Проблемы загрязнения Мирового океана

Самарский государственный аэрокосмический университет

Кафедра химии

Доклад по экологии

на тему:

Проблема загрязнения Мирового океана

выполнил студент группы 525 Харчев В.В.

преподаватель: Мальчиков Т.К.

Самара 1997

Содержание

1. Нефть и нефтепродукты

2. Пестициды

3. Синтетические поверхностно-активные вещества.

4. Соединения с канцерогенными свойствами.

5. Тяжелые металлы.

6. Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг).

7. Тепловое загрязнение.

Нефть и нефтепродукты

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорис-ценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алиф-втических и гидроароматических углеводородов. Основные компо-ненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

1. Парафины (алкены). . (до 90% от общего состава) - устойчи-вые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвлен-ной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают макси-мальной 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 неф-ти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарно-го кольца ( бензол, толуол, ксилол) , затем бициклические ( нафта-лин) , полуциклические ( пирен).

4. Олефины (алкены). . - (до 10% от общего состава) - ненасы-щенные нециклические соединения с одним или двумя атомами во-дорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенны-ми загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что со-ставляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связа-ны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трас-сах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 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 теря-ется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т. /год . Со стоками промыш-ленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои раз-личной 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

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 30-40 мкм 0полностью полностью поглощает инфракрас-ное 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 нефтей, содержащих поверхно-стно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть об-разует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на по-верхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и осе-дать на дно.

Пестициды

Пестициды составляют группу искусственно созданных ве-ществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями расте-ний. Пестициды делятся на следующие группы:

1. инсектициды для борьбы с вредными насекомыми,

2. фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений,

3. гербициды против сорных растений.

Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоцено-зов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн. т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем зо-ловым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных про-дуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербици-дов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных груп-пы: хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты.

Хлороорганические инсектициды получают путем хлороирова-ния ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устой-чивость алифатических и ароматических групп в совместном при-сутствии 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 0лет использовано более 1, 2 млн. т. по-лихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансфор-маторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы ( ПХБ) попадают в ок-ружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник по-ставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах земнего 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, по-нижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств ( СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попа-дают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат поли-фосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд до-бавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: арома-тизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пер-бораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силика-ты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактив-ные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионо-активные вещества. На их долю приходится более 50% всех произ-водимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах про-мышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов 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 соеди-нения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эм-брионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к инги-бированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуально-го развития и изменению генофонда организмов. К веществам, об-ладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полицик-лические ароматические углеводороды (ПАУ). . Максимальное ко-личество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) 0обнаружено в тентони-чески активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окру-жающей 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 загряз-няющих веществ. Они широко применяются в различных промыш-ленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприя-тия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наи-более опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадоч-ных и изверженных пород ежегодно выделяется 3, 5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 121тыс. т. 0ртути, причем значительная часть - антропогенного