Проблемы химических загрязнений вод Мирового океана

Федеральное агентство по образованию Государственное  образовательное учреждение ВПО

Новгородский  государственный университет 

имени Ярослава Мудрого

Институт  сельского хозяйства и природных  ресурсов

Кафедра химии и экологии 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

По геоэкологии на тему

«Проблемы химических загрязнений вод Мирового океана» 
 
 
 
 
 

Выполнила студентка 3-го курса

специальность 020801 группа 7301

Проверил

доцент  кафедры ХиЭ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Великий Новгород

2010

Содержание

Введение………………………………………………………………………………...…3

1.Нефть и нефтепродукты………………………………………………………………...4

2.Органические  загрязнения……………………………………………………………9

3.Неорганические  загрязнения………………………………………………………...11

4.Пестициды…………………………………………………………………………….13

5.Синтетические  поверхностно-активные вещества…………………………………14

6.Соединения  с канцерогенными свойствами………………………………………..15

7.Тяжелые  металлы……………………………………………………………………16

8.Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг)…………………………….18

Заключение……………………………………………………………………………..20

Список  литературы…………………………………………………………………….21 

 

Введение

    Океанические  воды покрывают почти 3/4 поверхности  земного шара слоем толщиной около 4000 м, составляя 97 % гидросферы, тогда как воды суши содержат всего лишь 1 %, а в ледниках сковано только 2 %. Мировой океан, являясь совокупностью всех морей и океанов Земли, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность планеты. Огромная масса вод океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Из него поступает более половины кислорода, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток. На дне Мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору. Именно Океан стал колыбелью жизни на Земле; сейчас в нём обитает около четырёх пятых всех живых существ планеты.

      Я считаю эту тему актуальной, т.к. проблема загрязнения вод Мирового океана является одной из главных проблем человечества. Последние десятилетия знаменуются усилением антропогенных воздействий на морские экосистемы в результате загрязнения морей и океанов. Распространение многих загрязняющих веществ приобрело локальный, региональный и даже глобальный масштабы. Поэтому загрязнение морей, океанов и их биоты стало важнейшей международной проблемой, а необходимость охраны морской среды от загрязнений диктуется требованиями рационального использования природных ресурсов. Никто не будет оспаривать целесообразность охраны океана и развитой в нем жизни от вреда, который могут нанести выбросы отходов. Важнее всего то, что мы не имеем права пребывать в праздном ожидании окончательного решения о том, что есть «загрязнение», так как рискуем оказаться перед фактом загрязнения, которое никто и не пытался предотвратить. Это тем более серьёзно, что океан  невозможно очистить, как реку или озеро.

    Цель  работы:  изучение проблем загрязнения  вод Мирового океана.

    Задачи: 1) изучить теоретический материал;

                  2) сделать выводы. 

    Среди загрязнения различных видов  окружающей среды, химическое  загрязнение природных вод имеет особое значение. Достаточно сказать, что без воды человек живет считанные дни. Поэтому рассмотрим подробнее химическое загрязнение природных вод. Всякий водоем или водный источник связан с окружающей  его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или  подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний  является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих  качество воды.

    1.Нефть и нефтепродукты

    Ежегодно  в Мировой океан попадает более 10 млн. т нефти и до 20% его площади уже покрыты нефтяной пленкой. В первую очередь это связано с тем, что добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса. В 1993 году в океане добыто 850 млн. т нефти (почти 30% мировой добычи). В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 в США, 540 - в Юго-Восточной Азии, 400 - в Северном море, 150 - в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до 900 м.

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

1. 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.
2. 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.
3. 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).
4. Олефины (алкены) - (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую и разветвленную цепь.

    Нефть и нефтепродукты оказывают вредное  воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Далеко в море и на пляже можно видеть небольшие шарики смолоподобного вещества, огромные блестящие пятна и бурую пену. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т. нефти, и, по крайней мере, половина из них попадает из источников на суше (нефтеперерабатывающие заводы, нефтезаправочные станции). Большое количество нефти поступает в океан в результате естественного просачивания со дна океана, но, сколько именно определить сложно.

    В период между 1973-1984 гг. в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено до 12 000 случаев загрязнения вод нефтью. Большинство зафиксированных разлитий было незначительно и не требовало проведения специальной очистки поверхности океана. Общее количество разлитой нефти колеблется от 8,2 млн. галлонов в 1977 г. до 21,5 млн. галлонов в 1985 г. В период 1970-1982 гг. в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров.

    Можно назвать несколько  путей поступления  нефти и нефтепродуктов:

• вынос речным стоком во всем многообразии форм (28 %);
• сбросы в море промывочных, балластных и льяльных вод с судов (23%);
• сбросы в портах и припортовых акваториях, включая потери при загрузке бункеров наливных судов (17%);
• сброс промышленных отходов и сточных вод (10%);
• атмосферные выпадения (10%);
• катастрофы судов и буровых установок в море (6%);
• ливневые стоки (5%);
• бурение на шельфах (1%)

 

Рисунок 1. Пути поступления нефти и нефтепродуктов

    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.

    Примером  первой крупнейшей аварии нефтеналивного судна может служить катастрофа в 1967 г. танкера «Торри Каньон», в танках которого содержалось 117 тыс. т. сырой кувейтской нефти. Недалеко от мыса Корнуолл танкер налетел на риф, и в результате пробоин и повреждений в море вылилось около 100 тыс. т. нефти. Под воздействием ветра мощные нефтяные пятна достигли побережья Корнуолла, пересекли Ла-Манш и подошли к побережью Бретани (Франция). Морским, прибрежным и пляжным экосистемам был причинен огромный ущерб. С тех пор разливы нефти при авариях судов и морских буровых установок происходит довольно часто. В целом за 1962-1979гг. в результате Аварий в морскую среду поступило около 2 млн. нефти, причем с 1964 по 1971 г. 66 тыс. т ежегодно, с 1971 по 1976 г. - по 116 тыс. т, с 1976 по 1979 г. - по 177 тыс. т.

    За  последние 30 лет в Мировом океане пробурено около 2000 скважин, из них только в Северном море, начиная с 1964 г. пробурено 1000 и оборудовано 350 промышленных скважин. Из-за незначительных утечек на буровых ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти, но аварийные ситуации также нередки.

Большие массы  нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2 млн. т. нефти в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину:

Внешний вид	Толщина, мкм	Количество  нефти, л/кв.км
Едва  заметна	0,038	44
Серебристый отблеск	0,76	88
Следы окраски	0,152	176
Ярко  окрашенные разводы	0,303	352
Тускло  окрашенные	1,016	1170
Темно окрашенные	2,032	2310

 

      Нефтяные пленки на поверхности  морей и океанов могут нарушать  обмен энергией, теплом, влагой и  газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физико-химические и гидробиологические условия в океане, но и на баланс кислорода в атмосфере.

 

2.Органическое загрязнение

      Среди вносимых в океан с суши растворимых  веществ,  большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные,  биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества  оценивается в 300  -  380 млн.т./год. Сточные воды,  содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество,  пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают  жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,  такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.  Наличие суспензий затрудняют также проникновение света вглубь воды, и замедляет процессы фотосинтеза.  Одним  из  основных  санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые, так или иначе, содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно активные  вещества  - жиры, масла,  смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку,  которая препятствует газообмену  между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом.  Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение  водоемов  и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.  Информация о содержании некоторых  органических  веществ в промышленных сточных водах предоставлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Органические загрязнители

    В связи с быстрыми темпами урбанизации  и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их  неудовлетворительной  эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.  Особенно ощутимо загрязнение в водоемах  с замедленным  течением или непроточных (водохранилища,  озера). Разлагаясь в водной среде,  органические  отходы  могут  стать средой для патогенных организмов.  Вода,  загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной  тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем  в очень больших количествах,  то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже уровня,  необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.