Реферат по Экологии

        На тему:   Проблема    загрязнения    Мирового    океана 
 
 
 
 
 

         Группа:  МО-97

         Студент:  

         Преподаватель: Силинг М.И. 

                                            Москва 2000 год.

                   Проблема    загрязнения    Мирового    океана

                (на примере   ряда органических  соединений) 

                                         Нефть и нефтепродукты    

Нефть представляет  собой вязкую  маслянистую  жидкость,                                                  имеющую темно-коричневый цвет и обладающую  слабой  флуориценцией. Нефть  состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов.  Основные компоненты нефти углеводороды (до  98%) - 0ни подразделяются на 4 класса:

      Парафины  (алкены) (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества,  молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

      Циклопарафины (30 - 60%  от общего состава) насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода  в кольце. Кроме циклопентана  и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

      Ароматические углеводороды (20 - 40% от общего состава) ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В  нефти  присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полу циклические (пирен).

          Олефины (алкены) (до 10% от общего состава) ненасыщенные нециклические соединения  с одним или двумя атомами  водорода у каждого атома углерода в молекуле,  имеющей прямую  или разветвленную цепь.

          Нефть и нефтепродукты являются наиболее  распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т. нефти, что составляло 10,23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны  с ее транспортировкой из районов добычи.  Аварийные ситуации,  слив за  борт  танкерами промывочных и балластных вод,  - все  это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на  трассах морских путей.  В период за 1962-79 годы в результате  аварий в морскую среду поступило около 12 млн. т.  нефти.  За последние 13 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   12,0  млн. т./год. Со  стоками  промышленности ежегодно попадает 10,5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину:                                       

       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  130-140 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 нефте - 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.

                                       Пестициды.

       Пестициды составляют  группу  искусственно  созданных  веществ,  используемых для борьбы с  вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы:  инсектициды - для борьбы  с вредными насекомыми,  фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений,  гербициды - против сорных растений.  Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и  подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 15 млн. т.  0пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем эоловым и водным путем. Промышленное производство  пестицидов  сопровождается появлением большого количества побочных продуктов,  загрязняющих сточные воды. В  водной  среде  чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся  на  три  основных группы:  хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получают  путем хлорирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет  и очень устойчивы к биодеградации.  В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ  без  алифатической части, насчитывающие  210 гомологов и изомеров.  За последние 40 лет использовано более 1,2 млн. т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) 0попадают в окружающую среду в результате сбросов  промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках.  Последний источник поставляет ПБХ в  атмосферу, откуда  они с атмосферными осадками выпадают во всех районах Земного шара.  Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 - 1,2 кг./л. 

       Синтетические поверхностно-активные  вещества. 

        Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное  натяжение  воды.  Они входят в состав

синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых  в быту и промышленности.  Вместе  со сточными водами СПАВ попадают в  материковые воды и морскую среду.  СМС  содержат  полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода,  карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. В  зависимости  от  природы  и структуры гидрофильной

части молекулы СПАВ делятся на анионактивные,  катионоактивные,  амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в  воде. Наиболее распространенными среди  СПАВ являются  анионо- активные вещества.  На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ.  Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано  с  использованием  их в таких процессах как флотационное обогащение руд, разделение продуктово - химических технологий,  получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов. 

             Соединения с канцерогенными  свойствами. 

         Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую  активность  и  способность вызывать канцерогенные,   тератогенные  (нарушение  процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в  организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста,  ускорению старения, нарушению индивидуального развития  и  изменению генофонда организмов.  К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Максимальное количество  ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 кг/км массы сухого вещества) обнаружено  в тентонически активных  зонах,  подверженным глубинному термическому воздействию.  Основные антропогенные источники ПАУ  в окружающей среде  - это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива. 

                                      Тяжелые металлы. 

       Тяжелые металлы  (ртуть,  свинец,  кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных  и  весьма  токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах,  поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть,  свинец и кадмий.  Ртуть  переносится  в океан с материковым стоком и через атмосферу.  При выветривании осадочных и изверженных  пород  ежегодно  выделяется  3,51 тыс. т. ртути.  В составе атмосферной пыли содержится около 1,21 тыс. т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. т./год) различными путями  попадает  в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается.  При этом некоторые бактерии  переводят  хлориды  в высокотоксичную метил ртуть. Заражение морепродуктов  неоднократно  приводило  к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 280 жертв болезни  Миномета, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых  в  качестве  катализатора  использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Миномета.  Свинец - типичный рассеянный  элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах,  природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец,  свинец  активно рассеивается в окружающую среду в процессе  хозяйственной  деятельности  человека.  Это выбросы с  промышленными и бытовыми стоками,  с дымом и пылью промышленных предприятий,  с  выхлопными  газами   двигателей внутреннего сгорания.  Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С  континентальной  пылью  океан получает (20-30)*10^3 т. свинца в год. 

                  Сброс отходов  в море с целью захоронения.

         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 возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды.  Однако эта способность не беспредельна.