сукачов



Промислові викиди, що потрапляють у воду та їх вплив на живі організми світового океану

Роботу виконав:

Сукачов Ігор

Декілька десятиліть назад забруднені води нагадували окремі острівці серед чистих вод Світового океану. Проте швидкість надходження забруднюючих речовин у Світовий океан останнім часом різко зросла. Морські екосистеми зазнають значного антропогенного впливу внаслідок забруднення нафтою і нафтопродуктами, важкими металами, пестицидами, побутовим сміттям та поховання різноманітних відходів (дампінг).

Нафтове забруднення Світового океану, без сумніву, є найпоширенішим явищем. Нафта - це в'язка масляниста рідина, що має темно-коричневий колір і слабку флюоресценцію. У морські води щорічно надходить до 6 млн т нафтопродуктів. Унаслідок забруднення нафтою спочатку утворюється нафтова плівка. Наприклад, 1 т нафти здатна покрити до 12 км2 поверхні моря. Протягом певного часу можуть утворюватися емульсії "нафта у воді" або "вода у нафті". Пізніше виникають грудочки важкої фракції нафти - "нафтові агрегати", які здатні довго зберігатися на поверхні, переноситися течією, викидатися на берег та осідати на-дно.

За останні 50 років пробурено близько 2000 свердловин у Світовому океані. Через незначні витоки щорічно втрачається 0,1 млн т нафти. Великі маси нафти надходять у моря з водами рік, з побутовими і зливовими стоками. Обсяг забруднень з цього джерела становить 2,0 млн т на рік. Зі стоками промисловості щорічно потрапляє до 0,5 млн т нафти.

Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, зливання за борт танкерами промивних і баластових вод - усе це зумовлює наявність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів.

Унаслідок нафтового забруднення відбувається зміна фізико-хімічних процесів у водному середовищі, а саме: змінюється склад спектра та інтенсивність проникнення у воду світла, підвищується температура поверхневого шару води, погіршується газообмін, зменшується кількість фітопланктону і гине риба.

Пестициди - це група штучно створених речовин, що використовуються для боротьби зі шкідниками і хворобами рослин. Класифікація пестицидів за призначенням

Назва пестициду

Призначення для знищення

Інсектициди

Комах-шкідників

Гербіциди

Бур'янів

Фунгіциди

Грибів (збудників хворіб)

Бактерициди

Бактерій

Родентициди

Гризунів (зокрема, мишей)

Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води. У водному середовищі найчастіше трапляються представники інсектицидів, фунгіцидів і гербіцидів. Синтезовані інсектициди поділяють на три основні групи: хлорорганічні, фосфорорганічні і карбонати. Хлорорганічні інсектициди отримують за допомогою хлорування ароматичних і гетероциклічних рідких вуглеводнів. До хлорорганічних інсектицидів належать ДДТ і його похідні, що налічують до 210 гомологів та ізомерів. Ці речовини мають період напіврозпаду до декількох десятків років і дуже стійкі до біодеградації.

За останні 40 років використано понад 1,2 млнт поліхлорбіфенілів у виробництві пластмас, барвників, трансформаторів, конденсаторів. Поліхлорбіфеніли (ПХБ) потрапляють у навколишнє середовище в результаті скидання промислових стічних вод і спалювання твердих відходів на смітниках. Останнє джерело постачає ПХБ в атмосферу, звідкіля вони з атмосферними опадами випадають у всіх районах земної кулі. Так, у пробах снігу, взятих в Антарктиді, вміст ПХБ становив 0,03-1,2 кг/л.

Синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) належать до великої групи речовин, що знижують поверхневий натяг води. Вони входять до складу синтетичних миючих засобів (СМЗ), які широко застосовують у побуті й промисловості. Разом зі стічними водами СПАР потрапляють у материкові води і морське середовище. Найрозповсюдженішими серед СПАР є аніонактивні речовини. На їхню частку припадає понад 50% усіх вироблених у світі СПАР. Наявність СПАР у стічних водах промисловості пов'язана з використанням їх у таких процесах, як флотаційне збагачення руд, поділ продуктів хімічних технологій, одержання полімерів, поліпшення умов буріння нафтових свердловин, боротьба з корозією обладнання. У сільському господарстві СПАР застосовується у складі пестицидів. СПАР, потрапляючи у водне середовище, призводять до зменшення концентрації кисню у воді та зміни її органолептичних властивостей.

Важкі метали (свинець, ртуть, кадмій, кобальт, нікель, цинк та ін.) належать до групи мікроелементів з огляду на їхні низькі концентрації у природних водах. У природі важкі метали входять до складу сполук зі специфічними функціями: ферментів, вітамінів, гормонів. Ці сполуки впливають на зміну активності процесів обміну речовин у живих організмах. Збільшення їхніх концентрацій може викликати порушення біологічних процесів у живих організмах і призвести до захворювань, а то й загибелі.

На сучасному етапі важкі метали широко застосовуються в різних промислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні заходи, їхній вміст у промислових стічних водах доситьвисокий. Значна кількість цих сполук надходить в океан і через атмосферу.

Для морських біоценозів найбільш небезпечними є свинець, ртуть, кобальт і стронцій.

Свинець належить до малопоширених елементів. У природі свинець трапляється у складі таких мінералів, як галеніт, анаглезит, церусит. Значне збільшення вмісту свинцю у поверхневих водах зумовлене його широким застосуванням у промисловості. Основними джерелами забруднення вод сполуками свинцю є спалення вугілля, застосування тетраетилсвинцю у моторному паливі, а також надходження зі стічними водами рудозбагачувальних фабрик, металургійних підприємств, хімічних виробництв і шахт. Свинець легко утворює комплексні сполуки з більшістю сірчано-, фосфоро-, оксиген- і нітроген вмісних лігандів, що приводить потім до його акумуляції в живих і неживих органічних компонентах.

Для живих організмів свинець є одним із сильних токсикантів. Неорганічні сполуки свинцю порушують обмін речовин і виступають інгібіторами ферментів. Здатність замінювати кальцій у кістках є надзвичайно негативним наслідком дії неорганічних сполук свинцю. Тривале споживання води навіть із низьким вмістом металу - одна з причин гострих і хронічних захворювань.

Ртуть характеризується меншим вмістом у земній корі, ніж інші метали, і потрапляє у навколишнє середовище природним шляхом внаслідок вивітрювання осадових порід і виверження вулканів (щорічно до 3,5 тис. т). Крім того, значна частина ртуті має антропогенне походження, оскільки її використовують у хімічній промисловості в електролітичних реакторах для виробництва їдкого натрію та хлору.

Близько половини річного промислового виробництва цього металу (910 тис. т/рік) різними шляхами потрапляє в океан. У районах, що забруднюються промисловими водами, концентрація ртуті в розчині і суспензіях сильно підвищується. При цьому деякі бактерії переводять хлориди у високотоксичну метилртуть. Потім вона потрапляє в організм риби, і якщо людина вживає рибу з певним вмістом метилртуті, то 90% її акумулюється людським організмом і не виводиться з нього.

Зараження морепродуктів неодноразово призводило до ртутного отруєння прибережного населення. До 1977 р. налічувалося 2800 жертв хвороби Міномата, причиною якої стали відходи підприємств з виробництва хлорвінілу та ацетальдегіду, на яких як каталізатор використовувалася хлориста ртуть.

Кобальт і його сполуки потрапляють у природні води при вилуговуванні мідно-колчеданових руд, екзогенних мінералів і порід, з ґрунтів при розкладанні організмів. Особливо небезпечним джерелом надходження сполук кобальту стають стічні води металургійних металообробних, нафтопереробних і хімічних виробництв.

Кобальт є біологічно активним елементом, він завжди міститься в організмах тварин і рослин. Входячи до складу деяких вітамінів, він активно впливає на надходження нітрогенистих речовин, збільшення вмісту хлорофілу та аскорбінової кислоти, активізує біосинтез і підвищує вміст білкового нітрогену в рослинах. Проте підвищені концентрації сполук нітрогену є токсичними для живих організмів.

Стронцій має низькі концентрації у природних водах. Джерелом стронцію в природних водах є гірські породи, найбільшу кількість його містять гіпсоносні відклади. Він за своїми хімічними властивостями близький до кальцію, проте відрізняється від нього біологічним впливом на організм. З надлишком вмісту цього елемента у ґрунтах, водах і продуктах харчування пов'язана так звана уровська хвороба. Це захворювання вперше було виявлено у Східному Забайкаллі в басейні річки Уров. У деяких жителів цієї місцевості спостерігалися болі в суглобах, зміни форм тіла (скелета). Це пов'язано зі здатністю стронцію замінювати кальцій у кістках живих організмів.

Скидання відходів у море з метою захоронення (дампінг). Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морські захоронення різних матеріалів і речовин, зокрема, ґрунту, вийнятого при днопоглиблювальних роботах, бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів. Обсяг поховань становить близько 10% від усієї маси забруднюючих речовин, що надходять у Світовий океан. Підставою для дампінгу в море служить здатність морського середовища до переробки великої кількості органічних і неорганічних речовин без особливої шкоди для води. Однак ця здатність не безмежна. Тому дампінг розглядається як вимушений захід, тимчасова данина суспільства недосконалості технології.

У шлаках промислових виробництв наявні різноманітні органічні речовини і сполуки важких металів. Забруднюючі речовини, що надходять у розчин, можуть акумулюватися в тканинах та органах гідробіонтів і токсично впливати на них. Скидання матеріалів дампінгу на дно і тривала підвищена мутність донної води призводить до загибелі від задухи малорухомих форм бентосу. У риб, що вижили, молюсків і ракоподібних скорочується швидкість росту за рахунок погіршення умов харчування і дихання. Нерідко змінюється видовий склад цього співтовариства.

При організації системи контролю за скиданням відходів у море вирішальне значення має визначення районів дампінгу, визначення динаміки забруднення морської води і донних відкладень. Для виявлення можливих обсягів скидання в море відходів необхідно проводити розрахунки всіх забруднюючих речовин, що містяться у його складі.

Побутове сміття в середньому містить (на масу сухої речовини) 32-40% органічних речовин; 0,56% нітрогену; 0,44% фосфору; 0,155% цинку; 0,085% свинцю; 0,001% ртуті; 0,001% кадмію. Під час скидання матеріал проходить крізь товщу води, частина забруднюючих речовин переходить у розчин, змінюючи якість води, інша сорбується частками суспензії і переходить у донні відкладення. Одночасно підвищується мутність води. Наявність органічних речовин часто призводить до швидких втрат кисню у воді або до його повного зникнення, розчинення суспензій, нагромадження металів у розчиненій формі, появи сірководню. Наявність великої кількості органічних речовин створює в ґрунтах стійке відновлювальне середовище, у якому виникає особливий тип мулистих вод, що містять сірководень, аміак, іони металів.