Влияние нефти на окружающий мир

Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. л  морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км² поверхности океана.

Источников поступления  нефти в моря и океаны довольно много. Это аварии танкеров и буровых  платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов  реками.

После разлива нефти на водную поверхность с ней происходят следующие изменения:

– перемещения по поверхности  воды под действием течения, волн и ветра;

– испарение – этому  процессу подвержены лишь легкие фракции  нефти;

– эмульгирование – процесс  образования эмуьсии типа ”вода  в нефти”, за счет которого увеличивается  плотность нефти;

– диспергирование –  процесс образования глобул нефти, которые образуют эмульсии типа “нефть в воде”;

– растворение – процесс  переноса растворимых в воде фракций  УВ из поверхностного слоя взвеси в  толщу воды после их окисления  кислородом воздуха;

– фотоокисление – трансформация  УВ под действием солнечного света;

– биодеструкция – уменьшение массы нефти в водной толще  за счет жизнедеятельности микроорганизмов;

– погружение и осаждение  нефти на дне за счет увеличения её плотности.

В настоящее время 7-8 т  нефти из каждых 10 т, добываемых в  море, доставляется к местам потребления  морским транспортом. Почти каждый год случаются крупные катастрофы. Первая, которая всколыхнула мир, произошла в 1967 г.: у берегов Западной Европы потерпел аварию супертанкер „Торри Каньон", в море попало 120 тыс. т нефти. Огромное нефтяное пятно обезобразило прибрежные воды и берега Франции и Англии. Погибло 50 тыс. водоплавающих птиц, т.е. 90 % морских птиц этих районов.

До последнего времени  считалось допустимым, что до 5% от добытой нефти естественным путем  теряется при ее хранении и перевозке. Это означает, что в среднем  в год попадает в окружающую среду  до 150 млн. т нефти, не считая различных  катастроф с танкерами или  нефтепроводами. Все это не могло  не сказаться отрицательно на природе.

  Катастрофы крупных танкеров выплескивали в моря и океаны все новые и новые порции нефти. 1974 г . – авария американского танкера „Трансхерон", имевшего на борту 25 000 т нефти. Из пробоин только за первую неделю вытекло 3500 т нефти! Огромное нефтяное пятно площадью в несколько десятков квадратных километров медленно двинулось к побережью южно-индийского штата Керала, уничтожая морских обитателей.

В начале 1976 г. у берегов Бретани потерпел крушение супертанкер „Олимпик брейвери" водоизмещением 275 тыс. т. Огромное мазутное месиво затопило берега некогда живописного французского о-ва Уэссан. Правительство было вынуждено привлечь военно-морские силы и саперные подразделения для очистки побережья острова, растительности и животному миру которого уже нанесен непоправимый ущерб.

Наиболее крупной аварией  в 1979 г. явилось столкновение танкеров „Этлэнтик эмпресс" и „Иджен Кэптэн" в Карибском заливе недалеко от Тринидада. В море вылилось 300 тыс. т нефти..

В августе 1983 г. недалеко от европейского побережья Атлантики загорелся танкер „Кастилло де Бельвер". Судно затонуло, выпустив в воды океана 250 тыс. т нефти.

22 апреля 2010 г. в Мексиканском  заливе в 80 км от побережья  штата Луизиана на нефтяной  платформе “Deepwater Horizon” произошла авария. Последовавший затем разлив нефти стал крупнейшим в США и превратил аварию в одну из крупнейших техногенных катастроф по негативному влиянию на экологическую обстановку.

Через повреждения труб скважины на глубине 1500 метров в Мексиканский залив за 152 дня вылилось около5 миллионов баррелей нефти, нефтяное пятно достигло площади 75 тысяч квадратных километров.

В результате разлива нефти было загрязнено 1100 миль побережья, был введён запрет на рыбную ловлю, для промысла были закрыты более трети всей акватории Мексиканского залива. От нефти пострадали все штаты США, имеющие выход к Мексиканскому заливу, сильнее всего пострадали штаты Луизиана, Алабама, Миссисипи и Флорида.

По данным на 25 мая 2010 года на побережье  Мексиканского залива было обнаружено 189 мертвых морских черепах, птиц и других животных, на тот момент разлив нефти угрожал более 400 видам животных, в том числе китам и дельфинам.

По состоянию на 2 ноября 2010 года было собрано 6814 мертвых животных, в  том числе 6104 птицы, 609 морских черепах, 100 дельфинов и других млекопитающих, и одна рептилия другого вида.

По данным Управления особо охраняемых ресурсов Национального управления океанических и атмосферных управлений в 2010—2011 годы зафиксировано повышение смертности китообразных на севере Мексиканского залива в несколько раз по сравнению с предыдущими годами (2002—2009 годы)

От разлива нефти пострадали рыболовная, туристическая, нефтяная отрасли прибрежных штатов США.

Это лишь самые внушительные катастрофы.

Встает угрожающий вопрос: что делать с этими „черными океанами"? Как спасти их обитателей от гибели?

Хорошие результаты дает применение диспергаторов – особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием „опилок" магнитом. Большие надежды возлагаются на биологическую защиту: в лабораториях фирмы „Дженерал электрик" (США) создан супермикроб, способный расщеплять молекулы УВ.

В районах морей, подверженных хроническому заражению нефтью и  нефтепродуктами, углеводородокисляющие  бактерии наиболее многочисленны и  составляют 10% от численности всего микробиоценоза. Содержащиеся в воде микроорганизмы в первую очередь потребляют                  н-алканы, затем ароматические углеводороды.  Сложность состава нефти и нефтепродуктов требует разнообразия микроорганизмов, способных расщеплять компоненты нефти и продуктов метаболизма.

Главный механизм самоочищения воды состоит в её деградации. Углеводороды, с цепочками атома углерода до С₁₅ улетучиваются с водной поверхности в течение 10 суток. Тяжелые фракции, с цепочками углерода свыше С₂₅ почти не испаряются.

Аварии, возникающие при  транспортировке нефти и нефтепродуктов, происходят не только в морях и  океанах, но и на реках, несущими пресную  воду.

Но вода нужна не только людям. Чтобы вырастить 1 т зерна, нужно 1000 м³ воды, чтобы выплавить 1 т стали - 120 м³. Количество пресной воды, пригодной для человека, с каждым годом становится все меньше и меньше. Уже сейчас ежегодно США платят 2 млрд. дол. Канаде за право использовать естественные источники пресной воды, находящиеся на территории этой страны. Жители Дуйсбурга (Германия) платят за воду, привозимую из Франции, по 89 пфеннигов за литр. Предполагают, что лет через десять бутылка питьевой воды будет стоить дороже бутылки вина.

В то же самое время реки – часто используют как транспорт для промышленных отходов. Ежегодно реки выбрасывают в моря и океаны 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца, 6,5 млн. т фосфора. Количество железа, которое выносится реками в моря, равно половине мировой продукции стали. Один только Рейн выбрасывает в Северное море за год около 60 млн.т растворенных в воде отбросов. Всего же в течение года люди сбрасывают в водоемы, атмосферу и на сушу более 500 млн. т всевозможных отходов.

Для очистки воды от нефтяных и прочих загрязнений, а также  для её осветления до питьевой используется эффект адсорбции.

 

4 ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Строительство объектов нефтегазодобычи  всегда затрагивает флору и фауну  территории. Основными видами воздействия при этом являются:

 – отчуждение территории;

– осушение или подтопление  территории;

– прокладка дорог и  линий коммуникации;

– загрязнение окружающей среды взвешенными и химическими  примесями;

– вырубка леса и изменение  характера природопользования;

– изменение гидрогеологического  характера водных объектов.

Важнейшим объектом исследований при оценках воздействия на окружающую среду является почва.

Почва – основное звено  биогеохимического круговорота  веществ в экосистемах, это источник поступления различных питательных  веществ через растения по трофическим  цепям к человеку.

  Общая особенность всех нефтезагрязненных почв  –  изменение численности и ограничение видового разнообразия педобионтов (почвенной мезо- и микрофауны и  микрофлоры).  Типы  ответных  реакций   разных   групп   педобионтов   на загрязнение неоднозначны: происходит массовая гибель почвенной мезофауны, через три дня после  аварии большинство видов почвенных животных полностью исчезает  или  составляет  не более 1% контроля. Наиболее токсичными для них  оказываются  легкие  фракции

нефти.

  Комплекс почвенных  микроорганизмов  после  кратковременного  ингибирования отвечает на загрязнение среды нефтепродуктами повышением  валовой численности и усилением активности. Прежде всего это относится к углеводородокисляющим бактериям, количество которых резко возрастает  относительно  незагрязненных почв.  Развиваются “специализированные“ группы,  участвующие на  разных этапах в утилизации УВ.

  Максимум численности микроорганизмов соответствует  горизонтам  ферментации и снижается в них по  профилю  почв  по  мере  уменьшения  концентраций  УВ. Основной “ взрыв “  микробиологической  активности  падает  на  второй  этап естественной деградации нефти.

  В  процессе  разложения   нефтепродуктов   в   почвах   общее   количество микроорганизмов   приближается   к   фоновым   значениям,   но   численность нефтеокисляющих  бактерий  еще  долгое  время  превышает  те  же  группы   в незагрязненных почвах.

  Изменение экологической обстановки приводит к подавлению  фотосинтезирующей активности  растительных  организмов.  Прежде  всего  это   сказывается   на развитии почвенных водорослей: от их частичного  угнетения  и  замены  одних групп  другими  до  выпадения  отдельных  групп  или  полной   гибели   всей флоры. Особенно значительно ингибирует развитие водорослей сырая  нефть и минеральные воды.

 Изменяются фотосинтезирующие  функции высших растений, в   частности  злаков. Эксперименты  показали,  что  в  условиях  южной  тайги  при  высоких   дозах загрязнения - более  20  л/м²  растения  и через год не  могут нормально развиваться на загрязненных почвах.

 Исследования показали,  что в загрязненных  почвах  снижается активность большинства почвенных ферментов. Дыхание почв  также чутко реагирует на  загрязнение нефтепродуктами.  В первый  период,  когда микрофлора   подавлена   большим   количеством   УВ, интенсивность дыхания снижается, с увеличением численности микроорганизмов интенсивность дыхания возрастает. Итак,  процессы  естественной  регенерации биогеоценозов на   загрязненных территориях идут  медленно,  причем  темпы становления различных   ярусов экосистем различны. Сапрофитный комплекс  животных  формируется  значительно медленнее,  чем  микрофлора  и  растительный  покров.

При слабом загрязнении почвы  нефтью (до 10 см в глубину) эффективна вспашка, позволяющая разрыхлять и  перемешивать загрязненный слой. Для  реанимации почв средней загрязненности необходимо частичное снятие загрязненного  слоя, проведение вспашки в течение 2-3 лет, внесение минеральных и органических удобрений. Сильное загрязнение, характеризуемое  глубиной проникновения нефти в  почву свыше 25 см, делает её непригодной  для ведения сельского хозяйства. Восстановление сильно загрязненного  почвенного покрова может растянуться  на 25 лет.

На первом этапе ликвидации загрязнений почв используется механический способ удаления слоя почвы и физико-химические методы: сжигание, промывка, сорбция. Применение нефтеразлагающих   бактерий позволяет снижать загрязнения лишь в поверхностном слое почвы. Этот процесс занимает 2-3 сезона. Процесс самоочищения природной микрофлоры является длительным – до 25 лет. Его можно сократить на несколько лет применяя рыхление и внесение сорбентов. Остаточная нефть по химическому составу представляет собой битум, что дает основание считать процесс деструкции законченным. На окончательной стадии рекультивации применяют посев нефтестойких растений: щавель, осоку, клевер и др.

Наиболее эффективный  метод – использование биотехнологий, основанный на окислении нефтепродуктов микроорганизмами.  В результате их использования происходит расщепление  компонентов нефти, их минерализация  и гумификация.

 

5 ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ЖИВОТНЫЙ И РАСТИТЕЛЬНЫЙ МИР

Нефть оказывает влияние  на среду обитания всех живых организмов. Разливы нефти представляют наибольшую опасность для водоплавающих  птиц. Разливы нефти могут оказывать  как длительное, так и кратковременное  воздействие на организмы. Сильно загрязненные участки изменяют биоценозы на долгие годы.

Восстановление организмов зависит от способности к воспроизводству.

Меньше всего  известно о влиянии разливов нефти на млекопитающих. Морские млекопитающие, обладающие меховым покрытием, наиболее часто погибают от разливов нефти.

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. 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.

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.