Смекни!
smekni.com

Океан и его ресурсы (стр. 2 из 3)

Энергия волн также может использоваться для получения электроэнергии.

Энергия термического градиента. Почти три четверти солнечной энергии, по­ступающей на Землю, приходится на океаны, поэтому океан является идеальным гигантским накопителем тепла. Получение энергии, основанное на использовании разности температур поверхностных и глубинных слоев океана, могло бы прово­диться на крупных плавучих электростанциях. В настоящее время разработка та­ких систем находится в экспериментальной стадии. К другим ресурсам океана мож­но отнести жемчуг, который образуется в теле некоторых моллюсков; губки; водо­росли, использующиеся в качестве удобрений, пищевых продуктов и пищевых до­бавок, а также в медицине как источник йода, натрия и калия; залежи гуано — пти­чьего помета, добываемого на некоторых атоллах в Тихом океане и используемого в качестве удобрения. Наконец, опреснение позволяет получить из морской воды пресную

ЗАГРЯЗНЕНИЕМИРОВОГООКЕАНА

Нефтьинефтепродукты

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость темно-коричневого цвета и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные ком­поненты нефти — углеводороды (до 98%) — подразделяются на 4 класса.

1. Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) — устойчивые вещества, мо­лекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Лег­кие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

2. Циклопарафины (30—60% от общего состава) — насыщенные циклические соединения с 5—6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

3. Ароматические углеводороды (20—40% от общего состава) — ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов водорода меньше, чем циклопарафины, В нефти присутствуют летучие соединения с молеку-лой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (на­фталин), полуциклические (пирен).

4. Олефины (алкены) (до 10% от общего состава) — ненасыщенные нецикличес­кие соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющи­ми веществами в Мировом океане. К началу 80-х годов в океан ежегодно поступало около 6 миллионов тонн нефти, что составляло 0,23 % мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод — все это становится при­чиной наличия постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962—1979 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 миллионов тонн нефти. За последние годы пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из нихтолько в Северном море 350 из 1000 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 миллиона тонн нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневым стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 миллиона т/год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 миллиона тонн нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину.

Нефтяная пленка видоизменяет состав спектра и интенсивность проникнове- ния в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составлявляет 1—10% (280 нм), 60—70% (400 нм). Пленка толщиной 30—40 мкм полностью погло­щает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть формирует эмульсии двух типов: прямую — «нефть в воде» и обратную — «вода в нефти». Прямые эмуль­сии, составленные из капелек нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефти, которая содержит поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут оставаться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды

Пестициды — это группа искусственно созданных веществ, которые использу­ются для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды разделяются на следующие группы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми, фунгици­ды и бактерициды — для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербици­ды — для борьбы с сорными растениями. Установлено, что пестициды, yничтoжaя вредителей, причиняют вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химичес­ких (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борь­бы с вредителями. В настоящее время более 5 миллионов тонн пестицидов попадает на миро­вой рынок. Около 1,5 миллионов тонн этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем эоловым и водным путем. Промышленное производство пестицидов со­провождается возникновением большого количества побочных продуктов, загряз­няющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основные группы: хлорорганические, фосфорорганические и карбонаты. Хлорорганические инсектициды получаются путем хлорирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совме­стном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы — производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1,2 миллионов тонн полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсато­ров. Полихлорбифенилы (ПХБ) оказываются в окружающей среде в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходов на свалках. Пос­ледний источник поставляет ПХБ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадка­ми выпадают во всех районах земного шара. Так, в пробах снега, взятых в Антаркти­де, содержание ПХБ составило 0,03— 1,2 кг/л.

Синтетическиеповерхностно-активныевещества

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, которые понижают поверхностное натяжение воды. Они являются составляющими синтетических мо­ющих средств (CMC), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. CMC со­держат полифосфаты натрия, в.которых растворены детергенты, а также ряд доба­вочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие ве­щества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. В зависимости от природы и структу­ры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоак-тивные, амфотеркые и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наибо­лее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано,с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяются в со­ставе пестицидов.

Канцерогены

Канцерогенные вещества — это химически однородные соединения, проявля­ющие трансформирующую активность и способность порождать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут при­водить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению .индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канце­рогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид и, в особенности, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Максимальное количество ПАУ в современных донных осадках Мирового океана i более 100 мкг/км массы сухого вещества) найдено в тектонически актив­ных зонах^ которые подвержены глубинному термическому воздействию. Основ­ные антропогенные источники ПАУ — это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк,медь,мъшъяк)отиосятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко при­меняются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений Тяжелых металлов в промышлен­ных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасными являются ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделя­ется 3,5 тыс. т ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т ртути, причем значительная часть — антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. т/год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, кон­центрация ртути в растворе и взвесях сильно увеличивается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепро­дуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Минамата, причиной стали отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатдра использовалась хлористая ртуть Недостаточно очищенные сточные воды предприятий попадали в залив Минамата. Свинец — типичный рассеянны* элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных поро­дах, почзах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец ак­тивно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сго­рания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу.