Токсичность нефти и нефтепродуктов, опасность обращения с ними. Экологические последствия разливов нефти. Справка
Введение
Нефть как источник загрязнения окружающей среды
1 Понятие и свойства нефти
2 Источники нефтяных загрязнений окружающей среды
Влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду
1 Влияние нефти на водные ресурсы
2 Влияние нефтяных загрязнений на фауну
3 Влияние нефтяных загрязнений на флору
Меры борьбы с нефтяными загрязнениями окружающей среды
1 Меры борьбы с нефтяными загрязнениями на законодательном уровне
2 Защитные мероприятия и очистные работы
Заключение
Введение
К числу наиболее вредных химических загрязнений, как указано в принятой в конце 1972 г. Международной конвенции по предотвращению загрязнений морей сбросами отходов, относятся нефть и нефтепродукты.
В современном мире потребление нефти во всех ее видах ежегодно обходится в астрономическую сумму - 740 млрд. долларов. А стоимость добычи нефти равна всего 80 млрд. долларов. Отсюда стремление нефтяных монополий заполучить в свое распоряжение новые и новые месторождения черного золота.
В связи с ростом добычи, транспортировки, переработки и потребления нефти и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения природы.
Растет загрязнение нефтяными продуктами и водной среды. «Океан умирает, он болен по вине человека»,- эти слова Тура Хейердала хорошо известны. Еще в 1969 г. во время плавания через Атлантический океан на папирусном судне «Ра» он отмечал, что поверхность моря была свободна от глобул нефти и дегтя только в течение нескольких дней за весь двухмесячный период путешествия. В настоящее время положение не улучшилось.
По оценке национальной Академии наук США в середине 70-х годов только в морскую среду попадало примерно 6 млн. т нефти. К концу 70-х годов выбросы нефти в моря и океаны возросли до 10 млн. т/год. Наибольший вред наносят разливы нефти в результате катастроф танкеров и аварий на морских буровых платформах.
Актуальность исследования. Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физико-химические и гидробиологические условия в океане, но также и на климат Земли, на баланс кислорода в атмосфере.
Цель работы состоит в изучении влияния нефтяных загрязнений на окружающую среду и определении методов борьбы с ними.
Для достижения данной цели, в задачи курсовой работы входит рассмотрение и анализ следующих вопросов:
источники загрязнения окружающей среды нефтью;
влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду;
методы борьбы с нефтяными загрязнениями.
Предмет исследования - влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду.
Объект исследования - нефтяные загрязнения и урон, наносимый ими окружающей среде.
нефть загрязнение окружающий среда
1. Нефть как источник загрязнения окружающей среды
1 Понятие и свойства нефти
Нефть - природный продукт. Вопрос о происхождении нефти обсуждается в научной литературе давно, но до сих пор остается открытым. За два с лишним века предложены сотни вариантов нефтегазообразования на Земле.
История науки знает много случаев, когда вокруг какой-нибудь проблемы разгораются жаркие споры. Такие споры идут и о происхождении нефти. Они начались давно и не прекратились до сих пор.
М.В. Ломоносов считал, что нефть возникла из угля, а уголь в свою очередь из органических остатков. Органическую теорию происхождения нефти поддерживают большинство ученых, например Губкин Иван Михайлович.
За эту гипотезу тот факт, что порфирины - «осколки» молекул гемоглобина и хлорофилла. Известно также, что нефть имеет специфические оптические свойства, характерные только для органических веществ.
Неорганическую гипотезу происхождения нефти сформулировал Д.И. Менделеев. Он считал, что в глубине Земли карбиды металлов взаимодействуют с водой и образуются углеводороды:
2 FeC + 3 H2O = Fe2O3 + H3C-CH3
Теория не выдерживает жесткой критики, однако у неё есть много сторонников. В целях унификации толкования понятия «нефть» Международный фонд для компенсации ущерба от загрязнения нефтью (создан в 1971 году) подготовил и выпустил Нетехническое руководство по определению природы и понятия стойкой нефти, которым целесообразно руководствоваться в сложных случаях. В реальной геологической обстановке для образования нефти требуется оптимальное сочетание нескольких факторов: температуры, давления, состава вещества мантии и летучей части потока дегазации Земли. Флюидами - носителями нефти могут быть только вода и газы, находящиеся в более жестких термодинамических условиях, чем осадочная толща. Газогидротермальный процесс образования нефти предполагает тесную связь нефте- и рудообразования. В природной нефти обнаружено более 60 микроэлементов. Залежи нефти находятся в недрах земли на разной глубине (обычно около 3 км), где она заполняет пространство между породами. Если нефть находится под давлением газов, то она поднимается по скважинам на поверхность Земли. Основные месторождения нефти: (30 из 45 самых крупных месторождений) находятся на территории Азии: Ближний и Средний Восток (рост капитала Кувейта в период нефтяного бума составлял 150 долларов круглосуточно); месторождения-гиганта находятся в Латинской Америке; месторождений расположено в Африке; В Северной Америке; В Западной Сибири; В Юго-Восточной Азии.
Рисунок 1. Состав нефти Сырую нефть разделяют на нефтеперерабатывающих заводах на фракции: бензин, с температурой кипения до 200 0С, включающий углеводороды с 5-12 атомами углерода; промежуточные дистилляты - керосин, дизельное топливо и газотурбинное топливо с температурой кипения от 169 до 375 0С, и содержащий углеводороды с 9-22 атомами углерода (растворимые токсичные компоненты включают нафталин); газойль, котельное топливо, гудрон и смазочные масла с температурой кипения > 375 0С, содержат соединения с 29-36 атомами углерода;
остаток - соединения нефти с еще более высокими температурами кипения, напоминает асфальт.
2 Источники нефтяных загрязнений окружающей среды
Согласно проведенной классификации Экспертной группы по различным аспектам загрязнения нефтью и нефтепродуктами, к основным источникам относятся: современный биосинтез организмами; нефть (сырая нефть и ее компоненты), а также поступающая: а) при транспортировке, включающие нормальные транспортные операции, операции в доках, катастрофы на танкерах и т.д.; б) при выносе с суши - бытовые, муниципальные и промышленные стоки; Миграционные потоки нефти на морском дне за счет их просачивания по разломам и трещинам из нефтегазоносных структур и газогидратных скоплений обнаружены во многих морских регионах. Этот процесс идет на площади, составляющей не более 10-15% от общей площади Мирового океана, в окраинных районах и внутриматериковых морях, где распространены нефтегазовые бассейны. Так, поступление в море нефти из линейного участка высачивания протяженностью около 1.5 км в проливе Санта-Барбара (Калифорния), оценивается в 10-15 т в день. Столь крупные потоки обусловлены небольшими глубинами залегания нефтеносных пластов, благоприятной тектонической или тологической ситуацией. По последним сводным данным, глобальное поступление нефти в морскую среду за счет просачивания с морского дна оценивается величинами от 0,2 до 2 млн. т ежегодно, что составляет в среднем около 50% от суммарного потока нефти в Мировой океан. Если рассматривать транспортировку нефти в море танкерами и трубопроводами, то суммарный их вклад в загрязнении морской среды составляет в среднем около 20%. Это почти в 5 раз меньше, чем вклад от всех других источников. Вклад от аварийных утечек при бурении и эксплуатации скважин минимален (менее 0.2%). Потери при авариях в процессе работ на береговых терминалах и при перекачке нефти по подводным трубопроводам составляет соответственно 5 и 10%. Основные потери нефти связаны с аварийными разливами при танкерных перевозках (около 85% от общих объемов при добыче и транспортировке нефти в море). Однако количество нефти, поступившее из этого источника, в последние годы значительно уменьшилось. Благодаря атмосферному переносу в морские воды попадает около 5% от суммарного количества загрязнений. В атмосфере содержится сравнительно небольшое количество загрязняющих веществ по сравнению с их суммарным содержанием в почвах, донных отложениях и воде. Однако быстрое перемещение воздуха делает его важным каналом доставки контаминатов на морскую поверхность. Любой химически устойчивый переносимый ветром материал перемещается в пределах атмосферы в процессе движения воздушных масс и в соответствии с погодными условиями. При разведке и добыче углеводородного сырья основными видами загрязнения являются аварийные выбросы буровых и тампонажных растворов, самого углеводородного сырья, несанкционированный сброс пластовых вод, шламов и случайные мелкие утечки. Взмучивание донного осадка и замутнение воды при бурении скважин (под направление) так же является загрязнением среды, но носит кратковременный характер. Наиболее опасны аварийные ситуации, хотя такие случаи встречаются редко. Потенциальными источниками в данных ситуациях будут системы приготовления и циркуляции буровых растворов и жидких химических реагентов; блоки хранения сыпучих и горюче-смазочных материалов. При авариях с образованием фонтанов и грифонов неизбежно загрязнение больших акваторий нефтью. Загрязнение может произойти при испытании эксплуатационной колонны на герметичность, при испытании оборудования устья скважины, при демонтаже оборудования и пр. На акваториях с ледовым режимом возникает риск разрушения платформы ледовым полем. Вопреки распространенному мнению, аварийные разливы не являются главным источником нефтяного загрязнения Мирового океана. Их вклад по последним оценкам составляет от 9 до 13% от общего глобального потока нефти в морскую среду. В частности, экстраординарные события в результате Ирано-Иракской войны 1983-1988 гг. привели к тому, что в воды Персидского залива было слито около 1 млн. т нефти, а в атмосферу поступило около 70 млн. т нефтепродуктов. Во время аварии танкера «Престиж» в воды Восточной Атлантики попало 63000 т нефти. Этот поток превысил среднюю суммарную величину от всех нефтяных источников. Можно напомнить также об аварийном разливе около 100 тыс. т нефти на территории Республики Коми в России в 1984 г. с загрязнением бассейна Печоры и Печорской губы. Отсюда скачкообразный характер статистики разливов нефти от года к году. Однако общая тенденция уменьшения количества поступлений нефтяных загрязнений, связанных с аварийными разливами танкеров, сохраняется, причем на фоне увеличения объемов перевозимой по морю нефти. В тоже время необходимо отметить, что катастрофические инциденты с разливами более 30 тыс. т нефти происходят довольно редко. Все зависит от конкретной ситуации, в которой произошел разлив, а также от свойств самого разлившегося нефтепродукта. В качестве точечного долговременного источника загрязняющих веществ можно рассматривать энергетическую установку буровой платформы, сжигающей топливо и попутный газ. В масштабах страны предприятия нефтегазового комплекса дают пятую часть всех промышленных выбросов загрязняющих веществ, а одним из основных источников загрязнения воздуха внутри этого комплекса является сжигание ПНГ в факелах. Нефтегазодобывающее производство связано с образованием большого количества отходов, которые технически могут быть размещены тремя основными способами: путем хранения в специальных земляных сооружениях (шламовых амбарах), захоронения посредством закачки в подземные горизонты, вывоза на специальные полигоны за пределы отведенных участков. Если принять к сведению неофициальные данные о том, что специализированные хранилища переполнены, а вывоз отходов на удаленные полигоны дорог и экологически тоже небезопасен, то придется признать существование практики сброса буровых растворов и других отходов «за борт» или закачки под землю, что не соответствует довольно жестким требованиям экологического законодательства, запрещающего сброс отходов производства в поверхностные и подземные водные объекты, на водосборные площади, в недра и на почву. Особую опасность представляют разрывы трубопроводов аварийного характера, а также происходящие по причине незаконной врезки.
2. Влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду
1 Влияние нефти на водные ресурсы
Наиболее распространенным случаем загрязнения окружающей среды нефтью является ее попадание на водную (морскую) поверхность Сбросы нефти в воду быстро покрывают большие площади, при этом толщина загрязнения также бывает разной. Холодная погода и вода замедляют растекание нефти по поверхности, поэтому данное количество нефти покрывает большие участки летом, чем зимой. Толщина разлитой нефти больше в тех местах, где она собирается вдоль береговой линии. Движение нефтяного разлива зависит от ветра, течения и приливов. Некоторые виды нефти опускаются (тонут) и движутся под толщей воды или вдоль поверхности в зависимости от течения и приливов. Сырая нефть и продукты переработки начинают менять состав в зависимости от температуры воздуха, воды и света. Компоненты с низким молекулярным весом легко испаряются. Количество испарений колеблется от 10% при разливах тяжелых типов нефти и нефтепродуктов (топочный мазут) до 75% - при разливах легких типов нефти и нефтепродуктов (топочный мазут, бензин). Некоторые компоненты с низким молекулярным весом могут растворяться в воде. Менее 5% сырой нефти и нефтепродуктов растворяются в воде. Этот «атмосферный» процесс способствует тому, что оставшаяся нефть становится более плотной и неспособной плыть по поверхности воды. Нефть под влиянием солнечных лучей окисляется. Тонкая пленка нефти и нефтяной эмульсии легче окисляется в воде, чем более толстый слой нефти. Нефть с высоким содержанием металла или низким содержанием серы окисляется быстрее, чем нефть с низким содержанием металла или высоким содержанием серы. Колебания воды и течения смешивают нефть с водой в результате чего получается либо нефте-водяная эмульсия (смесь из нефти и воды), которая со временем растворится, либо водо-нефтяная эмульсия, которая не будет растворяться. Водо-нефтяная эмульсия содержит от 10% до 80% воды; 50-80 процентные эмульсии часто называют «шоколадным муссом» из-за плотного, вязкого вида и шоколадного цвета. «Мусс» распространяется очень медленно и может оставаться на воде или берегу без изменения в течение многих месяцев. Движение нефти с поверхности воды в процессе растворения и превращения в эмульсию доставляют молекулы и частицы нефти к живым организмам. Микробы (бактерии, дрожжи, нитевидные грибки) в воде меняют состав нефти на мелкие и простые по структуре углеводороды и не углеводороды. Частички нефти в свою очередь прилипают к частичкам в воде (обломкам, тине, микробам, фитопланктону) и оседают на дне, где микробы меняют легкие и простые по структуре компоненты. Тяжелые компоненты более устойчивы к микробному воздействию и в итоге оседают на дне. Эффективность воздействия микробов зависит от температуры воды, водородного показателя, процентного содержания соли, наличия кислорода, состава нефти, питательных веществ в воде и микробов. Таким образом, микробиологическое ухудшение наиболее часто возникает в случае уменьшения кислорода, питательных веществ и повышения температуры воды. Микробы, оказавшиеся под воздействием нефти, размножаются в морских организмах и быстро реагируют на большие выбросы нефти. От 40% до 80% разлитой сырой нефти подвергаются воздействию микробов. Разные организмы притягивают нефть. Фильтрующий зоопланктон, двустворчатый моллюск поглощают частички нефти. Хотя моллюски и большинство зоопланктона не способны переварить нефть они могут переносить ее и являются временным хранилищем. Рыба, млекопитающие, птицы и некоторые беспозвоночные (ракообразные, многие червеобразные) переваривают определенное количество углеводородов нефти, которые они заглатывают во время питания, очищения, дыхания. Время нахождения нефти в воде обычно составляет менее 6 месяцев, если разлив нефти не произошел накануне или непосредственно зимой в северных широтах. Нефть может попасть в ледовую ловушку до наступления весны, когда начнет подвергаться воздействию воздуха, ветра, солнечных лучей и усиленному воздействию микробов, сопровождающихся повышением температуры воды. Время нахождения нефти в прибрежных отложениях, либо уже подверженных атмосферному влиянию в качестве водо-нефтяной эмульсии определяется характеристиками отложений и конфигурацией береговой линии. Период сохранения нефти в прибрежной окружающей среде варьируется от нескольких дней на скалах до более чем 10 лет в укрытых от приливо-отливов и сырых участках. Нефть, удерживаемая в отложениях и на берегу, может быть источником загрязнения прибрежных вод. Периодические штормы часто поднимают огромное количество осевшей нефти и уносят их в море. В местах с холодным климатом из-за льдов, медленного движения волн, меньшей химической и биологической активности нефть остается в отложениях или на берегу на долгий период времени, чем в местах с умеренным или тропическим климатом. В холодном климате укрытые от приливо-отливов и сырые участки, способны удерживать нефть неограниченное время. Некоторые отложения или сырые почвы содержат недостаточное количество кислорода для разложения; нефть разлагается без воздуха, но этот процесс идет медленнее. У разлитой на земле нефти нет времени подвергнуться воздействию погоды прежде, чем она попадет в почву. Разливы нефти на небольшую водную поверхность (озера, ручьи) обычно несильно подвергаются погодному влиянию пока не достигнут берега, чем разливы нефти в океане. Разница в скорости течения, пористости почвы, растительности, направлении ветра и волн влияют на временной период сохранения нефти у береговой линии. Нефть, разлитая непосредственно на земле испаряется, подвергается окислению и воздействию микробов. При пористой почве и низком уровне грунтовых вод нефть, разлитая на земле, может загрязнять грунтовые воды.
2 Влияние нефтяных загрязнений на фауну
Нефть оказывает внешнее влияние на птиц, прием пищи, загрязнение яиц в гнездах и изменение среды обитания. Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды, птицы тонут. Разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель 5.000 птиц. Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов. Птицы заглатывают нефть, когда чистят клювом перья, пьют, употребляют загрязненную пищу и дышат испарениями. Заглатывание нефти редко вызывает непосредственную гибель птиц, но ведет к вымиранию от голода, болезней, хищников. Яйца птиц очень чувствительны к воздействию нефти. Загрязненные яйца и оперение птиц пачкают нефтью скорлупу. Небольшое количество некоторых типов нефти может оказаться достаточным для гибели в период инкубации. Разливы нефти в местах обитания могут оказать как быстрое, так и длительное влияние на птиц. Испарения от нефти, нехватка пищи и мероприятия по очистке могут сократить использование пострадавшего участка. Сильно загрязненные нефтью сырые участки, приливо-отливные илистые низины способны изменить биоценоз на долгие годы. Меньше известно о влиянии разливов нефти на млекопитающих, чем на птиц; еще меньше известно о влиянии на не морских млекопитающих, чем на морских. Морские млекопитающие, которые в первую очередь выделяются наличием меха (морские выдры, полярные медведи, тюлени, новорожденные морские котики) наиболее часто погибают от разливов нефти. Загрязненный нефтью мех начинает спутываться и теряет способность удерживать тепло и воду. Взрослые сивучи, тюлени и китообразные (киты, морские свиньи и дельфины) выделяются наличием жирового слоя, на который влияет нефть, усиливая расход тепла. Кроме того, нефть может вызвать раздражение кожи, глаз и препятствовать нормальной способности к плаванию. Известны случаи, когда кожа тюленей и полярных медведей впитывала нефть. Кожа китов и дельфинов страдает меньше. Большое количество попавшей в организм нефти способно привести к гибели полярного медведя. Однако тюлени и китообразные более выносливы и быстро переваривают нефть. Попавшая в организм нефть может вызвать желудочно-кишечные кровотечения, почечную недостаточность, интоксикацию печени, нарушение кровяного давления. Пары от испарений нефти ведут к проблемам органов дыхания у млекопитающих, которые находятся около или в непосредственной близости с большими разливами нефти. Документов, говорящих о влиянии разливов нефти на не млекопитающих, не так много. Большое количество ондатр погибло при разливе топливного мазута из бункера на реке Святого Лоренса. В Калифорнии погибли огромные сумчатые крысы после отравлений нефтью. Бобры и ондатры погибли от разлива авиационного керосина на реке Вирджиния. Во время эксперимента, проведенного в лаборатории, погибли крысы, которые проплыли по воде, загрязненной нефтью. К вредному влиянию большинства разливов нефти можно отнести сокращение пищи или изменение отдельных видов. Это влияние может иметь разную продолжительность, особенно в брачный период, когда передвижение особей женского пола и молоди ограничено. Морские выдры и тюлени особенно уязвимы к разливам нефти из-за плотности размещения, постоянного пребывания в воде и влияния на теплоизоляцию меха. Попытка имитировать влияние разливов нефти на популяцию тюленей на Аляске показала, что относительно небольшой (всего 4%) процент от общего числа погибнет при «чрезвычайных обстоятельствах», вызванных разливами нефти. Ежегодная естественная гибель (16% особей женского пола, 29% - мужского) плюс гибель в результате попадания в морские рыбные сети (2% особей женского пола, 3% - мужского) была намного больше, чем запланированные потери при разливах нефти. На восстановление после «чрезвычайных обстоятельств» потребуется 25 лет. Подверженность рептилий и земноводных нефтяному загрязнению также недостаточно известна. Морские черепахи едят пластмассовые предметы и нефтяные сгустки. Сообщалось о поглощении нефти зелеными морскими атлантическими черепахами. Нефть могла повлечь гибель морских черепах у побережья Флориды и в Мексиканском заливе после разлива нефти. Зародыши черепах погибли или развивались ненормально после того, как яйца побывали в песке, покрытом нефтью. Нефть, подвергшаяся атмосферному влиянию, менее вредна для эмбрионов, чем свежая нефть. В последнее время покрытые нефтью пляжи могут создать проблему для вновь выведенных черепах, которые должны пересекать пляжи, чтобы добраться до океана. Различные виды рептилий и земноводных погибли в результате разливов топливного мазута из бункера С на реке Святого Лоренса. Личинки лягушки подвергались воздействию топливного мазута № 6, появление которого можно было ожидать в мелких водах - последствие разливов нефти; смертность была большей у личинок на последних стадиях развития. Личинки всех представленных групп и возрастов показали аномальное поведение. Личинки лесных лягушек, сумчатых крыс (саламандр) и 2-х видов рыб подвергались нескольким воздействиям топливного мазута и сырой нефти в статичных условиях и в движении. Чувствительность личинок у земноводных к нефти была такой же, как у 2-х видов рыб. Рыбы подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при серьезных разливах нефти. Следовательно, большое количество взрослой рыбы в больших водоемах от нефти не погибнет. Однако сырая нефть и нефтепродукты отличаются разнообразием токсичного воздействия на разные виды рыб. Концентрация 0.5 миллионной доли или менее нефти в воде способна привести к гибели форели. Почти летальный эффект нефть оказывает на сердце, изменяет дыхание, увеличивает печень, замедляет рост, разрушает плавники, приводит к различным биологическим и клеточным изменениям, влияет на поведение. Личинки и молодь рыб наиболее чувствительны к воздействию нефти, разливы которой могут погубить икру рыб и личинки, находящиеся на поверхности воды, а молодь - в мелких водах. Потенциальное воздействие разливов нефти на популяции рыб было оценено с помощью модели Georges Bank Fishery северо-восточного побережья США. Характерные факторы определения загрязнения - токсичность, % содержание нефти в воде, местонахождение разлива, времени года и виды, пострадавшие от загрязнения. Нормальные колебания естественной гибели икры и личинок для морских видов, таких как атлантическая треска, обыкновенная треска, атлантическая сельдь часто намного больше, чем гибель, вызванная огромным разливом нефти. Разлив нефти в Балтийском море в 1969г. привел к гибели многочисленные виды рыб, которые обитали в прибрежных водах. В результате исследований нескольких загрязненных нефтью мест и контрольного места в 1971г. было обнаружено, что популяции рыб, возрастное развитие, рост, состояние организма ненамного отличались друг от друга. Так как подобная оценка до разлива нефти не проводилась, авторы не могли определить изменились ли отдельные популяции рыб в течение 2-х предшествующих лет. Как и у птиц, быстрое влияние нефти на популяции рыб можно определить на местном, чем на региональном уровне или в течение длительного времени. Беспозвоночные являются хорошими индикаторами загрязнения от сбросов в силу своей ограниченности в передвижении. Опубликованные данные разливов нефти часто отмечают гибель, чем воздействие на организмы в прибрежной зоне, в отложениях или же в толще воды. Влияние разливов нефти на беспозвоночные может длиться от недели до 10 лет. Это зависит от вида нефти; обстоятельств, при которых произошел разлив и его влияния на организмы. Колонии беспозвоночных (зоопланктон) в больших объемах воды возвращаются к прежнему (до разлива) состоянию быстрее, чем те, которые находятся в небольших объемах воды. Это происходит из-за большого разбавления выбросов в воде и большей возможности подвергнуть воздействию зоопланктон в соседних водах.
3 Влияние нефтяных загрязнений на флору
Растения из-за своей ограниченности в передвижении также являются хорошими объектами для наблюдения за влиянием, которое оказывает на них загрязнение окружающей среды. Опубликованные данные о влиянии разливов нефти содержат факты гибели мангровых деревьев, морской травы, большинства водорослей, сильного длительного разрушения от соли живности болот и пресноводных; увеличение или уменьшение биомассы и активность к фотосинтезу колоний фитопланктона; изменение микробиологии колоний и увеличение числа микробов. Влияние разливов нефти на основные местные виды растений может продолжаться от нескольких недель до 5 лет в зависимости от типа нефти; обстоятельств разлива и видов, которые пострадали. Работа по механической очистке сырых мест может увеличить восстановительный период на 25%-50%. Для полного восстановления мангрового леса потребуется 10-15 лет. Растения в толще воды большого объема возвращаются к первоначальному (до разлива нефти) состоянию быстрее, чем это происходит с растениями в меньших водоемах. Роль микробов при загрязнении нефтью привело к огромному количеству исследований на этих организмах. Изучение в экспериментальных экосистемах, полевых испытаниях проводились с целью определить отношение микробов к углеводородам и различным условиям выбросов. В общем нефть может стимулировать или препятствовать активности микробов в зависимости от количества и типа нефти и состояния колонии микробов. Лишь стойкие виды могут употреблять нефть как пищу. Виды колоний микробов могут приспособиться к нефти, поэтому их количество и активность могут увеличиться. Влияние нефти на морские растения такие, как мангровые деревья, морскую траву, траву солончаков, водоросли изучалось в лабораториях и экспериментальных экосистемах. Проводились полевые испытания и исследования. Нефть вызывает гибель, уменьшает рост, сокращает воспроизводство больших растений. В зависимости от типа и количества нефти и вида водорослей количество микробов либо увеличивалось, либо уменьшалось. Отмечалось изменение биомассы, активность к фотосинтезу и структура колоний. Влияние нефти на пресноводный фитопланктон (перифитон) изучалось в лабораториях, также проводились полевые испытания. Нефть оказывает такое же влияние, как и на морские водоросли. Окружающая среда удаленной зоны океана характеризуется глубиной воды, удаленностью от берега и ограниченным количеством организмов, которые подвержены воздействию разливов нефти. Нефть растекается по воде, растворяется в водной толще под воздействием ветра и волн. Окружающая среда прибрежной зоны тянется от глубоких вод удаленной зоны до уровня низких вод, поэтому является более сложной и биологически продуктивной, чем окружающая среда удаленной зоны. К прибрежной зоне относятся: перешейки, изолированные острова, барьерные (береговые) острова, гавани, лагуны и устья. Движение воды зависит от приливов и отливов, сложных подводных течений, направлений ветра. В мелких водах прибрежной зоны могут находиться бурые водоросли, заросли морской травы или коралловые рифы. Нефть может собираться вокруг островов и вдоль побережья, особенно в защищенных местах. Большое количество нефти на поверхности воды на глубине лишь нескольких метров может создать большую концентрацию нефти в водной толще и в отложениях. Движение нефти у поверхности воды в мелких водах будет иметь непосредственный контакт с дном океана.
3. Меры борьбы с нефтяными загрязнениями окружающей среды
1 Меры борьбы с нефтяными загрязнениями на законодательном уровне
Как известно, важнейшей предпосылкой устойчивого развития деятельности, связанной как с нефтедобычей, так и с ликвидацией ее негативных последствий, является эффективное правовое регулирование. Впервые вопрос о предотвращении загрязнения с судов рассматривался на международном уровне в 1926 г., когда в Вашингтоне состоялась конференция, в которой участвовали представители 13 государств. На конференции США предложили ввести полное запрещение сбросов нефти с морских судов (включая военные корабли). Было принято решение установить систему прибрежных зон, в которых бы запрещался сброс нефтяной смеси, превышающей 0,05%. Установление ширины таких зон оставлялось на усмотрение государств (но не свыше 50 миль). Однако предварительный проект конвенции так и не был принят. В 30-е гг. Лига Наций по предложению Великобритании также обсуждала эту проблему, и даже был подготовлен проект конвенции, во многом совпадающий с проектом, разработанным в Вашингтоне; в 1936 г. Совет Лиги Наций принял решение о созыве международной конференции для рассмотрения этого проекта, однако дальнейшее развитие событий в мире сделало созыв Конференции невозможным. После окончания Второй мировой войны, в 1954 г. по инициативе Великобритании в Лондоне была созвана международная конференция, которая приняла Международную конвенцию по предотвращению загрязнения моря нефтью. Конвенция 1954 г. пыталась решить проблему двумя путями: установлением «запретных зон», в которых запрещался сброс нефти и нефтяной смети в определенной пропорции, и оборудованием в каждом основном порту приемных сооружений, способных принять от судов остающиеся на судне нефтеостатки. В результате аварии танкера «Торри Каньон» возник ряд правовых вопросов. Авария танкера произошла в 1967 г. в открытом море недалеко от побережья Великобритании. Для предотвращения загрязнения по решению английского правительства танкер был подвергнут бомбардировке и уничтожен. В том же году Великобритания обратилась в ИМО с просьбой рассмотреть сложные вопросы, возникшие в результате аварии, в том числе вопрос о возможности принятия государством, побережью которого угрожает загрязнение в результате разлива нефти с судна, находящегося в открытом море, соответствующих предупредительных мер. Таким образом, в срочном порядке пришлось решать следующие вопросы: а) до какого предела государство, которому непосредственно угрожает авария, происшедшая за пределами его территориального моря, может предпринять меры для защиты своего побережья, гаваней территориального моря или мест отдыха, даже если такие меры могут затрагивать интересы судовладельцев, спасательных компаний и страховщиков и даже государство флага; б) должна ли возникать абсолютная ответственность за ущерб в результате загрязнения нефтью, каковы должны быть ее пределы; кто должен нести ответственность за ущерб от загрязнения: судовладелец, оператор судна или владелец груза? Первый вопрос разрешился путем принятия Международной конвенции относительно вмешательства в открытом море в случаях аварий, приведших к загрязнению нефтью, 1969 г. Второй вопрос был решен в Международной конвенции о гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью 1969 г. (вступила в силу 19 июня 1975 г., и в настоящее время ее участниками являются около 60 государств). В 1992 г. был принят Протокол, изменяющий эту Конвенцию, который вступил в силу с 30 мая 1996 г. (его участниками являются около 70 государств). Российская Федерация является участницей Протокола 1992 г. с 20 марта 2001 г., а глава XVIII КТМ «Ответственность за ущерб от загрязнения с судов нефтью» основана на нормах этого Протокола (в настоящее время Конвенцию 1969 г., измененную Протоколом 1992 г., принято называть Конвенцией 1992 г.). Катастрофа танкера «Эксон Валдез» в штате Аляска побудила Международную морскую организацию обеспечить разработку и заключение Международной конвенции по обеспечению готовности на случай загрязнения нефтью, борьбе с ним и сотрудничеству 1990 г. (OPPR). Статья 7 Конвенции предлагает Сторонам, обратившимся с сигналом о бедствии, предпринять возможные меры для предотвращения аварийного загрязнения нефтью. Информация о серьезных морских происшествиях доводится до сведения ИМО; Стороны обязаны уведомить Организацию о любых предпринятых либо предполагаемых действиях по защите морской среды от загрязнения (ч. 3 ст. 5 Конвенции). Статья 194 названной Конвенции предусматривает особые меры по предотвращению, сокращению и сохранению под контролем загрязнения морской среды из любого источника. Для этой цели Стороны должны использовать наилучшие практически применимые средства, имеющиеся в их распоряжении. Такие детальные требования вряд ли можно встретить в региональных соглашениях. Конвенция 1990 г. и Протокол 2000 г. применяют эти общие правила к инцидентам загрязнения, вызванным судами, прибрежными установками и погрузочно-разгрузочными устройствами порта, в случае угрозы морской среде или интересам прибрежного государства. Основное правило заключается в том, что Стороны обязаны предпринять адекватные меры в чрезвычайных ситуациях на море с целью предотвратить либо уменьшить загрязнение морской среды. На этот случай должны быть предусмотрены международные стандарты, которые можно быстро и эффективно использовать при возможных аварийных инцидентах, включая действия на случай непредвиденного обстоятельства. Информация относительно предпринятых мер против загрязнения морской среды должна быть незамедлительно доведена до сведения других государств. Государства - участники договоров также обязаны гарантировать, что прибрежные нефтяные терминалы в пределах национальной юрисдикции этих государств и обслуживающие их портовые сооружения будут приведены в соответствие со стандартами, одобренными компетентными национальными органами. В связи с трудностями, испытываемыми при толковании понятий «ущерб от загрязнения», «предупредительные меры», и особенно при взыскании экономического ущерба, Международный морской комитет на 35-й Конференции (Сидней) в 1994 г. одобрил Руководство ММК по ущербу от загрязнения нефтью. Международный фонд для компенсации ущерба от загрязнения нефтью в 1995 г. также одобрил критерии допустимости требований, предъявляемых для компенсации ущерба от загрязнения. В настоящее время значительную актуальность приобрел вопрос об «особо уязвимых морских районах». В соответствии с «Пересмотренным руководством по определению и назначению особо уязвимых морских районов» (Руководство по ОУМР), принятым Ассамблеей ИМО в декабре 2005 г. (Резолюция A.982(24)), особо уязвимый морской район (ОУМР) представляет собой район, который требует особой защиты посредством действий со стороны ИМО вследствие его значения по признанным экологическим, социально-экономическим или научным особенностям, если ввиду таких особенностей он может быть уязвимым с точки зрения ущерба, причиняемого в результате «международной судоходной деятельности». Организация, по чьей вине произошел разлив нефти, несет ответственность за последствия. Акт «О всеобщей ответственности за защиту окружающей среды и компенсации в случае нанесения ущерба», принятый 1980г. (CERCLA), с дополнениями, внесенными в 1986г., обеспечивает меры по оздоровлению, очистке, возмещению ущерба природным ресурсам, которые осуществляются федеральными, региональными, местными или зарубежными правительствами, или племенами индейцев. К природным ресурсам относятся: земля, воздух, вода, подземные воды, питьевая вода, рыба, животные и другие представители фауны и флоры. Последние правила по оценке ущерба, нанесенного природным ресурсам опубликованы в Федеральном сборнике (FR) публикация 51 FR 27673 (Тип В правил) и 52 FR 9042 (Тип А правил) и систематизировано в 43 CFR часть 11. Дополнения и исправления к этим правилам напечатаны в сборниках 53FR 5166, 53 FR 9769. Тип А правил является одной из моделей использования стандартных физических, биологических и экономических данных для проведения упрощенной оценки. Необходимо минимальное обследование участка. Тип В правил является альтернативным описанием более сложных случаев, когда неясен нанесенный окружающей среде ущерб, величина разлива, длительность по времени. Необходимо обширное наблюдение. Так, разлив нефти танкером «Эксон Валдез» относится по оценке к типу В. Для Типа В требуются основные данные, собранные правительственными агентствами, ответственными за пострадавшие ресурсы. Основные моменты: Установить (определить) связь между ущербом и разливом нефти. Этот пункт требует наличие документов о движение нефти от места разлива до пострадавших ресурсов. Определение степени нанесенного ущерба. Потребуются данные о географической величине опасности и степени загрязнения. Определение состояния « до начала разлива». Для этого необходимы данные прежних, нормальных условий районов, пострадавших от разливов. Определение количества времени, необходимого для восстановления прежнего состояния «до разлива». Для этого потребуются исторические данные о природных условиях и влиянии нефти на окружающую среду. Термин «вред» определяет изменения в биологии окружающего мира. Тип В правил выделяет 6 категорий нанесения вреда (гибель, заболевания, отклонения в поведении, возникновение раковых заболеваний, физиологические дисфункции, физические изменения), а также различные допустимые (учитываемые) биологические отклонения, которые могут быть использованы для подтверждения нанесения вреда. Недопустимые (не учитываемые) отклонения могут использоваться, если они будут отвечать 4-м критериям, которые использовались для идентификации допустимых отклонений. Степень нанесения вреда основывается на данных, определяющих разницу между периодами «до нанесения вреда» и «после нанесения вреда» или же между пострадавшим и контрольным районами. Процедура, определенная CERCLA, дает уверенность в том, что проводится тщательная и законная оценка влияния разлива нефти на окружающую среду. Однако процедура CERCLA сложная и требует затрат времени, особенно для оценки причиненного вреда по типу В. Например, после того как была сделана оценка причиненного вреда, должна быть проведена действительная оценка «ущерба» либо по компьютерной программе типа А, либо тщательная финансовая оценка и обоснование восстановления по типу В. 2 Защитные мероприятия и очистные работы
Защитные мероприятия и очистные работы обычно осуществляются во время разливов нефти в океане, когда возможны контакты с сушей или важными природными ресурсами. Усилия по очистке зависят от обстоятельств разлива. Близость разливов нефти с густонаселенными районами, гаванями, общественными пляжами, рыболовными площадками, местами средоточия животного мира (важными природными зонами), заповедными местами; видами, которым грозит опасность; также средой обитания прибрежной линии (защищенными от приливов отмелями, топями) влияет на защитные мероприятия и очистные работы. Несмотря на то, что сильные ветры и штормы мешают основным защитным мероприятиям и очистке, они также способствуют растворению нефти в воде, пока она не достигнет берега. Береговая линия непористого происхождения (скалы), либо слабой пористости (плотный песчаный грунт, мелкозернистый песок), подвергающиеся интенсивному воздействию волн обычно не являются объектами очистных мероприятий, т.к. сама природа быстро очищает их. Пляжи из крупнозернистого песка и галечника часто отчищаются с помощью тяжелого передвижного оборудования. Очистка скалистых пляжей сложна и требует интенсивной работы. Приливо-отливные илистые отмели, мангровые деревья и болота очень трудно очищать из-за нетвердости субстрата, растительности и недостаточной эффективности очистных методов. На таких участках обычно применяются методы, которые сводят к минимуму разрушение субстрата и усиливают природную очистку. Ограниченность доступа к побережью зачастую сильно мешает очистным работам. Озера и закрытые водоемы отличаются процентным содержанием соли от пресных (менее 0.5 миллионной доли) до сильносоленых (40 миллионных долей). Озера сильно отличаются по размерам, конфигурации и характеристикам воды, поэтому влияние разлитой нефти и биологические последствия трудно предсказать. Малоизвестно о влиянии и последствиях разливов нефти на экосистему пресных вод. Недавно опубликован обзор, касающийся этой проблемы. Ниже приведены некоторые важные наблюдения об озерах: химические и физические особенности нефти должны быть аналогичны тем, которые встречаются в океанах; уровень изменений и относительная важность каждого механизма изменений может отличаться; влияние ветра и течений снижается с уменьшением размеров озер. Небольшие размеры озер (в сравнении с океанами) усиливают вероятность того, что разлитая нефть достигнет берега при относительной устойчивости погоды. Реки - это подвижные пресные воды, которые отличаются по длине, ширине, глубине и водным характеристикам. Общие наблюдения за реками: из-за постоянного движения воды в реке даже небольшое количество разлитой нефти может повлиять на большую массу воды; разлив нефти имеет значение при соприкосновении с берегами рек; реки могут быстро переносить нефть во время паводка, который по силе равен морскому приливу. Мелкие воды и сильные течения некоторых рек могут способствовать проникновению нефти в толщу воды. Меры по защите и очистке озер идентичны мерам, которые применяются для очистки океанов. Однако эти меры не всегда пригодны для защиты и очистки рек (отсасывание с помощью насосов, использование абсорбентов). Быстрое распространение нефти течением требует быстрого реагирования, простых методов и взаимодействия местных органов по очистке пострадавших от загрязнения берегов рек. Разливы нефти в зимний период в северных широтах трудно очищать, если нефть смешается или замерзнет подо льдом. Одним из самых современных способов в борьбе с нефтяными загрязнениями является мониторинг разливов нефти. Ежегодно разливы нефти и нефтепродуктов при добыче и транспортировке в шельфовой зоне наносят огромный ущерб, оценивающийся в миллионы долларов и причиняющий огромный вред экосистеме. Это связано с возрастанием объемов добычи и перевозок нефти в акваториях морей, вводом в эксплуатацию новых нефтяных терминалов и буровых установок и авариями на трубопроводах. Данные дистанционного зондирования Земли открыли новые возможности для оперативного мониторинга разливов нефти на суше и в морских акваториях. Снимки, полученные с помощью сенсоров, установленных на космических платформах, покрывают области с шириной до 500 километров и обладают достаточным разрешением для локализации разливов. Радарные данные являются наиболее подходящим средством для решения задачи мониторинга нефтяных загрязнений на море благодаря всепогодности съемки и независимости от уровня освещенности. Известно, что разлившееся на поверхности воды нефтяное пятно формирует пленку, и, вследствие присущих им физических характеристик, выглядят темными пятнами на окружающей их более яркой поверхности на радарном снимке. При слабом ветре, обыкновенно между 0 и 2-3 м/с, водная поверхность выглядит темной на радиолокационных изображениях. В этом случае темные нефтяные пленки сливаются с темным фоном океана, и определение загрязнений невозможно. Скорость ветра между 3 и 9-11 м/с идеальна для определения нефтяных загрязнений, слики кажутся темными пятнами на светлой поверхности воды. При большей силе ветра детектирование загрязнений снова оказывается затруднительным, - они исчезают с изображений вследствие смешивания с верхним слоем воды. Обыкновенно анализ радиолокационного изображения с целью выявления загрязнений начинается с детектирования на нем «подозрительных» областей. Затем - классификация нефтяных загрязнений, естественных сликов, имеющих биологическую природу (продукты жизнедеятельности, планктон и проч.) и поверхность воды под влиянием неблагоприятных для съемки условий. На радиолокационных изображениях нефтяные разливы характеризуются: формой (нефтяные загрязнения характеризуются простой геометрический формы), краями (гладкая граница с большим градиентом, чем у сликов природного происхождения), размером (слишком большие пятна обыкновенно являются сликами естественного происхождения, например, скоплениями водорослей или планктона), географическим расположением (преимущественно, нефтяные разливы встречаются в районах нефтедобычи или путей транспортировки нефтепродуктов). С помощью РСА на морской поверхности можно детектировать следующие типы нефтяных загрязнений: сырая нефть; мазут, дизельное топливо и т.п.; выносы нефтепродуктов с речным стоком; технологические сбросы с судов; буровые воды и шлам; выходы нефти из грифонов на морском дне; отходы рыбной промышленности. Таким образом, мониторинг разливов нефти способен помочь в определении масштабов аварии и локализации ее последствий.
Заключение
Появление около 35% углеводородов нефти в морских акваториях в начале 70-х было вызвано разливами и сбросами при транспортировке нефти морем. Разливы при транспортировке и выгрузке составляют менее 35% от всеобщих размеров и сбросов нефти на почву и в чистую воду окружающей среды. Среда и обстоятельства разливов определяют методы очистки от нефти с целью сократить вредное воздействие на экологию. Американский институт нефти (API) дает прекрасные рекомендации для выбора методов очистки нефтяных разливов и уникальные характеристики морской среды (API, публикация № 4435). Большинство методов, использующихся для борьбы с разливами нефти и защиты окружающей среды на море, применяются и для очистки пресноводной окружающей среды. Исключения составляют методы, включающие химические вещества (дисперсанты, абсорбенты, желагирующие агенты), разработанные для использования в соленой воде. Только химические вещества одобренные ЕРА могут использоваться для очистки разливов нефти. В последнее десятилетие все большее признание получало идея о существовании взаимного влияния здоровой окружающей среды и устойчивого экономического развития. В это же время в мире происходили крупные политические, социальные и экономические изменения, по мере того, как многие страны начинали осуществление программ радикальной структурной перестройки своей экономики. И хотя нефтяная промышленность является одним из устойчиво работающих производственных комплексов российской экономики, однако высокая частота аварийных разрывов нефтепроводов, аварии танкеров и иных транспортных средств доставки нефти, крупномасштабные аварийные разливы нефти при добыче и переработке не могут не вызывать тревогу. Во многих нефтедобывающих странах (США, Канаде) уже приняты соответствующие законы, регулирующие сферу ликвидации аварийных разливов нефти. Например, американский OilPollutionAct, принятый в 1990 г., установивший принцип «загрязнитель платит», закрепляет, что владелец танкера, перевозящий нефть в территориальных водах Америки, вносит залог почти в миллиард долларов в специальный страховой федеральный фонд по ликвидации последствий аварий. При этом фонд по предотвращению, контролю и борьбе с разливами пополняется за счет специального налога с нефтяных компаний. А также вышеуказанный Закон США предусматривает неограниченную финансовую ответственность за разливы, допущенные по преступной небрежности или из-за преднамеренного нарушения правил. При этом законом учитываются не только экономический ущерб природным ресурсам, но и ущерб ценностям, не имеющим коммерческой стоимости: морским животным, морской воде, пляжам, особо охраняемым территориям. OilPollutionAct, что особенно важно, предусматривает создание Гражданского консультационного совета, контролирующего действия нефтяников и правительственных органов. Деятельность человека до начала интенсивного развития промышленности отрицательно влияла на отдельные экосистемы. Вырубка лесов и возведение на их месте поселков и городов приводили к деградации земель, уменьшали их плодородие, превращали пастбища в пустыни, вызывали и другие последствия, но все же не затрагивали всей биосферы, не нарушали существовавшего в ней равновесия. С развитием промышленности, транспорта, с увеличением численности населения на планете деятельность человека превратилась в мощную силу, изменяющую всю биосферу Земли. Загрязнение природной среды промышленными и бытовыми отходами является одним из главных факторов, влияющих на состояние экологических систем Земли. Загрязняющие вещества изменяют состав воды, воздуха и почвы, что является причиной возникновения многих глобальных экологических проблем, таких как изменение климата, появление кислотных осадков, сокращение численности многих видов растений и животных, нехватки чистой пресной воды и других. В настоящее время практически все сферы деятельности человека, связанные с обеспечением его материальными благами и энергоресурсами, вызывают изменение природной среды, а значит - во многих случаях экологически неблагоприятны.
Список используемых источников
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. - М.: Альтерус, 2008. - 648 с. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических ВУЗов. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. - 401 с. Дорст Ш. До того как умрет природа. - М.: Прогресс, 2008. - 415с. Ермолина М.А. Чрезвычайные меры при защите морской среды от загрязнений: Международно-правовые проблемы // Правоведение. - 2006. - № 6. - С.162-183. Комягин В.М. Экология и промышленность. - М.: Прогресс, 2008. -493 с. Львович М.И. Вода и жизнь. - М.: Наука, 2006. -482 с.. Михайленко Е.М. Правовое регулирование ликвидации последствий техногенных аварий на примере разливов нефти // Административное право и процесс. - 2008. - №3. - С.44-59.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Большая часть нефти, загрязняющей моря и океаны, попадает туда не в результате аварий или природных катастроф, а как следствие ординарных операций. Даже в 1979 г.- рекордном году по природным катастрофам и авариям-из-за природных бедствий и аварий танкеров в океан попало вдвое меньше нефти, чем в результате поступления туда нефти от двигателей внутреннего сгорания и промышленных предприятий. В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину:
Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефти, содержащей поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
Воздействие нефти на животный и растительный мир
Во время выбросов нефти особенно страдают птицы, поскольку нефть пропитывает перья, лишая их как водоотталкивающих, так и теплоизоляционных свойств. Птицы оказываются неспособными ни плавать, ни поддерживать нужную температуру тела. Оценки количества птиц, погибающих при утечке нефти, часто невелики просто потому, что попавшие в беду птицы не попадают в поле зрения наблюдателей. Когда птицы пытаются выбраться из нефти, она облепляет их с ног до головы, лишая возможности видеть и отравляя весь организм.
Нефть также загрязняет или разрушает природные источники пищи птиц. Особенно страдают ныряющие птицы, поскольку в поисках пищи им приходится многократно нырять сквозь слой нефти на поверхности. Помимо воздействия на отдельные водные организмы, нефть влияет и на целые экосистемы. В районах, где нефть часто попадает в воду, заметными становятся и изменения видового состава морского сообщества. Как нефть, так и нефтяные смолы (гудрон) содержат некоторые канцерогенные вещества. Результаты нескольких исследований, проведенных на моллюсках в загрязненных водах, свидетельствуют о том, что у этих животных обнаруживается аномально большое число новообразований, сходных с раковыми опухолями человека.
После попадания нефти или нефтепродуктов в воду требуется определенное время для исчезновения их следов. Сюда надо включить и время, необходимое для повторного заселения загрязненной зоны теми же и в том же количестве организмами, которые обитали здесь ранее. Если выброс нефти не привел к полной гибели всех местных организмов, то оставшиеся, размножаясь, начинают заполнять свободное пространство, по мере того как исчезает нефть. Сюда же начинают прибывать организмы из соседних областей, либо приплывая, либо переносясь течениями воды (например, личинки), либо выселяясь из соседних колоний (водоросли). Межвидовая конкуренция и хищничество приводят к установлению равновесия между различными группами. Губительное влияние нефти может сказываться в течение долгих лет.
Нефтяные загрязнения. Нефтяные загрязнения (нефтяные углеводороды - НУ) как химические загрязнения обладают собственной токсичностью для бионтов и при попадании в организм, благодаря липофиль- ности НУ, разрушают различные защитные барьеры организма, изменяют скорость транспорта БАВ, вызывая патологические изменения в тканях и органах, ферментативном аппарате, нервной и репродуктивной системах. Даже низколетучие нефтепродукты способны создать поражающие концентрации в воздухе. Так, во время северных конвоев моряки потопленных судов, находившиеся более часа на воде внутри мазутных пятен, получали тяжелые поражения легких и смертельные отравления.
НУ резко снижают продуктивность гидробионтов, особенно на ранних стадиях развития (молодь, икра). Так, оплодотворенная икра рыб в воде, даже слабо загрязненной нефтепродуктами (>ПДК В), гибнет на 30-100 %. Наркотическое действие НУ известно не только на человека, но и на бионтов и гидробионтов. Так, замечено, что рыбы, получившие нефть в трофической цепи, подвержены ее наркотическому действию. «Подсевшие на нефть» рыбы испытывают своеобразный абстинентный синдром, не стремятся уйти из загрязненной зоны в чистую воду и не ищут, как им полагается, где глубже или лучше, т. е. у них изменяются так называемые поведенческие реакции.
НУ показывают также определенную активность в онкогенезе, поскольку с нефтепродуктами транспортируются и концентрируются в тканях многие липофильные супертоксиканты (ПАУ, хлор- и элементорга- ника, диоксины и т. п.).
Загрязнения НУ не только снижают ресурсы и продуктивность водных ЭС, но падает и потребительская стоимость морепродуктов. Так, после аварий танкеров в зоне добычи устриц их коммерческая добыча не имеет смысла в течение, по крайней мере, пяти лет из-за резкого изменения их вкуса и потребительских качеств биомассы. Наряду с общей токсичностью НУ обладает в любых водных системах и высокой экотоксичностью, причем в основном за счет изменения физических эффектов на границах «воздух-вода» и «вода-почва». Следует отметить, что нефтяные загрязнения гидрофобны и склонны к выделению из воды в отдельные фазы (донные отложения или поверхностные пленки), что существенно замедляет процессы биодеструкции НУ.
Нефтяные загрязнения обладают способностью к депонированию в донных отложениях, причем поступление НУ из депо зависит от клима- топа, типа водоема и условий трансграничного переноса в ОС. В северных районах, где интенсивность систем биодеградации и так невелика, нефть консервируется во льдах и, постоянно присутствуя в трофических цепях, накапливается в биомассе и детрите. Появление нефтяной пленки может обусловливаться поступлением на поверхность нефти из донных отложений, после крупной аварии подобная подпитка может наблюдаться в течение 10-15 лет. В атмосфере легколетучие НУ и особенно метан имеют непосредственное отношение к проблеме истощения озонового слоя. Попадая в почву, НУ изменяют ее физико-химические свойства, поражают микробоценозы и практически лишают почву плодородия. Таким образом, нефтяные загрязнения могут изменять параметры всех компонентов ПС (воды, воздуха и почвы), обладают высокой токсичностью для бионтов и гидробионтов и не менее высокой экотоксичностью для водных ЭС, а в последнее время в связи с интенсификацией транспорта энергоносителей приобретают глобальный характер.
Нефтяные пленки на поверхности воды по сути дела являются физическим загрязнением в зоне интенсивного массообмена водных ЭС с атмосферой. Поверхностные пленки, захватывающие большие водные поверхности рек, морей и океанов резко нарушают продуктивность автотро- фов и трофические цепи водных ЭС и в конечном итоге биологическое равновесие. В среднем 1 т нефти может покрыть тонкой пленкой около 12 км 2 водной поверхности. Нефтяная пленка в морях и океанах наносит большой ущерб водным ЭС и прежде всего поражает нейстон, поверхностный слой воды (5-15 см), где под действием солнечного света происходит фотосинтез и осуществляется основная продукция фитоплактона и зоопланктона.
Тонкий слой НУ на поверхности существенно изменяет и нарушает физико-химические и гидробиологические характеристики поверхностной воды и границы «воздух-вода»: обмен газами (С0 2 и 0 2), влагой (испарение), теплом через границу «вода-воздух», меняет отражающую и поглощающую способность водной поверхности для солнечного света, альбедо и интенсивность фотосинтеза. В конечном случае подобные нарушения могут быть причиной региональных изменений климата, содержания кислорода в атмосфере.
3.1. Загрязнение атмосферы.
Запах нефтепродуктов в виде паров бензина, а также продуктов его неполного сгорания известен каждому. Острые случаи отравления парами нефтепродуктов достаточно редки. Хроническое их воздействие не относится к факторам, улучшающим здоровье. И хотя оно, как правило, не дает острых и очевидных эффектов, местное население, вынужденное вдыхать в себя эти ароматы, достаточно активно протестует. Типичными ситуациями являются окрестности нефтеперегонных заводов, нефтехранилищ, нефтебаз, бензоколонок, автохозяйств, крупных автостоянок.
Гораздо более серьезные проблемы появляются при возникновении ситуации, когда взаимодействие летучих углеводородов, входящих в состав нефти и нефтепродуктов, окислов азота и ультрафиолетового излучения приводит к образованию смога. В таких случаях количество серьезно пострадавших может составлять тысячи человек.
3.2. Загрязнение вод.
Наиболее яркими и общеизвестными случаями печальных последствий воздействия нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду, является загрязнение вод. Самый тяжелый случай - мощное загрязнение толстым слоем в местах разливов нефти. Это может произойти при авариях танкеров и разрывов на трубопроводах. Жуткие картины утонувших в нефти животных и птиц многократно демонстрировались в средствах массовой информации. В случае если они не гибнут от удушья и не тонут, жить в сильно загрязненном нефтью состоянии они не смогут, из-за затруднения способности двигаться и утраты меховым и перьевым покровом терморегулирующих функций.
В ряде случае толстый слой нефтепродуктов на водной поверхности может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты способны растекаться по поверхности воды тонким слоем, покрывая огромные поверхности. Все видели радужные пленки нефти на поверхности дождевых потоков, стекающих с поверхности автодорог. Такие пленки резко затрудняют поступление кислорода из атмосферы и понижают его содержание в воде. Кроме того, нефтепродукты в воде оказывают прямое токсическое действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества. Плавающие длительное время по воде животные и птицы за счет такой пленки могут собрать на себе достаточное количество нефтепродуктов, чтобы это привело к серьезному загрязнению меха и перьев.
3.3. Загрязнение грунтов.
В отличие от воды, нефть, как правило, не образует больших растеканий по поверхности почвы. Определенную опасность представляет вариант загорания пропитанных нефтью и нефтепродуктами грунтов.
Основные же экологические проблемы при попадании нефти на землю связаны с грунтовыми водами. После просачивания до их поверхности, нефть и нефтепродукты начинают образовывать плавающие на воде линзы. Эти линзы могут мигрировать, вызывая загрязнение водозаборов, поверхностных вод. Одним из наиболее крупных примеров такого рода является ситуация в окрестностях Грозного в Чечне, под которым на глубине несколько метров образовалась огромная линза нефти и нефтепродуктов. Аналогичные проблемы отмечаются в окрестностях ряда нефтеперерабатывающих заводов, нефтебаз, военных аэродромов.
Введение.
Среди множества проблем современного времени проблемы экологии встают в один ряд с другими глобальными проблемами человечества, таких как голод и эпидемии. Часто они даже напрямую связаны между собой. Объединяет их еще и то, что человечество нуждается в скорейшем решении этих непростых задач, так как они несут большую угрозу высшему благу людей на Земле - человеческой жизни. Конституции многих стран (в том числе и нашей страны, России) содержат положения о всеобщем праве на экологические чистые условия жизни. Многие нормы права активно охраняют окружающую среду довольно строгими законами. И это хорошо, что у многих людей уже сформировано понятие о серьезности данного вопроса, а также имеется правильное отношение и взгляд на эту проблему. Но все же, к сожалению, мы не можем свести все экологические проблемы только к моменту осозанания и правильного отношения к ним людей; даже тех, в чьих руках имеются механизмы воздействия на окружающую среду. Существует еще и такой не безизвестный фактор как простая случайность .
Да, можно согласится с утверждением, что каждая случайность есть череда или цепь отнюдь не случайных обстоятельств, но тем не менее я хотел бы в своем докладе подчеркнуть термином случайность тот факт, что часто человек просто не способен либо же не имеет сильного желания все предусмотреть и просчитать наперед. В этом плане случайность почти тождественна с халатностью . Этот факт нам известен, так как он часто нам встречается и имеет ярко выраженную человеческую природу, ибо часто именно по вине человека, а не по вине компьютерных программ, машин и природных явлений случаются многие ЧП; в основном мы наблюдаем «человеческие корни» проблем.
Такой вывод остался у меня, когда я наблюдал в новостях очередное печальное событие нанесшее непоправимый вред природе - «разлив нефти в мексиканском заливе». Хотел бы поместить краткую сводку из новостей:
«20 апреля 2010 года на нефтяной платформе Deepwater Horizon в 80 километрах от берегов Луизианы произошел взрыв, в результате которого погибли 11 из 126 находившихся на вышке нефтяников. 22 апреля платформа затонула. В результате происшествия была в трех местах повреждена скважина, из которой начала вытекать нефть. Для ликвидации разлива нефти компания BP попыталась накрыть скважину особым куполом, однако безуспешно. Президент США Барак Обама наложил запрет на бурение новых скважин на американском шельфе до установления причин катастрофы. 26 мая BP начала закачивать в скважину спецраствор, однако 29 мая признала попытку провалившейся. В начале июня скважину не смогли закрыть заглушкой. В середине июля на скважину установили более совершенный купол. В начале августа было объявлено о герметизации скважины. 20 августа стали известны предварительные причины аварии.»
И наблюдая за тем, как предлогались различные способы решения этой катастрофы, а не смотря на это ситуация усугублялась, складывается мнение о том, что часто у людей нет даже продуманного плана действий на экстренный случай. Вспоминается пословится «гром не грянет...»
И коснуться я хотел именно такой проблемы как «загрязнение нефтью и нефтепродуктами окружающей среды».
Печально, что иногда закон предусматривает в большей степени наказание за факт хищения нефти и нефтепродуктов, и в меньшей степени за нанесение вреда окружающей среде, которое для нефтяных загрязнений огромно.
И начать работу хотел бы со сводки дающей представление об уровне вредности такого сырья как нефть.
Нефть как сырье.
Нефть и с чем ее едят.
Нефть – ценнейшее сырье, без использования которого невозможна современная цивилизация. Однако, процессы добычи, транспортировки, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов очень часто становятся источниками загрязнения окружающей среды, которые приобретают масштабы экологических катастроф.
Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и их производных. Каждое из этих веществ можно рассматривать как самостоятельное загрязняющее вещество. В состав нефти входит свыше 1000 индивидуальных загрязняющих органических веществ, содержащих 83-87% углерода, 12-14% водорода, 0,5-6,0% серы, 0,02-1,7% азота, 0.005-3,6% кислорода и небольшая часть минеральных соединений. Нефть разных месторождений содержит одни и те же химические компоненты, но может различаться соотношением парафинов, циклопарафинов, ароматических и нафтеноароматических углеводородов.
Для оценки нефти, как загрязняющего вещества природной среды, обычно используют следующие признаки: содержание легких фракций (температура кипения менее 2000С); содержание парафинов; содержание серы. Легкие фракции нефти обладают повышенной токсичностью, но их высокая испаряемость способствует быстрому самоочищению природной среды. Напротив, парафины не оказывают сильного токсического воздействия на почвенную биоту или планктон морей и океанов, но благодаря высокой температуре отвердевания существенно влияют на физические свойства почвы. Содержание серы свидетельствует о степени опасности сероводородного загрязнения почв и поверхностных вод.
В настоящее время нефть – самое распространенное вещество, загрязняющее природные воды. Только в Мировой океан ежегодно поступает 11-16 млн.тонн нефти. Примерно 20% нефти находится в виде пленки на поверхности, 40% в виде эмульсии и 40% оседает на дно.
При растекании пленки нефти по поверхности воды она образует мультимолекулярный слой, который может покрывать значительные площади поверхности. Так, 15 т мазута в течение 6-7 суток растекается и покрывает поверхность площадью 20 квадратных километров. Нефтяная пленка уменьшает проникновение света в водоем, препятствует протеканию процесса фотосинтеза, нарушается проникновение кислорода в водоем, что ведет к гибели живых организмов. При дрейфе нефтяного пятна загрязняются все новые порции воды. Нефтяные загрязнения захватывают и концентрируют другие загрязнения: тяжелые металлы и пестициды. Концентрирование металлов изменяет их токсичность. Если содержание углеводородов в воде даже меньше 10-7 % (!), они могут поглощаться организмами и накапливаться в тканях. Опасность таких накоплений не только в изменении вкуса морских и речных организмов, но, что более значимо, в канцерогенных свойствах полиароматических соединений, содержащихся в нефти.
Глобальная экологическая опасность нефтяных загрязнений в том, что они препятствуют контакту и взаимодействию системы Мировой океан – атмосфера, нарушая тем самым физико-химические и биологические процессы в водной среде, процессы теплообмена океана с атмосферой, так как Мировой океан регулирует обмен веществ и энергии на всей планете. Это ведет к неконтролируемым изменениям климата Земли, нарушению баланса кислорода в атмосфере. Особенно опасны попадания больших объемов нефти в воды высоких широт. При низких температурах разложение нефти идет медленно и нефть, сброшенная в арктические моря, может сохраняться до 50 (!) лет, нарушая нормальную жизнедеятельность водных биоценозов. Окисление нефти протекает с участием кислорода и, таким образом, он удаляется из воды. Отношение потребности в кислороде к объему нефти в морской воде составляет примерно 400000: 1. Это означает, что для полного окисления 1 л нефти требуется кислород, содержащийся в 400 тыс. литров морской воды, а в результате фотохимических превращений углеводородов на поверхности моря накапливаются вещества-канцерогены.
Потребность в топливе.
С этого и стоить начать. Вот где начало «айсберга». Можно даже окунуться в прошлое и вспомнить 19 век и Рудольфа Дизелья давшего старт наверно всей автомобильной промышленности. Но не будем говорить не о нем, не о других изобретателях давших миру множество двигателей на топливной основе, ибо не
в их трудах «корень всех зол». Но однозначно, что из потребности человечества в топливе проистекает много видимых проблем. Для полноты картины давайте посмотрим что представляет из себя нефть с точки зрения топлива. Начнем с исторической сводки.
Нефть известна давно. Археологи установили, что ее добывали и
использовали уже за 5- 6 тыс. лет до н.э. Наиболее древние промыслы
известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычу-ань.
Считают, что современный термин „нефть" произошел от слова „нафата", что на языке народов Малой Азии означает просачиваться. Упоминание о нефти встречается во многих древних рукописях и книгах. В частности, уже в Библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мертвого моря.
Ни одна проблема, пожалуй, не волнует сегодня человечество
так, как топливо. Топливо – основа энергетики, промышленности, сельского
хозяйства, транспорта. Без топлива немыслима жизнь людей.
Развиваясь, человечество начинает использовать все новые виды ресурсов
(атомную и геотермальную энергию, солнечную, гидроэнергию приливов и
отливов, ветряную и другие нетрадиционные источники). Однако главную роль в обеспечении энергией всех отраслей экономики сегодня играют топливные ресурсы. Это четко отражает "приходная часть" топливно-энергетического баланса.
Топливно-энергетический комплекс тесно связан со всей промышленностью
страны. На его развитие расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК
приходиться 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции
России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности.
Его доля в перевозках составляют 1/3 всех грузов по железным дорогам,
половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по
трубопроводам.
Топливно-энергетический комплекс имеет большую районо-образовательную функцию. С ним напрямую связано благосостояние всех граждан России, такие проблемы, как безработица и инфляция.