Вода, ее загрязнение и последствия

В противном  случае деятельность аэробных бактерий подавляется, содержание кислорода резко падает,  развиваются процессы гниения.

При содержании кислорода в воде ниже 5 мг на 1 литр, а в районах нереста - ниже 7 мг многие виды рыб погибают.

     Болезнетворные  микроорганизмы и вирусы содержатся в плохо обработанных или совсем не обработанных  канализационных  стоках  населенных пунктов и животноводческих ферм.  Попадая в питьевую воду,  патогенные микробы и вирусы вызывают различные эпидемии, такие, как вспышки сальмонеллиоза, гастроэнтерита, гепатита и др. В развитых странах в настоящее время распространение эпидемий через  общественное  водоснабжение происходит редко. Могут быть заражены пищевые продукты, например овощи,  выращиваемые на полях,  которые удобряются шламами после  очистки бытовых сточных вод (от нем. Schlamme - буквально грязь). Водные беспозвоночные, например устрицы или другие моллюски, из зараженных водоемов служили часто причиной вспышек брюшного тифа.

     Питательные элементы, главным образом соединения азота и фосфора, поступают  в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами.  Увеличение содержания нитритов и нитратов в поверхностных и подземных водах ведет к загрязнению питьевой воды и к развитию некоторых заболеваний, а рост этих веществ в водоемах вызывает их усиленную эвтрофикацию (увеличение запасов биогенных и органических веществ,  из-за чего бурно развиваются планктон и водоросли,  поглощая весь кислород в воде).

       К неорганическим и органическим  веществам также относятся   соединения тяжелых металлов, нефтепродукты,  пестициды (ядохимикаты), синтетические детергенты (моющие средства), фенолы. Они поступают в водоемы с  отходами промышленности,  бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами.  Многие из них в водной среде либо вообще не разлагаются, либо разлагаются очень  медленно  и способны накапливаться в пищевых цепочках.

     Увеличение  донных  осадков  относится к  одному из гидрологических последствий урбанизации.  Их количество в реках и водоемах  постоянно возрастает  из-за эрозии почв в результате неправильного ведения сельского хозяйства, сведения лесов, а также зарегулированности речного стока. Это явление приводит к нарушению экологического равновесия в водных системах, пагубно действует донные организмы. 
 
 
 
 
 

3.3 Тепловое  загрязнение  воды 

     Источником  теплового загрязнения служат подогретые сбросные воды теплоэлектростанций и промышленности.  Повышение температуры природных вод изменяет естественные условия для водных организмов, снижает количество растворенного кислорода, изменяет скорость обмена веществ. Многие обитатели рек,  озер или водохранилищ гибнут,  развитие других подавляется. 

     Еще несколько  десятилетий  назад  загрязненные воды представляли собой как бы острова в относительно  чистой  природной  среде.  Сейчас картина изменилась,  образовались сплошные массивы загрязненных территорий. 

3.4. Нефтяное загрязнение   Мирового  океана 

     Нефтяное  загрязнение Мирового  океана, несомненно, есть самое распространенное явление. От 2 до 4%  водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн.  т нефтяных углеводородов. Почти половина этого количества связана с транспортировкой и разработкой  месторождений  на шельфе. Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток.

     Реки  мира  ежегодно  выносят в морские и океанические воды более 1,8 млн. т нефтепродуктов.

     В море нефтяное загрязнение имеет  различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность  воды,  а при разливах толщина  нефтяного покрытия вначале может  составлять несколько сантиметров.  С течением времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти.  Позже возникают  комочки тяжелой фракции нефти,  нефтяные агрегаты,  которые способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в липцу из-за неприятного запаха и вкуса. 

3.4.1.Влияние нефти на флору и фауну 

     Все компоненты нефти - токсичны для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется  соотношение видов и уменьшается их разнообразие. 

Так, обильно  развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами,  а биомасса стих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей.  Доказано,  что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти.  При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность моря.  У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. 

Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ,  таких,  как  пестициды,  тяжелые металлы, которые  вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы,  например бензпирен. Сейчас получены многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной морской среды.

Бензпирен активно циркулирует по морским  пищевым цепочкам и попадает в  пищу людей.

     Наибольшие  количества нефти сосредоточены  в тонком приповерхностном слое морской  воды,  играющем особенно важную  роль  для  различных сторон  жизни океана.  В нем сосредоточено множество организмов,  этот слой играет роль "детского сада" для многих  популяций.  Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода,  углекислого газа,  теплообмена,  меняется отражательная способность (альбедо) морской воды.

     Больше всего страдают  от нефти птицы, особенно когда   загрязняются прибрежные воды. Нефть склеивает оперенье, оно  утрачивает  теплоизолирующие  свойства, и, кроме того, птица, выпачканная в нефти, не может плавать. Птицы замерзают  и тонут. Даже чистка перьев растворителями не  позволяет спасти всех пострадавших. Остальные обитатели моря  страдают меньше. Многочисленные исследования  показали, что  нефть, попавшая  в море, не  создаёт   ни постоянной, ни  долговременной   опасности  для живущих в  воде  организмов и не накапливает в них, так  что её попадание в  человека  по пищевой цепи исключено. По последним данным, значительный вред флоре  и фауне может быть нанесен только в отдельных  случаях. Гораздо опаснее сырой нефти  изготовленные из нее нефтепродукты - бензин, дизельное топливо итак далее. Опасны  высокие концентрации нефти на литорали (приливно-отливной зоне), особенно  на песчаном берегу этих случаях концентрации  нефти  долго остается  высокой, и  она наносит  много вреда. Обычно  при  катастрофах танкеров нефть быстро расходится воде, разбавляется, начинается её разложение. Показано, что углеводороды нефти могут без вреда  для морских организмов проходить через  их  пищеварительный  тракт  и  даже  через  ткани. 
 

3.4.2. Способы попадания  нефти в воду 

     Нефть уничтожает всё. Общественность обоснованно уделяет большое внимание катастрофам танкеров ,но нельзя забывать ,что и сама природа загрязняет моря нефтью. По распространенной теории нефть, можно сказать зародилась  в море. Так, считают ,что  она  возникла  из остатков  мириад  мельчайших морских организмов, после  гибели осевших  на дно и погребённых позднейшими геологическими отложениями. Сейчас дитя  угрожает жизни матери. Использование нефти человеком, её добыча в море и перевозка по морю - всё это часто рассматривается как смертельная  опасность  для Мирового океана.

     В 1978 г.в мире  было около 4 тыс. танкеров, и они перевезли по морю примерно  1700  млн.т нефти (около 60% мирового  потребления нефти).  Сейчас приблизительно  450млн.т сырой нефти(15%мировой добычи   в год)   поступает    из месторождений, находящихся под морским дном. Сейчас за  год  добывается из моря  и перевозится  по  нему  более 2  млрд.т нефти. По  оценкам  Национальной академии наук США, из этого количества  в море  попадает 1,6млн.т,или одна тысяча трехсотая часть. Но эти 1,6млн.т составляют лишь 26%той нефти, которая в сумме попадает за год  в  море. Остальная нефть, примерно три  четверти  общего  загрязнения, поступает  с судов судов-сухогрузов (  льняные воды, остатки горюче-смазочных материалов, случайно или намеренно сбрасываемые в море),из природных  источников, а больше всего- из  городов, особенно  с предприятий, расположенных   на побережье или на  реках  ,впадающих в море. Судьбу  нефти, попавшей  в море, невозможно описать во  всех  подробностях. во-первых, минеральные масла, попадающие в море, имеют   разный состав и разные свойства; во-вторых, в мо ре на них   действуют разные факторы: ветер различной силы и направлений, волны, температура воздуха и воды. Важно  и то, много ли нефти попало в море. Сложные взаимодействия этих факторов ещё не изучены во всей полноте. Когда вблизи берега терпит аварию танкер, гибнут морские птицы: нефть  склеивает   их перья. Страдают прибрежная  фауна и флора, пляжи, а  скалы покрываются трудно удаляемым слоем вязкой нефти. Если же нефть выбрасывается в открытое море, последствия  бывают  совершенно  иными. Значительные  массы нефти могут исчезнуть, не дойдя до  берега. В проливе Санта - Барбора у Калифорнии  уже  многие  века в море  просачивается из  трещин  и расселин в морском дне ежегодно 3000т. нефти однако загрязнения  у берегов не  наблюдается.  Сравнительно быстрое   поглощение нефти объясняется несколькими причинами. Нефть  испаряется. Бензин  полностью испаряется с поверхности воды за шесть часов. За сутки испаряется  не менее 10% сырой нефти , а примерно за 20 дней -50%. Но более  тяжелые нефтепродукты почти не испаряются. Нефть эмульгируется и диспергируется, то  есть разбивается на мелкие капельки.

Сильное волнение моря способствует образованию эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При этом сплошной ковёр нефти разрывается, превращается в  мелкие капельки, плавающие в  толще  воды.  Нефть  растворяется. В её составе имеются вещества, растворимые в воде, хотя их  доля в общем невелика. Нефть, исчезнувшая благодаря этим явлениям с поверхности моря, подвергается медленным процессам, ведущим к её разложению, биологическим, химическим и механическим. Немалую роль играет биологическое разложение. Известно более ста видов бактерий, грибков, водорослей и губок, способные превращать  углеводороды нефти в двуокись углерода и воду. В благоприятных  условиях  благодаря деятельности этих  организмов  на  квадратном  метре за сутки  при температуре 20-30град. разлагается от 0,02  до  2  г нефти.

Легкие фракции  углеводородов распадаются за несколько  месяцев, но комки битума исчезают  лишь через несколько лет. Идет фотохимическая реакция. Под действием солнечного света углеводороды  нефти  окисляются кислородом воздуха, образуя безвредные, растворимые в воде вещества. Тяжелые остатки нефти могут тонуть. Так, те же комки битума могут  так плотно заселяться мелкими сидячими  морскими  организмами, что через некоторое  время  опускаются  на  дно.

     Играет  роль и  механическое разложение. Со временем комки битума становятся ломкими и разваливаются на куски.  

3.4.3.Способы борьбы с разливом нефти 

     Как уже говорилось, судьба нефти ,попавшей в море у берега и вдали от берегов, различна. При катастрофе в открытом море не требуется каких - либо мер по борьбе с нефтью. Там её слой , как  правило быстро разбивается  волнами и ветром, а затем подвергается с естественным  процессам  разложения. Другое дело разлив нефти вблизи берегов. Здесь надо действовать быстро, от этого зависит успех  принятых мер. Главное - опытное и эффективное руководство всеми мероприятиями  по борьбе с бедствием, но   результат  будет зависеть   также    от географических и метеорологических условий  на месте катастрофы.  Насколько это возможно, груз из потерпевшего аварию  танкера  стараются перекачать на другие судна, чтобы предотвратить или хотя  бы  уменьшить загрязнение моря. Если на море штиль  или  волнение  невелико, аварийный танкер окружают  загородками(бонами)  из  плавающих надутых воздухом шлангов, которые препятствуют дальнейшему  распространению  нефтяного пятна и позволяют вычерпать или   собрать насосами   пролившуюся нефть. Существует целый ряд эффективных технических  систем  для сбора разлившейся нефти ,но они могут работать  при  относительно  спокойном море. Различные фирмы и государственные предприятия стран  мира  разрабатывают  системы, которые  можно   применять  и   в штормовую погоду.

Действию  этих механических систем помогают- химические средства дипергаторы. Они усиливают действия ветра и волн на  слой нефти. Опрыскивая  его диспергаторами, можно  добиться разделения сплошного слоя на мелкие капли ,которые вскоре  исчезают с поверхности. Этим  устраняется опасность  для птиц и вероятность загрязнения  пляжей. Кроме того, диспергаторы  ускоряют биологическое разложение  нефти, так  как   многочисленные мельчайшие капельки представляют  бактериям   огромную поверхность для заселения   и воздействия. Правда, биологи  опасаются, что  поглощение таких капелек мелкими морскими организмами приносит последним вред. Но этот вопрос нуждается в дальнейшем изучении. Пытаются также сжигать разлившуюся нефть или засыпать её известь песком и другими веществами, захватывающими её и погружающими вместе с ней на дно. Но успех этих методов пока ограничен.