3. Теоретическое обоснование

3.1 Общие сведения о загрязнении природных вод нефтепродуктами

Самым распространенным загрязняющим веществом гидросферы является нефть и нефтепродукты. Если учесть, что в Мировой океан и поверхностные воды суши ежегодно привносится 15-17 млн. тонн нефти, а одна тонна нефти покрывает тонкой пленкой акваторию со средней площадью 12 кв. километров, то потенциально 150-180 млн. кв. километров поверхности Мирового океана каждый год покрывается нефтяной пленкой. Эта оценка условна, так как не учитывает скорости разложения отдельных компонентов нефти, ее способности коагулировать, сбиваясь комками, но, тем не менее, многими исследователями отмечено, что нефтяные пятна на поверхности океанических вод между Европой и Северной Америкой уже смыкаются.

Нефть и нефтепродукты попадают в воду рек, озер, морей и океанов не только как отходы или потери в нефтеперерабатывающей и газовой промышленности. Мощным «поставщиком» нефтепродуктов в природные воды являются автомобильный, речной и морской транспорт. Систематическое поступление нефтепродуктов в природные воды осуществляется за счет преднамеренного слива загрязненных балластных и моечных вод с судов. Кроме того, вода морей и океанов загрязняется нефтепродуктами при авариях нефтеналивных судов, при авариях на морских нефтедобывающих и транспортирующих установках и трубопроводах. В пресные водоисточники нефтепродукты попадают с ливневыми сточными водами, стекая с территорий автохозяйств, с железнодорожных путей, с поверхности автомагистралей.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и их производных; каждое из этих соединений может рассматриваться как самостоятельный токсикант. Для оценки нефти как загрязняющего вещества природной среды предложено использовать следующие признаки: содержание легких фракций с температурой кипения менее 200С; содержание тяжелых фракций (парафинов) и содержание серы.

Легкие фракции обладают повышенной токсичностью для живых организмов, но их высокая испаряемость способствует быстрому самоочищению водной среды. Напротив, парафины, как тяжелые фракции нефти, не оказывают сильного токсического действия на водные организмы, но благодаря высокой температуре отвердевания образуют долгоживущие нефтяные сгустки, которые могут оставаться во взвешенном состоянии в воде длительное время. Содержание серы свидетельствует о степени опасности сероводородного загрязнения гидросферы.

Нефтепродукты, попадая в естественные водные экосистемы, наносят последним невосполнимый ущерб. Разливаясь по поверхности воды тонким, зачастую мономолекулярным слоем, нефть может сохраняться на водной поверхности годами, захватывая пространства в десятки, сотни и тысячи квадратных километров. Перемещаясь по поверхности озер, морей и океанов под воздействием ветра, течений, приливов и отливов, нефть частично растворяется, испаряется, осаждается, подвергается биохимическому разложению и фотолизу. Установлено, что в первые дни до 25% нефтяного пятна исчезает за счет испарения легких фракций. Тяжелые фракции образуют с водой стойкие эмульсии, которые со временем коагулируют с образованием смолистых сгустков, которые плавают на поверхности воды и выбрасываются приливом на сушу, загрязняя побережье. Процессы химического и биологического окисления нефти в воде очень медленны. Особенно опасны попадания больших количеств нефти в воды высоких широт. При низких температурах разложение нефти еще медленнее, и нефть, сброшенная в арктические моря, может сохраняться до 50 лет.

Нефтяные загрязнения на поверхности природных вод препятствуют газо- и теплообмену между атмосферой и гидросферой, нарушая естественное равновесие в биосфере. Отмечается массовая гибель морских организмов чаще в прибрежных районах, как за счет прямого обволакивания нефтью тела птиц, тюленей и других животных, так и за счет отравления легкими и наиболее токсичными фракциями. При длительном пребывании в воде даже с небольшим содержанием нефти происходит накопление углеводородов нефти в организме водных обитателей, что приводит, в конце концов, к их заболеванию и отрицательно сказывается на здоровье потомства. Присутствие нефти в среде обитания съедобных водных организмов ухудшает их вкус и приводит к канцерогенным заболеваниям человека при длительном употреблении таких продуктов.

Содержание нефти в количестве 0,2 - 0,4 мг/л в воде поверхностных водоисточников, служащих для забора воды в систему централизованного водоснабжения, придает ей запах керосина, который не устраняется даже при хлорировании и сохраняется в питьевой воде.