Реферат з гідрогеології на тему:
«Вплив нафти на гідросферу Землі»
Виконав студент групи 3151: Клімов Ю.С.
Викладач: Джамалом Р.Г.
Дубна,
2004
Зміст
Гідросфера - складна динамічна система з біохімічним рівновагою. І, безсумнівно, як в будь-якій водній системі є великі резерви для асимілювання відходів. Однак, у багатьох місцях ці резерви вичерпані або виснажені, тому ряд водних систем надмірно забруднене. Але до того, як забруднення буде легко виявлено, рівновага вже може порушитися і екологічна структура виявляється пошкодженої. Прикладами можуть бути - Адріатичне, Балтійське і Середземне моря, річки Темза, Рейн і Сена, а також Великі Озера в США і Канаді. Але динамічні системи володіють чудовою здатністю до регенерації і навіть найбільш забруднені з них можуть бути відновлені і повернуті до активного використання при правильному і продуманому зверненні.
В особливому випадку, такому як прибережна екологічна система, одним з найважливіших факторів, який враховується при складанні прогнозів, є вплив забруднення на життя в морі. Оскільки відомо, що більшість з виловлюються для продажу риб розмножуються і проводять початковий період життя на мілководді: у гирлах річок, затоках і в прибережній водній системі. Багато риб, наприклад атлантичний лосось, для метання ікри мігрують з солоних вод в прісні річки. Багато ракоподібні розмножуються в приливних зонах і все життя проводять на мілководді.
Ці райони порівняно невеликі і пов'язані з існуванням геологічних структур, званих континентальними шельфами. Шельфи займають близько 8% площі океанів, приблизно 20% всієї земної поверхні і містять 0,2% всієї кількості води. На даний момент досліджено менше 15% всієї площі шельфів і вивчено менше 10% течій циркулюючих прибережних вод. Проте, не дивлячись на це, такі райони активно використовуються для скидання відходів, у тому числі і містять нафтопродукти.
Склад нафти зазвичай визначається кількісним вмістом вуглеводнів, які діляться на - парафіни, ціклопарафіни і ароматичні.
Сира нафта містить близько 25% парафінів, які виявляються у фракціях з низькою температурою кипіння від 40 до 230 ° С. Зміст парафінів в різних нафтопродуктах коливається в широких межах. Деякі складаються головним чином з парафінів нормальної будови, в той час як інші містять лише сліди цих сполук.
Ціклопарафіни, які також називаються нафтенами, становлять 30-60% загального складу сирої нафти. Більшість з них є моноциклическими, однак, у фракціях, киплячих при високих температурах, виявлені з'єднання з шістьма і більш кільцями. Найбільш часто можна виявити циклопентан і циклогексан.
Ароматичні вуглеводні сильно відрізняються від циклопарафинов і ці відмінності обумовлюються характером зв'язків. Бензол і його похідні - найпростіші ароматичні вуглеводні, вони переважають в легкокипящих фракціях. У висококиплячих ж фракціях містяться поліциклічні ароматичні вуглеводні.
Ароматичні вуглеводні найменш поширені в нафті. Найчастіше до складу входять вуглеводні складної структури, що включають залишки парафінових, ціклопарафінових і ароматичних вуглеводнів. Залишкові фракції містять вуглеводні, що киплять при високих температурах. Незважаючи на те, що їх склад невідомий, можна стверджувати, що вони містять кисень, сірку, азот і домішки металів, а їх молекулярна структура складається з шарів гетероциклічних кілець.
Є думки, що у Світовий океан потрапляє близько 5 мільйонів тонн, як і можна почути про те, що насправді ця цифра дорівнює 10 мільйонам. Відомо, що 1 тонна нафти, розтікаючись, займає площу в 12 км 2.
Звичайні транспортні перевезення.
Наведені дані говорять про те, що основна частка забруднень припадає на транспортування. Це не дивно, оскільки основні нафтовидобувні області розташовані на значній відстані від головних районів споживання і переробки. В даний час в рік транспортується більше 1 мільярда тонн нафти. Однак, частина нафти (до 0,5%) викидається в океан більш-менш легально: в результаті скидання промивних і баластових вод в океан.
Після розвантаження порожній танкер заповнюється морською водою для стабілізації баласту на зворотному шляху. Морська вода утворює емульсію з частиною нафти в танкері. Містить нафтопродукти баласт зливається з танкера недалеко від порту призначення. Аналогічно звільняються від баласту і інші типи суден.
Така вода, забруднена нафтою, скидається в спеціальних зонах відкритого моря, які обумовлені міжнародними угодами. Але часто ці операції відбуваються недалеко від узбережжя в порушення всіх угод.
Близько половини втратою при транспортуванні слід віднести до очищення танкерів і скидання баласту. Слід зауважити, що 80% танкерного флоту користуються системою контрольних заходів LOT для зменшення кількості нафти, що потрапляє в океан у результаті скидання баласту. При цьому на решту 20% танкерів припадає 70% усього забруднення моря.
Згадана система LOT відрізняється тим, що в якості баласту в ній використовується і вода, і нафту одночасно. Нафтопродукти, як менш щільні, розташовуються у верхній частині танкера, а більш чиста морська знаходиться знизу - і саме вона зливається.
Аварії при транспортуванні і видобутку нафти.
Попадання нафти в морі в результаті зіткнення танкерів або посадки на мілину не настільки часті. Але все-таки кількість щорічно втрачається нафти з кожним років зростає. Проте, не можна і применшувати і серйозність подібних подій: втрати малі, тож порівняно із загальними втратами при транспортуванні, але вони відбуваються на одних і тих же судноплавних лініях або у відносно дрібних прибережний районах. Таким чином, нафтові сливи концентруються на невеликий морської поверхні.
Вплив нещасних випадків на навколишнє середовище зростає із збільшенням тоннажу судна. Тому користь від застосування так званих супер-танкерів є спірною. Судна водотоннажністю 500 тисяч тонн вже спущені на воду, а судна на 800 тисяч тонн вже проектуються для використання.
Аварії на нафтових розробках у відкритому морі також можуть призвести до серйозних забруднень. У момент буріння, введення труб, при установці вершини вежі, а також під час експлуатації свердловин існує певний ризик забруднення.
Природні джерела нафти.
Деяка частина забруднень все ж припадає на природні джерела нафти. Прямих вимірювань кількості нафти, що потрапляє в океан з природних джерел, немає. Однак, ці цифри непорівнянно малі у порівнянні з впливом антропогенних забруднень. Якби нафту тривалий час просочувалася в океан, то всі поклади давно б зникли. Крім того, будь-який вихід нафти повинен супроводжуватися появою характерних блискучих плям, але такі плями не спостерігалися.
Невелика частка витоку нафти припадає на судна, що затонули ще за часів Другої Світової Війни, корпуси яких зазнали корозії і протікають. Велика частина вуглеводнів надходить в атмосферу в результаті випаровування або неповного згоряння палива, після чого вступає в реакції і перетворюється в інші речовини. Однак частина, що залишилася існує у вигляді рідких крапель і адсорбується на дрібних атмосферних частинках. Рідкі і тверді частинки неминуче осідають на поверхні океану, вносячи значний внесок у загальне забруднення.
Токсичність нафти залежить від змістів в ній ароматичних вуглеводнів, які здатні зберігатися в морській воді і донних відкладеннях у силу своєї стійкості. Алкани володіють не меншою токсичністю, але мають велику схильність до деградації. Крім того, у присутності нафтових вуглеводнів, токсичність інших забруднюючих речовин (металів і хлорованих вуглеводнів) проявляється більшою мірою. Наявність нафти в донних відкладах сприяє інтенсивному накопиченню в них хлорованих вуглеводнів і металів. З іншого боку, її наявність уповільнює перехід інших забруднюючих речовин з донних відкладень у воду.
Встановлено, що при днопоглиблювальних роботах частина вуглеводнів переходить з донних відкладень у водну товщу у вигляді часток емульсії або в розчиненої формі. Їх подальша доля багато в чому залежить від початкового стані при попаданні у воду. Нафтопродукти можуть: асимілюватися морськими організмами, повторно осаджують, утворювати нафтові агрегати, окислюватися, розчинятися і випаровуватися.
Ще одна особливість нафтових забруднень - здатність захоплювати і концентрувати важкі метали, пестициди. Коли нафта розливається на великій площі, то велика вірогідність протікання різних реакцій, так як розчинені в нафті речовини отримують можливість брати участь у різних хімічних процесах.
У разі утворення плівки, концентрування відбувається на поверхні і можливо в самій плівці. Концентрування металів змінює їх токсичність і ускладнює молекулярний перенесення в плівці внаслідок реакцій між металом і органічними сполуками. Ці процеси, що протікають в нафтовій плівці, можуть також викликати концентрування у замкнутої біологічний ланцюга харчування з участю нижчих організмів. Таким чином, введення забруднень у біологічне середовище харчування прискориться.
Характер розтікання нафти по поверхні водойм:
Здатність нафти розтікатися по поверхні води проявляється тільки в початковий період її перебування на воді і на поширення по водоймі істотно не впливає.
Швидкість розтікання нафтопродуктів легкої фракції (бензин, гас) нижче, ніж у важкої фракції (мазут, масло), так як поверхневий натяг на межі з водою у перших вище. З тієї ж причини, при однакових кількостях, продукти легкої фракції розтікаються на меншій площі.
Зона забруднення поширюється на кілька кілометрів від місця попадання нафти у воду. З моменту витоку і до моменту початку робіт з локалізації та ліквідації нафтового забруднення її поширення по водоймі вже зазвичай завершується, тобто зона забруднення набуває майже максимальні розміри і певну форму. Поширення пролитої нафти в умовах водойми відбувається під впливом течії, вітру, коливань рівня води і має свої особливості. Для річки, зважаючи на близькість берегів, нафту швидко досягає їх. Наявність заплав, мілководних ділянок, вкритих рослинністю, створює сприятливі умови для скупчення нафти. На відкритих ділянках, де є вітер і течія, нафту довго не затримується - її зносить у спокійні зони. Зазвичай, в цих же місцях скупчується і сміття, з яким вона перемішується.
При інтенсивному надходження нафти з пошкодженого судна утворюється нафтова пляма у вигляді широкої смуги, у якої товщина в середині більше, ніж по краях. При поступовому ж надходженні - пляма має вигляд вузької смуги. Від місця витоку нафту переміщається по рівнодіючої сили вітру і течії до досягнення берега. А, досягнувши його, переформують. В одних випадках, нафту вітром притискається до берега або який-небудь перешкоді і розташовується у вигляді клина - біля основи товщина більше. Якщо дія вітру незначно, то і товщина шару приблизно однакова. Нафта, що залишилася на березі через пониження рівня води, також розташовується у вигляді клину або рівномірним шаром.
При зміні напрямку вітру, нафта з одних ділянок може бути перенесена в інші, забруднюючи і їх. Як правило, вона розташовується уздовж берега, заповнюючи всі заплави. Але нерідко забруднені зони чергуються з чистими.
Якщо ж у водойми швидкість течії значна, то протяжність зони забруднення збільшується. Відомі випадки, коли вона досягала 50-130 км. Плавуча нафтова плівка може охоплювати величезні простори. Встановлено, що одна крапля може займати площу приблизно в 0,25 м 2. А тонна нафти покриває простір в 500 га. Зібрати таку нафту дуже важко.
Усі види нафти містять легкокипящие елементи, які швидко випаровуються. І вже через кілька днів пляма зменшується на 25%. Низькомолекулярні елементи виводяться з плями, головним чином, в результаті розчинення. Причому, ароматичні вуглеводні розчиняються швидше парафінів.
Розкладання нафти під впливом бактерій і окислення:
Біохімічне вплив бактерій, грибків і організмів на компоненти нафти набагато ширше і охоплює найрізноманітніші речовини в порівнянні з процесами випаровування та розчинення. Однак, не існує такого мікроорганізму, здатного зруйнувати всі компоненти нафти. Бактеріальне вплив характеризується високою вибірковістю, і повне розкладання вимагає впливу численних видів мікроорганізмів. При цьому утворюється ряд проміжних продуктів, для руйнування яких потрібна дія чергових організмів. Парафінові вуглеводні найбільш легко розкладаються бактеріями, отже, більш стійкі ціклопарафіновие і ароматичні зникають з океанської середовища з меншою швидкістю.
Також нафтові вуглеводні схильні до процесів хімічного окислення і фотоокислення, але у водному середовищі ці процеси недостатньо досліджені.
«Вплив нафти на гідросферу Землі»
Виконав студент групи 3151: Клімов Ю.С.
Викладач: Джамалом Р.Г.
Дубна,
2004
Зміст
Введення
1. Хімічний склад нафти
2. Джерела забруднення гідросфери нафтою
3. Поведінка нафти у водному середовищі
4. Вплив донних відкладень на розпад вуглеводнів
5. Біологічні та хімічні зміни, зумовлені забрудненням гідросфери нафтою
Висновок
Список літератури
Введення
Нафта в промислових кількостях вперше була здобута в 1880 році. З тих пір теми її видобутку зростали і зараз вона використовується для задоволення більш ніж 60% світових енергетичних потреб. За таких масштабах використання неможливі без втрат, які весь час зростають, забруднюючи природу. Забруднення виникає у багатьох ситуаціях - при видобутку, транспортуванні, використанні як палива або мастильного матеріалу.Гідросфера - складна динамічна система з біохімічним рівновагою. І, безсумнівно, як в будь-якій водній системі є великі резерви для асимілювання відходів. Однак, у багатьох місцях ці резерви вичерпані або виснажені, тому ряд водних систем надмірно забруднене. Але до того, як забруднення буде легко виявлено, рівновага вже може порушитися і екологічна структура виявляється пошкодженої. Прикладами можуть бути - Адріатичне, Балтійське і Середземне моря, річки Темза, Рейн і Сена, а також Великі Озера в США і Канаді. Але динамічні системи володіють чудовою здатністю до регенерації і навіть найбільш забруднені з них можуть бути відновлені і повернуті до активного використання при правильному і продуманому зверненні.
В особливому випадку, такому як прибережна екологічна система, одним з найважливіших факторів, який враховується при складанні прогнозів, є вплив забруднення на життя в морі. Оскільки відомо, що більшість з виловлюються для продажу риб розмножуються і проводять початковий період життя на мілководді: у гирлах річок, затоках і в прибережній водній системі. Багато риб, наприклад атлантичний лосось, для метання ікри мігрують з солоних вод в прісні річки. Багато ракоподібні розмножуються в приливних зонах і все життя проводять на мілководді.
Ці райони порівняно невеликі і пов'язані з існуванням геологічних структур, званих континентальними шельфами. Шельфи займають близько 8% площі океанів, приблизно 20% всієї земної поверхні і містять 0,2% всієї кількості води. На даний момент досліджено менше 15% всієї площі шельфів і вивчено менше 10% течій циркулюючих прибережних вод. Проте, не дивлячись на це, такі райони активно використовуються для скидання відходів, у тому числі і містять нафтопродукти.
1. Хімічний склад нафти
Перш ніж розглядати вплив нафти на навколишнє середовище, варто розглянути її хімічний склад. Сира нафта є сумішшю хімічних речовин, що містить сотні компонентів. Складність її складу співпадає з нашими уявленнями про походження. Вважається, що нафта утворилася в результаті тривалого теплового, бактеріологічного та хімічного впливу на залишки рослинних і тваринних організмів. Розумно припустити, що нафта буде, хоча б частково, володіти тією складною хімічною природою речовин, з яких вона утворилася. Більше 75% всього складу нафти припадає на вуглеводні, крім того, знаходять до 4% сірки, 1% азоту і дещо менше кисню. Основна відмінність нафти, добутої в різних географічних районах, обумовлено не хімічним складом, а змістом окремих компонентів, які і впливають на хімічні та фізичні властивості сирої нафти. Деякі нафтопродукти майже безбарвні, в той час як інші мають чорну, коричневу, янтарну і навіть зелене забарвлення. Також деякі нафтопродукти мають приємний запах, схожий на ефір, скипидар або камфору, інші ж - неприємний запах, обумовлений наявністю сірковмісних компонентів. Біологічні та хімічні властивості різних нафт істотно різняться, а тому при оцінці їх впливу на навколишнє середовище необхідно знати склад певного нафтопродукту.Склад нафти зазвичай визначається кількісним вмістом вуглеводнів, які діляться на - парафіни, ціклопарафіни і ароматичні.
Сира нафта містить близько 25% парафінів, які виявляються у фракціях з низькою температурою кипіння від 40 до 230 ° С. Зміст парафінів в різних нафтопродуктах коливається в широких межах. Деякі складаються головним чином з парафінів нормальної будови, в той час як інші містять лише сліди цих сполук.
Ціклопарафіни, які також називаються нафтенами, становлять 30-60% загального складу сирої нафти. Більшість з них є моноциклическими, однак, у фракціях, киплячих при високих температурах, виявлені з'єднання з шістьма і більш кільцями. Найбільш часто можна виявити циклопентан і циклогексан.
Ароматичні вуглеводні сильно відрізняються від циклопарафинов і ці відмінності обумовлюються характером зв'язків. Бензол і його похідні - найпростіші ароматичні вуглеводні, вони переважають в легкокипящих фракціях. У висококиплячих ж фракціях містяться поліциклічні ароматичні вуглеводні.
Ароматичні вуглеводні найменш поширені в нафті. Найчастіше до складу входять вуглеводні складної структури, що включають залишки парафінових, ціклопарафінових і ароматичних вуглеводнів. Залишкові фракції містять вуглеводні, що киплять при високих температурах. Незважаючи на те, що їх склад невідомий, можна стверджувати, що вони містять кисень, сірку, азот і домішки металів, а їх молекулярна структура складається з шарів гетероциклічних кілець.
2. Джерела забруднення гідросфери нафтою
Останнім часом одними з найнебезпечніших джерел забруднення нафтою вважалися аварії танкерів і викиди на свердловинах у відкритому морі. Однак, насправді частка подібних викидів в результаті нещасних випадків, які залучають стільки уваги громадськості, мізерно мала в порівнянні із загальним забрудненням вуглеводнями.Джерело забруднення | млн. т / рік | Частка,% |
| Транспортні перевезення: звичайні перевезення катастрофи | 2,13 1,83 0,3 | 34,9 30,0 4,9 |
| Винесення річками | 1,9 | 31,1 |
| Попадання з атмосфери | 0,6 | 9,8 |
| Природні джерела | 0,6 | 9,8 |
| Промислові відходи | 0,3 | 4,9 |
| Міські відходи | 0,3 | 4,9 |
| Відходи прибережних нафтопереробні заводи | 0,2 | 3,3 |
| Видобуток нафти у відкритому морі: звичайні операції аварії | 0,08 0,02 0,06 | 1,3 0,3 1,0 |
| РАЗОМ: | 6,11 | 100 |
Звичайні транспортні перевезення.
Наведені дані говорять про те, що основна частка забруднень припадає на транспортування. Це не дивно, оскільки основні нафтовидобувні області розташовані на значній відстані від головних районів споживання і переробки. В даний час в рік транспортується більше 1 мільярда тонн нафти. Однак, частина нафти (до 0,5%) викидається в океан більш-менш легально: в результаті скидання промивних і баластових вод в океан.
Після розвантаження порожній танкер заповнюється морською водою для стабілізації баласту на зворотному шляху. Морська вода утворює емульсію з частиною нафти в танкері. Містить нафтопродукти баласт зливається з танкера недалеко від порту призначення. Аналогічно звільняються від баласту і інші типи суден.
Така вода, забруднена нафтою, скидається в спеціальних зонах відкритого моря, які обумовлені міжнародними угодами. Але часто ці операції відбуваються недалеко від узбережжя в порушення всіх угод.
Близько половини втратою при транспортуванні слід віднести до очищення танкерів і скидання баласту. Слід зауважити, що 80% танкерного флоту користуються системою контрольних заходів LOT для зменшення кількості нафти, що потрапляє в океан у результаті скидання баласту. При цьому на решту 20% танкерів припадає 70% усього забруднення моря.
Згадана система LOT відрізняється тим, що в якості баласту в ній використовується і вода, і нафту одночасно. Нафтопродукти, як менш щільні, розташовуються у верхній частині танкера, а більш чиста морська знаходиться знизу - і саме вона зливається.
Аварії при транспортуванні і видобутку нафти.
Попадання нафти в морі в результаті зіткнення танкерів або посадки на мілину не настільки часті. Але все-таки кількість щорічно втрачається нафти з кожним років зростає. Проте, не можна і применшувати і серйозність подібних подій: втрати малі, тож порівняно із загальними втратами при транспортуванні, але вони відбуваються на одних і тих же судноплавних лініях або у відносно дрібних прибережний районах. Таким чином, нафтові сливи концентруються на невеликий морської поверхні.
Вплив нещасних випадків на навколишнє середовище зростає із збільшенням тоннажу судна. Тому користь від застосування так званих супер-танкерів є спірною. Судна водотоннажністю 500 тисяч тонн вже спущені на воду, а судна на 800 тисяч тонн вже проектуються для використання.
Аварії на нафтових розробках у відкритому морі також можуть призвести до серйозних забруднень. У момент буріння, введення труб, при установці вершини вежі, а також під час експлуатації свердловин існує певний ризик забруднення.
Природні джерела нафти.
Деяка частина забруднень все ж припадає на природні джерела нафти. Прямих вимірювань кількості нафти, що потрапляє в океан з природних джерел, немає. Однак, ці цифри непорівнянно малі у порівнянні з впливом антропогенних забруднень. Якби нафту тривалий час просочувалася в океан, то всі поклади давно б зникли. Крім того, будь-який вихід нафти повинен супроводжуватися появою характерних блискучих плям, але такі плями не спостерігалися.
Невелика частка витоку нафти припадає на судна, що затонули ще за часів Другої Світової Війни, корпуси яких зазнали корозії і протікають. Велика частина вуглеводнів надходить в атмосферу в результаті випаровування або неповного згоряння палива, після чого вступає в реакції і перетворюється в інші речовини. Однак частина, що залишилася існує у вигляді рідких крапель і адсорбується на дрібних атмосферних частинках. Рідкі і тверді частинки неминуче осідають на поверхні океану, вносячи значний внесок у загальне забруднення.
3. Поведінка нафти у водному середовищі
У нафти, крім основних головних вуглеводневих сполук (парафіни, нафтени, ароматичні з'єднання, олефіни), майже завжди містять сполуки сірки, азоту і кисню.Токсичність нафти залежить від змістів в ній ароматичних вуглеводнів, які здатні зберігатися в морській воді і донних відкладеннях у силу своєї стійкості. Алкани володіють не меншою токсичністю, але мають велику схильність до деградації. Крім того, у присутності нафтових вуглеводнів, токсичність інших забруднюючих речовин (металів і хлорованих вуглеводнів) проявляється більшою мірою. Наявність нафти в донних відкладах сприяє інтенсивному накопиченню в них хлорованих вуглеводнів і металів. З іншого боку, її наявність уповільнює перехід інших забруднюючих речовин з донних відкладень у воду.
Встановлено, що при днопоглиблювальних роботах частина вуглеводнів переходить з донних відкладень у водну товщу у вигляді часток емульсії або в розчиненої формі. Їх подальша доля багато в чому залежить від початкового стані при попаданні у воду. Нафтопродукти можуть: асимілюватися морськими організмами, повторно осаджують, утворювати нафтові агрегати, окислюватися, розчинятися і випаровуватися.
Ще одна особливість нафтових забруднень - здатність захоплювати і концентрувати важкі метали, пестициди. Коли нафта розливається на великій площі, то велика вірогідність протікання різних реакцій, так як розчинені в нафті речовини отримують можливість брати участь у різних хімічних процесах.
У разі утворення плівки, концентрування відбувається на поверхні і можливо в самій плівці. Концентрування металів змінює їх токсичність і ускладнює молекулярний перенесення в плівці внаслідок реакцій між металом і органічними сполуками. Ці процеси, що протікають в нафтовій плівці, можуть також викликати концентрування у замкнутої біологічний ланцюга харчування з участю нижчих організмів. Таким чином, введення забруднень у біологічне середовище харчування прискориться.
Характер розтікання нафти по поверхні водойм:
Здатність нафти розтікатися по поверхні води проявляється тільки в початковий період її перебування на воді і на поширення по водоймі істотно не впливає.
Швидкість розтікання нафтопродуктів легкої фракції (бензин, гас) нижче, ніж у важкої фракції (мазут, масло), так як поверхневий натяг на межі з водою у перших вище. З тієї ж причини, при однакових кількостях, продукти легкої фракції розтікаються на меншій площі.
Зона забруднення поширюється на кілька кілометрів від місця попадання нафти у воду. З моменту витоку і до моменту початку робіт з локалізації та ліквідації нафтового забруднення її поширення по водоймі вже зазвичай завершується, тобто зона забруднення набуває майже максимальні розміри і певну форму. Поширення пролитої нафти в умовах водойми відбувається під впливом течії, вітру, коливань рівня води і має свої особливості. Для річки, зважаючи на близькість берегів, нафту швидко досягає їх. Наявність заплав, мілководних ділянок, вкритих рослинністю, створює сприятливі умови для скупчення нафти. На відкритих ділянках, де є вітер і течія, нафту довго не затримується - її зносить у спокійні зони. Зазвичай, в цих же місцях скупчується і сміття, з яким вона перемішується.
При інтенсивному надходження нафти з пошкодженого судна утворюється нафтова пляма у вигляді широкої смуги, у якої товщина в середині більше, ніж по краях. При поступовому ж надходженні - пляма має вигляд вузької смуги. Від місця витоку нафту переміщається по рівнодіючої сили вітру і течії до досягнення берега. А, досягнувши його, переформують. В одних випадках, нафту вітром притискається до берега або який-небудь перешкоді і розташовується у вигляді клина - біля основи товщина більше. Якщо дія вітру незначно, то і товщина шару приблизно однакова. Нафта, що залишилася на березі через пониження рівня води, також розташовується у вигляді клину або рівномірним шаром.
При зміні напрямку вітру, нафта з одних ділянок може бути перенесена в інші, забруднюючи і їх. Як правило, вона розташовується уздовж берега, заповнюючи всі заплави. Але нерідко забруднені зони чергуються з чистими.
Якщо ж у водойми швидкість течії значна, то протяжність зони забруднення збільшується. Відомі випадки, коли вона досягала 50-130 км. Плавуча нафтова плівка може охоплювати величезні простори. Встановлено, що одна крапля може займати площу приблизно в 0,25 м 2. А тонна нафти покриває простір в 500 га. Зібрати таку нафту дуже важко.
Усі види нафти містять легкокипящие елементи, які швидко випаровуються. І вже через кілька днів пляма зменшується на 25%. Низькомолекулярні елементи виводяться з плями, головним чином, в результаті розчинення. Причому, ароматичні вуглеводні розчиняються швидше парафінів.
Розкладання нафти під впливом бактерій і окислення:
Біохімічне вплив бактерій, грибків і організмів на компоненти нафти набагато ширше і охоплює найрізноманітніші речовини в порівнянні з процесами випаровування та розчинення. Однак, не існує такого мікроорганізму, здатного зруйнувати всі компоненти нафти. Бактеріальне вплив характеризується високою вибірковістю, і повне розкладання вимагає впливу численних видів мікроорганізмів. При цьому утворюється ряд проміжних продуктів, для руйнування яких потрібна дія чергових організмів. Парафінові вуглеводні найбільш легко розкладаються бактеріями, отже, більш стійкі ціклопарафіновие і ароматичні зникають з океанської середовища з меншою швидкістю.
Також нафтові вуглеводні схильні до процесів хімічного окислення і фотоокислення, але у водному середовищі ці процеси недостатньо досліджені.
Вміст поживних речовин і кисню є визначальним фактором для діяльності мікроорганізмів. Для повного окислення 4 літрів сирої нафти буде потрібно кисень, що міститься в 1,5 мільйони літрів морської води, насиченою повітрям при 60 ° С, що еквівалентно кількості води шаром 30 сантиметрів і площею 5000 км 2.
Нафтова плівка перешкоджає процесу аерації - поглинання водою кисню через поверхню. У таких умовах бактеріальне розкладання може мати негативні наслідки, оскільки зменшує кількість кисню. При постійній витраті кисню, припинення аерації може виявитися згубним для тваринного світу водойми. Нафта належить до числа трудноокісляемим організмами речовин, тому самоочищення забруднених територій відбувається дуже тривалий час.
Вплив фізичних параметрів навколишнього середовища на швидкість розкладання нафти у воді:
Швидкість розкладання залежить від параметрів навколишнього середовища, і один з головних - це температура води. У загальному випадку, при підвищенні температури на 10 ° С швидкість реакцій збільшується у 2-4 рази. Зниження ж температури гальмує не тільки хімічні, а й біологічні процеси, пов'язані з деструкцією і трансформацією вуглеводнів. Швидкість розкладання вуглеводнів також залежить і від солоності, особливо в тих районах, які схильні до впливу річкового стоку.
Розпад нафти в менш солоних водах протікає найбільш активно. Зі збільшенням активної реакції середовища швидкість руйнування нафтопродуктів зростає. Так як діапазон змін рН в морі коливається в межах 2 одиниць, то ефект зміни періоду напіврозпаду нафти в морі в залежності від зміни рН в 25 разів менше, ніж від коливань температури, і в три рази менше, ніж від коливань солоності.
Вуглеводні, адсорбируясь на зважених частках, осідають на донних відкладах, але не завжди залишаються на їх поверхні. Крім того, вуглеводні, пов'язані з завислими частинками, можуть знову перейти в товщу води під впливом гідрометеорологічних факторів.
У глибоководних районах при наявності придонних течій підвищена концентрація нафти у донних відкладеннях обумовлюється також повторним суспендированием зважених часток.
Незначна щільність сучасних відкладень і гідродинамічна активність сприяє забрудненню донних відкладень по глибині. При цьому підвищується зв'язність неущільнених пісків і мулів у присутності нафти, зменшується дисперсність і пористість, через що частина донних відкладень перетвориться в уславився з високим вмістом нафти.
Зміст нафти в донних відкладах зменшується від глинистих мулів до суглинних і супіщаних і від пилуватих пісків до великих. При цьому збільшення вмісту вуглеводнів у донних відкладеннях поєднується зі зменшенням їх щільності і збільшенням дисперсності. Причина підвищеної концентрації нафти в дрібнодисперсних відкладах є те, що вони мають більшу сорбційною здатністю, а, значить, і здатність утримувати.
Однак, здатність до сорбції може значно змінюватися під впливом гідрометеорологічних факторів (хвилювання, течія), днопоглиблювальних і гідротехнічних робіт, що багаторазово і спостерігалося у природних умовах.
Освіта нафтових грудочок у воді:
Змішуючись із водою, нафта утворює емульсії двох типів: прямі "нафта у воді" і зворотні "вода в нафті". Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі і найбільш характерні для нафт, що містять поверхнево-активні речовини.
Після видалення летких і розчинних фракцій залишкова нафту частіше утворює в'язкі зворотні емульсії, які стабілізуються високомолекулярними сполуками типу смол і асфальтенів і містять 50-80% води ("шоколадний мус"). Під впливом абіотичних процесів в'язкість "мусу" збільшується і починається його злипання нафтові грудочки від 1мм до 10см. Агрегати являють собою суміш високомолекулярних вуглеводнів, смол і асфальтенів. Втрати нафти на формування подібних агрегатів становлять 5-10%. Такі освіти можуть тривалий час зберігатися на поверхні води, переноситися течіями, осідати на дно і викидатися на берег. Нафтові грудочки нерідко заселяються синьо-зеленими і діатомових водоростей, вусоногі рачками та іншими безхребетними.
Співвідношення всіх процесів, що сприяють видаленню нафти з водного середовища вивчено слабо, але відомо, що саме активність бактерій визначає кінцеву долю нафти у воді.
Загальна дія нафти на морське середовище можна розділити на 5 категорій:
1. безпосереднє отруєння з летальним результатом.
2. серйозні порушення фізіологічної активності.
3. ефект прямого обволікання живого організму нафтопродуктами.
4. хворобливі зміни, викликані впровадженням вуглеводнів в організм.
5. зміни в біологічні особливості середовища проживання.
Отруєння з летальним результатом:
Летальну отруєння можливо в результаті прямого впливу вуглеводнів на важливі процеси в клітинах, особливо на процеси обміну між ними.
Найбільшу небезпеку становлять розчинні у воді ароматичні вуглеводні. Вплив парафінових вуглеводнів низької молекулярної маси може викликати наркотичну дію, але необхідна для цього концентрація висока і відсутній в нафтових плямах. Смерть дорослих морських організмів може наступити після контакту протягом декількох годин з розчинними ароматичними вуглеводнями, зміст яких становить 10 -4 -10 -2%. Смертельні концентрації для ікринок і мальків складає 10 -5%, таким чином вони чутливіші до нафти в 10-100 разів.
Смертельні концентрації ароматичних вуглеводнів можливі в нафтових плямах, що не зазнали атмосферного впливу. Однак, вже згадувалося, що після тривалого перебування у воді нафта втрачає багато властивостей і компоненти.
Токсичні ефекти від нафтових плям зазвичай локалізовані і найбільша смертність там, де забруднення обмежено прибережними районами з великим вмістом живих організмів. Більшість нафтових забруднень знаходиться далеко від берега, в районах з великими глибинами, тому небезпечні фракції частково випаровуються або розбавляються водою до того, як пляма досягне прибережних районів. Компоненти, що є причиною смертельних випадків при великих концентраціях, можуть створювати проблеми і при малих - нафтові вуглеводні взаємодіють з живими організмами, чутливими до хімічних речовин, впливаючи на їх виживання.
Порушення фізіологічної активності:
Проблеми, викликані попаданням нафти в гідросферу, нерідко набагато ширше і триваліше за своїм впливом, ніж це зазвичай передбачається. Якщо врахувати також стічні води, то очевидно, що район, що піддався забруднення, може перетворитися у непридатний для водних організмів будь-якого виду.
Хімічний спосіб передачі інформації відіграє дуже важливу роль в житті морських організмів. Наприклад, морські хижаки знаходять свою здобич по хімічних речовинах, що містяться у воді в кількості 10 -7%. Подібна хімічна природа процесів залучення, відштовхування грає важливу роль при захисті від хижаків, локалізації місця проживання.
Деякі компоненти нафти (головним чином ароматичні вуглеводні) впливають на хімічні комунікаційні процеси, блокуючи рецептори організму або пригнічуючи природні стимули. Відомо, що вплив ароматичних вуглеводнів у кількості 10 -6 -10 -5% може викликати серйозні проблеми.
Обволікання живого організму нафтопродуктами:
Ефекти покриття і задухи є основними наслідками при забрудненні нафтопродуктами. В останні роки частою темою для обговорення були покриті нафтою пляжі і загибель що знаходяться в зоні припливу рослин, планктону, птахів.
Морські птахи стали першими жертвами забруднення морських вод нафтою. Опускаючись на нафтові плями, вони бруднили своє оперення. Вуглеводні обволікали пір'я, порушуючи їх гідрофобність і порушуючи захисну функцію оперення. Тому, вкриті мазутом птиці переохолоджуватися і гинули від гіпотермії. Крім того, птахи інтоксованний нафтою, що поглинається ними під час пірнання або спробі очистити пір'я. У результаті чого, відбувалися серйозні порушення функцій ендокринної системи, зокрема функції надниркової залози.
В даний час Ла-Манш, Північне та Середземне море, все більшою мірою забруднюють нафтою, поступово стають непридатними для проживання морських птахів. Крім того, слід враховувати і ту обставину, що нечисленні колонії більше схильні випадковостям при відтворенні, що спричиняє високий відсоток смертності ембріонів і пташенят.
Хворобливі зміни, викликані попаданням вуглеводнів в організм:
Будь-який організм, що живе у водному середовищі, знаходиться з нею в хімічному рівновазі. Якщо вміст вуглеводнів у воді менше навіть 10 -7% вони можуть поглинатися організмом і накопичуватися в тканинах. Таке впровадження хімічних речовин, що містять ароматичні вуглеводні, змінює смак їстівних організмів, крім того, це небезпечно, тому що подібні речовини є канцерогенними.
Якщо ж забруднення невелике і концентрація мала, то вони можуть повністю виводитися з організму. Однак, при тривалому перебуванні в подібних умовах можливо постійне забруднення організму. Показано, що у риб і ракоподібних виведення більшості вуглеводнів з організму відбувається за два тижні. Однак, обмін речовин у нижчих організмів відбувається повільніше і механізм його недостатньо зрозумілий.
Ненажерливі морські риби - основна ланка харчового ланцюга в морях помірних широт, нерідко проковтують нафтові грудочки. Таким чином, риби накопичують значну кількість токсичних речовин, які за харчового ланцюга можуть дійти до людини.
Ефект довгострокових впливів безпосередньо не виявляється і носить кумулятивний характер. Ці ефекти можуть бути викликані періодичним введенням речовин з великим часом "життя" або безперервним введенням стійких або нестійких речовин. Протікають при цьому процеси, як хімічно, так і біологічно впливають на навколишнє середовище.
Дуже часто небезпечні концентрації відповідають максимально допустимих рівнів, що не допускає ніяких відхилень у наборі речовин. Наприклад, стічні воду постачають в систему поживні речовини, але не всі організми можуть отримати з цього користь. У зв'язку з цим деякі організми отримують перевагу над іншими і екологічну рівновагу в тій чи іншій мірі порушується.
У межах одного виду, при переході від молодого організму до дорослої особини, вимоги до поживних речовин змінюються, що відбивається і в різній реакції на відхилення від норми. Дорослі організми можуть перенести певний рівень забруднення, який в той же час є смертельним для молодих. Тому наявність дорослої риби зовсім не означає, що води придатна для життя водних організмів.
Нафта і нафтові смоли містять канцерогенні речовини, які можуть сприяти появі аномальної кількості новоутворень у організмів, подібних з раковими пухлинами людини.
Зміни в біологічні особливості середовища проживання:
Забруднення нафтопродуктами впливає на навколишнє середовище і може призвести до неможливості життя в субстраті. Субстрат є середовищем, від якої організм або рослина отримує підтримку. Присутність вуглеводнів різної маси в кількості 10 -6 -10 -5% може хімічно ізолювати субстрат від всіх видів. Види, які потребують субстраті тільки як у пасивну підтримку - просто спираються на нього і відчувають меншу залежність; види, що живуть в субстраті, тобто активно від нього залежні, більш уразливі.
Поблизу Саутгемптона (Англія) є солоні марші, куди зливаються відходи нафтоперегінного заводу - 5800 літрів води щодня з дуже незначним забрудненням (10х10 -6 - 20х10 -6). Систематичне забруднення нафтою призвело до загибелі всієї рослинності на площі 36 Га навколо заводу. Після загибелі рослинності піски почали здуватися вітрами і змиватися дощами, так що ефективна глибина забруднення грунту нафтою різко зросла. Птахи й інші водні істоти, які раніше знаходили тут їжу, тепер змушені були покинути ці місця. Таким чином, навіть дуже малі рівні забруднює нафти при тривалій дії можуть призвести до серйозних наслідків для спільноти водних організмів.
У районах, де нафта часто потрапляє у воду, наприклад на морському нафтовому родовищі «Мейн-пас» у Мексиканській затоці, помітними стають і зміни видового складу морського співтовариства. Організми, що селяться на донних опадах в затоці Тімбальер (Мексиканська затока), належать в основному до двох видів, відомим тим, що вони мешкають переважно в забруднених районах. Мексиканська затока забруднювалося нафтою протягом такого тривалого часу, що зараз там неможливо відшукати ще не забруднене місце, щоб надійно оцінити характер колишніх природних співтовариств.
У Північному морі, навпроти, промислове буріння з метою видобутку нафти і газу розпочалося в 1973 році, і з тих пір там велися біологічні дослідження, які виявили поступове збільшення вмісту нафти в донних опадах в околицях бурових свердловин. Крім того, помітно знизилося число видів водних організмів, а також загальна чисельність організмів. З плином часу площа областей, в яких були відзначені ці явища, постійно зростає.
Водні організми, що населяють поверхневий шар Світового океану, забезпечують повернення в атмосферу значної частини вільного кисню планети. Величезний обсяг Світового океану свідчить про невичерпність природних ресурсів планети. Крім того, Світовий океан є колектором річкових вод суші, щорічно приймаючи близько 39 тис. кубічних кілометрів води. І що намітилося в окремих районах забруднення Світового океану загрожує порушити природний процес влагооборота в його найбільш відповідальному ланці - випаровуванні з поверхні океану.
2. Джамалом Р.Г. Інженерна геологія з основами геокриології. Навчальний посібник, - Міжнарод. уні-т природи про-ва і людини "Дубна", 2003.
3. Хімія навколишнього середовища. Переклад з англійської мови під редакцією А. Циганкова. - Москва: Хімія, 1982 р.
4. Шлигін І.А. та ін Дослідження процесів при скиданні відходів у море. - Ленінград: Гідрометіоіздат. 1983
Нафтова плівка перешкоджає процесу аерації - поглинання водою кисню через поверхню. У таких умовах бактеріальне розкладання може мати негативні наслідки, оскільки зменшує кількість кисню. При постійній витраті кисню, припинення аерації може виявитися згубним для тваринного світу водойми. Нафта належить до числа трудноокісляемим організмами речовин, тому самоочищення забруднених територій відбувається дуже тривалий час.
Вплив фізичних параметрів навколишнього середовища на швидкість розкладання нафти у воді:
Швидкість розкладання залежить від параметрів навколишнього середовища, і один з головних - це температура води. У загальному випадку, при підвищенні температури на 10 ° С швидкість реакцій збільшується у 2-4 рази. Зниження ж температури гальмує не тільки хімічні, а й біологічні процеси, пов'язані з деструкцією і трансформацією вуглеводнів. Швидкість розкладання вуглеводнів також залежить і від солоності, особливо в тих районах, які схильні до впливу річкового стоку.
Розпад нафти в менш солоних водах протікає найбільш активно. Зі збільшенням активної реакції середовища швидкість руйнування нафтопродуктів зростає. Так як діапазон змін рН в морі коливається в межах 2 одиниць, то ефект зміни періоду напіврозпаду нафти в морі в залежності від зміни рН в 25 разів менше, ніж від коливань температури, і в три рази менше, ніж від коливань солоності.
4. Вплив донних відкладень на розпад вуглеводнів
У процесі самоочищення морського середовища від вуглеводнів значна роль належить донних відкладень, які, з одного боку, сприяють очищенню за допомогою адсорбцію, але з іншого боку, можуть самі стати джерел повторного забруднення. При цьому наноси і зважені частинки, діючи як "пастки", відіграють значну роль у міграції нафтових забруднень.Вуглеводні, адсорбируясь на зважених частках, осідають на донних відкладах, але не завжди залишаються на їх поверхні. Крім того, вуглеводні, пов'язані з завислими частинками, можуть знову перейти в товщу води під впливом гідрометеорологічних факторів.
У глибоководних районах при наявності придонних течій підвищена концентрація нафти у донних відкладеннях обумовлюється також повторним суспендированием зважених часток.
Незначна щільність сучасних відкладень і гідродинамічна активність сприяє забрудненню донних відкладень по глибині. При цьому підвищується зв'язність неущільнених пісків і мулів у присутності нафти, зменшується дисперсність і пористість, через що частина донних відкладень перетвориться в уславився з високим вмістом нафти.
Зміст нафти в донних відкладах зменшується від глинистих мулів до суглинних і супіщаних і від пилуватих пісків до великих. При цьому збільшення вмісту вуглеводнів у донних відкладеннях поєднується зі зменшенням їх щільності і збільшенням дисперсності. Причина підвищеної концентрації нафти в дрібнодисперсних відкладах є те, що вони мають більшу сорбційною здатністю, а, значить, і здатність утримувати.
Однак, здатність до сорбції може значно змінюватися під впливом гідрометеорологічних факторів (хвилювання, течія), днопоглиблювальних і гідротехнічних робіт, що багаторазово і спостерігалося у природних умовах.
Освіта нафтових грудочок у воді:
Змішуючись із водою, нафта утворює емульсії двох типів: прямі "нафта у воді" і зворотні "вода в нафті". Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі і найбільш характерні для нафт, що містять поверхнево-активні речовини.
Після видалення летких і розчинних фракцій залишкова нафту частіше утворює в'язкі зворотні емульсії, які стабілізуються високомолекулярними сполуками типу смол і асфальтенів і містять 50-80% води ("шоколадний мус"). Під впливом абіотичних процесів в'язкість "мусу" збільшується і починається його злипання нафтові грудочки від 1мм до 10см. Агрегати являють собою суміш високомолекулярних вуглеводнів, смол і асфальтенів. Втрати нафти на формування подібних агрегатів становлять 5-10%. Такі освіти можуть тривалий час зберігатися на поверхні води, переноситися течіями, осідати на дно і викидатися на берег. Нафтові грудочки нерідко заселяються синьо-зеленими і діатомових водоростей, вусоногі рачками та іншими безхребетними.
Співвідношення всіх процесів, що сприяють видаленню нафти з водного середовища вивчено слабо, але відомо, що саме активність бактерій визначає кінцеву долю нафти у воді.
5. Біологічні та хімічні зміни, зумовлені забрудненням гідросфери нафтою
Деякі з фракцій, що містяться в нафті, дуже токсичні, причому їх токсичність зростає по мірі збільшення концентрації. Низкокипящие і деякі ароматичні сполуки (бензол, ксилол) токсичні і різною мірою розчиняються у воді. До складу висококиплячих фракцій входять канцерогенні речовини. Нафта сама по собі теж токсична, але даних про отруєння нафтою, що потрапляє всередину організму, небагато. Емульсії нафти можуть фізично впливати на організми, викликаючи задуху.Загальна дія нафти на морське середовище можна розділити на 5 категорій:
1. безпосереднє отруєння з летальним результатом.
2. серйозні порушення фізіологічної активності.
3. ефект прямого обволікання живого організму нафтопродуктами.
4. хворобливі зміни, викликані впровадженням вуглеводнів в організм.
5. зміни в біологічні особливості середовища проживання.
Отруєння з летальним результатом:
Летальну отруєння можливо в результаті прямого впливу вуглеводнів на важливі процеси в клітинах, особливо на процеси обміну між ними.
Найбільшу небезпеку становлять розчинні у воді ароматичні вуглеводні. Вплив парафінових вуглеводнів низької молекулярної маси може викликати наркотичну дію, але необхідна для цього концентрація висока і відсутній в нафтових плямах. Смерть дорослих морських організмів може наступити після контакту протягом декількох годин з розчинними ароматичними вуглеводнями, зміст яких становить 10 -4 -10 -2%. Смертельні концентрації для ікринок і мальків складає 10 -5%, таким чином вони чутливіші до нафти в 10-100 разів.
Смертельні концентрації ароматичних вуглеводнів можливі в нафтових плямах, що не зазнали атмосферного впливу. Однак, вже згадувалося, що після тривалого перебування у воді нафта втрачає багато властивостей і компоненти.
Токсичні ефекти від нафтових плям зазвичай локалізовані і найбільша смертність там, де забруднення обмежено прибережними районами з великим вмістом живих організмів. Більшість нафтових забруднень знаходиться далеко від берега, в районах з великими глибинами, тому небезпечні фракції частково випаровуються або розбавляються водою до того, як пляма досягне прибережних районів. Компоненти, що є причиною смертельних випадків при великих концентраціях, можуть створювати проблеми і при малих - нафтові вуглеводні взаємодіють з живими організмами, чутливими до хімічних речовин, впливаючи на їх виживання.
Порушення фізіологічної активності:
Проблеми, викликані попаданням нафти в гідросферу, нерідко набагато ширше і триваліше за своїм впливом, ніж це зазвичай передбачається. Якщо врахувати також стічні води, то очевидно, що район, що піддався забруднення, може перетворитися у непридатний для водних організмів будь-якого виду.
Хімічний спосіб передачі інформації відіграє дуже важливу роль в житті морських організмів. Наприклад, морські хижаки знаходять свою здобич по хімічних речовинах, що містяться у воді в кількості 10 -7%. Подібна хімічна природа процесів залучення, відштовхування грає важливу роль при захисті від хижаків, локалізації місця проживання.
Деякі компоненти нафти (головним чином ароматичні вуглеводні) впливають на хімічні комунікаційні процеси, блокуючи рецептори організму або пригнічуючи природні стимули. Відомо, що вплив ароматичних вуглеводнів у кількості 10 -6 -10 -5% може викликати серйозні проблеми.
Обволікання живого організму нафтопродуктами:
Ефекти покриття і задухи є основними наслідками при забрудненні нафтопродуктами. В останні роки частою темою для обговорення були покриті нафтою пляжі і загибель що знаходяться в зоні припливу рослин, планктону, птахів.
Морські птахи стали першими жертвами забруднення морських вод нафтою. Опускаючись на нафтові плями, вони бруднили своє оперення. Вуглеводні обволікали пір'я, порушуючи їх гідрофобність і порушуючи захисну функцію оперення. Тому, вкриті мазутом птиці переохолоджуватися і гинули від гіпотермії. Крім того, птахи інтоксованний нафтою, що поглинається ними під час пірнання або спробі очистити пір'я. У результаті чого, відбувалися серйозні порушення функцій ендокринної системи, зокрема функції надниркової залози.
В даний час Ла-Манш, Північне та Середземне море, все більшою мірою забруднюють нафтою, поступово стають непридатними для проживання морських птахів. Крім того, слід враховувати і ту обставину, що нечисленні колонії більше схильні випадковостям при відтворенні, що спричиняє високий відсоток смертності ембріонів і пташенят.
Хворобливі зміни, викликані попаданням вуглеводнів в організм:
Будь-який організм, що живе у водному середовищі, знаходиться з нею в хімічному рівновазі. Якщо вміст вуглеводнів у воді менше навіть 10 -7% вони можуть поглинатися організмом і накопичуватися в тканинах. Таке впровадження хімічних речовин, що містять ароматичні вуглеводні, змінює смак їстівних організмів, крім того, це небезпечно, тому що подібні речовини є канцерогенними.
Якщо ж забруднення невелике і концентрація мала, то вони можуть повністю виводитися з організму. Однак, при тривалому перебуванні в подібних умовах можливо постійне забруднення організму. Показано, що у риб і ракоподібних виведення більшості вуглеводнів з організму відбувається за два тижні. Однак, обмін речовин у нижчих організмів відбувається повільніше і механізм його недостатньо зрозумілий.
Ненажерливі морські риби - основна ланка харчового ланцюга в морях помірних широт, нерідко проковтують нафтові грудочки. Таким чином, риби накопичують значну кількість токсичних речовин, які за харчового ланцюга можуть дійти до людини.
Ефект довгострокових впливів безпосередньо не виявляється і носить кумулятивний характер. Ці ефекти можуть бути викликані періодичним введенням речовин з великим часом "життя" або безперервним введенням стійких або нестійких речовин. Протікають при цьому процеси, як хімічно, так і біологічно впливають на навколишнє середовище.
Дуже часто небезпечні концентрації відповідають максимально допустимих рівнів, що не допускає ніяких відхилень у наборі речовин. Наприклад, стічні воду постачають в систему поживні речовини, але не всі організми можуть отримати з цього користь. У зв'язку з цим деякі організми отримують перевагу над іншими і екологічну рівновагу в тій чи іншій мірі порушується.
У межах одного виду, при переході від молодого організму до дорослої особини, вимоги до поживних речовин змінюються, що відбивається і в різній реакції на відхилення від норми. Дорослі організми можуть перенести певний рівень забруднення, який в той же час є смертельним для молодих. Тому наявність дорослої риби зовсім не означає, що води придатна для життя водних організмів.
Нафта і нафтові смоли містять канцерогенні речовини, які можуть сприяти появі аномальної кількості новоутворень у організмів, подібних з раковими пухлинами людини.
Зміни в біологічні особливості середовища проживання:
Забруднення нафтопродуктами впливає на навколишнє середовище і може призвести до неможливості життя в субстраті. Субстрат є середовищем, від якої організм або рослина отримує підтримку. Присутність вуглеводнів різної маси в кількості 10 -6 -10 -5% може хімічно ізолювати субстрат від всіх видів. Види, які потребують субстраті тільки як у пасивну підтримку - просто спираються на нього і відчувають меншу залежність; види, що живуть в субстраті, тобто активно від нього залежні, більш уразливі.
Поблизу Саутгемптона (Англія) є солоні марші, куди зливаються відходи нафтоперегінного заводу - 5800 літрів води щодня з дуже незначним забрудненням (10х10 -6 - 20х10 -6). Систематичне забруднення нафтою призвело до загибелі всієї рослинності на площі 36 Га навколо заводу. Після загибелі рослинності піски почали здуватися вітрами і змиватися дощами, так що ефективна глибина забруднення грунту нафтою різко зросла. Птахи й інші водні істоти, які раніше знаходили тут їжу, тепер змушені були покинути ці місця. Таким чином, навіть дуже малі рівні забруднює нафти при тривалій дії можуть призвести до серйозних наслідків для спільноти водних організмів.
У районах, де нафта часто потрапляє у воду, наприклад на морському нафтовому родовищі «Мейн-пас» у Мексиканській затоці, помітними стають і зміни видового складу морського співтовариства. Організми, що селяться на донних опадах в затоці Тімбальер (Мексиканська затока), належать в основному до двох видів, відомим тим, що вони мешкають переважно в забруднених районах. Мексиканська затока забруднювалося нафтою протягом такого тривалого часу, що зараз там неможливо відшукати ще не забруднене місце, щоб надійно оцінити характер колишніх природних співтовариств.
У Північному морі, навпроти, промислове буріння з метою видобутку нафти і газу розпочалося в 1973 році, і з тих пір там велися біологічні дослідження, які виявили поступове збільшення вмісту нафти в донних опадах в околицях бурових свердловин. Крім того, помітно знизилося число видів водних організмів, а також загальна чисельність організмів. З плином часу площа областей, в яких були відзначені ці явища, постійно зростає.
Водні організми, що населяють поверхневий шар Світового океану, забезпечують повернення в атмосферу значної частини вільного кисню планети. Величезний обсяг Світового океану свідчить про невичерпність природних ресурсів планети. Крім того, Світовий океан є колектором річкових вод суші, щорічно приймаючи близько 39 тис. кубічних кілометрів води. І що намітилося в окремих районах забруднення Світового океану загрожує порушити природний процес влагооборота в його найбільш відповідальному ланці - випаровуванні з поверхні океану.
Висновок
Проблема забруднення нафтою з'явилася відносно недавно - століття півтора тому, коли тільки почався промисловий видобуток нафти, але це не зменшує її небезпеки. З забрудненням необхідно боротися, деякі з способів були описані вище, але на все потрібні гроші, а керівники країн часто не звертають належної уваги на питання охорони середовища. Завжди будуть знаходитися люди і організації ("Greenpeace"), що приділяють увагу проблемі і намагаються боротися з цим, але їхні зусилля не змінять світ і самих людей.Список літератури
1. Шварцем С.Л. Загальна гідрогеологія. Підручник, - М.; "Надра", 1996.2. Джамалом Р.Г. Інженерна геологія з основами геокриології. Навчальний посібник, - Міжнарод. уні-т природи про-ва і людини "Дубна", 2003.
3. Хімія навколишнього середовища. Переклад з англійської мови під редакцією А. Циганкова. - Москва: Хімія, 1982 р.
4. Шлигін І.А. та ін Дослідження процесів при скиданні відходів у море. - Ленінград: Гідрометіоіздат. 1983