Нефтяное загрязнение Мирового океана

Последствия загрязнения гидросферы (продолжение)

Основные источники нефтяного загрязнения: речной сток – 41 %; сточные воды, попадающие непосредственно в моря и океана (сток с побережья) – 16 %; естественные излияния нефти со дна океана – 15 %; перевозка нефти морем (аварии и рабочие операции) – 20 %; выпадение с атмосферными осадками – 4 %; добыча нефти на континентальном шельфе – 4 %.

Половина нефтепродуктов, загрязняющих природные водоемы, - это отработанное масло промышленных и автомобильных двигателей. Оно попадает в водоемы с промышленными и ливневыми стоками. Отработанное масло содержит добавки: соединения бария, кальция, цинка, магния, фосфора и хлора. Кроме этих добавок в масле могут содержаться другие загрязнения из воздуха, машин и механизмов.

Помимо стоков, большую роль в загрязнении нефтью вносит перевозка нефтепродуктов. На всех обычных судах нефть хранят в специальных емкостях. Простейший способ очистки емкостей перед новой загрузкой – слив остатков в океан. На танкерах, перевозящих нефть, после выгрузки в пустые емкости в качестве балласта заливают морскую воду; ее же используют и для промывки емкостей. Во всех случаях перед новой загрузкой нефти балластные и промывные воды сбрасывают за борт.

Аварии танкеров и внезапные выбросы нефти из скважин в открытом море вносят небольшой вклад в нефтяное загрязнение. Они приводят к попаданию больших количеств нефти в море за короткий промежуток времени. Последствия аварий бывают тяжелыми, но выводят водные экосистемы из равновесия на сравнительно короткое время (табл. 8.1).

Таблица 8.1.

Наиболее крупные разливы нефти при авариях танкеров

Добыча нефти на континентальном шельфе, кроме выбросов самой нефти, приносит и другие отрицательные последствия для водных экосистем. В ходе бурения скважин используют большое количество бурильного раствора, содержащего добавки тяжелых металлов. После процесса бурения на дне остаются обломки выбуренных пород. При откачке нефти из скважин вместе с нефтью попадает часть воды. Полученную смесь приходится разделять отстаиванием, а воду с остатками нефти сбрасывать в море.

Процесс самоочищения воды от нефти. Нефть представляет собой смесь различных веществ, из которых 50-88 % приходится на углеводороды, а остальная часть - на соединения, содержащие помимо углерода и водорода также кислород, серу, азот (гетероциклические соединения). Часть нефтепродуктов с низкой молекулярной массой (4-12 атомов углерода, их в сырой нефти до 50 %) довольно быстро испаряется с поверхности воды. Не исключено также, что она вновь может попадать в океан с осадками.

Часть нефтепродуктов растворяется в морской воде и распространяется в ее толще. При этом в ходе химико-биологических превращений образуются новые химические вещества, более растворимые, чем исходные, например, спирты и кислоты.

Нефтепродукты быстро образуют с водой стойкие эмульсии, которые затем превращаются в нефтяные комки и сгустки. Дальнейшие превращения нефтепродуктов приводят к увеличению их плотности, и в конечном итоге они оседают на дно.

Под действием кислорода и УФ-излучения нефтепродукты окисляются. В окислении важную роль играют микроорганизмы (бактерии). Нефтепродукты включаются в пищевую цепь водной экосистемы, подавляют фотосинтез водорослей, нарушают хеморецепторные реакции у морских животных, вызывают нарушения репродуктивных и пищевых функций и др. Одна тонна нефти, разливаясь по поверхности моря, занимает площадь 12 км². Нефтяная пленка меняет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает. Нефтяная пленка нарушает обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге она влияет на климат Земли и баланс кислорода в атмосфере. Пятно не пропускает солнечные лучи, замедляет процесс обновления кислорода в воде. В результате перестает размножаться планктон – основной продукт питания морских обитателей.

К морским организмам, которые участвуют в процессе самоочищения воды от нефти, относят в основном моллюски: мидии, устрицы, гребешок. Мидии являются самыми распространенными. Крупный моллюск мидии может профильтровать до 70 л воды в сутки и очистить ее от механических и органических веществ.

В процессе самоочищения участвуют также грибы, дрожжи, мшанки, губки, асцидии.

Воздействие нефти на морские организмы. В верхних слоях воды (5-10 см) развивается богатейшее сообщество разнообразных морских организмов – нейстон. Здесь находится "питомник" молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных, которые, вырастая, населяют водную толщу морей и океанов.

Очень ядовиты растворимые компоненты нефти. Они становятся причиной гибели рыбы, морских птиц и животных. Канцерогенные компоненты нефтепродуктов (бенз(а)пирен) вызывают не только заболевания гидробионтов, но и опасны для человека, так как передаются и концентрируются в пищевых цепях.

Считается, что в Мировом океане растворенные углеводороды содержатся в количествах примерно 400-1300 млн. т и обнаруживаются на глубинах порядка 1000 м.

Нефтяная пленка на поверхности воды нарушает процесс газообмена, обмена влагой и обмен энергией между водной средой и атмосферой. Нефтяное пятно замедляет процесс фотосинтеза и насыщения воды кислородом. Во время крупных выбросов нефти страдают водоплавающие птицы. Нефть пропитывает их перьевой покров, лишая его водоотталкивающих и теплоизолирующих свойств. При крупных разливах нефти живые организмы могут исчезать до глубины 15 м и на расстоянии до 0,5 км от берега.