Нефтяное загрязнение морей и океанов

Введение

На сегодняшний день одними из самых распространенных в мире опасных экологических загрязнений, которые угрожают морям и океанам, является загрязнение их нефтью и нефтяными продуктами.
Вода – это основа жизни на Земле и составная часть природной среды. Поэтому загрязнение вод Мирового океана является проблемой глобального масштаба.
Цель данного исследования заключается в рассмотрении проблемы загрязнений водной среды нефтью.
Задачи исследования:
— рассмотреть негативное влияние нефтяного загрязнения морей и океанов на морских обитателей и их жизненные источники;
— изучить наиболее масштабные катастрофы, связанные с разливом нефти;
— выяснить причины загрязнения нефтью вод мирового океана;
— рассмотреть мероприятия, проведение которых уменьшит загрязнение;
— выяснить какие способы очистки воды от нефти наиболее эффективны;
— рассмотреть технику, которая применяется для ликвидации аварийных разливов нефти.
Выбранная тема исследования актуальна, добыча углеводородного топлива всегда сопряжена с высокими рисками экологического характера. Практика добычи нефти свидетельствует, что избежать утечек при добыче, транспортировке и хранении не удается ни одной компании. Причина заключается в невозможности исключения человеческого фактора, несовершенности оборудования и труднейших условиях эксплуатации.
Влияние нефти и нефтепродуктов на многие живые организмы, а значит и на все звенья биологической цепочки, пагубно. Существуют реальные опасения, что добыча нефтепродуктов приведет к гибели некоторых видов птиц, рыб и может вызвать глобальное потепление.
При написании исследования применялись методы сравнения, анализа и синтеза.


Загрязнение вод мирового океана нефтью
Невозможно переоценить значение мирового океана для всего живого. 97 % от общего объема воды на земле приходится на океан и прилегающие к нему прибрежные территории.
С каждым днем состояние гидросферы превращается в экологическую катастрофу. Такую ситуацию вызывают следующие факторы: использованием океанических вод в промышленных и бытовых целях, рыболовство, чрезмерное злоупотребление пластиком, добыча нефти, вылов рыбы, который с каждым годом истощают ее запасы в океане.
Развитие технического прогресса делает вопросы обеспечения экологической безопасности еще более актуальными. Деятельность человека неизбежно приводит к техногенным катастрофам, которые вызывают огромные негативные изменения в окружающей среде. Нефтяному загрязнению морей и океанов обязательно необходимо уделять особое внимание.
Нефтяное загрязнение морей и океанов можно смело отнести к одной из важных экологических проблем XXI века.
Экспертная группа при ООН под загрязнением определила внесение человеком прямым или косвенным образом дополнительных, нехарактерных для морских вод веществ и энергии в морскую среду, которые приводят или могут привести к пагубным последствиям. К таким негативным последствиям можно отнести причинение вреда живым ресурсам и жизни в море, создание помех для деятельности на море, ухудшение условий труда и представление опасности для здоровья человека. Нефть является одной из главных опасностей для здоровья океана.
При загрязнении Мирового океана нефтью и нефтепродуктами возникают крайне негативные последствия: происходит нарушение энерго- и теплообмена между слоями водных масс, гибнут многие морские обитатели, в органах и тканях живых организмов происходят патологические изменения, снижается альбедо морской воды.
Согласно Кодексу торгового мореплавания Российской Федерации от 30.04.1999 N 81-ФЗ "Нефтью является любая стойкая углеводородная минеральная нефть, в том числе сырая нефть, мазут, тяжелое дизельное топливо и смазочные масла, независимо от того, перевозится она на борту судна в качестве груза или в топливных танках такого судна".
Нефть, разлитая на море, представляет большую опасность, чем нефть, разлитая на суше. Многие микроорганизмы, которые питаются углеводородами, ядовиты для морских животных.
Нефть, а именно, масла, входящие в ее состав оказывают негативное влияние на жителей подводного мира. При аварии на нефтедобывающей станции масло растекается на радиус до 300 км от источника, образуя плотную подвижную пленку, толщиной до 2 см, препятствующую проникновению солнечных лучей и кислорода в океан. Нефтяная пленка изменяет все физико-химические процессы. Пленка не только может находиться на поверхности воды, но и передвигаться с течением и выбрасываться на берег. Нефтяная пленка при естественном течении воды со временем распадается и образует эмульсию, которая растворяется в воде или оседает на дно.

Рис. 1 Нефтяное загрязнение на поверхности океана

Одна капля нефти растекается в пятно диаметром до 140 см., а каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 км квадратных. Сама по себе нефть является токсичным соединением. При содержании нефти в воде 10 – 15 мг/кг происходит гибель планктона и мальков рыб. Глубже под воду проникают тяжелые нефтепродукты. Попадание масляных эмульсий в пищеварительную систему морских млекопитающих может снизить способность переваривать питательные вещества и привести к смерти животного. Также происходит снижение продуктивности водорослей, поэтому экосистемные пищевые цепи могут быть нарушены.


Экологические катастрофы
В 1967 г. танкер «Торри Каньон» сел на мель у южного побережья Англии. В море вылилось 100 тысяч тонн сырой нефти. ВВС Великобритании пришлось для уничтожения оставшихся в обломках корпуса 40 тыс. тонн нефти сбросить на них авиабомбы. Таким образом, проблема нефтяного загрязнения воды впервые оказалась в центре внимания мирового сообщества. Авария привлекла внимание стран мира к данной потенциальной угрозе, ведь нефтяное загрязнение не только угрожает морским и прибрежным экосистемам, но и имеет расширенные масштабы.
Солнечная энергия способствует испарению разлившейся в море нефти, которая затем в виде пара, дождя и тумана вновь возвращается на землю, нанося значительный вред не только сельскохозяйственным угодьям, но и здоровью людей.
По статистике ежегодно в Мировом океане происходит около 14 тысяч случаев утечки нефти, которые обычно имеют небольшие масштабы, но некоторые из них являются катастрофическими.
В 1989 г. в проливе Принца Вильгельма в Аляскинском заливе произошло крушение танкера «Эксон Вальдес», в результате чего в море вылилось 42 млн. литров сырой нефти. Образовавшиеся пятно растянулось вдоль побережья на 1600 км. Танкер принадлежал компании «Эксон Мобил», которую суд обязал выплатить 150 млн. долл. В истории это самый большой экологический штраф.
В результате крушения другого танкера в 1993 г. вблизи Шетландских островов Бирд Филд в море вылилось 98 млн. литров сырой нефти.
Отдельно хочется рассказать о катастрофе в Мексиканском заливе. 20 апреля 2010 г. в результате розлива нефти в Мексиканском заливе произошла одна из крупнейших техногенных катастроф. Взорвалась нефтедобывающая платформа «Deepwater Horizon». После 36 часового пожара она затонула. В воды Мексиканского залива попали более 4 млн

. баррелей нефти, которые покрыли пленкой более 300 квадратных километров воды. Когда поверхность воды покрыта нефтяной пленкой, появляется керосиновый запах. Наибольшему загрязнению в прибрежной зоне подверглись болотистые местности. Проникновение нефти в грунт составило 4 – 5 метров. Поэтому растения, которые удерживают почву, погибли и произошла эрозия почвы, повлекшая за собой захват территории морем.
Побережье США пострадало на протяжении 1200 км. Стоит отметить, что нефть почти полностью исчезла спустя несколько недель после ликвидации последствий аварии. Море совместно с диспергаторами очистило свою поверхность. Но, стоит обратить внимание на тот факт, что в этом районе в результате природного высачивания происходят выбросы сотен тысяч нефти в год. Поэтому Мексиканский залив «натренирован» для разложения углеводородов. У мирового океана огромная способностью к самоочищению по отношению к различным типам загрязнений, но все же эта способность не является безграничной. Примерно 5 % залива покрыла пленка из токсических веществ.
Сразу после аварии в Мексиканском заливе европейские биологи открыли бактерии Oleispira antarctica. Данный вид бактерий может потреблять углеводороды и устойчив к низким температурам, Стал очень активно размножаться после попадания тысячи тонн нефти в воды океана.
Данную катастрофу относят к крупнейшим неумышленным разливам нефти. В результате возникла угроза жизни многих водоплавающих животных, а их среда обитания была разрушена. Рыбаки вылавливали рыб с открытыми ранами на теле и странными пятнами.
Авария розлива нефти в Мексиканском заливе привела к следующим экологическими последствиями: возникновение паразитарных инфекций, таинственных черных пятен, и процессов, в значительной мере изменяющих условия обитания всех видов живых организмов. Разлив нефти причинил вред кораллам, морским водорослям, дельфинам, мангровым зарослям и другим видам морских растений и животных [6]. Изучение такого крупного разлива нефти необходимо, тогда в будущем появится возможность предотвращения возникновения подобных аварийных ситуаций.
Экологические последствия загрязнения воды нефтью
Нефть для рыб является особенно токсичной. Рыба погибает при концентрации 4000 частей на миллион (0,4%). Жабры разрушаются под действием углеводородов, которые растворились в воде.
На танкерах, перевозящих нефть, перед каждой загрузкой обычно промываются емкости для удаления остатков ранее перевезенного груза. Обычно промывочная вода, а с ней и остатки груза сбрасываются за борт. После доставки нефтегрузов в порты назначения танкеры, чаще всего, направляются к пункту новой погрузки без груза. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности плавания танки судна наполняются балластной водой. Эта вода загрязняется нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти выливается в море.
На сегодняшний день отслеживание источников и последствий разлива нефти в морской среде является большой проблемой по ряду причин. Нефть является сложной смесью из сотен, а иногда и тысяч химических веществ.
Каждый источник нефти может иметь отличительные составы, которые зависят от того, из какого нефтяного месторождения или колодца они вышли, и как они были очищены. Нефть — это сложная смесь многих компонентов. Молекулы углеводородов в больших концентрациях высокотоксичные для многих организмов. Содержащиеся в нефти следовые количества соединений серы и азота, которые опасны сами по себе и могут реагировать с окружающей средой, поэтому в результате происходит возникновение вторичных ядовитых химических веществ [10 с.22].
Нефтегазовую отрасль из-за больших экологических рисков, связанных с эксплуатацией нефтяных месторождений относят к одной из самых экологически опасных отраслей хозяйствования [1].
Химические реагенты, применяемые при бурении скважин, добыче и подготовке нефти, а также добываемые углеводороды и примеси к ним являются вредными веществами. Из-за нефти ежегодно гибнут множество представителей разных птиц и животных.
Состав загрязняющих веществ, образующихся при добыче нефти, определяются физико-химическими свойствами извлекаемого флюида, технологией разработки залежей, системой сбора и транспортировки нефти.
К основным загрязнителям окружающей среды при нефтедобыче относятся:
— нефть и нефтепродукты;
— сернистые и сероводородсодержащие газы;
— минерализованные пластовые и сточные воды нефтепромыслов;
— шламы бурения;
— химические реагенты, которые применяются для интенсификации процессов нефтедобычи и бурения [2, с. 124 ].
Углеводороды — наиболее губительные загрязнители для флоры, фауны и в частности для водной среды. Это значит, что если произойдет розлив даже 0,001 % от объема мировой добычи (в 2017 г. 4,32 млр. тонн.), то экологии Земли будет нанесен непоправимый экологический ущерб.
Нефть и нефтепродукты тонкой пленкой растекаются по водной поверхности, захватывая гигантские площади гидросферы и блокируя доступ к кислороду. В результате происходит гибель морских обитателей и птиц, которые садятся на воду или питаются рыбой. Человечество не может полностью предотвратить розливы топлива, но может усовершенствовать способы ликвидации аварий. Концентрация нефти долго остается высокой, поэтому она наносит много вреда. Но, к счастью, такие случаи случаются достаточно редко. Чаще всего при катастрофах танкеров нефть быстро расходится в воде, разбавляется, начинается ее разложение. Углеводороды нефти могут без вреда для морских организмов проходить через их пищеварительный тракт и даже через ткани: такие опыты проводились с крабами, двустворчатыми моллюсками, разными видами мелкой рыбы, и никаких вредных последствий для подопытных животных не было обнаружено.

Рис. 2 Баклан, которого захлестнуло волной мазута после аварии танкера

Основные причины розлива нефти и нефтепродуктов:
— аварии на танкерах;
— аварии на добывающих платформах и естественное просачивание;
— аварии на нефтепроводах;
—аварии на нефтеперерабатывающих заводах и станциях хранения;
— при морском бурении, сборе нефти в местные резервуары и перекачке по магистральным нефтепроводам;
— сливом неочищенных вод с заводов и нефтебаз, которые расположены на морских побережьях и в портах;
— промывание грузовых емкостей танкеров в море;
— добыча и аварийные ситуации при поиске нефти на шельфе;
— утечка нефти из береговых резервуаров.
В ближайшее время поступление нефтепродуктов в морскую среду может достичь 30 млн. т.
Последствия аварий не только губительны, но и на их ликвидацию тратятся огромные денежные, временные и человеческие ресурсы. Ученые подсчитали, что последствия розливов (нефтяные остатки) исчезают со скоростью 4% в год от общей массы, т.е. за 17 лет исчезнет только 50%. Поэтому для полного же восстановления среды необходим не один десяток лет [3].
Нефтяные загрязнения являются одними из самых распространенных в мире опасных экологических загрязнений, которые угрожают на сегодняшний день Мировому океану. Из-за нефтяных пятен, которые замедляют восстановление кислорода в воде, происходит гибель морских обитателей и их жизненных источников