Методы очистки сточных вод

    В Балтийском море в течение 1989 года погибли 17 тыс. тюленей. Проведенные исследования показали, что ткани погибших животных буквально пропитаны ртутью, которая  попадала в их организм из воды. Биологи  считают, что загрязнение воды привело  к резкому ослаблению иммунной системы  обитателей моря и их гибели от вирусных заболеваний.

    Крупные разливы нефтепродуктов (тысячи тонн) происходят в Восточной Балтике  один раз в 3-5 лет, мелкие (десятки  тонн) – ежемесячно. Крупный разлив поражает экосистемы на акватории в  несколько тысяч гектаров, мелкий – в несколько десятков гектаров. Балтийскому морю, проливу Скагеррак, Ирландскому морю угрожают выбросы  иприта – химического отравляющего вещества, созданного Германией в  годы Второй мировой войны и затопленного Германией, Великобританией и СССР в 40-е годы. Свои химические боеприпасы СССР топил в северных морях и  на Дальнем Востоке, Великобритания – в Ирландском море.

    В 1983 году вошла в силу международная  Конвенция по предотвращению загрязнения  морской среды. В 1984 году государства  Балтийского бассейна подписали  в Хельсинки Конвенцию по защите морской среды Балтийского моря. Это было первое международное соглашение на региональном уровне. В результате проведенной работы содержание нефтепродуктов в открытых водах Балтийского  моря снизилось в 20 раз по сравнению  с 1975 г.

    В 1992 году министрами 12 государств и представителем Европейского Сообщества была подписана  новая Конвенция по охране среды  бассейна Балтийского моря.

    Происходит  загрязнение Адриатического и Средиземного морей. Только через реку По в Адриатическое  море с предприятий промышленности и сельскохозяйственных ферм ежегодно попадает 30 тыс. т фосфора, 80 тыс. т  азота, 60 тыс. т углеводорода, тысячи тонн свинца и хрома, 3 тыс. т цинка, 250 т мышьяка (1988 год).

    Средиземному  морю грозит участь превратиться в  мусорную свалку, сточную яму трех континентов. Ежегодно в море попадает 60 тыс. т моющих веществ, 24 тыс. т хрома, тысячи тонн нитратов, применяемых  в сельском хозяйстве. К тому же 85% вод, сбрасываемых из 120 крупных приморских городов, не очищаются (1989 год), а самоочищение (полное обновление вод) Средиземного моря осуществляется через Гибралтарский  пролив за 80 лет.

    Из-за загрязнений Аральское море с 1984 года полностью потеряло рыбохозяйственное  значение. Его уникальная экосистема погибла.

    Владельцы химического комбината «Тиссо»  в городке Минамата на острове  Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в  океан сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались  отравленными, и с 50-х годов 1200 человек  умерли, а 100000 получили отравление различной  тяжести, в том числе психопаралитические  заболевания.

    Серьезную экологическую угрозу для жизни  в Мировом океане и, следовательно, для человека представляет захоронение  на морском дне радиоактивных отходов (РАО) и сброс в море жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Западные страны (США, Великобритания, Франция, Германия, Италия и др.)  СССР с 1946 года начали активно использовать океанские глубины для того, чтобы избавляться от РАО.

    В 1959 году ВМС США затопили в 120 милях  от Атлантического побережья США  неудачный ядерный реактор от атомной подводной лодки. По данным «Гринпис», наша страна сбросила в море около 17 тыс. бетонных контейнеров с  РАО, а также более 30 корабельных  атомных реакторов.

    Наиболее  тяжелая обстановка сложилась в  Баренцевом и Карском морях вокруг ядерного полигона на Новой Земле. Там  помимо бесчисленного количества контейнеров  затоплено 17 реакторов, в том числе  с ядерным топливом, несколько  аварийных атомных подводных  лодок, а также центральный отсек  атомохода «Ленин» с тремя  аварийными реакторами. Тихоокеанский  флот СССР захоранивал ядерные отходы (в том числе 18 реакторов) в Японском и Охотском морях, в 10 местах недалеко от берегов Сахалина и Владивостока.

    США и Япония сбрасывали отходы деятельности АЭС в Японское, Охотское море и  Северный ледовитый океан.

    Жидкие  радиоактивные отходы СССР сливал в  дальневосточных морях с 1966 года по 1991 год (в основном вблизи юго-восточной  части Камчатки и в Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в  воду 10 тыс. куб. м ЖРО.

    В 1972 году была подписана Лондонская конвенция, запрещающая сброс на дно морей и океанов радиоактивных  и ядовитых химических отходов. К  той конвенции присоединилась и  наша страна. Военные корабли, в соответствии с международным правом, в разрешении на сброс не нуждаются. В 1993 году запрещен сброс ЖРО в море.

    В 1982 году 3-я Конференция ООН по морскому праву приняла конвенцию  по мирному использованию Мирового океана в интересах всех стран  и народов, которая содержит около  тысячи международно-правовых норм, регламентирующих все основные вопросы использования  ресурсов океана. 
 

    4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕК И ОЗЕР.  

    Разливы нефти могут возникать и уже  появляются практически повсюду. На небольшие разливы обращают мало внимания, их быстро убирают или  же они разлагаются естественным способом. Большие разливы нефти  привлекают внимание общественности и, как правило, требуют принятия срочных  мер со стороны государственных  организаций. Невозможно заранее предугадать  серьезные разливы нефти, однако в случае их возникновения биологи  и административные органы должны нести  ответственность. В этом обзоре представлена общая информация.

    Источники загрязнения. Появление около 35% углеводородов нефти в морских акваториях в начале 70-х было вызвано разливами и сбросами при транспортировке нефти морем. Разливы при транспортировке и выгрузке составляют менее 35% от всеобщих размеров и сбросов нефти на почву и в чистую воду окружающей среды. Данные конца 70-х показывают, что эта цифра возросла до 45% в морских акваториях. В городских районах разливы и выбросы нефти могут составить 10% или немногим меньше. Для сравнения большинство разливов нефти в прибрежных или материковых частях происходит при транспортировке.

    Окружающая  среда. Сбросы нефти в воду быстро покрывают большие площади при этом толщина загрязнения также бывает разной. Холодная погода и вода замедляют растекание нефти по поверхности, поэтому данное количество нефти покрывает большие участки летом, чем зимой. Толщина разлитой нефти больше в тех местах, где она собирается вдоль береговой линии. Движение нефтяного разлива зависит от ветра, течения и приливов. Некоторые виды нефти опускаются (тонут) и движутся под толщей воды или вдоль поверхности в зависимости от течения и приливов.

    Сырая нефть и продукты переработки  начинают менять состав в зависимости  от температуры воздуха, воды и света. Компоненты с низким молекулярным весом  легко испаряются. Количество испарений  колеблется от 10% при разливах тяжелых  типов нефти и нефтепродуктов (№ 6 топочный мазут) до 75% — при разливах легких типов нефти и нефтепродуктов (№ 2 топочный мазут, бензин). Некоторые компоненты с низким молекулярным весом могут растворяться в воде. Менее 5% сырой нефти и нефтепродуктов растворяются в воде. Этот «атмосферный» процесс способствует тому, что оставшаяся нефть становится более плотной и неспособной плыть по поверхности воды.

    Нефть под влиянием солнечных лучей  окисляется. Тонкая пленка нефти и  нефтяной эмульсии легче окисляется в воде, чем более толстый слой нефти. Нефть с высоким содержанием  металла или низким содержанием  серы окисляется быстрее, чем нефть  с низким содержанием металла  или высоким содержанием серы. Колебания воды и течения смешивают  нефть с водой в результате чего получается либо нефтеводяная эмульсия (смесь из нефти и воды), которая со временем растворится, либо водонефтяная эмульсия, которая не будет растворяться. Водонефтяная эмульсия содержит от 10% до 80% воды; 50-80 процентные эмульсии часто называют «шоколадным муссом» из-за плотного, вязкого вида и шоколадного цвета. «Мусс» распространяется очень медленно и может оставаться на воде или берегу без изменения в течение многих месяцев.

    Движение  нефти с поверхности воды в  процессе растворения и превращения  в эмульсию доставляют молекулы и  частицы нефти к живым организмам. Микробы (бактерии, дрожжи, нитевидные грибки) в воде меняют состав нефти  на мелкие и простые по структуре  углеводороды и неуглеводороды. Частички нефти в свою очередь прилипают  к частичкам в воде (обломкам, тине, микробам, фитопланктону) и оседают  на дне, где микробы меняют легкие и простые по структуре компоненты. Тяжелые компоненты более устойчивы  к микробному воздействию и в  итоге оседают на дне. Эффективность  воздействия микробов зависит от температуры воды, водородного показателя, процентного содержания соли, наличия кислорода, состава нефти, питательных веществ в воде и микробов. Таким образом, микробиологическое ухудшение наиболее часто возникает в случае уменьшения кислорода, питательных веществ и повышения температуры воды.

    Микробы, оказавшиеся под воздействием нефти, размножаются в морских организмах и быстро реагируют на большие  выбросы нефти. От 40% до 80% разлитой сырой  нефти подвергаются воздействию  микробов.

    Разные  организмы притягивают нефть. Фильтрующий  зоопланктон, двустворчатый моллюск  поглощают частички нефти. Хотя моллюски и большинство зоопланктона не способны переварить нефть они могут переносить ее и являются временным хранилищем. Рыба, млекопитающие, птицы и некоторые  беспозвоночные (ракообразные, многие червеобразные) переваривают определенное количество углеводородов нефти, которые  они заглатывают во время питания, очищения, дыхания.

    Время нахождения нефти в воде обычно составляет менее 6 месяцев, если разлив нефти не произошел накануне или непосредственно  зимой в северных широтах. Нефть  может попасть в ледовую ловушку  до наступления весны, когда начнет подвергаться воздействию воздуха, ветра, солнечных лучей и усиленному воздействию микробов, сопровождающихся повышением температуры воды. Время  нахождения нефти в прибрежных отложениях, либо уже подверженных атмосферному влиянию в качестве водо-нефтяной эмульсии определяется характеристиками отложений и конфигурацией береговой  линии. Период сохранения нефти в  прибрежной окружающей среде (Таб.1) варьируется  от нескольких дней на скалах до более  чем 10 лет в укрытых от при-ливо-отливов  и сырых участках.

    Нефть, удерживаемая в отложениях и на берегу, может быть источником загрязнения  прибрежных вод. Периодические штормы часто поднимают огромное количество осевшей нефти и уносят их в море. В местах с холодным климатом из-за льдов, медленного движения волн, меньшей химической и биологической активности нефть остается в отложениях или на берегу на долгий период времени, чем в местах с умеренным или тропическим климатом. В холодном климате укрытые от приливоотливов и сырые участки, способны удерживать нефть неограниченное время. Некоторые отложения или сырые почвы содержат недостаточное количество кислорода для разложения; нефть разлагается без воздуха, но этот процесс идет медленнее.

    У разлитой на земле нефти нет времени  подвергнуться воздействию погоды прежде, чем она попадет в почву. Разливы нефти на небольшую водную поверхность (озера, ручьи) обычно несильно подвергаются погодному влиянию  пока не достигнут берега, чем разливы  нефти в океане. Разница в скорости течения, пористости почвы, растительности, направлении ветра и волн влияют на временной период сохранения нефти  у береговой линии.

    Нефть разлитая непосредственно на земле  испаряется, подвергается окислению  и воздействию микробов. При пористой почве и низком уровне грунтовых  вод нефть, разлитая на земле/ может  загрязнять грунтовые воды.

    Ответственность за разливы нефти. Ответственность за разливы нефти — сложный и затруднительный процесс, особенно при больших разливах. Степень ответственности определяется размерами и местом разлива.

    Разлив  величиной 1.000 галлонов в порту или  заповедном участке привлечет большее  внимание, чем такое же количество нефти разлитой в 200 милях от берега в Атлантическом океане. Опасные  вещества разлитые в океане, в непосредственной близости от берега и основные водные маршруты материковой части США  находятся под охраной Береговой  службы США (CG). Все остальные разливы  на территории страны находятся под  охраной Агентства по защите окружающей среды (ЕРА). Государственные и региональные команды, представляющие соответствующие  агентства, координируют работу, связанную  с основными разливами нефти.

    Среда и обстоятельства разливов определяют методы очистки от нефти с целью  сократить вредное воздействие  на экологию. Американский институт нефти (API) дает прекрасные рекомендации для  выбора методов очистки нефтяных разливов и уникальные характеристики морской среды (API, публикация № 4435). Большинство методов, использующихся для борьбы с разливами нефти  и защиты окружающей среды на море, применяются и для очистки  пресноводной окружающей среды. Исключения составляют методы, включающие химические вещества (дисперсанты, абсорбенты, желагирующие агенты), разработанные для использования  в соленой воде. Только химические вещества одобренные ЕРА могут использоваться для очистки разливов нефти.

    Государственные и местные органы должны разработать  планы возможных разливов нефти, согласно которым определяются первостепенные зоны по защите и очистке; ставятся задачи, которые нужно выполнять  и назначаются ответственные  за их выполнение. Обычно к работе подключают ученых-биологов местного и федерального уровней, ответственных за природные  ресурсы, юристов, подрядчиков по очистке, специально обученных специалистов по реабилитации животных и местных  официальных лиц. Кроме того, крупные  разливы привлекают внимание добровольных помощников, представителей С МИ и  наблюдателей.