Оцінювання і контролювання нафтових забруднень поверхні моря

Забруднення Світового океану нафтопродуктами є однією з важливих проблем сучасної екології. Контролювання забруднення морських вод цією речовиною здійснюють різними методами.

Нафтопродукти, які розтеклися у вигляді поверхневої плівки, можна виявити і проконтролювати за допомогою дистанційних методів, які дають змогу виявити та оцінити масштаби шкоди, послуговуючись дослідженнями в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній частинах спектра. Вони поділяються на пасивні та активні методи.

Пасивні методи. Вдаючись до них, вивчають природне випромінювання, відбите або випущене системою «нафта - вода». Ефективність використання цих методів залежить від випромінювальних і відбивальних характеристик поверхні, температури, параметрів атмосфери, спектрального діапазону спостережень.

Сонячне ультрафіолетове випромінювання, яке падає на поверхню моря, має межі 280-400 нанометрів (нм). Оптичні властивості води і нафти суттєво відрізняються: коефіцієнт відбивання чистої води становить 1,5 %, сирих нафтопродуктів - 5-6 %, дизельного пального 2-3 % . Для виявлення нафтових плівок за допомогою дослідження цього діапазону використовують спектральні сканувальні системи, відеосистеми, апаратуру з відповідною оптикою та фільтрами.

При спостереженнях з супутників найінформативні-шим для виявлення забруднених районів океану є спостереження випромінювання в інтервалі 600-800 нм. Ускладнює спостереження у видимому спектральному діапазоні вплив метеоумов та спектральних особливостей атмосфери.

Вимірювання в інфрачервоному діапазоні ґрунтуються на різниці температур чистої води і покритої нафтовою плівкою або на різних коефіцієнтах випромінювання.

Активні методи. Ці методи дистанційного виявлення забруднень передбачають використання штучного джерела випромінювання. До них належать:

• методи оптичної локації, основані на різних коефіцієнтах відбивання від забрудненої та чистої поверхні;

• методи, які ґрунтуються на вимірюванні флюорес-ценції плівок нафти за допомогою лідарів (спеціальних приладів) при робочих довжинах хвиль 337, 354, 530 нм.

Обсяг розлитої нафти та товщину плівки можна оцінити за її кольором (табл. 5.5).

Для контролювання вмісту нафти і нафтопродуктів у стічних водах використовують такі методи:

• турбодиметричний, який ґрунтується на зміні здатності нафтомістких вод поглинати світло (прилад реєструє ступінь послаблення світлового потоку, який проходить крізь шар води);

• люмінесцентний, основою якого є здатність окремих фракцій нафти під дією ультрафіолетового променя люмінесціювати, що фіксує спеціальний прилад;

• поглинання ультрафіолетового випромінювання окремими фракціями нафти та інфрачервоного випромінювання (А. = 3,4-3,5) усіма вуглеводами.

В Україні широко застосовують аналізатор сумарного вмісту нафти та нафтопродуктів у стічних водах «Волна-2», а за кордоном - прилад «Осма-32» фірми «Харіба» (Японія).

Використовуючи аналізатори вмісту нафти та нафтопродуктів у стічних водах і дистанційні методи виявлення на поверхні води нафтових плівок, можна оперативно і ефективно боротися з цим видом забруднення.

Особливості екологічного стану Чорного й Азовського морів

Чорне й Азовське моря найвіддаленіші від Світового океану. Площа їх водозбірного басейну значно перевищує площу самих морів. Це зумовило надзвичайну чутливість морів до антропогенного впливу. Протягом останніх десятиріч відбувалися евтрофікаційні процеси, забруднення морського шельфу токсичними речовинами, абразія берегів, втрати біологічної різноманітності, рибних і рекреаційних ресурсів.

Евтрофікація - штучне надудобрення вод внаслідок забруднення сільськогосподарськими та комунальними стоками, яке призводить до бурхливого розмноження водоростей і зниження вмісту розчиненого кисню у глибинних шарах через розкладання мертвої органічної речовини, що утворюється при зростаючій седиментації.

Інтенсивний економічний розвиток і виснажливе природокористування призвели до значного екологічного навантаження на екосистеми Азовського та Чорного морів. Перевищення обсягу забруднень над асиміляційною здатністю морських екосистем, потрапляння у моря невластивих їм біологічних видів, використання природних морських ресурсів в обсягах, що перевищують їх потенціал, застосування екологічно шкідливих технологій добування морських ресурсів, величезні обсяги транспортування морських вантажів тощо протягом останніх ЗО років зумовили значні зміни природного стану морського довкілля. Мікробіологічне забруднення прибережних вод стоками комунальних підприємств часто унеможливлює їх використання для оздоровлення людей. Хвильова абразія призводить до поширення небезпечних геологічних процесів уздовж усього морського узбережжя.

Негативно впливають на морське середовище днопоглиблювальні і гідромеханізовані роботи, які здійснювалися в територіальних водах та на шельфі Чорного моря.

Найчутливішою до антропогенного навантаження є прибережна частина Чорного та Азовського морів, особливо у зоні діяльності портів, у гирлових річкових зонах, а також зонах впливу великих міст. Прибережну частину Чорного моря забруднюють берегові підприємства, які скидають стічні води в море. Значна частина шкідливих речовин потрапляє у море внаслідок діяльності об'єктів комунального господарства Одеси, Севастополя, Ялти, Феодосії та інших міст. З території України у басейн Чорного моря щорічно скидається до 15,7 км³ стічних вод, у т.ч. понад 2 км³ забруднених, з якими потрапляє 3,5 тис. т нафтопродуктів, 3,7 тис. т азоту амонійного, 123 тис. т заліза, 800 тис. т органічних сполук та багато інших речовин, усього - понад 5,1 млн. т.

Забруднюють морське середовище скиди баластних вод, у яких постійно є нафтопродукти, завислі речовини та залізо.

Основними шкідливими компонентами морського середовища Чорного та Азовського морів є нафтопродукти. Наявність нафтопродуктів у морській воді спричинена діяльністю промислових підприємств, портів, втратами під час бункерних операцій, виносом до моря з річковими і стічними водами продуктів комунальних очисних споруд. За результатами спостережень Держ-інспекції охорони Чорного моря та експедиційних досліджень УкрНЦЕМ, вміст нафтопродуктів у відкритих частинах поверхні Чорного моря переважно утримується на рівні, нижчому від ГДК (0,05 мг/л). Загалом, окреслюється тенденція до стабілізації рівнів нафтопродуктів з деяким збільшенням у Керченському порту.

У поверхневих шарах морських вод портів концентрація заліза стабілізувалася на рівні, наближеному до ГДК. Забруднення прибережних районів Чорного моря синтетичними поверхнево активними речовинами (СПАР) у середньому нижче від ГДК. Однак у зоні впливу муніципальних очисних споруд іноді спостерігаються дещо підвищені концентрації СПАР. Стійкий рівень вмісту біогенних речовин у концентраціях нижчих від ГДК у прибережних водах сприятливо впливає на стан екосистеми відкритих частин моря.

Однією з найважливіших проблем Чорного моря є підняття рівня сірководневої зони, яке прискорилося за останні 20-ЗО років. Верхня межа в центрі моря піднялася до 85-100 м, а на периферії - до 300 м. Це пояснюється збільшенням безповоротного забору води в річкових басейнах і зростанням забруднення органічними речовинами, розпад яких призводить до утворення сірководню.

Ще гірший екологічний стан Азовського моря, де порушена екологічна рівновага внаслідок зарегулюван-ня енергетичними та іригаційними гідровузлами стоків рік Дон і Кубань, інтенсивного розвитку зрошення і зростання обсягів безповоротного водоспоживання. Азовське море натепер не отримує 65 % природного середньорічного стоку прісної води річок, які в нього впадають, а це призводить до різкого підвищення його солоності (з 9,6 %о у 1934 р. до 13,8 %о у 1976 р.). Риба, що живе в межах 11 %о зони, почала скупчуватись у гирлових узмор'ях річок і пішла з тих місць, де для неї є багата кормова база. Скоротилися рибні запаси, велика кількість ікри викидається на берег і засихає в мулі. Річки, що впадають в Азовське море, забруднені промисловими стоками. До басейну Азовського моря щорічно скидається приблизно 4,9 км³ стічних вод, у т.ч. 1,1 км³ забруднених, з якими до моря надходить близько 5 тис. т нафтопродуктів, 48 т фенолів, 110 т міді, 160 т цинку, 44 тис. т азоту амонійного та багато інших шкідливих речовин.

Одним з основних джерел забруднення і дестабілізації екологічного стану Азовського моря є м. Маріуполь - великий промисловий центр з металургійною, коксохімічною промисловістю і морським портом. Так, ВАТ МК «Азовсталь» для технологічних потреб забирає з Азовського моря щороку до 1 км³ морської води (загальний об'єм води Азовського моря становить 360 км³). Зворотні води на чверть забруднені стоками з перевищенням встановлених норм вмісту нафтопродуктів у 2,4 раза, солей заліза - у 5-10 разів, солей інших важких металів (цинк, кобальт, мідь, свинець) - у 2-8 разів.

Особливе занепокоєння на півночі Азовського моря викликає стан Утлюкського лиману. У став-випаровувач, який розташований у його акваторії, щороку Запорізький залізорудний комбінат скидає 18-20 млн. м³ вод, які містять нерозчинене залізо у кількості 10-50 ГДК. Помилки при проектуванні цього ставу призвели до його обміління, пил, що містить залізо, розноситься вітрами і забруднює прилеглу територію. У районі ставу-випаровувача гинуть птахи, занесені до Червоної книги України.

Відсутність у портах Азовського моря споруд для приймання вод, що містять нафту, поглиблює несприятливу екологічну ситуацію, оскільки нафтопродукти із суден скидають у море.

Протягом останніх років стан навколишнього середовища Чорного й Азовського морів дещо поліпшився і має тенденцію до стабілізації. Вміст у воді біогенних речовин утримується на постійному рівні, який значно нижчий від ГДК для азоту амонійного, нітратів і фосфатів. Це пояснюється зниженням інтенсивності внесення мінеральних добрив, пестицидів на сільськогосподарські угіддя, що сприяло зменшенню вимивання біогенних і забруднюючих речовин з водозбірних територій основних рік.

Аналіз отриманих результатів експедиційних і лабораторних досліджень вказує на те, що на більшій частині Чорного моря донні відкладення, згідно з «Класифікацією ґрунтів днопоглиблення за ступенем їх забруднення для Азово-Чорноморського басейну в межах України», характеризуються як умовно чисті або помірно забруднені ґрунти (класи І і II). Лише у деяких районах моря є ділянки, де донні відкладення характеризуються як дуже забруднений ґрунт (клас III). Це насамперед стосується акваторій портів, особливо Одеського і Севастопольського, районів скидання стічних вод та деяких ділянок Придунайської зони.

Проблема захисту Світового океану стосується всіх країн, навіть тих, що не мають безпосереднього виходу до нього. У зв'язку з цим ООН розробила і прийняла важливі угоди з регулювання судноплавства, рибальства, добування корисних копалин з морських родовищ тощо. Для постійного контролювання стану Світового океану створена міжнародна мережа моніторингу; широко використовуються космічні методи дистанційного спостереження за допомогою спеціальних супутників.

Запитання. Завдання

1. Охарактеризуйте джерела та види забруднення Світового океану.

2. Що таке дампінг? Які вимоги до організації дампінгу є основними?

3. Наведіть приклади негативних явищ, що супроводжують дампінг.

4. За яких умов можливе самоочищення морського середовища?

5. Що таке асиміляційна ємність морського середовища?

6. Які завдання вирішує комплексний глобальний моніторинг Світового океану?

1. Чим зумовлюється певна кількість вертикалей та горизонталей у пункті спостереження?

Оцініть екологічний стан Чорного та Азовського морів. Наведіть приклади деградації екосистем цих водних об'єктів і назвіть фактори, що спричиняють цей процес

12