136. Загрязнение водной среды нефтью и нефтепродуктами.

Для оценки нефти как загрязняющего вещества природной среды предложено использовать следующие признаки: содержание легких фракций <f_om< 200° С); содержание парафинов; содержание серы.

Легкие фракции обладают повышенной токсичностью для живых организмов, но их высокая испаряемость способствует быстрому са­моочищению природной среды. Напротив, парафины не оказывают сильного токсического воздействия на почвеннуюбиоту или планктон и бентос морей и океанов, но благодаря высокой температуре отвер­девания существенно влияют на физические свойства почвы. Содер­жание серысвидетельствует о степени опасности сероводородного загрязнения почв и поверхностных вод.

При попадании в водную среду нефть разливается по поверхности воды тонким, зачастую мономолекулярным слоем и образует нефтяное пятно, захватывающее в зависимости от масштабов выброса простран­ство в десятки, сотни и тысячи квадратных километров. В результате физических, химических и биологических процессов, протекающих под воздействием воды и солнечных лучей, нефтяные углеводороды постепенно утрачивают свои первоначальные индивидуальные свой­ства. Поэтому привнос в водную среду сырой нефти, ее отдельных компонентов и продуктов нефтепереработки принято рассматривать как единую категорию нефтяных загрязнений. Перемещаясь по повер­хности океана под воздействием ветра, течений, приливов и отливов, нефть растворяется, осаждается, подвергается фотолизу и биологиче­скому разложению. Ее состав постоянно меняется вследствие разло­жения и трансформации отдельных компонентов. В результате наблюдений установлено, что в течение нескольких дней до 25 % нефтяного пятна исчезает вследствие испарения и растворения низко­молекулярных фракций, причем ароматические углеводороды раство­ряются быстрее, чем парафины с открытыми цепями.

Ультрафиолетовая составляющая солнечной радиации существен­но ускоряет деструкцию компонентов нефти, однако с экологической точки зрения этот процесс опасен из-за образования продуктов распа­да, как правило, сильно токсичных для гидробионтов. После испарения наиболее летучих компонентов процесс разрушения нефтяной пленки замедляется, так как остатки подвергаются биологическому и химиче­скому разрушению.

Биохимическое разложение основной массы разлитой нефти про­текает очень медленно, так как в природе не существует какого-либо определенного вида микроорганизмов, способного разрушить все ком­поненты нефти. Бактериальное воздействие отличается высокой селек­тивностью и полное разложение нефти требует воздействия многочисленных бактерий разных видов, причем для разрушения образующихся промежуточных продуктов требуются свои микроорга­низмы. Легче всего протекает микробиологическое разложение пара­финов. Более стойкие циклопарафины и ароматические углеводороды сохраняются в океанской среде гораздо дольше.

Скорость разложения углеводородов нефти зависит от температуры, доступа кислорода, питательного режима водной среды, т. е. от тех факторов, которые определяют ее микробиологическую активность. В воде, обедненной кислородом, разложение нефти замедляется.

Тяжелые фракции нефти не разлагаются и не осаждаются в морском воде. Они образуют с ней стойкие эмульсии, чему способствует присутствие в водоемах взвешенных органических частиц, бактерий и планктона. Со временем эмульсии коагулируют с образованием смо­листых сгустков, которые плавают на поверхности воды и выбрасыва­ются приливом на сушу, загрязняя побережья, пляжи, портовые сооружения.

Осо­бенно опасны попадания больших объемов нефти в воды высоких широт. При низких температурах разложение нефти идет еще медлен­нее и нефть, сброшенная в арктические моря, может сохраняться до 50 лет, нарушая нормальную жизнедеятельность водных биоценозов.

Влияние нефтяных загрязнений на жизнь океана изучено далеко не достаточно. Принято общее воздействие нефтепродуктов на состо­яние гидробионтов подразделять на пять основных категорий:

- непосредственное отравление организмов с летальным исходом;

- серьезные нарушения физиологической активности гидробион­тов;

- прямое обволакивание птиц и морских животных нефтепродук­тами;

- болезненные изменения в организме гидробионтов, вызванные внедрением углеводородов;

- изменение химических, биологических и биохимических свойств среды обитания.

Летальное отравление морских организмов наступает в результате прямого воздействия нефтяных углеводородов на внутриклеточные процессы и особенно на процессы обмена между клетками.

137. Основные источники загрязнения почвы. Кислотные загрязнения и их последствия для почвы. Экологические последствия применения пестицидов. Загрязнение почвы при использовании очистных сооружений.

1.Соединения серы, фосфора, азота

В живых организмах содержится 0,3 % азота, 0,07 % фосфора, 0,05 % серы, в зеле растений — 7 % фосфора и 5 % серы. Азот накапливается преимущественно в живых организмах и почвах, но не в осадочных или изверженных породах. Это обусловлено неустойчивостью соеди­нений азота вне живых организмов, их быстрым разложением, мине­рализацией и активной миграцией в биосфере. В почвах азот связан с живым органическим веществом, или гумусом. Фосфор и сера образуют труднорастворимые соединения, в том числе гипс, фосфориты. Пройдя через стадию аккумуляции в организмах, они накапливаются не только в толще почв, но и в осадочных породах.

Сера в почвах представлена органическими и неорганическими соединениями, соотношение которых зависит от типа цочвы и от глубины залегания генетического горизонта. Основные поступления серы в почву происходят с пылью и «кислыми дождями», причем с пылевой фракцией серы поступает в десятки раз больше, чем с «кислыми дождями».

Потери серы из почвы происходят в результате микробиологиче­ского восстановления сульфатов до летучих газообразных соединений Типа сероводорода, дисульфида углерода. Реакции окисления восста­новленных соединений серы протекают в почвах довольно быстро при Доступе атмосферного воздуха.

При оценке загрязнения биосферы соединениями фосфора важны техногенные пути их поступления. Значительные количества фосфор­ных соединений входят в состав моющих средств и с их остатками попадают в сточные воды.

Главным источником азота в почве является гумус.

При взаимодействии нитритов и аминов в живых организмах образуются нитрозамины, являющиеся канцерогенами и способные вызывать нарушения хромосомного аппарата и наследственные урод­ства.

2.Галогены

Соединения хлора.

Соединения иода.

Соединения брома.

Соединения фтора.

3.Оксиды углерода и углеводороды

Диоксид углерода.

4.Селен

5.Тяжёлые металлы

6.Радионуклиды

7.Пестициды

Кислотные дожди и кислотное загрязнение.

Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами.

Пестициды поступают в биосферу путем непосредственного внесе­ния или с протравленными семенами, отмирающими частями расте­ний, трупами насекомых; мигрируют в почве, водах. Они оказывают неодинаковое воздействие на почвенную биоту и биохимическую активность почв. Особую опасность представляют стойкие и кумуля- гивные пестициды: триазин, симтриазин, хлордан, гептахлор — они обнаруживаются в почве спустя десять и более лет после применения Поступая в почву, пестициды мигрируют вниз по профилю с нисхо­дящими токами дождевых и оросительных вод, причем скорость и глубина миграции зависят от дозы токсиканта, его летучести и адсорбируемости, а также от водного и теплового режимов почвы. Остаточ­ные количества пестицидов обнаруживают на глубине 200 см и более

При поверхностном стоке, вызываемом осадками или орошением, пестициды перемещаются по поверхности почвы, скапливаясь в ее депрессиях, Попадая в почвенно-грунтовые воды в малых концентра­циях, пестициды изменяют к худшему органолептические свойства воды (вкус, запах). Присутствие 5—10 мкг/лдихлорфенола придает воде специфический запах и делает ее непригодной для питья.

Гербициды угнетают дыхание почвы, процессы разложения органического вещества, дегидрогеназную и фосфатазную актив­ность почвы.

Реакция почвенной микробиоты на пестициды варьирует от высо­кой устойчивости до сильной чувствительности. Под влиянием пести­цидов наиболее заметно снижается численность микроорганизмов-нитрификатеров, почвенных грибов; бактерии и актиномицеты испы­тывают меньший стресс.

Экологические последствия применения пестицидов оцениваются неоднозначно. С одной стороны, при правильном применении пести­циды не только не повреждают биосферу, но и существенно ее улучшают. С другой стороны, объемы вносимых в настоящее время пестицидов настолько велики, что вызывают значительные экологиче­ские сдвиги. Выявлены такие негативные аспекты воздействия пести­цидов на биологические объекты, как мутагенный, канцерогенный, аллергенный. Поэтому современная стратегия охраны окружающей среды ориентируется на постоянное снижение остаточных количеств пестицидов в окружающей среде.