Методы очистки сточных вод

    Хотя  не бывает двух одинаковых разливов нефти  исторические события знакомят читателя с типичными проблемами, с которыми сталкивались, и их биологическим  влиянием. Акцент каждого случая зависит  от специальности автора (т.е. случаи, описанные биологами, имеют больше деталей, связанных с биологией).

    Влияние нефти на животных и растения. Нефть оказывает внешнее влияние на птиц, прием пищи, загрязнение яиц в гнездах и изменение среды обитания. Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды, птицы тонут. Разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель 5.000 птиц. Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов.

    Птицы заглатывают нефть, когда чистят клювом перья, пьют, употребляют загрязненную пищу и дышат испарениями. Заглатывание нефти редко вызывает непосредственную гибель птиц, но ведет к вымиранию от голода, болезней, хищников. Яйца птиц очень чувствительны к воздействию нефти. Загрязненные яйца и оперение птиц пачкают нефтью скорлупу. Небольшое количество некоторых типов нефти может оказаться достаточным для гибели в период инкубации.

    Разливы нефти в местах обитания могут  оказать как быстрое, так и  длительное влияние на птиц. Испарения  от нефти, нехватка пищи и мероприятия  по очистке могут сократить использование  пострадавшего участка. Сильно загрязненные нефтью сырые участки, прили-во-отливные илистые низины способны изменить биоценоз на долгие годы.

    Всегда  проводилась оценка прямого или  опосредованного влияния разливов нефти на популяцию птиц. Восстановление видов зависит от способности  к воспроизводству оставшихся в  живых и от особенности к миграции с места катастрофы. Гибель и сокращение воспроизводства, вызванные разливами  нефти, легче обнаружить на местах или  в колониях, чем в масштабе региона  или целого вида. Естественная гибель, жизненная активность, погодные условия, питание и миграция птиц могут  скрывать последствия единичных  либо периодически случающихся катастроф. Например, популяции морских птиц в западной Европе продолжают увеличиваться, несмотря на случайную или вызванную  загрязнением гибель многих местных  видов птиц.

    Меньше  известно о влиянии разливов нефти  на млекопитающих, чем на птиц; еще  меньше известно о влиянии на неморских  млекопитающих, чем на морских. Морские  млекопитающие, которые в первую очередь выделяются наличием меха (морские  выдры, полярные медведи, тюлени, новорожденные  морские котики) наиболее частно погибают от разливов нефти. Загрязненный нефтью мех начинает спутываться и теряет способность удерживать тепло и  воду. Взрослые сивучи, тюлени и китообразные (киты, морские свиньи и дельфины) выделяются наличием жирового слоя, на который влияет нефть, усиливая расход тепла. Кроме того, нефть может  вызвать раздражение кожи, глаз и  препятствовать нормальной способности  к плаванию. Известны случаи, когда  кожа тюленей и полярных медведей впитывала нефть. Кожа китов и  дельфинов страдает меньше.

    Большое количество попавшей в организм нефти  способно привести к гибели полярного  медведя. Однако тюлени и китообразные более выносливы и быстро переваривают нефть. Попавшая в организм нефть  может вызвать желудочно-кишечные кровотечения, почечную недостаточность, интоксикацию печени, нарушение кровяного  давления. Пары от испарений нефти  ведут к проблемам органов  дыхания у млекопитающих, которые  находятся около или в непосредственной близости с большими разливами нефти.

    Документов, говорящих о влиянии разливов нефти на немлекопитающих, не так  много. Большое количество ондатр погибло  при разливе топливного мазута из бункера на реке Святого Лоренса. В Калифорнии погибли огромные сумчатые крысы после отравлений нефтью. Бобры  и ондатры погибли от разлива  авиационного керосина на реке Вирджиния. Во время эксперимента, проведенного в лаборатории, погибли крысы, которые  проплыли по воде, загрязненной нефтью. К вредному влиянию большинства разливов нефти можно отнести сокращение пищи или изменение отдельных видов. Это влияние может иметь разную продолжительность, особенно в брачный период, когда передвижение особей женского пола и молоди ограничено.

    Морские выдры и тюлени особенно уязвимы  к разливам нефти из-за плотности  размещения, постоянного пребывания в воде и влияния на теплоизоляцию  меха. Попытка имитировать влияние  разливов нефти на популяцию тюленей  на Аляске показала, что относительно небольшой (всего 4%) процент от общего числа погибнет при «чрезвычайных  обстоятельствах» , вызванных разливами  нефти. Ежегодная естественная гибель (16% особей женского пола, 29% — мужского) плюс гибель в результате попадания в морские рыбные сети (2% особей женского пола, 3% — мужского) была намного больше, чем запланированные потери при разливах нефти. На восстановление после «чрезвычайных обстоятельств» потребуется 25 лет.

    Подверженность  рептилий и земноводных нефтяному  загрязнению недостаточно известна. Морские черепахи едят пластмассовые  предметы и нефтяные сгустки. Сообщалось о поглощении нефти зелеными морскими атлантическими черепахами. Нефть могла  повлечь гибель морских черепах  у побережья Флориды и в  Мексиканском заливе после разлива  нефти. Зародыши черепах погибли  или развивались ненормально  после того, как яйца побывали в  песке, покрытом нефтью.

    Нефть, подвергшаяся атмосферному влиянию, менее  вредна для эмбрионов, чем свежая нефть. В последнее время покрытые нефтью пляжи могут создать проблему для вновь выведенных черепах, которые  должны пересекать пляжи, чтобы добраться  до океана. Различные виды рептилий и земноводных погибли в результате разливов топливного мазута из бункера  С на реке Святого Лоренса.

    Личинки лягушки подвергались воздействию  топливного мазута № 6, появление которого можно было ожидать в мелких водах — последствие разливов нефти; смертность была большей у личинок на последних стадиях развития. Личинки всех представленных групп и возрастов показали аномальное поведение.

    Личинки лесных лягушек, сумчатых крыс (саламандр) и 2-х видов рыб подвергались нескольким воздействиям топливного мазута и сырой  нефти в статичных условиях и  в движении. Чувствительность личинок  у земноводных к нефти была такой же, как у 2-х видов рыб.

    Рыбы  подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также  при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при  серьезных разливах нефти. Следовательно  большое количество взрослой рыбы в  больших водоемах от нефти не погибнет. Однако сырая нефть и нефтепродукты  отличаются разнообразием токсичного воздействия на разные виды рыб. Концентрация 0.5 миллионной доли или менее нефти  в воде способна привести к гибели форели. Почти летальный эффект нефть  оказывает на сердце, изменяет дыхание, увеличивает печень, замедляет рост, разрушает плавники, приводит к различным  биологическим и клеточным изменениям, влияет на поведение.

    Личинки и молодь рыб наиболее чувствительны  к воздействию нефти, разливы  которой могут погубить икру рыб  и личинки, находящиеся на поверхности  воды, а молодь — в мелких водах.

    Потенциальное воздействие разливов нефти на популяции  рыб было оценено с помощью  модели Georges Bank Fishery северовосточного побережья  США. Характерные факторы определения  загрязнения — токсичность, % содержание нефти в воде, местонахождение разлива, времени года и виды, пострадавшие от загрязнения. Нормальные колебания естественной гибели икры и личинок для морских видов, таких как атлантическая треска, обыкновенная треска, атлантическая сельдь часто намного больше, чем гибель, вызванная огромным разливом нефти.

    Разлив  нефти в Балтийском море в 1969г. привел к гибели многочисленные виды рыб, которые  обитали в прибрежных водах. В  результате исследований нескольких загрязненных нефтью мест и контрольного места  в 1971г. было обнаружено, что популяции  рыб, возрастное развитие, рост, состояние  организма ненамного отличались друг от друга. Так как подобная оценка до разлива нефти не проводилась, авторы не могли определить изменились ли отдельные популяции рыб в  течение 2-х предшествующих лет. Как  и у птиц быстрое влияние нефти  на популяции рыб можно определить на местном, чем на региональном уровне или в течение длительного  времени.

    Беспозвоночные  являются хорошими индикаторами загрязнения  от сбросов в силу своей ограниченности в передвижении. Опубликованные данные разливов нефти часто отмечают гибель, чем воздействие на организмы  в прибрежной зоне, в отложениях или же в толще воды. Влияние  разливов нефти на беспозвоночные может  длиться от недели до 10 лет. Это зависит  от вида нефти; обстоятельств, при которых  произошел разлив и его влияния  на организмы. Колонии беспозвоночных (зоопланктон) в больших объемах  воды возвращаются к прежнему (до разлива) состоянию быстрее, чем те, которые  находятся в небольших объемах  воды. Это происходит из-за большого разбавления выбросов в воде и  большей возможности подвергнуть  воздействию зоопланктон в соседних водах.

    Много работы по беспозвоночным проведено  с нефтью в лабораторных испытаниях, экспериментальных экосистемах, закрытых экосистемах, в полевых испытаниях и др. исследованиях. Меньше работы было проведено с беспозвоночными  в свежих водах, в лабораторных и  полевых испытаниях. Результатом  этих исследований явился документ о  влиянии различных видов сырой  нефти и нефтепродуктов на выживание  беспозвоночных, их физиологические  функции, воспроизводство, поведение, популяции и состав колоний, как  в течение небольшого так и  длительного периода времени.

    Растения  из-за своей ограниченности в передвижении также являются хорошими объектами  для наблюдения за влиянием, которое  оказывает на них загрязнение  окружающей среды. Опубликованные данные о влиянии разливов нефти содержат факты гибели мангровых деревьев, морской травы, большинства водорослей, сильного длительного разрушения от соли живности болот и пресноводных; увеличение или уменьшение биомассы и активность к фотосинтезу колоний фитопланктона; изменение микробиологии колоний и увеличение числа микробов. Влияние разливов нефти на основные местные виды растений может продолжаться от нескольких недель до 5 лет в зависимости от типа нефти; обстоятельств разлива и видов, которые пострадали. Работа по механической очистке сырых мест может увеличить восстановительный период на 25%-50%. Для полного восстановления мангрового леса потребуется 10-15 лет. Растения в толще воды большого объема возвращаются к первоначальному (до разлива нефти) состоянию быстрее, чем это происходит с растениями в меньших водоемах.

    Роль  микробов при загрязнении нефтью привело" к огромному количеству исследований на этих организмах. Изучение в экспериментальных экосистемах, полевых испытаниях проводились  с целью определить отношение  микробов к углеводородам и различным  условиям выбросов. В общем нефть  может стимулировать или препятствовать активности микробов в зависимости  от количества и типа нефти и состояния  колонии микробов. Лишь стойкие виды могут употреблять нефть как  пищу. Виды колоний микробов могут  приспособиться к нефти, поэтому  их количество и активность могут  увеличиться.

    Влияние нефти на морские растения такие, как мангровые деревья, морскую  траву, траву солончаков, водоросли  изучалось в лабораториях и экспериментальных  экосистемах. Проводились полевые  испытаниях и исследования. Нефть  вызывает гибель, уменьшает рост, сокращает  воспроизводство больших растений. В зависимости от типа и количества нефти и вида водорослей количество микробов либо увеличивалось, либо уменьшалось. Отмечалось изменение биомассы, активность к фотосинтезу и структура  колоний.

    Влияние нефти на пресноводный фитопланктон (перифитон) изучалось в лабораториях, также проводились полевые испытания. Нефть оказывает такое же влияние, как и на морские водоросли.

    Окружающая  среда прибрежной зоны океана тянется  от глубоких вод удаленной зоны до уровня низких вод, поэтому является более сложной и биологически продуктивной, чем окружающая среда  удаленной зоны. К прибрежной зоне относятся: перешейки, изолированные  острова, барьерные (береговые) острова, гавани, лагуны и устья. Движение воды зависит от приливов и отливов, сложных  подводных течений, направлений  ветра.

    В мелких водах прибрежной зоны могут  находиться бурые водоросли, заросли  морской травы или коралловые рифы. Нефть может собираться вокруг островов и вдоль побережья, особенно в защищенных местах. Большое количество нефти на поверхности воды на глубине  лишь нескольких метров может создать  большую концентрацию нефти в  водной толще и в отложениях. Движение нефти у поверхности воды в  мелких водах будет иметь непосредственный контакт с дном океана.

    Концентрация  птиц сильно варьируется в зависимости  от места и времени года. Многие птицы, находящиеся в этой среде  обитания очень чувствительны к  нефти, которая находится на поверхности. Разливы нефти представляют большую угрозу в брачный период в местах гнездовья колоний и в местах остановок в период миграций.

    Морские выдры могут сильно пострадать от разливов нефти. Сивучи, котики, моржи, тюлени больше всего подвергаются опасности  в брачный период. Взрослые пары и детеныши могут подвергаться воздействию  нефти в прибрежных зонах, когда  они добираются до удаленных скал или островов. Полярные медведи могут  также подвергаться воздействию  нефти, если разлитая нефть собирается вдоль либо под кромкой прибрежного  льда.

    Киты, морские свиньи, дельфины и морские  черепахи не сильно подвергаются воздействию  нефти. Взрослые рыбы не гибнут в больших  количествах, но икра и личинки при  движении в море наиболее чувствительны  к воздействию нефти, чем взрослые особи. Организмы, которые обитают  на поверхности воды (фитопланктон, зоопланктон, личинки беспозвоночных) могут подвергаться воздействию  нефти. Моллюски, ракообразные, разные виды червей и другие организмы под-