ПОП_и_ООС_заочникам / Теория (основная) / Лекции ПОЛНЫЕ

системы организма. Морфологические и патобиологические последствия являются следствием первых двух:

–воспаление (острое или хроническое);

–дегенерация;

–регенерация;

–неоплодия, включая злокачественные образования;

–генетические перестройки.

Наконец экологические последствия, такие как подавление хеморецепции, т.е. нарушение работы органов восприятия.

Согласно существующему мнению, отклики морских организмов на воздействие токсичных веществ в соответствии с их дозой и свойствами могут быть выделены в следующие категории:

1)гибель организмов, вызванная острой токсичностью;

2)смертность гидробионтов, вызванная хроническим длительным воздействием;

3)негативные морфологические, физиологические и поведенческие эффекты и заметные биохимические изменения, вызванные воздействием сублетальных доз загрязняющих веществ.

Наиболее опасным является длительное воздействие загрязнения в малых дозах, приводящее к постепенному накоплению в среде загрязняющих веществ и в конечном итоге к деградации экосистемы.

В отношении человека прецеденты могут быть очень опасными. В 1953 г. в Японии на побережье в бухте Минамата было обнаружено заболевание у 121 жителя, сопровождающееся ломотой в суставах, нарушениями зрения и слуха (болезнь Минамата). Треть больных погибла (41 человек). Было установлено, что на ацетиленовом производстве ртутные отходы сбрасывались в реку, впадающую в эту бухту. Ртуть микробиологическим путем превращалась в метилртуть.

Hg → CH3Hg+ → (CH3)2Hg

метилртуть диметилртуть

Метилртуть через планктон, моллюсков и рыб, в конце концов, попала в пищу людей и достигла токсичной концентрации. Это возможно, когда она поступает быстрее, чем выводится. Тяжелые металлы хорошо растворяются в жирах и после этого плохо выводятся.

Биологический период полувыведения ртути для тканей организма человека составляет 70-100 дней, а для кадмия он составляет более 10 лет! Соответствующая кадмию болезнь называется болезнью “итаи-итаи” (скручивание костей, анемия, почечная

недостаточность). Хром в свою очередь в высоких концентрациях блокирует работу печени.

Лекция №14 (№2 по второму – осеннему семестру) Меры защиты морской среды от загрязнения

Что необходимо предпринять для снижения уровня загрязнения океанов и морей? Прежде всего, необходимо отметить, что чем лучше мы защитим атмосферу, речные (пресные) воды, почвы, тем лучше мы защитим океан. Это главный путь, если мы хотим сохранить океан в таком виде, чтобы его экосистемы успешно функционировали, и чтобы то, что все-таки попало в океан, с успехом ассимилировалось его биотой, его биоценозами. В настоящее время, к сожалению, целый ряд акваторий уже утратил способность к самоочищению.

Рассмотрим здесь только некоторые вопросы, специфичные именно для защиты океана от загрязнений при его непосредственной эксплуатации. Но до этого несколько слов о прибрежных территориях.

Сегодня в корне меняется, хотя и не без труда, понимание того, что в океан нельзя безопасно сбрасывать все. Океан не способен все переработать. Поэтому во всех развитых приморских странах в настоящее время вкладываются большие средства в строительство очистных сооружений. Экологическая комиссия объединенной Европы рекомендовала еще в середине 1990-х гг. всем странам решить вопрос о прекращении сбросов в океан неочищенных бытовых и промышленных вод. К 2000 г. было рекомендовано также прекратить сброс в океан отработанных илов очистных сооружений.

В Японии, США и Канаде также приходят к пониманию того, что сброс в океан отражается в дальнейшем на качестве жизни, питании, отдыха самих же людей, не говоря уже о прибрежных экосистемах. Хотя то, что их берега омываются открытыми океанами, эти проблемы у них стоят менее остро, чем у европейцев, моря которых – Северное, Средиземное, Ирландское, Балтийское – сейчас подвержены не только загрязнению, но и заметно эвтрофицируются.

Защита морской среды от загрязнения нефтью

Впервые в истории человечества вопрос о загрязнении морской среды был поднят в 1954 г. на международной конференции и был принят первый документ, определяющий обязанность государств охранять морскую среду.

В1958 г. на I Международной конференции по морскому праву в Женеве было предложено всем странам разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоактивными отходами и рядом других вредных веществ. Однако, по сути, это был только призыв и не более.

В1973 г. в Лондоне была созвана Международная конференция по предотвращению загрязнения моря. Здесь уже был поставлен ряд конкретных вопросов по эксплуатации морского флота.

Судовые двигатели соответствовать следующим требованиям:

1. использовать качественные сорта топлива (с низким содержанием серы, тяжелых металлов);

2. необходима очистка и нейтрализация газовых выбросов, здесь рассматриваются:

– каталитические нейтрализаторы, преобразующие CO и CxHy в CO2 и H2O, а также

NOx в O2 и N2;

– пламенные нейтрализаторы, в которых газы пропускаются через слой жидкости

(воды) и происходит обезвреживание альдегиды, окислы серы, высшие окислы азота;

– комбинированные системы;

3.конструкции для устранения любых видов утечек топлива (протечек);

4.сбор так называемых лояльных вод и их последующая очистка (устройства отстойного типа для отделения грубодисперсных частиц нефтепродуктов);

5.фильтры различного типа (например, флотационные фильтры, в которых очищаемая смесь посылается мельчайшими пузырьками воздуха, которые всплывают и увлекают за собой частицы нефти, образуя нефтепроводящую пену, удаляемую затем в сборную цистерну). Степень очистки фильтрацией составляет около 99%.

Все это было зафиксировано в Конвенции, принятой на этой конференции. Согласно ей каждое судно должно иметь сертификат – свидетельство о том, что корпус, механизмы

ипрочая оснастка находятся в исправном состоянии и не загрязняют море. Соответствие сертификату проверяется при заходе судна в порт.

Постепенно более строгими становились требования и к эксплуатации танкерного флота. В 1970-е гг., даже после принятия Конвенции, существовала практика, когда после сдачи груза танки необходимо было заполнить водой, но их не промывали предварительно, а балластную воду потом просто сбрасывали в море, либо после промывки танкеров промывочная вода закачивалась в один из танков, который выполнял роль отстойника, где отделившаяся нефть смешивается с последующим грузом, а вода, находящаяся под слоем нефти с довольно высоким содержанием нефтепродуктов (более 100 мг/л), выбрасывается на ходу в кильватерную струю. Благодаря значительной

турбулентности в кильватерной струе увеличивается дисперсность эмульсии и происходит ее разбавление до концентраций, удовлетворяющих по тем временам требованиям Конвенции по загрязнению моря нефтью (по которой разрешалась потеря 60 литров нефти на морскую милю). Считалось, что диспергированная нефть довольно быстро, за 4-5 суток, разлагалась (при температуре tw = 25ºC).

Сейчас отмывка идет только в портах. На всех судах должны быть емкости для сбора загрязненных нефтью вод. Более того, суда водоизмещением более 70 тыс. т должны располагать емкостями приема чистого балласта, в которые нефть грузить запрещается.

Для промывки танков разработаны специальные методы, обеспечивающие охрану морской среды от загрязнения. Так у нас в стране предложен эмульсионный метод, обеспечивающий полноту отмывки танков и исключающий попадание нефтепродуктов в море. Образуется эмульсия из раствора и нефти, которая легко откачивается с поверхности в танк-отстойник, где эмульсия быстро разрушается и расслаивается. Отмытые нефтепродукты могут быть использованы в качестве топлива, а моющий раствор вновь поступает на отмывку нефтяных танков. Сбросы в море просто не требуются.

В целях предотвращения утечек нефти в море совершенствуется и конструкция нефтеналивных судов. Отметим, что крупные танкеры сейчас имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая оболочка.

Меры борьбы с разлитой нефтью

При разливе нефти, прежде всего, необходимо остановить или уменьшить распространение нефти по акватории. Одним из таких способов являются боновые заграждения. Их можно применять как в акватории портов, так и в открытом море. Это трубчатые камеры из стеклопластика. При скоростях течений до 75 см/с боновые заграждения становятся под углом к берегу (или по сегменту), чтобы нефть подгонялась течением к берегу и там накапливалась.

Иногда применяется пневматический барьер (скорость струи до 45 см/с) за счет воздуха, выходящего из проложенного по дну трубопроводу. В ряде случаев целесообразно предотвращать растекание нефти не механическими (боновыми заграждениями), а физико-химическими методами. С этой целью по всему периметру пятна или только с подветренной стороны наносят ПАВ – нефтесобиратели.

Для концентрации и откачки нефтяных сликов применяются различного рода методы. Один из самых простых – нефтесборщик – сепаратор. Обычно это воронкообразные емкости, снабженные плавучестями и насосом для всасывания нефтяной пленки вместе с

тонким слоем воды. Производительность такого нефтесборщика может достигать до 100 т в час. На акватории портов обычно работают специализированные суда – нефтесборщики.

Существуют методы, в основе которых лежит разбрызгивание по поверхности нефтяного пятна расплавленного парафина или раствора поливинилового пластика в летучем растворителе. После застывания материала нефть остается в его порах, а застывшие куски смеси удаляются механическими способами. Это достаточно дорогой метод, он сложен и в открытом океане трудно применим.

Есть методы, основанные на сорбции, поглощении нефти различными материалами. Отметим пенополиуретан, который поглощает нефти в 18 раз больше собственной массы. Его разрабатывают по поверхности моря и через 5 минут собирают и отжимают нефть. Солома – в 10-30 раз удерживает нефти больше собственного веса. Древесная стружка, торф – в 4-5 раз больше. Пенопласты, полученные на основе сложных полиэфиров за 5 мин. могут поглотить количество нефти в 20 раз превышающее их собственный вес. Каучуковая крошка также применяется для этих целей.

После сбора разлитой нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка нефти. Ее удаляют с помощью диспергентов и эмульгаторов. Они не извлекаются из воды и потому должны быть безопасны для биоты. После такой обработки нефтяная пленка распределяется в толще воды, где подвергается окончательному разрушению в результате биохимических процессов.

Предложен и биологический метод, который предусматривает производство микрокапсул содержащих микроорганизмы и необходимые им вещества (энзимы и питательные соли) и их разбрасывание в загрязненных районах.

ВЯпонии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно

вкороткие сроки ликвидировать гигантское нефтяное пятно. Корпорация “Кансай Санге” выпустила реактив ASWW, основной компонент которого – специальным образом обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности нефтяного пятна препарат в течение получаса всасывает в себя выброс нефти и превращается в густую массу, которую можно собрать с водной поверхности обычной сетью.

Оригинальный способ придумали американцы. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая установка. Под действием вибрации нефть сначала скапливается толстым слоем над местом, где помещена пластинка, а затем, смешиваясь с водой, начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный также к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает. Можно ее убрать, конечно, и механическим способом.

Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих нефтяные загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением даже очень эффективных методик очистки от загрязнений невозможно обеспечить чистоту морей или океанов. Центральная задача, которую необходимо решать сообща всем странам – предотвращение загрязнения.

Правовые основы охраны морей

По сравнению с воздухом, почвами, внутренними водами правовые основы защиты вод морей и океанов самая слабая.

Если взять Европейское сообщество, то пока не существует мер, предназначенных напрямую для защиты морских вод. ЕС косвенно конечно влияет на охрану моря путем введения ряда директив, например, по обращению с отходами, с коммунальными сточными водами и т.д.

ЕС подписал ряд протоколов:

–Парижскую конвенцию (1975 г.) по предупреждению охраны морских вод с берегов;

–Хельсинскую конвенцию (1974 г. и 1993 г.) по охране Балтийского моря;

–Барселонскую конвенцию (1977 г.) по охране Средиземного моря.

Но никаких мер для проведения этих решений в жизнь не принимается. Однако конвенция – это пожелание и не более того, все зависит от того, с какой решимостью то или иное государство проводит это решение в жизнь.

Как это делается реально каждым государством можно видеть на примере Германии. В законе о водохозяйствовании нет раздела об охране морских вод и только в одном параграфе говорится о специальных правилах хозяйствования в прибрежных водах.

Несмотря на слабую роль различных конвенций в деле охраны океана, значение международного сотрудничества в этом вопросе имеет исключительное значение, поскольку океаны сами по себе не имеют границ. Поэтому в сердцевине вопроса об использовании океанов лежат три неотложные задачи:

–основополагающая целостность океанов требует установления эффективных глобальных режимов регулирования;

–эксплуатация несколькими государствами ресурсов многих региональных морей обуславливает обязательность определенных форм регионального регулирования;

–серьезная опасность для океанов, исходящая от источников на суше, требует эффективных национальных действий на основе международного сотрудничества.

Много было принято конвенций, плохо выполняемых международным сообществом, но одна из них сыграла большую роль в деле усиления охраны вод Мирового океана. Эти

конвенции были направлены на решение, прежде всего, третьей задачи, но затронула и другие.

На третьей конференции ООН по морскому праву (апрель 1982 г.) была принята всеобъемлющая конвенция, которая создала договорно-правовую основу мирного использования Мирового океана в интересах всех стран и народов. Конвенция содержит около 1000 международных правовых норм. Но самое главное, на этой конвенции ширина территориальных вод была расширена в 4 раза, до 12 миль (полная юрисдикция страны). А также была введена “исключительная экономическая зона” шириной 200 миль, в которой каждое прибрежное государство имеет суверенные права на ресурсы зоны, создание в ней искусственных островов и других сооружений, проведения морских научных исследований и (главное) защиты морской среды от загрязнений. Конвенция предоставляет прибрежным государствам широкие права в защите морской среды от загрязнения с судов, но в то же время обеспечивает интересы международного судоходства.

Впервые в этой конвенции определен статус международного района морского дна и его ресурсов, а также режим разработки этих ресурсов. Международный район и его ресурсы – это исключительное наследие человечества и поэтому должны использоваться только в мирных целях всеми государствами без какой-либо дискредитации. Были оговорены вопросы, как и каким образом можно разрабатывать ресурсы морского дна в международном районе (ресурсов вод это не коснулось, не сумели договориться).

Передача 35% поверхности океанов под национальный контроль в отношении использования природных ресурсов должны были, по мнению всех, стимулировать правительства прибрежных государств более рационально использовать ресурсы, над которыми они получили исключительный контроль.

Можно было ожидать, что (что необходимо было предпринять):

–правительства сократят чрезмерную эксплуатацию рыбных богатств (ресурсов) в прибрежных и шельфовых водах;

–ликвидируют последствия загрязнения хрупкой морской среды коммунальными и промышленными стоками;

–усилят исследования территорий океанов, находящихся в исключительной юрисдикции.

И, действительно, ряд стран стали активно оберегать свои экономические зоны. Так, Аргентина закрыла доступ всем странам на свой шельф. На северо-западе Атлантики годовой улов рыболовецкими флотилиями дальнего действия снизился с 2 млн. т в 1974 г. до 250 тыс. т в 1983 г. (в 8 раз), а доля США и Канады в уловах выросла с 50% до >90%.

Особенно жесткие меры были введены Канадой в 1991 г. – полный запрет. Больше внимания стали уделять и сбросу неочищенных стоков в прибрежные воды.

Интересно, как Россия отреагировала на эти международные договоренности? На самом деле очень медленно. Лов рыбы иностранными флотилиями продолжался практически в течение всего периода 1980-х гг. В 1992 г. Президент издал Указ “Об охране экономической зоны РФ”. И только в 1998 г. был принят закон “Об исключительной экономической зоне РФ”. Звучат отдельные положения этого закона хорошо. Например: “Государственная экологическая экспертиза хозяйственной и иной деятельности в исключительной экономической зоне:

–является обязательной мерой по защите морской среды, живых и неживых ресурсов

ипрепятствует выполнению федеральных стратегий, программ и планов;

–организуется и проводится специально уполномоченным федеральным органом власти по охране окружающей среды с участием специально уполномоченного федерального органа исполнительной власти по рыболовству в соответствии с законодательством РФ”.

Однако реальность далека от желаемого и декларируемого. Ресурсы национальные, особенно в Тихоокеанском регионе расхищаются и не только вопреки исполнительной власти, но и с ее помощью. Какого-либо особенного внимания к охране морей от загрязнений до сих пор реально не чувствуется и, прежде всего, из-за того, что все положения закона не конкретны. До сих пор разрешается спуск сточных вод, в том числе глубоководный спуск, т.к. считается, что при этом влияние спусков будет минимальным (разбавление, смешение, самоочищение). Конечно, запрещаются сбросы вод в границах районов водопользования. Однако требования к свойствам воды района водопользования относительно слабы. Например, количество бактерий группы кишечных палочек в 1 литре воды не должно превышать 1000, а прозрачность должна быть не менее 30 см.

Государственный контроль и мониторинг морской среды

Согласно закону “О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне РФ” государственный экологический контроль представляет собой систему мероприятий, направленных на предупреждение, выявление и устранение загрязнения вод, посредством применения законодательства РФ и международных норм и стандартов по защите морской среды и природных ресурсов внутренних морских вод и территориального моря. К внутренним морским водам относят воды, находящиеся напротив территории РФ, ограниченные линией, проходящей через наиболее удаленные в сторону моря точки гидротехнических и других постоянных сооружений, портов, заливов,

бухт, лиманов, берега которых полностью принадлежат РФ. Территориальное море – это 12-мильный лимит ширины.

Государственный экологический контроль осуществляется специально уполномоченным федеральным органом исполнительной власти по охране окружающей среды с участием других специально уполномоченных федеральных органов исполнительной власти и соответствующих органов власти субъектов РФ.

Государственный мониторинг проводится специально уполномоченным федеральным органом исполнительной власти по охране окружающей среды с участием специально уполномоченных федеральных органов исполнительной власти по природным ресурсам, федерального органа исполнительной власти по вопросам рыболовства и соответствующих органов исполнительной власти субъекта РФ.

Мониторинг на всех морях ведет Гидрометслужба. Отбор проб ведется в 603 морских пунктах или станциях. Стационарных станций всего 20 и 11 судовых лабораторий. Пока что в стране единственное специализированное судно для мониторинга “Алмаз”. Работает на Балтике. Станции имеют следующие категории:

I категория. Станции имеют полную программу мониторинга, которая предусматривает проверку 1 раз в месяц. Здесь проверяется наличие загрязняющих веществ, таких как нефтепродуктов, хлорорганических пестицидов, тяжелых металлов (ртути, свинца), фенола, детергентов, а также специфичных загрязнений для данного района. Определяются показатели среды: растворенный кислород, сероводород, концентрация водородных ионов, биохимическое потребление кислорода за 5 суток, нитритный азот, нитратный азот, общий азот, фосфор фосфатный, общий фосфор, кремний. Также определяются элементы гидрорежима: соленость, температура воды и воздуха, скорость и направление ветра, прозрачность и цветность воды. Зимой в период ледостава – определяются 1 раз в сезон на станциях открытого моря, а у берега – по сокращенной программе, 1 раз в декаду измеряются: растворенный кислород, нефтепродукты, 1-2 наиболее загрязняющих отобранных вещества.

II категория. Станции организуются в наиболее загрязненных участках: в портах, в наиболее загрязненных побережьях городов, в местах расположения промышленных комплексов, добычи полезных ископаемых, стоков с сельскохозяйственных угодий. Мониторинг на этих станциях проводится 1 раз в месяц по полной программе и 1 раз в сезон в ледовый период.

III категория. Такие станции установлены в относительно чистых водах. Они отслеживают фоновые уровни загрязнения, их сезонную и годовую изменчивость. Мониторинг проводится 1 раз в сезон по полной программе.

а всего 11 морей, по которым задействовано 130 стран, проявивших интерес в сотрудничестве.

Проблемы в сотрудничестве связаны в основном с финансами. Наиболее успешное сотрудничество развивается по Северному и Балтийскому морям. Сотрудничество часто идет не просто. Одним из наиболее сложных вопросов – захоронение в море радиоактивных отходов.

Надо сказать, что Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов в плане радиоактивных отходов принималась с трудом. До 1983 г. такие страны как Великобритания, Швейцария, Бельгия, Нидерланды, несмотря на Конвенцию производили захоронение отходов низкой концентрации в океане (в северо-восточной части Атлантики). Только в 1983 г., несмотря на заявление этих стран, что они будут игнорировать резолюцию о моратории на захоронение отходов низкой концентрации, мораторий стал выполняться, правда, выполнялся с некоторыми нарушениями отдельными странами под эгидой международных организаций.

Самый высокий уровень радиоактивности – в Северном море. Поэтому этот вопрос нашел отражение и в региональных соглашениях 8 государств с Европейским экономическим сообществом о предотвращении радиоактивного загрязнения из наземных источников.

Полноценного международного соглашения по охране мирового океана нет, как нет и четких законов по охране территориальных вод и экономических зон отдельных государств.