Особые случаи глобальной экологии

    Нефтяная  пленка изменяет состав спектра и  интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм 0полностью 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.  

Крупные аварии и катастрофы на объектах армии  и флота по своим последствиям могут быть сравнимы с аварией  на Чернобыльской АЭС. В результате нормальной жизнедеятельности войск или флота на природную среду воздействуют

--твердые  и жидкие радиоактивные отходы,

-- вырезанные  реакторные отсеки атомных подводных  лодок, 

--химически  загрязненные территории и акватории, 

--бытовые  отходы и льяльные воды кораблей флота.

Акватории океанов и морей  все шире используются военным и торговым флотом. Это сопровождается увеличением содержания в морской воде загрязняющих веществ. Ежегодно в море попадает около 15 млн. т нефти, поступающей со сточными водами с суши и с объектов на море, в том числе при рядовой эксплуатации кораблей и судов.

Особое  опасение в начале нового тысячелетия  вызывает загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, которое имеет место из-за сбросов с кораблей, танкеров или береговых военных служб. Разлитая нефть растекается на поверхности воды на сотни миль, образуя нефтяные поля, движущиеся под действием ветра и морских течений в непредсказуемом направлении.

Под действием  локальных условий,  пролитая нефть (особенно тяжелые ее фракции) обычно загустевает в вязкую массу, которая налипает на береговую черту, гидротехнические сооружения и суда, губит растительность, птиц и животных.

Что касается судов, то те, которые способны обеспечивать очистку загрязненных вод до допустимого  содержания нефти в стоке примерно 15 мг/л, имеют право производить сброс уже очищенных вод прямо в море на расстоянии не менее 12 миль от берега. Об этом делается запись в «Журнале нефтяных операций». Наиболее загрязненную часть сбрасывать в море запрещено, она должна сохраняться на борту в опломбированных спецприемниках. На флотах и военно-морских базах имеются организационные и технические планы по ликвидации нефтяных загрязнений и оказанию помощи потерпевшему судну.

Средствами  локализации разлива нефти могут  быть боны — негорючие, пленочные, локальные, передвижные и стационарные. Танкерный флот в случае аварийной ситуации использует и механические нефтесборники, а это единственный путь, полностью безопасный для морской флоры и фауны. Применение многочисленных химических препаратов, таких как «Путидойл», ввиду их токсичности для обитателей моря оправдано только в случае невозможности собрать нефть механически. Более безопасно для флоры и фауны моря сбрасывать на урез воды или в прибойную полосу рыхлые материалы, способные поглощать нефть. Затем пропитанную маслянистой нефтью бумагу или опилки уничтожают в специальных местах, а загрязненный песок и гальку зарывают в глубине берега; неутилизируемые шламы от переработки нефти и замазученные материалы сжигают в специальных устройствах.

Приведем  ПДК некоторых нефтепродуктов (Таблица1) в воздухе и в воде водоемов. В основном нефтепродукты считаются токсикантами IV класса, и самые ядовитые среди них — это бензины, содержащие непредельные углеводороды и тяжелые остатки нефтей, обогащенные ароматическими соединениями, например бензолом (см. таблицу). Попадая в организм человека и животных, они вызывают заболевания органов дыхания и центральной нервной системы. Их опасность увеличивается в связи с большой подвижностью, поскольку они могут перемещаться по почве, воде и воздуху. В результате их действия в водоеме при концентрации всего 0.05-0,1 мг/л погибает икра и вся молодь, выше 0.1-1.0 мг/л — планктон; 10-15 мл/л нефтепродукта уже смертельны для взрослых особей рыб. Выжившая в этих условиях рыба имеет «керосиновый запах» и практически несъедобна. 1 кг керосина или дизельного топлива делает непригодным для потребления 2 тыс. л пресной воды как питьевой. Тяжелые фракции нефтей оседают на придонной, береговой и плавающей растительности, создавая длительный источник загрязнения воды.  

Процесс самоочищения водоема  происходит в течение  длительного времени. Нефтепродукты окисляются аэробными бактериями до менее вредных и даже безвредных продуктов, особенно в теплый сезон. Известно, что при исходной концентрации нефти 1 мг/л в теплое время года процесс самоочищения водоема завершается к концу месяца. При температуре воды 5-10°С бактериальное разложение нефти прекращается, и она сохраняет свои ядовитые свойства продолжительное время.

      Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных  вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических  веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д. Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

      Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых   сточных вод, можно  разделить на три группы: механические; физикохимические, биологические. 

      В комплекс очистных сооружений, как  правило, входят сооружения    механической очистки. В зависимости от требуемой степени очистки они могут  дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а    при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются      сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.

      Механическая  очистка применяется для выделения  из сточных вод нерастворенных минеральных  и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В    результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до 20%.

      В состав сооружений механической очистки  входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются  для выделения из сточных вод  тяжелых    минеральных примесей (в основном песка). Обезвоженный песок  при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

      Усреднители применяются для регулирования  состава и расхода сточных  вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.

      Первичные отстойники применяются для выделения  из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.

            Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.

            Биологическая очистка – широко  применяемый на практике метод  обработки бытовых и производственных  сточных вод. В его основе  лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся     в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

      Химические  и физико-химические методы очистки  играют значительную роль при обработке  производственных сточных вод. Они  применяются как    самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биологическими методами.

            Нейтрализация применяется для  обработки производственных сточных  вод многих отраслей промышленности, содержащих щелочи и кислоты.  Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоемах.

18 

Современная военная авиационная техника  и обеспечивающие ее работу наземные объекты также способны оказывать сильное негативное воздействие на окружающую среду. Боевые самолеты, вертолеты, аэродромы, склады авиационного горючего, радиолокационные системы являются источниками загрязнения. Выбросы из авиационных двигателей продуктов сгорания в атмосферу могут привести даже к разрушению местного биогеоценоза. Наиболее распространенным топливом являются авиационные керосины (ПДК_p.3 = 300 мг/м³), в которых имеется увеличенное содержание циклических и ароматических углеводородов, что в значительной степени повышает токсичность авиационного топлива.  

Источниками загрязнения в данном случае являются проливы при заправке, слив остатков из баков топливных систем летательных  аппаратов, сброс невыработанного  топлива из самолетов в воздух при авариях. Авиационные газотурбинные двигатели дают повышенное дымление только на взлете-посадке, поэтому понятна причина максимального неблагоприятного воздействия на окружающую среду именно в районе аэродромов. При недобросовестном обращении с топливом на аэродромах возникают участки с топливной золой, наземные и подземные лужи керосина и горюче-смазочных средств.

Велики  и сами масштабы применения авиационного топлива. Известно, что масса топлива, потребного для обеспечения полета, равна от 30 до 60% взлетной массы самолета. Для современных самолетов невырабатываемый (и несливаемый) остаток топлива при возвращении на базу, как военную, так и транспортную, достигает 3-4% от их полной заправки. Еще больший экологический риск возникает в случае использования авиационной техники в специальных режимах — при взлете и посадке на авианесущем корабле, дозаправке в воздухе, осуществлении воздушно-десантных операций и в иных особых случаях. Понятно, что безопасность авиационной техники во многом зависит от исправности подачи топлива в двигатель, правильного управления перекачиванием, заправки-слива топлива на земле или в полете.

Боевые  машины и транспортные средства, разнообразные  технические устройства с двигателями  внутреннего сгорания, дизельные  и тепловые электростанции и котельные — все это потребляет огромные количества бензина, реактивного и дизельного топлива, мазута, масел и смазочных средств. Подавляющее большинство перечисленного состоит из углеводородов C_nH²ⁿ⁺², основным источником получения которых является нефть.

Данный вид  загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые  металлы нередко обладают высокой  токсичностью и способностью к кумуляции  в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).