3. Нефтяное загрязнение мирового океана.

Нефть впервые была добыта в значительных количествах в 1880г. Сегодня её добыча превышает 3.2•1012т.

Нефть имеет органическую природу (является ископаемым продуктом), поэтому различные месторождения имеют кроме углеводородов различные элементы живых организмов – азот, серу и др. – и поэтому имеет разный цвет (от прозрачного до черного) и запах.

Загрязнение углеводородами в настоящее время является для мирового океана одним из основных видов загрязнения.

Источники нефтяного загрязнения

Источник загрязнения	Общее кол-во потерь нефти, млн.т/год	Доля, %
Транспортные перевозки в т.ч потери при катастрофах	2.13 0.3	34.9 4.9
Вынос реками	1.9	31.1
Попадание из атмосферы	0.6	9.8
Природные источники	0.6	9.8
Промышленные отходы	0.3	4.9
Городские отходы	0.3	4.9
Отходы прибрежных нефтеочистительных заводов	0.2	3.3
Добыча нефти в открытом море в т.ч. аварии	0.08 0.06	1.3 1.0
ИТОГО	6.11	100

Основные потери при загрязнении – это промывание танкеров и слив баластной воды, содержащей нефть, в океан (часто в портовой акватории). Потери при авариях значительно меньше – 5% от общего количества. Первая крупнейшая авария случилась спустя почти 100 лет после начала морской транспортировки нефти - в 1967г. Из танкера «Торри-Каньон» у берегов Англии в вытекло 100 тыс. тонн нефти. На сегодняшний день в течение года происходит по несколько аварий. Нефтепотери составляют от 100 до 200 тыс. тонн ежегодно (с тенденцией к росту из-за возросших перевозок).

Кроме транспортных перевозок большой вклад в нефтепотери вносит объем нефти, выносимой с суши – 31%. Дожди выносят нефтяную «грязь» в водные артерии, а реки в свою очередь – в моря и океаны. Основные источники: отработанное машинное масло, свалки смазочных материалов, отопление на нефти, нефтедобывающие центры. Например, Рейн в нижнем течении переносит до 12000 т нефтепродуктов в день. В Европе менять масло можно только в специализированных пунктах. У нас – где попало! Первый завод на Урале по переработке отработанного масла открылся недавно в Бисерти.

Влияние нефтепродуктов на живые организмы.

Категория воздействия	Фракция/ концентрация	Пример
Отравление с летальным исходом	Парафины низкой молекулярной массы (С10 и менее)/ 10-4-10-2%	Икринки и мальки в первую очередь. Если несколько часов, то и взрослые организмы.
Нарушения физиологический активности	Ароматические углеводороды/ 10-6-10-5%	Влияют на химические связи водных животных – охоту, поиск партнера и др.
Обволакивание живого организма нефтяной пленкой	Низкомолекулярные фракции (мазут) и смолы	Покрытие и удушение – водные млекопитающие, птицы, планктон (только в Атлантике – до 400тыс птиц ежегодно!!).
Болезненные изменения	Длительно при конц. не менее 10-7%	Действие токсично, канцерогенно (гудрон) и передается по пищевым цепям.
Изменения среды обитания	В местах постоянной добычи или следования судов	Снижается видовое разнообразие вплоть до полного исчезновения жизни (Саутгемптон, Англия)

Методы борьбы с нефтяными пятнами

Радикальных методов борьбы пока не придумано.

Самые распространенные:

► локализация участка;

► сжигание на локализованных участках;

► удаление с помощью песка, обработанного особым составом;

► поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями;

► ряд биологических методов;

► использование специальных судов.

4. Тяжелые металлы. Особое значение приобрело загрязнение биосферы группой полютантов, получивших общее название «тяжелые» металлы». К ним относится более 40 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Тяжелыми металлами являются хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, галлий, германий, молибден, кадмий, олово, сурьма, теллур, вольфрам, ртуть, таллий, свинец, висмут. Употребляемый иногда термин «токсические элементы» здесь неудачен, так как любые элементы и их соединения могут стать токсичными для живых организмов при определенной концентрации и условиях окружающей среды.

Главным природным источником тяжелых металлов являются породы (магматические и осадочные) и породообразующие минералы. Многие минералы в виде высокодисперсных частиц включаются в качестве акцессорных (микропримесей) в массу горных пород. Примером таких минералов являются минералы титана (брусит, ильменит, анатаз), хрома (FeCr₂O₄). Многие элементы поступают в атмосферу с космической и метеоритной пылью, с вулканическими газами, горячими источниками, газовыми струями.

Антропогенный источник. Поступление тяжелых металлов в биосферу вследствие техногенного рассеивания осуществляется разнообразными путями. Важнейшим из них является выброс при высокотемпературных процессах в черной и цветной металлургии, при обжиге цементного сырья, сжигании минерального топлива. Кроме того, источником загрязнения биоценозов могут служить орошение водами с повышенным содержанием тяжелых металлов, внесение осадков бытовых сточных вод в почвы в качестве удобрения. Вторичное загрязнение происходит также вследствие выноса тяжелых металлов из отвалов рудников или металлургических предприятий водными или воздушными потоками, поступления больших количеств тяжелых металлов при постоянном внесении высоких доз органических, минеральных удобрений и пестицидов, содержащих тяжелые металлы. Не стоит забывать и про автотранспорт (свинцовое загрязнение).

Распространение. Часть техногенных выбросов тяжелых металлов, поступающих в атмосферу в виде аэрозолей, переносится на значительное расстояние и вызывает глобальное загрязнение. Другая часть с гидрохимическим стоком попадает в бессточные водоемы, где накапливается в водах и донных отложениях и может стать источником вторичного загрязнения. Соединения тяжелых металлов сравнительно быстро распространяются по объемам водного объекта. Частично они выпадают в осадок в виде карбонатов, сульфатов, частично адсорбируются на минеральных и органических осадках. В результате содержание тяжелых металлов в отложениях постоянно растет, и когда абсорбционная способность осадков исчерпывается и тяжелые металлы поступают в воду, возникает особо напряженная ситуация. Этому способствует повышение кислотности воды, сильное зарастание водоемов, интенсификация выделения СО₂ в результате деятельности микроорганизмов.

Значительное загрязнение тяжелыми металлами, особенно свинцом, а также цинком и кадмием обнаружено вблизи автострад. Ширина придорожных аномалий свинца в почве достигает 100 м и более. Тяжелые металлы, поступающие на поверхность почвы, накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии. Первый период полуудаления (т.е. удаления половины от начальной концентрации) тяжелых металлов зна­чительно варьируется у различных элементов и занимает весьма про­должительный период времени: для цинка — от 70 до 510 лет; кадмия от 13 до 110 лет, меди — от 310 до 1500 лет, свинца — от 770 до 5900 лет.

Тяжелые металлы способны образовывать сложные комплексные соединения с органическими веществами почвы, поэтому в почвах с высоким содержанием гумуса они менее доступны для поглощения. Избыток влаги в почве способствует переходу тяжелых металлов в низшие степени окисления и в растворимые формы. Анаэробные условия повышают доступность тяжелых металлов растениям. Поэтому дренажные системы, регулирующие водный режим, способствуют преобладанию окисленных форм тяжелых метал­лов и тем самым снижению их миграционных характеристик.

Растения могут поглощать из почвы микроэлементы, в том числе тяжелые металлы, аккумулируя их в тканях или на поверхности листьев, являясь таким образом промежуточным звеном в цепи «почва — растение — животное — человек». Различные растения сосредоточивают в себе разное число микроэлементов: в большинстве случаев - избирательно. Так, медь усваивают растения семейства гвоздичных, кобальт - перцы. Высокий коэффициент биологического поглощения цинка характерен для березы карликовой и лишайни­ков, никеля и меди — для вероники и лишайников.

Особый интерес представляет изучение животных, являющихся чувствительным индикатором начальных стадий загрязнения тяжелыми металлами. Они аккумулируют элементы в доступных билогически активных формах и отражают фактический уровень загрязнения экосистем. Почвенные животные, особенно сапрофитные группы, благодаря тесной связи с почвенными условиями и ограниченной территорией обитания могут быть хорошими индикаторами химического загрязнения биосферы. Среди животных такими инди­каторами могут быть европейский крот, бурый медведь, лось, ры­жая полевка. Располагая сведениями о содержании тяжелых металлов у млекопитающих, можно прогнозировать их влияние на организм человека.

Вред от тяжелый металлов.

Тяжелые металлы являются протоплазматическими (внутриклеточными) ядами, токсичность которых возрастает по мере увеличения атомной массы. Их токсичность проявляется по-разному.

►Многие металлы при токсичных уровнях концентраций ингибируют (тормозят) деятельность ферментов (медь, ртуть).

►Некоторые из них образуют хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами, нарушая нормальный обмен веществ (железо).

►Такие металлы, как кадмий, медь, железо (II), взаимодействуют с клеточными мембранами, изменяя их проницаемость.

5. Синтетические поверхностно-активные вещества.

Широкое применение синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), или детергентов, особенно в составе моющих средств, обусловливает поступление их со сточными водами во многие водоемы, в том числе в источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. В настоящее время эти вещества являются одними из самых распространенных химических загрязнителей водоемов.

СПАВ поступают в водоемы с бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными стоками (в сельском хозяйстве поверхностно-активные вещества используют для эмульгирования пестицидов). В подземные воды поверхностно-активные вещества попадают в результате применения почвенных методов очистки сточных вод на биологических полях, при пополнении запасов сточных вод из открытых водоемов и при загрязнении почвы этими веществами.

Поверхностно-активные вещества относятся к экологически жестким веществам. Они очень трудно ассимилируются природной средой и крайне отрицательно влияют на состояние водоемов. Дело в том, что на их окисление расходуется слишком много растворенного кислорода, который таким образом отвлекается от процессов биологического окисления. Детергенты очень вредны для гидробионтов. У рыб они вызывают жаберные кровотечения и удушье, а у теплокровных животных нарушают функции биомембран, усиливая тем самым токсическое и канцерогенное влияние других токсикантов водной среды.