|
|
 |
Реферат: Проблемы загрязнения Мирового океана
Реферат: Проблемы загрязнения Мирового океана
Самарский государственный аэрокосмический университет
Кафедра химии
Доклад по экологии
на тему:
Проблема загрязнения Мирового океана
выполнил студент группы 525 Харчев В.В.
преподаватель: Мальчиков Т.К.
Самара 1997
Содержание
Нефть и нефтепродукты
Пестициды
Синтетические поверхностно-активные вещества.
Соединения с канцерогенными свойствами.
Тяжелые металлы.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг).
Тепловое загрязнение.
Нефть и нефтепродукты
Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую
темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоит
преимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических
углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) -
подразделяются на 4 класса:
Парафины (алкены). . (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества,
молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода.
Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в
воде.
Циклопарафины. . ( 30 - 60% от общего состава) насыщенные циклические
соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и
циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические
соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются
биоразложению.
Ароматические углеводороды. . (20 - 40% от общего состава) -
ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на
6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют
летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца ( бензол,
толуол, ксилол) , затем бициклические ( нафталин) , полуциклические
( пирен).
Олефины (алкены). . - (до 10% от общего состава) - ненасыщенные
нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого
атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими
веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно
поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи.
Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.
Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод,
- все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на
трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в
морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет,
начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из
них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано.
Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие
массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.
Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т. /год . Со
стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в
морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои
различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину:
Внешний вид Толщина, мкм Количество нефти, л./кв. км.
Едва заметна 0.038 44
Серебристый отблеск 0.76 88
Следы окраски 0.152 176
Ярко окрашенные разводы 0.303 352
Тускло окрашенные 1.016 1170
Темно окрашенные 2.032 2310
Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в
воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет
11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм 0полностью
полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть
образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в
нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5
мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих
поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть
образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на
поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на
дно.
Пестициды
Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых
для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на
следующие группы:
инсектициды для борьбы с вредными насекомыми,
фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями
растений,
гербициды против сорных растений.
Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим
полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском
хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих
среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с
вредителями. В настоящее время более 5 млн. т. пестицидов поступает на
мировой рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав
наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Промышленное
производство пестицидов сопровождается появлением большого количества
побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще
других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов.
Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы:
хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты.
Хлороорганические инсектициды получают путем хлороирования ароматических
и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его
производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и
ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные
хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период
полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к
биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы -
производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и
изомеров. За последние 40 0лет использовано более 1, 2 млн. т.
полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов,
конденсаторов. Полихлорбифенилы ( ПХБ) попадают в окружающую среду в
результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах
на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с
атмосферными осадками выпадают во все районах земнего шара. Так в пробах
снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0, 03 - 1, 2 кг.
/л.
Синтетические поверхностно-активные вещества.
Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих
поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих
средств ( СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со
сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС
содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также
ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов:
ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты,
пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты
натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы
СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и
неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее
распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их
долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие
СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких
процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов
химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения
нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском
хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.
Соединения с канцерогенными свойствами.
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения,
проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать
канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального
развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от
условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению
старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда
организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся
хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно,
полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). . Максимальное
количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100
мкг/км массы сухого вещества) 0обнаружено в тентонически активных зонах,
подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные
источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при
сжигании различных материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк, ) относятся
к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они
широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому,
несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов
в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих
соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов
наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с
материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и
изверженных пород ежегодно выделяется 3, 5 тыс. т. ртути. В составе
атмосферной пыли содержится около 121тыс. т. 0ртути, причем значительная
часть - антропогенного происхождения. Около половины годового
промышленного производства этого металла ( 910 тыс. т. /год) различными
путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами,
концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом
некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метил-ртуть.
Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению
прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 0жертв болезни
Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству
хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве
катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные
сточные воды предприятий поступали в залив Минамата. Свиний - типичный
рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в
горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах.
Наконец, свиний активно рассеивается в окружающую среду в процессе
хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и
бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными
газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с
континента в океан идет не только с речными стоками, но и через
атмосферу. С континентальной пылью океан получает ( 20-30)*10^3 т.
свинца в год.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг).
Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение
различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при
дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности,
строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ,
радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей
массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для
дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого
количества органических и неорганических веществ без особого ущерба
воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг
рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества
несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств
присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых
металлов. Бытовой мусор в среднем содержит ( на массу сухого вещества)
32-40% 0органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка;
0, 085% свинца; 0,001% ртути; 0, 001% кадмия. Во время сброса
прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ
переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами
взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность
воды. Наличие органических веществ чисто приводит к быстрому
расходованию кислорода в воде и не едко к его полному исчезновению,
растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению
сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ
создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой
возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы
металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени
подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных
пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на
границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор,
могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и оказывать
токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и
длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от
удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и
ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий
питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.
При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее
значение имеет определение районов дампинга, определение динамики
загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных
объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих
веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение.
Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских
акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод
электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс
нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды
в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в
прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая
температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и
донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его
возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность
аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается
видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. На основании
обобщения материала можно сделать вывод , что эффекты антропогенного
воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и
популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих
веществ приводит к упрощению экосистемы. Список литературы
Р.Кэррингтон; Биология моря; Ленинград; 1966 год
Детская энциклопедия
В.В Плотников. «На перекрестках экологии». М.:Мысль, 1985.
|
|
 |
 |
 |
 |
|
|
Кто на сайте?
Сейчас на сайте находятся:
345 гостей
|
|
|
