Лекция13. Охрана водных ресурсов земли

Глобальная проблема Мирового океана. Мировой океан определяет лицо нашей биосферы: огромная масса его вод формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из вод Мирового океана. Океан – уникальный регулятор количества углекислоты в атмосфере. Он способен поглощать её избыток. В Мировом океане ежегодно вылавливается около 70 млн. тонн рыбы и других морепродуктов. Это, хотя и составляет 1% мирового производства продовольствия, но, с другой стороны, это – 15% потребляемых человеком животных белков.

Морские водоросли используются как сырьё для пищевой и фармацевтической промышленности. Из них получают твёрдые спирты, эфиры, уксус, алгинат натрия и др. Морские котики, тюлени и нерпы дают ценные меха, которые пользуются большим спросом на мировом рынке. Шельф – морские нивы человечества, самая продуктивная часть океана. Почти вся рыба, добываемая в мире, ловится на шельфе. Ежегодно на шельфах Мирового океана добывается около 700 млн. тонн нефти и 300 млрд. куб. м газа, что составляет 25% общей добычи нефти и газа в соответствующих странах.

Океаны мира – неиссякаемый источник урана, однако добыча его была до сих пор делом достаточно дорогим. Также богатства морей используются для промышленного получения пресной воды.

Экологические проблемы Мирового океана обуславливаются и "нагрузкой" на прибрежные районы, и непосредственно – на экосистемы морей. "Сдвигом к морю" называют глобальный процесс притяжения к морским берегам самой разнообразной экономической деятельности, а значит и населения. Многие отрасли индустрии были "морскими" исконно (рыбоконсервная промышленность, цветная металлургия на импортном сырье, судостроение и обслуживающие его отрасли). Но куда больше и значимее добавившиеся в последние десятилетия крупная переработка нефти и нефтехимия, "приморская" чёрная металлургия (связанная с массовым переходом на импортную руду – дешёвую и качественную, доставляемую крупными рудовозами), целый ряд отраслей, экспортирующих свою продукцию морем (вплоть до автомобильных заводов Японии).

В итоге в прибрежных районах сложились мощные портово-промышленные комплексы. Наметился и "сдвиг к морю" населения – за последние 40 лет доля приморских районов в населении Земли увеличилась с 30-35 до 40-45 %. Только в агломерациях здесь жило 617 млн. человек (1980 г.), а в 2002 г. будет около 1 млрд. человек. Показательно, что почти все крупнейшие мегалополисы мира сформировались на побережье: Босваш (Бостон – Вашингтон) и Калифорнийский в США, "Тихоокеанский пояс" в Японии.

Океан рассматривается как даровая свалка отходов – антропогенный "сток" уже стал гораздо больше природного: по свинцу его доля – 92 %, по нефти – больше 90%, по ртути – 70%. Только нефтяное загрязнение Мирового океана оценивается до 15 млн. тонн в год, причём большая часть его падает на загрязнение суши (НПЗ, вынос его реками) – больше половины.

В мировой статистике главным загрязнителем Мирового океана считается нефть. К началу 80-х годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. Почти половину (44%) её приносят в океан реки и сточные воды расположенных на морских берегах предприятий и городов.

На втором месте в мировой статистике стоит морской флот. Это и загрязнённые нефтепродуктами промывочные воды, и балласт, которые сбрасывают суда за борт, и льяльные воды, которые накапливаются в машинном отделении любого судна; и мелкие, многочисленные разливы при бункеровке, разгрузке и перегрузке нефти. А в общей сложности насчитывается около 2,5 млн. тонн нефти в год. Для сравнения: из всех танкеров, потерпевших крушение за 1995 год, вылилось всего лишь 320 тыс. тонн нефти, т.е. почти в 9 раз меньше.

За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.

Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т/год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн.т. нефти.

Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности.

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света (пропускание 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую – «нефть в воде» и обратную – "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Естественно, что сильнее всего загрязнение проявляется в прибрежных районах, на шельфе, куда сбрасывается особенно много отходов (в США – более 50 млн. тонн в год), и попадают все загрязнения, выносимые реками из внутренних районов. В Северное море, например, попадает 90 млн. тонн отходов, причём особенно опасная ситуация создаётся в устьях рек: загрязняющий "шлейф" Рейна прослеживается вдоль всего датско-германского побережья, достигая на востоке Скагеррака. Северное море подвергается наиболее концентрированному воздействию многих факторов загрязнения – сброс промышленных отходов, постоянное загрязнение от танкеров и буровых платформ, сброс радиоактивных отходов от АЭС Великобритании. Всё это особо опасно, учитывая высокую биопродуктивность (50 кг рыбы с гектара при среднем улове в Мировом океане 2 кг с га). В устье Эмса (Германия) в 80-х годах доля больных рыб и угрей достигала 60 %. Сильнейшим образом проявилось загрязнение Мирового океана у берегов Японии – новая болезнь "минамата" – была следствием ртутного загрязнения: бухта Токио относится к числу максимально загрязнённых акваторий мира. В середине 80-х гг. многократно закрывались для отдыхающих пляжи Италии, только южнее Ливорно было выявлено 26 "заражённых зон". Большую опасность для открытого океана представляют катастрофы танкеров и ещё большую – атомных подводных лодок.

Танкеры под "дешёвым флагом" – типичный случай. Одна из первых крупных катастроф на море – катастрофа танкера "Торри каньон" (60-е годы). Он был американской собственностью, но почему-то ходил под либерийским флагом и управлялся украинскими и итальянскими весьма подвыпившими моряками. Итогом был крупный разлив нефти в Ла-Манше и загрязнение британского и французского берегов.

Катастрофа супертанкера "Экссон Валдиз" у берегов Южной Аляски (1990 г.) была одна из рекордных в этом веке. Танкер имел на борту 150 тыс. тонн нефти, а после катастрофы нефтяное пятно протянулось на 2000 км вдоль побережья, и это имело необратимые последствия – погибло более 500 тысяч птиц. В 1994 году рыбаки Аляски предъявили иск компании "Эксон" в 1,2 млрд. $ (США), хотя она уже потратила на выплату компенсации более 3 млрд. "зелёных". Только за 1989 год было 12 катастроф танкеров. Особо опасным районом стало Средиземное море, через которое проходит грузопоток в 250 млн. тонн нефти, хотя площадь всего бассейна – только 1 % Мирового океана. И две катастрофы танкеров в 1991 г. подтвердили эту опасность.

Всё это говорит о нарастающей конфликтности использования Мирового океана – развитие добывающей промышленности на шельфе и широкий сброс промышленных отходов в океан подрывают условия для традиционных отраслей рыболовства и рекреации. К тому же и сами отдыхающие на побережье ухудшают экологическую ситуацию. На побережье Аляски (а это отнюдь не самый типичный пример рекреационного района) был проведён поштучный учёт пластиковых отходов, выброшенных прибоем на берег – за пару лет они увеличились в 2 раза, составив 345 кг на 1 км пляжа!!!

Особо опасно воздействие на Мировой океан военных конфликтов. "Война в Заливе" привела к тому, что почти две трети западного побережья Персидского залива было покрыто слоем нефти, и погибло огромное количество рыб, птиц и животных. Окружающая среда подвергалась беспрецедентному за всю историю человечества загрязнению.

Более неясные проблемы могут возникнуть вследствие потепления климата Земли. В настоящее время идёт незаметное повышение уровня Мирового океана (на 1-1,5 см в год). Действие "парникового эффекта", если оно имеет место, или даже простое чередование ритмов может привести к повышению уровня океана на 1,5-2 м, затоплению "маршей" (зон высокой биологической продуктивности, гнездования птиц и т.д.), принести серьёзный ущерб хозяйству многих стран.

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. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

Основанием для дампинга в море служит способность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воде. Однако эта способность не беспредельна.

Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках 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% ртути; 0,001% кадмия.

Во время сброса при прохождении материала сквозь 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. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др.

В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе «воздух – вода». Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на них.

Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность придонной воды приводит к гибели от удушья малоподвижных форм бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.

При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих модели климата, учитываются вещества в составе материального сброса.

Дата добавления: 2014-01-05