizmų pokyčius. Priklausomai nuo poveikio sąlygų, jie gali lemti augimo slopinimą, pagreitėjusį senėjimą, toksikogenezę, individo vystymosi sutrikimus ir organizmų genofondo pokyčius. Kancerogeninių savybių turinčios medžiagos apima chloruotus alifatinius angliavandenilius, kurių molekulėje yra trumpas anglies atomų gabalėlis, vinilo chloridą, pesticidus ir ypač policiklinius aromatinius angliavandenilius (PAH). Pastarieji yra didelės molekulinės masės organiniai junginiai, kurių molekulėse pagrindinis struktūrinis elementas yra benzeno žiedas. Daugelyje nepakeistų PAH molekulėje yra nuo 3 iki 7 benzeno žiedų, įvairiai sujungtų vienas su kitu. Taip pat yra didelis skaičius policiklinės struktūros, turinčios funkcinę grupę arba benzeno žiede, arba šoninėje grandinėje. Tai halogeno, amino, sulfo, nitro dariniai, taip pat alkoholiai, aldehidai, eteriai, ketonai, rūgštys, chinonai ir kiti aromatiniai junginiai.

PAH tirpumas vandenyje yra mažas ir mažėja didėjant molekulinei masei: nuo 16 100 μg/L (acenaftilenas) iki 0,11 μg/L (3,4-benzpirenas). Druskų buvimas vandenyje praktiškai neturi įtakos PAH tirpumui. Tačiau esant benzenui, aliejui, naftos produktams, plovikliams ir kitoms organinėms medžiagoms, PAH tirpumas smarkiai padidėja. Iš natūraliomis sąlygomis nepakeistų PAH grupės labiausiai žinomas ir labiausiai paplitęs 3,4-benzpirenas (BP).

PAH šaltiniai aplinką gali pasitarnauti natūralūs ir antropogeniniai procesai. BP koncentracija vulkaniniuose pelenuose yra 0,3-0,9 μg/kg. Tai reiškia, kad per metus su pelenais į aplinką gali patekti 1,2-24 tonos BP. Štai kodėl maksimali suma PAH šiuolaikinėse Pasaulio vandenyno dugno nuosėdose (daugiau nei 100 μg/kg sausosios medžiagos masės) buvo rasta tektoniškai aktyviose zonose, kuriose veikia gilus šiluminis poveikis.

Pranešama, kad kai kurie jūros augalai ir gyvūnai gali sintetinti PAH. Netoli Centrinės Amerikos vakarinės pakrantės esančiuose dumbliuose ir jūros žolėse BP kiekis siekia 0,44 μg/g, o kai kuriuose Arkties vėžiagyviuose – 0,23 μg/g. Anaerobinės bakterijos pagamina iki 8,0 μg BP iš 1 g planktono lipidų ekstraktų. Kita vertus, yra specialios rūšys jūros ir dirvožemio bakterijos, skaidančios angliavandenilius, įskaitant PAH.

L. M. Shabad (1973) ir A. P. Ilnitsky (1975) skaičiavimais, foninė BP koncentracija, susidaranti dėl augalų organizmų BP sintezės ir vulkaninio aktyvumo, yra: dirvožemyje 5-10 μg/kg (sausosios medžiagos) , augaluose 1-5 µg/kg, gėlo vandens vandenyje 0,0001 µg/l. Atitinkamai išvedamos aplinkos objektų užterštumo laipsnio gradacijos (1.5 lentelė).

Pagrindiniai antropogeniniai PAH šaltiniai aplinkoje yra organinių medžiagų pirolizė degant įvairioms medžiagoms, medienai ir kurui. Pirolizinis PAH susidarymas vyksta esant 650-900 °C temperatūrai ir trūkstant deguonies liepsnoje. BP susidarymas buvo stebimas medienos pirolizės metu, kai didžiausias derlius 300-350 °C temperatūroje (Dikun, 1970).

M. Suess (G976) teigimu, aštuntajame dešimtmetyje pasaulinė BP emisija buvo apie 5000 tonų per metus, iš kurių 72 % buvo iš pramonės ir 27 % dėl visų rūšių atviro deginimo.

Sunkieji metalai(gyvsidabris, švinas, kadmis, cinkas, varis, arsenas ir kiti) yra vieni iš įprastų ir labai toksiškų teršalų. Jie plačiai naudojami įvairiuose pramonės procesuose, todėl, nepaisant valymo priemonių, sunkiųjų metalų junginių kiekis pramoninėse nuotekose yra gana didelis. Didelės šių junginių masės per atmosferą patenka į vandenyną. Jūrų biocenozėms pavojingiausios yra gyvsidabris, švinas ir kadmis.

Gyvsidabris į vandenyną pernešamas žemyniniu nuotėkiu ir per atmosferą. Dylant nuosėdinėms ir magminėms uolienoms, kasmet išsiskiria 3,5 tūkst. tonų gyvsidabrio. Atmosferos dulkėse yra apie 12 tūkstančių tonų gyvsidabrio, kurio nemaža dalis yra antropogeninės kilmės. Dėl ugnikalnių išsiveržimų ir atmosferos kritulių į vandenyno paviršių kasmet patenka 50 tūkst.t gyvsidabrio, o litosferos degazavimo metu - 25-150 tūkst.t.Apie pusė metinės šio metalo pramoninės produkcijos (9-10 tūkst.t) /metai) įvairiais būdais patenka į vandenyną. Gyvsidabrio kiekis anglyse ir naftoje vidutiniškai siekia 1 mg/kg, tad deginant iškastinį kurą Pasaulio vandenynas per metus gauna daugiau nei 2 tūkst. Metinis gyvsidabrio kiekis Pasaulio vandenyne viršija 0,1 % viso jo kiekio, tačiau antropogeninis antplūdis jau viršija daugeliui metalų būdingą natūralų pasišalinimą upėmis.

Pramoninėmis nuotekomis užterštose vietovėse labai padidėja gyvsidabrio koncentracija tirpale ir skendinčiose medžiagose. Tuo pačiu metu kai kurios bentoso bakterijos chloridus paverčia labai toksišku (mono- ir di-) metilo gyvsidabriu CH 3 Hg. Jūros gėrybių užterštumas ne kartą lėmė pakrančių gyventojų apsinuodijimą gyvsidabriu. Iki 1977 m. Japonijoje buvo 2800 Minamatos ligos aukų. Priežastis buvo atliekos iš gamyklų, gaminančių vinilchloridą ir acetaldehidą, kuriuose kaip katalizatorius buvo naudojamas gyvsidabrio chloridas. Nepakankamai išvalytos gamyklų nuotekos tekėjo į Minamatos įlanką.

Švinas yra tipiškas mikroelementas, randamas visuose aplinkos komponentuose: akmenys, dirvožemiai, natūralūs vandenys, atmosfera, gyvi organizmai. Galiausiai švinas aktyviai išsisklaido į aplinką žmogaus ūkinės veiklos metu. Tai – pramoninių ir buitinių nuotekų, pramonės įmonių dūmų ir dulkių bei vidaus degimo variklių išmetamųjų dujų išmetimas.

Pasak V. V. Dobrovolskio (1987), švino masių perskirstymas tarp sausumos ir Pasaulio vandenyno turi tokią formą. C. upės nuotėkis, kurio vidutinė švino koncentracija vandenyje yra 1 μg/l, į vandenyną perneša apie 40 10 3 t/metus vandenyje tirpaus švino, apie 2800-10 3 t/metus kietoje upės skendinčiosios medžiagos fazėje. , ir 10 10 3 t/metus smulkiuose organiniuose detrituose./metus. Jei atsižvelgsime į tai, kad daugiau nei 90% upių skendinčių medžiagų nusėda siauroje šelfo pakrantės juostoje ir nemažą dalį vandenyje tirpių metalų junginių sugauna geležies oksido geliai, tai dėl to pelaginis vandenynas gauna tik apie (200-300) 10 3 tonos smulkių suspenduotų medžiagų ir (25-30) 10 3 t ištirpusių junginių sudėtyje.

Švino migracijos srautas iš žemynų į vandenyną vyksta ne tik su upių nuotėkiu, bet ir per atmosferą. Su žemyninėmis dulkėmis vandenynas per metus gauna (20-30)-10 3 tonų švino. Jo tiekimas į vandenyno paviršių su skystais krituliais įvertintas (400-2500) 10 3 t/metus, kai koncentracija lietaus vandenyje yra 1-6 μg/l. Į atmosferą patenkantys švino šaltiniai yra ugnikalnių emisijos (15-30 t/metus pelito išsiveržimo produktuose ir 4 10 3 t/metus submikroninėse dalelėse), lakieji organiniai junginiai iš augalijos (250-300 t/metus), degimo produktai gaisrų metu. ((6-7) 10 3 t/metus) ir modernią pramonę. Švino gamyba XIX amžiaus pradžioje išaugo nuo 20-10 3 tonų per metus. iki 3500 10 3 t/metus iki XX a. devintojo dešimtmečio pradžios. Apskaičiuota, kad šiuo metu švino išmetimas į aplinką per pramonines ir buitines atliekas yra (100–400) 10 3 tonų per metus.

Kadmis, kurio pasaulinė gamyba aštuntajame dešimtmetyje siekė 15 10 3 tonas per metus, taip pat patenka į vandenyną per upių nuotėkį ir per atmosferą. Kadmio pašalinimo iš atmosferos kiekis, įvairiais vertinimais, yra (1,7-8,6) 10 3 t/metus.

Atliekų išpylimas į jūrą su tikslu laidoti (išvertimas). Daugelis šalių, turinčių prieigą prie jūros, jūroje šalina įvairias medžiagas ir medžiagas, ypač gilinimo gruntą, gręžinius, pramonines atliekas, statybines atliekas, kietąsias atliekas, sprogmenis ir chemines medžiagas, radioaktyviąsias atliekas ir kt. Tūriniai laidojimai sudaro apie 10 proc. visos į Pasaulio vandenyną patenkančių teršalų masės. Taigi, nuo 1976 iki 1980 m. kasmet buvo išpilama daugiau nei 150 milijonų tonų įvairių atliekų, kurios apibrėžia „išmetimo“ sąvoką.

Išmetimo į jūrą pagrindas yra jūros aplinkos gebėjimas perdirbti didelius kiekius organinių ir neorganinių medžiagų be didelės žalos vandens kokybei. Tačiau šis gebėjimas nėra neribotas. Todėl dempingas vertinamas kaip priverstinė priemonė, laikina visuomenės duoklė technologijų netobulumui. Vadinasi, plėtra ir mokslinis pagrindas atliekų išleidimo į jūrą reguliavimo būdai.

Pramoniniame dumble yra įvairių organinių medžiagų ir sunkiųjų metalų junginių. Buitinėse atliekose (pagal sausosios medžiagos svorį) vidutiniškai yra 32-40% organinių medžiagų, 0,56% azoto, 0,44% fosforo, 0,155% cinko, 0,085% švino, 0,001% kadmio, 0,001 gyvsidabrio. Komunalinių nuotekų valymo įrenginių dumble yra (pagal sausosios medžiagos svorį) iki. 12% humusinių medžiagų, iki 3% bendro azoto, iki 3,8% fosfatų, 9-13% riebalų, 7-10% angliavandenių ir užterštos sunkiaisiais metalais. Gilinimo medžiagos taip pat turi panašią sudėtį.

Medžiagai išleidžiant per vandens stulpelį, dalis teršalų ištirpsta, keičiant vandens kokybę, o kiti yra sorbuojami suspenduotų dalelių ir patenka į dugno nuosėdas. Tuo pačiu metu didėja vandens drumstumas. Organinių medžiagų buvimas dažnai lemia greitą deguonies suvartojimą vandenyje ir dažnai visišką jo išnykimą, suspenduotų medžiagų ištirpimą, ištirpusių metalų kaupimąsi ir vandenilio sulfido atsiradimą. Esant dideliam kiekiui organinių medžiagų, dirvožemyje susidaro stabili redukuojanti aplinka, kurioje susidaro specialus dumblinis vanduo, kuriame redukuota forma yra vandenilio sulfido, amoniako ir metalo jonų. Tokiu atveju sumažėja sulfatų ir nitratų kiekis, išsiskiria fosfatai.

Neustono, pelaginių ir bentoso organizmus įvairiais laipsniais veikia išleidžiamos medžiagos. Susidarius paviršiaus plėvelėms, kuriose yra naftos angliavandenilių ir aktyviųjų paviršiaus medžiagų, dujų mainai sąsajoje sutrinka oras-vanduo. Tai veda prie bestuburių lervų, žuvų lervų ir mailiaus žūties, padaugėja aliejų oksiduojančių ir patogeninių mikroorganizmų. Suspenduotų teršalų buvimas vandenyje pablogina vandens organizmų mitybos, kvėpavimo ir medžiagų apykaitos sąlygas, mažina augimo greitį, stabdo planktoninių vėžiagyvių lytinį brendimą. Į tirpalą patekę teršalai gali kauptis vandens organizmų audiniuose ir organuose ir daryti jiems toksišką poveikį. Išleidžiamų medžiagų išmetimas į dugną ir užsitęsęs dugno vandens drumstumas sukelia prisipildžiusių ir sėslių bentoso formų uždusimą ir mirtį. Išlikusių žuvų, moliuskų ir vėžiagyvių augimo greitis sumažėja dėl pablogėjusių maitinimosi ir kvėpavimo sąlygų. Bentoso bendrijos rūšinė sudėtis dažnai keičiasi.

Organizuojant atliekų išmetimo į jūrą kontrolės sistemą, labai svarbu nustatyti sąvartynų plotus, atsižvelgiant į medžiagų savybes ir jūrinės aplinkos ypatybes. Būtini problemos sprendimo kriterijai pateikti „Jūros taršos išmetant atliekas ir kitas medžiagas prevencijos konvencijoje“ (Londono išmetimo konvencija, 1972). Pagrindiniai Konvencijos reikalavimai yra tokie.

1. Išleidžiamų medžiagų kiekio, būklės ir savybių (fizinių, cheminių, biocheminių, biologinių), jų toksiškumo, stabilumo, polinkio kauptis ir biotransformuotis vandens aplinkoje ir jūros organizmuose įvertinimas. Atliekų neutralizavimo, neutralizavimo ir perdirbimo galimybių panaudojimas.

2. Išleidimo zonų parinkimas, atsižvelgiant į maksimalaus medžiagų praskiedimo, minimalaus sklaidos už išleidimo ribos reikalavimus ir palankų hidrologinių ir hidrofizinių sąlygų derinį.

3. Išleidimo zonų atokumo nuo žuvų maitinimosi ir neršto, retų ir jautrių rūšių vandens organizmų buveinių, rekreacinių ir ūkinio naudojimo zonų atokumo užtikrinimas.

Technogeniniai radionuklidai. Vandenynui būdingas natūralus radioaktyvumas, nes jame yra 40 K, 87 Rb, 3 H, 14 C, taip pat urano ir torio serijų radionuklidų. Daugiau nei 90% natūralaus vandenyno vandens radioaktyvumo yra 40 K, tai yra 18,5–10 21 Bq. Aktyvumo vienetas SI sistemoje yra bekerelis (Bq), lygus izotopo, kuriame per 1 s įvyksta 1 skilimo įvykis, aktyvumui. Anksčiau buvo plačiai naudojamas ekstrasisteminis radioaktyvumo kiurio vienetas (Ci), atitinkantis izotopo aktyvumą, kuriame per 1 s įvyksta 3,7-10 10 skilimo įvykių.

Technogeninės kilmės radioaktyviosios medžiagos, daugiausia urano ir plutonio skilimo produktai, dideliais kiekiais į vandenyną pradėjo patekti po 1945 m., t.y. nuo branduolinio ginklo bandymų pradžios ir plačiai išplitusi pramoninės skiliųjų medžiagų ir radioaktyviųjų nuklidų gamybos plėtros. Išskiriamos trys šaltinių grupės: 1) branduolinių ginklų bandymai, 2) radioaktyviųjų atliekų išmetimas, 3) laivų su branduoliniais varikliais avarijos ir avarijos, susijusios su radionuklidų naudojimu, transportavimu ir gamyba.

Daugelis radioaktyviųjų izotopų, kurių pusinės eliminacijos laikas yra trumpas, nors ir aptinkami vandenyje ir jūros organizmuose po sprogimo, beveik niekada nerandami pasaulinėse radioaktyviosiose nuosėdose. Čia daugiausia yra 90 Sr ir 137 Cs, kurių pusinės eliminacijos laikas yra apie 30 metų. Pavojingiausias radionuklidas iš nesureagavusių branduolinių užtaisų likučių yra 239 Pu (T 1/2 = 24,4-10 3 metai), labai toksiškas kaip cheminė medžiaga. Skilimo produktams 90 Sr ir 137 Cs skilimas tampa pagrindine taršos sudedamąja dalimi. Branduolinių ginklų bandymų atmosferoje moratoriumo metu (1963 m.) 239 Pu aktyvumas aplinkoje buvo 2,5-10 16 Bq.

Atskirą radionuklidų grupę sudaro 3 H, 24 Na, 65 Zn, 59 Fe, 14 C, 31 Si, 35 S, 45 Ca, 54 Mn, 57,60 Co ir kiti, atsirandantys dėl neutronų sąveikos su struktūriniais elementais ir išorinę aplinką. Pagrindiniai produktai branduolinės reakcijos su neutronais jūrinėje aplinkoje yra natrio, kalio, fosforo, chloro, bromo, kalcio, mangano, sieros, cinko radioizotopai, kilę iš jūros vandenyje ištirpusių elementų. Tai yra sukelta veikla.

Daugumaį jūros aplinką patenkantys radionuklidai turi analogų, kurių nuolat yra vandenyje, pvz., 239 Pu, 239 Np, 99 T C) transplutonis nebūdingas jūros vandens sudėčiai ir gyva materija vandenynas vėl turi prie jų prisitaikyti.

Perdirbant branduolinį kurą, didelis kiekis radioaktyviųjų atliekų atsiranda skystos, kietos ir dujinės formos. Didžiąją dalį atliekų sudaro radioaktyvūs tirpalai. Atsižvelgiant į dideles koncentratų apdorojimo ir laikymo specialiose saugyklose išlaidas, kai kurios šalys nori pilti atliekas į vandenyną su upės srove arba išpilti jas į betoninius blokus gilių vandenyno tranšėjų dugne. Dėl radioaktyvieji izotopai Ar, Xe, Em ir T dar nesukūrė patikimų koncentracijos metodų, todėl su lietaus vandeniu ir nuotekomis gali patekti į vandenynus.

Atominėms elektrinėms eksploatuojant ant paviršinių ir povandeninių laivų, kurių jau yra keli šimtai, apie 3,7-10 16 Bq su jonų mainų dervomis, apie 18,5-10 13 Bq su skystomis atliekomis ir 12,6-10 13 Bq dėl nuotėkio. . Nepaprastosios situacijos taip pat labai prisideda prie vandenynų radioaktyvumo. Iki šiol žmonių į vandenyną patekęs radioaktyvumo kiekis neviršija 5,5-10 19 Bq, o tai vis dar yra maža, palyginti su natūraliu lygiu (18,5-10 21 Bq). Tačiau radionuklidų iškritimo koncentracija ir netolygumas kelia rimtą vandens ir vandens organizmų radioaktyviosios taršos pavojų tam tikrose vandenyno vietose.

2 Antropogeninė vandenynų ekologija–nauja mokslo kryptis okeanologijoje. Dėl antropogeninio poveikio papildomai Aplinkos faktoriai, prisidedant prie neigiamos jūrų ekosistemų evoliucijos. Šių veiksnių atradimas paskatino plačių fundamentinių tyrimų Pasaulio vandenyne plėtrą ir naujų mokslo krypčių atsiradimą. Tai apima antropogeninę vandenynų ekologiją. Ši nauja kryptis skirta tirti organizmų reakcijos į antropogeninius poveikius mechanizmus ląstelės, organizmo, populiacijos, biocenozės, ekosistemos lygmeniu, taip pat tirti gyvų organizmų ir aplinkos sąveikos ypatumus pasikeitusiomis sąlygomis.

Antropogeninės vandenynų ekologijos tyrimo objektas – kaita aplinkos charakteristikos vandenynas, o pirmiausia tie pokyčiai, kurie svarbūs ekologiniam visos biosferos būklės vertinimui. Šie tyrimai pagrįsti išsamia jūrų ekosistemų būklės analize, atsižvelgiant į geografinį zoniškumą ir antropogeninio poveikio laipsnį.

Antropogeninė vandenyno ekologija savo tikslams naudoja šiuos analizės metodus: genetinę (kancerogeninio ir mutageninio pavojaus įvertinimas), citologinę (tyrimas ląstelių struktūra jūrų organizmai normaliomis ir patologinėmis sąlygomis), mikrobiologiniai (mikroorganizmų prisitaikymo prie toksinių teršalų tyrimai), aplinkos (populiacijų formavimosi ir vystymosi dėsningumų bei biocenozių konkrečiomis gyvenimo sąlygomis žinojimas, siekiant numatyti jų būklę besikeičiančiomis aplinkos sąlygomis). , ekologinis-toksikologinis (jūros organizmų atsako į taršos poveikį tyrimas ir teršalų kritinių koncentracijų nustatymas), cheminis (viso natūralių ir antropogeninių cheminių medžiagų komplekso jūros aplinkoje tyrimas).

Pagrindinis antropogeninės vandenynų ekologijos uždavinys – sukurti mokslinį pagrindą, leidžiantį nustatyti kritinius jūrų ekosistemų teršalų lygius, įvertinti jūrų ekosistemų asimiliacijos gebėjimus, normalizuoti antropogeninį poveikį Pasaulio vandenynui, taip pat sukurti matematinius aplinkos procesų modelius, leidžiančius prognozuoti. aplinkos situacija vandenyne.

Žinios apie svarbiausius aplinkos reiškinius vandenyne (pvz., gamybos ir naikinimo procesus, teršalų biogeocheminių ciklų eigą ir kt.) riboja informacijos trūkumas. Dėl to sunku numatyti aplinkos situaciją vandenyne ir įgyvendinti aplinkosaugos priemones. Šiuo metu ypač svarbus yra vandenyno aplinkos monitoringas, kurio strategija orientuota į ilgalaikius stebėjimus tam tikrose vandenyno srityse, siekiant sukurti duomenų banką, apimantį pasaulinius vandenynų ekosistemų pokyčius.

3 Asimiliacinio pajėgumo samprata. Pagal Yu. A. Israel ir A. V. Tsyban (1983, 1985) apibrėžimą, jūrų ekosistemos asimiliacijos gebėjimas A išiam teršalui i(arba teršalų kiekis) ir m-ajai ekosistemai - tai didžiausias tokio teršalų kiekio dinaminis pajėgumas (skaičiuojant visą zoną arba jūros ekosistemos tūrio vienetą), kurį galima sukaupti, sunaikinti, transformuoti. (biologinių ar cheminių transformacijų būdu) per laiko vienetą) ir pašalinami nusėdimo, difuzijos ar bet kokio kito pernešimo už ekosistemos tūrio procesų, nesutrikdant normalios jos veiklos.

Bendras teršalo pašalinimas (A i) iš jūros ekosistemos gali būti parašytas kaip

kur K i – saugos koeficientas, atspindintis taršos proceso aplinkos sąlygas įvairiose jūros ekosistemos zonose; τ i – teršalo buvimo jūros ekosistemoje laikas.

Ši sąlyga įvykdyta esant , kur C 0 i yra kritinė teršalo koncentracija jūros vandenyje. Iš čia asimiliacijos pajėgumą galima įvertinti naudojant (1) formulę esant ;.

Visi dydžiai, įtraukti į dešinę (1) lygties pusę, gali būti tiesiogiai išmatuojami naudojant duomenis, gautus atliekant ilgalaikius išsamius jūrų ekosistemos būklės tyrimus. Tuo pačiu metu jūros ekosistemos konkrečių teršalų asimiliacijos pajėgumo nustatymo seka apima tris pagrindinius etapus: 1) masių balansų ir teršalų gyvenimo trukmės ekosistemoje apskaičiavimą, 2) biotinės pusiausvyros ekosistemoje analizę ir 3) kritinių teršalų (arba aplinkos DLK) poveikio biotos funkcionavimui koncentracijų įvertinimas.

Sprendžiant antropogeninio poveikio jūrų ekosistemoms aplinkos reguliavimo klausimus, asimiliacinio pajėgumo apskaičiavimas yra reprezentatyviausias, nes atsižvelgiama į teršiančio rezervuaro didžiausios leistinos aplinkos apkrovos (MPEL) asimiliacijos pajėgumą ir apskaičiuojamas gana paprastai. Taigi, esant stacionariam rezervuaro taršos režimui, PDEN bus lygus asimiliacijos pajėgumui.

4 Išvados įvertinus jūros ekosistemos gebėjimą įsisavinti teršalus Baltijos jūros pavyzdžiu. Remiantis Baltijos jūros pavyzdžiu, buvo apskaičiuotos daugelio toksiškų metalų (Zn, Cu, Pb, Cd, Hg) ir organinių medžiagų (PCB ir BP) asimiliacijos gebos vertės (Izrael, Tsyban, Ventzel, Shigaev, 1988).

Paaiškėjo, kad vidutinės toksiškų metalų koncentracijos jūros vandenyje yra viena ar dviem eilėmis mažesnės nei jų slenkstinės dozės, o PCB ir BP koncentracijos buvo tik dydžiu mažesnės. Taigi PCB ir BP saugos koeficientai pasirodė mažesni nei metalų. Pirmajame darbo etape skaičiavimo autoriai, pasitelkę ilgalaikių Baltijos jūros aplinkos tyrimų medžiagas ir literatūrinius šaltinius, nustatė teršalų koncentracijas ekosistemos komponentuose, biosedimentacijos greitį, vandens debitą. medžiagų ekosistemos ribose ir organinių medžiagų mikrobinio naikinimo aktyvumą. Visa tai leido sudaryti balansus ir apskaičiuoti atitinkamų medžiagų „gyvenimo trukmę“ ekosistemoje. Metalų „gyvenimo laikas“ Baltijos ekosistemoje pasirodė gana trumpas švino, kadmio ir gyvsidabrio, kiek ilgesnis cinko, o maksimalus – vario. PCB ir benzo(a)pireno „gyvenimo laikas“ yra 35 ir 20 metų, o tai lemia poreikį įdiegti Baltijos jūros genetinės stebėsenos sistemą.

Antrajame tyrimo etape buvo įrodyta, kad teršalams ir aplinkos situacijos pokyčiams jautriausias biotos elementas yra planktoniniai mikrodumbliai, todėl pirminės gamybos procesas turėtų būti pasirinktas kaip „tikslinis“ procesas. organinės medžiagos. Todėl čia naudojamos fitoplanktonui nustatytos teršalų slenkstinės dozės.

Atviros Baltijos jūros dalies zonų asimiliacinio pajėgumo įvertinimai rodo, kad esamas cinko, kadmio ir gyvsidabrio nuotėkis yra atitinkamai 2, 20 ir 15 kartų mažesnis už minimalias ekosistemos asimiliacinio pajėgumo vertes. šiems metalams ir nekelia tiesioginės grėsmės pirminei gamybai. Tuo pačiu metu vario ir švino tiekimas jau viršija jų asimiliacijos pajėgumus, todėl reikia įdiegti specialias priemones srautui riboti. Dabartinė BP pasiūla dar nepasiekė minimalios asimiliacijos pajėgumo vertės, tačiau PCB ją viršija. Pastarasis rodo, kad reikia skubiai toliau mažinti PCB išmetimą į Baltijos jūrą.