Проблемы охраны морей и океана
К морским организмам, которые участвуют в процессах самоочищения, относятся моллюски. Различают два группы моллюсков. В первую входят мидии, устрицы, гребешок и некоторые другие. Их ротовое отверстие состоит из двух трубочек (сифонов). Через один сифон всасывается морская вода со всеми взвешенными в ней частицами, которые оседают в специальном аппарате моллюска, а через другой очищенная морская вода поступает обратно в море. Все съедобные частицы частицы усваиваются, а непереваренные крупными комочками выбрасываются наружу. Плотное население мидий на площади 1 кв. м. Фильтрует за сутки до 200 м. куб. воды.
Мидии - один из самых распространенных морских водных организмов. Крупный моллюск может пропустить через себя до 70 л. воды в сутки и таким образом очистить ее от возможных механических примесей и некоторых органических соединений.
Подсчитано, что только в северо-западной части черного моря мидии профильтровывают за сутки более 100 км куб воды. Подобно мидии, питаются и другие морские животные - мшанки, губки, асцидии.
У моллюсков второй группы раковина или закрученная, овально-кониеской формы (рапаны, литорины), или напоминает колпачок (морское блюдечко). Ползая по камням, сваям, причалам, растениям, днищам судов, они ежедневно прочищают огромные заросшие поверхности.
Морские организмы (их поведение и состояние) являются индикаторами нефтяных загрязнений, т.е. они как бы осуществляют биологическое наблюдение за окружающей средой. Однако морские организмы не только пассивные регистраторы, но и непосредственные участники процесса естественного самоочищения среды. Известны около 70 родов микроорганизмов, включая бактерии, грибы, дрожжи, которые способны вступать в единоборство с нефтью. Им принадлежит важнейшая роль разложения нефти и углеводородов в море.
Не менее значительная роль микроорганизмов в борьбе с пестицидами: накапливая в себе вредные продукты, бактерии сигнализируют о загрязнении морской среды. Вот почему так важно выяснить как можно больше таких организмов-индикаторов, получить предельно подробную информацию об их поведении в тех или иных условиях, об их состоянии в зависимости условий окружающей среды. Как выяснилось в последнее время, наиболее действенные в переработке пестицидов макрофиты - водоросли, растущие на небольших глубинах и у берега.
В Мировом океане биота еще практически не нарушена: при внешних воздействиях, выводящих систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабевает.
2.2 Охрана морей и океанов
Охрана морей и океанов должна проводится не только физически, проводя различные исследования по очищению воды и внедрения новых методов и способов очистки, но должна основываться и на законодательствах и правовых документах, определяющих обязанности людей охранять морскую среду.
В 1954 г. в Лондоне прошла международная конференция, ставившая целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. Впервые в истории человечества был принят международный правовой документ, определяющий государств охранять морскую среду. Международная конвенция 1954 г. по предотвращению загрязнения моря нефтью была зарегистрирована ООН.
Дальнейшая забота об охране Мирового океана нашла выражение в четырех конвенциях, принятых на 1-й Международной конференции ООН по морскому праву в Женеве в 1958 г.: об открытом море; о территориальном море и прилежащей зоне; о континентальном шельфе; о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права.
Под открытом море подразумевается все части моря, не входящие ни в территориальные моря, ни во внутренние воды любого государства. Женевская конвенция об открытом море с целью предотвращения загрязнения морской среды и нанесения ей ущерба обязывает каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять море нефтью, радиоактивными отходами и другими веществами.
Международные конвенции сыграли определенную роль в предотвращении загрязнения морской среды, но в тоже время выявила и слабые места. В 1973 г. в Лондоне была созвана Международная конференция по предотвращению загрязнения моря. Конференция приняла Международную конвенцию по предотвращению загрязнения моря с судов. Конвенция 1973 г. предусматривает меры, предупреждающие загрязнение морей не только нефтью, но и другими вредными жидкими веществами, а также отходами (сточные воды, мусор судов и т.п.). Согласно Конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том , что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном состоянии и не загрязняют море. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе судна в порт. Конвенция устанавливает жесткие нормы содержания нефти в сбрасываемой танкерами воде. Суда водоизмещением более 70 тыс. т должны располагать емкостями приема чистого балласта - в такие отсеки нефть грузить запрещается. В особых районах полностью запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов водоизмещением свыше 400 т. Все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Все транспортные суда оснащаются сепарационными устройствами для очистки сливных вод, а танкеры - устройствами, позволяющими осуществлять мойку танкеров без слива нефтяных остатков в море. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки.
Береговые очистные сооружения, куда поступает отработанная вода с судов, не только очищают от загрязнения, но и регенерируют тысячи тон нефти.
На судах помещаются установки для уничтожения шламов машинных отделений, отходов и мусора, опорожняемых в плавучие и береговые приемные устройства.
Институт океанологии УАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров, полностью исключающий попадание нефти в акваторию и обеспечивающий абсолютную чистоту танкеров после промывки. Добавка к промывной воде смеси нескольких поверхностно-активных веществ позволяет осуществить на самом танкере с помощью несложной установки очистку без сброса с судна загрязненной воды или остатков нефти с регенерацией ее для дальнейшего использования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т нефти. Танкерные емкости очищаются так, что в них после нефти можно перевозить даже пищевые продукты.
При отсутствии такой установки промывку на танкере можно осуществлять с помощью очистной станции, которая производит механизированную мойку емкостей из-под нефтепродуктов всех сортов по замкнутому контуру с помощью подогретого до 70-80 С раствора. Очистная станция также отделяет нефтепродукты от принимаемых с судов сточно-балластных вод, очищает от механических примесей и обезвоживает остатки нефти, отмывает от нефтепродуктов удаленную из цистерн ржавчину.
В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Так, супертанкеры, вмещающие 150 тыс. т груза, имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая внешняя, оболочка.
Для отмывки топливных цистерн сухогрузов созданы плавучие очистные станции. Мощная водогрейная установка с двумя котлами нагревает воду до 80-90 С, и насосы перекачивают ее в танкеры. Грязная вода вместе с отмытой нефтью поступает обратно на очистную станцию, где проходит три каскада отстойников. И, вновь подогретая, опять, откачивается на мойку. При этом для подогрева используют нефть, извлеченную из грязной воды.
Для систематической очистки портовых акваторий от случайных разливов и загрязнений нефтью применяются плавучие нефтесборщики и боновые заграждения. Нефтесборщики НСМ-4 повышенной морепроходимости рейдах с удалением от порта до 10 морских миль при волнении моря до способны очищать море от плавающих нефтепродуктов и мусора вдоль побережья и на открытых морских трех баллов и силе ветра до четырех балов.
Боновые заграждения, предназначенные для локализации случайных разливов нефтепродуктов как в акваториях портов, так и в открытом море, строят из стеклопластика, устойчивого при значительных скоростях ветра и течений.
В ряде случаев целесообразно предотвращать растекание нефти не механическими (боновыми заграждениями), а физико-химическими методами. С этой целью по всему периметру нефтяного пятна ли только с подветренной стороны наносят поверхностно-активные вещества - нефтесобиратели.
В случае крупной утечки для локализации нефтяного пятна одновременно используют механические и химические методы. Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться повторно в качестве сорбента. Такие сорбенты очень удобны из-за простой технологии применения и невысокой стоимости. Однако массовое производство таких препаратов пока не налажено.
В настоящее время разработаны сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Главное требование, которое к ним предъявляется, - непотопляемость. Собранные с водной поверхности, некоторые сорбенты после регенерации могут применяться повторно, другие подлежат утилизации. Имеются препараты, позволяющие собирать с поверхности воды до 90% разлитой нефти. Впоследствии их можно использовать для производства битума и других строительных материалов.
Еще одно важное качество, которым должен обладать сорбент, - способность захватывать большое количество нефти. Пенопласты, полученные на основе сложных полиэфиров, за 5 мин поглощают количество нефти в 20 раз превышающее собственную массу.
Эти вещества прошли успешные испытания в Одесском порту и при ликвидации последствий разлива дизельного топлива на заболоченной местности. Недостатком же их следует считать то, что ими нельзя пользоваться при волнении моря.
После сбора разлитой нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить диспергированием, т.е. разбрызгиванием н водную поверхность препаратов, под действием которых происходит распад нефтяной пленки. Диспергенты не извлекаются из воды, поэтому основным требованием к ним является их биологическая безопасность. Кроме того, они должны сохранить свои свойства при сильном разбавлении морской водой. Нефтяная пленка после такой обработки распределяется в толще воды, где подвергается окончательному разрушению в результате биохимических процессов, обуславливающих самоочищение.
Оригинальный способ очистки воды от разлившейся нефти продемонстрировали американские ученые в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластина. К ней подключается акустическая установка. Под действием вибрации нефть сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластина, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток высокого напряжения, также подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает. Если мощность акустической установки недостаточно велика, нефть лишь превращается в плотную массу, которую удаляют из воды механическим способом.
Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел ученые США создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране из этого материала между корпусами установили своеобразную штору, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно, нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в специально приготовленную емкость.
Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих нефтяное загрязнение, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением даже самых эффективных методик очистки от загрязнений невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем заинтересованным странам сообща, - предотвращение загрязнения.
2.3 Охрана морских прибрежных вод
Прибрежная водоохранная зона - территория, прилегающая к акваториям объектов, на которых устанавливается специальный режим, не допускающий загрязнения, засорения и истощения вод. Границы прибрежного охраняемого района определяются границами района фактического и перспективного морского водопользования населения и двух поясов зоны санитарной охраны.
Район морского водопользования организуется для обеспечения эпидемической безопасности и предупреждения случаев ограничения водопользования из-за загрязнения вредными химическими веществами. Ширина этого района в сторону моря обычно не мене 2 км.
В первом поясе зоны санитарной охраны не допускается превышение установленных нормативных показателей микробного и химического загрязнения в результате спуска сточных вод. По береговой протяженности и ширине в сторону моря пояс должен составлять не менее 10 км от границы района водопользования. Второй пояс зоны санитарной охраны предназначается для предотвращения загрязнения района водопользования и первого пояса санитарной охраны в результате сбросов с морских судов и промышленных объектов. Границы второго пояса определяются границами территориальных вод для внутренних и внешних море в соответствии с требованиями международной конвенции.
Запрещается сбрасывать в море сточные вод, которые можно использовать в системах оборотного и повторного водоснабжения: с содержанием отходов подлежащих утилизации, производственное сырье, реагенты, полупродукты и, конечно, продукты производства в количествах, превышающих установленные нормативы технологических потерь, вещества, для которых не установлены предельно допустимые концентрации (ПДК). Запрещаются сбросы очищенных промышленных и бытовых сточных вод, включая судовые, в границах района водопользования. Оценка степени и характера органических загрязнений, превышающих установленные нормативы, производится с учетом общей санитарной ситуации и других прямых и косвенных санитарных показателей загрязнения морской воды.
В местах водозаборов, в плавательных бассейнах с морской водой количество бактерий (кишечных палочек) и энтерококов не должно превышать, соответственно, 100/л и 50/л. В местах массового купания контролируется и наличие стафилококков в воде. Если их количество превышает 100/л, пляжи закрываются.
При систематическом сезонном развитии и скоплении водорослей район водопользования от них следует очищать.
Сброс, удаление и обезвреживание сточных вод, содержащих радиоактивные вещества, должны осуществляться в соответствии с действующими нормативами радиационной безопасности и санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений.
При проектировании и строительстве глубоководных спусков сточных водв прибрежные воды моря, выборе места спусков и расчетах степени смешения и разбавлениядолжны учитоваться: характер и направление прибрежных морских течений, направление и силагосподствующих ветров, величина приливов и отливов и другие природные факторы. Конструктивные, инженернотехнтческие и технлологические решения глубоководных спусков сточных водбольшой протяженности должны учитывать океанографические факторы (глубинные течения, плотность и температурную стратификацию вод, процессы турбулентной диффузии и др.), способствующие ликвидации поступающих загрязнений.
При расчетах, обосновывающих необходимую степень очистки, обезвреживания и обеззараживания, и определение условий смешения и разбавления стоков с морской водой в качестве исходных принимаются гидрологические данные для наименее благоприятного периода и санитарные показатели состава и свойств морской воды прибрежного района в период его наиболее интенсивного использования. Возможность отведения и условия спуска сточных вод в море, а также выбор площадки для нового объекта, реконструкция, расширение или изменение технологий предприятий подлежат обязательному согласованию с органами санитарно-эпидемиологического контроля.
Для прибрежных районов морей со специфическими гидрологическими условиями и неудовлетворительными санитарными, гидрофизическими и топографо-гидрологическими особенностями обусловливающими застойные явления или концентрацию загрязнений в прибрежных водах, требования, предявляемые к первому поясу зоны санитарной охраны, не могут учитывать возможное разбавление морской водой.
Состав и свойство вод в устьях рек, впадающих в море в районе водопользования должны отвечать требованиям, предъявляемым к воде в водоемах, используемых для купания и проведения спортивных мероприятий, за исключением показателей, зависящих от рпиродных особенностей этих вод.
В пределах первого пояса зоны санитарной охраны разрешаются сбросы с судов сточных вод, происхождение и состав которых определены Международной конвенцией по предотвращению загрязнений с судов 1973 г., при одновременном соблюдении следующих условий: а) на судне действует установка, обеспечивающая достаточную очистку и обеззораживание сточных вод; б) сброс не приводит к появлению видимых плавающих твердых частиц и не вызывает изменения цвета воды.
В портах, портовых пунктах и на судах, стоящих на рейдах, сброс сточных вод должен осуществляться в общегородскую канализацию через сливные устройства и ассенизационные суда. Твердые отбросы, отходы имусор должны собираться в специальные емкости на борту судна и переправляться на берег для последующей утилизации и обезвреживания.
При исследованиях, разведке и разработке естественных богатств континетального шлейфа запрещаются промышленные и бытовые сбросы сточных вод, загрязение вод радиоактивными веществами и другими отходами производства. В случае, если границы континентального шельфа совпадают с границами района водопользования, требования к составу и свойствам морских вод должны отвечать нормативным требованиям к воде района водопользования.
2.4 Контроль за уровнем загрязнения морей
Контроль за загрязнением морских вод проводится в Украине в соответствии с Лондонскими международными конвенциями 1958 и 1973 гг., а также с Конвенцией по предотвращению загрязнения Черного моря. Мониторинг морской среды осуществляет Национальная служба Украины по гидрометерологии и мониторингу окружающей среды. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводится на всех морях на территории Украине. Отбор проб ведется на 603 морнских пункта наблюдения (станциях), гидрохимические работы осуществляют 20 стационарных и 11 судовых лабораторий. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидробиолигическим показателям проводится также 11 гидробиологическими лабораториями и группами, обеспечивающими обработку более 3000 проб в год по 12 показателям.
Контроль за уровнем загрязнения морей осуществляется по следующим направлениям:
физические, химические и гидробиологические показатели загрязнения вод и донных отложений, особенно в курортно-оздоровительных и рыбохозяйственных зонах, а также на участках морей, подвергающихся интенсивному воздействию (устьевые зоны, морские нефтепромыслы, порты и т.д.);
баланс загрязняющих веществ в морях и их отдельных частях (заливах) с учетом процессов, протекающих на границе раздела «атмосфера-вода», разложение и трансформация загрязняющих веществ и накопление их в донных отложениях;
закономерности пространственных и временных изменений конценрации загрязняющих веществ, зависимость этих изменений от естественных циркуляционных процессов, гидрометеорологического режимаи особенностей хозяйственной деятельности. При этом учитываются изменения температуры воды, течения, скорость и направление ветров, уровень выпавших осадков, атмосферное давление, влажность воздуха и др.
Морские станции 1 категории (единичная конторльная станция) предназначены для оперативного выявления высоких уровней загрязнения в наиболее загрязненных зонах вблизи источников сброса и информирования об этом. Станции 1 категории распологаются на замыкающих створах устьевых областей, в зонах влияния сброса сточных вод с сельскохозяйственных угодий, нефтеналивных баз, в местах действующих морских нефтепромыслов, в районах, имеющих важное рыбохозяйственное или культурнооздоровительное значение.
Контроль за содержанием загрязняющих веществ и визуальное наблюдение за загрязненностью поверхности проводится по двум программам - сокращенной и полной.
Сокращенная программа предполагает один раз в декаду растворенного кислорода, нефтепродуктов и одного-двух загрязняющих веществ, специфичных для данного района.
Полная программа предполагает проверку один раз в месяц (совмещается с наблюдениями по сокращенной программе) по следующим параметрам:
наличие загрязняющих веществ: нефтепродуктов, хлорорганических пестицидов, тяжелых металлов( ртути, свинца), фенола, детергентов, а также загрязняющих веществ, специфичных для данного района;
показатели среды: растворенный кислород, сероводород, концентрацияводородных ионов, биохимическое потребление кислорода за 5 суток, нитритный азот, нитратный азот, аммонийный азот, общий азот, фосфор фосфатный, общий фосфор, кремний;
Элементы гидрометеорологического режима: соленость воды, температура воды и воздуха, скорость и направление течений и ветра, прозрачность, цветность воды.
На станциях 1 категории, расположенных непосредственно у берега, наблюдения проводятся только по сокращенной программе.
Морские станции 2 категории (единичныестанции или системы станций) служат для определения уровней загрязнения и тенденции их изменчивости в наиболее загрязненных районах города, в портах, прибрежных водах море и устьях рек, бухтах, заливах, а также в местах расположения промышленных комплексов, добычи полезных ископаемых, стоков сельскохозяйственный угодий, интенсивного судоходства и районах, имеющих культурнооздоровительное и рыбохозяйственное значение.
Станции 2 категории проводят ежемесячный контроль по полной программе. В период обледенения исследования проводятся один раз за сезон.
Заключение
Не может быть единого решения вопроса о всех видах отходов и места их сброса, однако следующие предложения должны помочь сохранить как сушу, так и море в дальнейшем.
Прежде всего следует определить, что такое океан, отличая его от внутренних пресноводных водоемов и гаваней, а также мелких заливов, и разработать законодательство, соответствующее каждому элементу из окружающей среды.
Следует признать неправильным предположение согласно которому все, что попадает в океан, может быть опасным. Вместо этого необходимо рассмотреть, какие вещества могут причинить ущерб, и стараться избежать образования избытка их в океане.
Строго запретить сброс всех искусственных радиоактивных материалов, галогеносодержащих углеводородов (ДДТ и полихлорных бифенилов) и других синтетических органических материалов, которые являются токсичными и против которых морские организмы не имеют естественной защиты.
Следует установить стандарты на качество воды ( после допустимого смешивания), соответствующие пороговым значениям, выше которых жизнедеятельности моря наносится ущерб; при этом должен быть обеспечен коэффициент безопасности, равный по крайней мере десяти.
Следует развивать международное сотрудничество в направления запрещения сбросов с судов мусора или нефти, а также сброса балластной воды.
Следует выделить глубоководные места океана с медленным течением, где можно сбрасывать определенные отходы, причиняя минимальный ущерб окружающей среде.
Необходимо, чтобы каждое предприятие, сбрасывающее отходы, изучило вопрос о том, каким образом тот или иной загрязнитель будет влиять на прилегающее воды океана.
Следует поощрять проведение всех новых исследований влияния загрязнителей на океан и его жизнедеятельность.
Необходимо прогнозировать появление новых загрязнителей по мере развития в больших объемах производства новых химических соединений.
Необходимо разработать более рациональные основы для принятия решений о том, как перерабатывать отходы и как от них избавляться. Ни один океанограф не хочет, чтобы опасные отходы накапливались там, где он работает или чтобы эти отходы накапливались на суше там, где он живет. Однако, поскольку отходам в любом случае необходимо найти место, было бы предпочтительно сделать выбор, основанный на знании всех факторов.
Охрана природы, и водных ресурсов в частности, - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к водной среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
Разумный, лишенный эмоциональной окраски подход к вопросу о том, какие материалы можно сбрасывать в океан, не нанося серьезного ущерба его жизнедеятельности, повлияют на чистоту его вод и обеспечит экономию государственных средств.
Список литературы:
1. Наука об океане; Москва; 1981
2. Океан сам по себе и для нас»; Москва; 1982
3. Биология моря; Р. Керингтон; Ленинград; 1966
4. На перекрестках экологии; В.В. Плотников; 1985
5. Экология, окружающая среда и человек; Ю.В. Новиков; Москва 1998.
6. Охрана окружающей среды; С. В. Белова; Москва «Высшая школа»; 1991 г.
7. Охрана окружающей среды; А. М. Владимиров; Ленинград Гидрометеоиздат»; 1991
8. Волоцков Ф.П. Очистка и использование сточных вод гальванических производств. М.: Химия,1983.
9. Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. М.: Энергия, 1977.
10. Костюк В.Н. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий. Л.: Химия, 1990.
11. Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1979.