5.1.6. Приоритетные загрязнители в нефтедобывающей отрасли.

Нефтедобывающая промышленность. Воздействие этой отрасли промышленности на атмосферу, гидросферу и литосферу характеризуется: • загрязнением атмосферы выбросами вредных веществ;

• потреблением воды для буровых установок и компрессорных станций, заводнением и сбросом загрязняющих веществ в поверхностные и подземные воды, на рельеф; • извлечением с нефтью высокоминерализованных попутных вод; • изменением ландшафта (земляные работы, изъятие земель для строительства объектов нефтегазодобычи, застройка, перемещение грузов волоком), вырубкой лесов, загрязнением почвы нефтепродуктами, разрушением пластов недр и др.; • захоронением отходов бурения; • аварийными разливами нефти.

Характерными загрязняющими веществами, образующимися в процессе добычи нефти, являются углеводороды и оксид углерода. Значительная масса загрязнений поступает в атмосферу при сжигании нефтяного газа в факелах.

Серьезный ущерб окружающей среде наносится разливами нефти и минерализованных сточных вод вследствие прорывов трубопроводов, вызванных различными причинами.

Размещение предприятий отрасли, которая является одним из крупнейших водопотребителей, вблизи водоемов или на территории крупных городов создает опасность для водных объектов и оказывает отрицательное воздействие на экологическую обстановку городов, что требует принятия дополнительных природоохранных мер. Многие нефтеперерабатывающие заводы содержат на своем балансе сооружения, используемые для очистки не только промышленных, но и коммунальных сточных вод, вследствие чего на предприятиях скапливается в больших объемах биологически активный ил, процесс утилизации которого является природоохранной проблемой отрасли. Не нефтеперерабатывающих предприятиях основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются углеводороды и летучие органические соединения, диоксид серы, оксид углерода и оксиды азота. Среди других проблем можно выделить образование большого количества отходов производства (кислые гудроны, стоки синтетических жирных кислот, сернистощелочные стоки, отработанные отбеливающие земли).

5.2.1. Энергетические проблемы.

Экологические проблемы тепловой энергетики

Сжигание топлива - не только основной источник энергии, но и важнейший поставщик в среду загрязняющих веществ. Тепловые электростанции в наибольшей степени «ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотных осадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО2), около 50% двуокиси серы, 35% - окислов азота и около 35% пыли. Имеются данные, что тепловые

электростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами, чем АЭС такой же мощности.

В выбросах ТЭС содержится значительное количество металлов и их соединений. При пересчете на смертельные дозы в годовых выбросах ТЭС мощностью 1 млн. кВт содержится алюминия и его соединений свыше 100 млн. доз, железа-400 млн. доз, магния -1,5 млн. доз. Летальный эффект этих загрязнителей не проявляется только потому, что они попадают в организмы в незначительных количествах.

Это, однако, не исключает их отрицательного влияния через воду, почвы и другие звенья экосистем. Можно считать, что тепловая энергетика оказывает отрицательное влияние

практически на все элементы среды, а также на человека, другие организмы и их сообщества.

Экологические проблемы гидроэнергетики

Одно из важнейших воздействий гидроэнергетики связано с отчуждением значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища. В России, где за счет использования гидроресурсов производится не более 20% электрической энергии, при строительстве ГЭС затоплено не менее 6 млн. га земель.

Экологические проблемы ядерной энергетики

При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайне незначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности. главную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварий. Хотя вероятность их на современных АЭС и невелика, но она и не исключается. К наиболее крупным авариям такого плана относится

случившаяся на четвертом блоке Чернобыльской АЭС. В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглась территория в радиусе более 2 тыс. км, охватившая более 20 государств.

5.2.2 Парниковый эффект.

Парниковый эффект – нагревание поверхности и атмосферы планеты  в результате захвата теплового излучения Солнца атмосферными газами. Та часть солнечного излучения, которая, пройдя сквозь озоновый слой, достигает поверхности Земли, представлена мягким ультрафиолетом, видимым светом, а также инфракрасными лучами. Инфракрасное излучение называют ещё тепловым. Такое излучение поглощают пары воды, углекислый газ, метан и другие компоненты атмосферы. Без парникового эффекта Земля была бы безжизненной ьпустыней, поскольку всё испускаемое ею тепло уходило бы в космос, температура у её поверхности составляла бы –15* С, а не +18* С  как сейчас. Но избыток  углекислого газа от сжигания угля, нефти и газа скапливается в атмосфере  и удерживает слишком много тепла. Вырубка лесов делает эту проблему ещё более серьёзной. Парниковый эффект вызывает повышение во всём мире средней температуры – глобальное потепление климата.

Живые деревья используют углекислоту  в фотосинтезе   для своего роста. Но когда деревья сгнивают или сгорают, углекислота возвращается в атмосферу. Парниковый эффект увеличивают и фреоны,  производимые человеком. Учёные считают, что продолжающееся накопление всех этих газов в атмосфере может к 2070 году повысить среднемировую температуру на 3*С.

5.2.3 Озоновые дыры

В составе атмосферы есть особый слой - озоновый, отражающий жесткое космическое излучение, которое губительно опасно для всего живого на нашей планете, ухудшает генофонд флоры и фауны, состояние экосистем, снижает урожайность растений, вызывает у людей различные опасные заболевания (поражение глаз и подавление иммунной системы людей). Слой этот весьма тонок. Озоновые дыры - результат разрушения озонового слоя Земли. Озоновый слой находится на высоте 7-18 км и характеризуется высокой концентрацией аллотропной модификации кислорода - озона (O3). Озон поглощает губительное для живого ультрафиолетовое излучение Солнца. При его истощении возрастает поток этого излучения на поверхность Земли.

Установлено, что за последние десятилетия концентрация озона локально существенно уменьшилась. Озоновые дыры расположены над Антарктидой (максимальное снижение концентрации озона - в 3 раза), над Арктикой, Восточной Сибирью и Казахстаном.

Подлинная причина появления озоновых дыр не установлена. Но многие ученые считают, что снижение концентрации озона связано с выбросами в атмосферу хлор- и фторсодержащих соединений: фреона, использующегося в холодильной технике, распылителей, применяемых в косметике. Фреоны впервые получены в 1928 году и обладают важными для технических приложений свойствами (инертностью, стабильностью, нетоксичностью, негорючестью, нерастворимостью в воде и др.). Они нашли широкое применение в промышленности и быту (в холодильных установках, кондиционерах, аэрозолях, во многих технологических процессах и т.д.).

Но под влиянием ультрафиолетового излучения из молекул, например, хлорсодержащих фреонов выделяются атомы хлора, любой из которых при столкновении с молекулами озона «выбивает» из каждой атом кислорода, превращая ее в молекулу кислорода. При этом каждый атом хлора может «перепортить» многие тысячи молекул озона.

Принятые международные решения по сохранению озонового слоя недостаточны, поскольку кроме фреонов есть и другие химические вещества, разрушающие его (оксиды азота, тяжелых металлов и др.). Главная же сложность в том, что в промышленности и быту фреонам не так просто найти равноценную замену, а также в том, что количество самолетов «высокопотолочной» авиации и количество запусков космических кораблей и спутников, вносящих свой вклад в разрушение озонового слоя, будет постоянно расти.

5.2.4 Деградация наземных экосистем.

Деградация лесов способствует разрушению почв и интенсификации эрозийных процессов. Леса играют уникальную роль в экономических системах. Сокращение лесных массивов неизбежно влечет за собой изменение состава атмосферы, водного баланса ландшафтов, уровня грунтовых вод, что, в свою очередь, влияет на плодородие почв и микроклимат.

Проблема охраны лесов остро стоит и в Африке, так как топливом для домашних очагов там испокон веков служат дрова. В развивающихся странах ежегодно превращаются в дым 12 млн га леса. Так, в Индии сорок лет назад леса охватывали 22% территории, сейчас на их долю приходится не более 10%. Тревогой охвачены также экологи США, Западной Европы, России, Австралии и других стран. Опасными темпами сокращаются леса Сибири. Здесь ежегодно вырубается более 500 тыс. га. Ученые фиксируют изменение сибирского ландшафта: на месте вырубок начинается заболочивание местности. Поскольку вырубают, прежде всего, ценные сосновые, а иногда и кедровые леса, повсеместно наблюдается обеднение леса этими породами. Под натиском человека леса отступают на всех континентах, практически во всех странах.

В 1966 г. Международный союз охраны природы (более чем 100 стран) начал издавать Красную книгу. Еще в конце 80-х гг. в печальном списке растений и животных, находящихся под угрозой исчезновения, значились 768 видов позвоночных, 264 вида птиц, 250 видов растений. В Красную книгу занесены лемуры, орангутанги, гориллы, белый журавль, кондор, морские черепахи, носороги, слоны, тигры, гепарды и многие другие.

Особенно хищнически истребляются промысловые животные: осетровые рыбы, морские котики, носороги, слоны, леопарды и многие другие. Если 20 лет назад в Африке обитало 60 тыс. носорогов, то сегодня их осталось не более 2 тыс. Поголовье слонов с 1990 г. сократилось в 4 раза.

Человечество живет благодаря обеспеченности наличия ресурсов. Последние делятся на две группы: возобновляемые и невозобновляемые.

К возобновляемым ресурсам относятся: энергия фотосинтеза, солнечная энергия, гидроэнергия, энергия приливов и отливов, ветровая энергия, геотермальная энергия.

К невозобновляемым ресурсам относятся природные ресурсы: каменный уголь, нефть, газ, горючие сланцы, водород, ядерное топливо.

5.2.5 Демографическая и продовольственная проблема.

Современное состояние демографической и продовольственной проблемы свидетельствует об их сложность. Сейчас демографическая проблема проявляется в двух аспектах: в высокоразвитых странах происходит «демографический кризис», в развивающихся странах - «демографический взрыв». Для преодоления демографической проблемы государствами осуществляются демографическая политика, активная пропаганда среди верующих (особенно мусульман и католиков, в которых прославляются большие семьи), возвышается уровень образованности людей. По современным оценкам специалистов, Земля способна прокормить несколько десятков миллиардов людей. Однако стремительный рост населения в развивающихся странах, и примитивные технологии сельскохозяйственного производства привели к проблеме недостаточного обеспечения населения продуктами питания. В современном мире голодает свыше полумиллиарда человек, а недополучает необходимого количества пищи еще около 1 млрд чел. Ареалами сплошного голодания стали большинство стран Африки, Латинской Америки, Азии. Особенно угрожающей ситуация в государствах с рискованными условиями земледелия. В частности, это Эфиопия, Чад, Нигерия, Центральноафриканская Республика, Гаити, Сальвадор, Боливия, Мальдивы, где средняя обеспеченность жителей пищей составляет 80-85% от норм, рекомендованных ФАО. Причины голодовку развивающихся, связанные с их бедностью, недостатком средств на переоборудование сельскохозяйственного производства, закупку удобрений и новых высокоурожайных сортов. К тому же с колониальных времен они выращивают технические культуры на экспорт, часто с монокультурной специализацией. При этом продовольственных культур (в первую очередь зерновых) не хватает. Полуфеодальные аграрные отношения на селе приводят к сильной раздробленности земельных участков, которые не в состоянии прокормить большие семьи. В современных условиях решение продовольственной проблемы видится не в сокращении численности населения. Для этого предлагаются два пути. Первый предусматривает увеличение посевных площадей. Сейчас в сельском хозяйстве используется менее половины возможных территорий. Однако этот путь имеет свои ограничения. Во-первых, некоторые страны уже имеют высокий уровень распаханности земель (Индия, Бангладеш - до 90%). Во-вторых, обычно не используются неудобные земли. Для их освоения требуются слишком большие средства, которые отсутствуют в бедных развивающихся странах. Другой путь решения проблемы - получать больше сельхозпродукции из существующих площадей. Это возможно благодаря многим методам, в частности повышению плодородия почв путем их мелиорации: орошение, осушение, химизации. Если повсеместно плодородие земель поднять до уровня стран Западной Европы, то планета может прокормить 10 млрд. человек. Следует внедрять и новейшие достижения селекции: новые сорта растений и породы животных. Аграрные реформы должны быть направлены на преодоление феодальных пережитков в деревне.

5.3.1 Состояние биосферы и болезни.

Для каждой среды обитания характерен комплекс химических, физических и биологических факторов воздействия на человека (температура и влажность воздуха, освещенность, состав атмосферного воздуха, уровни электромагнитного и радиационного воздействий, уровни шума и вибраций, вирусы, бактерии и т. д.). Вместе или по отдельности они оказывают благоприятное или негативное воздействие на работоспособность и здоровье человека. Отрицательно влияют шум и загазованность, высокий уровень электромагнитного воздействия антенн, ретрансляторов и линий электропередач, различные бактерии и вирусы, загрязненная вода, наличие в воздухе ядохимикатов, запахи, аллергены и многое другое.

Находясь дома, человек чувствует себя уютно (комфортно), если температура воздуха составляет 22-24 °С при влажности 40-60 %, если помещение хорошо освещено и в нем отсутствуют запахи, шумы, вибрации. Любые отклонения от комфортных условий сопровождаются нарушением психофизического состояния и работоспособности человека, а при длительном воздействии неблагоприятных факторов могут возникать нарушения здоровья.

В условиях города, особенно крупного, причиной дискомфорта и заболеваний являются загазованность и запыленность атмосферного воздуха, высокий уровень шума и вибраций, бытовые и промышленные отходы, загрязнение земной поверхности и водоемов.

Комплекс негативных факторов производственной среды характеризуется многообразием и высоким уровнем воздействия на работающего человека. К наиболее распространенным факторам относятся загазованность и запыленность воздуха рабочей зоны, неблагоприятный температурный режим, повышенный шум, недостаточное освещение, тяжелые физические работы, повышенные вибрации.

При соблюдении требований безопасности в производственной среде неизбежны профессиональные заболевания, травмы, отравления и гибель людей.

Ежегодно в России общее число травм на производстве составляет 400 тыс., из них 8000 — травмы, приведшие к смерти. Профессиональные заболевания ежегодно получают 11 000 человек.

5.3.2 Факторы риска.

По определению ВОЗ, факторы риска - это неблагоприятные факторы, способствующие появлению болезни или всегда сопровождающие ее развитие. Нередко забывают, что факторы риска - это всего лишь условия, но не причины развития заболеваний, они не должны "вноситься" в клиническую картину заболевания. Например, высокий уровень холестерина, избыточная масса тела, артериальная гипертензия - это всего лишь фон для ишемической болезни сердца, который имеет большое значение для профилактики этой болезни, но не для ее диагностики. Под влиянием одного и того же фактора внешней среды могут развиться различные заболевания. В качестве примера рассмотрим такой распространенный фактор, как эмоциональное напряжение, которое занимает особое место среди причин развития сердечно-сосудистых заболеваний, особенно гипертонической болезни. Связанная с эмоциями постоянная мобилизация центральных и периферических звеньев сердечно-сосудистой системы вызывает дезинтеграцию регуляторных приспособительных механизмов. Различие в формах дезинтеграции ведет к развитию различных заболеваний. Поэтому, например, под влиянием эмоционального перенапряжения у одних людей возникает гипертоническая болезнь, а у других - невроз. Таким образом, эмоциональное напряжение как один из факторов окружающей среды может явиться причиной развития самых разнообразных заболеваний. Однако в реальной жизни этот фактор действует не изолированно, а в комплексе с другими факторами.

5.3.3 Добровольный риск.

Добровольный риск - это риск, на который идет человек сознательно, зная какой вред (ущерб) причиняет себе. При этом у данного индивида есть выбор - идти на риск или не идти. Но определенная выгода может для него перевесить тот заведомо причиняемый ущерб, с которым сопряжен данный риск. Примеров такому добровольному риску много: курение, употребление алкоголя, наркотиков, азартные игры, употребление в пищу заведомо экологически нечистых продуктов, спасение других людей ценой собственного здоровья и самой жизни.

6.1.1 Источники загрязнения атмосферы.

Загрязнители атмосферы, так же как и других объектов природы, разделяют на механические, физические и биологические. К механическим относят вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии.

К физическим загрязнениям относят:

тепловые, возникающие в результате повышения температуры атмосферы (поступление в атмосферу нагретых газов);

световые, происходящие при ухудшении естественной освещенности местности под воздействием искусственных источников света;

шумовые, являющиеся следствием возникновения антропогенных шумов;

электромагнитные, вызванные изменением электромагнитных свойств среды (от линий электропередач, радио, телевидения, работы некоторых видов промышленных установок);

радиоактивные, связанные с повышением уровня поступления радиоактивных веществ в атмосферу.

Качество воздуха ухудшается также из-за присутствия в нем носителей неприятных запахов.

Биологические загрязнения в основном являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности. Источники антропогенного загрязнения атмосферы - теплоэнергетика, промышленность, транспорт, деятельность вооруженных сил (в том числе и в мирное время).

6.2.3. Показатели качества воды. чтобы не допустить необратимых нарушений экологического равновесия, температура воды в водоеме летом в результате спуска загрязненных (теплых) вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого года за последние 10 лет.ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИЛюбое знакомство со свойствами воды начинается с определения органолептических показателей, т.е. таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств (зрением, обонянием, вкусом). Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды. К органолептическим характеристикам относятся: цветность, мутность (прозрачность), запах, вкус, привкус.ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН)Нормативные требования рН питьевой воде 6,0 – 9,0; в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно–бытового водопользования – 6,5 – 8,5. Пониженное значение рН (5,5 – 6,0) характерно для болотных вод за счет повышенного содержания гуминовых и других природных кислот.Измерение рН при контроле качества природной и питьевой воды проводится практически повсеместно.ЩЕЛОЧНОСТЬ И КИСЛОТНОСТЬЩелочность природных вод в силу их контакта с атмосферным воздухом и известняками, обусловлена, главным образом, содержанием в них гидрокарбонатов и карбонатов, которые вносят значительный вклад в минерализацию воды. Щелочность пробы воды измеряется в г-экв/л или мг-экв/л и определяется количеством сильной кислоты (обычно используют соляную кислоту), израсходованной на нейтрализацию раствора.Естественная кислотность воды обусловлена содержанием слабых органических кислот природного происхождения (например, гуминовых кислот). Кислотность воды определяют в основном при анализе сточных и технологических вод.МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВРяд показателей качества воды связан с определением концентрации растворенных в воде различных минеральных веществ. Содержащиеся в воде минеральные соли вносят разный вклад в общее солесодержание, которое может быть рассчитано суммированием концентраций каждой из солей. Пресной считается вода, имеющая общее солесодержание не более 1 г/л. Можно выделить две группы минеральных солей, обычно встречающихся в природных водах.КАРБОНАТЫ И ГИДРОКАРБОНАТЫКак отмечалось выше, карбонаты и гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения углекислого газа, взаимодействия воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов.СУЛЬФАТЫСульфаты в питьевой воде не оказывают токсического эффекта для человека, однако, ухудшают вкус воды: ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 250-400 мг/л. Сульфаты могут вызывать отложение осадков в трубопроводах при смешении двух вод с разным минеральным составом, например, сульфатных и кальциевых (в осадок выпадает СаSO4). ПДК сульфатов в воде водоемов хозяйственно-питьевого назначения составляет 500 мг/л.ХЛОРИДЫХлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах. Если в воде присутствует хлорид натрия, она имеет соленый вкус уже при концентрациях 250 мг/л; в случае хлоридов кальция и магния соленость воды возникает при концентрациях свыше 1000 мг/л. ПДК для питьевой воды по хлоридам 350 мг/л.Высокие концентрации хлоридов в питьевой воде не оказывают токсических эффектов на людей, хотя соленые воды очень коррозионно активны, пагубно влияют на рост растений, вызывают засоление почв.СУХОЙ ОСТАТОКСухой остаток характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105-110°С.Для питьевой и природной воды величина сухого остатка практически равна сумме массовых концентраций анионов (карбоната, гидрокарбоната, хлорида, сульфата) и катионов (кальция и магния, а также определяемых расчетным методом натрия и калия). Величина сухого остатка для поверхностных вод водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования не должна превышать 1000 мг/л (в отдельных случаях допускается до 1500 мг/л).ОБЩАЯ ЖЕСТКОСТЬ, КАЛЬЦИЙ И МАГНИЙЖесткость воды обусловлена присутствием солей кальция, магния, стронция и др.РАСТВОРЕННЫЙ КИСЛОРОДСодержание растворенного кислорода (РК) зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, минерализации воды др. В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л и подвержено значительным сезонным и суточным колебаниям. ПДК растворенного в воде кислорода для рыбохозяйственных водоемов – 6 мг/л (для ценных пород рыбы), 4 мг/л (для остальных пород).БИОХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА (БПК)БПК – показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ. Природными источниками органических веществ являются разрушающиеся останки организмов растительного и животного происхождения,

6.2.4 Нормирование сбросов. Расчет ПДС.Нормирование качества воды состоит в установлении для воды водного объекта совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечивается здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.Нормы качества поверхностных вод устанавливаются для условий хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования.К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.К коммунально-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, спорта и отдыха населения, а также иное использование водных объектов, находящихся в черте населенных мест.К рыбохозяйственному водопользованию относится использование водных объектов для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов.Рыбохозяйственные водные объекты или их отдельные участки, используемые для воспроизводства, промысла и миграции рыб подразделяются на три категории.К высшей (особой) категории относятся места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств любого типа для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений.К первой категории относятся водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода.Ко второй категории относятся водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.Виды использования водного объекта в пределах области, республики определяются органами Министерства природных ресурсов совместно с органами Минздрава и Минрыбхоза и утверждаются местными администрациями. На пограничных между территориально - административными единицами водных объектах вид водопользования устанавливается совместным решением соответствующих органов.Расчет ПДС В основу расчета норматива ПДС для водохозяйственного района (участка) положена математическая зависимость где:С_о, С_е, С_j – концентрации загрязняющих веществ в воде соответственно в начальном створе, притоке с водосборной площади и сточных водах; Q_о – расход воды в реке в начальном створе; q_e, q_j, q_исп – расходы, приходящие на единицу длины реки соответственно притока с водосборной площади, сбрасываемых в реку сточные воды, на испарение;к – коэффициент деструкции; ? – площадь поперечного сечения потока;х – расстояние между створами;

6.2.5 Локализация и ликвидация нефти и нефтепродуктов с водной поверхности. Боновые загражденияОсновными средствами локализации разливов ННП в акваториях являются боновые заграждения. Их предназначением является предотвращение растекания нефти на водной поверхности, уменьшение концентрации нефти для облегчения процесса уборки, а также отвод (траление) нефти от наиболее экологически уязвимых районов. При разливах ННП в акваториях рек, где локализация бонами из-за значительного течения затруднена или вообще невозможна, рекомендуется сдерживать и изменять направление движения нефтяного пятна судами-экранами, струями воды из пожарных стволов катеров, буксиров и стоящих в порту судов.ДамбыВ качестве локализующих средств при разливе ННП на почве применяют целый ряд различных типов дамб, а также сооружение земляных амбаров, запруд или обваловок, траншей для отвода ННП. Использование определенного вида сооружений обуславливается рядом факторов: размерами разлива, расположением на местности, временем года и др.Для сдерживания разливов известны следующие типы дамб: сифонная и сдерживающая дамбы, бетонная дамба донного стока, переливная плотинная дамба, ледяная дамба. После того как разлившуюся нефть удается локализовать и сконцентрировать, следующим этапом является ее ликвидация Методы ликвидацииСуществует несколько методов ликвидации разлива ННП (табл. 1): механический, термический, физико-химический и биологический.Одним из главных методов ликвидации разлива ННП является механический сбор нефти. Наибольшая эффективность его достигается в первые часы после разлива. Это связано с тем, что толщина слоя нефти остается еще достаточно большой. (При малой толщине нефтяного слоя, большой площади его распространения и постоянном движении поверхностного слоя под воздействием ветра и течения процесс отделения нефти от воды достаточно затруднен.) Помимо этого осложнения могут возникать при очистке от ННП акваторий портов и верфей, которые зачастую загрязнены всевозможным мусором, щепой, досками и другими предметами, плавающими на поверхности воды. Термический метод, основанный на выжигании слоя нефти, применяется при достаточной толщине слоя и непосредственно после загрязнения, до образования эмульсий с водой. Этот метод, как правило, применяется в сочетании с другими методами ликвидации разлива. Физико-химический метод с использованием диспергентов и сорбентов рассматривается как эффективный в тех случаях, когда механический сбор ННП невозможен, например при малой толщине пленки или когда разлившиеся ННП представляют реальную угрозу наиболее экологически уязвимым районам. Биологический метод используется после применения механического и физико-химического методов при толщине пленки не менее 0,1 мм. Скиммеры Нефтесборные устройства, или скиммеры, предназначены для сбора нефти непосредственно с поверхности воды. В зависимости от типа и количества разлившихся нефтепродуктов, погодных условий применяются различные типы скиммеров как по конструктивному исполнению, так и по принципу действия. Нефтесборные системы предназначены для сбора нефти с поверхности моря во время движения нефтесборных судов, то есть на ходу. Эти системы представляют собой комбинацию различных боновых заграждений и нефтесборных устройств, которые применяются также и в стационарных условиях (на якорях) при ликвидации локальных аварийных разливов с морских буровых или потерпевших бедствие танкеров Специализированные суда К специализированным судам для ликвидации аварийных разливов ННП относятся суда, предназначенные для проведения отдельных этапов или всего комплекса мероприятий по ликвидации разлива нефти на водоемах. Диспергенты и сорбенты Как говорилось выше, в основе физико-химического метода ликвидации разливов ННП лежит использование диспергентов и сорбентов. Диспергенты представляют собой специальные химические вещества и применяются для активизации естественного рассеивания нефти с целью облегчить ее удаление Биоремедитация - это технология очистки нефтезагрязненной почвы и воды, в основе которой лежит использование специальных, углеводородоокисляющих микроорганизмов или биохимических препаратов.

6.2.6 Основные методы очистки сточных вод. Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физико-химические, биологические.В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до 20%.В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка).Усреднители применяются для регулирования и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей.Биологическая очистка - широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов - водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).Химические и физико-химические методы очистки играют значительную роль при обработке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биологическими методами. К ним относятся:Тепловой способ. Кипячение воды в течение 12-20 мин убивает все неспорообразующие микроорганизмы. Для уничтожения спор применяют нагрев воды до 120⁰С под давлением или дробную стерилизацию воды - ее кипятят в течение 15 мин, охлаждают до 35⁰С, выдерживают при этой температуре 2ч для прорастания спор и снова нагревают до кипения.Действие ультрафиолетового излучения. Вода, длительное время находящаяся на солнечном свету, освобождается от патогенных микроорганизмов. Облучение воды ультрафиолетовыми лучами хорошо обеззараживает воду, свободную от взвешенных и коллоидных примесей. Действие ионизирующего излучения. Облучение воды рентгеновскими лучами, г- и в- излучателями обеззараживает воду .Действие ультразвуковых колебаний убивает большинство микроорганизмов. Интенсивность ультразвукового излучения должна быть не менее 2 вт/см² при продолжительности озвучивания не менее 5 мин. Обеззараживание воды фильтрованием. В качестве обеззараживающих используют так называемые ультрафильтры из микропористой керамики или фарфора фильтры с асбестоцеллюлозными фильтрующими пластинами, мембранные ультрафильтры и др. Обеззараживание воды озоном. Это наиболее эффективный метод обеззараживания воды. Однако он весьма дорог. Обеззараживание воды с помощью бактерицидного излучения. Обеззараживание воды бактерицидным излучением может производиться только тогда, когда подлежащая обеззараживанию вода обладает малой цветностью и не содержит коллоидных и взвешенных веществ, поглощающих и рассеивающих ультрафиолетовые лучи. Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод многих отраслей промышленности, содержащих щелочи и кислоты. Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоема

6.3.1. Основные источники загрязнение литосферы.Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых..Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия. В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть.Загрязнение почвы тяжелыми металлами. . К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть.Особенностью тяжелых металлов является то, что в небольших количествах почти все они необходимы для растений и живых организмов. .Загрязнение почвы медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение концентраций этих металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений. Всемирная организация здравоохранения рекомендовала ограничение дозы кадмия, поступающего с пищей в организм человека, до 70 мкг в сутки. Потребляя пищу, содержащую повышенные дозы кадмия, приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болевым ощущениям в пояснице.Загрязнение почвы пестицидами. Почва загрязняется также при использовании в сельском хозяйстве пестицидов. Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях.Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов.В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного представляют собой труднорешимую проблему.

6.3.2 Последствия нефтяного загрязнения почв. Биодеградация компонентов нефти и самоочищение загрязненных почв Процесс естественного фракционирования и разложения нефти начинается с момента ее поступления на поверхность почвы. Выделяют три наиболее общих этапа трансформации нефти в почвах (Исмаилов и др., 1988):1) физико-химическое и частично микробиологическое разложение алифатических углеводородов;2) микробиологическое разрушение главным образом низкомолекулярных структур разных классов, новообразование смолистых веществ;3) трансформация высокомолекулярных соединений; смол, асфальтенов, полициклических углеводородов.Длительность всего процесса трансформации нефти в разных почвенно-климатических зонах различна: от нескольких месяцев до нескольких десятков лет (Бочарникова, 1990).Загрязнение нефтью оказывает отрицательное воздействие на химические, физические и биологические свойства почв. Под влиянием нефти и ее компонентов изменяется численность микроорганизмов основных физиологических групп, ухудшаются агрофизические, агрохимические свойства почвы, снижаются активность окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов, обеспеченность почвы подвижными формами азота и фосфора.На разложение нефти в почве решающим образом влияет функциональная активность комплекса почвенных микроорганизмов, обеспечивающих полную минерализацию нефти и нефтепродуктов до углекислого газа и воды. На первой стадии изменение почвенной биоты характеризуется массовой гибелью мезо- и микрофауны; на второй стадии – «бумом» микробиологической активности специализированных микроорганизмов и последующей постепенной эволюцией биоценоза, коррелирующей с постоянно изменяющейся геохимической ситуацией в почве (Логинов и др., 2000).В работе Н. А. Киреевой показана токсичность ароматических углеводородов для микроорганизмов почвы и их негативное воздействие на ферментативную активность. Наиболее чувствительными к загрязнению ароматическими углеводородами являются нитрифицирующие и целлюлозоразрушающие микроорганизмы, которые могут служить индикаторами загрязнения почв (Киреева, 1995).Загрязнение нефтью существенно изменяет комплекс почвенных актиномицетов, снижая их численность и обедняя видовой состав. Кроме того, в загрязненной нефтью почве возрастает число фитопатогенных и фитотоксичных видов микроскопических грибов. Развитие фитотоксичных форм грибов может усилить отрицательное воздействие на почву нефтяного загрязнения (Киреева, 1996).Показано, что загрязнение нефтью приводит к существенному (на два порядка) снижению численности гетеротрофной части микробного комплекса, отмеченного на начальных этапах воздействия нефти. Через три месяца происходит восстановление численности гетеротрофов (Сидоров и др., 1997).Первоначально, в интервале концентраций нефти соответствующих зоне гомеостаза (до 1 мл/кг), она не оказывает существенного влияния на почвенную микробиоту, выступает как биологический стимулятор. Более высокие дозы (зона стресса 1-30 мл/кг) приводят к необратимым изменениям микробиологических свойств почвы, а в дальнейшем, - к нарушению её водно-воздушного режима. Затем, в зоне резистентности, она становится основным трофическим субстратом для углеводородокисляющих микроорганизмов, одновременно угнетая жизнедеятель-ность других гетеротрофных микроорганизмов, растений и животных. Наконец, при ещё больших дозах, в зоне репрессии, нефть выступает как ингибитор биологической активности почвы (Левин и др., 1995).Изменения микробиологических параметров почвы первыми рассматриваются как значимые экологические нарушения. Они зафиксированы при концентрациях нефти более 1-5 мл/кг в зависимости от типа почвы. Нефтяное загрязнение отличается от многих других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постепенную, а, как правило, «залповую» нагрузку на среду, вызывая быструю ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно сказать, вернется ли экосистема к устойчивому состоянию или будет необратимо деградировать. Во всех мероприятиях, связанных с ликвидацией последствий загрязнения, с восстановлением нарушенных земель, необходимо исходить из главного принципа: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении. Суть восстановления загрязненных экосистем – максимальная мобилизация внутренних ресурсов экосистемы на восстановление своих первоначальных функций. Самовосстановление и рекультивация представляют собой неразрывный биогеохимический процесс.Естественное самоочищение природных объектов от нефтяного загрязнения - длительный процесс, особенно в условиях Сибири, где долгое время сохраняется пониженный температурный режим. В связи с этим, разработка способов очистки почвы от загрязнения углеводородами нефти – одна из важнейших задач при решении проблемы снижения антропогенного воздействия на окружающую среду.

6.3.3Нормирование и содержание загрязняющих веществ в почве. Выработка методологии борьбы с загрязнением окружающей среды нефтью и нефтепродуктами крайне сложное дело. Реакция почв на загрязнение нефтью, их чувствительность к этим загрязнителям отличаются в разных почвенных зонах, также в пределах сопряженных ландшафтов.Предельно допустимые концентрации нефтяных загрязнений в почвах зависят от вида нефтепродуктов (НП) и составляет для почвы 0,1 мг/кг. Однако ПДК суммарного содержания нефтепродуктов в почве не стандартизовано; установлены ПДК для некоторых видов нефтепродуктов: бензол – 0,3 мг/кг, толуол – 0,3 мг/кг, ксилол – 0,3 мг/кг (Саксонов и др., 2005).Минимальный уровень содержания нефтепродуктов в почвах и грунтах, выше которого наступает ухудшение качества природной среды, рассматривается как верхний безопасный уровень концентрации (ВБУК) (Пиковский, 1993). ВБУК нефтепродуктов в почвах зависит от сочетания многих факторов, таких как тип, состав и свойства почв и грунтов, климатические условия, состав нефтепродуктов, тип растительности, тип землепользования и др. Эти нормы должны различаться в зависимости от климатических условий и типов почвообразования.Верхний безопасный уровень концентрации НП в почвах можно принять за ориентировочный уровень допустимой концентрации (ОДК) в почвах. Ориентировочным допустимым уровнем загрязнения почвы НП предлагается считать нижний допустимый уровень загрязнения, при котором в данных природных условиях почва в течение одного года восстановит свою продуктивность, а негативные последствия для почвенного биоценоза могут быть самопроизвольно ликвидированы. Такая оценка ОДК как общесанитарного показателя может быть дана для верхнего гумусо-аккумулятивного горизонта почв (примерно до глубины 20-30 см) (Саксонов и др., 2005).Вполне очевидно, что ОДК нефти и НП в почве не может быть единым для всех типов почв и природных зон. Он зависит от факторов, определяющих влияние вещества на свойства почв и растений, от потенциала самоочищения почв, от данного вида загрязнения. Главные из таких факторов – химический состав загрязняющего вещества, свойства и состав почв, физико-географические (главным образом, климатические) условия данной территории (Пиковский, 2003).

6.3.4 Рекультивация земель – это комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель. Задача рекультивации – снизить содержание нефтепродуктов и находящихся с ними других токсичных веществ до безопасного уровня, восстановить продуктивность земель, утерянную в результате загрязнения (Реймерс, 1990). В настоящее время разработан ряд методов ликвидации нефтяных загрязнений почвы, включающие механические, физико-химические, биологические методы До недавнего времени наиболее распространенным и дешевым методом ликвидации нефтяного загрязнения было простое сжигание. Этот способ неэффективен и вреден по двум причинам: 1) сжигание возможно, если нефть лежит на поверхности густым слоем или собрана в накопители, пропитанные ею почва или грунт гореть не будут; 2) на месте сожженных нефтепродуктов продуктивность почв, как правило, не восстанавливается, а среди продуктов сгорания, остающихся на месте или рассеянных в окружающей среде, появляется много токсичных, в частности канцерогенных веществ (Гриценко, Акопова, 1997).Очистка почв и грунтов в специальных установках путем пиролиза или экстракции паром дорогостояща и малоэффективна для больших объемов грунта. Требуются большие земляные работы, в результате чего нарушается естественный ландшафт, а после термической обработки в очищенной почве могут остаться новообразованные полициклические ароматические углеводороды – источник канцерогенной опасности (Пиковский, 1993).Землевание замедляет процессы разложения нефтяных углеводородов, приводит к образованию внутрипочвенных потоков нефти, пластовой жидкости и загрязнению грунтовых вод. Складирование загрязненной почвы создает очаги вторичного загрязнения.Качественное удаление нефтяных загрязнителей при высоких уровнях загрязнения зачастую не обходится без применения различного рода сорбентов.