В противоположность установившемуся мнению, океан является наиболее подходящем местом для сброса некоторых отходов человеческой деятельности. Если этот процесс тщательно контролируется, он не несёт вреда жизни океана.

У. Баском

Август 1974 г.

Введение.

Загрязнение мирового океана.

Огромная масса вод Мирового океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток, в Мировом океане ежегодно вылавливается 85 млн. т. рыбы.

Мировой океан - это и протеин для голодающих, которых на земле миллионы, и новые лекарства для больных, вода для пустынь, энергия и минералы для промышленности, места отдыха.

Пожалуй, ни одна проблема не вызывает сейчас у человечества таких оживленных дискуссий, как проблема загрязнения Мирового океана. Последние десятилетия знаменуются усилением антропогенных воздействий на морские экосистемы в результате загрязнения морей и океанов. Распространение многих загрязняющих веществ приобрело локальный, региональный и даже глобальный масштабы. Поэтому загрязнение морей, океанов и их биоты стало важнейшей международной проблемой, а необходимость охраны морской среды от загрязнений диктуется требованиями рационального использования природных ресурсов. Никто не будет оспаривать целесообразность охраны океана и развитой в нем жизни от вреда, который могут нанести выбросы отходов. Важнее всего то, что мы не имеем права пребывать в праздном ожидании окончательного решения о том, что есть «загрязнение»,так как рискуем оказаться перед фактом загрязнения, которое никто и не пытался предотвратить. Это тем более серьёзно, что океан невозможно очистить, как реку или озеро.

При обсуждении проблемы загрязнения океана важно выделять вопросы трех типов: (1) Какие вещества, в каких количествах и каким путем попадают в океан? Попадают ли они в океан с речным стоком, из каналов сброса, при затоплении танкеров и прочих судов или переносятся ветром в море? (2) Что происходит с загрязняющими веществами, когда они попадают в океан? Как быстро они разбавляются до безвредных концентраций? Каким образом они накапливаются в пищевых цепях? Насколько быстро разрушаются вредные органические загрязнители, как нефть, ДДТ и подобные им вещества? (3) Какое значение для протекающих в океане процессов имеет тот или иной уровень загрязнения? Подавляется ли рост или размножение морских организмов? Концентрируется ли загрязняющее вещество в морских организмах в таких количествах, что представляет опасность для здоровья людей при употреблении морепродуктов в пищу?

Некоторые изменения в окружающей среде океана, вызванные человеческой деятельностью, уже необратимы. Например, реки, перегороженные плотинами, выносят значительно меньше пресной воды и осадочного материала Порты в устьях рек изменяют характер движения потока воды в естественную среду.

Насколько чист должен быть океан и насколько человек должен пытаться сохранить окружающую среду? Проблема состоит в том, чтобы определить, что является оптимальным для общества, и достигнуть этого с наименьшими затратами.

Удаление отходов автоматически предполагает загрязнение Всё живое или неживое, что своим избытком снижает качество жизни, является загрязнением. Большинство веществ, называемых загрязнителями, уже имеются в океане в огромных количествах: материал донных осадков, металлы, соли и все виды органики. Океан может выдержать ещё большую нагрузку этими веществами, однако вопрос состоит в том, насколько большую: до какого предела океан будет выдерживать эту нагрузку без отрицательных последствий.

В 1973году был предложен один из подходов к этому вопросу: «Вода считается загрязненной, если из-за своих недостаточно высоких качеств она не может удовлетворять самым высоким требованиям по её использованию в настоящем или будущем». Самыми высокими требованиями являются занятия водными видами спорта и производства морепродуктов, а также сохранение жизни в море на постоянном уровне.

Чтобы поддерживать приемлемый уровень качества океанских вод, надо рассмотреть основные виды вероятных загрязнителей, образующихся в результате хозяйственной деятельности человека. Один из них - фекальные стоки (75 г. сухого веса в твердом виде на одного человека в день), которые после различных способов обработки попадают в конечном счете в океан в качестве в качестве «городских сточных вод». Кроме того, в океан направляется поток отходов со множества промышленных предприятий. Обычно эти отходы подвергаются предварительной обработке, в процессе которой удаляются компоненты, которые скорее всего могут оказаться опасными, тогда как остальные сточные воды по трубам сбрасываются в океан. Сброс с барж в открытом море - средство избавления от грунтов, вынутых в процессе землечерпательных работ (при углублении проходов для судов), фекалий, химических отходов. Термическое (тепловое) загрязнение представлено нагретой водой прибрежных тепловых электростанций, а так же холодной водой, поступающей с причалов, где разгружаются суда-газовозы. Кроме того, с судов сбрасывают мусор, а также балластную воду, содержащую нефть.

Это преднамеренные выбросы; однако загрязнители попадают в океан и другими путями. Из воздуха поступают мелкие частички пестицидов, распыляемых над посевами, частицы сажи из дымовых труб, выхлопные газы двигателей автомобилей и самолетов. От покрытых краской корпусов кораблей отделяются небольшие количества токсикантов, назначение которых предотвратить обрастание кораблей водорослями и ракообразными. В результате лесных пожаров из атмосферы в океан попадает огромное количество золы, окислов металлов. Нефть, выливающаяся из танкеров в результате морских катастроф и фонтанирующая при подводном бурении, образует особый вид загрязнителя.

Также в результате многих природных процессов в океан попадают вещества, которые назывались бы загрязнителями, если бы были продуктами человеческой деятельности. Пресные воды речного стока оказывают разрушительное воздействие на такие морские организмы, как кораллы; кроме того, они несут с собой загрязнители, смытые дождем с деревьев и земли. К тому же большое количество тяжелых металлов, веществ магмы. А также тепла попадает в океан в результате извержения вулканов. Нефть просачивалась со дна океана задолго до появления человека на Земле и продолжает просачиваться и в наши дни.

Рисунок A . Загрязнение поверхности океана нефтью

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо - и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере .

Промышленные и химические загрязнения

Среди загрязнения различных видов окружающей среды, химическое загрязнение природных вод имеет особое значение. Достаточно сказать, что без воды человек живет считанные дни. Поэтому рассмотрим подробнее химическое загрязнение природных вод. Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды.

Теперь я хотел бы остановиться на нескольких загрязнителях, являющихся продуктами человеческой деятельности, которые наносят наибольший ущерб водам Мирового океана, и описать их более подробно.

Нефть и нефтепродукты.

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на четыре 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 % 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 углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол).

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

Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Далеко в море и на пляже можно видеть небольшие шарики смолоподобного вещества, огромные блестящие пятна и бурую пену. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т. нефти, и по крайней мере половина из них попадает из источников на суше (нефтеперерабатывающие заводы, нефтезаправочные станции). Большое количество нефти поступает в океан в результате естественного просачивания со дна океана, но сколько именно определить сложно.

В период между гг. в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено дослучаев загрязнения вод нефтью. Большинство зафиксированных разлитий было незначительно и не требовало проведения специальной очистки поверхности океана. Общее количество разлитой нефти колеблется от 8,2 млн. галлонов в 1977 г. до 21,5 млн. галлонов в 1985 г. В период гг. в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров.

Можно назвать несколько путей поступления нефти и нефтепродуктов:

¨ бросы в море промывочных, балластных и льяльных вод с судов (23%);

¨ сбросы в портах и припортовых акваториях , включая потери при загрузке бункеров наливных судов (17%);

¨ сброс промышленных отходов и сточных вод (10%);

¨ ливневые стоки (5%);

¨ катастрофы судов и буровых установок в море (6%)

¨ бурение на шельфах (1%);

¨ атмосферные выпадения (10%);

¨ вынос речным стоком во всем многообразии форм (28 %)

Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.

Примером первой крупнейшей аварии нефтеналивного судна может служить катастрофа в 1967 г. танкера «Торри Каньон», в танках которого содержалось 117 тыс. т. сырой кувейтской нефти. Недалеко от мыса Корнуэлл танкер налетел на риф, и в результате пробоин и повреждений в море вылилось около 100 тыс. т. нефти. Под воздействием ветра мощные нефтяные слики достигли побережья Корнуэлла, пересекли Ла-манш и подошли к побережью Бретани (Франция). Морским, прибрежным и пляжным экосистемам был причинен огромный ущерб. С тех пор разливы нефти при авариях судов и морских буровых установок происходит довольно часто. В целом за гг. в результате Аварий в морскую среду поступило около 2 млн. нефти, причем с 1964по 1971 г. 66 тыс. т ежегодно, с 1971 по 1976 г. - по 116 тыс. т, с 1976 по 1979 г. - по 177 тыс. т.

За последние 30 лет в Мировом океане пробурено около 2000 скважин, из них только в Северном море начиная с 1964 г. пробурено 1000 и оборудовано 350 промышленных скважин. Из-за незначительных утечек на буровых ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти, но аварийные ситуации также нередки.

Большие массы нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2 млн. т. нефти в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн. т. нефти.

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 физикохимические и гидробиологические условия в океане, но и на баланс кислорода в атмосфере.

. Органическое загрязнение

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в млн. т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена на рисунке 3.

Рисунок B . Органические загрязнители

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища , озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Неорганическое загрязнение

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен на рисунке 2:

Рисунок C . Степень токсичности некоторых веществ

Степень токсичности (примечание):

0 - отсутствует;

1 - очень слабая;

2 - слабая;

3 - сильная;

4 - очень сильная.

Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных изменять рН водной среды до значений 5,0 или выше 8,0, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство . С орошаемых земель ежегодно вымывается около 16 млн. т. солей. К 2000 году возможно увеличение их массы до 20 млн. т./год. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Пестициды.

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы:

1. инсектициды для с вредными насекомыми

2. фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений

3. гербициды против сорных растений.

Установлено, что пестициды. уничтожая вредителей, наносят 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.

Мировое производство пестицидов достигает 200 тыс. т. в год. Относительная химическая устойчивость, а также характер распространения способствовали их поступлению а моря и океаны в больших объемах. Постоянное накопление в воде хлорорганических вещества представляет серьезную угрозу жизни людей. Установлено, что существует определенное соотношение между уровнем загрязнения воды хлорорганическими веществами и их концентрациями в жировых тканях рыб и морских млекопитающих.

Пестициды обнаружены в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у западного побережья Англии, Исландии Португалии, Испании. ДДТ и гексахлоран обнаружены в значительных количествах в печени и жире тюленей и антарктических пингвинов, хотя препараты ДДТ в условиях Антарктиды и не применяются. Пары ДДТ и других Хлорорганических веществ могут концентрироваться на частицах воздуха или соединятся с капельными частицами аэрозоли и в таком состоянии переносится на большие расстояния. Другим возможным источником появления этих веществ в Антарктиде может быть загрязнение океана в результате интенсивного применения их в США и Канаде. Вместе с океанической водой ядохимикаты достигают Антарктиды.

Синтетические поверхностно-активные вещества.

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат плифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, силикаты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится около 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 применяется в составе пестицидов.

Соединения с канцерогенными свойствами.

Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать 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. Максимальное количество ПАУ в современных донных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тектонически-активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.

Тяжелые металлы.

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются во многих промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах очень велико. Большие массы этих соединений поступает в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец, 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 121 тыс. т. ртути, 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 повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метил-ртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения.

Владельцам химического комбината «Тиссо» в городке Минамата на острове Кюсю долгие годы сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, что привело к гибели местных жителей. Получили тяжелые психопаралитические заболевания сотни людей.

Жертвы этой экологической катастрофы, объеденившись в группы, не раз возбуждали дело против «Тиссо», правительства и местных властей. Минамата стал подлинной «промышленной Хиросимой» Японии, а термин «болезнь Минаматы» широко применяется теперь в медицине для обозначения отравления людей промышленными отходами.

Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Свинец активно рассеивается в окружающей среде в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Французские исследователи установили, что дно Атлантического океана попадающим с суши свинцом на расстоянии до 160 км от берега и на глубине до 1610 м. Более высокая концентрация свинца в верхнем слое донных отложений, чем в более глубоких слоях, свидетельствует о том, что это результат хозяйственной деятельности человека, а не следствие длительного природного процесса.

Бытовые отходы

В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии, отстойной шлам, отбросы).Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях.

В поверхностном слое моря в огромных количествах развиваются бактерии - полезные, играющие важную роль в жизни нейстона и всего моря, и патогенные, возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний.

Бытовые отбросы опасны не только тем, что являются переносчиками болезней человека (главным образом кишечной группы - брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислородопоглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Коммунальные же отбросы, поступающие в воду в очень больших количествах, могут значительно снизить содержание растворимого кислорода.

В последние десятилетия особым видом твердых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети). Эти материалы легче воды, а поэтому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Серьезную опасность представляют пластмассовые отходы для судоходства: опутывая гребные винты судов, засоряя трубопроводы системы охлаждения морских двигателей, они не редко становятся причиной кораблекрушений.

Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки легких кусками синтетической упаковки.

Загрязняют моря, и особенно их прибрежные части, фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов. Их количество постоянно увеличивается, так как возрастает интенсивность судоходства и суда становятся все более благоустроенными. Величина водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов и составляет 300-400 л на человека в сутки.

В Северном море возникла реальная угроза гибели фауны и флоры из-за загрязнения нечистотами, выносимыми с материка реками. Прибрежные районы Северного моря очень мелководны; приливы и отливы в нем незначительны, что также не способствует самоочищению моря. К тому же на его берегах расположены страны с большой плотностью населения высокоразвитой промышленностью, и загрязнение района достигло крайне высокого уровня. Усугубляет экологическую ситуацию то, что в последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти.

Бесхозяйственное, хищническое отношение к богатствам Мирового океана ведет к нарушению природного равновесия, гибели в некоторых районах океанической флоры и фауны, отравлению людей зараженными продуктами моря.

Тепловое загрязнение

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Разница не превышает естественных изменений температуры и поэтому не представляет опасности для большинства взрослых обитателей моря. Однако при заборе воды засасываются икра, личинки, молодь, обитающие в прибрежных водах. Они проходят через электростанцию вместе с водой для охлаждения, где неожиданно подвергаются воздействию высокой температуры, сниженному давлению, что оказывается для них губительным. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. По этой и другим причинам было бы целесообразно размещать электростанции в открытом море, где можно забирать воду с более глубоких и прохладных слоев, менее богатых живыми организмами. Тогда, если электростанции атомные, была бы также снижена опасность последствий возможной аварии. Если электростанции работают на нефти и угле, то горючее могло бы доставлятся судами прямо на станцию, тогда как береговая линия могла бы быть использована для непромышленных целей. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

Сброс отходов в море с целью захоронения

(дампинг).

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов.

Сброс (dumping) - это термин, имеющий особое значение; его нельзя смешивать с засорением (загрязнением) мусором или выбросам по трубам. Сброс - это доставка отходов в открытое море и выбрасывание их в специально отведенных для этого местах. С барж, вывозящих твердые отходы, последние сбрасывают через донные люки. Жидкие отходы обычно выкачивают через погруженную в воду трубу в турбулентную кильватерную струю судна. Кроме того, некоторые отходы захороняют с барж в закрытых стальных или иных контейнерах.

Большую часть сбрасываемого материала составляет взвешенный грунт, засасываемый землечерпательным снарядом с приемной воронкой со дна гавани и портов при углублении фарватеров. В 1968 г. в Атлантический океан было сброшено 28 миллионов тон этого материала. Следующим по объему является относительно чистый материал - это также грунт, вынимаемый экскаваторами при строительстве, затем всякий осадок (ил) городских отходов и, наконец, такие промышленные отходы, как кислоты и другие химикаты.

В некоторых районах городские отходы не затопляются с барж, а сбрасываются в океан по специальным трубам; в других районах их сливают в накопители на суше или используют в качестве удобрений, хотя содержащиеся в стоках тяжелые металлы могут вызвать в отдаленном будущем неблагоприятные последствия. Широкая гамма промышленных отходов (растворители, используемые в фармацевтическом производстве, отработанные кислоты титановых красителей, щелочные растворы предприятий нефтеперерабатывающей промышленности, металлический кальций, слоистые фильтры, соли и хлористые углеводороды) сбрасываются время от времени в разных местах.

Какой ущерб наносит морским организмам сброс подобных материалов? Мутность, появляющаяся при сбрасывании отходов, как правило, исчезает в течение суток. Сбрасываемый во взвешенном состоянии грунт покрывает грязью обитателей дна в виде тонкого слоя, из-под которого многие животные выбираются на поверхность, а некоторые замещаются через год новыми колониями таких же организмов. Илы бытовых отходов с высоким содержанием тяжелых металлов могут быть токсичными, особенно когда при соединении с органическими веществами образуется среда с пониженным содержанием кислорода; в ней могут существовать только немногие живые организмы. Кроме того, ил может иметь высокий бактериологический показатель. Очевидно, что промышленные отходы в больших объемах опасны для жизнедеятельности океана и поэтому не должны сбрасываться в него.

Сбрасывание отходов в океан как таковое еще нуждается в тщательном исследовании. Располагая надежными данными, можно по прежнему разрешать сбрасывать в море такие материалы, как грунты, но следует запретить сброс других веществ - например, химикатов. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса. Глубоководные участки дна моря можно выделить для этой цели на основании таких же критериев, как и при выборе мест для городских свалок - удобства их использования и малой биологической ценности.

Охрана вод мирового океана

Человек должен как-то избавляться от своих отходов, и океан является наиболее подходящим местом для некоторых из них.

Самоочищение морей и океанов .

Самоочищение морей и океанов - сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включения их в общий круговорот веществ. Способность моря перерабатывать углеводороды и другие виды загрязнения небезгранична. В настоящее время многие акватории уже утратили способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты нефть, в больших количествах скопившаяся в донных отложениях, превратила практически в мертвые зоны.

Существует прямая зависимость между численностью нефтеокисляющих микроорганизмов и интенсивностью нефтяного загрязнения морской воды. Самое большое число микроорганизмов выделялось в районах нефтяного загрязнения, при этом количество бактерий, растущих на нефти, доходит до миллиона на 1 л. Морской воды.

Наряду с численностью микроорганизмов в местах постоянного нефтяного загрязнения растет и видовое разнообразие. Это, по всей видимости, можно объяснить большой сложностью химического состава нефти, различные компоненты которой могут потребляться только определенными видами микроорганизмов. Связь между численностью и видовым разнообразием микроорганизмов, с одной стороны, и интенсивностью нефтяного загрязнения, с другой - дает основания рассматривать нефтеокисляющие микроорганизмы как индикаторы нефтяного загрязнения.

Микроорганизмы моря функционируют в составе сложного микробиоценоза, который реагирует на чужеродные вещества как на единое целое. Не многие виды организмов способны полностью разложить нефть. Такие формы выделяются из воды редко, и процесс деградации нефти не бывает интенсивным. Смешанное бактериальное «население» более эффективно разрушает нефть и отдельные углеводороды.

К морским организмам, которые участвуют в процессах самоочищения, относятся моллюски. Различают два группы моллюсков. В первую входят мидии, устрицы, гребешок и некоторые другие. Их ротовое отверстие состоит из двух трубочек (сифонов). Через один сифон всасывается морская вода со всеми взвешенными в ней частицами, которые оседают в специальном аппарате моллюска, а через другой очищенная морская вода поступает обратно в море. Все съедобные частицы частицы усваиваются, а непереваренные крупными комочками выбрасываются наружу. Плотное население мидий на площади 1 кв. м. Фильтрует за сутки до 200 м. куб. воды.

Мидии - один из самых распространенных морских водных организмов. Крупный моллюск может пропустить через себя до 70 л. воды в сутки и таким образом очистить ее от возможных механических примесей и некоторых органических соединений.

Подсчитано, что только в северо-западной части черного моря мидии профильтровывают за сутки более 100 км куб воды. Подобно мидии, питаются и другие морские животные - мшанки, губки, асцидии.

У моллюсков второй группы раковина или закрученная, овально-кониеской формы (рапаны, литорины), или напоминает колпачок (морское блюдечко). Ползая по камням, сваям, причалам, растениям, днищам судов, они ежедневно прочищают огромные заросшие поверхности.

Морские организмы (их поведение и состояние) являются индикаторами нефтяных загрязнений, т. е. они как бы осуществляют биологическое наблюдение за окружающей средой. Однако морские организмы не только пассивные регистраторы, но и непосредственные участники процесса естественного самоочищения среды. Известны около 70 родов микроорганизмов, включая бактерии, грибы, дрожжи, которые способны вступать в единоборство с нефтью. Им принадлежит важнейшая роль разложения нефти и углеводородов в море.

Не менее значительная роль микроорганизмов в борьбе с пестицидами: накапливая в себе вредные продукты, бактерии сигнализируют о загрязнении морской среды. Вот почему так важно выяснить как можно больше таких организмов-индикаторов, получить предельно подробную информацию об их поведении в тех или иных условиях, об их состоянии в зависимости условий окружающей среды. Как выяснилось в последнее время, наиболее действенные в переработке пестицидов макрофиты - водоросли, растущие на небольших глубинах и у берега.

В Мировом океане биота еще практически не нарушена: при внешних воздействиях, выводящих систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабевает.

Охрана морей и океанов

Охрана морей и океанов должна проводится не только физически, проводя различные исследования по очищению воды и внедрения новых методов и способов очистки, но должна основываться и на законодательствах и правовых документах, определяющих обязанности людей охранять морскую среду.

В 1954 г. в Лондоне прошла международная конференция, ставившая целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. Впервые в истории человечества был принят международный право вой документ, определяющий государств охранять морскую среду. Международная конвенция 1954 г. по предотвращению загрязнения моря нефтью была зарегистрирована ООН.

Дальнейшая забота об охране Мирового океана нашла выражение в четырех конвенциях, принятых на 1-й Международной конференции ООН по морскому праву в Женеве в 1958 г.: об открытом море; о территориальном море и прилежащей зоне; о континентальном шельфе; о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права.

Под открытом море подразумевается все части моря, не входящие ни в территориальные моря, ни во внутренние воды любого государства. Женевская конвенция об открытом море с целью предотвращения загрязнения морской среды и нанесения ей ущерба обязывает каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять море нефтью, радиоактивными отходами и другими веществами.

Международные конвенции сыграли определенную роль в предотвращении загрязнения морской среды, но в тоже время выявила и слабые места. В 1973 г. в Лондоне была созвана Международная конференция по предотвращению загрязнения моря. Конференция приняла Международную конвенцию по предотвращению загрязнения моря с судов. Конвенция 1973 г. предусматривает меры, предупреждающие загрязнение морей не только нефтью, но и другими вредными жидкими веществами, а также отходами (сточные воды, мусор судов и т. п.). Согласно Конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном состоянии и не загрязняют море. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе судна в порт. Конвенция устанавливает жесткие нормы содержания нефти в сбрасываемой танкерами воде. Суда водоизмещением более 70 тыс. т должны располагать емкостями приема чистого балласта - в такие отсеки нефть грузить запрещается. В особых районах полностью запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов водоизмещением свыше 400 т. Все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Все транспортные суда оснащаются сепарационными устройствами для очистки сливных вод, а танкеры - устройствами, позволяющими осуществлять мойку танкеров без слива нефтяных остатков в море. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки.

Береговые очистные сооружения, куда поступает отработанная вода с судов, не только очищают от загрязнения, но и регенерируют тысячи тон нефти.

На судах помещаются установки для уничтожения шламов машинных отделений, отходов и мусора, опорожняемых в плавучие и береговые приемные устройства.

Институт океанологии РАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров, полностью исключающий попадание нефти в акваторию и обеспечивающий абсолютную чистоту танкеров после промывки. Добавка к промывной воде смеси нескольких поверхностно-активных веществ позволяет осуществить на самом танкере с помощью несложной установки очистку без сброса с судна загрязненной воды или остатков нефти с регенерацией ее для дальнейшего использования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т нефти. Танкерные емкости очищаются так, что в них после нефти можно перевозить даже пищевые продукты.

При отсутствии такой установки промывку на танкере можно осуществлять с помощью очистной станции, которая производит механизированную мойку емкостей из-под нефтепродуктов всех сортов по замкнутому контуру с помощью подогретого до 70-80 С раствора. Очистная станция также отделяет нефтепродукты от принимаемых с судов сточно-балластных вод, очищает от механических примесей и обезвоживает остатки нефти, отмывает от нефтепродуктов удаленную из цистерн ржавчину.

В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Так, супертанкеры, вмещающие 150 тыс. т груза, имеют двойное дно . При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая внешняя, оболочка.

Для отмывки топливных цистерн сухогрузов созданы плавучие очистные станции. Мощная водогрейная установка с двумя котлами нагревает воду до 80-90 С, и насосы перекачивают ее в танкеры. Грязная вода вместе с отмытой нефтью поступает обратно на очистную станцию, где проходит три каскада отстойников. И, вновь подогретая, опять, откачивается на мойку. При этом для подогрева используют нефть, извлеченную из грязной воды.

Для систематической очистки портовых акваторий от случайных разливов и загрязнений нефтью применяются плавучие нефтесборщики и боновые заграждения. Нефтесборщики НСМ-4 повышенной морепроходимости рейдах с удалением от порта до 10 морских миль при волнении моря до способны очищать море от плавающих нефтепродуктов и мусора вдоль побережья и на открытых морских трех баллов и силе ветра до четырех балов.

Боновые заграждения, предназначенные для локализации случайных разливов нефтепродуктов как в акваториях портов, так и в открытом море, строят из стеклопластика, устойчивого при значительных скоростях ветра и течений.

В ряде случаев целесообразно предотвращать растекание нефти не механическими (боновыми заграждениями), а физико-химическими методами. С этой целью по всему периметру нефтяного пятна ли только с подветренной стороны наносят поверхностно-активные вещества - нефтесобиратели.

В случае крупной утечки для локализации нефтяного пятна одновременно используют механические и химические методы. Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться повторно в качестве сорбента. Такие сорбенты очень удобны из-за простой технологии применения и невысокой стоимости. Однако массовое производство таких препаратов пока не налажено.

В настоящее время разработаны сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Главное требование, которое к ним предъявляется, - непотопляемость. Собранные с водной поверхности, некоторые сорбенты после регенерации могут применяться повторно, другие подлежат утилизации. Имеются препараты, позволяющие собирать с поверхности воды до 90% разлитой нефти. Впоследствии их можно использовать для производства битума и других строительных материалов.

Еще одно важное качество, которым должен обладать сорбент, - способность захватывать большое количество нефти. Пенопласты, полученные на основе сложных полиэфиров, за 5 мин поглощают количество нефти в 20 раз превышающее собственную массу.

Эти вещества прошли успешные испытания в Одесском порту и при ликвидации последствий разлива дизельного топлива на заболоченной местности. Недостатком же их следует считать то, что ими нельзя пользоваться при волнении моря.

После сбора разлитой нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить диспергированием, т. е. разбрызгиванием н водную поверхность препаратов, под действием которых происходит распад нефтяной пленки. Диспергенты не извлекаются из воды, поэтому основным требованием к ним является их биологическая безопасность. Кроме того, они должны сохранить свои свойства при сильном разбавлении морской водой. Нефтяная пленка после такой обработки распределяется в толще воды, где подвергается окончательному разрушению в результате биохимических процессов, обуславливающих самоочищение.

Оригинальный способ очистки воды от разлившейся нефти продемонстрировали американские ученые в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластина. К ней подключается акустическая установка. Под действием вибрации нефть сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластина, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток высокого напряжения, также подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает. Если мощность акустической установки недостаточно велика, нефть лишь превращается в плотную массу, которую удаляют из воды механическим способом.

Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел ученые США создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране из этого материала между корпусами установили своеобразную штору, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно, нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в специально приготовленную емкость.

Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих нефтяное загрязнение, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением даже самых эффективных методик очистки от загрязнений невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем заинтересованным странам сообща, - предотвращение загрязнения.

Охрана морских прибрежных вод.

Прибрежная водоохранная зона - территория, прилегающая к акваториям объектов, на которых устанавливается специальный режим, не допускающий загрязнения, засорения и истощения вод. Границы прибрежного охраняемого района определяются границами района фактического и перспективного морского водопользования населения и двух поясов зоны санитарной охраны.

Район морского водопользования организуется для обеспечения эпидемической безопасности и предупреждения случаев ограничения водопользования из-за загрязнения вредными химическими веществами. Ширина этого района в сторону моря обычно не мене 2 км.

В первом поясе зоны санитарной охраны не допускается превышение установленных нормативных показателей микробного и химического загрязнения в результате спуска сточных вод. По береговой протяженности и ширине в сторону моря пояс должен составлять не менее 10 км от границы района водопользования. Второй пояс зоны санитарной охраны предназначается для предотвращения загрязнения района водопользования и первого пояса санитарной охраны в результате сбросов с морских судов и промышленных объектов. Границы второго пояса определяются границами территориальных вод для внутренних и внешних море в соответствии с требованиями международной конвенции.

Запрещается сбрасывать в море сточные вод, которые можно использовать в системах оборотного и повторного водоснабжения: с содержанием отходов подлежащих утилизации, производственное сырье, реагенты, полупродукты и, конечно, продукты производства в количествах, превышающих установленные нормативы технологических потерь, вещества, для которых не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК). Запрещаются сбросы очищенных промышленных и бытовых сточных вод, включая судовые, в границах района водопользования. Оценка степени и характера органических загрязнений, превышающих установленные нормативы, производится с учетом общей санитарной ситуации и других прямых и косвенных санитарных показателей загрязнения морской воды.

Дифференцированные требования к составу и свойствам морской воды района водопользования и первогопояса зоны санитарной охраны приведены в табл.1

В местах водозаборов, в плавательных бассейнах с морской водой количество бактерий (кишечных палочек) и энтерококов не должно превышать, соответственно, 100/л и 50/л. В местах массового купания контролируется и наличие стафилококков в воде. Если их количество превышает 100/л, пляжи закрываются.

При систематическом сезонном развитии и скоплении водорослей район водопользования от них следует очищать.

Сброс, удаление и обезвреживание сточных вод, содержащих радиоактивные вещества, должны осуществляться в соответствии с действующими нормативами радиационной безопасности и санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений.

Требования к составу и свойствам морской воды района водопользования и первого пояса зоны санитарной охраны

Показатели состава и свойств морской воды

Общие требования и нормативы показателей

состава и свойств морской воды

Район водопользования

1 пояс зоны санитарной охраны

Плавающие примеси

Прозрачность

Биохимическая потребность воды в кислороде (БПК)

Возбудители инфекционных заболеваний

Количество лактозо-положительных бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды

Вредные вещества

Отсутствие необычных для морской воды плавающих веществ на поверхности в верхнем 20 - сантиметровом слое воды (пленки, масляные пятна, включения и другие примеси)

Интенсивность необычных для морской воды запахов не должна превышать порога восприятия (2 балла) при отсутствии постороннего запаха и привкуса пищевых продуктов моря.

Не менее 30 см. Если снижение прозрачности обусловлено местными гидрофизическими, топографо-гидрологическими и другими природно-климатическими факторами, величина ее не регламентируется.

Не допускается окраска морской воды в столбике воды 10 см.

Не должна превышать 3,0 мг/л кислорода при 20 градусах.

Не должна обнаруживаться

Не должно превышать 1000

Отсутствие необычных для морской воды плавающих веществ и других примесей на поверхности

Отсутствие постороннего запаха и привкуса у пищевых продуктов моря.

Не регламентируется

Не регламентируется

Не регламентируется

Не регламентируется

Регламентируется применительно к условиям спуска сточных вод

Регламентируется в соответствии с перечнем гигиенических нормативов для морских вод

При проектировании и строительстве глубоководных спусков сточных водв прибрежные воды моря, выборе места спусков и расчетах степени смешения и разбавлениядолжны учитоваться: характер и направление прибрежных морских течений, направление и силагосподствующих ветров, величина приливов и отливов и другие природные факторы. Конструктивные, инженернотехнтческие и технлологические решения глубоководных спусков сточных водбольшой протяженности должны учитывать океанографические факторы (глубинные течения, плотность и температурную стратификацию вод, процессы турбулентной диффузии и др.), способствующие ликвидации поступающих загрязнений.

При расчетах, обосновывающих необходимую степень очистки, обезвреживания и обеззараживания, и определение условий смешения и разбавления стоков с морской водой в качестве исходных принимаются гидрологические данные для наименее благоприятного периода и санитарные показатели состава и свойств морской воды прибрежного района в период его наиболее интенсивного использования. Возможность отведения и условия спуска сточных вод в море, а также выбор площадки для нового объекта, реконструкция, расширение или изменение технологий предприятий подлежат обязательному согласованию с органами санитарно-эпидемиологического контроля.

Для прибрежных районов морей со специфическими гидрологическими условиями и неудовлетворительными санитарными, гидрофизическими и топографо-гидрологическими особенностями обусловливающими застойные явления или концентрацию загрязнений в прибрежных водах, требования, предявляемые к первому поясу зоны санитарной охраны, не могут учитывать возможное разбавление морской водой.

Состав и свойство вод в устьях рек, впадающих в море в районе водопользования должны отвечать требованиям, предъявляемым к воде в водоемах, используемых для купания и проведения спортивных мероприятий, за исключением показателей, зависящих от рпиродных особенностей этих вод.

В пределах первого пояса зоны санитарной охраны разрешаются сбросы с судов сточных вод, происхождение и состав которых определены Международной конвенцией по предотвращению загрязнений с судов 1973 г., при одновременном соблюдении следующих условий: а) на судне действует установка, обеспечивающая достаточную очистку и обеззораживание сточных вод; б) сброс не приводит к появлению видимых плавающих твердых частиц и не вызывает изменения цвета воды.

В портах, портовых пунктах и на судах, стоящих на рейдах, сброс сточных вод должен осуществляться в общегородскую канализацию через сливные устройства и ассенизационные суда. Твердые отбросы, отходы имусор должны собираться в специальные емкости на борту судна и переправляться на берег для последующей утилизации и обезвреживания.

При исследованиях, разведке и разработке естественных богатств континетального шлейфа запрещаются промышленные и бытовые сбросы сточных вод, загрязение вод радиоактивными веществами и другими отходами производства . В случае, если границы континентального шельфа совпадают с границами района водопользования, требования к составу и свойствам морских вод должны отвечать нормативным требованиям к воде района водопользования.

Охрана вод от загрязнения при бурении и освоении морских скважин на нефть и газ.

При строительстве и эксплуатации морских буровых платформ, а также бурение и освоении морских скважин необходимо выполнять все требования водного законодательстваи международных соглашений по предотвращению загрязнения морских вод.

Места для размещения морских буровых платформ выбираются в соответствии с правиламисанитарной охраны прибрежных вод. На морских буровых платформах устанавливаются по всей плоскости настил с системой стока в специально предусмотренные емкости. Сыпучие материалы, утяжелитель и химические реагенты доставляются на морскую платформу в закрытых упаковках контейнерами или в герметичной таре. Промывочная жидкость транспортируется в закрытых емкастях, контейнерах или по растворопроводу. Химические реагенты и сыпучие материалы хранятся в герметичной таре или в закрытом помещении.

Выбуренный шлам собирают и вывозят на береговые базы и складируют в береговых шламоотвалах, исключающих фильтрацию и сток в водные объекты. Если при бурении верхних интервалов скважины в качестве промывочной жидкости используется морская вода, то допускается сброс выбуренного шлама на дно при условии обеспечения сохранения водохозяйственного значения водного объектаи естественных местных условий обитания водных организмов.

Промывочная жидкость, воды из систем охлаждения, буровые сточные воды используются используются в оборотных ситстемах. В случае необходимости они подвергаются специальной очистке на установках, смонтированных на морской буровой платформе. По окончанию освоения скважины и демонтажа бурового обрудования все оставшиеся материалы и промывочная жидкость ввозятся на береговые базы.

Бурение в интервале с возможным нефтегазопроявлением производится только при наличие обратного клапана на бурильной колонне или устройства, обеспечивающего перекрытие колонны бурильных труб.

Перед освоением скважина оборудоется герметичными устьевыми устройствами для сбора и ликвидации отходов - емкостью для сбора жидкостей и блоком для сжигания твердых отходов. При отсутствии таких преспособленийотходы вывозятся или откачиваются на сборочные пункты. Средства сбора и транспортировки должны исключать попадание отходов в море.

Контроль за уровнем загрязнения морей.

Контроль за загрязнением морских вод проводится в России в соответствии с Лондонскими международными конвенциями 1958 и 1973 гг., а также с Конвенцией по предотвращению загрязнения Балтийского моря. Мониторинг морской среды осуществляет Федеральная служба России по гидрометерологии и мониторингу окружающей среды. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводится на всех морях на территории России. Отбор проб ведется на 603 морнских пункта наблюдения (станциях),гидрохимические работы осуществляют 20 стационарных и 11 судовых лабораторий. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидробиолигическим показателям проводится также 11 гидробиологическими лабораториями и группами, обеспечивающими обработку более 3000 проб в год по 12 показателям.

Контроль за уровнем загрязнения морей осуществляется по следующим направлениям:

* физические, химические и гидробиологические показатели загрязнения вод и донных отложений, особенно в курортно-оздоровительных и рыбохозяйственных зонах, а также на участках морей, подвергающихся интенсивному воздействию (устьевые зоны, морские нефтепромыслы , порты и т. д.);

* Баланс загрязняющих веществ в морях и их отдельных частях (заливах) с учетом процессов, протекающих на границе раздела «атмосфера-вода», разложение и трансформация загрязняющих веществ и накопление их в донных отложениях;

* закономерности пространственных и временных изменений конценрации загрязняющих веществ, зависимость этих изменений от естественных циркуляционных процессов, гидрометеорологического режимаи особенностей хозяйственной деятельности. При этом учитываются изменения температуры воды, течения, скорость и направление ветров, уровень выпавших осадков, атмосферное давление, влажность воздуха и др.

Сеть локальных пунктов наблюдения позволяетоперативно определять поля загрязнения. При выборе места расположения станций основываются на знаниях гидрохимического и гидрометеорологического режимов и рельефа дна в этом районе. Все морские станции мониторинга ведут синхронное наблюдения на стандартных географических горизонтах (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 м и т. д.), включая придонный слой воды, а также слои «скачка свойств» (плотности, солености, кислорода и т. д.).

Пункты или морские или морские станции наблюдения за уровнем загрязненияподразделяются на три категории.

Морские станции 1 категории (единичная конторльная станция) предназначены для оперативного выявления высоких уровней загрязнения в наиболее загрязненных зонах вблизи источников сброса и информирования об этом. Станции 1 категории распологаются на замыкающих створах устьевых областей, в зонах влияния сброса сточных вод с сельскохозяйственных угодий, нефтеналивных баз, в местах действующих морских нефтепромыслов, в районах, имеющих важное рыбохозяйственное или культурнооздоровительное значение.

Контроль за содержанием загрязняющих веществ и визуальное наблюдение за загрязненностью поверхности проводится по двум программам - сокращенной и полной.

Сокращенная программа предполагает один раз в декаду растворенного кислорода, нефтепродуктов и одного-двух загрязняющих веществ, специфичных для данного района.

Полная программа предполагает проверку один раз в месяц (совмещается с наблюдениями по сокращенной программе) по следующим параметрам:

* наличие загрязняющих веществ: нефтепродуктов, хлорорганических пестицидов, тяжелых металлов(ртути, свинца), фенола, детергентов, а также загрязняющих веществ, специфичных для данного района;

* показатели среды: растворенный кислород, сероводород, концентрацияводородных ионов, биохимическое потребление кислорода за 5 суток, нитритный азот , нитратный азот, аммонийный азот, общий азот, фосфор фосфатный, общий фосфор, кремний;

* Элементы гидрометеорологического режима: соленость воды, температура воды и воздуха, скорость и направление течений и ветра, прозрачность, цветность воды.

На станциях 1 категории, расположенных непосредственно у берега, наблюдения проводятся только по сокращенной программе. На станциях, расположенных в открытой части водоема, в период обледенения проводятся один раз за сезон по полной программе.

Морские станции 2 категории (единичныестанции или системы станций) служат для определения уровней загрязнения и тенденции их изменчивости в наиболее загрязненных районах города, в портах, прибрежных водах море и устьях рек, бухтах , заливах, а также в местах расположения промышленных комплексов, добычи полезных ископаемых, стоков сельскохозяйственный угодий, интенсивного судоходства и районах, имеющих культурнооздоровительное и рыбохозяйственное значение.

Заключение.

Не может быть единого решения вопроса о всех видах отходов и места их сброса, однако следующие предложения должны помочь сохранить как сушу, так и море в дальнейшем.

1.Прежде всего следует определить, что такое океан, отличая его от внутренних пресноводных водоемов и гаваней, а также мелких заливов, и разработать законодательство, соответствующее каждому элементу из окружающей среды. 2. Следует признать неправильным предположение согласно которому все, что попадает в океан, может быть опасным. Вместо этого необходимо рассмотреть, какие вещества могут причинить ущерб, и стараться избежать образования избытка их в океане. 3. Строго запретить сброс всех искусственных радиоактивных материалов , галогеносодержащих углеводородов (ДДТ и полихлорных бифенилов) и других синтетических органических материалов, которые являются токсичными и против которых морские организмы не имеют естественной защиты. 4. Следует установить стандарты на качество воды (после допустимого смешивания), соответствующие пороговым значениям, выше которых жизнедеятельности моря наносится ущерб; при этом должен быть обеспечен коэффициент безопасности, равный по крайней мере десяти. 5. Следует развивать международное сотрудничество в направления запрещения сбросов с судов мусора или нефти, а также сброса балластной воды. 6. Следует выделить глубоководные места океана с медленным течением, где можно сбрасывать определенные отходы, причиняя минимальный ущерб окружающей среде. 7. Необходимо, чтобы каждое предприятие, сбрасывающее отходы, изучило вопрос о том, каким образом тот или иной загрязнитель будет влиять на прилегающее воды океана. 8. Следует поощрять проведение всех новых исследований влияния загрязнителей на океан и его жизнедеятельность. 9. Необходимо прогнозировать появление новых загрязнителей по мере развития в больших объемах производства новых химических соединений.

Необходимо разработать более рациональные основы для принятия решений о том, как перерабатывать отходы и как от них избавляться. Ни один океанограф не хочет, чтобы опасные отходы накапливались там, где он работает или чтобы эти отходы накапливались на суше там, где он живет. Однако, поскольку отходам в любом случае необходимо найти место, было бы предпочтительно сделать выбор, основанный на знании всех факторов.

Охрана природы, и водных ресурсов в частности, - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей водной среде, но до сих пор многие из нас считают ее неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на водную среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к водной среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком. Именно разработке, расчету и внедрению современных, надежных и высокоэффективных методов очистки сточных вод и посвящена данная курсовая работа .

Разумный, лишенный эмоциональной окраски подход к вопросу о том, какие материалы можно сбрасывать в океан, не нанося серьезного ущерба его жизнедеятельности, повлияют на чистоту его вод и обеспечит экономию государственных средств.

Список литературы

1. Наука об океане; Москва; 1981

2. Океан сам по себе и для нас»; Москва; 1982

3. Биология моря; Р. Керингтон; Ленинград; 1966

4. На перекрестках экологии; ; 1985

5. Экология, окружающая среда и человек; ; Москва 1998.

6. Охрана окружающей среды; ; Москва «Высшая школа»; 1991 г.

7. Охрана окружающей среды; ; Ленинград Гидрометеоиздат»; 1991

8. Волоцков и использование сточных вод гальванических производств. М.: Химия,1983.

9. Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. М.: Энергия, 1977.

10. Костюк сточных вод машиностроительных предприятий. Л.: Химия, 1990.

11. Яковлев производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1979.

12. Когановский и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 1983.

13. Очистка промышленных сточных вод. Под ред. Кравеца: Техника, 1974.

þ Введение 1

þ Промышленные и химические загрязнения 4

1.1 Нефть и нефтепродукты 5

1.2 Органические соединения 7

1.3 Неорганические соединения 9

1.4 Пестициды 10

1.5 Синтетические поверхностно-активные вещества 11

1.6 Соединения с канцерогенными свойствами 12

1.7 Тяжелые металлы 12

1.8 Бытовые отходы 13

1.9 Тепловое загрязнение 14

1.10 Сброс отходов в океан (Дампинг) 15

þ Охрана вод мирового океана 17

2.1 Самоочищение морей 17

2.2 Охрана морей и океанов, методы очистки 19

2.3 Законодательство по охране вод мирового океана 20

2.4 Методы очистки воды от нефти 21

2.5 Требования к составу морской воды 22

2.6 Охрана морских прибрежных вод 24

2.7 Охрана вод от загрязнения при бурении

скважин на нефть и газ 26

2.8 Контроль за уровнем загрязнения морей 27

þ Заключение 29

þ Список литературы 31

За последнее время человечество до такой степени загрязнило океан, что уже сейчас трудно найти такие места в Мировом океане, где не наблюдались бы следы активной деятельности человека. Проблема, связанная с загрязнением вод Мирового океана, одна из важнейших проблем, стоящих ныне перед человечеством.

Наиболее опасные виды загрязнения: загрязнение нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами, отходами промышленных и бытовых сточных вод и, наконец, выносами химических удобрений (пестицидов).

Загрязнение вод Мирового океана приняло за последние десятилетия катастрофические размеры. Этому во многом способствовало ошибочное широко распространенное мнение о неограниченных возможностях вод Мирового океана к самоочищению. Многие это понимали так, что любые отходы и отбросы в любом количестве в водах океана подвергаются биологической переработке без вредных последствий для состава самих вод. В результате отдельные моря и участки океанов превратились, по выражению Жака Ив Кусто, в «естественные сточные ямы». Он указывает, что «море стало сточной ямой, куда стекаются все загрязняющие вещества, выносимые отравленными реками, которые ветер и дождь собирают в нашей отравленной атмосфере; все те загрязняющие вещества, которые сбрасывают такие отравители, как танкеры, перевозящие нефть. Поэтому не следует удивляться, если мало-помалу из этой сточной ямы уходит жизнь».

Из всех видов загрязнений наибольшую опасность на сегодняшний день для Мирового океана представляет нефтяное загрязнение. По подсчетам, в Мировой океан ежегодно попадает от 6 до 15 млн. т нефти и нефтепродуктов. Здесь прежде всего необходимо отметить потери нефти, связанные с транспортировкой ее танкерами. Известно, что после разгрузки нефти, чтобы придать танкеру необходимую устойчивость, его танки частично заполняются балластной водой. Слив балластной воды с остатками нефти до последнего времени осуществлялся чаще всего в открытом море. Лишь очень немногие танкеры оборудованы специальными балластными резервуарами которые никогда не заполняются нефтью, а предназначены специально для балластной воды.

По данным Национальной Академии наук США, таким путем в моря попадает до 28 % от общего количества поступающей нефти.

Второй путь -- это приток нефтепродуктов с атмосферными осадками (ведь легкие фракции нефти с поверхности моря испаряются и попадают в атмосферу). По оценкам Академии наук США, таким образом в Мировой океан поступает тоже около 10 % от общего количества нефти.

Наконец, если еще прибавить (практически не подлежащие учету) сливные неочищенные сточные воды с нефтеперерабатывающих заводов и нефтебаз, расположенных на морских побережьях и в портах (в США в море таким образом ежегодно попадает свыше 500 тыс. т нефтепродуктов), то легко себе представить, какое угрожающее положение создалось с нефтяным загрязнением.

Загрязнение сточными отходами промышленных и бытовых вод -- один из самых массовых видов загрязнения вод Мирового океана. Практически в этом виде загрязнения повинны все развитые в экономическом отношении страны. До последнего времени для подавляющего числа промышленных предприятий реки и моря являлись местом сброса отработанных стоков. К сожалению, очистка стоков поспевает за экономическим развитием и ростом народонаселения лишь в очень немногих странах. Особенно повинны в сильном загрязнении вод химическая, целлюлозно-бумажная, текстильная и металлургическая отрасли промышленности.

Сильно загрязняют водоемы и шахтные воды в связи с усилившимся в последнее время новым способом добычи угля - гидродобычей, при которой большое количество мелких частиц угля выносится вместе с отработанными водами.

Вредное действие оказывают сбросы целлюлозно-бумажных заводов, имеющие обычно вспомогательные производства сульфита, хлора, извести и других продуктов, стоки которых также сильно загрязняют и отравляют морские водоемы.

Практически сточные неочищенные воды любой отрасли промышленности несут угрозу водам Мирового океана.

Свой «вклад» в загрязнение морей вносят и отходы бытовых вод, к которым относятся стоки пищевых предприятий, бытовые нечистоты, детергенты и стоки с сельскохозяйственных угодий.

Отходы пищевых предприятий включают отработанные воды с маслозаводов, сыроваренных и сахарных заводов.

Большой вред морским водоемам приносит применение синтетических моющих средств, так называемых детергентов. Во всех промышленно развитых странах происходит интенсивный рост производства детергентов. Все детергенты обычно образуют стойкую пену при внесении в воду сравнительно небольшого количества вещества. Способность к пенообразованию детергенты не теряют даже после прохождения очистных сооружений. Поэтому водоемы, куда попадают сточные воды, бывают покрыты клубами пены. Детергенты очень токсичны и устойчивы к процессам биологического разложения, они плохо поддаются очистке, не оседают и не уничтожаются при разбавлении чистой водой. Правда, в последние годы ФРГ, а вслед за ней и некоторые другие страны стали выпускать быстро окисляющиеся детергенты. Особое место занимают стоки с сельскохозяйственных угодий. Этот вид отравлений морей и океанов связан, прежде всего, с применением пестицидов -- химических препаратов, используемых для уничтожения насекомых, мелких грызунов и других вредителей.

Среди пестицидов особую опасность для морских водоемов представляют хлорорганические пестициды, главным образом ДДТ. Причем пестициды попадают в морскую среду двумя путями, как со сточными водами из сельскохозяйственных районов, так и из атмосферы. До 50 % пестицидов, распыляемых в сельскохозяйственных районах, никогда не достигает растений, для защиты которых они предназначены, и разносится ветрами в атмосфере. ДДТ обнаружен на частицах пыли в районах, далеких от зон распыления пестицидов. Осадки переносят пестициды из атмосферы в морскую среду. ДДТ обнаруживают в тканях пингвинов Антарктики и белых медведей Арктики -- далеко от областей, где истребляют вредных насекомых. Анализ снежного покрова Антарктики показал, что на поверхности этого весьма отдаленного от развитых стран материка осело около 2300 т пестицидов. Следует отметить еще одно отрицательное свойство многих ядохимикатов, в том числе и ДДТ. Они активно абсорбируются нефтью и нефтепродуктами. Пятна нефти и комки мазута абсорбируют ДДТ и хлорированные углеводороды, которые не растворяются водой и не оседают на дно, в результате чего их концентрация становится более высокой, чем в первоначальном растворе, примененном для опрыскивания. В результате один вид загрязнений морских вод усиливает действия другого. Токсичность пестицидов увеличивается при более высокой температуре морской воды.

Применение минеральных удобрений с большим содержанием фосфора и азота, так называемых фосфатов и нитратов, часто также губительно сказывается на морской воде.

Когда количество вводимых азотных удобрений слишком велико, то азот вступает в соединение с органическими веществами, находящимися в процессе брожения, и образует нитраты, которые убивают речную и морскую фауну. Поэтому, например, правительство Японии запретило применять азотистые удобрения на рисовых полях.

Большую угрозу фауне моря и человеческому здоровью несут тяжелые металлы, такие, как ртуть и кадмий, которые очень часто встречаются среди промышленных отходов. Установлено, что почти 50 % мировой продукции ртути, что составляет около 5 тыс. т, различными путями попадает в Мировой океан. Особенно много ее попадает в морские воды вместе со сбросом промышленных сточных вод. Например, вследствие сброса воды предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности ряда стран.

Западной Европы несколько лет назад ртуть была обнаружена в рыбах и морских птицах у побережья Скандинавии.

Велика степень загрязнения вод Мирового океана и бытовыми предметами массового потребления (пластиковые бутылки, консервные банки, банки из-под пива и т. п.).

Подсчитано, что только в северной части Тихого океана плавает около 35 млн. пустых пластиковых бутылок. 90 млн. туристов, ежегодно посещающих итальянское и французское побережья Средиземного моря, оставляли после себя в морской воде тонны пластмассовых чашек, бутылок, тарелок и прочих предметов ежедневного потребления.

Во всем мире объем сточных вод промышленных предприятий, сбрасываемых в реки и моря, в связи с ростом промышленности продолжает неуклонно возрастать. Состояние же вопроса с очисткой сточных вод продолжает оставаться крайне неудовлетворительным.

Введение 3

Глава I.Мировой Океан: современное состояние 5

1.1.Международно-правовой режим эксплуатации ресурсов

Мирового Океана 5

1.2.Экономические основы использования ресурсов

Мирового Океана 14

Глава II. Загрязнение Мирового Океана как глобальная проблема 18

2.1.Общая характеристика видов и источников загрязнения

Мирового Океана 18

2.2.Зоны загрязнения Мирового Океана 27

Глава III. Основные направления борьбы с загрязнением

Мирового Океана 34

3.1.Основные методы ликвидации загрязнения Мирового Океана 34

3.2.Организация научных исследований в области безотходных и

малоотходных технологий 37

3.3.Использование энергоресурсов Мирового Океана 43

Заключение 56

Список использованной литературы 59

Введение

Данная работа посвящена загрязнению Мирового Океана. Актуальность темы определена общей проблемой состояния гидросферы.

Гидросфера – водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане, содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. кв. км. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши – территории, занимающей 149 млн. кв. км. Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной 3000 м. Вода в океане (94%) и под землей – соленая. Количество пресной воды составляет 6% от общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах, пресноводных айсбергах и ледниках (1,7%), находящихся в основном в районах южного полярного круга, а также глубоко под землей (4%). Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3-47 тыс. куб. км. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. куб. км.

Не только пресные, но и соленые воды используются человеком, в частности для рыболовства.

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения. Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

Целью данной работы является общая характеристика загрязнения Мирового Океана, а задачи работы предполагаются в соответствии с этой целью следующие:

анализ правовых и экономических основ эксплуатации ресурсов Мирового Океана (так как только в связи с эксплуатацией его ресурсов или с размещением промышленности возможно загрязнение вод).

видовая и географическая характеристика загрязнения Мирового Океана.

предложения по предотвращению загрязнения Мирового Океана, в частности, исследования и разработки в области малоотходных технологий и возобновляемых ресурсов.

Работа состоит из трёх глав. Первая глава рассматривает основы эксплуатации ресурсов Мирового Океана и даёт общую характеристику обозначенных ресурсов.

Вторая глава посвящена собственно загрязнению Мирового Океана, причём эта проблема рассматривается в двух аспектах: виды и источники загрязнения и география загрязнения.

В третьей главе говорится о способах борьбы с загрязнением Мирового Океана, об исследованиях и разработках по данному вопросу, причём также в видовом и географическом аспектах.

Источники написания работы подразделяются на две группы – экологические и географические. Однако в большинстве случаев обе стороны темы работы в них присутствуют, это можно отметить у таких авторов Н.Ф. Громов и С. Г. Горшков («Человек и океан»), К.Я. Кондратьев («Ключевые проблемы глобальной экологии»), Д.Кормак («Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами»), В.Н. Степанов («Мировой Океан» и «Природа Мирового Океана»). Отдельные авторы рассматривают ещё правовой аспект вопроса о загрязнении гидросферы, в частности, К. Хакапаа («Загрязнение морской среды и международное право») Г.Ф.Калинкин («Режим морских пространств»).

Глава I .Мировой Океан: современное состояние

1.1.Международно-правовой режим эксплуатации ресурсов Мирового Океана

Из 510 млн. км 2 площади земного шара на Мировой океан приходится 361 млн. км 2 , или почти 71%. . Если быстро раскрутить глобус, покажется, будто он одноцветный – голубой. А все потому, что этой краски на нем на нем на много больше, чем желтой, белой, коричневой, зеленой. Южное полушарие более океаническое (81%), чем северное (61%).

Единый Мировой океан подразделяется на 4 океана: самый большой океан - Тихий. Он занимает почти треть всей земной поверхности. Второй по величине океан - Атлантический. Он вполовину меньше Тихого океана. Индийский океан занимает третье место, а самый маленький океан – Северный Ледовитый. Океанов на свете всего четыре, а морей куда больше – тридцать. Но они все тот же Мировой океан. Потому что из любого из них можно по водным путям попасть в океан, а из океана – в какое хочешь море. Есть только два моря, которые со всех сторон отгорожены от океана сушей: Каспийское и Аральское.

Некоторые исследователи выделяют пятый – Южный океан. В него включают воды южного полушария Земли между Антарктидой и южными оконечностями материков Южной Америки, Африки и Австралии. Для этого региона вод мирового океана характерен перенос вод с запада на восток в системе течения Западных ветров.

Каждый из океанов обладает своеобразными температурным и ледовым режимами, соленостью, имеет самостоятельные системы ветров и течений, характерные приливы и отливы, специфический рельеф дна и определенные донные отложения, разные природные ресурсы и т. д. Океаническая вода – это слабый раствор, в котором обнаружены почти все химические вещества. В ней растворены газы, минеральные и органические вещества. Вода - одно из самых удивительных веществ на земле. Облака на небе, дождь, снег, реки, озера, родники – все это частицы океана, лишь временно покинувшие его.

Средняя глубина Мирового океана - около 4 тыс. м - это всего только 0,0007 радиуса земного шара. На долю океана, учитывая, что плотность его воды близка к 1, а плотность твердого тела Земли - около 5,5, приходится лишь малая часть массы нашей планеты. Но если обратиться к географической оболочке Земли - тонкому слою в несколько десятков километров, то большую ее часть составит именно Мировой океан. Поэтому для географии он важнейший объект исследования.

Формирование принципа свободы открытого моря относят к XV-XVIII вв., когда развернулась острая борьба крупных феодальных, государств - Испании и Португалии, разделивших моря между собой, со странами, в которых уже развивался капиталистический способ производства - Англией, Францией, а затем Голландией. В этот период были, предприняты попытки обоснования идеи свободы открытого моря. На рубеже XVI и XVII вв. русские дипломаты писали правительству Англии: «Божию дорогу, океан-море, как можно перенять, унять или затворить?» В XVII в. Г. Гроций по заданию Объединенной голландской Ост-Индской компании, крайне за­интересованной в беспрепятственной морской торговле, дал развернутую аргументацию идее свободы морей. В труде «Mare liberum» голландский ученый стремился обосновать свободу морей потребностями реализации свободы торговли. На связь принципа свободы открытого моря и международной торговли указывали многие буржуазные юристы (Л.Б. Отфейль, Л. Оппенгейм, Ф. Ф. Мартенс и др.), но им не удалось вскрыть истинные социально-экономические причины возникновения нового принципа взаимоотношений между государствами. Лишь марксистско-ленинская наука убедительно доказала, что рост производительных сил в различных странах и, как результат этого процесса, - международное разделение труда и выход на новые рынки сбыта предопределили развитие всемирных экономических связей государств, осуществление которых было немыслимо без свободы открытого моря. Потребности развития всемирных экономических связей - объективная причина все более широкого признания принципа свободы открытого моря. Развитию капиталистических отношений и образованию всемирного рынка в значительной степени содействовали великие географические открытия. Окончательное утверждение свободы открытого моря в качестве обычной нормы международного права относится ко второй половине XVIII в.

Свобода открытого моря не может быть абсолютной, т. е. предполагающей неограниченные действия государств в морском пространстве. Г. Гроций писал, что открытое море не может быть предметом завладения со стороны государств, частных лиц; одни государства не должны препятствовать его использованию другими. Содержание принципа свободы открытого моря постепенно расширялось и обогащалось. Первоначально его элементами, имеющими самостоятельное значение (как менее обобщенные принципы), считались свободы судоходства и рыболовства 1 .

Свобода судоходства означает, что каждое государство, независимо от того, является ли оно прибрежным или внутриконтинентальным, имеет право на то, чтобы суда под его флагом плавали в открытом море. Эта свобода всегда распространялась как на торговое, так и на военное мореплавание.

Свобода рыболовства - это право всех государств на то, чтобы их юридические и физические лица занимались рыболовством в открытом море. В связи с усовершенствованием орудий лова в содержание данного принципа постепенно вошла обязанность государств искать пути к сотрудничеству по охране живых ресурсов открытого моря. В последней трети XIX в. сформировался новый элемент свободы открытого моря - свобода прокладки подводных кабелей и трубопроводов. В первой четверти XX в. в международном воздушном праве утвердился принцип полного и исключительного суверенитета государства на воздушное пространство над его территорией и одновременно с этим принцип свободы полетов летательных аппаратов (как гражданских, так и военных) над открытым морем.

К концу XIX - началу XX в. относится становление принципа свободы научных исследований в открытом море. Его соблюдение создает реальные возможности для сотрудничества государств при использовании Мирового океана в различных целях в интересах каждого из них и всего международного сообщества в целом.

В дооктябрьский период принцип свободы открытого моря не исключал «свободы» превращать это пространство в арену военных действий. В современных условиях он применяется в тесной взаимосвязи с основными принципами и нормами общего международного права, включая запрещение применения силы или угрозы силой.

Принцип свободы открытого моря формировался и утверждался практикой государств. В его научную разработку большой вклад внесли юристы-международники, в том числе работающие в международных неправительственных организациях. Попытку дать определение содержания свободы открытого моря в плане неофициальной кодификации предприняли, в частности, Институт международного права в своей декларации, принятой в 1927 г. в Лозанне, и Ассоциация международного права в проекте «Законы морской юрисдикции во время мира», разработанном в 1926 г. Положения, сформулированные в этих документах, весьма сходны с нашедшими закрепление в Женевской конвенции об открытом море 1958 г. В ней установлен перечень свобод открытого моря, включающий свободы судоходства, рыболовства, прокладывать подводные кабели и трубопроводы, летать над открытым морем. В преамбуле упомянутой конвенции подчеркивается, что Конференция приняла постановления, носящие общий характер декларации установленных принципов международного права. Дальнейшее развитие принцип свободы открытого моря получил в новой Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. Так, в ст. 87 этого документа указано, что свобода открытого моря включает, в частности, как для прибрежных, так и для государств, не имеющих выхода к морю: а) свободу судоходства; б) свободу полетов; в) свободу прокладывать подводные кабели и трубопроводы; г) свободу возводить искусственные острова и установки, допускаемые в соответствии с международным правом; д) свободу рыболовства; е) свободу научных исследований 2 .

В данный перечень включены две свободы, не фигурировавшие в Женевской конвенции об открытом море: свобода научных исследований и свобода возводить, искусственные острова и установки. Это объясняется бурным развитием науки и техники, обеспечившим новые возможности для использования открытого моря. Указание на право создавать установки, лишь допускаемые международным правом, лишний раз подчеркивает, что осуществление государствами этой свободы не может приводить, к нарушению основных принципов международного права, в частности, принципа запрещения применения силы или угрозы силой. На искусственных островах и установках не может размещаться ядерное оружие и другое оружие массового уничтожения. При использовании этой свободы, как и других свобод открытого моря, следует исходить из совмещения различных видов деятельности государств в открытом море. Поэтому недопустимо создание искусственных островов и установок на морских путях, имеющих, например, важное значение для международного судоходства.

Свобода научных исследований в числе других принципов, составляющих свободу открытого моря, впервые указана в универсальной международной Конвенции. 1982 г. Кроме того, в Конвенции содержится специальный раздел (часть XIII) «Морские научные исследования». Все это свидетельствует о возрастающем значении таких исследований, как важной предпосылки дальнейшего освоения Мирового океана в интересах всех государств и народов.

Свободы судоходства, полетов и прокладки подводных кабелей и трубопроводов, действуют и в создаваемых в соответствии с Конвенцией 1982 г. 200-мильных экономических зонах. Так, согласно ст. 58 Конвенции в экономической зоне все государства пользуются свободами, указанными в ст. 87 и другими правомерными с точки, зрения международного права видами использования моря, относящимися к этим свободам, в частности связанными с эксплуатацией судов, летательных аппаратов, подводных кабелей и трубопроводов.

Необходимо учитывать и то, что согласно п. 1 ст. 87 Конвенции 1982 г. свободой прокладки подводных кабелей и трубопроводов пользуются все государства при условии соблюдения норм, содержащихся в ч. VI «Континентальный шельф», где предусматривается, что «осуществление прав прибрежного государства в отношении континентального шельфа не должно ущемлять осуществление судоходства и других, прав и свобод других государств, предусмотренных в настоящей Конвенции, или приводить к любым неоправданным помехам их осуществлению» (п. 2 ст. 78). Все государства имеют право прокладывать подводные кабели и трубопроводы на континентальном шельфе в соответствии со следующими положениями ст. 79: 1) прибрежное государство не может препятствовать прокладке или поддержанию в исправности кабелей и трубопроводов, если при этом соблюдаются его права принимать разумные меры для разведки континентального шельфа, разработки природных ресурсов последнего и предотвращения и сохранения под контролем загрязнения от трубопроводов; 2) определение трассы для прокладки таких трубопроводов на континентальном шельфе осуществляется с согласия прибрежного государства.

В ст. 87 Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. указано, что все государства пользуются свободой рыболовства с соблюдением условий, изложенных в разделе 2 гл. VII, который носит название «Сохранение живых ресурсов открытого моря и управление ими». Положения указанного раздела сводятся к следующему: 1) все государства имеют право на то, чтобы их граждане занимались рыболовством в открытом море при соблюдении ряда условий (ст. 116); 2) все государства принимают меры или сотрудничают с другими государствами в принятии в отношении своих граждан таких мер, какие окажутся необходимыми для сохранения живых ресурсов открытого моря 3 .

Таким образом, все государства, осуществляющие свободу рыболовства, одновременно придают важное значение сохранению живых ресурсов открытого моря.

В новой Конвенции ООН по морскому праву, как и в Женевской конвенции об открытом море, подтверждается, что все государства осуществляют рассмотренные свободы, должным образом учитывая заинтересованность других государств в пользовании свободой открытого моря (п. 2 с. 87). Это означает, что ни одно государство, пользуясь какой-либо свободой открытого моря; не должно препятствовать осуществлению этой же или какой-либо другой свободы всеми другими государствами.

Свобода открытого моря - универсальный принцип международного права, рассчитанный на применение всеми государствами, независимо от их социально-экономических систем, величины, экономического развития или географического положения.

Кроме того, это императивный принцип, ибо государства не вправе заключать между собой соглашения, нарушающие принцип свободы открытого моря. Такие соглашения недействительны. Императивный характер свободы открытого моря определяется огромным значением исследования и использования Мирового океана, развития всемирных экономических связей государств и их сотрудничества в самых различных областях. В советской литературе отмечается, что «исходной причиной возникновения императивных норм международного права являются растущая интернационализация различных аспектов жизни общества, прежде всего хозяйственной жизни, повышение роли глобальных международных проблем».В императивности свободы открытого моря находят выражение применительно к морской деятельности государств такие основные принципы общего международного права, как суверенное равенство и равноправие государств, невмешательство одного государства в дела другого.

В современных условиях принцип свободы открытого моря действует как обычная императивная норма общего международного права, обязательная для всех государств независимо от их участия в Конвенции 1982 г. В ст. 38 Венской конвенции о праве международных договоров говорится о норме договора, которая может стать обязательной для третьего государства в качестве обычной нормы международного права. Международный обычай становится нормой права, если в результате повторяющихся действий государств возникает правило, которому они следуют, и если происходит согласование воль государств о признании обычая юридически обязательным для них.

Во время работы III Конференции ООН по морскому праву сформировалось как обычная норма международного права модифицированное правило о содержании свободы открытого моря. Удалось установить и равновесие между правами прибрежного государства и правами других государств в экономической зоне, т. е. достигнуть компромисса в вопросе о ее правовом статусе и правовом режиме. Вплоть до завершения работы Конференции и подписания Конвенции эти положения, по существу, не подвергались изменению, что свидетельствует о единообразном подходе к ним всех участников Конференции.

Становление и утверждение указанных норм происходило, таким образом, в результате повторяющихся действий государств, и они были приняты на Конференции на основе консенсуса, позволяющего в максимальной степени учесть и сбалансировать интересы всех государств и добиться высокой степени согласования их воль о признании этих норм юридически обязательными. Этому способствовала законодательная практика государств, которые в своих законах об экономической зоне воспроизводят основные конвенционные нормы. Включение таких положений в законодательные акты многих государств не вызывает протестов со стороны других стран. И наоборот, всякие отступления от них встречают возражения других государств. Следовательно, правомерность этих актов в настоящее время оценивается исходя из содержания норм, сформулированных в Конвенции и признаваемых обязательными для всех государств в качестве международно-правовых обычаев. Значение новой Конвенции в том, что она четко определила содержание новых обычно-правовых норм и уточнила содержание действующих правил, относящихся к деятельности государств по исследованию и использованию Мирового океана в различных целях 4 .

Наконец, свобода открытого моря - основной принцип международного морского права. С момента оформления в качестве обычной нормы международного права принцип свободы открытого моря оказывал влияние на становление и утверждение иных принципов и норм, ставших в дальнейшем основой международного морского права как отрасли общего международного права. К ним относятся: суверенитет прибрежного государства над территориальными водами, включая право мирного прохода через них иностранных судов; свобода прохода всех судов через международные проливы, соединяющие две части открытого моря; архипелажный проход по морским коридорам и пролет по воздушным коридорам, установленным государством-архипелагом в своих архипелажных водах, и др.

1.2.Экономические основы использования ресурсов Мирового Океана

В наше время, «эпоху глобальных проблем», Мировой океан играет всё большую роль в жизни человечества. Являясь огромной кладовой минеральных, энергетических, растительных и животных богатств, которые - при рациональном их потреблении и искусственном воспроизводстве - могут считаться практически неисчерпаемыми, Океан способен решить одни из самых остро стоящих задач: необходимость обеспечения быстро растущего населения продуктами питания и сырьём для развивающейся промышленности, опасность энергетического кризиса, недостаток пресной воды.

Основной ресурс Мирового океана - морская вода . Она содержит 75 химических элементов, среди которых такие важные, как уран , калий , бром , магний . И хотя основной продукт морской воды всё ещё поваренная соль - 33 % от мировой добычи, но уже добываются магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро , запасы которых неуклонно истощаются, когда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн. В связи с развитием ядерной энергетики существуют неплохие перспективы для добычи урана и дейтерия из вод Мирового океана, тем более что запасы урановых руд на земле уменьшаются, а в Океане его 10 миллиардов тонн, дейтерий вообще практически неисчерпаем - на каждые 5000 атомов обычного водорода приходится один атом тяжелого. Помимо выделения химических элементов морская вода может быть использована для получения необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много промышленных методов опреснения : применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение. Но опреснение не единственная возможность получения пригодной для питья воды. Существуют донные источники , которые всё чаще обнаруживаются на континентальном шельфе, то есть в областях материковой отмели, прилегающей к берегам суши и имеющее одинаковое с ней геологическое строение. 5

Минеральные ресурсы Мирового океана представлены не только морской водой, но и тем, что «под водой». Недра океана, его дно богаты залежами полезных ископаемых . На континентальном шельфе находятся прибрежные россыпные месторождения - золото , платина ; встречаются и драгоценные камни - рубины , алмазы , сапфиры , изумруды . Например, вблизи Намибии идут подводные разработки алмазного гравия уже с 1962 года. На шельфе и частично материковом склоне Океана расположены большие месторождения фосфоритов , которые можно использовать в качестве удобрений, причём запасов хватит на ближайшие несколько сот лет. Самый же интересный вид минерального сырья Мирового океана - это знаменитые железомарганцевые конкреции , которыми покрыты громадные по площади подводные равнины. Конкреции представляют собой своеобразный «коктейль» из металлов: туда входят медь , кобальт , никель , титан , ванадий , но, конечно же, больше всего железа и марганца . Места их расположения общеизвестны, но результаты промышленной разработки пока ещё очень скромны. Зато полным ходом идёт разведка и добыча океанской нефти и газа на прибрежном шельфе, доля морской добычи приближается к 1/3 мировой добычи этих энергоносителей. В особо крупных размерах идёт разработка месторождений в Персидском , Венесуэльском , Мексиканском заливе , в Северном море ; нефтяные платформы протянулись у берегов Калифорнии , Индонезии , в Средиземном и Каспийском морях . Мексиканский залив к тому же знаменит открытым во время разведки нефти месторождением серы, которая вытапливается со дна с помощью перегретой воды. Другой, пока ещё нетронутой кладовой океана являются глубинные расщелины, где образуется новое дно. Так, например, горячие (более 60 градусов) и тяжелые рассолы Красноморской впадины содержат огромные запасы серебра , олова , меди, железа и других металлов. Всё более и более важное значение принимает добыча материалов на мелководье. Вокруг Японии, к примеру, отсасывают по трубам подводные железосодержащие пески, страна добывает из морских шахт около 20 % угля - над залежами породы сооружают искусственный остров и бурят ствол, вскрывающий угольные пласты.

Многие природные процессы, происходящие в Мировом океане, - движение, температурный режим вод - являются неистощимыми энергетическими ресурсами . Например, суммарная мощность приливной энергии Океана оценивается от 1 до 6 миллиардов кВтч. Это свойство приливов и отливов использовалось во Франции в средние века: в XII веке строились мельницы, колёса которых приводились в движение приливной волной. В наши дни во Франции существуют современные электростанции, использующие тот же принцип работы: вращение турбин при приливе происходит в одну сторону, а при отливе - в другую.

Главное богатство Мирового океана - это его биологические ресурсы (рыба, зоо- и фитопланктон и другие). Биомасса Океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а её общий объём оценивается в 35 миллиардов тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 миллиардов человек. Вылавливая ежегодно 85-90 миллионов тонн рыбы, на неё приходится 85 % от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20% своих потребностей в белках животного происхождения. Живой мир Океана - это огромные пищевые ресурсы , которые могут быть неистощимыми при правильном и бережном их использовании. Максимальный вылов рыбы не должен превышать 150-180 миллионов тонн в год: превзойти этот предел очень опасно, так как произойдут невосполнимые потери. Многие сорта рыб, китов, ластоногих вследствие неумеренной охоты почти исчезли из океанских вод, и неизвестно, восстановится ли когда-нибудь их поголовье. Но население Земли растёт бурными темпами, всё больше нуждаясь в морской продукции. Существует несколько путей поднятия её продуктивности. Первый - изымать из океана не только рыбу, но и зоопланктон, часть которого - антарктический криль - уже пошла в пищу. Можно без всякого ущерба для Океана вылавливать его в гораздо больших количествах, чем вся добываемая в настоящее время рыба. Второй путь - использование биологических ресурсов открытого Океана. Биологическая продуктивность Океана особенно велика в области подъёма глубинных вод. Один из таких апвеллингов, расположенный у побережья Перу, даёт 15 % мировой добычи рыбы, хотя площадь его составляет не более двух сотых процента от всей поверхности Мирового океана. Наконец, третий путь - культурное разведение живых организмов, в основном в прибрежных зонах. Все эти три способа успешно опробованы во многих странах мира, но локально, поэтому продолжается губительный по своим объёмам вылов рыбы. В конце ХХ века наиболее продуктивными акваториями считаются Норвежское, Берингово, Охотское, Японское моря. 6

Океан, будучи кладовой разнообразнейших ресурсов, также является бесплатной и удобной дорогой , которая связывает удаленные друг от друга континенты и острова. Морской транспорт обеспечивает почти 80% перевозок между странами, служа развивающемуся мировому производству и обмену.

Мировой океан может служить переработчиком отходов . Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. В течение 3000 лет в результате круговорота воды в природе вся вода Мирового океана обновляется.

Глава II . Загрязнение Мирового Океана как глобальная проблема

2.1.Общая характеристика видов и источников загрязнения Мирового Океана

Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Главными его источниками служат:

а) сточные воды промышленных предприятий;

б) сточные воды коммунального хозяйства городов и др. населенных пунктов;

в) стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и др. сельскохозяйственных объектов;

г) атмосферные выпадения загрязнителей на поверхность водоёмов и водосборных бассейнов. Кроме этого неорганизованный сток воды осадков («ливневые стоки», талые воды) загрязняет водоёмы существенной частью техногенных терраполлютантов

Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на планете.

Общий объем промышленных, сельскохозяйственных и коммунально - бытовых стоков достигает 1300 км 3 воды (по некоторым оценкам, до 1800 км 3), для разбавления которых требуется примерно 8,5 тыс. км воды, т.е. 20% полного и 60% устойчивого стока рек мира.

Причем по отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних глобальных значений.

Общая масса загрязнителей гидросферы огромна - около 15 млрд.т в год 7 .

Основным загрязнителем морей, значение которого быстро возрастает, является нефть. Этот вид загрязнителя попадает в море разными путями: при спуске воды после промывки цистерн из-под нефти, при аварии судов, в особенности нефтевозов, при бурении морского дна и авариях на морских нефтепромыслах и т.д.

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно - коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

1.Парафины (алкены);

2.Циклопарафины;

3.Ароматические углеводороды;

4.Олефины.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Наиболее угрожают чистоте водоемов нефтяные масла. Эти очень стойкие загрязняющие вещества могут распространяться на расстояние более 300 км от источника. Легкие фракции нефти, плавая по поверхности, образуют пленку, изолирующую и затрудняющую газообмен. При этом одна капля нефтяного масла образует, растекаясь по поверхности, пятно диаметром 30-150 см, а 1т -около 12 км? нефтяной пленки. 8

Толщина пленки измеряется от долей микрона до 2 см. Пленка нефти обладает большой подвижностью, стойка к окислению. Средние фракции нефти образуют взвешенную водную эмульсию, а тяжелые (мазут) оседают на дно водоемов, вызывая токсическое поражение водной фауны. К началу 80 - х годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. В период за 1962-79 гг. 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 млн.т в 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. 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, содержащих поверхностные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

У берегов Англии и Франции в результате гибели танкера «Торри Каньон» (1968) в океан было выброшено 119 тыс. т нефти. Нефтяная пленка толщиной 2 см покрыла поверхность океана на площади 500 км. Известный норвежский путешественник Тур Хейердал в книге с символическим названием «Уязвимое море» свидетельствует: «В 1947 плот «Кон-Тики» за 101 сутки прошел около 8 тыс. км в Тихом океане; экипаж на всем пути не видел никаких следов человеческой деятельности. Океан был чист и прозрачен. И для нас было настоящим ударом, когда мы в 1969 году, дрейфуя на папирусной лодке «Ра», увидели, до какой степени загрязнен Атлантический океан. Мы обгоняли пластиковые сосуды, изделия из нейлона, пустые бутылки, консервные банки. Но особенно бросался в глаза мазут».

Но вместе с нефтепродуктами в океан буквально вываливаются сотни и тысячи тонн ртути, меди, свинца, соединений, входящих в состав применяемых в сельскохозяйственной практике химических веществ и просто бытовых отходов. В некоторых странах под давлением общественности приняты законы, запрещающие выброс неочищенных стоков во внутренние водоемы - реки, озера и т.д. Чтобы не нести «лишних расходов» расходов на устройство необходимых сооружений, монополии нашли удобный для себя выход. Они сооружают отводные каналы, несущие сточные воды прямо... к морю, не щадят при этом и курортов: в Ницце был прорыт канал длиной 450 м, в Каннах - 1200. В результате, например, воды у побережья Бретани, полуострова на северо-западе Франции, омываемого волнами Ла-Манша и Атлантического океана превратились в кладбище для живых организмов.

На огромных песчаных пляжах северного побережья Средиземного моря безлюдно стало даже в разгар курортного сезона: щиты предупреждают о том, что вода опасна для купания.

Сброс отходов привел к массовой гибели обитателей океана. Знаменитый исследователь подводных глубин Жак Ив Кусто, возвратившийся в 1970 году после длительного плавания на судне «Каллипсо» по трем океанам, в статье «Океан на пути к смерти» писал, что за 20 лет жизнь сократилась на 20 %, а за 50 лет навсегда исчезло не менее тысячи видов морских животных.

Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности 9 .

Черная металлургия. Объем сбрасываемых сточных вод составляет 11934 млн. м, сброс загрязненных сточных вод достиг 850 млн. м.

Цветная металлургия. Объем сброса загрязненных сточных вод превысил 537,6 млн. м. Сточные воды загрязнены минеральными веществами, солями тяжелых металлов(медь, свинец, цинк, никель, ртуть и др.) , мышьяком, хлоридами и др.

Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Главный источник образования сточных вод в отрасли - производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки.

Нефтеперерабатывающая промышленность. В поверхностные водоемы предприятиями отрасли было сброшено 543,9 млн м сточных вод. В результате в водоемы попали в значительном количестве нефтепродукты, сульфаты, хлориды, соединения азота, фенолы, соли тяжелых металлов и др.

Химическая и нефтехимическая промышленность. В природные водные объекты сброшено 2467,9 млн. м? сточных вод, вместе с которыми в водоемы попали нефтепродукты, взвешенные вещества, азот общий, азот аммонийный, нитраты, хлориды, сульфаты, фосфор общий, цианиды, кадмий, кобальт, медь, марганец, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, спирты, бензол, формальдегид, фенолы, поверхностно-активные вещества, карбамиды, пестициды, полуфабрикаты.

Машиностроение. Сброс сточных вод травильных и гальванических цехов предприятий машиностроения, например, в 1993 году составил 2,03 млрд. м, в первую очередь нефтепродуктами, сульфатами, хлоридами, взвешенными веществами, цианидами, соединениями азота, солями железа, меди, цинка, никеля, хрома, молибдена, фосфора, кадмия.

Легкая промышленность . Основное загрязнение водоемов происходит от текстильного производства и процессов дубления кож. В сточных водах текстильной промышленности наличествуют взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения фосфора и азота, нитраты, синтетические поверхностно-активные вещества, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, фтор. Кожевенного производства - соединения азота, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества, жиры и масла, хром, алюминий, сероводород, метанол, фенальдегид. 10

Тепловое загрязнение водных ресурсов. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обусловливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. 11

Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества. Опасность, непосредственно угрожающая здоровью человека, связана также со способностью некоторых ядовитых веществ в течение длительного времени сохранять активность. Ряд из них, как ДДТ, ртуть, не говоря уж о радиоактивных веществах, могут накапливаться в морских организмах и по питательной цепочке передаваться на большие расстояния. ДДТ и его производные, полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику. Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т.е. веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих «потребителей» и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем, они остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность. Известно, что заметные дозы концентрации ДДТ были обнаружены сравнительно недавно в организмах пингвинов. Пингвины, к счастью не входят в пищевой рацион человека, но накопившийся в рыбе, съедобных моллюсках и в водорослях тот же ДДТ или свинец, попадая в человеческий организм, может привести к очень серьезным, порой трагическим, последствиям. Случаи отравления препаратами ртути, введенными с пищей, встречаются во многих западных странах. Но, пожалуй, наиболее известна болезнь «Минимата», названная так по имени города в Японии, где она была зарегистрирована в 1953 году.

Симптомы этой неизлечимой болезни - расстройство речи, зрения, паралич. Вспышка ее отмечалась в середине 60-х годов совсем в другом районе Страны восходящего солнца. Причина одна и та же: химические компании сбрасывали содержащие ртуть соединения в прибрежные воды, там они поражали животных, употребляемых местным населением в пищу. Достигнув определенного уровня концентрации в организме человека, эти вещества и вызывали заболевание. Итог - несколько сот прикованных к больничной койке людей и почти 70 погибших.

Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан.

С окончанием первой мировой войны перед соответствующими органами государств Атланты возник вопрос, что делать с запасами трофейного германского химического оружия. Было решено утопить его в море. В конце второй мировой войны, видимо, вспомнив об этом. Ряд капиталистических стран выбросили у побережья Германии и Дании более 20 тыс. т отравляющих веществ. В 1970 году поверхность воды там, куда были сброшены боевые отравляющие вещества, покрылась странными пятнами. К счастью, дело обошлось без серьезных последствий. 12

Большую опасность представляет загрязнение Мирового океана радиоактивными веществами. Опыт показал, что в результате произведенного США в Тихом океане взрыва водородной бомбы (1954) район в 25600 кв. км. обладал смертоносным излучением. За полгода площадь заражения достигла 2, 5 млн. кв. км., этому способствовало течение.

Заражению радиоактивными веществами подвержены растения и животные. В их организмах происходит биологическая концентрация этих веществ, передаваемых друг другу через цепи питания. Зараженные мелкие организмы поедаются более крупными, в результате чего у последних образуются опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность воды, а некоторых рыб, представляющих собой одно из высших звеньев в цепи питания, даже в 50 тысяч раз.

Животные сохраняют зараженнный в 1963 году Московский договор о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой прекратил прогрессировавшее радиоактивное массовое загрязнение Мирового океана.

Однако источники этого загрязнения сохранились в виде заводов по очистке урановой руды и переработке ядерного горючего, атомных электростанций, реакторов.

Куда опасней предпринимавшиеся некоторыми государствами попытки аналогичного «решения» проблемы удаления радиоактивных отходов.

В отличие от сравнительно малостойких отравляющих веществ периода двух мировых войн, радиоактивность, например, стронция-89 и стронция-90 сохраняется в любой среде десятки лет. Какими бы прочными ни были емкости, в которых захоронены отходы, всегда существует опасность их разгерметизации в результате активного воздействия внешних химических агентов, громадного давления в морских глубинах, ударов о твердые предметы в шторм - да мало ли какие причины возможны? Не так давно во время шторма у берегов Венесуэлы, были найдены контейнеры с радиоактивными изотопами. В этом же районе одновременно появилось много мертвого тунца. Расследование показало. Что именно данный район был избран американскими кораблями для сброса радиоактивных веществ. Подобное имело место с захоронениями в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены, планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи. С целью предупреждения опасности как радиоактивного, так и иных видов загрязнения океана в Лондонской конвенции 1972 года, Международной конвенции 1973 года и других международно-правовых актах предусмотрены определенные санкции за ущерб от загрязнения. Но это - в случае обнаружения и загрязнения, и виновника. А пока, с точки зрения предпринимателя, океан - самое надежное и самое дешевое место для свалки. Необходимы дополнительные научные исследования и разработка способов нейтрализации радиоактивных загрязнений в водоемах 13 .

Минеральное, органическое, бактериальное и биологическое загрязнения. Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и др.

Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Загрязнения вызываются остатками растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла и др.

Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы:

1.инсектициды для борьбы с вредными насекомыми;

2.фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений;

3.гербициды против сорных растений.

Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.

Водоросли. В составе хозяйственно-бытовых сточных вод содержится большое количество биогенных элементов (в том числе азота и фосфора), которые способствуют массовому развитию водорослей и эфтрофикации водоемов.

Водоросли окрашивают воду в различные цвета, и поэтому сам процесс получил название «цветение водоемов». Представители сине-зеленых водорослей окрашивают воду в голубовато-зеленый цвет, иногда в красноватый, образуют на поверхности почти черную корку. Диатановые водоросли придают воде желтовато-коричневый цвет, хризофитовые - золотисто-желтый, хлорококковые - зеленый. Под влиянием водорослей вода приобретает неприятный запах, изменяет ее вкус. При их отмирании в водоеме развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей потребляют кислород, вследствие чего в водоеме создается его дефицит. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. Отмирающие водоросли в процессе разложения выделяют также фенол, индол, скатол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригодной для питья и даже для купания 14 .

2.2.Зоны загрязнения Мирового Океана

Как уже было отмечено выше, основной источник загрязнения Мирового Океана – нефть, поэтому основные зоны загрязнения – нефтедобывающие районы.

Ежегодно в Мировой океан попадает более 10 млн. т нефти и до 20% его площади уже покрыты нефтяной пленкой. В первую очередь это связано с тем, что добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса. К концу 90-х гг. в океане добыто 850 млн. т нефти (почти 30% мировой добычи). В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до 900 м.

Загрязнение гидросферы водным транспортом происходит по двум каналам. Во-первых, суда загрязняют ее отходами, получаемыми в результате эксплуатационной деятельности, и, во-вторых, выбросами в случае аварий токсичных грузов, большей частью нефти и нефтепродуктов. Энергетические установки судов (в основном дизельные двигатели) постоянно загрязняют атмосферу, откуда токсичные вещества частично или почти полностью попадают в воды рек, морей и океанов.

Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями водного бассейна. На танкерах, перевозящих нефть и ее производные, перед каждой очередной загрузкой, как правило, промываются емкости (танки) для удаления остатков ранее перевезенного груза. Промывочная вода, а с ней и остатки груза обычно сбрасываются за борт. Кроме того, после доставки нефтегрузов в порты назначения танкеры чаще всего направляются к пункту новой погрузки порожними. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности плавания танки судна наполняются балластной водой. Эта вода загрязняется нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти и нефтепродуктов выливается в море. Из общего грузооборота мирового морского флота в настоящее время 49% падает на нефть и ее производные. Ежегодно около 6000 танкеров международных флотилий транспортируют 3 млрд. т нефти. По мере роста перевозок нефтегрузов все большее количество нефти стало попадать в океан при авариях.

Огромный ущерб океану нанесло крушение американского супертанкера «Торри Каньон» у юго-западного побережья Англии в марте 1967 года: 120 тысяч т нефти вылилось на воду и было подожжено зажигательными бомбами с самолетов. Нефть горела несколько дней. Были загрязнены пляжи и побережья Англии и Франции.

За десятилетие после катастрофы танкера «Торри Канон» в морях и океанах погибло более 750 крупных танкеров. Большинство этих крушений сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов в море. В 1978 году у французских берегов снова произошла катастрофа, еще более значительная по последствиям, чем в 1967 году. Здесь в шторм разбился американский супертанкер «Амоно Кодис». Из судна вылилось более 220 тыс т нефти, покрыв площадь 3,5 тыс. кв. км. Был нанесен огромный ущерб рыболовству, рыбоводству, устричным «плантациям», всем морским обитателям этого района. На протяжении 180 км побережье покрылось черным траурным «крепом».

В 1989 году авария танкера «Валдиз» вблизи побережья Аляски стала крупнейшей экологической катастрофой подобного рода в истории США. Огромный, с полкилометра длиной, танкер сел на мель примерно в 25 милях от берега. Тогда в море вылилось около 40 тыс. т нефти. Огромное нефтяное пятно растеклось в радиусе 50 миль от места аварии, покрыв плотной пленкой пространство 80 кв. км. Были отравлены самые чистые и богатые фауной прибрежные районы Северной Америки.

Для предотвращения подобных катастроф разрабатываются двухкорпусные танкеры. При аварии, если будет поврежден один корпус, второй предотвратит попадание нефти в море.

Происходит загрязнение океана и другими видами отходов промышленности. Во все моря мира сброшено примерно 20 млрд. т мусора (1988 год). Подсчитано, что на 1 кв. км океана приходится в среднем 17 т отбросов. Зафиксировано, что за один день в Северное море было сброшено 98 тыс. т отбросов (1987 год).

Известный путешественник Тур Хейердал рассказывал, что когда он и его друзья плыли на плоту «Кон-Тики» в 1954 году, они не уставали любоваться чистотой океана, а во время плавания на папирусном судне «Ра-2» в 1969 году он и его спутники, «проснувшись утром, увидели океан настолько загрязненным, что некуда было окунуть зубную щетку…… Из голубого Атлантический океан стал серо-зеленым и мутным, и повсюду плавали комки мазута величиной от булавочной головки до ломтя хлеба. В этой каше болтались пластиковые бутылки, будто мы попали в грязную гавань. Ничего подобного я не видел, когда сто одни сутки сидел в океане на бревнах «Кон-Тики». Мы воочию убедились, что люди отравляют важнейший источник жизни, могучий фильтр земного шара – Мировой океан».

До 2 млн. морских птиц и 100 тыс. морских животных, в том числе до 30 тыс. тюленей, ежегодно погибают, проглотив какие-либо пластмассовые изделия или запутавшись в обрывках сетей и тросов 15 .

ФРГ, Бельгия, Голландия, Англия сбрасывали в Северное море ядовитые кислоты, в основном 18-20%-ную серную кислоту, тяжелые металлы с грунтом и осадками сточных вод, содержащими мышьяк и ртуть, а также углеводороды, в том числе ядовитый диоксин. К тяжелым металлам относится ряд элементов, широко применяемых в промышленности: цинк, свинец, хром, медь, никель, кобальт, молибден и др. При попадании в организм большинство металлов очень трудно выводятся, имеют свойство постоянно накапливаться в тканях разных органов, и при превышении определенной пороговой концентрации наступает резкое отравление организма.

Три реки, впадающие в Северное море, Рейн, Маас и Эльба, ежегодно приносили 28 млн. т цинка, почти 11000 т свинца, 5600 т меди, а также 950 т мышьяка, кадмий, ртуть и 150 тыс. т нефти, 100 тыс. т фосфатов и даже радиоактивные отходы в разных количествах (данные на 1996 год). С судов ежегодно сбрасывалось 145 млн. т обычного мусора. Англия сбрасывала 5 млн. т канализационных стоков в год.

В результате добычи нефти из трубопроводов, связывающих нефтяные платформы с материком, каждый год в море вытекало около 30000 т нефтепродуктов. Последствия этого загрязнения нетрудно видеть. Целый ряд видов, которые некогда обитали в Северном море, в том числе лосось, осетр, устрицы, скаты и пикша, просто-напросто исчезли. Гибнут тюлени, другие обитатели этого моря нередко страдают от инфекционных заболеваний кожи, имеют деформированный скелет и злокачественные опухоли. Гибнет птица, питающаяся рыбой или отравившаяся морской водой. Наблюдалось цветение ядовитых водорослей, которое привело к уменьшению рыбных запасов (1988 год).

В Балтийском море в течение 1989 года погибли 17 тыс. тюленей. Проведенные исследования показали, что ткани погибших животных буквально пропитаны ртутью, которая попадала в их организм из воды. Биологи считают, что загрязнение воды привело к резкому ослаблению иммунной системы обитателей моря и их гибели от вирусных заболеваний.

Крупные разливы нефтепродуктов (тысячи тонн) происходят в Восточной Балтике один раз в 3-5 лет, мелкие (десятки тонн) – ежемесячно. Крупный разлив поражает экосистемы на акватории в несколько тысяч гектаров, мелкий – в несколько десятков гектаров. Балтийскому морю, проливу Скагеррак, Ирландскому морю угрожают выбросы иприта – химического отравляющего вещества, созданного Германией в годы Второй мировой войны и затопленного Германией, Великобританией и СССР в 40-е годы. Свои химические боеприпасы СССР топил в северных морях и на Дальнем Востоке, Великобритания – в Ирландском море.

В 1983 году вошла в силу международная Конвенция по предотвращению загрязнения морской среды. В 1984 году государства Балтийского бассейна подписали в Хельсинки Конвенцию по защите морской среды Балтийского моря. Это было первое международное соглашение на региональном уровне. В результате проведенной работы содержание нефтепродуктов в открытых водах Балтийского моря снизилось в 20 раз по сравнению с 1975 г.

В 1992 году министрами 12 государств и представителем Европейского Сообщества была подписана новая Конвенция по охране среды бассейна Балтийского моря.

Происходит загрязнение Адриатического и Средиземного морей. Только через реку По в Адриатическое море с предприятий промышленности и сельскохозяйственных ферм ежегодно попадает 30 тыс. т фосфора, 80 тыс. т азота, 60 тыс. т углеводорода, тысячи тонн свинца и хрома, 3 тыс. т цинка, 250 т мышьяка.

Средиземному морю грозит участь превратиться в мусорную свалку, сточную яму трех континентов. Ежегодно в море попадает 60 тыс. т моющих веществ, 24 тыс. т хрома, тысячи тонн нитратов, применяемых в сельском хозяйстве. К тому же 85% вод, сбрасываемых из 120 крупных приморских городов, не очищаются (1989 год), а самоочищение (полное обновление вод) Средиземного моря осуществляется через Гибралтарский пролив за 80 лет.

Из-за загрязнений Аральское море с 1984 года полностью потеряло рыбохозяйственное значение. Его уникальная экосистема погибла.

Владельцы химического комбината «Тиссо» в городке Минамата на острове Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, и с 50-х годов 1200 человек умерли, а 100000 получили отравление различной тяжести, в том числе психопаралитические заболевания.

Серьезную экологическую угрозу для жизни в Мировом океане и, следовательно, для человека представляет захоронение на морском дне радиоактивных отходов (РАО) и сброс в море жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Западные страны (США, Великобритания, Франция, Германия, Италия и др.) и СССР с 1946 года начали активно использовать океанские глубины для того, чтобы избавляться от РАО.

В 1959 году ВМС США затопили в 120 милях от Атлантического побережья США неудачный ядерный реактор от атомной подводной лодки. По данным «Гринпис», наша страна сбросила в море около 17 тыс. бетонных контейнеров с РАО, а также более 30 корабельных атомных реакторов.

Наиболее тяжелая обстановка сложилась в Баренцевом и Карском морях вокруг ядерного полигона на Новой Земле. Там помимо бесчисленного количества контейнеров затоплено 17 реакторов, в том числе с ядерным топливом, несколько аварийных атомных подводных лодок, а также центральный отсек атомохода «Ленин» с тремя аварийными реакторами. Тихоокеанский флот СССР захоранивал ядерные отходы (в том числе 18 реакторов) в Японском и Охотском морях, в 10 местах недалеко от берегов Сахалина и Владивостока.

США и Япония сбрасывали отходы деятельности АЭС в Японское, Охотское море и Северный ледовитый океан.

Жидкие радиоактивные отходы СССР сливал в дальневосточных морях с 1966 года по 1991 год (в основном вблизи юго-восточной части Камчатки и в Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в воду 10 тыс. куб. м жидких радиоактивных отходов.

В 1972 году была подписана Лондонская конвенция, запрещающая сброс на дно морей и океанов радиоактивных и ядовитых химических отходов. К той конвенции присоединилась и наша страна. Военные корабли, в соответствии с международным правом, в разрешении на сброс не нуждаются. В 1993 году запрещен сброс ЖРО в море.

В 1982 году 3-я Конференция ООН по морскому праву приняла конвенцию по мирному использованию Мирового океана в интересах всех стран и народов, которая содержит около тысячи международно-правовых норм, регламентирующих все основные вопросы использования ресурсов океана 16 .

Глава III . Основные направления борьбы с загрязнением Мирового Океана

3.1.Основные методы ликвидации загрязнения Мирового Океана

Методы очистки вод Мирового океана от нефти:

локализация участка (с помощью плавающих ограждений - бонов),

сжигание на локализованных участках,

удаление с помощью песка, обработанного особым составом; результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно.

поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса,

препарат “ДН-75”, который за несколько минут очищает поверхность моря от нефтяных загрязнений.

ряд биологических методов, применение микроорганизмов, которые способны разлагать углеводороды вплоть до углекислоты и воды.

использование специальных судов, оснащенных установками для сбора нефти с поверхности моря 17 .

Созданы специальные суда малых размеров, которые доставляются самолетами к месту аварии танкеров; каждое такое судно может всасывать до 1,5 тыс. л нефтеводяной смеси, отделяя свыше 90  нефти и закачивая ее в специальные плавучие емкости, буксируемые затем к берегу; ппредусмотрены нормы безопасности при строительстве танкеров, при организации систем транспортировки, передвижения в бухтах. Но все они страдают недостатком - расплывчатые формулировки позволяют частным компаниям их обходить; кроме береговой охраны некому следить за соблюдением этих законов.

Рассмотрим способы борьбы с загрязнением Мирового океана в развитых странах.

США. Существует предложение использовать сточные воды как питательную среду для водоросли хлореллы, используемой в корм скоту. В процессе роста хлорелла выделяет бактерицидные веществ, изменяющие кислотность стоков таким образом, что в воде гибнут болезнетворные бактерии и вирусы, т.е. стоки обеззараживаются.

Франция : создание 6 территориальных комитетов, которые контролируют охрану и использование вод; строительство очистных сооружений для сбора загрязненных вод танкеров, группы самолетов и вертолетов следят за тем, чтобы ни один танкер не слил балластные воды или остатки нефтепродуктов на подходах к портам, использование технологии сухого формования бумаги, При такой технологии потребность в воде вообще отпадает, и отсутствуют ядовитые стоки.

Швеция : определенной группой изотопов помечают танки каждого судна. Затем, с помощью специального прибора по пятну безошибочно определяют судно-нарушитель.

Великобритания : создан Совет по водным ресурсам, который наделен большими полномочиями, вплоть до привлечения к судебной ответственности лиц, допускающих сброс в водоемы загрязняющих веществ.

Япония : создана служба наблюдения за загрязнением моря. Специальные катера регулярно патрулируют Токийский залив и прибрежные воды, созданы буи-роботы, выявляют степень и состав загрязнения, а также его причины.

Разработаны и методы очистки сточных вод. Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические.

Сущность механического метода очистки состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются имеющиеся примеси. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве 18 .

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Из физико-химических методов чаще всего применяются коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д., а также электролиз. Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и др. В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

Перед биологической очисткой сточные воды подвергают механической очистке, а после биологической (для удаления болезнетворных бактерий) и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.). Биологический метод дает лучшие результаты при очистке коммунально-бытовых отходов, а также отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производства искусственного волокна. 19

С целью уменьшения загрязнения гидросферы желательно вторичное использование в замкнутых ресурсосберегающих, безотходных процессах в промышленности, капельное орошение в сельском хозяйстве, экономное использование воды в производстве и в быту.

3.2.Организация научных исследований в области безотходных и малоотходных технологий

Экологизация экономики не является абсолютно новой проблемой. Практическое воплощение принципов экологичности тесно связано познанием естественных процессов и достигнутым техническим уровнем производств. Новизна проявляется в эквивалентности обмена между природой и человеком на основе оптимальных организационно-технических решений по созданию, например, искусственных экосистем, по использованию предоставляемых природой материальных и технических ресурсов.

В процессе экологизации экономики специалисты выделяют некоторые особенности. Например, чтобы сократить до минимума ущерб, наносимый окружающей среде, в отдельном регионе нужно производить только один вид продукции. Если же обществу необходим расширенный набор продуктов, то целесообразно разработать безотходные технологии, эффективные системы и технику очистки, а также контрольно-измерительную аппаратуру. Это позволит наладить производство полезной продукции из побочных компонентов и отходов отраслей. Целесообразно пересмотреть сложившиеся технологические процессы, наносящие ущерб окружающей среде. Основные цели, к которым мы стремимся при экологизации экономики, - уменьшение техногенной нагрузки, поддержание природного потенциала путем самовосстановления и режима естественных процессов в природе, сокращение потерь, комплексность извлечения полезных компонентов, использование отходов в качестве вторичного ресурса. В настоящее время бурно развивается экологизация различных дисциплин, под которой понимается процесс неуклонного и последовательного внедрения систем технологических, управленческих и других решений, позволяющих повышать эффективность использования естественных ресурсов и условий наряду с улучшением или хотя бы сохранением качества природной среды (или вообще среды жизни) на локальном, региональном и глобальном уровнях. Существует понятие и экологизации технологий производства, суть которого состоит в применении мероприятий по предотвращению отрицательного воздействия на природную среду. Осуществление экологизации технологий производится разработкой малоотходных технологий или технологических цепей, дающих на выходе минимум вредных выбросов 20 .

Широким фронтом в настоящее время ведутся исследования по установлению пределов допустимых нагрузок на природную среду и разработке комплексных путей преодоления возникающих объективных лимитов в природопользовании. Это также относится не к экологии, а к эконологии – научной дисциплине, исследующей “эконэкол”. Эконэкол (экономика + экология) – обозначение совокупности явлений, включающих общество как социально-экономическое целое (но прежде всего экономику и технологию) и природные ресурсы, находящиеся во взаимоотношениях положительной обратной связи при нерациональном природопользовании. В качестве примера можно привести быстрое развитие экономики в регионе при наличии больших ресурсов среды и хороших общих экологических условий, и наоборот, технологически быстрое развитие экономики без учета экологических ограничений приводит затем к вынужденному застою в экономике.

В настоящее время многие отрасли экологии имеют ярко выраженную практическую направленность и имеют большое значение для развития различных отраслей народного хозяйства. В связи с этим появились новые научно-практические дисциплины на стыке экологии и сферы практической деятельности человека: прикладная экология, призванная оптимизировать взаимоотношения человека с биосферой, инженерная экология, изучающая взаимодействие общества с природной средой в процессе общественного производства, и др.

В настоящее время многие инженерные дисциплины стараются замкнуться в рамках своего производства и видят свою задачу только в разработке замкнутых, безотходных и других "экологически чистых" техно­логий, позволяющих уменьшить свое вредное воздействие на природную среду. Но задачу о рациональном взаимодействии производства с приро­дой подобным путем полностью не решить, так как в этом случае один из компонентов системы - природа - исключается из рассмотрения. Изу­чение процесса общественного производства с окружающей средой тре­бует применения как инженерных методов, так и экологических, что при­вело к развитию нового научного направления на стыке технических, ес­тественных и социальных наук, называемого инженерной экологией.

Особенностью энергетического производства является непосредст­венное воздействие на природную среду в процессе извлечения топлива и его сжигания, причем происходящие изменения природных компонентов являются весьма наглядными. Природно-промышленные системы в зави­симости от принятых качественных и количественных параметров техно­логических процессов отличаются друг от друга по структуре, функционированию и характеру взаимодействия с природной средой. В действи­тельности даже одинаковые по качественным и количественным пара­метрам технологических процессов природно-промышленные системы отличаются друг от друга неповторимостью экологических условий, что приводит к различным взаимодействиям производства с окружающей его природной средой. Поэтому предметом исследования в инженерной эко­логии является взаимодействие технологических и природных процессов в природно-промышленных системах.

Природоохранное законодательство устанавливает юридические (право­вые) нормы и правила, а также вводит ответственность за их нарушение в области охраны природной и окружающей человека среды. Природо­охранное законодательство включает в себя правовую охрану природных (естественных) ресурсов, природных охраняемых территорий, природной окружающей среды городов (населенных мест), пригородных зон, зеленых зон, курортов, а также природоохранные международно-правовые аспекты.

Законодательные акты об охране природной и окружающей человека среды включают международные или правительственные решения (конвен­ции, соглашения, пакты, законы, постановления), решения местных органов государственной власти, ведомственные инструкции и т.п., регулирующие правовые взаимоотношения или устанавливающие ограничения в области охраны природной среды, окружающей человека.

Последствия нарушений природных явлений переходят границы отдельных государств и требуют международных усилий в охране не только отдельных экосистем (лесов, водоемов, болот и т.п.), но и всей биосферы в целом. Все государства испытывают беспокойство за судьбу биосферы и дальнейшее существование человечества. В 1971 году ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры), в состав которой входит большинство стран, приняла Международную биологическую программу "Человек и биосфера", изуча­ющую изменения биосферы и ее ресурсов под воздействием человека. Эти важные для судеб человечества проблемы могут быть решены только путем тесного международного сотрудничества.

Природоохранная политика в народном хозяйстве проводится, главным образом, через законы, общие нормативные документы (ОНД), строи­тельные нормы и правила (СНиП) и др. документы, в которых инженерно-технические решения увязаны с экологическим нормативом. Экологический норматив предусматривает обязательные условия сохранения структуры и функций экосистемы (от элементарного биогеоценоза до биосферы в целом), а также всех экологических компонентов, которые жизненно необходимы при хозяйственной деятельности человека. Экологический норматив определяет степень максимально допустимого вмешательства человека в экосистемы, при которой сохраняются экосистемы желательной структуры и динамических качеств. Иными словами, недопустимыми в хозяйственной деятельности человека являются такие воздействия на природную среду, которые приводят к опустыниванию. Указанные ограничения в хозяйственной деятельности человека или ограничение влияний нооценозов на природную среду определяются желательными для человека состояниями нообиогеоценоза, его социально-биологической выносливостью и хозяйственными соображениями. В качестве примера экологического норматива можно привести биологическую продуктивность биогеоценоза и хозяйственную производительность. Общим экологическим нормативом для всех экосистем является сохранение их динамических качеств, прежде всего надежности и устойчивости 21 .

Глобальный экологический норматив определяет сохранение биосферы планеты, и в том числе климата Земли, в виде, пригодном для жизни человека, благоприятном для его хозяйствования. Названные положения являются основополагающими при определении наиболее эффективных путей сокращения длительности и повышении эффективности цикла исследование - производство. К ним относится сокращение длительности проведения каждого из этапов цикла; сокращение этапов анализируемого цикла обу­словлено тем обстоятельством, что достижения передовых отра­слей промышленности базируются на современных фундаментальных исследованиях в области физики, химии и технологии, обновляемость которых исключительно динамична. Это соответственно приводит к потребности динамичного совершенствования организационных структур, направленных на создание и освоение новой техники. Наибольшее влияние на сокращение длительности этапов цикла исследование - производство оказывают организационные мероприятия, такие, как уровень материально-технической базы исследований и разработок, уро­вень организации управления, система подготовки и повышения квалификации, методы экономического стимулирования и т. д.

К совершенствованию организационно-методических основ относят работы, связанные с развитием отрасли с развитием отрасли, которые включают разработку прогнозов, перспективных и текущих планов развития отрасли, программ стандартизации, надежности, технико-экономических исследований и т. д.; координацию и методическое руководство научно-исследовательскими работами по направлениям, проблемам и темам; анализ и совершенствование механизмов хозяйственной деятельности отраслевых объедине­ний и их служб. Все эти проблемы решаются в отрасли созда­нием экономико-организационных систем различного типа - научно-производственных объединений (НПО), научно-произ­водственных комплектов (НПК), производственных oбъeдинений (ПО).

Главной задачей НПО является ускорение научно-технического прогресса в отрасли на основе использования новейших достижений в области нау­ки и техники, технологии и организации производства. Научно-производственные объединения обладают всеми возможностями реализации этой задачи, поскольку являются едиными научно-производственными и хозяйственными комплексами, в состав которых входят научно-исследовательские, конструкторские (проектно-конструкторские) и технологические организации и другие структурные единицы. Таким образом, созданы объективные предпосылки совмещения этапов цикла исследование - производство, кото­рое характеризуется отрезками времени последовательно-парал­лельного проведения отдельных этапов исследований и разра­боток.

Приведём примеры разработок малоотходных и безотходных технологий, связанных с использованием энергоресурсов Мирового Океана.

3.3.Использование энергоресурсов Мирового Океана

Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем шестимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной.

Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Однако их развитие сдерживается рядом факторов. Стоимость угля, нефти и газа, на которых работают тепловые станции, растет, а природные ресурсы этих видов топлива сокращаются. К тому же многие страны не располагают собственными топливными ресурсами или испытывают в них недостаток. Гидроэнергетические ресурсы в развитых странах используются практически полностью: большинство речных участков, пригодных для гидротехнического строительства, уже освоены. Выход из создавшегося положения виделся в развитии атомной энергетики. На конец 1989 года в мире построено и работало более 400 атомных электростанций (АЭС). Однако сегодня АЭС уже не считаются источником дешевой и экологически чистой энергией. Топливом для АЭС служит урановая руда – дорогостоящее и труднодобываемое сырье, запасы которого ограничены. К тому же строительство и эксплуатация АЭС сопряжены с большими трудностями и затратами. Лишь немногие страны сейчас продолжают строительство новых АЭС. Серьезным тормозом для дальнейшего развития атомной энергетики являются проблемы загрязнения окружающей среды.

С середины нашего века началось изучение энергетических ресурсов океана, относящихся к “возобновляемым источникам энергии”.

Океан – гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии, преобразуемой в энергию течений, тепла и ветров. Энергия приливов – результат действия приливообразующих сил Луны и Солнца.

Энергетические ресурсы океана представляют большую ценность как возобновляемые и практически неисчерпаемые. Опыт эксплуатации уже действующих систем океанской энергетики показывает, что они не приносят какого-либо ощутимого ущерба океанской среде. При проектировании будущих систем океанской энергетики тщательно исследуется их воздействие на экологию.

Океан служит источником богатых минеральных ресурсов. Они разделяются на химические элементы, растворенные в воде, полезные ископаемые, содержащиеся под морским дном, как в континентальных шельфах, так и за их пределами; полезные ископаемые на поверхности дна. Более 90% общей стоимости минерального сырья дает нефть и газ. 22

Общая нефтегазовая площадь в пределах шельфа оценивается в 13 млн.кв.км (около ½ его площади).

Наиболее крупные районы добычи нефти и газа с морского дна – Персидский и Мексиканский заливы. Начата промысловая добыча газа и нефти со дна Северного моря.

Шельф богат и поверхностными залежами, представленными многочисленными россыпями на дне, содержащие металлические руды, а так же неметаллические ископаемые.

На обширных площадях океана обнаружены богатые залежи железномарганцевых конкреций – своеобразных многокомпонентных руд, содержащих так же никель, кобальт, медь и др. В то же время исследования позволяют рассчитывать на обнаружение крупных залежей различных металлов в конкретных породах, залегающих под дном океана.

Идея использования тепловой энергии, накопленной тропическими и субтропическими водами океана, была предложена еще в конце Х1Х в. Первые попытки ее реализации были сделаны в 30-х гг. нашего века и показали перспективность этой идеи. В 70-е гг. ряд стран приступил к проектированию и строительству опытных океанских тепловых электростанций (ОТЭС), представляющих собой сложные крупногабаритные сооружения. ОТЭС могут размещаться на берегу или находиться в океане (на якорных системах или в свободном дрейфе). Работа ОТЭС основана на принципе, используемом в паровой машине. Котел, заполненный фреоном или аммиаком – жидкостями с низкими температурами кипения, омывается теплыми поверхностными водами. Образующийся пар вращает турбину, связанную с электрогенератором. Отработанный пар охлаждается водой из нижележащих холодных слоев и, конденсируясь в жидкость, насосами вновь подается в котел. Расчетная мощность проектируемых ОТЭС составляет 250 – 400 МВт.

Учеными Тихоокеанского океанологического института АН СССР было предложено и реализуется оригинальная идея получения электроэнергии на основе разности температур подледной воды и воздуха, которая составляет в арктических районах 26 °С и более. 23

По сравнению с традиционными тепловыми и атомными электростанциями ОТЭС оцениваются специалистами как более экономически эффективные и практически не загрязняющие океанскую среду. Недавнее открытие гидротермальных источников на дне Тихого океана рождают привлекательную идею создания подводных ОТЭС, работающих на разности температур источников и окружающих вод. Наиболее привлекательными для размещения ОТЭС являются тропические и арктические широты.

Использование энергии приливов началось уже в ХI в. для работы мельниц и лесопилок на берегах Белого и Северного морей. До сих пор подобные сооружения служат жителям ряда прибрежных стран. Сейчас исследования по созданию приливных электростанций (ПЭС) ведутся во многих странах мира.

Два раза в сутки в одно и то же время уровень океана то поднимается, то опускается. Это гравитационные силы Луны и Солнца притягивают к себе массы воды. Вдали от берега колебания уровня воды не превышают 1 м, но у самого берега они могут достигать 13 м, как, например, в Пенжинской губе на Охотском море.

Приливные электростанции работают по следующему принципу: в устье реки или заливе строится плотина, в корпусе которой установлены гидроагрегаты. За плотиной создается приливный бассейн, который наполняется приливным течением, проходящим через турбины. При отливе поток воды устремляется из бассейна в море, вращая турбины в обратном направлении. Считается экономически целесообразным строительство ПЭС в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность ПЭС зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины.

В некоторых проектах предусмотрены двух- и более бассейновые схемы ПЭС с целью выравнивания выработки электроэнергии.

С созданием особых, капсульных турбин, действующих в обоих направлениях, открылись новые возможности повышения эффективности ПЭС при условии их включения в единую энергетическую систему региона или страны. При совпадении времени прилива или отлива с периодом наибольшего потребления энергии ПЭС работает в турбинном режиме, а при совпадении времени прилива или отлива с наименьшим потреблением энергии турбины ПЭС либо отключают, либо они работают в насосном режиме, наполняя бассейн выше уровня прилива или откачивая воду из бассейна.

В 1968 г. на побережье Баренцева моря в Кислой губе сооружена первая в нашей стране опытно-промышленная ПЭС. В здании электростанции размещено 2 гидроагрегата мощностью 400 кВт.

Десятилетний опыт эксплуатации первой ПЭС позволил приступить к составлению проектов Мезенской ПЭС на Белом море, Пенжинской и Тугурской на Охотском море. Использование великих сил приливов и отливов Мирового океана, даже самих океанских волн – интересная проблема. К решению её еще только приступают. Тут многое предстоит изучать, изобретать, конструировать.

В 1966 г. во Франции на реке Ранс построена первая в мире приливная электростанция, 24 гидроагрегата которой вырабатывают в среднем за год

502 млн. кВт. час электроэнергии. Для этой станции разработан приливный капсульный агрегат, позволяющий осуществлять три прямых и три обратных режима работы: как генератор, как насос и как водопропускное отверстие, что обеспечивает эффективную эксплуатацию ПЭС. По оценкам специалистов, ПЭС Ранс экономически оправдана. Годовые издержки эксплуатации ниже, чем на гидроэлектростанциях, и составляют 4% капитальных вложений.

Идея получения электроэнергии от морских волн была изложена еще в 1935 г. советским ученым К.Э.Циолковским.

В основе работы волновых энергетических станций лежит воздействие волн на рабочие органы, выполненные в виде поплавков, маятников, лопастей, оболочек и т.п. Механическая энергия их перемещений с помощью электрогенераторов преобразуется в электрическую.

В настоящее время волноэнергетические установки используются для энергопитания автономных буев, маяков, научных приборов. Попутно крупные волновые станции могут быть использованы для волнозащиты морских буровых платформ, открытых рейдов, марикультурных хозяйств. Началось промышленное использование волновой энергии. В мире уже около 400 маяков и навигационных буев получают питание от волновых установок. В Индии от волновой энергии работает плавучий маяк порта Мадрас. В Норвегии с 1985 г. действует первая в мире промышленная волновая станция мощностью 850 кВт.

Создание волновых электростанций определяется оптимальным выбором акватории океана с устойчивым запасом волновой энергии, эффективной конструкцией станции, в которую встроены устройства сглаживания неравномерного режима волнения. Считается, что эффективно волновые станции могут работать при использовании мощности около 80 кВт/м. Опыт эксплуатации существующих установок показал, что вырабатываемая ими электроэнергия пока в 2-3 раза дороже традиционной, но в будущем ожидается значительное снижение ее стоимости.

В волновых установках с пневматическими преобразователями под действием волн воздушный поток периодически изменяет свое направление на обратное. Для этих условий и разработана турбина Уэллса, ротор которой обладает выпрямляющим действием, сохраняя неизменным направление своего вращения при смене направления воздушного потока, следовательно, поддерживается неизменным и направление вращения генератора. Турбина нашла широкое применение в различных волноэнергетических установках.

Волновая энергетическая установка "Каймей" ("Морской свет") – самая мощная действующая энергетическая установка с пневматическими преобразователями – построена в Японии в 1976 г. Она использует волнение высотой до 6 – 10 м. На барже длиной 80 м, шириной 12 м, высотой в носовой части 7 м, в кормовой – 2,3 м, водоизмещением 500 т установлены 22 воздушных камеры, открытые снизу; каждая пара камер работает на одну турбину Уэллса. Общая мощность установки 1000 кВт. Первые испытания были проведены в 1978 – 1979 гг. близ города Цуруока. Энергия передавалась на берег по подводному кабелю длиной около 3 км,

В 1985 г. в Норвегии в 46 км к северо-западу от города Берген построена промышленная волновая станция, состоящая из двух установок. Первая установка на острове Тофтесталлен работала по пневматическому принципу. Она представляла собой железобетонную камеру, заглубленную в скале; над ней была установлена стальная башня высотой 12,3 мм и диаметром 3,6 м. Входящие в камеру волны создавали изменение объема воздуха. Возникающий поток через систему клапанов приводил во вращение турбину и связанный с ней генератор мощностью 500 кВт, годовая выработка составляла 1,2 млн. кВт.ч. Зимним штормом в конце 1988 г. башня станции была разрушена. Разрабатывается проект новой башни из железобетона.

Конструкция второй установки состоит из конусовидного канала в ущелье длиной около 170 м с бетонными стенками высотой 15 м и шириной в основании 55 м, входящего в резервуар между островами, отделенный от моря дамбами, и плотины с энергетической установкой. Волны, проходя по сужающемуся каналу, увеличивают свою высоту с 1,1 до 15 м и вливаются в резервуар площадью 5500 кв. м, уровень которого на 3 м выше уровня моря. Из резервуара вода проходит через низконапорные гидротурбины мощностью 350 кВт. Станция ежегодно производит до 2 млн. кВт. ч электроэнергии.

В Великобритании разрабатывается оригинальная конструкция волновой энергетической установки типа "моллюск", в которой в качестве рабочих органов используются мягкие оболочки – камеры, в которых находится воздух под давлением, несколько большим атмосферного. Накатом волн камеры сжимаются, образуется замкнутый воздушный поток из камер в каркас установки и обратно. На пути потока установлены воздушные турбины Уэллса с электрогенераторами.

Сейчас создается опытная плавучая установка из 6 камер, укрепленных на каркасе длиной 120 м и высотой 8 м. Ожидаемая мощность 500 кВт. Дальнейшие разработки показали, что наибольший эффект дает расположение камер по кругу. В Шотландии на озере Лох-Несс была испытана установка, состоящая из 12 камер и 8 турбин, укрепленных на каркасе диаметром 60 м и высотой 7 м. Теоретическая мощность такой установки до 1200 кВт.

Впервые конструкция волнового плота была запатентована На территории бывшего СССР еще в 1926 г. В 1978 г. в Великобритании проводились испытания опытных моделей океанских электростанций, в основе которых лежит аналогичное решение. Волновой плот Коккерела состоит из шарнирно соединенных секций, перемещение которых относительно друг друга передается насосам с электрогенераторами. Вся конструкция удерживается на месте якорями. Трехсекционный волновой плот Коккерела длиной 100 м., шириной 50 м и высотой 10 м может дать мощность до 2 тыс. кВт.

НА ТЕРРИТОРИИ БЫВШЕГО СССР модель волнового плота испытывалась в 70-х гг. на Черном море. Она имела длину 12 м, ширину поплавков 0,4 м. На волнах высотой 0,5 м и длиной 10 – 15 м установка развивала мощность 150 кВт.

Проект, известный под названием "утка Солтера", представляет собой преобразователь волновой энергии. Рабочей конструкцией является поплавок ("утка"), профиль которого рассчитан по законам гидродинамики. В проекте предусматривается монтаж большого количества крупных поплавков, последовательно укрепленных на общем валу. Под действием волн поплавки приходят в движение и возвращаются в исходное положение силой собственного веса. При этом приводятся в действие насосы внутри вала, заполненного специально подготовленной водой. Через систему труб различного диаметра создается разность давления, приводящая в движение турбины, установленные между поплавками и поднятые над поверхностью моря. Вырабатываемая электроэнергия передается по подводному кабелю. Для более эффективного распределения нагрузок на валу следует устанавливать 20 – 30 поплавков.

В 1978 г. была испытана модель установки длиной 50 м, состоявшая из 20-ти поплавков диаметром 1 м. Выработанная мощность составили 10 кВт.

Разработан проект более мощной установки из 20 – 30 поплавков диаметром 15 м, укрепленных на валу, длиной 1200 м. Предполагаемая мощность установки 45 тыс.кВт.

Подобные системы установлены у западных берегов Британских островов, могут обеспечить потребности Великобритании в электроэнергии.

Использование энергии ветра имеет многовековую историю. Идея преобразования энергии ветра в электрическую возникла в конце Х1Хв.

На территории бывшего СССР первая ветровая электростанция (ВЭС) мощностью 100 кВт была построена в 1931 г. у города Ялта в Крыму. Тогда это была крупнейшая ВЭС в мире. Среднегодовая выработка станции составляла 270 МВт.час. В 1942 г. станция была разрушена гитлеровцами.

В период энергетического кризиса 70-х гг. интерес к использованию энергии возрос. Началась разработка ВЭС как для прибрежной зоны, так и для открытого океана. Океанские ВЭС способны вырабатывать энергии больше, чем расположенные на суше, поскольку ветры над океаном более сильные и постоянные.

Строительство ВЭС малой мощности (от сотен ватт до десятков киловатт) для энергоснабжения приморских поселков, маяков, опреснителей морской воды считается выгодным при среднегодовой скорости ветра 3,5-4 м/с. Возведение ВЭС большой мощности (от сотен киловатт до сотен мегаватт) для передачи электроэнергии в энергосистему страны оправдано там, где среднегодовая скорость ветра превышает 5,5-6 м/с. (Мощность, которую можно получить с 1 кв.м поперечного сечения воздушного потока, пропорциональна скорости ветра в третьей степени). Так, в Дании – одной из ведущих стран мира в области ветроэнергетики действует уже около 2500 ветровых установок общей мощностью 200 МВт.

На тихоокеанском побережье США в Калифорнии, где скорость ветра 13 м/с и больше наблюдается в продолжение более 5 тыс, ч в году, работает уже несколько тысяч ветровых установок большой мощности. ВЭС различной мощности действуют в Норвегии, Нидерландах, Швеции, Италии, Китае, России и других странах.

В связи с непостоянством ветра по скорости и направлению большое внимание уделяется созданию ветроустановок, работающих с другими источниками энергии. Энергию крупных океанских ВЭС предполагается использовать при производстве водорода из океанской воды или при добыче полезных ископаемых со дна океана.

Еще в конце Х1Х в. ветряной электродвигатель использовался Ф.Нансеном на судне "Фрам" для обеспечения участников полярной экспедиции светом и теплом во время дрейфа во льдах.

В Дании на полуострове Ютландия в бухте Эбельтофт с 1985 г. действуют шестнадцать ВЭС мощностью 55 кВт каждая и одна ВЭС мощностью 100 кВт. Ежегодно они вырабатывают 2800-3000 МВт.ч.

Существует проект прибрежной электростанции, использующей энергию ветра и прибоя одновременно.

Наиболее мощные течения океана – потенциальный источник энергии. Современный уровень техники позволяет извлекать энергию течений при скорости потока более 1 м/с. При этом мощность от 1 кв.м поперечного сечения потока составляет около 1 кВт. Перспективным представляется использование таких мощных течений, как Гольфстрим и Куросио, несущих соответственно 83 и 55 млн. куб.м/с воды со скоростью до 2 м/с, и Флоридского течения (30 млн. куб.м/с, скорость до 1,8 м/с).

Для океанской энергетики представляют интерес течения в проливах Гибралтарском, Ла-Манш, Курильских. Однако создание океанских электростанций на энергии течений связано пока с рядом технических трудностей, прежде всего с созданием энергетических установок больших размеров, представляющих угрозу судоходству.

Программа " Кориолис" предусматривает установку во Флоридском проливе в 30 км восточнее города Майами 242 турбин с двумя рабочими колесами диаметром 168 м, вращающимися в противоположных направлениях. Пара рабочих колес размещается внутри полой камеры из алюминия, обеспечивающей плавучесть турбины. Для повышения эффективности лопасти колес предполагается сделать достаточно гибкими. Вся система "Кориолис" общей длиной 60 км будет ориентирована по основному потоку; ширина ее при расположении турбин в 22 ряда по 11 турбин в каждом составит 30 км. Агрегаты предполагается отбуксировать к месту установки и заглубить на 30 м, чтобы не препятствовать судоходству.

Полезная мощность каждой турбины с учетом затрат на эксплуатацию и потерь при передаче на берег составит 43 МВт, что позволит удовлетворить потребности штата Флориды (США) на 10%.

Первый опытный образец подобной турбины диаметром 1,5 м был испытан во Флоридском проливе.

Разработан также проект турбины с рабочим колесом диаметром 12 м и мощностью 400 кВт.

Соленая вода океанов и морей таит в себе огромные неосвоенные запасы энергии, которая может быть эффективно преобразована в другие формы энергии в районах с большими градиентами солености, какими являются устья крупнейших рек мира, таких как Амазонка, Парана, Конго и др. Осмотическое давление, возникающее при смешении пресных речных вод с солеными, пропорционально разности в концентрациях солей в этих водах. В среднем это давление составляет 24 атм., а при впадении реки Иордан в Мертвое море 500 атм. В качестве источника осмотической энергии предполагается также использовать соляные купола, заключенные в толще океанского дна. Расчеты показали, что при использовании энергии, полученной при растворении соли среднего по запасам нефти соляного купола, можно получить не меньше энергии, чем при использовании содержащейся в нем нефти. 24

Работы по преобразованию "соленой" энергии в электрическую находятся на стадии проектов и опытных установок. Среди предлагаемых вариантов представляют интерес гидроосмотические устройства с полупроницаемыми мембранами. В них происходит всасывание растворителя через мембрану в раствор. В качестве растворителей и растворов используются пресная вода – морская вода или морская вода – рассол. Последний получают при растворении отложений соляного купола.

В гидроосмотической камере рассол из соляного купола смешивается с морской водой. Отсюда проходящая через полупроницаемую мембрану вода под давлением поступает на турбину, соединенную с электрогенератором.

Подводная гидроосмотическая гидроэлектростанция размещается на глубине более 100 м. Пресная вода подается к гидротурбине по трубопроводу. После турбины она откачивается в море осмотическими насосами в виде блоков полупроницаемых мембран остатки речной воды с примесями и растворенными солями удаляются промывочным насосом.

В биомассе водорослей, находящихся в океане, заключается огромное количество энергии. Предполагается использовать для переработки на топливо как прибрежные водоросли, так и фитопланктон. В качестве основных способов переработки рассматриваются сбраживание углеводов водорослей в спирты и ферментация больших количеств водорослей без доступа воздуха для производства метана. Разрабатывается также технология переработки фитопланктона для производства жидкого топлива. Эту технологию предполагается совместить с эксплуатацией океанских термальных электростанций. Подогретые глубинные воды которых будут обеспечивать процесс разведения фитопланктона теплом и питательными веществами.

В проекте комплекса "Биосоляр" обосновывается возможность непрерывного разведения микроводоросли хлорелла в специальных контейнерах, плавающих по поверхности открытого водоема. Комплекс включает систему связанных гибкими трубопроводами плавающих контейнеров на берегу или морской платформе оборудование для переработки водорослей. Контейнеры, играющие роль культиваторов, представляют собой плоские ячеистые поплавки из армированного полиэтилена, открытые сверху для доступа воздуха и солнечного света. Трубопроводами они связаны с отстойником и регенератором. В отстойник откачивается часть продукции для синтеза, а из регенератора в контейнеры поступают питательные вещества – остаток от анаэробной переработки в метантенке. Получаемый в нем биогаз содержит метан и углекислый газ.

Предлагаются и совсем экзотические проекты. В одном из них рассматривается, например, возможность установки электростанции прямо на айсберге. Холод, необходимый для работы станции, можно получать ото льда, а полученная энергия используется для передвижения гигантской глыбы замороженной пресной воды в те места земного шара, где ее очень мало, например в страны Ближнего Востока.

Другие ученые предлагают использовать полученную энергию для организации морских ферм, производящих продукты питания. Исследования ученых постоянно обращаются к неисчерпаемому источнику энергии – океану.

Заключение

Основные выводы по работе:

1.Загрязнение Мирового Океана (как и вообще гидросферы) можно распределить на такие типы:

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов.

Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.

Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем.

Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов.

Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию сине-зеленых водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.

Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей.

Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.

2.Самый значительный источник загрязнения Мирового Океана – загрязнение нефтью, поэтому основные зоны загрязнения – нефтедобывающие районы. Добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса. В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до 900 м. При этом загрязнение нефтью возможно и в местах случайных – в случае аварий танкеров.

Другой район загрязнения – Западная Европа, здесь преимущественно проявляется загрязнение химическими отходами. Страны ЕС сбрасывали в Северное море ядовитые кислоты, в основном 18-20%-ную серную кислоту, тяжелые металлы с грунтом и осадками сточных вод, содержащими мышьяк и ртуть, а также углеводороды, в том числе диоксин. В Балтийском и Средиземном морях существуют районы загрязнения ртутью, канцерогенами, соединениями тяжёлых металлов. Загрязнения соединениями ртути обнаружены в районе Южной Японии (остров Кюсю).

В северных морях т на Дальнем Востоке преобладает радиоактивное загрязнение. В 1959 году ВМС США затопили в 120 милях от Атлантического побережья США неудачный ядерный реактор от атомной подводной лодки. Наиболее тяжелая обстановка сложилась в Баренцевом и Карском морях вокруг ядерного полигона на Новой Земле. Там помимо бесчисленного количества контейнеров затоплено 17 реакторов, в том числе с ядерным топливом, несколько аварийных атомных подводных лодок, а также центральный отсек атомохода «Ленин» с тремя аварийными реакторами. Тихоокеанский флот СССР захоранивал ядерные отходы (в том числе 18 реакторов) в Японском и Охотском морях, в 10 местах недалеко от берегов Сахалина и Владивостока. США и Япония сбрасывали отходы деятельности АЭС в Японское, Охотское море и Северный ледовитый океан.

Жидкие радиоактивные отходы СССР сливал в дальневосточных морях с 1966 года по 1991 год (в основном вблизи юго-восточной части Камчатки и в Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в воду 10 тыс. куб. м. жидких радиоактивных отходов.

В ряде случаев, несмотря на колоссальные достижения современной науки, ликвидировать определенные виды химического, а также радиоактивного загрязнений в настоящее время невозможно.

Методы очистки вод Мирового океана от нефти используются следующие: локализация участка (с помощью плавающих ограждений - бонов), сжигание на локализованных участках, удаление с помощью песка, обработанного особым составом; результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно, поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса, препарат “ДН-75”, который за несколько минут очищает поверхность моря от нефтяных загрязнений, ряд биологических методов, применение микроорганизмов, которые способны разлагать углеводороды вплоть до углекислоты и воды, использование специальных судов, оснащенных установками для сбора нефти с поверхности моря.

Разработаны и методы очистки сточных вод, как ещё одного значительного загрязнителя гидросферы. Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические. Сущность механического метода очистки состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются имеющиеся примеси. Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества.

Список использованной литературы

Конвенция ООН по морскому праву. С предметным указателем и Заключительным актом третьей Конференции ООН по морскому праву. Организация Объединенных Наций. Нью-Йорк, 1984, 316 с.

Консолидированный текст Конвенции СОЛАС-74. С.-Пб.: ЦНИИМФ, 1993, 757 с.

Международная Конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты 2008 г. (ПДМНВ -78), измененная Конференцией 1995 г. С.-Пб.: ЦНИИМФ, 1996, 551 с.

Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов 2003 г.: измененная Протоколом 2008 г. к ней. МАРПОЛ-73\78. Книга 1 (Конвенция, Протоколы к ней, Приложения с Дополнениями). С.-Пб.: ЦНИИМФ, 1994, 313 с.

Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов 2003 г.: измененная Протоколом 2008 г. к ней. МАРПОЛ-73/78. Книга 2 (Толкования Правил Приложений к Конвенции, Руководства и Наставления по выполнению требований Конвенции). С.-Пб.: ЦНИИМФ, 1995, 670 с.

Парижский меморандум о взаимопонимании о контроле со стороны государства порта. М.: Мортехинформреклама, 1998, 78 с.

Сборник резолюций ИМО, касающихся Глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности (ГМССБ). С.-Пб.: ЦНИИМФ, 1993, 249 с.

Морское законодательство Российской Федерации. Книга первая. № 9055.1. Главное Управление навигации и океанографии Министерства обороны РФ. С.-Пб.: 1994, 331 с.

Морское законодательство Российской Федерации. Книга вторая. № 9055.2. Главное Управление навигации и океанографии Министерства обороны РФ. С.-Пб.: 1994, 211 с.

Сборник организационно-распорядительных и других материалов по безопасности мореплавания. М.: В/О “Мортехинформреклама”, 1984.

Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков Под редакцией Соколова В.Н. Москва: Стройиздат, 2002 – 210 с.

Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов Москва: Стройиздат, 2000 – 238 с.

Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Ленинград: Химия, 1987 – 320 с.

Бойцов Ф. С., Иванов Г. Г.: Маковский А. Л. Морское право. М.: Транспорт, 2003 – 256 с.

Громов Ф.Н Горшков С.Г. Человек и океан. СПб.: ВМФ, 2004 – 288 с.

Демина Т.А., Экология, природопользование, охрана окружающей среды Москва, Аспект пресс, 1995 – 328 с.

Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д., Методы очистки производственных сточных вод. - Москва: Химия,1999 – 250 с.

Калинкин Г.Ф. Режим морских пространств. М.: Юридическая литература, 2001, 192 с.

Кондратьев К. Я. Ключевые проблемы глобальной экологии М.:1994 – 356 с.

Колодкин А. Л. Мировой океан. Международно-правовой режим. Основные проблемы. М.: Международные отношения, 2003, 232 с.

Кормак Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами/Пер. с англ. – Москва: Транспорт,1989 – 400 с.

Новиков Ю. В., Экология, окружающая среда и человек Москва: ФАИР-ПРЕСС, 2003 – 432 с.

Петров К.М., Общая экология: Взаимодействие общества и природы. СПб: Химия, 1998 – 346 с.

Родионова И.А. Глобальные проблемы человечества. М.: АО Аспект.Пресс, 2003 – 288 с.

Сергеев Е. М., Кофф. Г. Л. Рациональное использование и охрана окружающей среды городов М: Высшая школа, 1995 – 356 с.

Степанов В. Н. Природа Мирового океана. М: 1982 – 272 с.

Степанов В.Н. Мировой океан. М.: Знание, 1974 – 96 с.

Хакапаа К. Загрязнение морской среды и международное право. М.: Прогресс, 1986, 423 с.

Хотунцев Ю.Л., Человек, технологии, окружающая среда. Москва: Устойчивый мир, 2001 – 200 с.

Царев В. Ф.: Королева Н. Д. Международно-правовой режим судоходства в открытом море. М.: Транспорт, 1988, 102 с

Приложение

Таблица 1.

Основные зоны загрязнения Мирового Океана нефтью и нефтепродуктами

Таблица 2

Основные зоны химического загрязнения Мирового океана

Зона	Характер загрязнения
Северное море (через реки Рейн, Маас, Эльба)	Пятиокись мышьяка, диоксин, фосфаты, канцерогенные соединения, соединения тяжёлых металлов, канализационные отходы
Балтийское море (побережье Польши)	Ртуть и соединения ртути
Ирландское море	Иприт, хлор
Японское море (район о. Кюсю)	Ртуть и соединения ртути
Адриатическое (через р. По) и Средиземное море	Нитраты, фосфаты, тяжёлые металлы
Дальний Восток	Отравляющие вещества (хим. оружие)

Таблица 3

Основные зоны радиоактивного загрязнения Мирового Океана

Таблица 4

Краткая характеристика других видов загрязнения Мирового Океана

1 Международное морское право. Отв. ред. Блищенко И. П., М., Университет Дружбы Народов, 1998 – С.251

2 Молодцов С. В. Международное морское право. М., Международные отношения, 1997 – С.115

3 Лазарев М.И. Теоретические вопросы современного международного морского права. М., Наука, 1993 – С. 110- Лопатин М.Л. Международные проливы и каналы: правовые вопросы. М., Международные отношения, 1995 – С. 130

4 Царев В.Ф. Юридическая природа экономической зоны и континентального шельфа по Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. и некоторые аспекты правового режима морских научных исследований в данных пространствах. В журн.: Советский ежегодник морского права. М., 1985, с. 28-38.

5 Царев В. Ф.: Королева Н. Д. Международно-правовой режим судоходства в открытом море. М.: Транспорт, 1988 – С. 88; Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М: Стройиздат, 2000 – С.127

6 Хакапаа К. Загрязнение морской среды и международное право. М.: Прогресс, 1986 – С. 221

Загрязнением вод мирового океана : - влияние...

Загрязнение Мирового океана . Очистка сточных вод

Конспект урока >> Экология

И тд. Физическое загрязнение проявляется в радиоактивном и тепловом загрязнении Мирового океана . Захоронение жидких и... нефти оседают на дно. Проблема охраны подземных и поверхностных... вод- это в первую очередь проблема обеспечения пресной водой, пригодной...

Проблемы сохранности Мирового океана

Реферат >> Экология

Следы активной деятельности человека. Проблема , связанная с загрязнением вод Мирового океана , одна из важнейших проблем... национальных и международных правил по предотвращению загрязнения Мирового океана . На государства возлагается выполнение их...

Загрязнение Мирового океана радиоактивными отходами

Контрольная работа >> Экология

Утвердительно, без всяких колебаний. Проблема , связанная с загрязнением вод Мирового океана , одна из самых важных... насколько опасно радиоактивное загрязнение Мирового океана и найти пути решения этой проблемы . Одной из глобальных...

1. Особенности поведения загрязняющих веществ в океане

2. Антропогенная экология океана - новое научное направление в океанологии

3. Концепция ассимиляционной емкости

4. Выводы из оценки ассимиляционной емкости морской экосистемы загрязняющими веществами на примере Балтийского моря

1 Особенности поведения загрязняющих веществ в океане. Последние десятилетия знаменуются усилением антропогенных воздействий на морские экосистемы в результате загрязнения морей и океанов. Распространение многих загрязняющих веществ приобрело локальный, региональный и даже глобальный масштабы. Поэтому загрязнение морей, океанов и их биоты стало важнейшей международной проблемой, а необходимость охраны морской среды от загрязнений диктуется требованиями рационального использования природных ресурсов.

Под загрязнением моря понимается: «введение человеком прямо или косвенно веществ или энергии в морскую среду (включая эстуарии), влекущее такие вредные последствия, как ущерб живым ресурсам, опасность для здоровья людей, помехи в морской деятельности, включая рыболовство, ухудшение качества морской воды и умень­шение ее полезных свойств». Этот список включает вещества с токсическими свойствами, сбросы нагретых вод (тепловое загрязнение), патогенные микробы, твердые отходы, взвешенные вещества, биогенные вещества и некоторые другие формы антропогенных воздействий.

Наиболее актуальной в наше время стала проблема химиче­ского загрязнения океана.

К источникам загрязнения океана и морей можно отнести следующие:

Сброс промышленных и хозяйственных вод непосредственно в море или с речным стоком;

Поступление с суши различных веществ, применяемых в сельском и лесном хозяйстве;

Преднамеренное захоронение в море загрязняющих веществ; утечки различных веществ в процессе судовых операций;

Аварийные выбросы с судов или подводных трубопроводов;

Разработка полезных ископаемых на морском дне;

Перенос загрязняющих веществ через атмосферу.

Перечень получаемых океаном загрязняющих веществ чрезвычайно обширен. Все они различаются между собой по степени токсичности и масштабам распространения - от прибрежных (локальных) до глобальных.

В Мировом океане находят все новые загрязняющие вещества. Глобальное распространение приобретают наиболее опасные для организмов хлорорганические соединения, полиароматические углеводороды и некоторые другие. Они обладают высокой биоаккумулятивной способностью, резким токсическим и канцерогенным эффектом.

Неуклонное нарастание суммарного воздействия многих источников загрязнения приводит к прогрессирующей эвтрофикации прибрежных морских зон и микробиологическому загрязнению воды, что существенно затрудняет использование воды для раз­личных нужд человека.

Нефть и нефтепродукты. Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, обычно имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов (от C 5 до С 70) и содержат 80-85 % С, 10-14 % Н, 0,01-7 % S, 0,01 % N и 0-7 % О 2 .

Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98 %) - подразделяются на четыре класса.

1. Парафины (алканы) (до 90 % от общего состава нефти) -устойчивые насыщенные соединения C n H 2n-2 , молекулы которых выражены прямой или разветвленной (изоалканы) цепью атомов углерода. Парафины включают газы метан, этан, пропан и другие, соединения с 5-17 атомами углерода являются жидкостями, а с большим числом атомов углерода - твердыми веществами. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

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

3. Ароматические углеводороды (20-40 % от общего состава нефти) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем соответствующие нафтены. Атомы углерода в этих соединениях также могут замещаться алкильными группами. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), трициклические (антрацен, фенантрен) и полициклические (например, пирен с 4 кольцами) углеводороды.

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

В зависимости от месторождения, нефти существенно различа­ются по своему составу. Так, пенсильванская и кувейтская нефти квалифицируются как парафинистые, бакинская и калифорний­ская - преимущественно нафтеновые, остальные нефти - проме­жуточных типов.

В нефти присутствуют также серосодержащие соединения (до 7% серы), жирные кислоты (до 5% кислорода), азотные соединения (до 1 % азота) и некоторые металлоорганические производные (с ванадием, кобальтом и никелем).

Количественный анализ и идентификация нефтепродуктов в морской среде представляют значительные трудности не только из-за их многокомпонентности и различия форм существования, но и вследствие природного фона углеводородов естественного и биогенного происхождения. Например, около 90 % растворенных в поверхностных водах океана низкомолекулярных углеводородов типа этилена связано с метаболической активностью организмов и распадом их остатков. Однако в районах интенсивного загряз­нения уровень содержания подобных углеводородов повышается на 4-5 порядков.

Углеводороды биогенного и нефтяного происхождения, по данным экспериментальных исследований, имеют ряд различий.

1. Нефть представляет собой более сложную смесь углеводородов с большим диапазоном структур и относительной молекулярной массой.

2. Нефть содержит несколько гомологических серий, в которых соседние члены обычно имеют равные концентрации. Например, в ряду алканов С 12 -C 22 отношение четных и нечетных членов равно единице, тогда как биогенные углеводороды в том же ряду содержат преимущественно нечетные члены.

3. Нефть содержит более широкий диапазон циклоалканов и ароматических углеводородов. Многие соединения, такие, как моно-, ди-, три- и тетраметилбензолы не обнаружены в морских организмах.

4. Нефть содержит многочисленные нафтено-ароматические углеводороды, разнообразные гетеросоединения (имеющие в составе серу, азот, кислород, ионы металлов), тяжелые асфальтоподобные вещества - все они практически отсутствуют в организмах.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространен­ными загрязняющими веществами в Мировом океане.

Пути поступления и формы существования нефтяных углеводо­родов многообразны (растворенная, эмульгированная, пленочная, твердообразная). М. П. Нестерова (1984) отмечает следующие пути поступления:

сбросы в портах и припортовых акваториях, вклюная потери при загрузке бункеров наливных судов (17 %~);

Сброс промышленных- отходов и сточных вод (10%);

Ливневые стоки (5 %);

Катастрофы судов и буровых установок в море (6 %);

Бурение на шельфах (1 %);

Атмосферные выпадения (10 %)",

Вынос речным стоком во всем многообразии форм (28%).

Сбросы в море промывочных, балластных и льяльных вод с судов (23%);

Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод,-все это обусловливает присут­ствие постоянных полей загрязнений на трассах морских путей.

Свойством нефтей является их флуоресценция при ультрафиолето­вом облучении. Максимальная интенсивность флуоресценции наб­людается в интервале волн 440-483 нм.

Различие оптических характеристик нефтяных пленок и мор­ской воды позволяет проводить дистанционное обнаружение и оценку нефтяных загрязнений на поверхности моря в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра. Для этого при­меняются пассивные и активные методы. Большие массы нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.

Судьба разлитой в море нефти определяется суммой следую­щих процессов: испарение, эмульгирование, растворение, окисле­ние, образование нефтяных агрегатов, седиментация и биодеградация.

Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде поверхностной пленки, образуя слики различной мощности. По цвету пленки можно приблизительно оценить ее толщину. Нефтяная пленка изменяет интенсивность и спект­ральный состав проникающего в водную массу света. Пропуска­ние света тонкими пленками сырой нефти составляет 1 -10 % (280 нм), 60-70 % (400 нм). Пленка нефти толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение.

В первое время существования нефтяных сликов большое зна­чение имеет процесс испарения углеводородов. По данным наблю­дений, за 12 ч улетучивается до 25 % легких фракций нефти, при температуре воды 15 °С все углеводороды до C 15 испаряются за 10 сут (Нестерова, Немировская, 1985).

Все углеводороды обладают слабой растворимостью в воде, уменьшающейся с увеличением числа атомов углерода в моле­куле. В 1 л дистиллированной воды растворяется около 10 мг соединений с С 6 , 1 мг - с С 8 и 0,01 мг соединений с С 12 . Например, при средней температуре морской воды растворимость бензола составляет 820 мкг/л, толуола - 470, пентана - 360, гексана - 138 и гептана - 52 мкг/л. Растворимые компоненты, содержание которых в сырой нефти не превышает 0,01 %, являются наиболее токсичными- для водных организмов. К ним же относятся и веще­ства типа бенз(а)пирена.

Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсии двух типов: пря­мые «нефть в воде» и обратные «вода в нефти». Прямые эмуль­сии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, ме­нее устойчивы и особенно характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. После удаления летучих и растворимых фракций остаточная нефть чаще образует вязкие обратные эмульсии, которые стабилизируются высокомолекуляр­ными соединениями типа смол и асфальтенов и содержат 50- 80 % воды («шоколадный мусс»). Под влиянием абиотических процессов вязкость «мусса» повышается и начинается его слипа­ние в агрегаты - нефтяные комочки размерами от 1 мм до 10 см (чаще 1-20 мм). Агрегаты представляют собой смесь вы­сокомолекулярных углеводородов, смол и асфальтенов. Потери нефти на формирование агрегатов составляют 5-10%- Высоко­вязкие структурированные образования - «шоколадный мусс» и нефтяные комочки - могут длительное время сохраняться на поверхности моря, переноситься течениями, выбрасываться на берег и оседать на дно. Нефтяные комочки нередко заселяются перифитоном (сине-зеленые и диатомовые водоросли, усоногие рачки и другие беспозвоночные).

Пестициды составляют обширную группу искусственно создан­ных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болез­нями растений. В зависимости от целевого назначения пестициды делятся на следующие группы: инсектициды – для борьбы с вред­ными насекомыми, фунгициды и бактерициды – для борьбы с грибными и бактериальными болезнями растений, гербициды – против сорных растений и т. д. Согласно расчетам экономистов, каждый рубль, затраченный на химическую защиту растений от вредителей и болезней, обеспечивает сохранение урожая и его качество при возделывании зерновых и овощных культур в сред­нем на 10 руб., технических и плодовых – до 30 руб. Вместе с тем экологическими исследованиями установлено, что пестициды, уничтожая вредителей урожаев, наносят огромный вред многим полезным организмам и подрывают здоровье природных биоцено­зов. В сельском хозяйстве уже давно стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологи­чески чистым) методам борьбы с вредителями.

В настоящее время более 5 млн. т пестицидов ежегодно посту­пает на мировой рынок. Около 1,5 млн. т этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем эоловым или водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением 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 карбаматы.

Хлорорганические инсектициды получают путем хлорирования ароматических или гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) и его произ­водные, в молекулах которых устойчивость алифатических и аро­матических групп в совместном присутствии возрастает, всевоз­можные хлорированные производные циклодиена (элдрин, дил-дрин, гептахлор и др.), а также многочисленные изомеры гекса-хлорциклогексана (у-ГХЦГ), из которых наиболее опасен линдан. Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации.

В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы (ПХБ) – производные ДДТ без алифатической части, насчиты­вающие 210 теоретических гомологов и изомеров.

За последние 40 лет использовано более 1,2 млн. т ПХБ в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов и т. д. Полихлорбифенилы попадают в окружающую среду 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 нг/л.

Фосфорорганические пестициды – это сложные эфиры различных спиртов ортофосфорной кислоты или одной из ее производ­ных, тиофосфорной. В эту группу входят современные инсекти­циды с характерной избирательностью действия по отношению к насекомым. Большинство органофосфатов подвержены довольно быстрому (в течение месяца) биохимическому распаду в почве и воде. Синтезировано более 50 тысяч активных веществ, из ко­торых особую известность получили паратион, малатион, фозалонг, дурсбан.

Карбаматы – это, как правило, сложные эфиры n-метакарба-миновой кислоты. Большинство из них также обладает избирательностью действия.

В качестве фунгицидов, применяемых для борьбы с грибными заболеваниями растений, ранее использовались соли меди и не­которые минеральные соединения серы. Затем широкое употреб­ление нашли ртутьорганические вещества типа хлорированной метилртути, которая из-за своей крайней токсичности для жи­вотных была заменена метоксиэтилами ртути и ацетатами фенил-ртути.

В группу гербицидов входят производные феноксиуксусной кислоты, обладающие сильным физиологическим действием. Триазины (например, симазин) и замещенные мочевины (монурон, диурон, пихлорам) составляют еще одну группу гербицидов, довольна хорошо растворимых в воде и устойчивых в почвах. Наиболее сильным из всех гербицидов является пихлорам. Для полного уничтожения некоторых видов растений требуется всего лишь 0,06 кг этого вещества на 1 га.

В морской среде постоянно обнаруживаются ДДТ и его метаболиты, ПХБ, ГХЦГ, делдрин, тетрахлорфенол и другие.

Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в со­став синтетических моющих средств (CMC), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ по­падают в материковые поверхностные воды и морскую среду. Синтетические моющие средства 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 и другие.

Молекулы всех СПАВ состоят из гидрофильной и гидрофобной частей. Гидрофильной частью служат карбоксильная (СОО -), сульфатная (OSO 3 -) и сульфонатная (SO 3 -) группы, а также скоп­ления остатков с группами -СН 2 -СН 2 -О-СН 2 -СН 2 - или группы, содержащие азот и фосфор. Гидрофобная часть состоит обычно из прямой, включающей 10-18 атомов углерода, или раз­ветвленной парафиновой цепи, из бензольного или нафталинового кольца с алкильными радикалами.

В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные (органический ион заряжен отрицательно), катионоактивные (органический ион за­ряжен положительно), амфотерные (проявляющие в кислом раст­воре катионактивные свойства, а в щелочном - анионоактивные) и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Их раст­воримость обусловлена функциональными группами, имеющими -сильное сродство к воде, и образованием водородной связи между молекулами воды и атомами кислорода, входящими в полиэти-ленгликолевый радикал ПАВ.

Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50 % всех производимых в мире СПАВ. Наибольшее рас­пространение получили алкиларилсульфонаты (сульфонолы) и алкилсульфаты. Молекулы сульфонолов содержат ароматическое кольцо, водородные атомы которого замещены одной или несколь­кими алкильными группами, а в качестве сольватирующей группы - остаток серной кислоты. Многочисленные алкилбензол-сульфонаты и алкилнафталинсульфонаты часто исполь­зуются при изготовлении различных бытовых и промышленных CMC.

Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химической технологии, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования.

В сельском хозяйстве применяются СПАВ в составе пестицидов. С помощью СПАВ эмульгируют нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях жидкие и порошко­образные токсичные вещества, причем многие СПАВ сами обла­дают инсектицидными и гербицидными свойствами.

Канцерогенные вещества - это химически однородные соеди­нения, проявляющие трансформирующую активность и способ­ные вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процес­сов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в орга­низмах. В зависимости от условий воздействия они могут приво­дить к ингибированию роста, ускорению старения, токсикогенезу, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда ор­ганизмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, отно­сятся хлорированные алифатические углеводороды с короткой щепочкой атомов углерода в молекуле, винилхлорид, пестицидные препараты и, особенно, полициклические ароматические углево­дороды (ПАУ). Последние представляют собой высокомолекуляр­ные органические соединения, в молекулах которых бензольное кольцо является основным элементом структуры. Многочисленные незамещенные ПАУ содержат в молекуле от 3 до 7 бензольных колец, разнообразно соединенных между собой. Существует также большое число полициклических структур, содержащих функциональную группу либо в бензольном кольце, либо в боко­вой цепи. Эта галоген-, амино-, сульфо-, нитропроизводные, а также спирты, альдегиды, эфиры, кетоны, кислоты, хиноны и другие соединения ароматического ряда.

Растворимость ПАУ в воде невелика и уменьшается с увеличением молекулярной массы: от 16 100 мкг/л (аценафтилен) до 0,11 мкг/л (3,4-бензпирен). Присутствие в воде солей практически не влияет на растворимость ПАУ. Однако в присутствии бензола, нефти, нефтепродуктов, детергентов и других органических ве­ществ растворимость ПАУ резко возрастает. Из группы незамещенных ПАУ в природных условиях наиболее известен и распространен 3,4-бензпирен (БП).

Источниками ПАУ в окружающей среде могут служить природные и антропогенные процессы. Концентрация БП в вулкани­ческом пепле составляет 0,3-0,9 мкг/кг. Это означает, что с пеп­лом в окружающую среду может поступать 1,2-24 т БП в год. Поэтому максимальное количество ПАУ в современных донных осадках Мирового океана (более 100 мкг/кг массы сухого веще­ства) обнаружено в тектонически активных зонах, подверженных глубинному термическому воздействию.

По имеющимся сведениям, некоторые морские растения и жи­вотные могут синтезировать ПАУ. В водорослях и морских тра­вах вблизи западного побережья Центральной Америки содержа­ние БП достигает 0,44 мкг/г, а в некоторых ракообразных в Арктике-0,23 мкг/г. Анаэробные бактерии вырабатывают до 8,0 мкг БП из 1 г липидных экстрактов планктона. С другой сто­роны, существуют специальные виды морских и почвенных бакте­рий, разлагающих углеводороды, включая ПАУ.

По оценкам Л. М. Шабада (1973) и А. П. Ильницкого (1975), фоновая концентрация БП, создаваемая в результате синтеза БП растительными организмами и вулканической дея­тельности, составляет: в почвах 5-10 мкг/кг (сухого вещества), в растениях 1-5 мкг/кг, в воде пресноводных водоемов 0,0001 мкг/л. Соответственно выводятся и градации степени за­грязненности объектов окружающей среды (табл. 1.5).

Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании различ­ных материалов, древесины и топлива. Пиролитическое образование ПАУ происходит при температуре 650-900 °С и недостатке кислорода в пламени. Образование БП наблюдалось в процессе пиролиза древесины с максимальным выходом при 300-350 °С (Дикун, 1970).

По оценке М. Зюсса (Г976 г.), глобальная эмиссия БП в 70-х годах составляла около 5000 т в год, причем 72 % приходится на промышленность и 27 % - на все виды открытого сжигания.

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк и другие) относятся 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 опасны 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. В результате извержения вулканов и с атмосферными осадками на поверхность океана ежегодно поступает 50 тыс. т ртути, а при дегазации литосферы - 25-150 тыс. т. Около половины годового промышленного произ­водства этого металла (9-10 тыс. т/год) различными путями по­падает в океан. Содержание ртути в каменном угле и нефти со­ставляет в среднем 1 мг/кг, поэтому при сжигании ископаемого топлива Мировой океан получает более 2 тыс. т/год. Годовая до­быча ртути превышает 0,1 % от ее общего содержания в Мировом океане, однако антропогенный приток уже превосходит естественный вынос реками, что характерно для многих металлов.

В районах, загрязняемых промышленными сточными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бентосные бактерии переводят хлориды в высокотоксичную (моно- и ди-) метилртуть CH 3 Hg. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению, прибрежного населения. К 1977 г. в Японии насчитывалось 2800 жертв болезни Минамата. Причиной послужили отходы пред­приятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых, в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в за­лив Минамата.

Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, 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.

По оценкам В. В. Добровольского (1987), перераспределение масс свинца между сушей и Мировым океаном имеет следующий вид. С. речным стоком при средней концентрации свинца в воде 1 мкг/л в океан водорастворимого свинца выносится около 40 10 3 т/год, в твердой фазе речных взвесей примерно 2800-10 3 т/год, в тонком органическом детрите-10 10 3 т/год. Если учесть, что в узкой прибрежной полосе шельфа оседает более 90 % речных взвесей и значительная часть водорастворимых соединений металлов захватывается гелями оксидов железа, то в результате пелагиаль океана получает лишь около (200- 300) 10 3 т в составе тонких взвесей и (25-30) 10 3 т растворенных соединений.

Миграционный поток свинца с континентов в океан идет не только с речным стоком, но и через атмосферу. С континенталь­ной пылью океан получает (20-30)-10 3 т свинца в год. Поступле­ние его на поверхность океана с жидкими атмосферными осад­ками оценивается в (400-2500) 10 3 т/год при концентрации в дождевой воде 1-6 мкг/л. Источниками свинца, поступающего в атмосферу являются вулканические выбросы (15-30 т/год в составе пелитовых продуктов извержений и 4 10 3 т/год в суб­микронных частицах), летучие органические соединения от расти­тельности (250-300 т/год), продукты сгорания при пожарах ((6-7) 10 3 т/год) и современная промышленность. Производ­ство свинца возросло от 20-10 3 т/год в начале XIX в. до 3500 10 3 т/год к началу 80-х годов XX в. Современный выброс свинца в окружающую среду с индустриальными и бытовыми отходами оценивается в (100-400) 10 3 т/год.

Кадмий, мировое производство которого в 70-х годах достигло 15 10 3 т/год, также поступает в океан с речным стоком и через атмосферу. Объем атмосферного выноса кадмия, по разным оценкам, составляет (1,7-8,6) 10 3 т/год.

Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг). Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлама, отхо­дов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов и т. п. Объем захоронений составляет около 10 % от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Так, с 1976 по 1980 г. ежегодно с целью захоронения, чем и опреде­ляется понятие «дампинг», сбрасывалось более 150 млн. т разно­образных отходов.

Основанием для дампинга в море служит способность мор­ской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба качеству воды. Од­нако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассмат­ривается как вынужденная мера, временная дань общества несо­вершенству технологии. Отсюда особую важность приобретают выработка и научное обоснование путей регулирования сбросов отходов в море.

В шламах промышленных производств присутствуют разнооб­разные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40 % органических веществ, 0,56 % азота, 0,44 % фосфора, 0,155 % цинка, 0,085 % свинца, 0,001 % кадмия, 0,001 ртути. Шламы очистных сооружений коммунальных стоков содержат (на массу сухого вещества) до. 12 % гуминовых веществ, до 3 % общего азота, до 3,8 % фосфатов, 9-13 % жиров, 7-10 % углеводов и загрязнены тяжелыми металлами. Аналогичный состав имеют и материалы дночерпания.

Во время сброса при прохождении материала через столб воды часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому рас­ходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезнове­нию, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количе­ства органических веществ создает в грунтах устойчивую восста­новительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов в восстановлен­ной форме. При этом происходит восстановление сульфатов и нитратов, выделяются фосфаты.

Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени под­вергаются организмы нейстона, пелагиали и бентоса. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные угле­водороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух- вода. Это приводит к гибели личинок беспозвоночных, личинок и мальков рыб, вызывает увеличение численности нефтеокисляющих и патогенных микроорганизмов. Наличие в воде загрязня­ющей взвеси ухудшает условия питания, дыхания и обмена ве­ществ у гидробионтов, сокращает скорость роста, тормозит по­ловое созревание планктонных ракообразных. Загрязняющие ве­щества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышен­ная мутность придонной воды приводят к засыпке и гибели от удушья прикрепленных и малоподвижных форм бентоса. У вы­живших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко из­меняется видовой состав донного сообщества.

При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга с учетом свойств материалов и характеристик морской среды. Необходимые критерии решения проблемы со­держит «Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбро­сами отходов и других материалов» (Лондонская конвенция по дампингу, 1972 г.). Основные требования Конвенции сле­дующие.

1. Оценка количества, состояния и свойств (физических, хи­мических, биохимических, биологических) сбрасываемых мате­риалов, их токсичности, устойчивости, склонности к накоплению и биотрансформации в водной среде и морских организмах. Использование возможностей нейтрализации, обезвреживания и реутилизации отходов.

2. Выбор районов сброса с учетом требований максимального разбавления веществ, минимального распространения их за пределы сброса, благоприятного сочетания гидрологических и гидрофизических условий.

3. Обеспечение удаленности районов сброса от районов нагула рыб и нереста, от мест обитания редких и чувствительных видов гидробионтов, от зон отдыха и хозяйственного использования.

Техногенные радионуклиды. Океану свойственна естественная радиоактивность, обуслов­ленная присутствием в нем 40 К, 87 Rb, 3 H, 14 С, а также радионуклидов рядов урана и тория. Более 90 % естественной радиоак­тивности воды океана приходится на долю 40 К, что составляет 18,5-10 21 Бк. Единица активности в системе СИ - беккерель (Бк), равен активности изотопа, в котором за время 1 с происходит 1 акт распада. Ранее широко использовалась внесистемная единица радиоактивности кюри (Ки), соответствующая актив­ности изотопа, в котором за время 1 с происходит 3,7-10 10 актов распада.

Радиоактивные вещества техногенного происхождения, глав­ным образом продукты деления урана и плутония, стали в боль­ших количествах поступать в океан после 1945 г., т. е. с начала испытаний ядерного оружия и широкого развития промышлен­ного получения делящихся материалов и радиоактивных нукли­дов. Выявляются три группы источников: 1) испытания ядерного оружия, 2) сброс радиоактивных отходов, 3) аварии судов с атомными двигателями и аварии, связанные с использованием, транспортировкой и получением радионуклидов.

Многие радиоактивные изотопы с коротким периодом полураспада, хотя и обнаруживаются после взрыва в воде и морских организмах, в глобальных радиоактив­ных выпадениях почти не встречаются. Здесь в первую очередь присутствуют 90 Sr и 137 Cs с периодом полураспада около 30 лет. Наиболее опасным радионуклидом из непрореагировавших остатков ядерных зарядов является 239 Pu (T 1/2 =24,4-10 3 лет), очень ядовитый как химическое вещество. По мере распада продуктов деления 90 Sr и 137 Cs, он становится основным компонентом загрязнения. К моменту моратория атмосферных испытаний ядерного оружия (1963 г.) активность 239 Рu в окружающей среде со­ставила 2,5-10 16 Бк.

Отдельную группу радионуклидов образуют 3 Н, 24 Na, 65 Zn, 59 Fe, 14 C, 31 Si, 35 S, 45 Ca, 54 Mn, 57,60 Co и другие, возникающие при взаимодействии нейтронов с элементами конструкций и внешней среды. Основными продуктами ядерных реакций с нейтронами в морской среде являются радиоизотопы натрия, калия, фосфора, хлора, брома, кальция, марганца, серы, цинка, происходящие из растворенных в морской воде элементов. Это наведенная актив­ность.

Большая часть радионуклидов, попадающих в морскую среду, имеет постоянно присутствующие в воде аналоги, такие, как 239 Pu, 239 Np, 99 T C) трансплутониевые не характерны для состава морской воды, и живое вещество океана должно приспосабли­ваться к ним заново.

В результате переработки ядерного топлива появляется значительное количество радиоактивных отходов в жидкой, твердой и газообразной формах. Основную массу отходов составляют радиоактивные растворы. Учитывая высокую стоимость переработки и хранения концентратов в специальных хранилищах, некоторые страны предпочитают сливать отходы в океан с речным стоком или сбрасывать их в бетонных блоках на дно глубоководных впадин океанов. Для радиоактивных изотопов Ar, Xe, Em и Т еще не разработаны надежные методы концентрирования, поэтому они могут попадать "в океаны с дождевыми и сточными водами.

При эксплуатации атомных энергетических установок на над­водных и подводных судах, которых насчитывается уже несколько сотен, ежегодно в океан вносят около 3,7-10 16 Бк с ионообменными смолами, около 18,5-10 13 Бк с жидкими отходами и 12,6-10 13 Бк вследствие утечек. Аварийные ситуации также вно­сят значительный вклад в радиоактивность океана. К настоящему времени сумма радиоактивности, привнесенной в океан человеком, не превышает 5,5-10 19 Бк, что еще невелико по сравнению с естественным уровнем (18,5-10 21 Бк). Однако концентрированноcть и неравномерность выпадений радионукли­дов создает серьезную опасность радиоактивного заражения воды и гидробионтов в отдельных районах океана.

2 Антропогенная экология океана –новое научное направление в океанологии. В результате антропогенного воздействия в океане возникают дополнительные экологические факторы, способствующие негативной эволюции морских экосистем. Обнаружение этих факторов стимулировало развертывание широких фундаментальных исследований в Мировом океане и зарождение новых научных направлений. К их числу относится антропогенная экология океана. Это новое направление призвано изучать механизмы реагирования организмов на антропогенные воз­действия на уровне клетки, организма, популяции, биоценоза, экосистемы, а также исследовать особенности взаимодействий между живыми организмами и средой обитания в изменившихся условиях.

Объект изучения антропогенной экологии океана - изменение экологических характеристик океана, причем в первую очередь тех изменений, которые имеют значение для экологической оценки состояния биосферы в целом. В основе этих изысканий лежит комплексный анализ состояния морских экосистем с учетом географической зональности и степени антропогенного воздействия.

Антропогенная экология океана применяет для своих целей сле­дующие методы анализа: генетический (оценка канцерогенной и мутагенной опасности), цитологический (изучение клеточного строения морских организмов в нормальном и патологическом состоянии), микробиологический (изучение адаптации микроорга­низмов к токсичным загрязняющим веществам), экологический (познание закономерностей образования и развития популяций и биоценозов в конкретных условиях обитания с целью прогноза их состояния в меняющихся условиях среды), эколого-токсикологический (исследование отклика морских организмов на воздействие загрязнений и определение критических концентраций за­грязняющих веществ), химический (изучение всего комплекса природных и антропогенных химических веществ в морской среде).

Основная задача антропогенной экологии океана состоит в раз­работке научных основ определения критических уровней загряз­няющих веществ в морских экосистемах, оценки ассимиляционной емкости морских экосистем, нормирования антропогенных воздействий на Мировой океан, а также в создании математических моделей экологических процессов для прогноза экологических ситуаций в океане.

Знания о важнейших экологических явлениях в океане (таких, как продукционно-деструкционные процессы, прохождение биогеохимических циклов загрязняющих веществ и т. д.) ограничены недостатком информации. Этим затрудняется прогнозирование экологической ситуации в океане и осуществление природоохран­ных мероприятий. В настоящее время особую значимость приобретает осуществление экологического мониторинга океана, стратегия которого ориентирована на долговременные наблюдения в определенных районах океана с целью создания банка данных, освещающих глобальные перестройки океанических экосистем.

3 Концепция ассимиляционной емкости. По определению Ю. А. Израэля и А. В. Цыбань (1983, 1985), ассимиляционная емкость морской экосистемы А i по данному загрязняющему веществу i (или суммы загрязняющих веществ) и для m-й экосистемы - это максимальная динамическая вмести­мость такого количества загрязняющих веществ (в пересчете на всю зону или единицу объема морской экосистемы), которое может быть за единицу времени накоплено, разрушено, трансформировано (биологическими или химическими превращениями) и вы­ведено за счет процессов седиментации, диффузии или любого другого переноса за пределы объема экосистемы без нарушения ее нормального функционирования.

Суммарное удаление (А i) загрязняющего вещества из морской экосистемы можно записать в виде

где K i - коэффициент запаса, отражающий экологические условия протекания процесса загрязнения в различных зонах морской экосистемы; τ i - время пребывания загрязняющего вещества в морской экосистеме.

Это условие соблюдается при , где С 0 i - критическая концентрация за­грязняющего вещества в морской воде. Отсюда ассимиляционная емкость может быть оценена по формуле (1) при ;.

Все величины, входящие в правую часть уравнения (1) можно непосредственно измерить по данным, полученным в процессе долгопериодных комплексных исследований состояния морской экосистемы. При этом последовательность определения ассимиляционной емкости морской экосистемы к конкретным загрязняющим веществам включает три основных этапа: 1) расчет балансов массы и времени жизни загрязняющих веществ в экосистеме, 2) анализ биотического баланса в экосистеме и 3) оценка критических концентраций воздействия загрязняющих веществ (или экологических ПДК) на функционирование биоты.

Для решения вопросов экологического нормирования антропо­генных воздействий на морские экосистемы расчет ассимиляци­онной емкости наиболее репрезентативен, поскольку он учитывает ассимиляционной емкости предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН) водоема ЗВ рассчитывается достаточно просто. Так, при стационарном режиме загрязнения водоема ПДЭН будет равна ассимиляционной емкости.

4 Выводы из оценки ассимиляционной емкости морской экосистемы загрязняющими веществами на примере Балтийского моря. На примере Балтийского моря были рассчитаны значения ассимиляционной емкости для ряда токсичных металлов (Zn, Сu, Pb, Cd, Hg) и органических веществ (ПХБ и БП) (Израэль, Цыбань, Вентцель, Шигаев, 1988).

Средние концентрации токсичных металлов в морской воде оказались на один-два порядка меньше их пороговых доз, а концентрации ПХБ и БП только на порядок меньше. Отсюда коэффициенты запаса для ПХБ и БП оказались меньше, чем для металлов. На первом этапе работы авторы расчета, используя материалы долгопериодных экологических исследований в Балтийском море и литературные источники, определили концентрации загрязняющих веществ в компонентах экосистемы, скорости биоседиментации, потоки веществ на границах экосистемы и активность микробного разрушения органических веществ. Все это позволило составить балансы и рассчитать время «жизни» рассматриваемых веществ в экосистеме. Время «жизни» металлов в экосистеме Балтики оказалось достаточно малым для свинца, кадмия и ртути, несколько большим для цинка и максимальным для меди. Время «жизни» ПХБ и бенз(а)пирена составляет 35 и 20 лет, что определяет необходимость введения системы генетического мониторинга Балтийского моря.

На втором этапе исследований было показано, что наиболее чувствительным к загрязняющим веществам и изменениям экологической обстановки элементом биоты являются планктонные микроводоросли, а следовательно, в качестве процесса - «мишени» следует выбрать процесс первичного продуцирования органического вещества. Поэтому здесь применяются пороговые дозы загрязняющих веществ, установленные для фитопланктона.

Оценки ассимиляционной емкости зон открытой части Балтий­ского моря показывают, что существующий сток цинка, кадмия и ртути соответственно в 2, 20 и 15 раз меньше минимальных значений ассимиляционной емкости экосистемы к этим металлам и не представляет прямой опасности первичному продуцированию. В то же время поступление меди и свинца уже превышает их ассимиляционную емкость, что требует введения специальных мер по ограничению стока. Современное поступление БП еще не достигло минимального значения ассимиляционной емкости, а ПХБ превышает ее. Последнее говорит о настоятельной необходимости дальнейшего снижения сбросов ПХБ в Балтийское море.

Мировой океан, как принято называть совокупность все морей и океанов нашей планеты, занимает свыше 70% поверхности нашей планеты, в результате чего оказывает огромное влияние на все происходящие на Земле процессы. Поэтому, проблема усиливающегося с каждым годом загрязнения Мирового океана , является одной из главных проблем, стоящих сегодня перед человечеством.

Как человек загрязняет Мировой океан

С зарождением человечества началось Мирового океана. И если на ранних стадиях развития цивилизации это загрязнение Мирового океана не носило катастрофического и даже было в чем-то полезно (органические отходы стимулировали рост рыб и подводных растений), то в последние два столетия, с развитием химической и особенно нефтедобывающей промышленности, загрязнение это начинает принимать угрожающий характер и, если не принимать защитных мер, может привести к гибели всего живого в морях и океанах, а затем, возможно, и на суше.

Нефть и нефтепродукты

Наиболее распространенные загрязнители Мирового океана, поступающие в воду как в результате утечек при добыче нефти путем , аварийных ситуациях при ее транспортировке танкерами, так и в результате промышленных и бытовых сбросов отходов в пресноводные водоемы, откуда с водой рек также поступает в Мировой океан.

Еще одним источником загрязнения морей и океанов является распространенная практика промывки трюмов танкеров морской водой. В результате безответственных действий капитанов таких судов в прежние годы в Мировой океан сбрасывалось свыше 20 млн. баррелей нефти. Правда, в последние годы благодаря развитию систем спутникового слежения, большинство таких случаев уже не остаются безнаказанными и объем данного вида загрязнения океана сокращается.

Нефть и нефтепродукты опасны тем, что, несмотря на свое органическое происхождение, данные вещества практически не перерабатываются океанскими микроорганизмами, образуют на поверхности пленку, которая, изменяя состав спектра проникающих в толщу воды солнечных лучей и затрудняя доступ кислорода, существенно изменяет условия существования океанских растений и животных и приводит к их массовой гибели. Ситуация усугубляется стабильностью этой пленки, убрать которую возможно только механическими средствами.

Сточные воды

Появившись с возникновением человеческой цивилизации сточные воды поначалу оказывали даже положительное стимулирующее влияние на морские водоросли и рыбы, но с превращением этого источника загрязнения Мирового океана в мощные зловонные потоки, вырывающиеся из канализационных коллекторов современных городов. Чтобы просто подойти к этим современным клоакам, придется как минимум купить респиратор , а еще лучше противогаз. И все эти продукты человеческой цивилизации устремляются либо непосредственно в моря и океаны, либо попадают туда же с течением рек, оставляя после себя настоящие подводные пустыни, усеянные органическими остатками.

Проблема засорения сточными водами наиболее актуальна для прибрежных вод и внутренних морей. Так, исследования, проведенные в Северном море, показали, что около 65% обнаруженных в нем загрязнений принесены реками. Принимаемые в последнее годы развитыми странами усилия по обезвреживанию и разжижению сточных вод принесли некоторый эффект, но пока его явно недостаточно, здесь необходимы слаженные действия всех стран мира, особенно Китая и Индии и других азиатских стран, где считается в порядке вещей…

Мусорные пятна в Мировом океане

Рост потребления изделий из пластмассы в последние десятилетия создали уникальное и опасное явление в Мировом океане, получившее название “мусорные пятна”. Это огромные скопления кусочков отходов пластика, образовавшихся в результате сброса мусора из прибрежных зон континентов и с океанских лайнеров, располагающиеся в виде огромных пятен на поверхности океана. На сегодняшний день известны пять гигантских мусорных пятен – по два в Тихом и Атлантическом океанах и одно в Индийском.

Плавающие на поверхности частицы пластика, также как и нефтяная пленка, изменяют прохождение солнечных лучей, кроме того, часто попадают в желудок морских животных и птиц вместе с водой, вызывая массовую гибель последних. По данным ученых, морские отходы в Тихом океане ежегодно вызывают гибель более миллиона морских птиц и более 100 тыс. морских животных.

Самый большой мусорный остров расположен в центре Тихого океана, его быстрый рост обусловлен завихрениями подводных океанских течений. Площадь “Великого тихоокеанского мусорного острова” (Great Pacific Garbage Patch) в настоящее время превышает миллион квадратных километров. Энтузиасты-экологи создали несколько общественных организаций по борьбе с загрязнением океана пластиковыми отходами, но правительствам пока удается “не замечать” проблему – ведь со спутника мусорное пятно не видно, пластик-то прозрачный.

Охрана Мирового океана

Вот почему является поистине жизненно важной охрана морей и океанов от вредительской деятельности человека. Этой актуальной задаче посвятили себя многие выдающиеся ученые, на правительственном уровне каждый год принимаются важные решения, и хочется надеется, что человечество сможет остановить опасный процесс загрязнения океанских вод и еще долгие годы наслаждаться голубыми водными просторами Земли.