Poluarea oceanelor. Consecințele ecologice ale poluării oceanelor lumii

În copilărie ocean Mă asociez cu ceva puternic si mare. Acum trei ani am vizitat insula și am văzut oceanul cu ochii mei. Mi-a atras privirea cu puterea și frumusețea sa imensă, care nu pot fi măsurate de ochiul uman. Dar nu totul este atât de frumos pe cât pare la prima vedere. Există destul de multe probleme globale în lume, dintre care una este problema ecologica, mai precis, poluarea oceanelor.

Principalii poluanți oceanici din lume

problema principalaîn substanțe chimice care sunt aruncate de diverse întreprinderi. Principalii contaminanți sunt:

Ulei.
Benzină.
Pesticide, îngrășăminte și nitrați.
Mercur si altele nocive compuși chimici.

Petrolul este cel mai mare flagel pentru ocean.

După cum am văzut, primul de pe listă este ulei,și asta nu este o coincidență. Petrolul și produsele petroliere sunt cei mai des întâlniți poluanți din oceane. Deja la început anii 80ani aruncat în ocean în fiecare an 15,5 milioane de tone de petrol, și asta 0,22% din producția globală. Ulei și produse petroliere, benzină, precum și pesticide, îngrășăminte și nitrați, chiar și mercur și alți compuși chimici nocivi - toate acestea în timpul emisii de la întreprinderi intra in oceane. Toate cele de mai sus conduc oceanul la faptul că poluarea își formează câmpurile la maximum intens, și mai ales în domeniile producției de petrol.

Poluarea Oceanului Mondial - la ce poate duce

Cel mai important lucru de înțeles este că hpoluarea oceanelor este o acțiune care are legătură directă cu o persoană. Substanțele chimice perene și toxinele acumulate afectează deja dezvoltarea poluanților în ocean, iar aceștia au, la rândul lor, un impact negativ asupra organismelor marine și a corpului uman. Consecințele la care duc acțiunile și inacțiunea oamenilor sunt îngrozitoare. Distrugerea multor specii de pești, precum și a altor locuitori din apele oceanului- asta nu este tot ceea ce obținem din cauza atitudinii indiferente a omului față de Ocean. Ar trebui să ne gândim că pierderea poate fi mult, mult mai mult decât am putea crede. Nu uitați că oceanelor are un rol foarte important, el are funcții planetare, oceanul este regulator termic puternicȘi circulația umidității Pământul și circulația atmosferei sale. Poluarea poate duce la o schimbare ireparabilă a tuturor acestor caracteristici. Cel mai rău lucru că astfel de schimbări sunt deja observate astăzi. O persoană poate face multe, poate atât să salveze natura, cât și să o distrugă. Ar trebui să ne gândim la modul în care umanitatea a dăunat deja naturii, trebuie să înțelegem că multe sunt deja ireparabile. În fiecare zi devenim mai reci și mai insensibili față de casa noastră, față de Pământul nostru. Dar noi și descendenții noștri încă trăim din asta. De aceea trebuie preţuieşte Oceanul Mondial!

Odată cu dezvoltarea forțelor de producție în bazinul lacului Baikal, impactul antropic asupra mediul natural. Au apărut noi surse de poluare. Peste 700 de milioane de metri cubi de ape uzate erau aruncate anual în Baikal. În râul Selenga, care se varsă în Baikal, la aproape un kilometru sub deversarea apelor uzate de la Uzina de celuloză și carton Selenga, concentrația de poluanți depășește semnificativ standardele maxime admise. Potrivit experților, cea mai mare parte a materiei minerale, organice și în suspensie intră în lac cu scurgerile Selenga, iar restul din alți afluenți (aproximativ 500 de râuri). Până acum, în ciuda tuturor măsurilor luate, exprimate în închiderea unui număr de fabrici de celuloză de pe malul lacului și instalarea de instalații de epurare pentru cele rămase, situația nu s-a schimbat în bine. Poluarea lacului este în plină desfășurare. Pe lacul Baikal sunt din ce în ce mai puțini pești. Comparați, 250 de tone au fost predate în 1960 și 120 în 1990. Acest lucru se întâmplă cu multe lacuri din Rusia.

Nimic nu este protejat de poluare și mările, care au servit multă vreme drept gunoi pentru diverse ape uzate. Mările și oceanele sunt poluate cu substanțe dăunătoare vieții lor, cum ar fi petrolul, metalele grele, pesticidele și radioizotopii. Poluarea apare ca urmare a deversării în râuri și apoi în ocean a apelor uzate de la diverse întreprinderi. Câte câmpuri și păduri sunt tratate cu pesticide și pierderi de petrol în timpul transportului acestuia de către cisterne?

Substanțele toxice gazoase, cum ar fi monoxidul de carbon, oxidul de sulf, pătrund în apele mării prin atmosferă. Se estimează că 50.000 de tone de plumb intră în mări și oceane odată cu ploaie. În apropierea coastei și în zona marilor orașe, microflora patogenă se găsește adesea în apa mării. Gradul de poluare a apei de mare crește din ce în ce mai mult. Adesea, capacitatea mărilor și oceanelor de a se autopurifica nu mai este suficientă. Practic, câmpurile de poluare se formează în apele de coastă ale marilor centre industriale și râurilor înguste, precum și în zonele de navigație intensivă și producție de petrol. Poluarea este răspândită foarte rapid de curenți și are un efect dăunător asupra zonelor cele mai bogate în animale și vegetație. Ele provoacă daune grave stării ecosistemelor marine.

Ulei și produse petroliere. Mercur și pesticide

Petrolul și produsele petroliere sunt printre cele mai dăunătoare substanțe chimice. În legătură cu creșterea producției, transportului, procesării și consumului de petrol, amploarea poluării mediului se extinde. Păsările sunt primele victime ale poluării marine cu produse petroliere. Penajul lor, atunci când stau la suprafața apei, acoperit cu o peliculă de ulei, își pierd proprietățile de izolare termică. În curând, pasărea moare ca urmare a hemoragiei și a tulburărilor cauzate de o încălcare a termoreglării. Dar nu numai păsările suferă de acțiunea produselor petroliere, deoarece pelicula de ulei previne saturarea apei cu oxigen, activitatea vitală a organismelor, în special a planctonului, încetează. În plus, unele componente ale uleiului acționează ca adevărate otrăvuri asupra nevertebratelor marine, în special asupra crustaceelor și chiar asupra peștilor.

O amenințare serioasă pentru oameni o reprezintă crustaceele comestibile, care concentrează unele dintre componentele cancerigene ale produselor petroliere. Așadar, benzopirenul a fost găsit în cochiliile de scoici, stridii și scoici. Uleiul uzat, transportat de curenți, este bătut în cuie pe țărmuri și zona de coastă. Aceste acumulări au un impact mare asupra organismelor animalelor de coastă și sunt foarte neplăcute pentru persoanele care vizitează plajele.

Componentele solubile ale uleiului sunt foarte toxice. Prezența lor în apa mării duce la moartea locuitorilor lor. Ele afectează negativ palatabilitatea animalelor marine. Dacă ouăle de pește fertilizat sunt plasate într-un acvariu cu o concentrație foarte scăzută de produse petroliere, atunci cei mai mulți dintre embrioni mor. Și mulți dintre supraviețuitori sunt ciudați. Efectul negativ al uleiului asupra organismelor vii se exprimă prin perturbarea aparatului enzimatic, a sistemului nervos și în modificări patologice ale țesuturilor și organelor. Pentru viața marină, petrolul este un fel de drog. S-a observat că unii pești, având „sorbit” ulei o dată, nu mai tind să părăsească zona otrăvită. Poluarea cu petrol este un factor formidabil care afectează viața oceanelor întregii lumi.

În fiecare zi, până la 5.000 de tone de mercur intră în ocean de pe pământ, care este folosit în agricultură și industrie. Poluarea cu mercur reduce semnificativ productivitatea primară a apelor marine. În zonele cu cea mai mare concentrație se constată o scădere a numărului celor mai mici alge verzi care sintetizează substanțe organice și eliberează oxigen. Metalele grele sunt absorbite de fitoplancton, iar apoi, de-a lungul lanțului trofic, sunt transferate către organisme foarte organizate. Ca rezultat, concentrațiile periculoase de metale se pot acumula în pești și mamifere marine.

Producția mondială de pesticide atinge o scară largă. Stabilitatea chimică relativă a multor dintre acești compuși, precum și natura distribuției, au contribuit la intrarea lor în mări și oceane. Acumularea constantă de substanțe organoclorate în apă reprezintă o amenințare gravă pentru viața umană.

Mările și oceanele, prin râuri direct de pe uscat, de pe nave și șlepuri sunt aruncate deseuri lichide si solide. Unii dintre acești poluanți se stabilesc în zona de coastă, iar unii, sub influența curenților marini, se dispersează în direcții diferite. În stratul de suprafață al mării, bacteriile se dezvoltă în cantități uriașe, și nu numai utile, care joacă un rol important în viața mării. ÎN În ultima vreme, în apropierea orașelor mari, apar tot mai mult specii patogene de bacterii patogeni boli gastrointestinale. Aceasta este o consecință a eliberării apelor uzate menajere în mare fără tratare biologică prealabilă.

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Instituție de învățământ de la bugetul de stat de învățământ profesional superior

„Universitatea de Stat din Uralul de Sud”

Facultatea „Facultatea Fizică și Metalurgică”

Departamentul „Chimie fizică”

După disciplină: „Ecologie”

Subiect: „7. Poluarea oceanelor”

Lector: Ph.D., Conf. Antonenko V.I.

Chelyabinsk 2015

INTRODUCERE

OCEANUL MONDIAL

ACTIVITĂȚI UMANE CARE AFECTEAZĂ STAREA HIDROSFEREI

PRINCIPALE TIPURI DE POLUARE

CONSECINȚELE PENTRU MEDIU ALE POLUĂRII HIDROSFEREI

MĂSURI PENTRU CURĂȚAREA ȘI PROTECȚIA APEI

CONCLUZIE

BIBLIOGRAFIE

Rolul Oceanului Mondial în funcționarea biosferei ca sistem unic nu poate fi supraestimat. Suprafața apei a oceanelor și a mărilor acoperă cea mai mare parte a planetei. Atunci când interacționează cu atmosfera, curenții oceanici determină în mare măsură formarea climei și a vremii pe Pământ. Toate oceanele, inclusiv mările închise și semi-închise, au o importanță permanentă în susținerea vieții globale a populației lumii cu alimente.

Oceanul, în special zona sa de coastă, joacă un rol principal în menținerea vieții pe Pământ, deoarece aproximativ 70% din oxigenul care intră în atmosfera planetei este produs în procesul de fotosinteză a planctonului.

Oceanul mondial acoperă 2/3 suprafața pământuluiși furnizează 1/6 din toate proteinele animale consumate de populație pentru hrană.

Oceanele și mările sunt supuse unui stres din ce în ce mai mare din cauza poluării, a pescuitului excesiv de pești și crustacee, a distrugerii zonelor istorice de reproducere a peștilor și a deteriorării coastelor și a recifelor de corali.

În prezent, principalele țări ale lumii iau măsuri pentru a proteja natura oceanelor. Acestea sunt Convenția internațională de vânătoare de balene din 1946, stabilirea zonelor economice de 200 de mile prin decizia celei de-a treia convenții a ONU privind dreptul mării, legislația națională care reglementează pescuitul marin și prevede protecția resurselor biologice marine. Însă, în prezent, nici problema epuizării resurselor biologice ale oceanului, nici problema poluării apei mării nu a fost rezolvată.

1.OCEANUL MONDIAL

Caracteristica principală a Oceanului Mondial este dimensiunea sa uriașă, copleșitoare. Remarca idioată, dar totuși adevărată, că planeta noastră nu trebuie numită Pământ, ci Ocean, este cunoscută pe scară largă. Oceanele acoperă 71% din întreaga suprafață a planetei. Cea mai importantă consecință globală a acestui raport dintre pământ și mare este influența sa asupra echilibrului hidric și termic al Pământului. Evaporarea de la suprafața oceanului este atât principala sursă de apă în ciclul hidrologic global, cât și o componentă importantă a balanței termice globale. Oceanul mondial este, de asemenea, un acumulator imens de substanțe care le conțin în cantități dizolvate (concentrația medie a substanțelor dizolvate în apa de mare, sau salinitatea acesteia, este de 35 g/l).

De asemenea, Oceanul Mondial participă la ciclul substanțelor minerale de pe Pământ. Odată cu scurgerea râului, nămolul și nisipul intră în ocean - produse ale eroziunii apei a rocilor continentale. Acest material este depus în ocean sub formă de sedimente de fund, cu participarea organismelor vii care formează roci sedimentare.

Potrivit celor mai mulți oameni de știință moderni, viața de pe Pământ a apărut în ocean. Dovada acestui lucru este că compoziția minerală a mediului intern al organismelor (sânge, limfa) este aproape identică cu compoziția minerală a apei de mare.

În Oceanul Mondial sunt reprezentate toate tipurile de animale, dintre care multe trăiesc numai în apa mării, toate grupurile de plante inferioare și anumite tipuri de plante superioare, multe protozoare și ciuperci. Microflora Oceanului Mondial nu a fost încă studiată pe deplin, dar este și foarte numeroasă.

Această împrejurare joacă un rol semnificativ în stabilizarea ciclurilor biogeochimice și a ecosferei în ansamblu.

Oceanele sunt folosite în mod activ de către om, după cum urmează:

Oceanul este mediul pentru transport maritim;

Oceanul este o sursă de resurse alimentare;

Oceanul este o sursă de resurse minerale;

Oceanul este o sursă de resurse recreative;

Oceanul este un factor geopolitic. Din cele mai vechi timpuri și până în zilele noastre, potențialul economic al țării și poziția sa politică sunt în mare măsură determinate de prezența accesului țării la mare. Capitalele multor țări în curs de dezvoltare fără ieșire la mare sunt principalele lor porturi comerciale (Dhaka este capitala Bangladeshului, Montevideo este capitala Paraguayului). Poziție specială Marea Britanie în Europa, datorită căreia a fost mult mai puțin afectată de conflictele armate europene decât Germania și Franța, datorită faptului că este complet înconjurată de mare;

Oceanul este un depozit de deșeuri periculoase.

Principalele sale probleme de mediu sunt asociate cu natura utilizării Oceanului Mondial de către om.

2.ACTIVITĂȚI UMANE CARE AFECTEAZĂ STAREA HIDROSFEREI

La începutul secolului al XX-lea, datorită în principal expansiunii agriculturii, ponderea antropică a fluxului de sedimente de la uscat spre mare era mai mare decât cea naturală. În prezent, barajele fluviale și sistemele de irigații, construite în principal în a doua jumătate a acestui secol, interceptează și reduc semnificativ debitul sedimentelor și substanțele nutritive adsorbite pe acestea, în special compușii fosforului.

Scurgerea râului care crește în mare costă, de asemenea, apa pe întreaga evaporare oarecum mai mică, în principal datorită dezvoltării irigației. Scăderea debitului râului duce la creșterea salinității apelor mării în mări și golfuri închise.

Utilizarea terenului în fâșia de coastă. Cu cât este mai aproape de interfața dintre apa oceanică și pământ, cu atât este mai mare densitatea utilizării terenului și, în consecință, cu atât degradarea terenului fâșiei de coastă este mai mare. În această fâșie, concurența în utilizarea terenurilor între zonele rezidențiale, porturile și instalațiile industriale este, de asemenea, cea mai acută. Principala zonă de poluare sunt porturile, unde apa poluată intră de la nave, curge în jos din zonele urbane și vine împreună cu sedimentele din râuri.

Porturile au nevoie de dragare constantă cu deplasare un numar mare sediment. Sedimentele pure, deși provoacă nevoia de dragare, nu aduc prea mult rău. Cu toate acestea, aproximativ 10% din materialul de dragare este contaminat cu metale grele, produse petroliere, compuși biogeni și organoclorați. Canalul deltei Neva, Ekaterinovka, conține aproximativ 40 kg de plumb per tonă de nisip și nămol acumulate la fund. Pe fundul uneia dintre principalele ramuri ale Deltei Rinului, care trece prin cel mai mare port din lume, Rotterdam (Olanda), a fost spălată o insulă artificială de sedimente poluate. Insula este nelocuabilă, dar poate fi folosită în scopuri industriale, precum depozite. Pompele contaminate pot fi controlate într-o anumită măsură: aruncate pe marginea raftului, apoi pentru a fi mutate gravitațional într-o zonă mai adâncă a taluzului continental; acoperiți materialul contaminat cu curat; concentrarea sedimentelor în zone speciale cu acces restricționat.

O problemă specială este evacuarea deșeurilor industriale și a nămolurilor de epurare. Aceste substanțe pot fi extrem de toxice. Astfel de gropi fără prelucrare pot fi numite doar barbare.

O problemă deosebită este răspândirea resturilor de plastic pe suprafața apelor. Chiar și în oceanul deschis se găsește din abundență. Acestea sunt plase abandonate și pierdute, flotoare, ambalaje de mărfuri, sticle etc. Astfel de gunoi practic nu se descompune și rămân foarte mult timp la suprafața apei sau pe plaje. pentru o lungă perioadă de timp. Unele animale marine și păsări ingeră deșeuri de plastic, ceea ce duce la consecințe negative și chiar la moartea lor.

Transportul substanțelor periculoase este un factor important în poluarea apei. Acest lucru se aplică în special transportului de petrol și produse petroliere. Transportul maritim asigură aproximativ jumătate din fluxul de petrol antropic în Oceanul Mondial. Hărțile poluării oceanelor cu petrol și liniile maritime principale coincid.

Petrolul și produsele petroliere sunt cei mai des întâlniți poluanți din oceane. Uleiurile petroliere amenință cel mai mult curățenia rezervoarelor. Acești poluanți foarte persistenti pot călători peste 300 km de la sursa lor. Fracțiunile ușoare de petrol, care plutesc la suprafață, formează o peliculă care izolează și împiedică schimbul de gaze. În acest caz, se formează o picătură de ulei de petrol, răspândindu-se pe suprafață, o pată cu un diametru de 30-150 cm și 1 t - aproximativ 12 km de peliculă de ulei.

protecția gunoiului hidrosferei oceanice

Fig.1 - Poluarea cu petrol în oceane

Grosimea filmului se măsoară de la fracțiuni de micron la 2 cm Filmul de ulei are mobilitate mare și este rezistent la oxidare. Filmul de ulei oprește fluxul de oxigen în apă, perturbă umiditatea și schimbul de gaze, distruge planctonul și peștii. Și aceasta este doar o mică parte din răul pe care petrolul îl aduce apei mării și locuitorilor săi.

3.PRINCIPALE TIPURI DE POLUARE

Cea mai comună poluare chimică și bacteriană a apei. Mult mai rar - radioactiv, mecanic și termic.

Poluarea chimică este cea mai comună, persistentă și de amploare. Poate fi organic (fenoli, acizi naftenici, pesticide etc.) și anorganic (săruri, acizi, alcaline), toxic (arsenic, compuși ai mercurului, plumb, cadmiu etc.) și netoxic. Atunci când sunt depuse pe fundul rezervoarelor sau în timpul filtrării în formațiune, substanțele chimice dăunătoare sunt absorbite de particulele de rocă, oxidate și reduse, precipitate etc., cu toate acestea, de regulă, autopurificarea completă a apelor poluate nu are loc. Foc de poluare chimică panza freaticaîn soluri foarte permeabile se poate răspândi până la 10 km sau mai mult.

Poluarea bacteriană se exprimă prin apariția în apă a bacteriilor patogene, virușilor, protozoarelor, ciupercilor etc.. Acest tip de poluare este temporară.

Conținutul în apă, chiar și la concentrații foarte mici, de substanțe radioactive care provoacă contaminare radioactivă este foarte periculos. Cele mai dăunătoare sunt elementele radioactive „cu viață lungă” care au o capacitate crescută de deplasare în apă (stronțiu-90, uraniu, radiu-226, cesiu etc.).

Poluarea mecanică se caracterizează prin pătrunderea în apă a diferitelor impurități mecanice (nisip, zgură, nămol etc.)

Poluarea termică este asociată cu o creștere a temperaturii apelor ca urmare a amestecării acestora cu ape de suprafață sau de proces mai calde. Pe măsură ce temperatura crește, gazul și compoziție chimicăîn ape, ceea ce duce la înmulțirea bacteriilor anaerobe, la creșterea hidrobionților și la eliberarea de gaze toxice - hidrogen sulfurat, metan. În același timp, există o „înflorire” a apei, precum și o dezvoltare accelerată a microflorei și microfaunei, care contribuie la dezvoltarea altor tipuri de poluare.

4.CONSECINȚELE PENTRU MEDIU ALE POLUĂRII HIDROSFEREI

Rata cu care poluanții pătrund în oceane a crescut dramatic în ultimii ani. Consecințele asupra mediului sunt exprimate în următoarele procese și fenomene:

5.MĂSURI PENTRU CURĂȚAREA ȘI PROTECȚIA APEI

Cea mai serioasă problemă a mărilor și oceanelor din secolul nostru este poluarea cu petrol, ale cărei consecințe sunt dăunătoare pentru întreaga viață de pe Pământ. Prin urmare, în 1954, la Londra a avut loc o conferință internațională pentru a elabora acțiuni concertate pentru a proteja mediul marin de poluarea cu petrol. A adoptat o convenție care definește obligațiile statelor în acest domeniu. Ulterior, în 1958, la Geneva au mai fost adoptate patru documente: privind marea liberă, marea teritorială și zona învecinată, platforma continentală, pescuitul și protecția resurselor vii ale mării. Aceste convenții au fixat legal principiile și normele dreptului maritim. Ei au obligat fiecare țară să dezvolte și să aplice legi care interzic poluarea mediului marin cu petrol, deșeuri radio și alte substanțe dăunătoare. O conferință desfășurată la Londra în 1973 a adoptat documente privind prevenirea poluării de la nave. Conform convenției adoptate, fiecare navă trebuie să aibă un certificat - dovada că carena, mecanismele și alte echipamente sunt în stare bună și nu provoacă pagube marii. Respectarea certificatelor este verificată prin inspecție la intrarea în port.

Drenarea apelor uleioase din cisterne este interzisă; toate deversările din acestea trebuie să fie pompate numai către punctele de recepție de pe uscat. Au fost create instalații electrochimice pentru tratarea și dezinfectarea apelor uzate ale navelor, inclusiv a apelor uzate menajere. Institutul de Oceanologie al Academiei Ruse de Științe a dezvoltat o metodă de emulsie pentru curățarea tancurilor maritime, care exclude complet pătrunderea petrolului în zona apei. Constă în adăugarea mai multor agenți tensioactivi (preparat ML) în apa de spălare, ceea ce permite curățarea chiar pe navă fără a deversa apă contaminată sau reziduuri de ulei, care pot fi ulterior regenerate pentru utilizare ulterioară. Este posibilă spălarea a până la 300 de tone de petrol din fiecare cisternă.Pentru a preveni scurgerile de ulei, se îmbunătățește designul petrolierelor. Multe petroliere moderne au un fund dublu. Dacă unul dintre ele este deteriorat, uleiul nu se va vărsa, acesta va fi întârziat de a doua carcasă.

Căpitanii de nave sunt obligați să înregistreze în jurnalele speciale informații despre toate operațiunile de marfă cu petrol și produse petroliere, să noteze locul și ora livrării sau evacuarii apelor uzate contaminate de pe navă. Pentru curățarea sistematică a zonelor cu apă de scurgeri accidentale, se folosesc skimmer-uri de ulei plutitoare și bariere laterale. De asemenea, pentru a preveni răspândirea uleiului, fizic metode chimice. S-a creat un preparat dintr-un grup de spumă care, la contactul cu o pată de ulei, o învăluie complet. După presare, spuma poate fi reutilizată ca sorbant. Astfel de medicamente sunt foarte convenabile datorită ușurinței de utilizare și costului scăzut, dar producția lor în masă nu a fost încă stabilită. Există și agenți adsorbanți pe bază de substanțe vegetale, minerale și sintetice. Unele dintre ele pot colecta până la 90% din uleiul vărsat. Principala cerință care le este prezentată este imposibilitatea de scufundare. După colectarea uleiului prin adsorbanți sau mijloace mecanice, la suprafața apei rămâne întotdeauna o peliculă subțire, care poate fi îndepărtată prin pulverizarea substanțelor chimice care o descompun. Dar, în același timp, aceste substanțe trebuie să fie sigure din punct de vedere biologic.

În Japonia a fost creată și testată o tehnologie unică, cu ajutorul căreia este posibilă eliminarea unei pate uriașe într-un timp scurt. Kansai Sagge Corporation a lansat reactiv ASWW, a cărui componentă principală este cojile de orez tratate special. Pulverizat la suprafață, medicamentul absoarbe ejecția în sine timp de o jumătate de oră și se transformă într-o masă groasă care poate fi scoasă cu o plasă simplă. Metoda originală de curățare a fost demonstrată de oamenii de știință americani în Oceanul Atlantic. O placă ceramică este coborâtă sub pelicula de ulei la o anumită adâncime. O înregistrare acustică este conectată la acesta. Sub acțiunea vibrațiilor, se acumulează mai întâi într-un strat gros deasupra locului unde este instalată placa, apoi se amestecă cu apă și începe să țâșnească. Un curent electric aplicat pe placă dă foc fântânii, iar uleiul arde complet.

Pentru a îndepărta petele de ulei de pe suprafața apelor de coastă, oamenii de știință americani au creat o modificare a polipropilenei care atrage particulele de grăsime. Pe o barcă cu catamaran, între carene a fost pusă un fel de perdea din acest material, ale cărei capete atârnă în apă. Imediat ce barca lovește slick, uleiul se lipește ferm de „cortina”. Rămâne doar să treceți polimerul prin rolele unui dispozitiv special care stoarce uleiul în recipientul pregătit. Din 1993, aruncarea deșeurilor radioactive lichide (LRW) a fost interzisă, dar numărul acestora crește constant. Prin urmare, pentru a proteja mediul înconjurător, în anii 1990 au început să se dezvolte proiecte de tratare a LRW. În 1996, reprezentanții firmelor japoneze, americane și ruse au semnat un contract pentru construirea unei instalații de procesare a deșeurilor radioactive lichide acumulate în Orientul îndepărtat Rusia. Guvernul Japoniei a alocat 25,2 milioane de dolari pentru implementarea proiectului. Cu toate acestea, în ciuda unor progrese în căutare mijloace eficiente eliminarea poluării, este prea devreme să vorbim despre rezolvarea problemei. Este imposibil să se asigure curățenia mărilor și oceanelor doar prin introducerea unor noi metode de curățare a zonelor cu apă. Sarcina centrală pe care toate țările trebuie să o rezolve împreună este prevenirea poluării.

CONCLUZIE

În prezent, utilizarea Oceanului Mondial de către om și activitatea economică a oamenilor au cauzat probleme de mediu locale și globale și perturbarea funcționării ecosistemelor marine. Ca urmare a activității umane, anumite specii de faună au dispărut, alte specii sunt pe cale de dispariție. Unele zone ale mării au fost supuse unei poluări severe, care a perturbat drastic funcționarea ecosistemelor locale. Pesticidele se găsesc acolo unde nu au fost folosite și în organismele împotriva cărora aceste pesticide nu au fost utilizate: în organismele animalelor polare, balenelor și peștilor. Dezvoltarea teritoriilor de coastă duce la distrugerea unei părți din ecosistemele de coastă care sunt indisolubil legate de ocean. Resursele de pești oceanici s-au epuizat în ultimii ani.

Astăzi, amenințările reprezentate de criza ecologică a Oceanului Mondial sunt clare pentru întreaga omenire: aceasta este o scădere a capturii de pește, pierderea locurilor unice de odihnă pentru oameni, otrăvirea generală a biosferei și apoi a oamenilor. Și au început deja să se ia măsuri legale reale (aprobarea convențiilor și acordurilor internaționale de mediu, acte legislative naționale și controlul punerii în aplicare a acestora), au fost create măsuri pentru reînnoirea artificială a resurselor biologice ale mărilor (maricultura), rezervele marine (Rezervația Florida din SUA este specializată în protejarea lamantinului) . În ciuda braconajului, refacerea populației de balene cu fani din oceane a început. Insule artificiale în vrac sunt create pentru dezvoltare.

Și totuși, problemele de mediu globale ale oceanului sunt încă departe de a fi rezolvate. Una dintre cele mai importante sarcini ale oceanologiei moderne - studiul proceselor care au loc în ocean și prevenirea unei crize ecologice - a început să fie implementată.

BIBLIOGRAFIE

Ecologie: manual. / L. V. Peredelsky, V. I. Korobkin, O. E. Prihodchenko. - M. : Prospect, 2009.- 512 s

Rolul oceanelorîn funcționarea biosferei ca sistem unic este greu de supraestimat. Suprafața apei a oceanelor și a mărilor acoperă cea mai mare parte a planetei. Atunci când interacționează cu atmosfera, curenții oceanici determină în mare măsură formarea climei și a vremii pe Pământ. Toate oceanele, inclusiv mările închise și semi-închise, au o importanță permanentă în susținerea vieții globale a populației lumii cu alimente.

Oceanele acoperă 2/3 din suprafața pământului și furnizează 1/6 din toate proteinele animale consumate de populație pentru hrană.

O preocupare deosebită este poluarea oceanelor cu substanțe nocive și toxice, inclusiv petrol și produse petroliere, precum și substanțe radioactive.

Următoarele fapte vorbesc despre amploarea poluării: 320 de milioane de tone de fier, 6,5 milioane de tone de fosfor și 2,3 milioane de tone de plumb sunt completate anual cu apele de coastă. De exemplu, numai în 1995, 7,7 miliarde m 3 de ape uzate industriale și municipale poluate au fost deversate în apele Mării Negre și Azov. Apele Golfului Persic și Aden sunt cele mai poluate. Apele Mării Baltice și ale Mării Nordului sunt, de asemenea, pline de pericole. Deci, în 1945-1947. circa 300.000 de tone de muniție capturată și proprie cu substanțe toxice (gaz muștar, fosgen) au fost inundate în acestea de către comandamentele britanice, americane și sovietice. Operațiunile de inundații s-au desfășurat în mare grabă și cu încălcări ale standardelor de siguranță a mediului. Cazurile de muniții chimice până în 2009 au fost grav distruse, ceea ce este plin de consecințe grave.

Cei mai frecventi poluanți oceanici sunt petrolul și produsele petroliere. O medie de 13-14 milioane de tone de produse petroliere intră anual în Oceanul Mondial. Poluarea cu petrol este periculoasă din două motive: în primul rând, se formează o peliculă la suprafața apei, privând accesul de oxigen la flora și fauna marine; în al doilea rând, uleiul în sine este un compus toxic. Când conținutul de ulei în apă este de 10-15 mg/kg, planctonul și alevinii de pește mor.

Adevăratele dezastre de mediu sunt scurgeri mari de petrol atunci când conductele se sparg și super-tancurile se prăbușesc. Doar o tonă de petrol poate acoperi 12 km 2 din suprafața mării cu o peliculă.

După cum sa menționat deja la paragraful 11.1, în 2010, în urma unui accident pe o platformă petrolieră, 4 milioane de barili de petrol s-au vărsat în Golful Mexic pe parcursul a 3 luni de lucrări de restaurare. Va dura cel puțin 5 ani pentru a restabili ecosistemele marine de coastă afectate.

Mai ales periculoasă este contaminarea radioactivă în timpul eliminării deșeurilor radioactive. Inițial, principala modalitate de eliminare a deșeurilor radioactive a fost îngroparea acestora în mări și oceane. Acestea erau, de regulă, deșeuri radioactive cu activitate scăzută, care erau ambalate în recipiente metalice de 200 de litri, umplute cu beton și aruncate în mare. Prima astfel de înmormântare a fost făcută în SUA, la 80 km de coasta Californiei.

Până în 1983, 12 țări au aruncat deșeuri radioactive în larg. De exemplu, în perioada 1949-1970, 560.261 de containere au fost aruncate în apele Oceanului Pacific.

Au fost adoptate o serie de documente internaționale, al căror scop principal este protecția Oceanului Mondial. În 1972, la Londra a fost semnată Convenția privind prevenirea poluării marine prin deversarea de deșeuri cu niveluri ridicate și medii de radiații fără autorizație specială. Din anii 1970 programul de mediu al ONU „Mări regionale” este în curs de implementare, unind peste 120 de țări ale lumii, împărțind 10 mări. Au fost adoptate acorduri multilaterale regionale: Convenția pentru protecția mediului marin al Atlanticului de Nord-Est (Paris, 1992); Convenția pentru protecția Mării Negre împotriva poluării (București, 1992)

Din 1993, aruncarea deșeurilor radioactive lichide a fost interzisă. Întrucât numărul acestora era în continuă creștere, pentru a proteja mediul în 1996, a fost semnat un contract între firme americane, japoneze și ruse pentru realizarea unei fabrici de procesare a deșeurilor radioactive lichide acumulate în Orientul Îndepărtat.

Scurgerile din reactoarele nucleare și focoasele nucleare care s-au scufundat împreună cu submarinele nucleare reprezintă o mare amenințare pentru pătrunderea radioactivității în apele oceanelor. Astfel, în urma unor astfel de accidente, până în 2009, șase centrale nucleare și câteva zeci de focoase nucleare se aflau în ocean, corodate rapid de apa mării.

La unele baze ale Marinei Ruse, materialele radioactive sunt încă adesea depozitate direct pe zone deschise. Și din cauza lipsei de fonduri pentru eliminare, în unele cazuri, deșeurile radioactive ar putea cădea direct în apele mării.

În consecință, în ciuda măsurilor luate, contaminarea radioactivă a oceanelor este de mare îngrijorare.

Dispariția unui fenomen climatic global - curentul El Niño. Acest curent este un fenomen natural formidabil, aducând periodic nenumărate dezastre în multe țări ale lumii. Faptul este că, din motive necunoscute până acum, un sistem mondial destul de stabil de alizee și curenți oceanici eșuează uneori: direcția vântului se schimbă, iar masa de apă caldă în loc de Indonezia și Australia se grăbește spre țărmurile Americii. Mișcarea unor mase uriașe de apă caldă duce la o evaporare crescută de la suprafața apei. Zone uriașe saturate de umiditate apar în atmosferă, devenind un fel de barieră pentru vânturile sezoniere din Pacific - alizee, și își schimbă direcția.

Un astfel de eșec nu trece fără consecințe catastrofale pentru clima mai multor țări: în unele dintre ele începe o lungă secetă, altele suferă de ploi nesfârșite care provoacă inundații. De fapt, El Niño afectează într-o măsură sau alta clima tuturor țărilor. Dar America primește mai ales de la el, mai ales de Sud. Este suficient să reamintim că în 1982, datorită acestui curent, precipitațiile în nordul Peru au fost de 30 de ori mai mari decât în mod normal, ceea ce a dus la inundații și foamete. În 1997, 300 de oameni au murit în aceeași țară, iar 250.000 au rămas fără adăpost.

După cum au stabilit oamenii de știință, El Niño a influențat semnificativ dezvoltarea civilizațiilor antice America de Sudși chiar a devenit vinovat de moartea unora dintre ei.

În 1997-1998 acest curent insidios a dispărut din motive necunoscute. Fără precedent în istoria modernă dispariția unui fenomen climatic global ar putea avea consecințe dramatice asupra climei întregii noastre planete.

Unul dintre motivele probabile ale dispariției acestui curent ar putea fi o creștere neobișnuită a vântului de est peste Oceanul Pacific.

World Ocean Nature Conservancy

În prezent, în ocean au început să pătrundă o mulțime de substanțe nocive: petrol, materiale plastice, deșeuri industriale și chimice, pesticide etc., ceea ce are un efect deosebit de dăunător asupra vieții marine.

Timpul de descompunere a deșeurilor care au căzut în oceane este prezentat în Tabel. 24.

Tabelul 24. Timpul necesar descompunerii diferite feluri deșeuri în ocean

Tipuri de deșeuri	Timp de descompunere, ani
Ambalaj alimentar cu folie de aluminiu
cutii de bere
Pungi de plastic
Sticle de plastic
Produse din plastic (policlorură de vinil)
Styrofoam (polistiren expandat)	80 până la 400
Produse din PVC (policlorură de vinil)
Sticle de sticlă și sticlă	Cel putin 1000

Cazurile grave de poluare a oceanelor sunt asociate în primul rând cu petrolul (Fig. 162). Ca urmare a spălării calelor cisternelor, de la opt până la 20 de milioane de barili de petrol sunt aruncați în ocean anual. Și nu se iau în calcul accidentele în timpul transportului de petrol pe mare. Filmul de ulei oprește fluxul de oxigen în apă, perturbă umiditatea și schimbul de gaze, distruge planctonul și peștii. Și aceasta este doar o mică parte din răul pe care petrolul îl aduce apei mării și locuitorilor acesteia (Fig. 163).

Pe lângă petrol, cele mai dăunătoare deșeuri care intră în ocean includ metale grele, în special mercur, cadmiu, nichel, cupru, plumb și crom. Până la 50.000 de tone din aceste metale sunt aruncate anual numai în Marea Nordului (Tabelul 25).

O îngrijorare și mai mare este eliberarea în apa oceanului a apelor uzate care conțin pesticide - aldrină, dieldrină și endrină - care se pot acumula în țesuturile organismelor vii. În prezent, efectele pe termen lung ale utilizării unor astfel de substanțe chimice nici nu sunt cunoscute.

Clorura de tributilstaniu (TBT), care este utilizată pe scară largă pentru vopsirea chilelor navelor și prevenirea murdării acestora cu scoici și alge, este dăunătoare pentru locuitorii oceanului. S-a dovedit acum că exclude posibilitatea reproducerii unuia dintre tipurile de crustacee - trompetistul.

Orez. 162. Poluarea cu petrol în oceane

Orez. 163. Efectul poluării cu petrol Tabel 25. Metale periculoase care pătrund în apele oceanelor

Metal, denumire	Utilizare modernă	Efecte nocive asupra oamenilor
	Termometre, lămpi cu lumină artificială, coloranți, aparate electrice	Tulburări metabolice, leziuni ale sistemului nervos
Plumb, Pb	Baterii, cabluri electrice, lipituri, coloranti	Efect toxic general
Cadmiu, CD	Acoperiri pe metale, coloranti, surse de curent nichel-cadmiu, lipituri, fotografie	Leziuni ale sistemului nervos, ficatului și rinichilor, distrugerea oaselor

Oceanul continuă să fie un loc al dezastrelor ecologice asociate cu transportul de mărfuri extrem de periculoase, cum ar fi deșeurile toxice (de exemplu, plutoniul).

O altă problemă comună pentru oceane este înflorirea algelor. În Marea Nordului, în largul coastei Norvegiei și Danemarcei, este cauzată de creșterea excesivă a algelor Chlorochromulina polylepis. La rândul său, această înflorire a apelor duce la o reducere serioasă a pescuitului de somon. Se crede că reproducerea rapidă a algelor este asociată cu emisiile industriale ale unui număr mare de oligoelemente care servesc drept hrană pentru acestea.

Recent, au început să folosească oceanul din ce în ce mai activ pentru a desfășura armele nucleare de rachete ale flotei de submarine, pentru a îngropa substanțe radioactive în fund, ceea ce duce și la consecințe negative pentru Oceanul Mondial.

Toate apele oceanice suferă de poluare, dar poluarea apelor de coastă este mai mare decât în oceanul deschis. În primul rând, acest lucru se datorează un numar mare surse de poluare. De exemplu, aproximativ 430 de miliarde de tone de deșeuri intră în Marea Mediterană din 120 de orașe de coastă în fiecare an. Sursele lor sunt întreprinderile industriale și agricole, utilitățile publice, precum și 360 de milioane de oameni care trăiesc sau își petrec vacanțe în 20 de țări mediteraneene. Coastele maritime ale Spaniei, Frantei si Italiei sunt cele mai poluate, ceea ce se explica prin afluxul de turisti si munca întreprinderile industriale.

Protecția apelor oceanice este una dintre cele mai urgente probleme ale omenirii pentru o anumită perioadă de timp.

La 30 aprilie 1982, Conferința ONU a adoptat Convenția privind dreptul mării, care reglementează utilizarea oceanelor în aproape orice scop. În acest sens, lupta împotriva poluării și protecția resurselor naturale ale oceanului sunt de o importanță deosebită.

1998 a fost declarat anul oceanului. Apoi setul cercetare științifică apele oceanice a fost realizată sub supravegherea UNESCO. A devenit evident că era nevoie de cooperare internațională pentru a studia și proteja apele oceanului.

Practicat în prezent metoda noua cercetare oceanică - teledetecție. Pe baza datelor, se iau decizii cu privire la utilizarea corectă resursele Oceanului Mondial și protecția apelor acestuia.

1. Caracteristici ale comportamentului poluanților în ocean

2. Ecologia antropogenă a oceanului - o nouă direcție științifică în oceanologie

3. Conceptul de capacitate de asimilare

4. Concluzii din evaluarea capacității de asimilare a ecosistemului marin de către poluanți pe exemplul Mării Baltice

1 Caracteristici ale comportamentului poluanților în ocean. Ultimele decenii au fost marcate de un impact antropic crescut asupra ecosistemelor marine ca urmare a poluării mărilor și oceanelor. Răspândirea multor poluanți a devenit locală, regională și chiar globală. Prin urmare, poluarea mărilor, oceanelor și a biotei lor a devenit o problemă internațională majoră, iar nevoia de a proteja mediul marin de poluare este dictată de cerințele utilizării raționale a resurselor naturale.

Poluarea marine este definită ca: „Introducerea de către om, direct sau indirect, a unor substanțe sau energie în mediul marin (inclusiv estuare) care provoacă efecte nocive, cum ar fi deteriorarea resurselor vii, pericol pentru sănătatea umană, interferență cu activitățile marine, inclusiv pescuitul, deteriorarea calității apei de mare și reducerea proprietăților sale utile. Această listă include substanțe cu proprietăți toxice, deversări de ape încălzite (poluare termică), microbi patogeni, deșeuri solide, solide în suspensie, nutrienți și alte forme de impact antropic.

Cea mai urgentă problemă din timpul nostru a devenit problema poluării chimice a oceanului.

Sursele de poluare ale oceanelor și mărilor includ următoarele:

Deversarea apelor industriale și economice direct în mare sau cu scurgere râului;

Aportul de pe teren a diferitelor substanțe utilizate în agricultură și silvicultură;

Deversarea intenționată a poluanților în mare; scurgeri de diferite substanțe în timpul operațiunilor navei;

Evacuări accidentale de la nave sau conducte submarine;

Dezvoltarea mineralelor pe fundul mării;

Transportul poluanților prin atmosferă.

Lista poluanților primiți de ocean este extrem de extinsă. Toate diferă prin gradul de toxicitate și scara de distribuție - de la litoral (local) la global.

Din ce în ce mai mulți poluanți se găsesc în oceane. Cei mai periculoși pentru organisme compușii organoclorurati, hidrocarburile poliaromatice și unele altele devin răspândite la nivel global. Au o mare capacitate de bioacumulare, un efect puternic toxic și cancerigen.

Creșterea constantă a impactului total al multor surse de poluare duce la eutrofizarea progresivă a zonelor marine de coastă și la poluarea microbiologică a apei, ceea ce complică semnificativ utilizarea apei pentru diverse nevoi umane.

Ulei și produse petroliere. Uleiul este un lichid uleios vâscos, de obicei de culoare maro închis și cu fluorescență scăzută. Uleiul este format în principal din hidrocarburi alifatice și hidroaromatice saturate (de la C 5 la C 70) și conține 80-85% C, 10-14% H, 0,01-7% S, 0,01% N și 0-7% O 2.

Principalele componente ale petrolului - hidrocarburi (până la 98%) - sunt împărțite în patru clase.

1. Parafinele (alcanii) (până la 90% din compoziția totală a uleiului) sunt compuși saturați stabili C n H 2n-2, ale căror molecule sunt exprimate printr-un lanț drept sau ramificat (izoalcani) de atomi de carbon. Parafinele includ gazele metan, etan, propan și altele, compușii cu 5-17 atomi de carbon sunt lichizi, iar cei cu un număr mare de atomi de carbon sunt solizi. Parafinele ușoare au volatilitate și solubilitate maximă în apă.

2. Cicloparafine. (naftene)-compuși ciclici saturați C n H 2 n cu 5-6 atomi de carbon în ciclu (30-60% din compoziția totală a uleiului). Pe lângă ciclopentan și ciclohexan, în ulei se găsesc naftenele biciclice și policiclice. Acești compuși sunt foarte stabili și greu de biodegradat.

3. Hidrocarburi aromatice (20-40% din compoziția totală a uleiului) - compuși ciclici nesaturați din seria benzenului, care conțin 6 atomi de carbon în inel mai puțin decât naftenele corespunzătoare. Atomii de carbon din acești compuși pot fi de asemenea înlocuiți cu grupări alchil. Uleiul conține compuși volatili cu o moleculă sub formă de un singur inel (benzen, toluen, xilen), apoi hidrocarburi biciclice (naftalenă), triciclice (antracen, fenantren) și policiclice (de exemplu, piren cu 4 inele).

4. Olephips (alchenele) (până la 10% din compoziția totală a uleiului) sunt compuși neciclici nesaturați cu unul sau doi atomi de hidrogen la fiecare atom de carbon dintr-o moleculă care are un lanț drept sau ramificat.

În funcție de domeniu, uleiurile diferă semnificativ în compoziția lor. Astfel, uleiurile din Pennsylvania și Kuweiti sunt clasificate ca parafinice, Baku și California - în principal naftenice, restul uleiurilor - tipuri intermediare.

De asemenea, uleiul conține compuși care conțin sulf (până la 7% sulf), acizi grași (până la 5% oxigen), compuși cu azot (până la 1% azot) și unii derivați organometalici (cu vanadiu, cobalt și nichel).

Analiza cantitativă și identificarea produselor petroliere în mediul marin prezintă dificultăți semnificative nu numai datorită naturii lor multicomponente și a diferitelor forme de existență, ci și datorită fondului natural al hidrocarburilor de origine naturală și biogenă. De exemplu, aproximativ 90% din hidrocarburile cu greutate moleculară mică, cum ar fi etilena dizolvate în apele de suprafață ale oceanului, sunt asociate cu activitatea metabolică a organismelor și cu descompunerea reziduurilor acestora. Cu toate acestea, în zonele cu poluare intensă, nivelul conținutului de astfel de hidrocarburi crește cu 4-5 ordine de mărime.

Hidrocarburile de origine biogenă și petrolieră, conform studiilor experimentale, prezintă o serie de diferențe.

1. Uleiul este un amestec mai complex de hidrocarburi cu o gamă largă de structuri și greutăți moleculare relative.

2. Uleiul conține mai multe serii omoloage, în care membrii vecini au de obicei concentrații egale. De exemplu, în seria C12-C22 de alcani, raportul dintre membrii pari și impari este egal cu unu, în timp ce hidrocarburile biogene din aceeași serie conțin predominant membri impari.

3. Uleiul conține o gamă mai largă de cicloalcani și aromatice. Mulți compuși precum mono-, di-, tri- și tetrametilbenzeni nu se găsesc în organismele marine.

4. Uleiul conține numeroase hidrocarburi nafteno-aromatice, diverși heterocompuși (care conțin sulf, azot, oxigen, ioni metalici), substanțe grele asemănătoare asfaltului - toate sunt practic absente în organisme.

Petrolul și produsele petroliere sunt cei mai des întâlniți poluanți din oceane.

Căile de intrare și formele de existență ale hidrocarburilor petroliere sunt diverse (dizolvate, emulsionate, peliculoase, solide). M. P. Nesterova (1984) notează următoarele modalități de admitere:

deversări în porturi și în zonele de apă din apropierea portului, inclusiv pierderi la încărcarea buncărelor cisternelor (17%~);

Evacuarea deșeurilor industriale și a apelor uzate (10%);

Drenuri pluviale (5%);

Dezastre ale navelor și instalațiilor de foraj pe mare (6%);

Foraj offshore (1%);

Fallout atmosferic (10%)”,

Îndepărtarea prin scurgerea râului sub toate formele (28%).

Deversări în mare de apă de spălat, balast și santină de la nave (23%);

Cele mai mari pierderi de petrol sunt asociate cu transportul acestuia din zonele de producție. Situații de urgență, cisterne care drenează apa de spălat și de balast peste bord - toate acestea duc la prezența câmpurilor de poluare permanentă de-a lungul rutelor maritime.

Proprietatea uleiurilor este fluorescența lor sub iradiere ultravioletă. Intensitatea maximă a fluorescenței se observă în intervalul de lungimi de undă 440-483 nm.

Diferența dintre caracteristicile optice ale peliculelor de ulei și ale apei de mare permite detectarea și evaluarea de la distanță a poluării cu petrol pe suprafața mării în părțile ultraviolete, vizibile și infraroșu ale spectrului. Pentru aceasta, pasiv și metode active. Mase mari de petrol de pe uscat intră în mări de-a lungul râurilor, cu scurgeri menajere și pluviale.

Soarta petrolului vărsat în mare este determinată de suma următoarelor procese: evaporare, emulsionare, dizolvare, oxidare, formare de agregate petroliere, sedimentare și biodegradare.

Intrând în mediul marin, uleiul se răspândește mai întâi sub forma unei pelicule de suprafață, formând pete de diferite grosimi. După culoarea filmului, puteți estima aproximativ grosimea acestuia. Pelicula de ulei modifică intensitatea și compoziția spectrală a luminii care pătrunde în masa de apă. Transmisia de lumină a peliculelor subțiri de țiței este de 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm). O peliculă de ulei cu o grosime de 30-40 microni absoarbe complet radiația infraroșie.

În primele zile ale petelor de petrol, evaporarea hidrocarburilor era de mare importanță. Conform observațiilor, până la 25% din fracțiile de ulei ușor se evaporă în 12 ore; la o temperatură a apei de 15 °C, toate hidrocarburile până la C 15 se evaporă în 10 zile (Nesterova, Nemirovskaya, 1985).

Toate hidrocarburile au o solubilitate scăzută în apă, care scade odată cu creșterea numărului de atomi de carbon din moleculă. Aproximativ 10 mg de compuși cu C6, 1 mg de compuși cu C8 și 0,01 mg de compuși cu C12 se dizolvă în 1 litru de apă distilată. De exemplu, la o temperatură medie a apei de mare, solubilitatea benzenului este de 820 µg/l, toluen - 470, pentan - 360, hexan - 138 și heptan - 52 µg/l. Componentele solubile, al căror conținut în țiței nu depășește 0,01%, sunt cele mai toxice pentru organismele acvatice. Acestea includ, de asemenea, substanțe precum benzo(a)pirenul.

Când este amestecat cu apă, uleiul formează două tipuri de emulsii: direct „ulei în apă” și invers „apă în ulei”. Emulsiile directe, compuse din picături de ulei cu un diametru de până la 0,5 microni, sunt mai puțin stabile și sunt caracteristice în special uleiurilor care conțin surfactanți. După îndepărtarea fracțiilor volatile și solubile, uleiul rezidual formează adesea emulsii inverse vâscoase, care sunt stabilizate de compuși cu molecul mare, cum ar fi rășinile și asfaltenele și conțin 50-80% apă („mousse de ciocolată”). Sub influența proceselor abiotice, vâscozitatea „moussei” crește și începe să se lipească împreună în agregate - bulgări de ulei cu dimensiuni cuprinse între 1 mm și 10 cm (de obicei 1-20 mm). Agregatele sunt un amestec de hidrocarburi cu greutate moleculară mare, rășini și asfaltene. Pierderile de petrol pentru formarea agregatelor sunt de 5-10%.Formațiunile foarte vâscoase structurate - „mousse de ciocolată” și bulgări de ulei - pot rămâne mult timp pe suprafața mării, pot fi purtate de curenți, aruncate la țărm și să se așeze pe fund. . Columnele de ulei sunt adesea populate de perifiton (albastru-verde și diatomee, lipace și alte nevertebrate).

Pesticide constituie un grup extins de substanțe create artificial utilizate pentru combaterea dăunătorilor și a bolilor plantelor. În funcție de utilizarea prevăzută, pesticidele sunt împărțite în următoarele grupuri: insecticide - pentru combaterea insectelor dăunătoare, fungicide și bactericide - pentru combaterea bolilor fungice și bacteriene ale plantelor, erbicide - împotriva buruienilor etc. Conform calculelor economiștilor, fiecare rublă cheltuită pentru protecția chimică a plantelor de dăunători și boli asigură conservarea culturii și calitatea sa în cultivarea culturilor de cereale și legume cu o medie de 10 ruble, culturi tehnice și de fructe - până la 30 de ruble. În același timp, studiile de mediu au stabilit că pesticidele, distrugând dăunătorii culturilor, provoacă daune mari multor organisme benefice și subminează sănătatea biocenozelor naturale. Agricultura s-a confruntat de multă vreme cu provocarea de a trece de la metodele chimice (poluante) la cele biologice (prietenoase cu mediul) de combatere a dăunătorilor.

În prezent, peste 5 milioane de tone de pesticide intră anual pe piața mondială. Aproximativ 1,5 milioane de tone din aceste substanțe au intrat deja în ecosistemele terestre și marine pe căi eoliene sau acvatice. Producția industrială de pesticide este însoțită de apariția unui număr mare de subproduse care poluează apele uzate.

În mediul acvatic, reprezentanții insecticidelor, fungicidelor și erbicidelor sunt mai des întâlniți decât alții.

Insecticidele sintetizate sunt împărțite în trei grupe principale: organoclorurate, organofosforice și carbamați.

Insecticidele organoclorate se obțin prin clorurarea hidrocarburilor lichide aromatice sau heterociclice. Acestea includ DDT (diclorodifeniltricloretan) și derivații săi, în ale căror molecule stabilitatea grupelor alifatice și aromatice crește în prezența articulației, diverși derivați clorurati ai ciclodienei (eldrin, dil-drin, heptaclor etc.), precum și numeroși izomeri de hexaclorociclohexan (în -HCCH), dintre care lindanul este cel mai periculos. Aceste substanțe au un timp de înjumătățire de până la câteva decenii și sunt foarte rezistente la biodegradare.

În mediul acvatic se găsesc adesea bifenili policlorurați (PCB) - derivați DDT fără parte alifatică, numărând 210 omologi și izomeri teoretici.

În ultimii 40 de ani, peste 1,2 milioane de tone de PCB-uri au fost utilizate în producția de materiale plastice, coloranți, transformatoare, condensatoare etc. Bifenilii policlorurați intră în mediu ca urmare a deversărilor de ape uzate industriale și a incinerării deșeurilor solide în gropile de gunoi. Această din urmă sursă livrează PCB-uri în atmosferă, de unde cad cu precipitații atmosferice în toate regiunile globului. Deci, în probele de zăpadă prelevate în Antarctica, conținutul de PCB a fost de 0,03-1,2 ng/l.

Pesticidele organofosforice sunt esteri ai diverșilor alcooli ai acidului fosforic sau ai unuia dintre derivații acestuia, tiofosforici. Acest grup include insecticidele moderne cu o selectivitate caracteristică de acțiune în raport cu insectele. Majoritatea organofosfaților sunt supuși unei degradări biochimice destul de rapide (în decurs de o lună) în sol și apă. Au fost sintetizate peste 50.000 de substanțe active, dintre care parathion, malathion, phosalong și dursban sunt deosebit de renumite.

Carbamații sunt, de regulă, esteri ai acidului n-metacarbamic. Majoritatea dintre ele au și selectivitate de acțiune.

Ca fungicide folosite pentru combaterea bolilor fungice ale plantelor, anterior au fost folosite săruri de cupru și unii compuși minerali ai sulfului. Apoi, au fost utilizate pe scară largă substanțele organomercur precum metilmercurul clorurat, care, datorită toxicității sale extreme pentru animale, a fost înlocuit cu metoxietilmercur și acetați de fenilmercur.

Grupul de erbicide include derivați ai acidului fenoxiacetic, care au un puternic actiune fiziologica. Triazinele (de exemplu, simazina) și ureele substituite (monuron, diuron, picloram) constituie un alt grup de erbicide, destul de bine solubile în apă și stabile în sol. Picloramul este cel mai puternic dintre toate erbicidele. Pentru distrugerea completă a unor specii de plante sunt necesare doar 0,06 kg din această substanță la 1 ha.

DDT și metaboliții săi, PCB, HCH, deldrin, tetraclorofenol și alții se găsesc în mod constant în mediul marin.

Surfactanți sintetici. Detergenții (surfactanții) aparțin unui grup extins de substanțe care scad tensiunea superficială a apei. Ele fac parte din detergenții sintetici (CMC), folosiți pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie. Împreună cu apele uzate, agenții tensioactivi intră în apele de suprafață continentale și în mediul marin. Detergenții sintetici conțin polifosfați de sodiu, în care detergenții sunt dizolvați, precum și o serie de ingrediente suplimentare care sunt toxice pentru organismele acvatice: parfumuri, agenți de albire (persulfați, perborați), sodă, carboximetil celuloză, silicați de sodiu și altele.

Moleculele tuturor agenților tensioactivi constau din părți hidrofile și hidrofobe. Partea hidrofilă este grupările carboxil (COO -), sulfat (OSO 3 -) și sulfonat (SO 3 -), precum și acumulări de reziduuri cu grupări -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 - sau grupări conţinând azot şi fosfor. Partea hidrofobă constă de obicei dintr-o linie dreaptă, care include 10-18 atomi de carbon, sau un lanț de parafină ramificat, dintr-un inel benzen sau naftalenă cu radicali alchil.

În funcție de natura și structura părții hidrofile a moleculelor de surfactant, ele sunt împărțite în anionice (ionul organic este încărcat negativ), cationic (ionul organic este încărcat pozitiv), amfoter (care prezintă proprietăți cationice într-o soluție acidă și anionic în soluţie alcalină) şi neionic. Acestea din urmă nu formează ioni în apă. Solubilitatea lor se datorează grupărilor funcționale care au o afinitate puternică pentru apă și formării unei legături de hidrogen între moleculele de apă și atomii de oxigen incluși în radicalul polietilenglicol al agentului tensioactiv.

Cele mai frecvente dintre surfactanți sunt substanțele anionice. Aceștia reprezintă mai mult de 50% din toți agenții tensioactivi produși în lume. Cei mai frecventi sunt alchilarilsulfonații (sulfonoli) și alchil sulfații. Moleculele de sulfonol conțin un inel aromatic, ai cărui atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu una sau mai multe grupări alchil și un rest de acid sulfuric ca grupare de solvatare. Numeroși alchilbenzen sulfonați și alchilnaftalensulfonați sunt adesea utilizați la fabricarea diferitelor CMC de uz casnic și industrial.

Prezența agenților tensioactivi în apele reziduale industriale este asociată cu utilizarea lor în procese cum ar fi, prin flotație, ameliorarea minereurilor, separarea produselor de tehnologie chimică, producția de polimeri, îmbunătățirea condițiilor pentru forarea puțurilor de petrol și gaze și controlul coroziunii echipamentelor.

În agricultură, agenții tensioactivi sunt utilizați ca parte a pesticidelor. Cu ajutorul agenților tensioactivi se emulsionează substanțele toxice lichide și sub formă de pulbere care sunt insolubile în apă, dar solubile în solvenți organici, iar mulți agenți tensioactivi au proprietăți insecticide și erbicide.

Substanțe cancerigene- sunt compuși omogene din punct de vedere chimic care prezintă activitate de transformare și sunt capabili să provoace modificări cancerigene, teratogene (încălcarea proceselor de dezvoltare embrionară) sau mutagene în organism. În funcție de condițiile de expunere, acestea pot duce la inhibarea creșterii, îmbătrânirea accelerată, toxicogeneză, întreruperea dezvoltării individuale și modificări ale fondului genetic al organismelor. Substanțele cu proprietăți cancerigene includ hidrocarburi alifatice clorurate cu o scurtă fărâmă de atomi de carbon în moleculă, clorură de vinil, pesticide și, în special, hidrocarburi aromatice policiclice (HAP). Aceștia din urmă sunt compuși organici cu greutate moleculară mare, în moleculele cărora inelul benzenic este elementul principal al structurii. Numeroase HAP nesubstituite conțin de la 3 la 7 inele benzenice în moleculă, interconectate în diferite moduri. Există, de asemenea, un număr mare de structuri policiclice care conțin o grupare funcțională fie în inelul benzenic, fie în lanțul lateral. Acești derivați halogen, amino, sulfo, nitro, precum și alcooli, aldehide, esteri, cetone, acizi, chinone și alți compuși aromatici.

Solubilitatea PAH-urilor în apă este scăzută și scade odată cu creșterea greutății moleculare: de la 16 100 µg/l (acenaftilenă) la 0,11 µg/l (3,4-benzpiren). Prezența sărurilor în apă nu are practic niciun efect asupra solubilității HAP. Cu toate acestea, în prezența benzenului, uleiului, produselor petroliere, detergenților și a altor substanțe organice, solubilitatea HAP crește brusc. Din grupul de PAH nesubstituiți, 3,4-benzpirenul (BP) este cel mai cunoscut și răspândit în condiții naturale.

Surse de HAP în mediu inconjurator pot fi procese naturale și antropice. Concentrația de BP în cenușa vulcanică este de 0,3-0,9 µg/kg. Aceasta înseamnă că 1,2-24 de tone de BP pe an pot intra în mediu cu cenușă. De aceea suma maxima HAP în sedimentele moderne de fund ale Oceanului Mondial (mai mult de 100 μg/kg de masă de substanță uscată) au fost găsite în zone active tectonic supuse impactului termic profund.

Se spune că unele plante și animale marine sunt capabile să sintetizeze HAP. În alge și ierburi marine de lângă coasta de vest a Americii Centrale, conținutul de BP ajunge la 0,44 µg/g, iar la unele crustacee din Arctica, 0,23 µg/g. Bacteriile anaerobe produc până la 8,0 μg de BP din 1 g de extracte lipidice de plancton. Pe de altă parte, există tipuri speciale de bacterii marine și din sol care descompun hidrocarburile, inclusiv HAP.

Conform L. M. Shabad (1973) și A. P. Ilnitsky (1975), concentrația de fond de BP creată ca urmare a sintezei BP de către organismele vegetale și activitatea vulcanică este: în sol 5-10 µg/kg (substanță uscată), în plante 1-5 µg/kg, în rezervoare de apă dulce 0,0001 µg/l. În consecință, sunt derivate și gradații ale gradului de poluare a obiectelor din mediu (Tabelul 1.5).

Principalele surse antropice de HAP din mediu sunt piroliza substanțelor organice în timpul arderii diferitelor materiale, lemn și combustibil. Formarea pirolitică a HAP are loc la o temperatură de 650-900 °C și o lipsă de oxigen în flacără. Formarea BP a fost observată în timpul pirolizei lemnului cu un randament maxim la 300–350°C (Dikun, 1970).

Potrivit lui M. Suess (G976), emisia globală de BP în anii 70 a fost de aproximativ 5000 de tone pe an, 72% provenind din industrie și 27% din toate tipurile de ardere deschisă.

Metale grele(mercur, plumb, cadmiu, zinc, cupru, arsen și altele) se numără printre poluanții comuni și foarte toxici. Sunt utilizate pe scară largă în diverse producții industriale, prin urmare, în ciuda măsurilor de tratare, conținutul de compuși de metale grele din apele uzate industriale este destul de ridicat. Mase mari ale acestor compuși intră în ocean prin atmosferă. Mercurul, plumbul și cadmiul sunt cele mai periculoase pentru biocenozele marine.

Mercurul este transportat în ocean cu scurgere continentală și prin atmosferă. În timpul intemperiilor rocilor sedimentare și magmatice, se eliberează anual 3,5 mii de tone de mercur. Compoziția prafului atmosferic conține aproximativ 12 mii de tone de mercur și o parte semnificativă de origine antropică. Ca urmare a erupțiilor vulcanice și a precipitațiilor atmosferice, 50 de mii de tone de mercur intră anual pe suprafața oceanului și 25-150 de mii de tone în timpul degazării litosferei Aproximativ jumătate din producția industrială anuală a acestui metal (9-10 mii de tone / an) căi diferite cade în ocean. Conținutul de mercur din cărbune și petrol este în medie de 1 mg/kg; prin urmare, la arderea combustibililor fosili, Oceanul Mondial primește mai mult de 2 mii de tone/an. Producția anuală de mercur depășește 0,1% din conținutul său total în Oceanul Mondial, dar afluxul antropic depășește deja îndepărtarea naturală de către râuri, ceea ce este tipic pentru multe metale.

În zonele poluate cu apele uzate industriale, concentrația de mercur în soluție și suspensie este mult crescută. În același timp, unele bacterii bentonice transformă clorurile în (mono- și di-) metilmercur CH 3 Hg foarte toxic. Contaminarea fructelor de mare a dus în mod repetat la otrăvirea cu mercur a populației de coastă. Până în 1977, în Japonia erau 2.800 de victime ale bolii Minamata. Motivul a fost risipa întreprinderilor pentru producția de clorură de vinil și acetaldehidă, în care clorura de mercur a fost folosită ca catalizator. Apele uzate insuficient tratate de la întreprinderi au intrat în Golful Minamata.

Plumbul este un oligoelement tipic găsit în toate componentele mediului: în stânci, soluri, ape naturale, atmosfera, organisme vii. În cele din urmă, plumbul este disipat activ în mediu în timpul activităților umane. Acestea sunt emisii de la efluenții industriali și casnici, de la fum și praf de la întreprinderile industriale, de la gazele de eșapament de la motoarele cu ardere internă.

Potrivit lui V.V. Dobrovolsky (1987), redistribuirea maselor de plumb între pământ și Oceanul Mondial este următoarea. C. scurgerea râului la o concentrație medie de plumb în apă de 1 μg/l în ocean de plumb solubil în apă se efectuează aproximativ 40 10 3 t/an, în faza solidă a suspensiilor fluviale aproximativ 2800-10 3 t/an , în detritus organic fin - 10 10 3 t /an. Dacă ținem cont de faptul că mai mult de 90% din suspensiile râului se stabilesc într-o fâșie îngustă de coastă a raftului și o parte semnificativă a compușilor metalici solubili în apă sunt captate de geluri de oxid de fier, atunci ca rezultat, pelagialul oceanic primește doar aproximativ (200-300) 10 3 tone în compoziția suspensiilor fine și (25- 30) 10 3 tone compuși dizolvați.

Fluxul de migrare a plumbului de pe continente către ocean nu merge doar cu scurgerea râului, ci și prin atmosferă. Cu praful continental, oceanul primește (20-30)-10 3 tone de plumb pe an. Intrarea lui la suprafața oceanului cu precipitații atmosferice lichide este estimată la (400-2500) 10 3 t/an la o concentrație în apa de ploaie de 1-6 µg/l. Sursele de plumb care intră în atmosferă sunt emisiile vulcanice (15-30 t/an în compoziția produselor de erupție pelitică și 4 10 3 t/an în particule submicronice), compuși organici volatili din vegetație (250-300 t/an), produse de ardere din incendii ((6-7) 10 3 t/an) şi industria modernă. Productia de plumb a crescut de la 20-103 tone/an la inceputul secolului al XIX-lea. până la 3500 10 3 t/an până la începutul anilor '80 ai secolului XX. Eliberarea modernă de plumb în mediu cu deșeurile industriale și menajere este estimată la (100-400) 10 3 t/an.

Cadmiul, a cărui producție mondială în anii 1970 a atins 15 10 3 tone/an, pătrunde și el în ocean cu scurgerea râului și prin atmosferă. Volumul de îndepărtare atmosferică a cadmiului, conform diverselor estimări, este de (1,7-8,6) 10 3 t/an.

Evacuarea deșeurilor în mare în scopul eliminării (deversare). Multe țări cu acces la mare efectuează eliminarea pe mare a diferitelor materiale și substanțe, în special solul excavat în timpul dragării, tăierile de foraj, deșeurile industriale, resturile de construcții, deșeurile solide, explozivi și substanțe chimice, deșeuri radioactive etc. Volumul depozitelor de deșeuri este de aproximativ 10% din masa totală a poluanților care intră în oceane. Deci, din 1976 până în 1980, peste 150 de milioane de tone de diverse deșeuri au fost aruncate anual în scopul înmormântării, ceea ce definește conceptul de „deversare”.

Baza deversării în mare este capacitatea mediului marin de a procesa o cantitate mare de substanțe organice și anorganice fără a deteriora prea mult calitatea apei. Cu toate acestea, această capacitate nu este nelimitată. Prin urmare, dumpingul este considerat o măsură forțată, un tribut temporar adus imperfecțiunii tehnologiei de către societate. Prin urmare, dezvoltarea și rațiune științifică modalități de reglementare a deversărilor de deșeuri în mare.

Nămolul industrial conține o varietate de substanțe organice și compuși ai metalelor grele. Gunoiul menajer conține în medie (pe bază de substanță uscată) 32-40% materie organică, 0,56% azot, 0,44% fosfor, 0,155% zinc, 0,085% plumb, 0,001% cadmiu, 0,001 mercur. Nămolul de la stațiile de epurare a apelor uzate municipale conține (pe greutate de substanță uscată) până la. 12% substanțe humice, până la 3% azot total, până la 3,8% fosfați, 9-13% grăsimi, 7-10% carbohidrați și sunt contaminate cu metale grele. Materialele de prindere de jos au o compoziție similară.

În timpul deversării, când materialul trece prin coloana de apă, o parte din poluanți intră în soluție, modificând calitatea apei, în timp ce cealaltă parte este absorbită de particulele în suspensie și intră în sedimentele de fund. În același timp, turbiditatea apei crește. Prezența substanțelor organice duce adesea la consumul rapid de oxigen în apă și adesea la dispariția completă a acestuia, dizolvarea suspensiilor, acumularea metalelor în formă dizolvată și apariția hidrogenului sulfurat. Prezența unei cantități mari de materie organică creează un mediu reducător stabil în sol, în care apare un tip special de apă interstițială, care conține hidrogen sulfurat, amoniac și ioni metalici în formă redusă. În acest caz, reducerea sulfaților și nitraților, fosfații sunt eliberați.

Organismele neuston, pelagice și bentos sunt afectate în diferite grade de materialele evacuate. În cazul formării peliculelor de suprafață care conțin hidrocarburi petroliere și agenți tensioactivi, schimbul de gaze la limită este perturbat aer-apă. Acest lucru duce la moartea larvelor de nevertebrate, a larvelor de pești și ale alevinilor și determină o creștere a numărului de microorganisme patogene și oxidante de ulei. Prezența unei suspensii poluante în apă înrăutățește condițiile de nutriție, respirație și metabolismul hidrobionților, reduce rata de creștere și inhibă pubertatea crustaceelor planctonice. Poluanții care intră în soluție se pot acumula în țesuturile și organele hidrobionților și pot avea un efect toxic asupra acestora. Deversarea materialelor pe fund și turbiditatea crescută prelungită a apei de fund duc la umplerea și moartea prin sufocare a formelor atașate și inactive de bentos. La peștii, moluștele și crustaceele care supraviețuiesc, rata de creștere este redusă din cauza deteriorării condițiilor de hrănire și respirație. Compoziția de specii a comunității bentonice se schimbă adesea.

La organizarea unui sistem de control al deversărilor de deșeuri în mare, definirea zonelor de deversare, ținând cont de proprietățile materialelor și de caracteristicile mediului marin, are o importanță decisivă. Criteriile necesare pentru rezolvarea problemei sunt cuprinse în „Convenția pentru prevenirea poluării marine prin aruncarea deșeurilor și a altor materiale” (Convenția de la Londra privind dumpingul, 1972). Principalele cerințe ale Convenției sunt următoarele.

1. Evaluarea cantității, stării și proprietăților (fizice, chimice, biochimice, biologice) ale materialelor evacuate, toxicitatea, stabilitatea, tendința de acumulare și biotransformare a acestora în mediul acvatic și organismele marine. Utilizarea posibilităților de neutralizare, neutralizare și reciclare a deșeurilor.

2. Selectarea zonelor de deversare, ținând cont de cerințele de diluare maximă a substanțelor, de răspândirea minimă a acestora dincolo de deversare, de o combinație favorabilă de condiții hidrologice și hidrofizice.

3. Asigurarea îndepărtării zonelor de deversare față de zonele de hrănire și de depunere a peștilor, de habitatele speciilor rare și sensibile de hidrobionți, de zonele de recreere și utilizare economică.

Radionuclizi tehnogeni. Oceanul se caracterizează prin radioactivitate naturală datorită prezenței în el a 40 K, 87 Rb, 3 H, 14 C, precum și a radionuclizilor din seria uraniu și toriu. Mai mult de 90% din radioactivitatea naturală a apei oceanului este de 40 K, adică 18,5-10 21 Bq. Unitatea de activitate în sistemul SI este becquerelul (Bq), egală cu activitatea unui izotop în care are loc 1 eveniment de dezintegrare în 1 s. Anterior, unitatea de radioactivitate în afara sistemului, curie (Ci), a fost utilizată pe scară largă, corespunzând activității unui izotop în care au loc 3,7-10 10 evenimente de dezintegrare în 1 s.

Substanțele radioactive de origine tehnogenă, în principal produse de fisiune ai uraniului și plutoniului, au început să pătrundă în ocean în cantități mari după 1945, adică de la începutul testării armelor nucleare și dezvoltarea pe scară largă a producției industriale de materiale fisionabile și nuclizi radioactivi. Sunt identificate trei grupe de surse: 1) testarea armelor nucleare, 2) aruncarea deșeurilor radioactive, 3) accidentele navelor cu motoare nucleare și accidentele asociate cu utilizarea, transportul și producția de radionuclizi.

Mulți izotopi radioactivi cu un timp de înjumătățire scurt, deși se găsesc în apă și în organismele marine după o explozie, nu se găsesc aproape niciodată în precipitațiile radioactive globale. Aici, în primul rând, 90 Sr și 137 Cs sunt prezente cu un timp de înjumătățire de aproximativ 30 de ani. Cel mai periculos radionuclid din resturile nereacționate de încărcături nucleare este 239 Pu (T 1/2 = 24,4-10 3 ani), care este foarte otrăvitor ca substanță chimică. Pe măsură ce produsele de fisiune 90 Sr și 137 Cs se descompun, devine principalul contaminant. Până la momentul moratoriului asupra testelor atmosferice ale armelor nucleare (1963), activitatea de 239 Pu în mediu era de 2,5-10 16 Bq.

Un grup separat de radionuclizi este format din 3 H, 24 Na, 65 Zn, 59 Fe, 14 C, 31 Si, 35 S, 45 Ca, 54 Mn, 57,60 Co și alții care decurg din interacțiunea neutronilor cu elementele structurale și mediu inconjurator. Principalele produse reactii nucleare cu neutroni în mediul marin sunt radioizotopi de sodiu, potasiu, fosfor, clor, brom, calciu, mangan, sulf, zinc, proveniți din elemente dizolvate în apa mării. Aceasta este activitate indusă.

Majoritatea radionuclizii care intră în mediul marin au analogi care sunt prezenți în mod constant în apă, cum ar fi 239 Pu, 239 Np, 99 T C) transplutoniul nu sunt tipici pentru compoziția apei de mare și materie vie oceanul trebuie să se adapteze din nou la ele.

Ca urmare a procesării combustibilului nuclear, o cantitate semnificativă de deșeuri radioactive apare sub formă lichidă, solidă și gazoasă. Cea mai mare parte a deșeurilor sunt soluții radioactive. Având în vedere costul ridicat al procesării și depozitării concentratelor în instalații speciale de depozitare, unele țări aleg să arunce deșeurile în ocean cu scurgerea râului sau să le arunce în blocuri de beton pe fundul șanțurilor oceanice adânci. Pentru izotopi radioactivi Ar, Xe, Em și T nu au fost încă dezvoltate pentru metode de concentrare fiabile, astfel încât pot pătrunde în oceane cu apă de ploaie și canalizare.

În timpul exploatării centralelor nucleare pe vase de suprafață și subacvatice, dintre care există deja câteva sute, aproximativ 3,7-10 16 Bq cu rășini schimbătoare de ioni, aproximativ 18,5-10 13 Bq cu deșeuri lichide și 12,6-10 13 Bq din cauza scurgeri. Situațiile de urgență au, de asemenea, o contribuție semnificativă la radioactivitatea oceanelor. Până în prezent, cantitatea de radioactivitate introdusă în ocean de către om nu depășește 5,5-10 19 Bq, care este încă mică în comparație cu nivelul natural (18,5-10 21 Bq). Cu toate acestea, concentrația și neuniformitatea precipitațiilor de radionuclizi creează un pericol grav de contaminare radioactivă a apei și a hidrobionților în anumite zone ale oceanului.

2 Ecologia oceanică antropogenă–noua directie stiintifica in oceanologie. Ca urmare a impactului antropic, în ocean apar factori de mediu suplimentari care contribuie la evoluția negativă a ecosistemelor marine. Descoperirea acestor factori a stimulat dezvoltarea unor cercetări fundamentale extinse în Oceanul Mondial și apariția unor noi direcții științifice. Printre acestea se numără ecologia antropogenă a oceanului. Această nouă direcție este concepută pentru a studia mecanismele de răspuns al organismelor la impacturile antropice la nivelul unei celule, organism, populație, biocenoză, ecosistem, precum și pentru a studia caracteristicile interacțiunilor dintre organismele vii și mediu în condiții modificate.

Obiectul de studiu al ecologiei antropice a oceanului este schimbarea performanța de mediu ocean, și în primul rând acele schimbări care sunt importante pentru evaluarea ecologică a stării biosferei în ansamblu. Aceste studii se bazează pe o analiză cuprinzătoare a stării ecosistemelor marine, luând în considerare zonarea geografică și gradul de impact antropic.

Ecologia antropogenă a oceanului folosește în scopurile sale următoarele metode de analiză: genetică (evaluarea pericolelor cancerigene și mutagene), citologică (studiu). structura celulara organisme marine în stare normală și patologică), microbiologice (studiul adaptării microorganismelor la poluanții toxici), ecologice (cunoașterea tiparelor de formare și dezvoltare a populațiilor și biocenozelor în condiții specifice de habitat pentru a prezice starea acestora în schimbarea mediului). condiții), ecologice și toxicologice (cercetarea răspunsului organismelor marine la impactul poluării și determinarea concentrațiilor critice de poluanți), chimice (studiul întregului complex de substanțe chimice naturale și antropice din mediul marin).

Sarcina principală a ecologiei antropice a oceanului este de a dezvolta baze științifice pentru determinarea nivelurilor critice de poluanți din ecosistemele marine, evaluarea capacității de asimilare a ecosistemelor marine, normalizarea impacturilor antropice asupra Oceanului Mondial, precum și crearea unor modele matematice de mediu. procese de predicție a situațiilor de mediu din ocean.

Cunoștințele despre cele mai importante fenomene ecologice din ocean (cum ar fi procesele de producție și distrugere, trecerea ciclurilor biogeochimice ale poluanților etc.) sunt limitate de lipsa de informații. Acest lucru face dificilă prezicerea situației ecologice din ocean și implementarea măsurilor de protecție a mediului. În prezent, de o importanță deosebită este implementarea monitorizării ecologice a oceanului, a cărei strategie se concentrează pe observații pe termen lung în anumite zone ale oceanului cu scopul de a crea o bancă de date care să acopere transformarea globală a ecosistemelor oceanice.

3 Conceptul de capacitate de asimilare. Conform definiției lui Yu. A. Israel și A. V. Tsyban (1983, 1985), capacitatea de asimilare a ecosistemului marin A i pentru acest poluant i(sau suma poluanților) și pentru al m-lea ecosistem este capacitatea dinamică maximă a unei astfel de cantități de poluanți (în ceea ce privește întreaga zonă sau unitate de volum a ecosistemului marin) care poate fi acumulată, distrusă, transformată (prin transformări biologice sau chimice) pe unitatea de timp) și îndepărtate datorită proceselor de sedimentare, difuzie sau orice alt transfer în afara volumului ecosistemului fără a perturba funcționarea normală a acestuia.

Eliminarea totală (A i) a unui poluant dintr-un ecosistem marin poate fi scrisă ca

unde K i este factorul de siguranță care reflectă condițiile de mediu ale procesului de poluare în diferite zone ale ecosistemului marin; τ i - timpul de rezidență al poluantului în ecosistemul marin.

Această condiție este îndeplinită la , unde C 0 i este concentrația critică a poluantului în apa de mare. Prin urmare, capacitatea de asimilare poate fi estimată prin formula (1) la ;.

Toate cantitățile incluse în partea dreaptă a ecuației (1) pot fi măsurate direct din datele obținute în procesul de studii integrate pe termen lung a stării ecosistemului marin. Totodată, succesiunea determinării capacității de asimilare a unui ecosistem marin pentru poluanți specifici cuprinde trei etape principale: 1) calcularea bilanțurilor masei și duratei de viață a poluanților din ecosistem, 2) analizarea bilanțului biotic din ecosistem, și 3) evaluarea concentrațiilor critice ale impactului poluanților (sau MPC-urilor de mediu) asupra funcționării biotei.

Pentru a aborda problemele de reglementare de mediu a impacturilor antropice asupra ecosistemelor marine, calculul capacității de asimilare este cel mai reprezentativ, deoarece ia în considerare capacitatea de asimilare, sarcina maximă admisibilă de mediu (MPEL) a rezervorului de poluanți este calculată destul de simplu. . Deci, în modul staționar de poluare a rezervorului, PDEN va fi egal cu capacitatea de asimilare.

4 Concluzii din evaluarea capacității de asimilare a ecosistemului marin de către poluanți pe exemplul Mării Baltice. Folosind exemplul Mării Baltice, au fost calculate valorile capacității de asimilare pentru un număr de metale toxice (Zn, Сu, Pb, Cd, Hg) și substanțe organice (PCB și BP) (Izrael, Tsyban, Venttsel, Shigaev). , 1988).

Concentrațiile medii de metale toxice din apa de mare s-au dovedit a fi cu unul sau două ordine de mărime mai mici decât dozele lor de prag, în timp ce concentrațiile de PCB și BP au fost doar cu un ordin de mărime mai mici. Prin urmare, factorii de siguranță pentru PCB și BP s-au dovedit a fi mai mici decât pentru metale. În prima etapă a lucrării, autorii calculului, folosind materialele studiilor ecologice pe termen lung în Marea Baltică și surse literare, au determinat concentrațiile de poluanți în componentele ecosistemului, ratele de biosedimentare, fluxurile a substanțelor la limitele ecosistemului și activitatea de distrugere microbiană a substanțelor organice. Toate acestea au făcut posibilă întocmirea bilanțurilor și calcularea „duratei de viață” a substanțelor considerate din ecosistem. „Durata de viață” a metalelor din ecosistemul baltic s-a dovedit a fi destul de scurtă pentru plumb, cadmiu și mercur, ceva mai lungă pentru zinc și maximă pentru cupru. „Durata de viață” a PCB-urilor și a benzo(a)pirenului este de 35 și 20 de ani, ceea ce determină necesitatea introducerii unui sistem de monitorizare genetică a Mării Baltice.

În cea de-a doua etapă a cercetării, s-a arătat că cel mai sensibil element al biotei la poluanți și la modificările situației mediului sunt microalgele planctonice și, prin urmare, procesul de producție primară trebuie ales ca proces „țintă”. materie organică. Prin urmare, aici se aplică dozele-prag de poluanți stabilite pentru fitoplancton.

Estimările capacității de asimilare a zonelor din partea deschisă a Mării Baltice arată că rezervorul existent de zinc, cadmiu și, respectiv, mercur este de 2, 20 și 15 ori mai mic decât valorile minime ale capacității de asimilare a ecosistem pentru aceste metale și nu prezintă un pericol direct pentru producția primară. Totodată, aprovizionarea cu cupru și plumb depășește deja capacitatea lor de asimilare, ceea ce impune introducerea unor măsuri speciale de limitare a debitului. Oferta actuală de BP nu a atins încă valoarea minimă a capacității de asimilare, în timp ce PCB-urile o depășesc. Acesta din urmă indică necesitatea urgentă de a reduce în continuare deversările de PCB în Marea Baltică.