Химическое загрязнение

Наибольшую экологическую опасность для морской среды представляет ее химическое загрязнение. Его потенциальными источниками при бурении скважин с ППБУ являются системы приготовления и циркуляции бурового раствора, приготовления жидких химических реа­гентов; блоки хранения и выдачи сыпучих химических материалов; система приема, хранения и выдачи горюче-смазочных материалов; палуба платформы; хозяйственно-бытовые блоки. За­грязнение вод может произойти при испытании эксплуатационной колонны на герметичность, оборудовании устья скважин после завершения бурения, при демонтаже оборудования и т.д. При авариях с появлением грифонов и фонтанов неизбежно произойдет загрязнение моря нефтяными углеводородами и технологическими жидкостями на больших площадях.

При оценке токсичности каждого из природных или технических веществ К загрязнению высоко чувствительны мелкие планктонные организмы, икра и личинки рыб. Пассивно-пелагические стадии жизненного цикла рыб (икра, предличинки) больше сосре­доточены и уязвимы в поверхностных водах (0-20 м), активно-пелагические (оформившиеся личинки и мальки) - до глубин 50-80 м. Птицы уязвимы в основном из-за физического покры­тия перьев пленкой нефтепродуктов, морские млекопитающие - от потери изолирующих свойств кожи, а также от поедания рыб, уже накопивших токсичные вещества.

Многие вещества способны участвовать в образовании сложных соединений с другими минеральными и органическими компонентами морской воды, что затрудняет их качественный анализ. Ряд соединений способны накапливаться в тканях и передаваться по пищевым (трофическим) сетям. Нефтепродукты свободно переходят из пищеварительного тракта живот­ных в лимфо- и кровоток, внедряясь в жировую ткань; в результате резко снижается качество морепродуктов, возникает реальная угроза здоровью человека как их потребителя. Входящие в состав некоторых буровых растворов тяжелые металлы и синтетические органические соедине­ния также способны накапливаться и передаваться в организмах и экосистемах, но, в отличие от углеводородов, метаболической трансформации практически не подвержены.

Поступление тяжелых металлов в организм осуществляется, в основном, через жабры, в меньшей мере - с кормовыми объектами. Аккумулируются они в печени, почках, желудочно-кишечном тракте; в мышечной ткани их концентрация сохраняется на стабильном уровне, неза­висимо от концентрации в воде. Несмотря на значительное содержание тяжелых металлов в тканях гидробионтов, последние способны длительное время сохранять жизнеспособность. Синтетические органические соединения, входящие в состав буровых растворов, более ток­сичны, чем соли двухвалентных и других металлов.

Наиболее опасно для морской биоты воздействие нефтяных углеводородов, технологических жидкостей (буровых и тампонажных растворов) и шламов.

Наиболее сильным токсичным действием на морскую биоту обладают низкомолекулярные парафины, нафтены и их производные. Это высоколетучие соединения, которые после выдерживания в течение нескольких часов и суток на воздухе испаряются из сырой нефти, а их токсичность снижается на порядок. С другой стороны, они, в отличие от высокомолекулярных углеводородов, более растворимы в воде, быстро выщелачиваются при растекании нефтепро­дуктов по водной поверхности и способны поражать биоту за короткое время, до испарения и ухода в атмосферу. Многие из полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и их производных относятся к наиболее токсичным веществам с канцерогенным, тератогенным, му­тагенным действием: бенз(а)пирен, бензa(a)антрацен, бенз(b)флюорантен, дибенз(а,e)пирен, дибенз(а,h)антрацен и др.

При концентрации нефти 1,0 мг/л и более снижается количество клеток планктонных водорослей - в основном диатомовых. Происходит их отмирание. Кратковременное действие эмульсии дизельного масла в концентрации 0,1 и 0,01%, соответственно, через 3 и 7 суток необратимо тормозит фотосинтез у ламинарии.

В экспериментальных условиях изменения в поведении зоопланктонных организмов обнаружены при концентрации нефти 0,1 мг/л. В естественной среде они обычно избегают сублетальных концентраций растворимых компонентов нефти и дизельного топлива, уходят в не­загрязненную воду и быстро очищаются.

Угнетающее действие на мозговые центры рыб, связанные с обонянием (основным средством ориентации), обнаруживается при концентрациях низкомолекулярных фракций нефти 0,05 мг/л, равной ПДК и считающейся безвредной. Однако у большинства видов при содержании в воде нефтяных углеводородов порядка 4 мг/л обоняние не подавляется; реакции на световые и обонятельные стимулы теряются через 1 сутки воздейст­вия при концентрации 20 мг/л, но восстанавливаются через 15 суток после перевода в чистую воду.

Минимальные концентрации нефтепродуктов, вызывающие функциональные отклоне­ния в пищеварительной системе рыб, составляют 0,05 мг/л. В их мышцах и печени аккумули­руются в основном толуол, нафталин, но запах и вкус мяса после их 6-часового содержания в воде с сырой нефтью (0,5-1,5 мг/л) не отличаются от контроля. Отказы от пищи у различных видов рыб наблюдаются при концентрациях любых нефтепродуктов в 0,3-0,5 мг/л через 3-10 сутки, соответственно замедляется их рост. При меньших концентрациях нефтепродуктов рыбы могут питаться, но содержание углеводородов в их мозговой ткани может быстро нарастать. Нефть в концентрациях 0,1-0,5 мг/л не влияет на икру и эмбрионы трески, но снижает темп гаметогенеза.

Буровой раствор является густым коллоидом специальной глины и готовится либо на пресной или морской воде, либо на солевых растворах. Для приготовления основы растворов на пресной воде обычно используют бентонит (монтмориллонитовая глина) и каустическую соду, для приготовления растворов на засоленной воде может применяться аттапульгитовая глина.