V otroštvu ocean Povezoval sem ga z nečim močan in velik. Pred tremi leti sem obiskal otok in videl ocean na lastne oči. Pritegnil je moj pogled s svojo močjo in neizmerno lepoto, ki je ne more izmeriti človeško oko. A ni vse tako čudovito, kot se zdi na prvi pogled. Na svetu je kar nekaj globalnih problemov, eden izmed njih je ekološki problem, ali raje, onesnaževanje oceanov.
Glavni onesnaževalci oceanov na svetu
glavni problem v kemikalijah, ki jih zavržejo različna podjetja. Glavna onesnaževala so:
- Olje.
- Bencin.
- Pesticidi, gnojila in nitrati.
- Merkur in druge škodljive kemične spojine.
Glavna katastrofa za ocean je nafta
Kot smo videli, je prvi na seznamu olje, in to ni naključje. Nafta in naftni derivati so najpogostejši onesnaževalci Svetovnega oceana. Že na začetku 80-aleta vsako leto vržejo v ocean 15,5 milijona ton nafte, in to 0,22 % svetovne proizvodnje. Nafta in naftni derivati, bencin, pa tudi pesticidi, gnojila in nitrati, celo živo srebro in druge škodljive kemične spojine – vse med emisije iz podjetij končajo v svetovnem oceanu. Vse našteto vodi ocean k dejstvu, da onesnaženje čim bolj oblikuje svoja polja. intenzivno, zlasti na območjih proizvodnje nafte.
Onesnaženje Svetovnega oceana - kaj lahko povzroči
Najpomembneje je razumeti, da honesnaževanje oceanov- to je dejanje, ki je neposredno povezano z osebo. Nakopičene dolgoletne kemikalije in toksini že vplivajo na razvoj onesnaževal v oceanu, ti pa negativno vplivajo na morske organizme in človeško telo. Posledice, do katerih vodijo dejanja in nedejavnosti ljudi, so grozljive. Uničenje številnih vrst rib, pa tudi drugih prebivalcev oceanskih voda- to ni vse, kar dobimo zaradi ravnodušnega odnosa človeka do oceana. Morali bi pomisliti, da je izguba lahko veliko, veliko večja, kot si mislimo. Ne pozabi tega Svetovni ocean imajo zelo pomembno vlogo, ima planetarne funkcije, ocean je najmočnejši toplotni regulator in kroženje vlage Zemljo, pa tudi kroženje njene atmosfere. Onesnaženje lahko privede do nepopravljivih sprememb vseh teh lastnosti. Najhuje je da takšne spremembe opazimo že danes. Človek zmore veliko, lahko naravo tako reši kot uniči. Morali bi pomisliti, kako je človeštvo že škodovalo naravi; vi in jaz moramo razumeti, da je marsikaj že nepopravljivega. Vsak dan postajamo bolj hladni in brezčutni do svojega doma, do svoje Zemlje. A od tega moramo živeti še mi in naši zanamci. Zato moramo pazi nase Svetovni ocean!
Ko so se proizvodne sile razvile v porečju Bajkalskega jezera, se je antropogeni vpliv na naravno okolje. Pojavili so se novi viri onesnaževanja. V Baikal je bilo letno izpuščenih več kot 700 milijonov kubičnih metrov odpadne vode. V reki Selenga, ki se izliva v Baikal, skoraj kilometer pod izpustom odpadne vode iz tovarne celuloze in kartona Selenga, koncentracija onesnaževal znatno presega najvišje dovoljene standarde. Po mnenju strokovnjakov večina vseh mineralnih, organskih in suspendiranih snovi vstopi v jezero z odtokom Selenge, ostalo pa iz drugih pritokov (približno 500 rek). Do sedaj se kljub vsem sprejetim ukrepom, ki so se izrazili v zaprtju nekaterih tovarn celuloze na obrežju jezera in postavitvi čistilnih naprav na preostalih, stanje ni spremenilo na bolje. Onesnaževanje jezera je v polnem razmahu. V Bajkalskem jezeru je vedno manj rib. Primerjajte sami: leta 1960 je bilo dobavljenih 250 ton, leta 1990 pa 120 ton. To se dogaja z mnogimi jezeri v Rusiji.
Brez zaščite pred onesnaženjem in morja, ki so dolgo služila kot odlagališče raznih odplak. Morja in oceane onesnažujejo njihovemu življenju škodljive snovi, kot so nafta, težke kovine, pesticidi in radioizotopi. Onesnaženje nastane zaradi odvajanja odpadne vode iz različnih podjetij v reke in nato v ocean. Koliko polj in gozdov je tretiranih s pesticidi in se nafta izgubi med prevozom s tankerji?
plinasto strupene snovi oksidi, kot sta ogljikov monoksid in žveplov oksid, vstopajo v morske vode skozi ozračje. Ocenjujejo, da z dežjem v morja in oceane pride 50.000 ton svinca. V bližini obale in na območju večjih mest v morska voda Pogosto se odkrije patogena mikroflora. Stopnja onesnaženosti morske vode vedno bolj narašča. Pogosto sposobnost morij in oceanov, da se očistijo, ni več zadostna. V bistvu se polja onesnaženja oblikujejo v obalnih vodah velikih industrijskih središč in ozkih rek, pa tudi na območjih intenzivnega ladijskega prometa in proizvodnje nafte. Onesnaženje se zelo hitro širi s tokovi in škodljivo vpliva na območja, ki so najbolj bogata z živalmi in rastlinjem. Povzroči resno škodo stanju morskih ekosistemov.
Nafta in naftni derivati. Živo srebro in pesticidi
Med najbolj škodljive kemikalije spadajo nafta in naftni derivati. Zaradi rasti proizvodnje, transporta, rafiniranja in porabe nafte se širi obseg onesnaževanja okolja. Ptice so prve žrtve onesnaženja morja z nafto. Njihovo perje, ko pristanejo na površini vode, prekrite z oljnim filmom, izgubijo svoje toplotnoizolacijske lastnosti. Kmalu ptica pogine zaradi krvavitve in motenj, ki jih povzroča oslabljena termoregulacija. Toda zaradi učinkov naftnih derivatov ne trpijo samo ptice, saj oljni film preprečuje nasičenost vode s kisikom in vitalna aktivnost organizmov, zlasti planktona, preneha. Poleg tega nekatere sestavine olja delujejo kot pravi strupi na morske nevretenčarje, zlasti na rake in celo ribe.
Užitni školjki, ki koncentrirajo nekatere rakotvorne sestavine naftnih derivatov, predstavljajo resno nevarnost za človeka. Tako so benzopiren našli v lupinah steznikov, ostrig in školjk. Oljni odpadki, ki jih prenašajo tokovi, naplavljajo na obale in obalna območja. Ta kopičenja imajo velik vpliv na organizme obalnih živali in so zelo neprijetna za ljudi, ki obiščejo plaže.
Topne sestavine olja so zelo strupene. Njihova prisotnost v morski vodi vodi do smrti njihovih prebivalcev. Negativno vplivajo na okus morskih živali. Če oplojena ribja ikra damo v akvarij z zelo majhno koncentracijo naftnih derivatov, potem večina zarodkov umre. In veliko preživelih se izkaže za čudake. Negativni vpliv olja na žive organizme se izraža v motnjah encimskega aparata, živčnega sistema in patoloških spremembah v tkivih in organih. Za morsko življenje je nafta nekakšna droga. Opazili so, da nekatere ribe, ko so enkrat popile požirek olja, ne želijo več zapustiti zastrupljenega območja. Onesnaževanje z nafto je izjemen dejavnik, ki vpliva na življenje vseh svetovnih oceanov.
Vsak dan s kopnega v oceane pride do 5000 ton živega srebra, ki se uporablja v kmetijstvu in industriji. Onesnaženje z živim srebrom bistveno zmanjša primarno produktivnost morskih voda. Na območjih največje koncentracije se zmanjša število drobnih zelenih alg, ki sintetizirajo organske snovi in sproščajo kisik. Težke kovine absorbira fitoplankton, nato pa se po prehranjevalni verigi prenesejo na visoko organizirane organizme. Posledično se lahko kovine kopičijo v nevarnih koncentracijah v ribah in morskih sesalcih.
Svetovna proizvodnja pesticidov dosega velike razsežnosti. Relativna kemična stabilnost mnogih od teh spojin, pa tudi narava njihove porazdelitve, je prispevala k njihovemu vstopu v morja in oceane. Nenehno kopičenje organoklorovih snovi v vodi resno ogroža življenje ljudi.
Morja in oceani, skozi reke neposredno s kopnega, z ladij in bark tekoči in trdni odpadki. Del tega onesnaženja se usede v obalno območje, del pa se pod vplivom morskih tokov razprši v različne smeri. V površinskem sloju morja se v ogromnih količinah razvijajo bakterije in ne samo koristne, ki igrajo veliko vlogo v življenju morja. IN Zadnje čase, v bližini velikih mest se vse pogosteje pojavljajo patogene vrste bakterij bolezni prebavil. To je posledica izpusta gospodinjskih odpadnih voda v morje brez predhodnega biološkega čiščenja.
Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije
Državna proračunska izobraževalna ustanova višjega strokovnega izobraževanja
"Južna Uralska državna univerza"
Fakulteta za fiziko in metalurgijo
Katedra za fizikalno kemijo
Disciplina: "Ekologija"
Tema: "7. Onesnaževanje svetovnih oceanov"
Učitelj: dr., izredni profesor Antonenko V.I.
Čeljabinsk 2015
UVOD
SVETOVNI OCEAN
ČLOVEKOVE DEJAVNOSTI, KI VPLIVAJO NA STANJE HIDROSFERE
GLAVNE VRSTE ONESNAŽENJA
EKOLOŠKE POSLEDICE ONESNAŽENJA HIDROSFERE
UKREPI ZA ČIŠČENJE IN VARSTVO VOD
ZAKLJUČEK
BIBLIOGRAFIJA
Vloge Svetovnega oceana pri delovanju biosfere kot enotnega sistema ni mogoče preceniti. Vodna površina oceanov in morij pokriva večino planeta. V interakciji z ozračjem oceanski tokovi v veliki meri določajo nastanek podnebja in vremena na Zemlji. Vsi oceani, vključno z zaprtimi in polzaprtimi morji, so trajnega pomena za globalno oskrbo svetovnega prebivalstva s hrano.
Ocean, zlasti njegovo obalno območje, ima vodilno vlogo pri podpiranju življenja na Zemlji, saj približno 70% kisika, ki vstopi v atmosfero planeta, nastane med procesom fotosinteze planktona.
Svetovni oceani pokrivajo 2/3 zemeljsko površje in zagotavlja 1/6 vseh živalskih beljakovin, ki jih prebivalstvo zaužije kot hrano.
Oceani in morja se soočajo z vse večjim okoljskim stresom zaradi onesnaževanja, prekomernega ulova rib in školjk, uničenja zgodovinskih drstišč rib ter propadanja obal in koralnih grebenov.
Trenutno vodilne države sveta sprejemajo ukrepe za zaščito narave Svetovnega oceana. To so Mednarodna kitolovska konvencija iz leta 1946, vzpostavitev 200-miljskih ekonomskih con s sklepom Tretje konvencije ZN o pomorskem pravu, nacionalna zakonodaja, ki ureja morski ribolov in zagotavlja varstvo morskih bioloških virov. Vendar pa trenutno niti problem izčrpavanja oceanskih bioloških virov niti problem onesnaževanja morske vode nista rešena.
1.SVETOVNI OCEAN Glavna značilnost Svetovnega oceana je njegova ogromna, neverjetna velikost. Znana je otrcana, a vseeno resnična pripomba, da bi se naš planet moral imenovati ne Zemlja, ampak Ocean. Svetovni oceani zavzemajo 71 % površine planeta. Najpomembnejša globalna posledica tega odnosa med kopnim in morjem je njegov vpliv na vodno in toplotno bilanco Zemlje. Izhlapevanje s površine oceana je glavni vir vode v globalnem hidrološkem ciklu in pomemben sestavni del globalne toplotne bilance. Svetovni oceani so tudi ogromen akumulator snovi, ki jih vsebujejo v raztopljenih količinah (povprečna koncentracija raztopljenih snovi v morski vodi oziroma njena slanost je 35 g/l). V kroženju mineralov na Zemlji sodeluje tudi Svetovni ocean. Z rečnim tokom vstopata v ocean mulj in pesek - produkta vodne erozije celinskih kamnin. Ta material se odlaga v oceanu kot talni sedimenti, ki tvorijo sedimentne kamnine s sodelovanjem živih organizmov. Po mnenju večine sodobnih znanstvenikov se je življenje na Zemlji pojavilo v oceanu. Dokaz za to je, da je mineralna sestava notranjega okolja organizmov (kri, limfa) skoraj enaka mineralni sestavi morske vode. Svetovni ocean vsebuje vse vrste živali, od katerih mnoge živijo samo v morski vodi, vse skupine nižjih in posamezne vrste višjih rastlin, številne praživali in glive. Mikroflora Svetovnega oceana še ni popolnoma raziskana, vendar je tudi zelo številna. Ta okoliščina igra pomembno vlogo pri stabilizaciji biogeokemičnih ciklov in ekosfere kot celote. Svetovne oceane ljudje aktivno uporabljajo na naslednje načine: Ocean je okolje za pomorski promet; Ocean je vir virov hrane; Ocean je vir mineralnih virov; Ocean je vir rekreacijskih virov; Ocean je geopolitični dejavnik. Od antičnih časov do danes je gospodarski potencial države in njen politična situacija so v veliki meri odvisne od tega, ali ima določena država dostop do morja. Prestolnice mnogih neobalnih držav v razvoju so njihova glavna trgovska pristanišča (Daka je glavno mesto Bangladeša, Montevideo je glavno mesto Paragvaja). Poseben položaj Velike Britanije v Evropi, zaradi česar so jo evropski oboroženi spopadi bistveno manj prizadeli kot Nemčijo in Francijo, zaradi dejstva, da je popolnoma obdana z morjem; Ocean je odlagališče nevarnih odpadkov. Glavna stvar je v naravi uporabe Svetovnega oceana s strani človeka ekološke težave.
2.ČLOVEKOVE DEJAVNOSTI, KI VPLIVAJO NA STANJE HIDROSFERE V začetku 20. stoletja je bil predvsem zaradi razmaha kmetijstva antropogeni delež toka sedimentov s kopnega v morje večji od naravnega. Trenutno rečni jezovi in namakalni sistemi, zgrajeni predvsem v drugi polovici tega stoletja, prestrežejo in znatno zmanjšajo tok usedlin in na njih adsorbiranih hranil, zlasti fosforjevih spojin. Rečni pretok, ki se povečuje v morje, tudi na splošno porabi vodo za izhlapevanje, nekoliko nižje, predvsem zaradi razvijajočega se namakanja. Zmanjšanje pretoka rek povzroči povečanje slanosti morskih voda v zaprtih morjih in zalivih. Raba zemljišč v obalnem pasu. Bližje kot je meja med oceansko vodo in kopnim, večja je gostota rabe tal in posledično večja je degradacija obalnih zemljišč. V tej coni je tudi najbolj intenzivna konkurenca pri rabi zemljišč med stanovanjskimi naselji, pristanišči in industrijskimi objekti. Glavno območje onesnaženja so pristanišča, kamor onesnažena voda vstopa z ladij, odteka iz urbanih območij in vstopi skupaj z usedlinami iz rek. Pristanišča zahtevajo nenehno poglabljanje in premikanje velika količina usedlina Čist sediment, čeprav zahteva poglabljanje, ne povzroča veliko škode. Vendar pa je približno 10 % izkopanega materiala onesnaženega s težkimi kovinami, naftnimi derivati, biogenimi in organoklornimi spojinami. Kanal delte Neve, Ekaterinivka, vsebuje približno 40 kg svinca na tono peska in mulja, nabranega na dnu. Na morskem dnu enega glavnih krakov delte Rena, ki teče skozi največje pristanišče na svetu Rotterdam (Nizozemska), umetni otok iz onesnaženega sedimenta. Otok je nenaseljen, lahko pa se uporablja v industrijske namene, kot so skladišča. Onesnažene črpalke je mogoče do določene mere nadzorovati: odlagati na rob police, da se nato zaradi gravitacijskih sil premaknejo v globlje območje celinskega pobočja; pokrijte onesnažen material s čistim materialom; koncentriranje usedlin na posebnih območjih z omejitvami. Poseben problem predstavljajo izpusti industrijskih odpadkov in gošč iz čistilnih naprav. Te snovi so lahko zelo strupene. Takšne izpuste brez zdravljenja lahko imenujemo le barbarski. Poseben problem predstavlja širjenje plastičnih odpadkov po površini voda. Tudi na odprtem oceanu ga je veliko. To so zapuščene in izgubljene mreže, plovci, embalaža blaga, plastenke itd. Takšne smeti se praktično ne razgradijo in ostanejo na gladini vode ali na plažah zelo dolgo. za dolgo časa. Nekatere morske živali in ptice zaužijejo plastične odpadke, kar povzroči škodljive posledice in celo njihovo smrt. Prevoz nevarnih snovi je pomemben dejavnik pri onesnaževanju voda. To še posebej velja za prevoz nafte in naftnih derivatov. Ladijski promet zagotavlja približno polovico antropogenega vnosa nafte v svetovne oceane. Zemljevidi onesnaženosti oceanov z nafto in glavnih ladijskih linij se večinoma ujemajo. Nafta in naftni derivati so najpogostejši onesnaževalci Svetovnega oceana. Največjo nevarnost za čistočo vodnih teles predstavljajo naftna olja. Ta zelo obstojna onesnaževala lahko potujejo več kot 300 km od svojega vira. Frakcije lahkega olja, ki plavajo na površini, tvorijo film, ki izolira in ovira izmenjavo plinov. V tem primeru nastane ena kapljica naftnega olja, ki se razprostira po površini, madež s premerom 30-150 cm in 1 tona - približno 12 km oljnega filma. ocean hidrosfera varnost smeti Slika 1 - Onesnaženost svetovnega oceana z nafto Debelina filma se meri od delcev mikrona do 2 cm Oljni film ima visoko mobilnost in je odporen proti oksidaciji. Oljni film ustavi dotok kisika v vodo, moti izmenjavo vlage in plinov ter uniči plankton in ribe. In to je le majhen del škode, ki jo nafta povzroča morski vodi in njenim prebivalcem. 3.GLAVNE VRSTE ONESNAŽENJA Najpogostejši vrsti onesnaženja vode sta kemična in bakterijska. Veliko manj pogosto - radioaktivno, mehansko in toplotno. Kemično onesnaženje je najpogostejše, dolgotrajno in daljnosežno. Lahko je organski (fenoli, naftenske kisline, pesticidi itd.) in anorganski (soli, kisline, alkalije), strupen (arzen, živosrebrove spojine, svinec, kadmij itd.) in nestrupen. Pri odlaganju na dno rezervoarjev ali med filtracijo v formaciji se škodljive kemikalije absorbirajo z delci kamnin, oksidirajo in reducirajo, oborijo itd., vendar praviloma ne pride do popolnega samočiščenja onesnažene vode. Mesto kemične kontaminacije podtalnica v zelo prepustnih tleh se lahko razširi do 10 km ali več. Bakterijska kontaminacija se kaže v videzu patogene bakterije, virusi, praživali, glive itd. Ta vrsta onesnaženja je začasna. Zelo nevarno je vsebovati radioaktivne snovi v vodi, tudi v zelo nizkih koncentracijah, ki povzročajo radioaktivno onesnaženje. Najbolj škodljivi so "dolgoživi" radioaktivni elementi, ki imajo povečano sposobnost gibanja v vodi (stroncij-90, uran, radij-226, cezij itd.). Za mehansko onesnaženje je značilno vdor različnih mehanskih nečistoč v vodo (pesek, žlindra, mulj itd.) Toplotno onesnaženje je povezano s povišanjem temperature vode zaradi njenega mešanja s toplejšimi površinskimi ali tehnološkimi vodami. Ko se temperatura poveča, plin in kemična sestava v vodah, kar vodi do razmnoževanja anaerobnih bakterij, rasti hidrobiontov in sproščanja strupenih plinov - vodikovega sulfida, metana. Ob tem prihaja do »cvetenja« vode ter pospešenega razvoja mikroflore in mikrofavne, kar prispeva k razvoju drugih vrst onesnaženja. 4.EKOLOŠKE POSLEDICE ONESNAŽENJA HIDROSFERE Stopnja vstopa onesnaževal v svetovne oceane se je v zadnjih letih močno povečala. Okoljske posledice se izražajo v naslednjih procesih in pojavih: 5.UKREPI ZA ČIŠČENJE IN VARSTVO VOD Najresnejši problem morij in oceanov v našem stoletju je onesnaževanje z nafto, katerega posledice so pogubne za vse življenje na Zemlji. Zato je leta 1954 v Londonu potekala mednarodna konferenca, katere cilj je bil razvoj usklajenih ukrepov za zaščito morskega okolja pred onesnaženjem z nafto. Sprejela je konvencijo, ki določa pristojnosti držav na tem področju. Kasneje, leta 1958, so bili v Ženevi sprejeti še štirje dokumenti: o odprtem morju, o teritorialnem morju in sosednjem pasu, o epikontinentalnem pasu, o ribištvu in varstvu živih morskih virov. Te konvencije so pravno določile načela in norme pomorskega prava. Vsako državo so zavezali k razvoju in izvajanju zakonov, ki prepovedujejo onesnaževanje morskega okolja z nafto, radioaktivnimi odpadki in drugimi škodljivimi snovmi. Konferenca v Londonu leta 1973 je sprejela dokumente o preprečevanju onesnaževanja z ladij. Po sprejeti konvenciji mora imeti vsaka ladja certifikat - dokaz, da so trup, mehanizmi in druga oprema v dobrem stanju in ne povzročajo škode morju. Skladnost s certifikati se preverja z inšpekcijo ob vplutju v pristanišče. Prepovedano je izpuščati vodo, ki vsebuje nafto, iz tankerjev; vse izpuste iz njih je treba črpati samo do sprejemnih mest na kopnem. Ustvarjene so bile elektrokemične naprave za čiščenje in dezinfekcijo ladijskih odpadnih voda, vključno z gospodinjskimi odpadnimi vodami. Inštitut za oceanologijo Ruske akademije znanosti je razvil emulzijsko metodo za čiščenje morskih tankerjev, ki popolnoma odpravlja vstop nafte v vodno območje. Sestavljen je iz dodajanja več površinsko aktivnih snovi (ML pripravek) vodi za pranje, kar omogoča čiščenje na sami ladji brez izpusta onesnažene vode ali ostankov olja, ki se lahko naknadno regenerirajo za nadaljnjo uporabo. Iz vsakega tankerja se lahko izpere do 300 ton nafte.Da bi preprečili puščanje nafte, se konstrukcije naftnih tankerjev izboljšujejo. Veliko sodobnih tankerjev ima dvojno dno. Če je ena od njih poškodovana, olje ne bo izteklo, temveč ga bo zadržala druga lupina. Kapitani ladij morajo v posebne dnevnike beležiti podatke o vseh tovornih operacijah z nafto in naftnimi derivati ter zabeležiti kraj in čas dostave ali izpusta onesnažene odpadne vode z ladje. Plavajoči posnemalci nafte in stranske pregrade se uporabljajo za sistematično čiščenje vodnih površin pred naključnimi razlitji. Prav tako, da bi preprečili širjenje olja, fizično kemične metode. Nastal je penasti skupinski pripravek, ki ob stiku z oljnim madežem le-tega popolnoma ovije. Po ožemanju lahko peno ponovno uporabimo kot sorbent. Takšna zdravila so zelo priročna zaradi enostavne uporabe in nizkih stroškov, vendar njihova množična proizvodnja še ni vzpostavljena. Obstajajo tudi sorbenti na osnovi rastlinskih, mineralnih in sintetičnih snovi. Nekateri od njih lahko zberejo do 90% razlite nafte. Glavna zahteva, ki jim je postavljena, je nepotopljivost. Po zbiranju nafte s sorbenti ali mehanskimi sredstvi na površini vode vedno ostane tanek film, ki ga je mogoče odstraniti z razprševanjem kemikalij, ki ga razgradijo. Toda hkrati morajo biti te snovi biološko varne. Na Japonskem so ustvarili in preizkusili edinstveno tehnologijo, s katero lahko kratek čas odpravite velikanski madež. Korporacija Kansai Sage je izdala reagent ASWW, katerega glavna sestavina je posebej obdelana riževa lupina. Razpršeno po površini zdravilo absorbira emisijo v pol ure in se spremeni v gosto maso, ki jo je mogoče odstraniti s preprosto mrežico. Izviren načinčiščenje so ameriški znanstveniki dokazali v Atlantskem oceanu. Pod oljno folijo se na določeno globino spusti keramična plošča. Z njim je povezan akustični zapis. Pod vplivom tresljajev se najprej nabere v debeli plasti nad mestom vgradnje plošče, nato pa se pomeša z vodo in začne bruhati. Električni tok, priveden na ploščo, vžge vodnjak in olje popolnoma zgori. Za odstranjevanje oljnih madežev s površine obalnih voda so ameriški znanstveniki ustvarili modifikacijo polipropilena, ki privlači maščobne delce. Na čolnu katamaranu so med trupe postavili nekakšno zaveso iz tega materiala, katere konci visijo v vodo. Takoj ko čoln zadene madež, se olje trdno oprime "zavese". Preostane le še spuščanje polimera skozi valje posebne naprave, ki iztisne olje v pripravljeno posodo. Od leta 1993 je prepovedano odlaganje tekočih radioaktivnih odpadkov (LRAO), vendar njihovo število vztrajno narašča. Zato so se zaradi varovanja okolja v 90. letih začeli razvijati projekti čiščenja tekočih radioaktivnih odpadkov. Leta 1996 so predstavniki japonskih, ameriških in ruskih podjetij podpisali pogodbo o ustanovitvi obrata za predelavo tekočih radioaktivnih odpadkov, nakopičenih na Daljnji vzhod Rusija. Japonska vlada je za projekt namenila 25,2 milijona dolarjev. Vendar kljub nekaj uspeha pri iskanju učinkovita sredstva, odpravljanje onesnaževanja, je o rešitvi problematike še prezgodaj govoriti. Samo z uvajanjem novih metod čiščenja vodnih površin ni mogoče zagotoviti čistoče morij in oceanov. Osrednja naloga, ki jo morajo vse države rešiti skupaj, je preprečevanje onesnaževanja. ZAKLJUČEK Trenutno so uporaba Svetovnega oceana s strani ljudi in človekove gospodarske dejavnosti povzročile lokalne in globalne okoljske probleme ter motnje v delovanju morskih ekosistemov. izginila kot posledica človekove dejavnosti posamezne vrsteživalstvo, nekatere druge vrste so na robu uničenja. Nekatera območja morja so bila izpostavljena močnemu onesnaženju, kar je radikalno motilo delovanje lokalnih ekosistemov. Pesticidi se nahajajo tam, kjer niso bili uporabljeni, in v organizmih, proti katerim ti pesticidi niso bili uporabljeni: v organizmih polarnih živali, kitov in rib. Razvoj obalnih območij vodi v uničenje dela obalnih ekosistemov, ki so neločljivo povezani z oceanom. Viri oceanskih rib so bili nedavno izčrpani. Grožnje, ki jih predstavlja ekološka kriza Svetovnega oceana, so zdaj jasne vsemu človeštvu: zmanjšanje ulova rib, izguba edinstvenih rekreacijskih območij za ljudi, splošna zastrupitev biosfere in nato ljudi. In so že začeli sprejemati pravih ukrepov pravne narave (odobritev mednarodnih okoljskih konvencij in sporazumov, nacionalnih zakonodajnih aktov in nadzor nad njihovim izvajanjem), ukrepi za umetno obnavljanje bioloških virov morij (marikultura), oblikovani so bili morski rezervati (Naravni rezervat Florida v ZDA je specializirano za zaščito morskih krav). Kljub divjemu lovu se je začela obnova populacije morskih kitov v Svetovnem oceanu. Za razvoj nastajajo umetni umetni otoki. In vendar so globalni okoljski problemi oceanov še daleč od rešitve. Ena najpomembnejših nalog sodobne oceanologije - preučevanje procesov, ki se dogajajo v oceanu, in preprečevanje okoljske krize - se je začela uresničevati. BIBLIOGRAFIJA 1. Ekologija: učbenik. / L. V. Peredelsky, V. I. Korobkin, O. E. Prikhodchenko. - M.: Prospekt, 2009.- 512 str. .
Vloga oceanov v delovanju biosfere kot enotnega sistema je težko preceniti. Vodna površina oceanov in morij pokriva večino planeta. V interakciji z ozračjem oceanski tokovi v veliki meri določajo nastanek podnebja in vremena na Zemlji. Vsi oceani, vključno z zaprtimi in polzaprtimi morji, so trajnega pomena za globalno oskrbo svetovnega prebivalstva s hrano.
Ocean, zlasti njegovo obalno območje, ima vodilno vlogo pri podpiranju življenja na Zemlji, saj približno 70% kisika, ki vstopi v atmosfero planeta, nastane med procesom fotosinteze planktona.
Svetovni oceani pokrivajo 2/3 zemeljske površine in zagotavljajo 1/6 vseh živalskih beljakovin, ki jih prebivalstvo uživa kot hrano.
Oceani in morja se soočajo z vse večjim okoljskim stresom zaradi onesnaževanja, prekomernega ulova rib in školjk, uničenja zgodovinskih drstišč rib ter propadanja obal in koralnih grebenov.
Posebno zaskrbljujoče je onesnaževanje Svetovnega oceana s škodljivimi in strupenimi snovmi, vključno z nafto in naftnimi derivati, ter radioaktivnimi snovmi.
O obsegu onesnaženja govorijo naslednja dejstva: letno se obalne vode napolnijo s 320 milijoni ton železa, 6,5 milijona ton fosforja, 2,3 milijona ton svinca. Na primer, leta 1995 je bilo samo v rezervoarje Črnega in Azovskega morja izpuščenih 7,7 milijarde m3 onesnažene industrijske in komunalne odpadne vode. Najbolj onesnažene so vode Perzijskega in Adenskega zaliva. Tudi vode Baltskega in Severnega morja so polne nevarnosti. Torej, v letih 1945-1947. Britansko, ameriško in sovjetsko poveljstvo jih je zasulo s približno 300.000 tonami zajetega in lastnega streliva s strupenimi snovmi (iperit, fosgen). Poplavne operacije so bile izvedene v veliki naglici in v nasprotju z okoljevarstvenimi standardi. Do leta 2009 so bila ohišja kemičnega streliva močno poškodovana, kar je polno resnih posledic.
Najpogostejše snovi, ki onesnažujejo ocean, so nafta in naftni derivati. Letno v Svetovni ocean vstopi povprečno 13-14 milijonov ton naftnih derivatov. Onesnaženje z nafto je nevarno iz dveh razlogov: prvič, na površini vode se oblikuje film, ki onemogoča dostop kisika do morske flore in favne; drugič, samo olje je strupena spojina. Pri vsebnosti olja v vodi 10-15 mg/kg poginejo plankton in ribje mladice.
Prave okoljske katastrofe so velika razlitja nafte iz počenih cevovodov in zrušitev supertankerjev. Samo ena tona nafte lahko s filmom prekrije 12 km 2 morske površine.
Kot je bilo že omenjeno v odstavku 11.1, se je leta 2010 zaradi nesreče na naftni ploščadi med tremi meseci obnovitvenih del v Mehiški zaliv izlilo 4 milijone sodčkov nafte. Za obnovo poškodovanih obalnih morskih ekosistemov bo potrebnih vsaj 5 let.
Posebej nevarna je radioaktivna kontaminacija pri odlaganju radioaktivnih odpadkov. Sprva je bil glavni način odstranjevanja radioaktivnih odpadkov zakopavanje v morja in oceane. To so bili praviloma nizkoradioaktivni odpadki, ki so bili zapakirani v 200-litrske kovinske zabojnike, napolnjeni z betonom in odvrženi v morje. Prvi tak pokop je bil v ZDA, 80 km od obale Kalifornije.
Pred letom 1983 je 12 držav odlagalo radioaktivne odpadke v odprto morje. Na primer, med letoma 1949 in 1970 je bilo v vode Tihega oceana odvrženih 560.261 zabojnikov.
Sprejeti so bili številni mednarodni dokumenti, katerih glavni cilj je zaščita Svetovnega oceana. Leta 1972 je bila v Londonu podpisana Konvencija o preprečevanju onesnaževanja morja z odlaganjem odpadkov z visoko in srednjo stopnjo sevanja brez posebnega dovoljenja. Od leta 1970 Izvaja se okoljski program ZN "Regionalna morja", ki združuje več kot 120 držav sveta, ki si delijo 10 morij. Sprejeti so bili regionalni večstranski sporazumi: Konvencija o varstvu morskega okolja severovzhodnega Atlantika (Pariz, 1992); Konvencija o varstvu Črnega morja pred onesnaženjem (Bukarešta, 1992)
Od leta 1993 je prepovedano odlaganje tekočih radioaktivnih odpadkov. Ker se je njihovo število nenehno povečevalo, so zaradi varstva okolja leta 1996 podpisali pogodbo med ameriškimi, japonskimi in ruskimi podjetji o ustanovitvi obrata za predelavo tekočih radioaktivnih odpadkov, nabranih na Daljnem vzhodu.
Veliko nevarnost za vdor radioaktivnosti v vode Svetovnega oceana predstavljajo puščanja jedrskih reaktorjev in jedrskih konic, ki so potonile skupaj z jedrskimi podmornicami. Tako je zaradi takšnih nesreč do leta 2009 šest jedrskih elektrarn in več deset jedrskih konic končalo v oceanu, ki ga je hitro razjedala morska voda.
V nekaterih bazah ruske mornarice so radioaktivni materiali še vedno pogosto shranjeni neposredno na odprtih območjih. In zaradi pomanjkanja sredstev za odlaganje bi lahko v nekaterih primerih radioaktivni odpadki končali neposredno v morskih vodah.
Posledično je kljub sprejetim ukrepom radioaktivna kontaminacija Svetovnega oceana zelo zaskrbljujoča.
Izginotje globalnega podnebnega pojava - toka El Niño. Ta tok je izjemen naravni pojav, ki občasno prinaša neizmerne katastrofe v številne države sveta. Dejstvo je, da iz še neznanih razlogov včasih pride do motenj v dokaj stabilnem globalnem sistemu pasatov in oceanskih tokov: smer vetrov se spremeni in masa tople vode priteče k obalam Amerike namesto Indonezije in Avstralija. Gibanje ogromnih mas tople vode vodi do povečanega izhlapevanja s površine vode. V ozračju se pojavijo velikanska območja, nasičena z vlago, ki postanejo nekakšna ovira za sezonske pacifiške vetrove - pasate, in spremenijo svojo smer.
Takšna napaka se ne zgodi brez katastrofalnih posledic za podnebje številnih držav: nekatere od njih začnejo dolgo sušo, druge trpijo zaradi neskončnega deževja, ki povzroča poplave. V praksi El Niño tako ali drugače vpliva na podnebje vseh držav. Toda Amerika, zlasti južna, zaradi tega še posebej trpi. Dovolj je spomniti se, da je leta 1982 zaradi tega toka na severu Peruja padlo 30-krat več padavin od običajnih, kar je povzročilo poplave in lakoto. Leta 1997 je v isti državi umrlo 300 ljudi, 250.000 pa jih je ostalo brez strehe nad glavo.
Kot so ugotovili znanstveniki, je El Niño pomembno vplival na razvoj starih civilizacij Južna Amerika in celo postal krivec za smrt nekaterih izmed njih.
V letih 1997-1998 Ta zahrbtni tok je iz neznanih razlogov izginil. Brez primere v moderna zgodovina Izginotje globalnega podnebnega pojava bi lahko imelo dramatične posledice za podnebje našega celotnega planeta.
Eden od verjetnih razlogov za izginotje tega toka bi lahko bila nenavadna krepitev vzhodnih vetrov nad Tihim oceanom.
Ohranjanje oceanov
Trenutno veliko vode vstopa v ocean škodljive snovi: nafta, plastika, industrijski in kemični odpadki, pesticidi itd., kar še posebej škodljivo vpliva na življenje morskega življenja.
Čas razgradnje odpadkov, ki vstopajo v Svetovni ocean, je predstavljen v tabeli. 24.
Tabela 24. Čas, potreben za razgradnjo različne vrste odpadki v oceanu
|
Vrste odpadkov |
Čas razgradnje, leta |
|
Embalaža iz prehrambeni izdelki z aluminijasto folijo |
|
|
Pločevinke za pivo |
|
|
Plastične vrečke |
|
|
Plastenke |
|
|
Plastični izdelki (polivinilklorid) |
|
|
Penasta plastika (ekspandirani polistiren) |
Od 80 do 400 |
|
Izdelki iz PVC (polivinilklorida) |
|
|
Steklenice in steklo |
Ne manj kot 1000 |
Resni primeri onesnaženja oceanov so povezani predvsem z nafto (slika 162). Zaradi pranja skladišč tankerjev se v ocean letno odvrže od osem do 20 milijonov sodčkov nafte. In to ne vključuje nesreč med prevozom nafte po morskih poteh. Oljni film ustavi dotok kisika v vodo, moti izmenjavo vlage in plinov ter uniči plankton in ribe. In to je le majhen del škode, ki jo nafta povzroča morski vodi in njenim prebivalcem (slika 163).
Med najbolj škodljive odpadke, ki končajo v oceanih, so poleg nafte tudi težke kovine, predvsem živo srebro, kadmij, nikelj, baker, svinec in krom. Samo v Severni Mors se letno izpusti do 50.000 ton teh kovin (tabela 25).
Še večja skrb pa je izpust odpadne vode v oceansko vodo, ki vsebuje pesticide, kot so aldrin, dieldrin in endrin, ki se lahko kopičijo v tkivih živih organizmov. Trenutno niti ni znano dolgoročne posledice uporaba takšnih kemikalij.
Tributilkositrov klorid (TBT), ki se pogosto uporablja za barvanje kobilic ladij in preprečevanje njihovega zaraščanja s školjkami in algami, je škodljiv za oceanske prebivalce. Sedaj je dokazano, da izključuje možnost razmnoževanja ene vrste rakov - volka.
riž. 162. Onesnaženje svetovnega oceana z nafto
riž. 163. Vpliv onesnaženja z nafto Tabela 25. Nevarne kovine, ki vstopajo v oceanske vode
|
Kovina, oznaka |
Sodobna uporaba |
Škodljivi učinki na človeka |
|
Termometri, svetilke za umetno svetlobo, barvila, električni aparati |
Presnovne motnje, poškodbe živčnega sistema |
|
|
Svinec, Pb |
Baterije, električni kabli, spajke, barvila |
Splošni strupeni učinek |
|
Kadmij, Cd |
Kovinske prevleke, barvila, nikelj-kadmijevi tokovni viri, spajke, fotografija |
Poškodba živčnega sistema, jeter in ledvic, uničenje kosti |
Ocean je še vedno prizorišče okoljskih katastrof, povezanih s prevozom izjemno nevarnega tovora, kot so strupeni odpadki (na primer plutonij).
Druga pogosta težava za oceane je cvetenje alg. V Severnem morju ob obali Norveške in Danske ga povzroča rast alge Chlorochromulina polylepis. Po drugi strani to cvetenje alg vodi v resen upad ribolova lososa. Menijo, da je hitro širjenje alg povezano z industrijskimi emisijami velikih količin mikroelementov, ki jim služijo kot hrana.
V zadnjem času se ocean vse bolj aktivno uporablja za namestitev jedrskega raketnega orožja podmorske flote in za zakopavanje radioaktivnih snovi na dno, kar ima tudi negativne posledice za Svetovni ocean.
Vse oceanske vode so onesnažene, vendar so obalne vode bolj onesnažene kot odprti ocean. Najprej je to veliko razloženo veliko število viri onesnaženja. Na primer, približno 430 milijard ton odpadkov letno pride v Sredozemsko morje iz 120 obalnih mest. Njihov vir so industrijska in kmetijska podjetja, komunalne organizacije, pa tudi 360 milijonov ljudi, ki živijo ali počitnikujejo v 20 sredozemskih državah. Najbolj onesnažene so morske obale Španije, Francije in Italije, kar pojasnjujejo z navalom turistov in dela industrijska podjetja.
Zaščita oceanskih voda je eden najbolj perečih problemov človeštva v tem času.
Konferenca ZN je 30. aprila 1982 sprejela Konvencijo o pomorskem pravu, ki ureja uporabo Svetovnega oceana za skoraj vse namene. V zvezi s tem sta še posebej pomembna boj proti onesnaževanju in zaščita naravnih oceanskih virov.
Leto 1998 je bilo razglašeno za leto oceana. Potem mnogi znanstvena raziskava oceanskih vodah je potekalo pod nadzorom Unesca. Postalo je očitno, da je za preučevanje in zaščito oceanskih voda potrebno mednarodno sodelovanje.
Trenutno se izvaja nova metoda Raziskovanje Svetovnega oceana - daljinsko zaznavanje. Na podlagi njegovih podatkov se odloča o pravilno uporabo vire Svetovnega oceana in varstvo njegovih voda.
1. Značilnosti obnašanja onesnaževal v oceanu
2. Antropogena ekologija oceana - nova znanstvena smer v oceanologiji
3. Koncept asimilacijske sposobnosti
4. Sklepi iz ocene asimilacijske sposobnosti morskega ekosistema za onesnaževala na primeru Baltskega morja
1 Značilnosti obnašanja onesnaževal v oceanu. Zadnja desetletja zaznamujejo povečani antropogeni vplivi na morske ekosisteme, ki so posledica onesnaževanja morij in oceanov. Porazdelitev številnih onesnaževal je postala lokalna, regionalna in celo globalna. Zato je onesnaževanje morij, oceanov in njihovih živih organizmov postalo velik mednarodni problem, potrebo po zaščiti morskega okolja pred onesnaženjem pa narekujejo zahteve po racionalni rabi naravnih virov.
Onesnaženje morja je opredeljeno kot: »človekov neposreden ali posreden vnos snovi ali energije v morsko okolje (vključno z estuarji), kar povzroča škodljive posledice, kot so škoda na živih virih, nevarnost za zdravje ljudi, motnje v morskih dejavnostih, vključno z ribolova, poslabšanje kakovosti morske vode in njeno zmanjševanje uporabne lastnosti" Ta seznam vključuje snovi s strupenimi lastnostmi, izpuste segrete vode (toplotno onesnaženje), mikrobne patogene, trdne odpadke, suspendirane trdne snovi, hranila in številne druge oblike antropogenih vplivov.
Najbolj pereč problem našega časa je postal problem kemičnega onesnaževanja oceanov.
Viri onesnaženja oceanov in morij vključujejo naslednje:
Izpust industrijskih in gospodinjskih voda neposredno v morje ali z rečnim tokom;
Prejem različnih snovi, ki se uporabljajo v kmetijstvu in gozdarstvu, iz zemlje;
Namerno odlaganje onesnaževal v morje; uhajanje različnih snovi med delovanjem ladje;
Nenamerni izpusti iz ladij ali podvodnih cevovodov;
Rudarstvo morskega dna;
Prenos onesnaževal skozi ozračje.
Seznam onesnaževal, ki jih proizvaja ocean, je izjemno obsežen. Vsi se razlikujejo po stopnji strupenosti in obsegu razširjenosti - od obalnih (lokalnih) do globalnih.
V Svetovnem oceanu najdemo vedno več novih onesnaževal. Najbolj nevarne organoklorove spojine, poliaromatski ogljikovodiki in nekateri drugi postajajo vse bolj razširjeni po vsem svetu. Imajo visoko bioakumulativno sposobnost, močan toksičen in rakotvoren učinek.
Nenehno povečevanje skupnega vpliva številnih virov onesnaženja vodi v progresivno evtrofikacijo obalnih območij morja in mikrobiološko onesnaženje vode, kar bistveno otežuje uporabo vode za različne človeške potrebe.
Nafta in naftni derivati. Nafta je viskozna oljnata tekočina, običajno temno rjave barve in šibko fluorescentna. Olje je sestavljeno pretežno iz nasičenih alifatskih in hidroaromatskih ogljikovodikov (od C 5 do C 70) in vsebuje 80-85 % C, 10-14 % H, 0,01-7 % S, 0,01 % N in 0-7 % O 2.
Glavne sestavine nafte - ogljikovodiki (do 98%) - so razdeljeni v štiri razrede.
1. Parafini (alkani) (do 90% celotne sestave olja) so stabilne nasičene spojine C n H 2n-2, katerih molekule so izražene z ravno ali razvejeno (izoalkansko) verigo ogljikovih atomov. Med parafine spadajo plini metan, etan, propan in drugi, spojine s 5-17 ogljikovimi atomi so tekočine, tiste z velikim številom ogljikovih atomov pa trdne snovi. Lahki parafini imajo največjo hlapnost in topnost v vodi.
2. Cikloparafini. (nafteni) so nasičene ciklične spojine C n H 2 n s 5-6 ogljikovimi atomi v obroču (30-60% celotne sestave olja). Poleg ciklopentana in cikloheksana najdemo v olju biciklične in policiklične naftene. Te spojine so zelo stabilne in biološko slabo razgradljive.
3. Aromatski ogljikovodiki (20-40% celotne sestave olja) - nenasičene ciklične spojine serije benzena, ki vsebujejo 6 manj ogljikovih atomov v obroču kot ustrezni nafteni. Ogljikove atome v teh spojinah lahko nadomestimo tudi z alkilnimi skupinami. Nafta vsebuje hlapne spojine z molekulo v obliki enega obroča (benzen, toluen, ksilen), nato biciklične (naftalen), triciklične (antracen, fenantren) in policiklične (na primer piren s 4 obroči) ogljikovodike.
4. Olefipi (alkeni) (do 10% celotne sestave olja) - nenasičene neciklične spojine z enim ali dvema atomoma vodika na vsakem atomu ogljika v molekuli z ravno ali razvejeno verigo.
Glede na področje se olja zelo razlikujejo po sestavi. Pensilvanijska in kuvajtska olja tako uvrščamo med parafinske, bakujsko in kalifornijsko pretežno naftensko, ostale nafte pa so vmesne vrste.
Olje vsebuje tudi spojine, ki vsebujejo žveplo (do 7 % žvepla), maščobne kisline (do 5 % kisika), dušikove spojine (do 1 % dušika) in nekatere organokovinske derivate (z vanadijem, kobaltom in nikljem).
Kvantitativna analiza in identifikacija naftnih derivatov v morskem okolju predstavlja velike težave ne le zaradi njihove večkomponentnosti in različnih oblik obstoja, temveč tudi zaradi naravnega ozadja ogljikovodikov naravnega in biogenega izvora. Na primer, približno 90 % ogljikovodikov z nizko molekulsko maso, kot je etilen, raztopljenih v površinskih vodah oceana, je povezanih s presnovno aktivnostjo organizmov in razgradnjo njihovih ostankov. Vendar pa se na območjih z intenzivnim onesnaženjem raven takih ogljikovodikov poveča za 4-5 velikosti.
Ogljikovodiki biogenega in naftnega izvora imajo glede na eksperimentalne študije številne razlike.
1. Nafta je kompleksnejša mešanica ogljikovodikov s širokim razponom struktur in relativnih molekulskih mas.
2. Olje vsebuje več homolognih nizov, v katerih imajo sosednji člani običajno enake koncentracije. Na primer, v seriji alkanov C 12 -C 22 je razmerje sodih in lihih članov enako enoti, medtem ko biogeni ogljikovodiki v isti seriji vsebujejo pretežno lihe člane.
3. Nafta vsebuje širšo paleto cikloalkanov in aromatskih ogljikovodikov. Številnih spojin, kot so mono-, di-, tri- in tetrametilbenzeni, ni v morskih organizmih.
4. Nafta vsebuje številne naftensko-aromatske ogljikovodike, različne heterospojine (ki vsebujejo žveplo, dušik, kisik, kovinske ione), težke asfaltne snovi - vse to praktično ni v organizmih.
Nafta in naftni derivati so najpogostejši onesnaževalci Svetovnega oceana.
Vstopne poti in oblike obstoja naftnih ogljikovodikov so raznolike (raztopljeni, emulgirani, filmski, trdni). M. P. Nesterova (1984) ugotavlja naslednje vstopne poti:
izpusti v pristaniščih in pristaniških vodah, vključno z izgubami pri polnjenju tankerjev tankerjev (17%~);
Odvajanje industrijskih odpadkov in odpadne vode (10 %);
Meteorna voda (5 %);
Nesreče ladij in vrtalnih ploščadi na morju (6 %);
Vrtanje na morju (1 %);
Atmosferske padavine (10 %),
Odnos z rečnim odtokom v vsej svoji raznolikosti oblik (28 %).
Izpusti izpiralnih, balastnih in kalužnih voda v morje z ladij (23 %);
Največje izgube nafte so povezane z njenim transportom iz proizvodnih območij. Izredne razmere, ko tankerji izpuščajo pralno in balastno vodo čez krov - vse to povzroča prisotnost stalnih polj onesnaženja vzdolž morskih poti.
Lastnost olj je njihova fluorescenca pod ultravijoličnim obsevanjem. Največjo intenzivnost fluorescence opazimo v območju valovnih dolžin 440-483 nm.
Razlika v optičnih karakteristikah oljnih filmov in morske vode omogoča daljinsko detekcijo in oceno onesnaženosti morske gladine z oljem v ultravijoličnem, vidnem in infrardečem delu spektra. V ta namen pasivni in aktivne metode. Velike količine nafte s kopnega pridejo v morja po rekah, z domačimi in meteornimi odtoki.
Usoda nafte, razlite v morje, je določena s seštevkom naslednjih procesov: izhlapevanje, emulgiranje, raztapljanje, oksidacija, tvorba oljnih agregatov, sedimentacija in biorazgradnja.
Ko olje vstopi v morsko okolje, se najprej razširi kot površinski film in tvori madeže različnih debelin. Po barvi filma lahko približno ocenite njegovo debelino. Oljni film spremeni intenziteto in spektralno sestavo svetlobe, ki prodira v vodno maso. Prepustnost svetlobe tankih plasti surove nafte je 1-10 % (280 nm), 60-70 % (400 nm). Oljni film debeline 30-40 mikronov popolnoma absorbira infrardeče sevanje.
V prvem obdobju obstoja oljnih madežev je zelo pomemben proces izhlapevanja ogljikovodikov. Po podatkih opazovanj do 25% frakcij lahkega olja izhlapi v 12 urah, pri temperaturi vode 15 °C vsi ogljikovodiki do C 15 izhlapijo v 10 dneh (Nesterova, Nemirovskaya, 1985).
Vsi ogljikovodiki imajo nizko topnost v vodi, ki se zmanjšuje z naraščanjem števila ogljikovih atomov v molekuli. Približno 10 mg spojin s C6, 1 mg spojin s C8 in 0,01 mg spojin s C12 raztopimo v 1 litru destilirane vode. Na primer, pri povprečni temperaturi morske vode je topnost benzena 820 µg/l, toluena - 470, pentana - 360, heksana - 138 in heptana - 52 µg/l. Za vodne organizme so najbolj strupene topne sestavine, katerih vsebnost v surovi nafti ne presega 0,01 %. Sem spadajo tudi snovi, kot je benzo(a)piren.
Pri mešanju z vodo olje tvori dve vrsti emulzij: direktno "olje v vodi" in obratno "voda v olju". Direktne emulzije, sestavljene iz oljnih kapljic s premerom do 0,5 mikrona, so manj stabilne in so značilne predvsem za olja, ki vsebujejo površinsko aktivne snovi. Po odstranitvi hlapnih in topnih frakcij ostanki olja pogosto tvorijo viskozne inverzne emulzije, ki so stabilizirane z visokomolekularnimi spojinami, kot so smole in asfalteni, in vsebujejo 50-80 % vode (»čokoladni mousse«). Pod vplivom abiotskih procesov se poveča viskoznost "moussa" in se začne zlepljati v agregate - oljne kepe velikosti od 1 mm do 10 cm (običajno 1-20 mm). Agregati so mešanica ogljikovodikov z visoko molekulsko maso, smol in asfaltenov. Izgube nafte za tvorbo agregatov znašajo 5-10%.Visoko viskozne strukturirane formacije - "čokoladni mousse" in oljne kepe - lahko ostanejo na morski gladini dolgo časa, jih prenašajo tokovi, naplavijo na obalo in se usedejo na dno. . Oljne kepe so pogosto naseljene s perifitonom (modrozelene alge in diatomeje, morski raki in drugi nevretenčarji).
Pesticidi predstavljajo veliko skupino umetno ustvarjenih snovi, ki se uporabljajo za boj proti škodljivcem in rastlinskim boleznim. Glede na predvideni namen pesticide delimo na naslednje skupine: insekticidi - za boj proti škodljivim žuželkam, fungicidi in baktericidi - za boj proti glivičnim in bakterijskim boleznim rastlin, herbicidi - proti plevelom itd. Po izračunih ekonomistov vsak rubelj, porabljen za kemično zaščito rastlin pred škodljivci in boleznimi, zagotavlja ohranitev pridelka in njegova kakovost pri gojenju žitnih in zelenjavnih pridelkov v povprečju 10 rubljev, tehničnih in sadnih pridelkov - do 30 rubljev. Hkrati so okoljske študije pokazale, da pesticidi, medtem ko uničujejo škodljivce pridelka, povzročajo ogromno škodo mnogim koristne organizme in spodkopavajo zdravje naravnih biocenoz. V kmetijstvu že dolgo obstaja problem prehoda s kemičnih (onesnaževalnih) na biološke (okolju prijazne) načine zatiranja škodljivcev.
Trenutno na svetovni trg letno pride več kot 5 milijonov ton pesticidov. Približno 1,5 milijona ton teh snovi je že postalo del kopenskih in morskih ekosistemov po eolski ali vodni poti. Industrijsko proizvodnjo pesticidov spremlja nastanek velikega števila stranskih produktov, ki onesnažujejo odpadne vode.
IN vodno okolje najpogostejši so predstavniki insekticidov, fungicidov in herbicidov.
Sintetizirane insekticide delimo v tri glavne skupine: organoklorne, organofosforne in karbamate.
Organoklorne insekticide proizvajajo s kloriranjem aromatskih ali heterocikličnih tekočih ogljikovodikov. Sem spadajo DDT (diklorodifeniltrikloroetan) in njegovi derivati, v katerih molekulah se poveča stabilnost alifatskih in aromatskih skupin v skupni prisotnosti, vse vrste kloriranih ciklodienskih derivatov (eldrin, dil-drin, heptaklor itd.), pa tudi številni izomeri. heksaklorocikloheksana (y -HCH), med katerimi je najnevarnejši lindan. Te snovi imajo razpolovno dobo do nekaj desetletij in so zelo odporne na biorazgradnjo.
V vodnem okolju pogosto najdemo poliklorirane bifenile (PCB), derivate DDT brez alifatskega dela, ki vsebujejo 210 teoretičnih homologov in izomerov.
V zadnjih 40 letih je bilo v proizvodnji plastike, barvil, transformatorjev, kondenzatorjev itd. uporabljenih več kot 1,2 milijona ton PCB-jev. Poliklorirani bifenili vstopajo v okolje zaradi izpustov industrijskih odpadnih voda in sežiganja trdnih odpadkov na odlagališčih. . Slednji vir dovaja PCB v ozračje, od koder padejo s padavinami v vseh regijah sveta. Tako je bila v vzorcih snega, odvzetih na Antarktiki, vsebnost PCB od 0,03 do 1,2 ng/l.
Organofosfatni pesticidi so estri različnih alkoholov ortofosforne kisline ali enega od njenih derivatov, tiofosforne kisline. Ta skupina vključuje sodobne insekticide z značilno selektivnostjo delovanja proti insektom. Večina organofosfatov je podvržena precej hitri (v enem mesecu) biokemični razgradnji v tleh in vodi. Sintetiziranih je več kot 50 tisoč učinkovin, med katerimi so še posebej znani paration, malation, fosalong in dursban.
Karbamati so praviloma estri n-metakarbamske kisline. Večina jih ima tudi selektivnost delovanja.
Bakrove soli in nekatere mineralne žveplove spojine so se prej uporabljale kot fungicidi za boj proti glivičnim boleznim rastlin. Nato so se široko uporabljale organske živosrebrove snovi, kot je klorirano metil živo srebro, ki so ga zaradi izjemne toksičnosti za živali nadomestili metoksietil živo srebro in fenil živosrebrovi acetati.
V skupino herbicidov spadajo derivati fenoksiocetne kisline, ki imajo močan fiziološki učinek. Triazini (na primer simazin) in substituirane sečnine (monuron, diuron, pikloram) predstavljajo drugo skupino herbicidov, ki so dobro topni v vodi in stabilni v tleh. Najmočnejši od vseh herbicidov je pikloram. Za popolno uničenje nekaterih rastlinskih vrst je potrebno le 0,06 kg te snovi na 1 hektar.
DDT in njegovi metaboliti, PCB, HCH, deldrin, tetraklorofenol in drugi se nenehno nahajajo v morskem okolju.
Sintetične površinsko aktivne snovi. Detergenti (površinsko aktivne snovi) spadajo v veliko skupino snovi, ki zmanjšujejo površinsko napetost vode. So del sintetičnih detergentov (CMC), ki se pogosto uporabljajo v vsakdanjem življenju in industriji. Skupaj z odpadno vodo površinsko aktivne snovi vstopajo v celinske površinske vode in morsko okolje. Sintetična detergenti vsebujejo natrijeve polifosfate, v katerih so raztopljeni detergenti, ter številne dodatne sestavine, ki so strupene za vodne organizme: dišave, belila (persulfati, perborati), natrijeva soda, karboksimetilceluloza, natrijevi silikati in drugo.
Molekule vseh površinsko aktivnih snovi so sestavljene iz hidrofilnih in hidrofobnih delov. Hidrofilni del so karboksilne (COO -), sulfatne (OSO 3 -) in sulfonatne (SO 3 -) skupine ter kopičenja ostankov s skupinami -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 - oz. skupine, ki vsebujejo dušik in fosfor. Hidrofobni del običajno sestoji iz ravne, ki vsebuje 10-18 ogljikovih atomov, ali razvejane parafinske verige iz benzenskega ali naftalenskega obroča z alkilnimi radikali.
Glede na naravo in strukturo hidrofilnega dela molekule površinsko aktivne snovi jih delimo na anionske (organski ion je negativno nabit), kationske (organski ion je pozitivno nabit), amfoterne (kazijo kationske lastnosti v kisli raztopini in anionske v alkalna raztopina) in neionski. Slednji v vodi ne tvorijo ionov. Njihova topnost je posledica funkcionalnih skupin, ki imajo močno afiniteto do vode in tvorbe vodikovih vezi med molekulami vode in kisikovimi atomi, vključenimi v polietilen glikolni radikal površinsko aktivne snovi.
Najpogostejše površinsko aktivne snovi so anionske snovi. Predstavljajo več kot 50 % vseh površinsko aktivnih snovi, proizvedenih na svetu. Najpogostejši so alkilaril sulfonati (sulfonoli) in alkil sulfati. Molekule sulfonola vsebujejo aromatski obroč, katerega vodikovi atomi so nadomeščeni z eno ali več alkilnimi skupinami, in ostanek žveplove kisline kot solvatno skupino. Številni alkilbenzen sulfonati in alkil naftalen sulfonati se pogosto uporabljajo pri izdelavi različnih gospodinjskih in industrijskih CMC.
Prisotnost površinsko aktivnih snovi v industrijskih odpadnih vodah je povezana z njihovo uporabo v procesih, kot so flotacijska koncentracija rud, ločevanje produktov kemijske tehnologije, proizvodnja polimerov, izboljšanje pogojev za vrtanje naftnih in plinskih vrtin ter boj proti koroziji opreme.
V kmetijstvu se površinsko aktivne snovi uporabljajo kot del pesticidov. S pomočjo površinsko aktivnih snovi se emulgirajo tekoče in praškaste strupene snovi, ki so netopne v vodi, vendar topne v organskih topilih, veliko površinsko aktivnih snovi pa ima insekticidne in herbicidne lastnosti.
Rakotvorne snovi- to so kemično homogene spojine, ki izkazujejo transformacijsko delovanje in lahko povzročijo rakotvorne, teratogene (motnje procesov razvoja zarodka) ali mutagene spremembe v organizmih. Odvisno od pogojev izpostavljenosti lahko povzročijo zastoj rasti, pospešeno staranje, toksikogenezo, motnje v individualnem razvoju in spremembe v genskem skladu organizmov. Snovi z rakotvornimi lastnostmi so klorirani alifatski ogljikovodiki s kratkimi deli ogljikovih atomov v molekuli, vinil klorid, pesticidi in predvsem policiklični aromatski ogljikovodiki (PAH). Slednje so visokomolekularne organske spojine, v molekulah katerih je benzenski obroč glavni strukturni element. Številni nesubstituirani PAH vsebujejo v molekuli od 3 do 7 benzenskih obročev, ki so med seboj različno povezani. Je tudi velika številka policiklične strukture, ki vsebujejo funkcionalno skupino na benzenovem obroču ali na stranski verigi. To so halogenski, amino-, sulfo-, nitro derivati, pa tudi alkoholi, aldehidi, etri, ketoni, kisline, kinoni in druge aromatske spojine.
Topnost PAH v vodi je nizka in pada z naraščanjem molekulske mase: od 16.100 μg/L (acenaftilen) do 0,11 μg/L (3,4-benzpiren). Prisotnost soli v vodi praktično ne vpliva na topnost PAH. V prisotnosti benzena, olja, naftnih derivatov, detergentov in drugih organskih snovi pa se topnost PAH močno poveča. Iz skupine nesubstituiranih PAH v naravnih razmerah je najbolj znan in razširjen 3,4-benzpiren (BP).
Viri PAH v okolju lahko služijo naravni in antropogeni procesi. Koncentracija BP v vulkanskem pepelu je 0,3-0,9 μg/kg. To pomeni, da se lahko s pepelom v okolje sprosti 1,2-24 ton BP na leto. Zato največji znesek PAH v sodobnih pridnenih sedimentih Svetovnega oceana (več kot 100 μg/kg mase suhe snovi) so našli v tektonsko aktivnih conah, ki so podvržene globokim toplotnim vplivom.
Nekatere morske rastline in živali naj bi lahko sintetizirale PAH. V algah in morskih travah blizu zahodne obale Srednje Amerike vsebnost BP doseže 0,44 μg/g, v nekaterih rakih na Arktiki pa 0,23 μg/g. Anaerobne bakterije proizvedejo do 8,0 μg BP iz 1 g lipidnih izvlečkov planktona. Po drugi strani pa obstajajo posebne vrste morske in talne bakterije, ki razgrajujejo ogljikovodike, vključno s PAH.
Po ocenah L. M. Shabad (1973) in A. P. Ilnitsky (1975) je koncentracija BP v ozadju, ki nastane kot posledica sinteze BP v rastlinskih organizmih in vulkanske aktivnosti: v tleh 5-10 μg / kg (suha snov) , v rastlinah 1-5 µg/kg, v sladkovodni vodi 0,0001 µg/l. V skladu s tem so izpeljane gradacije stopnje onesnaženosti okoljskih objektov (tabela 1.5).
Glavni antropogeni vir PAH v okolju je piroliza organskih snovi pri izgorevanju različnih materialov, lesa in goriv. Pirolitična tvorba PAH se pojavi pri temperaturah 650-900 °C in pomanjkanju kisika v plamenu. Nastajanje BP so opazili med pirolizo lesa z največjim izkoristkom pri 300-350 °C (Dikun, 1970).
Po podatkih M. Suessa (G976) so bile globalne emisije BP v 70. letih približno 5000 ton na leto, od tega 72 % iz industrije in 27 % iz vseh vrst kurjenja na odprtem.
Težke kovine(živo srebro, svinec, kadmij, cink, baker, arzen in drugi) spadajo med pogosta in zelo strupena onesnaževala. Veliko jih uporabljajo v različnih industrijskih procesih, zato je kljub ukrepom čiščenja vsebnost spojin težkih kovin v industrijskih odpadnih vodah precej visoka. Velike mase teh spojin vstopajo v ocean skozi ozračje. Za morske biocenoze so najbolj nevarni živo srebro, svinec in kadmij.
Živo srebro se prenaša v ocean s celinskim odtokom in skozi ozračje. Pri preperevanju sedimentnih in magmatskih kamnin se letno sprosti 3,5 tisoč ton živega srebra. Atmosferski prah vsebuje približno 12 tisoč ton živega srebra, od tega je velik del antropogenega izvora. Zaradi vulkanskih izbruhov in atmosferskih padavin 50 tisoč ton živega srebra vstopi na površino oceana letno, med razplinjevanjem litosfere - 25-150 tisoč ton.Približno polovica letne industrijske proizvodnje te kovine (9-10 tisoč ton /leto) na različne načine pade v ocean. Vsebnost živega srebra v premogu in nafti je v povprečju 1 mg/kg, tako da pri izgorevanju fosilnih goriv Svetovni ocean prejme več kot 2 tisoč ton/leto. Letna proizvodnja živega srebra presega 0,1 % njegove skupne vsebnosti v Svetovnem oceanu, vendar antropogeni dotok že presega naravni odvzem z rekami, kar je značilno za številne kovine.
Na območjih, onesnaženih z industrijsko odpadno vodo, se koncentracija živega srebra v raztopini in suspendiranih snoveh močno poveča. Hkrati nekatere bentoške bakterije pretvorijo kloride v zelo strupen (mono- in di-) metil živo srebro CH 3 Hg. Kontaminacija morske hrane je večkrat povzročila zastrupitev z živim srebrom pri obalnem prebivalstvu. Do leta 1977 je bilo na Japonskem 2800 žrtev bolezni Minamata. Vzrok so bili odpadki iz obratov za proizvodnjo vinil klorida in acetaldehida, ki so kot katalizator uporabljali živosrebrov klorid. Nezadostno prečiščena odpadna voda iz tovarn je tekla v zaliv Minamata.
Svinec je tipičen element v sledovih, ki ga najdemo v vseh sestavinah okolja: skale, tla, naravne vode, ozračje, živi organizmi. Nazadnje se svinec aktivno razprši v okolje med človeško gospodarsko dejavnostjo. To so emisije iz industrijskih in gospodinjskih odpadnih voda, iz dima in prahu iz industrijskih podjetij ter iz izpušnih plinov motorjev z notranjim zgorevanjem.
Po V. V. Dobrovolskem (1987) ima prerazporeditev svinčenih mas med kopnim in svetovnim oceanom naslednjo obliko. C. rečni odtok pri povprečni koncentraciji svinca v vodi 1 μg/l odnese približno 40 10 3 t/leto v vodi topnega svinca v ocean, približno 2800-10 3 t/leto v trdni fazi rečne suspendirane snovi. in 10 10 3 t/leto v finem organskem detritusu./leto. Če upoštevamo, da se več kot 90% rečne suspendirane snovi usede v ozkem obalnem pasu police in da pomemben del vodotopnih kovinskih spojin zajamejo geli železovega oksida, potem pelagični ocean prejme le približno (200-300) 10 3 ton v sestavi fine suspendirane snovi in (25- 30) 10 3 t raztopljenih spojin.
Migracijski tok svinca s celin v ocean se ne dogaja samo z rečnim odtokom, ampak tudi skozi ozračje. S celinskim prahom prejme ocean (20-30)-10 3 ton svinca na leto. Njen dovod na površino oceana s tekočimi padavinami je ocenjen na (400-2500) 10 3 t/leto s koncentracijo v deževnici 1-6 μg/l. Viri vnosa svinca v atmosfero so vulkanski izpusti (15-30 t/leto v produktih pelitnega izbruha in 4 10 3 t/leto v submikronskih delcih), hlapne organske spojine iz vegetacije (250-300 t/leto), produkti izgorevanja med požari. ((6-7) 10 3 t/leto) in sodobno industrijo. Proizvodnja svinca se je v začetku 19. stoletja povečala z 20-10 3 ton/leto. do 3500 10 3 t/leto do začetka 80. let 20. stoletja. Trenutni izpust svinca v okolje z industrijskimi in gospodinjskimi odpadki je ocenjen na (100-400) 10 3 ton/leto.
Kadmij, katerega svetovna proizvodnja je v 70. letih prejšnjega stoletja dosegla 15 10 3 ton/leto, prav tako vstopi v ocean z rečnim odtokom in skozi ozračje. Količina atmosferskega odstranjevanja kadmija je po različnih ocenah (1,7-8,6) 10 3 ton/leto.
Odlaganje odpadkov v morje z namenom zakopavanja (odlaganje).Številne države z dostopom do morja izvajajo morsko odlaganje različnih materialov in snovi, zlasti poglabljanja zemlje, vrtin, industrijskih odpadkov, gradbenih odpadkov, trdnih odpadkov, eksplozivov in kemikalij, radioaktivnih odpadkov itd. Količinski zakopi predstavljajo približno 10 % celotne mase onesnaževal, ki vstopajo v Svetovni ocean. Tako je bilo od leta 1976 do 1980 letno odloženih več kot 150 milijonov ton različnih odpadkov z namenom odlaganja, kar opredeljuje pojem »odlaganje«.
Osnova za odlaganje v morje je sposobnost morskega okolja, da predela velike količine organskih in anorganske snovi brez večje škode za kakovost vode. Vendar ta sposobnost ni neomejena. Zato se damping obravnava kot prisilni ukrep, začasen poklon družbe nepopolnosti tehnologije. Zato razvoj in znanstvena osnova načine urejanja izpustov odpadkov v morje.
Industrijsko blato vsebuje različne organske snovi in spojine težkih kovin. Gospodinjski odpadki v povprečju vsebujejo (glede na maso suhe snovi) 32-40 % organskih snovi, 0,56 % dušika, 0,44 % fosforja, 0,155 % cinka, 0,085 % svinca, 0,001 % kadmija, 0,001 % živega srebra. Blato iz komunalnih čistilnih naprav vsebuje (glede na maso suhe snovi) do. 12% humusnih snovi, do 3% skupnega dušika, do 3,8% fosfatov, 9-13% maščob, 7-10% ogljikovih hidratov in onesnaženo s težkimi kovinami. Tudi materiali za poglabljanje imajo podobno sestavo.
Med izpustom, ko material prehaja skozi vodni stolpec, gre del onesnaževal v raztopino, s čimer se spremeni kakovost vode, drugi del pa se absorbira v suspendirane delce in gre v talne usedline. Hkrati se poveča motnost vode. Prisotnost organskih snovi pogosto vodi do hitre porabe kisika v vodi in pogosto do njegovega popolnega izginotja, raztapljanja suspendiranih snovi, kopičenja kovin v raztopljeni obliki in pojava vodikovega sulfida. Prisotnost velike količine organskih snovi ustvarja v tleh stabilno redukcijsko okolje, v katerem se pojavi posebna vrsta muljevite vode, ki vsebuje vodikov sulfid, amoniak in kovinske ione v reducirani obliki. V tem primeru se sulfati in nitrati zmanjšajo, fosfati pa se sproščajo.
Izpuščeni materiali v različni meri vplivajo na organizme nevstona, pelagija in bentosa. V primeru tvorbe površinskih filmov, ki vsebujejo naftne ogljikovodike in površinsko aktivne snovi, je izmenjava plinov na vmesniku motena. zrak-voda. To vodi do smrti ličink nevretenčarjev, ribjih ličink in mladic ter povzroči povečanje števila oljnooksidirajočih in patogenih mikroorganizmov. Prisotnost suspendiranih onesnaževal v vodi poslabša pogoje prehranjevanja, dihanja in metabolizma vodnih organizmov, zmanjša hitrost rasti in zavira spolno dozorevanje planktonskih rakov. Onesnaževala, ki vstopajo v raztopino, se lahko kopičijo v tkivih in organih vodnih organizmov in imajo nanje strupen učinek. Izpuščanje odlagališč na dno in dolgotrajna povečana motnost pridnene vode povzročita zasipavanje in smrt zaradi zadušitve pritrjenih in sedečih oblik bentosa. Pri preživelih ribah, mehkužcih in rakih se stopnja rasti zmanjša zaradi slabših pogojev hranjenja in dihanja. Vrstna sestava bentoške združbe se pogosto spreminja.
Pri organizaciji sistema nadzora izpustov odpadkov v morje je ključnega pomena določitev odlagališč ob upoštevanju lastnosti materialov in značilnosti morskega okolja. Potrebna merila za rešitev problema so vsebovana v »Konvenciji o preprečevanju onesnaževanja morja z odlaganjem odpadkov in drugih materialov« (Londonska konvencija o odlaganju odpadkov, 1972). Glavne zahteve konvencije so naslednje.
1. Ocena količine, stanja in lastnosti (fizikalnih, kemičnih, biokemijskih, bioloških) izpuščenih snovi, njihove toksičnosti, stabilnosti, nagnjenosti k kopičenju in biotransformaciji v vodnem okolju in morskih organizmih. Izkoriščanje možnosti nevtralizacije, nevtralizacije in recikliranja odpadkov.
2. Izbira območij izpustov ob upoštevanju zahtev po maksimalnem razredčenju snovi, minimalni porazdelitvi preko meja izpustov ter ugodni kombinaciji hidroloških in hidrofizikalnih razmer.
3. Zagotavljanje oddaljenosti izpustov od območij prehranjevanja in drstišča rib, od habitatov redkih in občutljivih vrst vodnih organizmov, od območij rekreacije in gospodarske rabe.
Tehnogeni radionuklidi. Za ocean je značilna naravna radioaktivnost zaradi prisotnosti v njem 40 K, 87 Rb, 3 H, 14 C, pa tudi radionuklidov serije urana in torija. Več kot 90 % naravne radioaktivnosti oceanske vode je 40 K, kar je 18,5-10 21 Bq. Enota aktivnosti v sistemu SI je bekerel (Bq), kar je enako aktivnosti izotopa, pri katerem se v 1 s zgodi 1 razpad. Pred tem se je široko uporabljala zunajsistemska enota radioaktivnosti curie (Ci), ki ustreza aktivnosti izotopa, v katerem se v 1 s zgodi 3,7-10 10 razpadov.
Radioaktivne snovi tehnogenega izvora, predvsem cepitveni produkti urana in plutonija, so začele v velikih količinah vstopati v ocean po letu 1945, to je od začetka testiranja jedrskega orožja in širokega razvoja industrijske proizvodnje cepljivih snovi in radioaktivnih nuklidov. Ugotovljene so tri skupine virov: 1) testiranje jedrskega orožja, 2) odlaganje radioaktivnih odpadkov, 3) nesreče ladij z jedrskimi motorji in nesreče, povezane z uporabo, prevozom in proizvodnjo radionuklidov.
Mnogi radioaktivni izotopi s kratko razpolovno dobo, čeprav jih je mogoče zaznati v vodi in morskih organizmih po eksploziji, skoraj nikoli niso najdeni v globalnih radioaktivnih padavinah. Tu sta prisotna predvsem 90 Sr in 137 Cs z razpolovno dobo približno 30 let. Najnevarnejši radionuklid iz nereagiranih ostankov jedrskih nabojev je 239 Pu (T 1/2 = 24,4-10 3 let), ki je kemično zelo toksičen. Ker cepitveni produkti 90 Sr in 137 Cs razpadajo, postane glavna sestavina onesnaževanja. V času moratorija na testiranje jedrskega orožja v atmosferi (1963) je bila aktivnost 239 Pu v okolju 2,5-10 16 Bq.
Ločeno skupino radionuklidov tvorijo 3 H, 24 Na, 65 Zn, 59 Fe, 14 C, 31 Si, 35 S, 45 Ca, 54 Mn, 57,60 Co in drugi, ki izhajajo iz interakcije nevtronov s strukturnimi elementi in zunanje okolje. Glavni izdelki jedrske reakcije z nevtroni v morskem okolju so radioizotopi natrija, kalija, fosforja, klora, broma, kalcija, mangana, žvepla, cinka, ki izvirajo iz elementov, raztopljenih v morski vodi. To je inducirana aktivnost.
Večina radionuklidi, ki vstopajo v morsko okolje, imajo analoge, ki so stalno prisotni v vodi, kot so 239 Pu, 239 Np, 99 T C) transplutonij ni značilen za sestavo morske vode in živa snov ocean se jim mora spet prilagoditi.
Zaradi predelave jedrskega goriva nastane znatna količina radioaktivnih odpadkov v tekoči, trdni in plinasti obliki. Večino odpadkov sestavljajo radioaktivne raztopine. Zaradi visokih stroškov predelave in shranjevanja koncentratov v posebnih skladiščih nekatere države raje zlivajo odpadke v ocean z rečnim tokom ali jih odlagajo v betonske bloke na dno globokih oceanskih jarkov. Za radioaktivni izotopi Ar, Xe, Em in T še niso razvili zanesljivih metod koncentracije, zato lahko skupaj z deževnico in odplakami končajo v oceanih.
Med obratovanjem jedrskih elektrarn na površinskih in podvodnih plovilih, ki jih je že več sto, okoli 3,7-10 16 Bq z ionskimi izmenjevalnimi smolami, okoli 18,5-10 13 Bq s tekočimi odpadki in 12,6-10 13 Bq zaradi puščanja. . Izredne razmere pomembno prispevajo tudi k radioaktivnosti oceanov. Do danes količina radioaktivnosti, ki jo človek vnese v ocean, ne presega 5,5-10 19 Bq, kar je še vedno malo v primerjavi z naravno ravnjo (18,5-10 21 Bq). Vendar pa koncentracija in neenakomernost radionuklidnih padavin ustvarja resno nevarnost radioaktivne kontaminacije vode in vodnih organizmov na nekaterih območjih oceana.
2 Antropogena oceanska ekologija–nova znanstvena smer v oceanologiji. Kot posledica antropogenega vpliva dodatne okoljski dejavniki, kar prispeva k negativnemu razvoju morskih ekosistemov. Odkritje teh dejavnikov je spodbudilo razvoj obsežnih temeljnih raziskav Svetovnega oceana in nastanek novih znanstvenih smeri. Ti vključujejo antropogeno oceansko ekologijo. Ta nova usmeritev je zasnovana za preučevanje mehanizmov odziva organizmov na antropogene vplive na ravni celice, organizma, populacije, biocenoze, ekosistema, pa tudi za preučevanje značilnosti interakcij med živimi organizmi in okoljem v spremenjenih razmerah.
Predmet študija antropogene oceanske ekologije - spremembe okoljske značilnosti oceana, predvsem pa tiste spremembe, ki so pomembne za ekološko oceno stanja biosfere kot celote. Te študije temeljijo na celoviti analizi stanja morskih ekosistemov ob upoštevanju geografske cone in stopnje antropogenega vpliva.
Antropogena ekologija oceana za svoje namene uporablja naslednje metode analize: genetsko (ocena kancerogenih in mutagenih nevarnosti), citološko (študija). celično strukturo morski organizmi v normalnih in patoloških razmerah), mikrobiološki (preučevanje prilagajanja mikroorganizmov na toksična onesnaževala), okoljski (poznavanje vzorcev nastanka in razvoja populacij in biocenoz v specifičnih življenjskih razmerah z namenom napovedovanja njihovega stanja v spreminjajočih se okoljskih razmerah) , ekološko-toksikološki (raziskovanje odziva morskih organizmov na vplive onesnaženja in določanje kritičnih koncentracij polutantov), kemijski (preučevanje celotnega kompleksa naravnih in antropogenih kemikalij v morskem okolju).
Glavna naloga antropogene oceanske ekologije je razviti znanstvene podlage za določanje kritičnih ravni onesnaževal v morskih ekosistemih, oceniti asimilacijsko sposobnost morskih ekosistemov, normalizirati antropogene vplive na Svetovni ocean, pa tudi ustvariti matematične modele okoljskih procesov za napovedovanje okoljske situacije v oceanu.
Znanje o najpomembnejših okoljskih pojavih v oceanu (kot so procesi proizvodnje in uničevanja, prehod biogeokemičnih ciklov onesnaževal itd.) je omejeno zaradi pomanjkanja informacij. Zaradi tega je težko predvideti okoljsko situacijo v oceanu in izvajati okoljske ukrepe. Trenutno je posebno pomemben okoljski monitoring oceana, katerega strategija je usmerjena v dolgoročna opazovanja na določenih območjih oceana, da bi ustvarili banko podatkov o globalnih spremembah oceanskih ekosistemov.
3 Pojem asimilacijske sposobnosti. Po definiciji Yu A. Israel in A. V. Tsybana (1983, 1985) je asimilacijska sposobnost morskega ekosistema A i za to onesnaževalo jaz(ali količino onesnaževal) in za m-ti ekosistem - to je največja dinamična zmogljivost takšne količine onesnaževal (glede na celotno območje ali enoto prostornine morskega ekosistema), ki se lahko kopiči, uniči, preoblikuje. (z biološkimi ali kemičnimi transformacijami) na časovno enoto) in se odstranijo s procesi sedimentacije, difuzije ali katerega koli drugega prenosa izven volumna ekosistema, ne da bi pri tem motili njegovo normalno delovanje.
Celotno odstranitev (A i) onesnaževala iz morskega ekosistema lahko zapišemo kot
kjer je K i varnostni faktor, ki odraža okoljske pogoje procesa onesnaževanja v različnih območjih morskega ekosistema; τ i je zadrževalni čas onesnaževala v morskem ekosistemu.
Ta pogoj je izpolnjen pri , kjer je C 0 i kritična koncentracija onesnaževala v morski vodi. Od tod lahko asimilacijsko zmogljivost ocenimo z uporabo formule (1) pri ;.
Vse količine, vključene v desno stran enačbe (1), je mogoče neposredno izmeriti s podatki, pridobljenimi v procesu dolgotrajnih celovitih študij stanja morskega ekosistema. Hkrati zaporedje določanja asimilacijske sposobnosti morskega ekosistema za določena onesnaževala vključuje tri glavne faze: 1) izračun masnih bilanc in življenjske dobe onesnaževal v ekosistemu, 2) analizo biotskega ravnovesja v ekosistemu in 3) ocena kritičnih koncentracij vpliva onesnaževal (ali okoljskih MPC ) na delovanje živih organizmov.
Za reševanje vprašanj okoljske ureditve antropogenih vplivov na morske ekosisteme je izračun asimilacijske sposobnosti najbolj reprezentativen, saj upošteva asimilacijsko sposobnost največje dovoljene obremenitve okolja (MPEL) onesnaževalnega rezervoarja in se izračuna precej preprosto. Tako bo v stacionarnem režimu onesnaženosti rezervoarja PDEN enaka asimilacijski zmogljivosti.
4 Sklepi iz ocene asimilacijske sposobnosti morskega ekosistema za onesnaževala na primeru Baltskega morja. Na primeru Baltskega morja so bile izračunane vrednosti asimilacijske sposobnosti za številne strupene kovine (Zn, Cu, Pb, Cd, Hg) in organske snovi (PCB in BP) (Izrael, Tsyban, Ventzel, Shigaev, 1988).
Izkazalo se je, da so povprečne koncentracije strupenih kovin v morski vodi za enega do dva reda velikosti nižje od njihovih mejnih odmerkov, koncentracije PCB in BP pa le za red velikosti nižje. Zato se je izkazalo, da so varnostni faktorji za PCB in BP manjši kot za kovine. V prvi fazi dela so avtorji izračuna z uporabo materialov iz dolgotrajnih okoljskih študij v Baltskem morju in literarnih virov določili koncentracije onesnaževal v komponentah ekosistema, hitrost biosedimentacije, pretok snovi na mejah ekosistema in aktivnost mikrobnega uničevanja organskih snovi. Vse to je omogočilo izdelavo bilanc in izračun »življenjske dobe« zadevnih snovi v ekosistemu. Izkazalo se je, da je "življenjska doba" kovin v baltskem ekosistemu precej kratka za svinec, kadmij in živo srebro, nekoliko daljša za cink in največja za baker. Življenjska doba PCB-jev in benzo(a)pirena je 35 oziroma 20 let, kar določa potrebo po uvedbi sistema genetskega spremljanja Baltskega morja.
Na drugi stopnji raziskave se je pokazalo, da so najbolj občutljiv element biote na onesnaževala in spremembe okoljske situacije planktonske mikroalge, zato je treba kot »tarčni« proces izbrati proces primarne proizvodnje. organska snov. Zato se tukaj uporabljajo mejne doze onesnaževal, določene za fitoplankton.
Ocene asimilacijske zmogljivosti območij v odprtem delu Baltskega morja kažejo, da je obstoječi odtok cinka, kadmija in živega srebra 2, 20 oziroma 15-krat manjši od minimalnih vrednosti asimilacijske zmogljivosti ekosistema. za te kovine in ne predstavlja neposredne nevarnosti za primarno proizvodnjo. Hkrati pa zaloga bakra in svinca že presega njuno asimilacijsko sposobnost, kar zahteva uvedbo posebnih ukrepov za omejevanje pretoka. Trenutna dobava BP še ni dosegla minimalne vrednosti asimilacijske zmogljivosti, vendar jo PCB presega. Slednje kaže na nujno potrebo po nadaljnjem zmanjšanju izpustov PCB v Baltsko morje.
