- Екологічні проблеми Світового океану та способи їх вирішення
- Дослідження особливостей, закономірностей та джерел забруднення акваторії Світового океану. Міжнародне законодавство з використання й охорони вод Світового океану. Розробка системи заходів з охорони океанічних багатств. Вивчення способів очищення вод.
- Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Екологічні проблеми Світового океану та способи їх вирішення
Дослідження особливостей, закономірностей та джерел забруднення акваторії Світового океану. Міжнародне законодавство з використання й охорони вод Світового океану. Розробка системи заходів з охорони океанічних багатств. Вивчення способів очищення вод.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 12.04.2015 |
| Размер файла | 227,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя
Екологічні проблеми Світового океану та способи їх вирішення
студента Ільяша Григорія Анатолійовича
Науковий керівник Остапчук Валентина Володимирівна
Розділ 1. Джерела забруднення Світового океану
1.1 Забруднення нафтою та нафтопродуктами
1.2 Вплив пестицидів
1.3 Неорганічне забруднення та забруднення важкими металами
1.4 Органічне забруднення
1.5 Теплове забруднення
1.6 Скидання побутових відходів
Розділ 2. Охорона та методи очищення Світового океану
2.1 Міжнародне законодавство з використання й охорони вод Світового океану
2.2 Методи очищення вод Світового океану
Список використаних джерел
Світовий океан має виняткове значення в життєзабезпеченні Землі. Океан — це «легені» Землі, джерело харчування населення земної кулі і зосередження величезних багатств корисних копалин. Але науково-технічний прогрес негативно позначився на життєздатності океану — інтенсивне судноплавство, активізація видобутку нафти і газу у водах континентального шельфу, скидання в моря нафтових і радіоактивних відходів призвели до тяжких наслідків: до забруднення морських просторів, до порушення екологічної рівноваги в Світовому океані.
Океан — колиска життя на Землі і домівка половини існуючих нині видів організмів. Але до чого ж нерозумно обходиться людина з цим безцінним скарбом. На сьогоднішній день, важлива роль у світі належить захисту Світового океану, способам вирішення екологічних проблем, запобігання його забрудненню.
У даний час перед людством стоїть глобальне завдання — терміново ліквідувати збитки, завдані океану, відновити порушену рівновагу і створити гарантії збереження його в майбутньому. Нежиттєздатний океан згубно позначиться на життєзабезпеченні всієї Землі, на долі людства. Знищення планктону, риб та інших мешканців океанських вод може призвести до негативних наслідків. Адже у Світового океану є загальнопланетарні функції: він є потужним регулятором вологообміну і теплового режиму Землі, а також циркуляції її атмосфери. Забруднення вод здатне викликати досить істотні зміни всіх цих характеристик, життєво важливих для режиму клімату й погоди на всій планеті. Симптоми таких змін спостерігаються вже сьогодні. Мертвий океан — мертва планета, а значить, і все людство.
Світовий океан кожен повинен цінувати, поважати й любити; необхідно прагнути дізнатися про нього якомога більше, тоді наше ставлення до цього дива природи буде усвідомленим і ми перестанемо вільно або мимоволі завдавати йому шкоди. Океан всього один, він належить усім і нікому. Єдиним способом боротьби з таким „вбивчим” відношенням до океану є усвідомлення людством його незрівнянної ролі в житті на планеті у цілому. З океану пішло життя на планеті, тож, можливо саме там може зародитися ще якась нова його форма. Але при такому відношенні до величі води нічого хорошого від океану для людини очікувати не доводиться.
Стан вод Світового океану сьогодні викликає велику тривогу. Тому я обрав саме цю тему курсової роботи.
Об’єктом дослідження даної курсової роботи є Світовий океан, предметом — особливості та закономірності забруднення акваторії Світового океану.
Мета дослідження — вивчити причини та фактори, що спричиняють забруднення океану та знайти шляхи вирішення цих проблем.
Мета дослідження передбачає постановку і вирішення таких головних завдання:
— проведення аналізу основних джерел забруднення Світового океану;
— вивчення способів очищення Світового океану;
— розробка системи заходів з охорони багатств Світового океану.
Вивчення екологічних проблем та способів їх вирішення було реалізовано за допомогою системи загальнонаукових та спеціальних методів дослідження, як то: системного аналізу, класифікацій, картографування та використання статистичних даних з екологічних довідників.
1. ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕННЯ СВІТОВОГО ОКЕАНУ
1.1 Забруднення нафтою та нафтопродуктами
Нафта і нафтопродукти є найбільш розповсюдженими забруднюючими речовинами у Світовому океані. До початку 80-х років в океан щорічно надходило близько 16 млн т нафти, що складало 0,23 % світового видобутку. Найбільші втрати нафти пов’язані з її транспортуванням з районів добутку. Аварійні ситуації, скидання за борт танкерами промивних та баластних вод — все це обумовлює наявність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів.
Аварії та викиди на підводних нафтопроводах відбуваються регулярно. У більшості випадків їх масштаби досить обмежені. Проте навіть якщо викид невеликий, він здатен завдати серйозної шкоди, оскільки викид нафти відбувається впродовж тривалого періоду часу.
До недавнього часу найбільшою аварією такого роду вважалася аварія в затоці Гуанабара (Бразилія, 2000 р.), у результаті якої вилилося 1,3 тис. т нафти. Слід також пригадати вибух нафтової платформи «Deepwater Horizon» («Глибоководний горизонт») 20 квітня 2010 року, який стався за 80 км від узбережжя штату Луїзіана в Мексиканській затоці, що переріс у техногенну катастрофу спочатку локального, а потім і регіонального масштабу з негативними наслідками для екосистеми на десятиліття вперед. На сьогодні ця катастрофа визнана найбільшим виливом нафти у відкритий океан в історії США. Всього на момент аварії на буровій платформі зберігалося 2,6 мільйони літрів дизельного пального. Виробнича потужність платформи складала 8 тис. барелів на добу. Платформа затонула 22 квітня після 36-годинної пожежі, якій передував потужний вибух. Після вибуху та затоплення нафтова свердловина була пошкоджена, і нафта з неї почала потрапляти у води Мексиканської затоки. Нафтова пляма окружністю 965 км наблизилася на відстань приблизно 34 км до узбережжя штату Луїзіана. Аварійні служби США швидко відреагували та розпочали процес контрольованого випалювання нафтової плями. За оцінками спеціалістів, у Мексиканську затоку виливалося близько 700 т нафти щодоби. У товщі вод Мексиканської затоки знайдено плями нафти — одна пляма довжиною 16 км і товщиною 90 м на глибині 1300 м 4.
Міжнародна Федерація Власників Танкерів (International Tanker Owners Pollution Federation) відзначає, що за останні десятиліття кількість катастроф танкерів, результатом яких став вилив нафти, знижується. Так у 1970-ті роки було відмічено 252 такі аварії (враховувались лише ті аварії, в результаті яких в океан потрапило більше 700 т нафти та нафтопродуктів); у 1980-ті роки — 93; у 1990-ті- 78; з 2000 до 2006 року таких аварій було лише 17. У результаті пробою корпусів у 1970-ті роки в океан потрапило 3,14 млн т нафти; в 1980-ті — 1,17 млн т; у 1990-ті — майже 1,14 млн т, а в 2000-ні — близько 170 тис. т. Частково це пов’язано з тим, що танкерний флот був оновлений, нові танкери часто використовують подвійний корпус (у 2005 році 75 % кораблів світового танкерного флоту було виготовлено за цією технологією) для попередження розливу нафти [6].
Великі маси нафти надходять до моря через річки з побутовими та зливними стоками. Об’єм забруднень через це джерело складає 2,0 млн т/рік. Зі стоками промисловості щорічно потрапляє 0,5 млн т нафти. Потрапляючи у морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, утворюючи шари різної потужності.
Нафта утворює на поверхні води плівку товщиною лише в 0,001 см (кожна крапля нафти покриває непроникною плівкою 20 кв. м поверхні). Це різко скорочує газо- і водообмін між океаном і атмосферою, губить мікроорганізми, рибу, морських птахів. У плівці накопичуються іони важких металів, пестициди та інші шкідливі речовини .
Аналіз джерел та форм нафтових забруднень дозволив встановити, що в загальній кількості надходжень: -23 % складають скиди із суден у море промивних і баластних вод, тобто забруднення, пов’язані з нормальною експлуатацією суден; -17 % припадає на скиди нафти та нафтопродуктів в портах чи припортових акваторіях, включаючи втрати при завантаженні бункерів наливних суден; в цих забрудненнях утворюються плівки на поверхні моря, присутня емульгована форма нафти та розчинена, у дуже незначних кількостях;
-10 % потрапляє з берега разом з промисловими відходами та стічними водами, що містять емульговану, розчинену та плівкову нафту;
-5 % приносять стоки у вигляді емульгованої, розчиненої та плівкової нафти;
-6 % пов’язано з катастрофами суден, бурових платформ у морі, коли утворюються суцільні поля, плівки з емульгованої чи розчиненої нафти;
-1 % дає буріння на шельфі, ці забруднення складаються з емульгованої, розчиненої та плівкової нафти;
-10 % припадає на нафту, що надходить з атмосфери в розчиненому та газоподібному стані;
-28 % приносять річкові води, що містять нафту у всій її різноманітності форм.
Останні два джерела є «транспортерами»: вони сумують нафтові забруднення від різноманітних об’єктів, розташованих далеко від моря (повітряні маси — із забруднених міст по шляху слідування, річки — зі свого басейну), та виносять їх в океан [5].
У природних умовах до Світового океану нафтопродукти надходять із таких джерел:
— надходження з континентів зі стоками (приблизно 2 млн т/рік);
— надходження з атмосфери (приблизно 0,3 млн т/рік);
— природний витік із надр (приблизно 0,3 млн т/рік);
— буріння на шельфі (приблизно 0,05 млн т/рік);
— викиди із суден і аварійні викиди.
Велику шкоду морським екосистемам завдають морські перевезення. Танкерами перевозять щорічно близько 2 млрд т нафти та нафтопродуктів. Розлив нафти найчастіше відбувається з вини самої людини. Але усвідомлення цього не робить проблему менш значущою — небезпека настільки велика, що необхідно постійно стежити за станом перевезення та безпекою цистерн, що містять нафтопродукти різного ступеня переробки. Втрати відбуваються навіть за безаварійної роботи морського транспорту. Але під час аварій, коли може розливатися до 40-50 тис. т нафти, уражається поверхня площею близько 100 км 2 .
За останні 30 років, починаючи з 1979 року, пробурено більше 3500 свердловин у Світовому океані. Через незначні втрати щорічно виливається 0,1 млн т нафти (невеликі аварії та виливи — їх причинами можуть бути, наприклад, бензобак на катері, що протікає, чи неадекватно працюючі очисні споруди). Великі маси нафти надходять до океану через річки з побутовими та зливними стоками. Об’єм забруднень через це джерело становить 2,0 млн т/рік. Зі стоками промисловості щорічно потрапляє 0,5 млн т нафти.
Як з’ясувалося, найбільш забрудненими нафтою та нафтопродуктами ділянками океану є моря: Норвезьке, Північне, Південно-Китайське і Східно-Китайське. Це пояснюється тим, що в їх водах зосереджена безліч нафтових платформ, активно ведеться рибний лов, а також сюди впадають сильно забруднені річки. Ненабагато чистіше і Середземне і Японське моря, а також прибережні води східній частині США. Тут берегові лінії густонаселених і багато судноплавних шляхів.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1.3. Основні райони забруднені нафтою та нафтопродуктами
Цікаво простежити за трансформацією нафтових забруднень та зміною форм існування нафти при переході з одного середовища в інше. Кожна з форм нафти по-своєму впливає на фізичні, хімічні та біологічні процеси, що протікають у водному середовищі, на межі середовищ та на гідрохімічних бар’єрах, має властивий тільки їй механізм трансформації, біологічного та хімічного окислення.
Кількісне співвідношення в морі міграційних видів нафти визначається не тільки формою її надходження, але і властивостями самої нафти, гідрологічним режимом моря, рівнем та характером фонового забруднення, концентрацією в нафті та у воді поверхнево-активних речовин. Це співвідношення не залишається постійним у просторі та часі. Тим не менше, домінуючою формою нафти в об’ємі вод є емульгована. Не складають винятку і райони аварійних розливів нафти та нафтопродуктів [2].
Емульгована у морській воді нафта частіше всього утворює емульсії зворотного типу (вода у маслі), оскільки високомолекулярні сполуки, що містяться в нафті (смоли, асфальтени та ін.), є стабілізаторами саме такого типу емульсій. Ці ж з’єднання сприяють створенню високов’язких структурованих утворень, таких як «шоколадний мус» та «смоляні кульки». Вони здатні тривалий час зберігатись на поверхні моря, переноситись течіями, викидатись на берег чи осідати на дно. Стійкості цих форм нафтового забруднення морського середовища сприяють мікроорганізми, що заселяють нафтові агрегати. Смоляні утворення доволі широко поширені у поверхневих водах Світового океану, але особливо часто вони зустрічаються в гідродинамічно спокійних зонах та по основних трасах нафтоперевезень.
Останнє пояснюється тим, що іноді смоляні грудки формуються безпосередньо в танкерах під час їх очищення. Наприклад, смоляні грудки були виявлені на дні танків та у скидних промивних водах при очистці танкерів, що перевозили нафту з підвищеним вмістом високомолекулярних вуглеводнів, механічних домішок, у тому числі продуктів карбонізації — карбонів та карбоїдів. Вони виникають у нафті, коли її багаторазово підігрівають перед відкачуванням чи довгий час не зачищають танки.
Смоляні грудки утворюються і в результаті природної трансформації нафти під впливом фізико-хімічних, механічних та інших процесів, що протікають у морському середовищі. Для природної трансформації вагомі властивості самої нафти. Так, нафта Ель-Брега (Лівія) з невеликим вмістом асфальтенів легко втрачає леткі компоненти та не утворює стійких емульсій. Навпаки, нафта з Гочсарана (Іран) утворює емульсії досить стійкі та схильні до карбонізації. Це пояснюється тим, що у важких високосмолистих нафтах асфальтени знаходяться у колоїдному стані та являють собою дисперсну фазу, розподілену в летких вуглеводнях та смолах. При поступовому накопиченні може бути досягнута критична концентрація асфальтенів, в результаті чого вони починають випадати у вигляді крупнодисперсного твердого осаду, утворюючи смоляні грудки. Асфальтени та карбоїди інтенсивно виділяються, коли з’єднуються різні за складом нафтопродукти, оскільки при цьому змінюється стійкість часток.
З метою попередження забруднення Світового океану нафтою перш за все необхідно вдосконалювати технологічні процеси добування, транспортування, зберігання, переробки, застосування нафти чи нафтопродуктів, виключити скид стічних вод, у склад яких входить нафта.
1.2 Вплив пестицидів
Ще одним згубником океану є пестициди. Їх світове виробництво досягає 200 млн т на рік. Відносна хімічна стійкість, а також характер поширення сприяли їхньому надходженню в океан у великих обсягах. Постійне накопичення у воді хлорорганічних речовин являє серйозну загрозу для життя людей.
У відкриті водойми вони можуть потрапляти зі стічними водами підприємств, які їх випускають, при авіаційній та наземній обробці сільськогосподарських угідь і лісів, з дощовими та талими водами, а також при безпосередній обробці відкритих водойм для знищення водоростей, молюсків, переносників захворювань людини і тварин, бур’янистих рослин.
Пестициди становлять групу штучно створених речовин, що використовуються для боротьби з шкідниками і хворобами рослин. Пестициди діляться на наступні групи:
1) інсектициди — для боротьби з шкідливими комахами;
2) фунгіциди й бактерициди — для боротьби з бактеріальними хворобами рослин ;
3) гербіциди — проти бур’янів.
Встановлено, що пестициди знищуючи шкідників, завдають шкоди багатьом корисним організмам і підривають здоров’я біоценозів. У сільському господарстві давно вже стоїть проблема переходу від хімічних ( забруднюючих середовище) до біологічних (екологічно чистих) методів боротьби зі шкідниками. В даний час більше 5 млн т пестицидів надходить на світовий ринок. Близько 1,5 млн т цих речовин уже ввійшло до складу наземних і морських екосистем еоловим і водним шляхом. Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води.
Пестициди є не тільки дуже токсичними речовинами, але і досить стійкими. Стійкість пестицидів порівнюють із радіоактивними ізотопами і оцінюють також за періодом напіврозпаду — часом, за який концентрація пестицидів зменшується в 2 рази. Найбільш стійкими є хлорорганічні пестициди.
Потрапивши в океан, пестициди починають власний рух, не контрольований людиною. Потрапляючи з навколишнього середовища в організм тварини, пестициди починають накопичуватися в ньому, потім, просуваючись далі по харчовому ланцюзі, пестициди концентруються в ще більшій кількості. У такий спосіб організми, що стоять на вершині харчових ланцюгів (людина або хижаки), поїдають їжу з високою концентрацією пестицидів. Таке явище називають ефектом біологічного посилення 1.
Багато пестицидів, навіть будучи малотоксичними, мають канцерогенні і мутагенні властивості. Вони отруюють плід, організм матері і, виділяючись із молоком, негативно впливають на розвиток і ріст дитини.
Пестициди виявлені в різних районах Балтійського, Північного, Ірландського морів, у Біскайській затоці, біля західного узбережжя Англії, Ісландії, Португалії, Іспанії. На підставі аналізу снігового покриву Антарктиди було визначено, що на поверхні цього, досить великого материка осіло близько 2300 т пестицидів, хоча вони там ніколи не застосовувалися.
У Світовому океані пестициди накопичуються у фітопланктоні, що призводить до вповільнення процесу фотосинтезу. Тим часом фітопланктон виробляє близько 70% кисню на всій Землі. Вплив пестицидів на мешканців водних систем може проявлятися як у прямій токсичній дії (гостра або хронічна токсичність), так і побічно (зниження вмісту розчинного у воді кисню, зміна хімічного складу води, знищення водних комах і т. д.). Будучи поглинутим організмом-фільтратором (наприклад, одним з видів планктонних організмів), стійкі препарати можуть відкладатися в тканинах і потім потрапляти в організм риби. У подальших ланках харчового ланцюга дію речовин, що володіють кумулятивною властивістю, посилюється в кілька разів.
Порівняно з іншими хімічними речовинами, пестициди представляють велику небезпеку як для Світового океану, так і для здоров’я людини.
1.3 Неорганічне забруднення та забруднення важкими металами
Важкі метали (ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь, миш’як) відносяться до числа розповсюджених і досить токсичних забруднюючих речовин. Вони широко застосовуються в різних промислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні заходи, вміст сполук важких металів у промислових стічних водах досить високий. Великі маси цих сполук надходять в океан через атмосферу. Для морських біоценозів найнебезпечніші ртуть , свинець і кадмій.
Ртуть переноситься в океан з материковим стоком і через атмосферу. При вивітрюванні осадових і вивержених порід щорічно виділяється 3,5 тис. т ртуті. У складі атмосферного пилу міститься близько 12 тис. т ртуті, причому значна частина — антропогенного походження. 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 й суспензіях сильно підвищується. При цьому деякі бактерії переводять хлориди у високотоксичну метил-ртуть. Зараження морепродуктів неодноразово призводило до ртутного отруєння прибережного населення. З 1977 року налічувалося 2800 жертв хвороби Мінамата, причиною якої послужили відходи підприємств з виробництва хлорвінілу й ацетальдегіду, на яких як каталізатор використовувалася хлориста ртуть. Недостатньо очищені стічні води підприємств надходили в затоку Мінамата [2].
Свинець — типовий розсіяний елемент, що міститься у всіх компонентах навколишнього середовища: у гірських породах, ґрунтах, природних водах, атмосфері, живих організмах. Свинець активно розсіюється в навколишнє середовище в процесі господарської діяльності людини. Це викиди з промисловими і побутовими стоками, з димом і пилом промислових підприємств, з вихлопними газами двигунів внутрішнього згоряння. Міграційний потік свинцю з континенту в океан йде не тільки з річковими стоками, але й через атмосферу. З суходолу пилом океан отримує 20-30 т свинцю в рік.
Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морське поховання 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 склав близько 10 % від усієї маси забруднюючих речовин, що потрапили у Світовий океан. Підставою для дампінга в море служить можливість морського середовища до переробки великої кількості органічних і неорганічних речовин без особливого збитку води. Однак ця здатність не безмежна. Тому дампінг розглядається як вимушений захід, тимчасову данину суспільства недосконалості технології.
У шлаках промислових виробництв присутні різноманітні органічні речовини і з’єднання важких металів. Побутове сміття в середньому містить (на масу сухої речовини) :
-32-40 % органічних речовин;
-0,001 % кадмію. Під час скидання, а саме проходження матеріалу крізь стовп води, частина забруднюючих речовин переходить у розчин, змінюючи якість води, інша сорбується частинками суспензії і переходить у донні відкладення. Одночасно підвищується мутність води. Наявність органічних речовин часто призводить до швидкої витрати кисню у воді й нерідко до його повного зникнення, розчинення суспензій, нагромадженню металів у розчиненій формі, появі сірководню.
Основними неорганічними ( мінеральними ) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Більшість з них потрапляє у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюзі більше високоорганізованим організмам.
До небезпечних забруднюючих водне середовище можна віднести неорганічні кислоти і основи, що обумовлюють широкий діапазон рН промислових стоків ( 1,0 — 11,0 ) і здатних змінювати рН водного середовища до значень 5,0 або вище 8,0 , тоді як риба в прісній і морській воді може існувати тільки в інтервалі рН 5,0 — 8,5.
Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами і біогенними елементами варто згадати підприємства харчової промисловості й сільське господарство. З зрошуваних земель щорічно вимивається близько 16 млн т солей. До 2016 року можливе збільшення їх маси до 35 млн т/рік. Відходи, що містять ртуть, свинець, мідь локалізовані в окремих районах біля берегів, однак деяка їхня частина виноситься далеко за межі територіальних вод. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських екосистем, пригнічуючи розвиток фітопланктону.
Відходи, що містять ртуть, зазвичай, нагромаджуються в донних відкладах заток або естуаріях рік . Подальша її міграція супроводжується накопиченням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів. Важкі метали та неорганічні сполуки потрапляють до Світового океану та змінюють властивості води, або ж роблять її взагалі непридатною для існування живих організмів.
1.4 Органічне забруднення
світовий океан забруднення охорона
Серед внесених в океан з суходолу розчинних речовин, велике значення для мешканців водного середовища мають не тільки мінеральні, біогенні елементи, але й органічні залишки. Винесення в океан органічної речовини оцінюється в 300 — 380 млн т/рік. Стічні води, що містять суспензії органічного походження або розчинена органічна речовина, згубно впливають на стан водойм. Осідаючи, суспензії заливають дно і затримують розвиток або повністю припиняють життєдіяльність даних мікроорганізмів, які очищують води Світового океану.
При гнитті даних осадів можуть утворюватися шкідливі сполуки й отруйні речовини, наприклад сірководень, який призводить до забруднення всієї води. Наявність суспензій утрудняє також проникнення світла вглиб води і уповільнює процеси фотосинтезу. Однією з основних санітарних вимог, що пред’являються до якості води, є вміст у ній необхідної кількості кисню.
Слід згадати про Чорне море, яке є невід’ємною частиною світового океану. Концентрація сірководню в ньому поступово зростає. Процес цей дуже повільний і цілком природний. На даний час найбільша кількість сірководню існує на глибинах 50-200 м. Концентрація його ближче до поверхні складає близько 0,04-0,16 мл на 1 л, а нижче 1000 м — досягає 6 мл/л. А відбувається він просто тому, що море ще не досягло стаціонарного стану, тобто продовжує змінюватися. Оскільки, значна кількість сірководню знаходиться на великій глибині, то небезпеки він майже не несе, але потрібно проводити певні заходи, зокрема очищення, для зменшення вірогідності екологічної катастрофи.
Шкідливу дію роблять всі забруднення, які так чи інакше сприяють зниженню вмісту кисню у воді. Поверхнево активні речовини — жири, масла, мастильні матеріали — утворюють на поверхні води плівку, яка перешкоджає газообміну між водою і атмосферою, що знижує ступінь насиченості води киснем. Значний обсяг органічних речовин, більшість з яких не властива природним водам, скидається в річки разом з промисловими і побутовими стоками, які згодом потрапляють до океану. Наростання забруднення водойм і водостоків спостерігається у всіх промислових країнах.
У зв’язку з швидкими темпами урбанізації й трохи уповільненим будівництвом очисних споруд або їх незадовільною експлуатацією водні басейни й ґрунт забруднюються побутовими відходами. Які рухаючись за течією потрапляють до Світового океану. Розкладаючись у водному середовищі, органічні відходи можуть стати середовищем для патогенних організмів 4.
Вода, забруднена органічними відходами, стає практично непридатною для пиття й інших потреб. Побутові відходи небезпечні не тільки тим, що є джерелом деяких хвороб людини (черевний тиф, дизентерія, холера), але й тим, що вимагають для свого розкладання багато кисню. Якщо побутові стічні води надходять у океан в дуже великих кількостях, то вміст розчинного кисню може знизиться нижче рівня, необхідного для життя морських і прісноводних організмів.
1.5 Теплове забруднення
Теплове забруднення води відбувається внаслідок спускання у водойми підігрітих вод від ТЕС, АЕС та інших енергетичних об’єктів. Тепла вода змінює термічний і біологічний режими водойм та шкідливо впливає на їхніх мешканців. Найбільшу кількість теплої води скидають у водойми атомні електростанції.
Теплове забруднення поверхні водойм і прибережних морських акваторій виникає в результаті скидання нагрітих стічних вод електростанціями і деякими промисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох випадках спричиняє підвищення температури води у водоймах на 6-8 градусів Цельсія, які в свою чергу нагрівають воду в океані. Різниця не перевищує природних змін температури і тому не представляє небезпеки для більшості дорослих мешканців океану. Однак при заборі води засмоктуються ікра, личинки, молодь, що живуть у прибережних водах. Вони проходять через електростанцію разом з водою для охолодження, де несподівано піддаються впливу високої температури, зниження тиску, що виявляється для них згубним. Площа плям нагрітих вод у прибережних районах може досягати 30 км 2 . З цієї та інших причин було б доцільно розміщувати електростанції у відкритому морі, де можна забирати воду з більш глибоких і прохолодних шарів, менш багатих живими організмами. Тоді, якщо електростанції атомні, була б також знижена небезпека наслідків можливої аварії. Якщо електростанції працюють на нафті та вугіллі, то пальне могло б бути доставлено суднами прямо на станцію, тоді як берегова лінія могла б використовуватися для непромислових цілей. Більш стійка температурна стратифікація перешкоджає водообміну поверхневих і донних шарів. Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає, оскільки з ростом температури підсилюється активність аеробних бактерій, що розкладають органічну речовину. Посилюється видове розмаїття фітопланктону й всієї флори водоростей [2].
1.6 Скидання побутових відходів
У моря й океани через ріки, безпосередньо з суходолу, а також із суден і барж потрапляють рідкі та тверді побутові відходи ( фекалії, сміття, побутові стоки). Частина цих забруднень осідає в прибережній зоні, а частина під впливом морських течій і вітру розсіюється в різних напрямках.
Побутові стоки небезпечні не тільки тим, що є переносниками хвороб людини (головним чином кишкової групи — черевний тиф, дизентерія, холера), але й тим, що містять значну кількість киснепоглинаючих речовин. Кисень підтримує життя в морі, він — необхідний елемент процесу розкладання органічних речовин, що надходять у водне середовище. Комунальні стоки, що надходять у воду в дуже великих кількостях, можуть значно знизити вміст розчинного кисню.
В останні десятиліття особливим видом твердих стоків, забруднюючих океани, стали пластмасові вироби ( синтетичні плівки і ємності, пластмасові пляшки). Ці матеріали легші від води, а тому довго плавають на поверхні, забруднюють морське узбережжя. Серйозну небезпеку становлять пластмасові відходи для судноплавства: обплутуючи гребні гвинти суден, засмічуючи трубопроводи системи охолодження морських двигунів, вони нерідко стають причиною корабельних аварій.
Відомі випадки загибелі великих морських ссавців через механічну закупорку легенів шматками синтетичного впакування. Кількість рідких та твердих побутових відходів постійно збільшується, тому що зростає інтенсивність судноплавства і судна стають все більш упорядкованими. Величина водоспоживання на пасажирських суднах наближається до показників великих міст і становить 300-400 л на людину на добу [3].
У Північному морі виникла реальна загроза загибелі фауни і флори через забруднення нечистотами, що виносяться з материка річками. Прибережні райони Північного моря дуже мілководні; припливи і відливи в ньому незначні, що також не сприяє самоочищенню моря. До того ж на його берегах розташовані країни з великою щільністю населення високорозвиненою промисловістю, і забруднення району досягло вкрай високого рівня. Погіршує екологічну ситуацію те, що в останні роки в Північному морі інтенсивно розвивається видобуток нафти.
Отже, головними джерелами є побутові відходи, які забруднюють прибережні акваторії. А безгосподарне, хижацьке ставлення до багатств Світового океану веде до порушення природної рівноваги, загибелі в деяких районах океанічної флори і фауни, отруєння людей зараженими продуктами моря.
2. ОХОРОНА ТА МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ СВІТОВОГО ОКЕАНУ
2.1 Міжнародне законодавство з використання й охорони вод Світового океану
Охорона води — один з найважливіших елементів охорони природи. Усі води (водні об’єкти) підлягають охороні від забруднення, засмічення і виснаження, які можуть заподіяти шкоду здоров’ю населення, а також спричинити зменшення рибних запасів, погіршення умов водопостачання та інші несприятливі явища внаслідок зміни фізичних, хімічних, біологічних властивостей води, зниження їх здатності до природного очищення.
Найбільш серйозною проблемою океанів і морів в нашому столітті є забруднення нафтою, наслідки якого згубні для всього життя на Землі.
Тому в 1954 році в Лондоні відбулася міжнародна конференція, що ставила метою виробити узгоджені дії з охорони морського середовища від забруднення нафтою. На ній була прийнята конвенція, що визначає обов’язки держав у цій області.
Пізніше, в 1958 році, в Женеві були прийняті ще чотири документи: про відкрите море, про територіальне море та прилеглу зону, про континентальний шельф, про рибальство й охорону живих ресурсів моря. Ці конвенції юридично закріпили принципи і норми морського права. Вони зобов’язували кожну країну розробити і ввести в дію закони, що забороняють забруднювати морське середовище нафтою, радіовідходами та іншими шкідливими речовинами.
Конвенція щодо втручання у відкритому морі у випадках аварій, які призводять до забруднення нафтою, і Конвенція про цивільну відповідальність за шкоду від забруднення нафтою прийняті у 1969 р. У першій Конвенції сказано про необхідні заходи з усунення аварійних ситуацій та правах прибережної держави на застосування примусових заходів з ліквідації аварії, а в разі якщо є загроза забруднення узбережжя, воно може навіть потопити судно, винне у створенні такої ситуації. Друга Конвенція присвячена відповідальності та відшкодуванню збитків у випадку аварії судна, що призвела до забруднення нафтою морського узбережжя. Згідно зі ст. 2 Конвенції (у редакції 1992 р.) власник судна з моменту інциденту або, якщо інцидент складається з низки пригод, з моменту першої пригоди несе відповідальність за будь-який збиток від забруднення, заподіяний судном в результаті інциденту [11].
Конвенція по запобіганню забруднення моря скидами відходів та інших матеріалів 1972 р. Одним з згубних явищ, що сприяють не тільки забрудненню, а й отруєння Світового океану, є використання деякими країнами його морського дна для захоронення радіоактивних відходів та відпрацьованої сировини хімічного виробництва. Це не лише завдає непоправної шкоди тваринному та рослинному світу океану, а й отруєні води його стають небезпечними для існування самої людини. Для запобігання подібної злочинної практики і була прийнята ця Конвенція [8].
Міжнародна конвенція по запобіганню забруднення з суден 1973 р. (з наступними поправками) містить техніко-юридичні норми для запобігання забрудненню моря не тільки нафтою, але й іншими шкідливими речовинами, які перевозяться на судні чи утворюються в процесі їх експлуатації. Конвенція забороняє скидання в море всіх видів пластмас, включаючи синтетичні троси, риболовні сіті і пластмасові мішки для сміття [10].
а) заборону на скидання і забруднення Світового океану з будь-яких суден, за винятком військових кораблів і суден, що використовуються на державній некомерційній службі;
б) заборону на будь-яке скидання в море нафти і нафтоводяної суміші з суден; в) встановлення особливих районів з жорстким режимом, де скидання небезпечних речовин повністю і в категоричній формі заборонено.
Відповідно до прийнятої конвенції, кожне судно повинне мати сертифікат — свідоцтво про те, що корпус, механізми й інше оснащення знаходяться в справному положенні й не завдають шкоди морю. Відповідність сертифікатам перевіряється інспекцією при заході в порт.
Значення охорони води підтримує «Водна хартія», прийнята в травні 1976 року європейськими країнами:
1. Без води немає життя. Вода — цінний абсолютно необхідний людині ресурс.
2. Запаси якісної води не безкінечні, тому їх охорона, економія і там, де це можливо, примноження, стають все більш важливою справою.
3. Забруднюючи воду, людина шкодить собі і всім живим організмам.
4. Якість води повинна відповідати санітарним нормам і допускати її використання.
5. Використану воду необхідно повертати у водойми в такому стані, в якому не може перешкодити її подальшому використанню для громадських, індивідуальних потреб.
6. Значну роль у збереженні водних запасів відіграє рослинний покрив, особливо ліс.
7. Водні ресурси необхідно обраховувати і реєструвати.
8. Доцільність використання вод повинні регулювати відповідні органи.
9. Для охорони водних ресурсів необхідні посилені наукові дослідження, підготовка фахівців та роз’яснювальна робота серед населення.
10. Кожен з нас зобов’язаний заради блага всіх витрачати воду економно і з толком.
11. Управління водними ресурсами має ґрунтуватися не стільки на адміністративних і політичних кордонах, скільки на природних кордонах водозбірних басейнів.
12. Вода не знає кордонів, тому в її охороні та використанні необхідно міжнародне співробітництво.
Найвідомішою є конвенція ООН 1982 р. з морського права («Хартія морів»), у обговоренні якої брало участь 156 країн, 20 міжурядових і понад 60 неурядових міжнародних організацій. За цією конвенцією держави, які підписали угоду, мають зберігати морське середовище та захищати його від забруднення. Це стосується всіх джерел забруднень незалежно від того, де вони розташовані — на суші або на морі. З метою запобіганню забруднення морського середовища з джерел, що розташовані на суші, держави зобов’язалися розробляти своє національне законодавство і урахуванням міжнародних стандартів і правил. Аналогічні вимоги поширюються і на морські судна, які плавають під прапорами цих країн [7].
З метою захисту економічних інтересів прибережних держав конвенцією 1982 р. передбачено встановлення в Світовому океані 200-мильних економічних зон. Цим державам надано право на розвідку, розробку та збереження природних ресурсів, які належать до живої та неживої природи, зокрема тих, що знаходяться на дні, в надрах і водах океану, а також право на управління цими ресурсами. Конвенція містить положення, які регулюють експлуатацію окремих видів живих ресурсів у економічній зоні.
У «Хартії морів» визначено також вимоги щодо охорони морського середовища під час освоєння ресурсів морського дна поза зонами національної юрисдикції. Для постійного стеження за станом Світового океану створюється міжнародна служба моніторингу. Добрі результати дає застосування з цією метою космічних методів стеження — з спеціальних супутників можна оперативно помітити нафтові плями в Світовому океані, слідкувати за кількістю стоків, що виносяться «річками й навіть помічати танкери, капітани яких скидають в море подалі від берега брудні промив очні води. З 1993 року було заборонено скидання рідких радіоактивних відходів ( РРВ ), але кількість їх неухильно зростає. Тому з метою захисту навколишнього середовища в 90-ті роки стали розроблятися проекти очищення РРВ.
У 1996 році представники японських, американських і російських фірм підписали контракт на створення установки з переробки РРВ, що скупчилися на Далекому Сході Росії. На реалізацію проекту уряд Японії виділив 25,2 млн доларів.
В даний час діє більше 100 універсальних та регіональних договорів з охорони живих морських ресурсів і регулювання рибальства.
Постійно збільшується число міжнародних конвенцій з охорони морів і океанів та життя в них. Держави намагаються спільними зусиллями співпрацювати у сфері управління морськими ресурсами і визначення квот у галузі промислового рибальства. Незважаючи на те, що ці зусилля були підтримані, результати все ще не зовсім обнадійливі.
У 2005 році Європейська комісія запропонувала тематичну стратегію, спрямовану на захист та збереження морського середовища. Метою цієї стратегії є забезпечення до 2021 року належного стану довкілля у морських водах ЄС та захист бази морських ресурсів, від яких залежить економічна і соціальна діяльність. Морська стратегія є складовою Морської політики ЄС, яка охоплює екологічні аспекти, метою якої є реалізація економічного потенціалу морів і океанів повною мірою за умови гармонійного поєднання з морським навколишнім середовищем.
2.2 Методи очищення вод Світового океану
Про важливість води і про широку сферу її застосування говорити мабуть зайве. Проте останнім часом все актуальнішою стає тема її очищення, адже в результаті життєдіяльності людини запаси чистої води стрімко скорочуються. Існують різноманітні методи очищення води від забруднень і кожен з них має свої переваги та недоліки.
Основні засоби боротьби з нафтовим забрудненням :
— створення методів та засобів, що попереджують забруднення шляхом вдосконалення технологічних процесів та засобів, які виключають утворення форм нафти, що важко видаляються з води; — за можливості повне видалення нафтового забруднення (якщо воно випадково чи спеціально виникло в результаті розливу нафти на поверхні моря) або інтенсифікація природного біологічного та хімічного розкладання шляхом управління формами нафти з використанням фізико-хімічних процесів;
— прийняття заходів, що обмежують скидання нафти та нафтопродуктів у море, створення механічних методів та засобів боротьби із забрудненням.
З метою попередження забруднення моря нафтою перш за все необхідно вдосконалювати технологічні процеси добування, транспортування, зберігання, переробки, застосування нафти чи нафтопродуктів, виключити скидання стічних вод, до складу яких входить нафта. Адже щорічно в результаті технологічної діяльності утворюються десятки мільярдів кубометрів водонафтових емульсій. Способи їх очищення від нафти дорогі та малоефективні, тому стічні води, що містять нафту, є джерелом глобального забруднення нафтою гідросфери, поставляючи у Світовий океан понад 10 % нафтових забруднень.
У сьогоднішній час на міжнародному, регіональному та державному рівнях прийнято ряд конвенцій, законів та правил, що покликані попередити нафтове забруднення Світового океану. Практична реалізація всіх цих заходів значною мірою залежить від їх наукового обґрунтування та технічного забезпечення. Фізико-хімічні та хімічні методи, мають свої переваги та недоліки. На мою думку, фізико-хімічні та хімічні методи боротьби більш гнучкі, препарати для їх здійснення можна швидко доставити до місця аварійного розливу нафти, та деякі з препаратів здатні інтенсифікувати природні процеси в морі.
Заборонено злив нафтовмісних вод з танкерів, всі скидання з них повинні викачуватися тільки на берегові приймальні пункти. Інститут океанології РАН розробив емульсійний метод очищення морських танкерів, що повністю виключає потрапляння нафти в акваторію. Він полягає в додаванні до промивної води декількох поверхнево-активних речовин, що дозволяють здійснити на самому судні очищення без скидання забрудненої води або залишків нафти, яку можна згодом регенерувати для подальшого використання. З кожного танкера вдається відмити до 300 т нафти. З метою запобігання витоків нафти вдосконалюються конструкції нафтоналивних суден. Багато сучасних танкерів мають подвійне дно. При пошкодженні одного з них нафта не виллється, її затримає друга оболонка .
Капітани суден зобов’язані фіксувати в спеціальних журналах відомості про всі вантажні операції з нафтою та нафтопродуктами, відзначати місце і час здачі або зливу із судна забруднених стічних вод.
Для систематичного очищення акваторій від випадкових розливів застосовуються плавучі нафтозбирачі і бічні загородження. Також з метою запобігання розтіканню нафти використовуються фізико-хімічні методи. Створено препарат пінопластової групи, який при зіткненні з нафтовою плямою повністю його обволікає . Після віджимання пінопласт може використовуватися вдруге у якості сорбенту. Такі препарати дуже зручні через простоту застосування й невисокої вартості, однак їхнє масове виробництво поки не налагоджене. Також існують засоби, які вбирають речовину на основі рослинних, мінеральних і синтетичних речовин. Деякі з них можуть збирати до 90 % розлитої нафти. Головна вимога, що до них пред’являється, — це непотоплюваність.
Після збору нафти сорбентами або механічними засобами на поверхні води завжди залишається тонка плівка, яку можна видалити шляхом розбризкування хімічних препаратів, що її розкладають. Але при цьому ці речовини повинні бути біологічно безпечні.
У Японії створена й апробована унікальна технологія , за допомогою якої можна в короткий термін ліквідувати гігантську пляму. Корпорація «Кансай санге» випустила реактив ASWW, основний компонент якого — спеціально оброблене рисове лушпиння. Розпорошений по поверхні, препарат протягом півгодини всмоктує в себе викид і перетворюється на густу масу, яку можна стягнути простою сіткою.
Оригінальний спосіб очищення продемонстрований американськими вченими в Атлантичному океані. Під нафтову плівку на певну глибину опускається керамічна пластинка. До неї приєднується акустична пластинка. Під дією вібрації спочатку накопичується товстим шаром над місцем, де встановлена пластинка, а потім змішується з водою і починає фонтанувати. Електричний струм, підведений до пластинки, підпалює фонтан, і нафта повністю згоряє [9].
Для видалення з поверхні прибережних вод плям масел американські вчені створили модифікацію поліпропілену, що притягує жирові частинки. На катері-катамарані між корпусами помістили своєрідну штору із цього матеріалу, кінці якої звисають у воду. Як тільки катер потрапляє на пляму, нафта міцно прилипає до «штори». Залишається лише припустити полімер через валики спеціального пристрою, що віджимає нафта в приготовлену ємність.
Біологічне очищення води — широкозастосовний на практиці метод очищення побутових і виробничих стічних вод. Дія мікроорганізмів біопрепаратів полягає в тому, що в процесі своєї життєдіяльності вони виробляють ферменти, які здатні, розщеплювати жири, білки та інші складні речовини органічного походження на більш прості органічні речовини, які легко розкладаються ними до вуглекислоти і простих сполук азоту. Після додавання біопрепарату зростає концентрація мікроорганізмів, а отже і ступінь очищення.
Механічне очищення — оброблення стічних вод з метою руйнування або видалення з них певних речовин. Виділяють основні методи очищення:
Проціджування стічних вод здійснюється пропущенням води через решітки та спеціальне волокно. Грати, виготовлені з металевих стрижнів з зазором між ними 25 мм. Відстоювання ґрунтується на вільному осіданні ( спливання ) домішок. Відстійники використовують для очищення стічних вод від механічних частинок більше 0,1 мм і частинок нафтопродуктів.
Фільтрування застосовують для очищення стічних вод від домішок з малою концентрацією. Його використовують як на початковій стадії очищення так і далі при деяких методах фізико хімічного та біологічного очищення [5].
Власники засобів водного транспорту, трубопроводів, плавучих та інших споруд на водних об’єктах, лісосплавних організацій, а також інші підприємства зобов’язані не допускати забруднення і засмічення вод внаслідок втрат масел, деревини, хімічних, нафтових та інших продуктів .
Однак, незважаючи на деякі успіхи в пошуку ефективних засобів, які ліквідують забруднення, про вирішення проблеми говорити рано. Тільки впровадженням нових методик очищень акваторій неможливо забезпечити чистоту морів і океанів. Центральне завдання, яке необхідно вирішувати всім країнам спільно, — запобігання забруднення.
Отже, на тепер прийнято низку міжнародних декларацій і угод, серед яких найважливішими є Міжнародна конвенція по запобіганню забрудненню з суден, конвенція про запобігання забрудненню моря скидами відходів та іншими матеріалами, конвенція Організації Об’єднаних Націй з морського права. Для очищення води використовують такі методи, а саме: фізико-хімічні, біологічні та механічні.
Майже три чверті забруднення океанів спричинено діяльністю людини. Моря і океани розчиняють і поглинають великий об’єм стічних вод, осаду стічних вод, нафти і нафтопродуктів, промислових відходів, що накопичуються переважно в глибинних шарах.
Джерела нафтового забруднення морського середовища дуже різноманітні, фактори, що впливають на форму забруднення, також численні, тому охорона морського середовища повинна здійснюватися комплексним шляхом, створюючи при цьому нові технологічні процеси, методи та засоби попередження забруднення, а також приймаючи закони щодо обмеження викидання нафти та нафтопродуктів у море (сьогодні на міжнародному, регіональному та державному рівнях прийнято ряд конвенцій, законів та правил, що покликані попередити нафтове забруднення Світового океану).
З метою попередження забруднення моря нафтою, перш за все, необхідно вдосконалювати технологічні процеси добування, транспортування, зберігання, переробки, застосування нафти чи нафтопродуктів, виключити скидання стічних вод, до складу яких входить нафта.
Порівняно з іншими хімічними речовинами, пестициди представляють велику небезпеку як для Світового океану, так і для здоров’я людини. Будучи поглинутими організмом-фільтратором (наприклад, одним з видів планктонних організмів), стійкі препарати можуть відкладатися в тканинах і потім потрапляти в організм риби. У подальших ланках харчового ланцюга дія речовин, що володіють кумулятивною властивістю, посилюється в кілька разів.
Пестициди, хлорорганічні та фосфорорганічні сполуки та інші синтетичні органічні сполуки потрапляють у моря головним чином з річок та атмосфери. Вважають, що морські ссавці і птахи страждають від впливу шкідливих органічних сполук. У морських птахів, зокрема, це проявляється у витонченні яєчної шкаралупи, що робить її крихкою і, відповідно призводить до скорочення кількості висиджених пташенят.
Метали потрапляють у океан різними шляхами — більшість разом з водами річок, що впадають в моря, або безпосередньо з атмосфери. Метали в чистому вигляді, розчинені в морській воді в невеликих концентраціях, і, за винятком окремих випадків, не створюють безпосередню загрозу для морських організмів.
Кількість відходів, що складаються головним чином з синтетичних матеріалів (мотузки, сітки, поліетиленові пакети, упаковки і автомобільні шини), в морі і особливо в берегових зонах постійно зростає. Вони часто стають причиною загибелі риб, птахів і морських ссавців. Накопичення відходів на берегах являє собою потенційну загрозу і погіршує санітарний стан і естетичний вигляд пляжів.
Для зниження екологічного навантаження слід виділити глибоководні місця океану з повільною течією, де можна скидати певні відходи, завдаючи мінімальний збиток навколишньому середовищу. Слід заохочувати проведення нових досліджень із впливу забруднювачів на океан і його життєдіяльність та надавати переваги біологічному очищенню вод.
Необхідно розробляти більш раціональні основи для прийняття рішень про те, як переробляти відходи і як від них позбутися. Щоб докорінно поліпшити становище, знадобляться цілеспрямовані та продумані дії. Відповідальна і ефективна політика щодо водного середовища буде можлива лише в тому випадку, якщо ми отримаємо надійні дані про сучасний стан середовища, обґрунтовані методи зі зменшення і запобігання шкоди, що завдається природі людиною.
1. Грицик В. Екологія довкілля. Охорона природи : навчальний посібник для студентів вузів/ В. Грицик, Ю. Канарський, Я. Бедрій — К. : Кондор, 2009. — 290 с.
Источник