Загрязнение нефтью воды: Нефтяное загрязнение | Экология природных ресурсов

Содержание

Экологические последствия разливов нефти. Справка

Экологические последствия разливов нефти носят трудно учитываемый характер, поскольку нефтяное загрязнение нарушает многие естественные процессы и взаимосвязи, существенно изменяет условия обитания всех видов живых организмов и накапливается в биомассе.
Нефть является продуктом длительного распада и очень быстро покрывает поверхность вод плотным слоем нефтяной пленки, которая препятствует доступу воздуха и света.

Агентство США по Охране окружающей среды (US Environmental Protection Agency) следующим образом описывает эффект разлива нефти. Через 10 минут после того, как в воде оказалась одна тонна нефти, образуется нефтяное пятно, толщина которого составляет 10 мм. С течением времени толщина пленки уменьшается (до менее 1 миллиметра), в то время, как пятно расширяется. Одна тонна нефти способна покрыть площадь до 12 квадратных километров. Дальнейшие изменения происходят под воздействием ветра, волн и погоды. Обычно пятно дрейфует по воле ветра, постепенно распадаясь на более мелкие пятна, которые способны удаляться на значительные расстояния от места разлива. Сильные ветры и штормы ускоряют процесс дисперсии пленки.

Международная Ассоциация нефтяной индустрии по сохранению окружающей среды (International Petroleum Industry Environmental Conservation Association) указывает, что во время катастроф не происходит одномоментной массовой гибели рыб, пресмыкающихся, животных и растений. Однако в средне- и долгосрочной перспективе влияние разливов нефти крайне негативно. Разлив тяжелее всего бьет по организмам, обитающим в прибрежной зоне, особенно обитающим на дне или на поверхности.

Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов. Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды. Разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель 5 тысяч птиц. Очень чувствительны к воздействию нефти яйца птиц. Небольшое количество некоторых типов нефти может оказаться достаточным для гибели в период инкубации.

Если авария произошла неподалеку от города или иного населенного пункта, то отравляющий эффект усиливается, потому что нефть/нефтепродукты образуют опасные «коктейли» с иными загрязнителями человеческого происхождения.

По данным Международного исследовательского центра спасения птиц (International Bird Rescue Research Center), специалисты которого занимаются спасением пернатых, пострадавших от разливов нефти, люди постепенно учатся спасать птиц. Так, в 1971 году экспертам этой организации удалось спасти лишь 16% птиц, ставших жертвами разлива нефти в заливе Сан-Франциско – в 2005 году этот показатель приблизился к 78% (в том году Центр выхаживал птиц на островах Прибылова, в Луизиане, Южной Каролине и в ЮАР). По данным Центра, для того, чтобы отмыть одну птицу, требуется два человека, 45 минут времени и 1,1 тысяч литров чистой воды. После этого вымытой птице требуется от нескольких часов до нескольких суток обогрева и адаптации. Кроме того, ее следует кормить и оберегать от стресса, вызванного шоком от покрытия нефтяной пленкой, тесным общением с людьми и пр.

Разливы нефти приводят к гибели морских млекопитающих. Морские выдры, полярные медведи, тюлени, новорожденные морские котики (которые выделяются наличием меха) погибают наиболее часто. Загрязненный нефтью мех начинает спутываться и теряет способность удерживать тепло и воду. Нефть, влияя на жировой слой тюлений и китообразных, усиливает расход тепла. Кроме того, нефть может вызвать раздражение кожи, глаз и препятствовать нормальной способности к плаванию.

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.

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. 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.

Влияние разливов нефти на беспозвоночные организмы может длиться от недели до 10 лет. Это зависит от вида нефти; обстоятельств, при которых произошел разлив и его влияния на организмы. Беспозвоночные чаще всего гибнут в прибрежной зоне, в отложениях или же в толще воды. Колонии беспозвоночных (зоопланктон) в больших объемах воды возвращаются к прежнему (до разлива) состоянию быстрее, чем те, которые находятся в небольших объемах воды.

Растения водоемов полностью погибают, если концентрация полиароматических углеводородов (образуются в процессе сгорания нефтепродуктов) достигает 1%.

Нефть и нефтепродукты нарушают экологическое состояние почвенных покровов и в целом деформируют структуру биоценозов. Почвенные бактерии, а также беспозвоночные почвенные микроорганизмы и животные не в состоянии качественно выполнять свои важнейшие функции в результате интоксикации легкими фракциями нефти.

От подобных аварий страдает не только животный и растительный мир. Серьезные убытки несут местные рыбаки, отели и рестораны. Кроме того, с проблемами сталкиваются и иные отрасли экономики, особенно те предприятия, деятельность которых нуждается в большом количестве воды. В случае, если разлив нефти происходит в пресном водоеме, негативные последствия испытывает на себе и местное население (например, коммунальным службам намного сложнее очищать воду, поступающую в водопроводные сети) и сельское хозяйство.
Долговременный эффект подобных происшествий точно неизвестен: одна группа ученых придерживается мнения, что разливы нефти оказывают негативное воздействие на протяжении многих лет и даже десятилетий, другая – что краткосрочные последствия крайне серьезны, однако за достаточно короткое время пострадавшие экосистемы восстанавливаются.

Ущерб от крупномасштабных разливов нефти подсчитать достаточно сложно. Он зависит от многих факторов, таких, как тип разлитых нефтепродуктов, состояния пострадавшей экосистемы, погоды, океанских и морских течений, времени года, состояния местного рыболовства и туризма и пр.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

основные причины, районы, последствия для экологии и окружающей среды

На сегодняшний день нефть и нефтепродукты признаны одними из главных загрязнителей окружающей среды. Экологическая проблема от нефтезагрязнений приобретает большую остроту из-за сложности их удаления и дороговизны применяемых методов.

Содержание:Показать

  • Основные причины загрязнения
    • Естественные
    • Деятельность человека
    • Загрязнения при транспортировке
    • В результате аварий
    • В процессе бурения скважин и добычи нефти
  • Основные районы загрязнений
  • Негативное влияние на окружающую среду
    • На водные ресурсы
    • На почву
    • На фауну
    • На здоровье человека
  • Главные последствия
  • Что можно сделать

Основные причины загрязнения

По характеру поступления в экосистему загрязнения подразделяются на естественные (природные) и антропогенные (связанные с деятельностью человека).

Естественные

Нефть — это полезное ископаемое природного происхождения. Через естественные разломы и трещины в земной коре нефть просачивается в мировой океан. Процессы подобных выбросов характерны для территорий, где сосредоточены нефтегазовые бассейны.

Толчком для образования нефтепотока может послужить вулканическая активность или тектонический сдвиг в тех местах, где неподалёку залегает нефть.

Долю подобных миграционных нефтепотоков подсчитать сложно, но совершенно ясно, что она ничтожна по сравнению с количеством загрязнений антропогенного характера.

Деятельность человека

Основные причины нефтяного загрязнения происходят в результате деятельности человека и связаны они с процессами добычи, транспортировки и использования нефти и её производных.

Нефтяные месторождения мира: запасы и объемы добычи

Читать

Добыча сланцевой нефти – влияние на экологию планеты

Подробнее

Крупнейшие месторождения угля в России

Смотреть

Загрязнения при транспортировке

Посредством танкеров и подводных трубопроводов в гидросферу выливается около 20% общего нефтяного загрязнения от всех источников. Чаще всего при транспортировке нефть разливается в небольших объёмах, и такие загрязнения поддаются скорой ликвидации. Однако подобные постоянные небольшие проливы образуют устойчивые маслянистые плёнки в местах нефтедобычи и по пути транспортировки нефти. Это связано с несовершенством технологий штатных перевозок сырья. Справедливости ради стоит отметить тенденцию к снижению транспортных потерь в суммарном объёме загрязнений от нефтепродуктов.

В результате аварий

Аварийные ситуации техногенного характера встречаются нечасто, но истории известны случаи массовых катастрофических сбросов нефти в гидросферу. В настоящее время потенциальными источниками аварийных выбросов служат системы приготовления и циркуляции буровых растворов и жидких реагентов, а также блоки хранения горюче-смазочных материалов.

Авария может произойти при испытаниях на герметичность эксплуатационных колонн, оборудования устья скважины, а также при демонтаже установки. Если авария сопровождается образованием фонтанов и грифонов, то неизбежно быстрое загрязнение внушительных водных территорий

.

Также особую опасность представляют аварийные ситуации, возникшие по причине незаконной врезки в трубопровод.

В процессе бурения скважин и добычи нефти

При разведке и добыче углеводородного сырья в основном действуют такие загрязняющие факторы:

  • проливы буровых и тампонажных растворов;
  • несанкционированный сброс пластовых вод и шламов;
  • случайные мелкие утечки самого сырья.

Замутнение воды и донного осадка нефтепродуктами при бурении скважин так же считается загрязнением, но имеет кратковременный характер.

Основные районы загрязнений

Анализ снимков из космоса показывает, что очаги глобального нефтяного загрязнения совпадают с трассами морских транспортировок нефти и с устьями крупнейших рек. Также нефтяные разливы зафиксированы в нефтеносных районах, расположенных в континентальных шельфах Мексиканского и Персидского заливов, в Карибском море, у берегов Южной Калифорнии, в Жёлтом море у побережья Китая.

Негативное влияние на окружающую среду

Нефтяное загрязнение является мощным техногенным фактором, негативно влияющим на многие естественные процессы и взаимосвязи.

На водные ресурсы

Даже незначительная утечка нефти на поверхность воды оборачивается крайне негативными последствиями. Дело в том, что нефть быстро растекается по обширной территории, образуя плёнку, толщина которой зависит от количества пролитого сырья.

Вы знали, что последствия экологического загрязнения вызывают массовую гибель морских обитателей?

ДаНет

Нефтяной слой нарушает кислородный и углекислотный обмены на поверхности воды, уменьшает проникновение солнечного света, препятствует фотосинтезу в гидросфере, уменьшает теплопроводность и теплоёмкость воды. Часть производных нефти испаряется, некоторая часть остаётся на поверхности воды, и ещё одна часть, образуя совместно с водой дисперсию, медленно опускается на дно.

На почву

Появление углеводородов в почве меняет структуру грунта, его физико-химические свойства: сильно снижается водопроницаемость, и увеличивается соотношение между углеродом и азотом.

Нефть обволакивает частицы почвы, способствует их слипанию. В дальнейшем фракции нефти окисляются, и почва превращается в асфальтоподобную массу.

В местах разливов углеводородов угнетается биоценоз, перестают расти растения. При больших загрязнениях и длительных его сроках землю не удаётся спасти и приходится просто удалять мёртвые участки почвы.

Основные источники загрязнения литосферы и возможные последствия

Читать

С помощью каких мер можно защитить почву от загрязнения?

Подробнее

Химическое загрязнение почвы

Смотреть

На фауну

Одномоментной массовой гибели представителей фауны после нефтяных разливов не происходит. Экологические последствия наблюдаются впоследствии. Птицы, попавшие в нефтяное пятно, гибнут от переохлаждения, так как загрязнение нефтью спутывает оперение, разрушает водоотталкивающий слой. Загрязнение нефтепродуктами негативно сказывается на рыбах и мальках, обитающих в прибрежных зонах и на поверхности акватории, а также на ракообразных и моллюсках, обитающих на дне.

Вы знали, что планктон погибает при концентрации нефти в воде 0,05 –1,0 мг/л, а взрослая рыба — 10–15 мг/л?

ДаНет

Попав на землю, нефть и её производные разрушают структуру почвенных биоценозов — вначале гибнут микроорганизмы. Впоследствии насекомые, животные, птицы страдают от отравления химическими веществами, которые накапливаются в воде, воздухе, растениях.

На здоровье человека

Нефтяное загрязнение биосферы влечёт за собой истощение, снижение качества природных ресурсов. Как следствие, ухудшается уровень жизни людей.

Загрязнение нефтью причиняет вред здоровью, который носит комплексный характер. Отравляющие компоненты попадают в организм человека с вдыхаемым воздухом, с водой, с пищей (следуя по трофическим цепочкам).

Симптоматика отравления нефтепродуктами неспецифична и может проявиться через какое-либо время в виде:

  • головокружения, головных болей;
  • нарушения сердечных ритмов;
  • быстрой утомляемости;
  • рассеянности;
  • несварение пищи;
  • нарушения органов восприятия: зрения, слуха, обоняния.

Главные последствия

Экологические последствия разливов нефти и нефтепродуктов носят трудноучитываемый характер, так как это загрязнение затрагивает многие естественные процессы и взаимосвязи, существенно изменяя условия обитания живых организмов. Нефть — продукт длительного распада и она имеет свойство накапливаться в биомассе.

Последствия нефтяных разливов могут проявляться спустя десятилетия, но о некоторых из них известно уже сейчас:

  • загрязнённые районы стали не пригодными для обитания животных и людей;
  • от токсичных соединений в воде уменьшилась популяция рыб и морских животных;
  • серьёзные убытки несут отрасли экономики, связанные с загрязнённым ресурсом — сельское хозяйство, рыболовство, туризм и другие;
  • разрушается озоновый слой атмосферы, усиливается парниковый эффект.

Вследствие чего образуются газы, приводящие к парниковому эффекту на планете?

Читать

Человек по отношению к природе: разрушитель или хранитель?

Подробнее

Что можно сделать

Ликвидация разливов — это всегда дорогостоящий и трудоёмкий процесс, включающий в себя следующие методы:

  • термический — выжигание слоя нефти при условии достаточной её толщины;
  • механический — ручное вычерпывание или машинный сбор;
  • физико-химический — устранение нефтяных фракций при помощи сорбентов и диспергентов;
  • биологический — заключается в использовании природных микроорганизмов.

Предупреждение проблемы загрязнений всегда предпочтительнее, чем её дальнейшее устранение. Для профилактики загрязнения нефтепродуктами необходимо следить за состоянием оборудования, транспорта, а также соблюдать нормы экологического законодательства.

Разливы нефти | Национальное управление океанических и атмосферных исследований

Основные направления:

Образование

Темы:

разливы нефти

образование

Нефть — это древнее ископаемое топливо, которое мы используем для обогрева наших домов, выработки электроэнергии и питания крупных секторов нашей экономики. Но когда нефть случайно попадает в океан, это может вызвать большие проблемы. Разливы нефти могут нанести вред морским существам, испортить день на пляже и сделать морепродукты небезопасными для употребления в пищу. Чтобы очистить нефть, оценить воздействие загрязнения и помочь океану восстановиться, нужны научные знания.

>

Морская черепаха Ридли юного Кемпа попала в нефть в результате разлива Deepwater Horizon в 2010 году.
(Блэр Уизерингтон/Комиссия по охране рыб и диких животных Флориды)

Загрузить изображение

Что такое масло?

Сырая нефть, жидкие остатки древних растений и животных, представляет собой ископаемое топливо, которое используется для производства широкого спектра топлива и продуктов. Нефть находится под землей или под дном океана в резервуарах, где капли нефти находятся в «порах» или отверстиях в скале. После бурения и откачки сырой нефти нефтяные компании транспортируют ее по трубам, кораблям, грузовикам или поездам на перерабатывающие заводы, называемые нефтеперерабатывающими заводами. Там он очищается, чтобы его можно было превратить в различные нефтепродукты, включая бензин и другие виды топлива, а также в такие продукты, как асфальт, пластмассы, мыло и краски.

Как происходят разливы нефти?

Разливы нефти случаются чаще, чем вы думаете, и они происходят по-разному. Ежегодно в водах США происходят тысячи разливов нефти. Большинство этих разливов небольшие, например, при разливе нефти при заправке корабля. Но эти разливы все равно могут нанести ущерб, особенно если они происходят в чувствительных средах, таких как пляжи, мангровые заросли и водно-болотные угодья.

Крупные разливы нефти являются крупными и опасными бедствиями. Это, как правило, происходит, когда трубопроводы ломаются, большие нефтяные танкеры тонут или буровые работы идут не так, как надо. Последствия для экосистем и экономики могут ощущаться в течение десятилетий после крупного разлива нефти.

Где происходят разливы нефти?

Разливы нефти могут произойти везде, где добывается, транспортируется или используется нефть. Когда разливы нефти происходят в океане, в Великих озерах, на берегу или в реках, впадающих в эти прибрежные воды, к делу могут подключиться специалисты NOAA. Миссия Управления реагирования и восстановления заключается в разработке научных решений для защиты побережья от угроз нефти, химикатов и морского мусора.

Крупнейшие разливы нефти в водах США с 1969 по 2017 год. (NOAA/Управление реагирования и восстановления)

Загрузить изображение

 

Как разливы нефти вредят или убивают жизнь в океане?

Место разлива нефти, какие виды растений, животных и места обитания там встречаются, а также количество и тип нефти, среди прочего, могут влиять на то, какой ущерб причинит разлив нефти. Как правило, разливы нефти наносят ущерб жизни океана двумя способами:

Загрязнение или загрязнение нефтью : Загрязнение или загрязнение нефтью происходит, когда нефть физически наносит вред растению или животному. Нефть может покрыть крылья птицы и сделать ее неспособной летать или лишить изолирующие свойства меха морской выдры, подвергая ее риску переохлаждения. Степень смазывания часто влияет на шансы животного на выживание.

Токсичность масла : Масло состоит из множества различных токсичных соединений. Эти токсичные соединения могут вызывать серьезные проблемы со здоровьем, такие как повреждение сердца, задержка роста, воздействие на иммунную систему и даже смерть. Наше понимание токсичности нефти расширилось благодаря изучению последствий разлива нефти Deepwater Horizon в 2010 году.

Спасение, очистка и реабилитация диких животных часто являются важной частью ликвидации разливов нефти. Однако диких животных трудно найти и поймать, разливы нефти могут происходить на обширных территориях, а некоторые животные (например, киты) слишком велики, чтобы их можно было восстановить. К сожалению, спасти всех животных, пострадавших от разливов нефти, нереально.

Кто и как ликвидирует разлив нефти?

Береговая охрана США в первую очередь отвечает за ликвидацию разливов нефти, а эксперты NOAA обеспечивают научную поддержку для принятия разумных решений, которые защищают людей и окружающую среду. Существует различное оборудование и приемы, которые обученные специалисты могут использовать для локализации или удаления нефти из окружающей среды в случае разлива. Боны представляют собой плавучие физические барьеры для нефти, которые помогают сдерживать ее и держать подальше от уязвимых зон, таких как пляжи, мангровые заросли и водно-болотные угодья. Скиммеры используются вне лодок и могут «снимать» нефть с поверхности моря. Сжигание на месте или поджог нефтяного пятна может сжечь нефть в море, а химические диспергаторы могут разрушить нефтяное пятно с поверхности.

Однако мероприятия по очистке никогда не могут удалить 100% разлитой нефти, и ученые должны быть осторожны, чтобы их действия не причинили дополнительного вреда. После разлива нефти Exxon Valdez в 1989 году ученые узнали, что шланги высокого давления с горячей водой, используемые для очистки пляжей, наносят больший ущерб, чем одна только нефть. Чувствительные среды обитания требуют особого внимания во время ликвидации разливов нефти.

Кто оплачивает ликвидацию разливов нефти и восстановление?

Закон о загрязнении нефтью от 19 г.90 установлено (среди прочего), что лица, ответственные за разливы нефти, могут быть привлечены к ответственности за оплату работ по очистке и восстановлению. Этот процесс оценки воздействия разлива и достижения урегулирования для финансирования проектов восстановления называется оценкой ущерба природным ресурсам (NRDA). Федеральные агентства, агентства штата и племена работают вместе со стороной, ответственной за разлив нефти, на всей территории NRDA и выбирают проекты восстановления с помощью общественности.

Работая с партнерами из государственных, племенных и федеральных агентств и промышленности, NOAA помогает взыскать средства со сторон, ответственных за разлив нефти, обычно посредством юридических расчетов. За последние 30 лет NOAA помогло вернуть более 9 долларов США.миллиардов от виновных в разливе нефти на восстановление океана и Великих озер.

Ключевой вид арктической трески, чрезвычайно чувствительной к воздействию нефти

Движение судов и добыча нефти в Арктике увеличились в ответ на потепление океанов и сокращение морского льда. Везде, где собирается, транспортируется или перерабатывается нефть, существует риск разливов нефти. По мере роста судоходства и добычи нефти в Арктике возрастает и риск разливов нефти.

Как NOAA помогает после разлива нефти?

Когда человек заболевает, врач оценивает его симптомы, диагностирует проблему, а затем назначает лечение, которое поможет ему выздороветь. Это также то, что делают эксперты NOAA после разлива нефти: они оценивают то, что произошло, оценивают последствия, а затем разрабатывают проекты восстановления, чтобы помочь океану восстановиться. Восстановление не то же самое, что очистка. Это требует таких проектов, как строительство болот или защита среды обитания птиц, чтобы активно поддерживать окружающую среду.

Реставрационные проекты важны, потому что они ускоряют время, необходимое для восстановления различных видов и мест обитания. Помимо восстановления среды обитания, группа, ответственная за разлив, также может быть привлечена к ответственности за восстановление доступа к природным пространствам путем строительства парков, лодочных спусков и рыбацких пирсов.

Каковы крупнейшие морские разливы нефти в истории Америки?

В американской истории выделяются три разлива нефти, каждый из которых был крупнейшим разливом нефти в американские водные пути в то время. В 1969 году в результате прорыва на морской платформе у побережья Санта-Барбары, штат Калифорния, вылилось более четырех миллионов галлонов нефти. В 1989 году нефтяной танкер Exxon Valdez сел на мель в проливе Принца Уильяма на Аляске, разлив более 11 миллионов галлонов нефти.

Крупнейшим морским разливом нефти за всю историю США стал разлив Deepwater Horizon . 20 апреля 2010 года на буровой платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе произошел взрыв, в результате которого погибли 11 человек. До того, как через три месяца его закрыли, в океан вылилось около 134 миллионов галлонов нефти. Это эквивалентно объему более 200 олимпийских бассейнов. В 2016 году было достигнуто соглашение о восстановлении на сумму 8,8 миллиарда долларов, и восстановление продолжается и сегодня.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СВЯЗЬ

Хотя мы, как правило, лучше всего знакомы с массовыми инцидентами, такими как Deepwater Horizon , знаете ли вы, что каждый год происходят тысячи небольших разливов нефти, некоторые из которых разливают меньше барреля нефти? Разливы нефти, в дополнение к загрязнению из неточечных источников, угрожают нашей океанской экосистеме. Знание о загрязнении, а также о нашей роли в нашей экосистеме может помочь защитить среду обитания в океане за счет улучшения рационального поведения.

разливов нефти — Фонд безопасной питьевой воды

Для чего используется масло? И сколько мы используем?

Каждый день Канада использует более 1,7 миллиона баррелей нефти. Нефть используется для заправки транспортных средств и обогрева зданий, а также для смазки машин и велосипедов, а также для производства пластика, лекарств, чернил, удобрений, красок, лаков и электричества. Масло используется во многих процессах, но не все масла одинаковы. Типы нефти могут различаться по вязкости (сопротивление течению, патока очень вязкая), летучести (насколько быстро испаряется) и токсичности (насколько она ядовита для человека и окружающей среды). Эти три характеристики очень важны при очистке разливов нефти, поскольку они могут повлиять на метод очистки, который будет использоваться. В следующей таблице представлены различные типы масел и их характеристики.

Характеристики различных типов масел;
http://response.restoration.noaa.gov/oil-and-chemical-spills/oil-spills/oil-types.html

Откуда берется загрязнение нефтью?

Загрязнение нефтью происходит из-за разливов нефти из крупных танкеров, но есть и другие источники загрязнения нефтью, которые в совокупности выбрасывают в воду больше нефти, чем крупные разливы нефти. Следующий график показывает количество загрязнения нефтью из различных источников.

Источники загрязнения нефтью

Национальный исследовательский совет США (NRC) опубликовал в 2002 году отчет, в котором говорится, что во всем мире ежегодно в море выбрасывается около 1,3 миллиона тонн нефти. Точный объем нефтяного загрязнения меняется каждый год, обычно от 470 000 до 8,4 миллиона тонн, в зависимости от частоты и серьезности разливов нефти. Кроме того, оценки заслуживающих доверия организаций и ученых будут сильно различаться, потому что крайне сложно измерить объем нефтяного загрязнения, поступающего из неточечных источников, таких как промышленные и бытовые стоки.

Некоторое загрязнение нефтью на самом деле является естественным; нефть может просачиваться со дна океана и из разрушающихся осадочных пород. Coal Oil Point, который находится в нескольких километрах от побережья Калифорнии, выбрасывает от 7 500 до 11 400 литров сырой нефти каждый день! Во всем мире было выявлено около 200 естественных подводных просачиваний нефти, в том числе у восточного побережья Канады, недалеко от Лабрадора и у северного побережья Баффинова острова.

На приведенной выше диаграмме «морское бурение» относится к выбросам и аварийным разливам при эксплуатации нефтяных месторождений. Для получения дополнительной информации о нефтяных месторождениях, в том числе о влиянии бурения на близлежащие источники воды, см. информационный бюллетень о нефтяных месторождениях.

На приведенной выше диаграмме «в дыму» относится к загрязнению воздуха, главным образом от транспортных средств и промышленных предприятий, которые выбрасывают сотни тонн углеводородов. Углеводороды также выбрасываются, когда сжигание используется для очистки разлива нефти. Углеводороды содержат серу и азот, которые смешиваются с водой в атмосфере и выпадают на землю в виде кислотных дождей. Кислотные дожди могут нанести большой ущерб окружающей среде, в том числе воде и растениям, и даже стереть с лица земли здания и статуи. Для получения дополнительной информации о кислотных дождях см. информационный бюллетень о кислотных дождях или «Что такое кислотные дожди и как они на меня влияют?» план урока в разделе «Операция «Водоток».

На приведенной выше диаграмме понятие «в сток» включает ряд бытовых, муниципальных и промышленных источников нефтяного загрязнения. Любая нефть, разлитая в промышленных или бытовых условиях, может быть смыта в ливневые стоки; это включает разливы на складах горючего, утечки масла из транспортных средств и газонокосилок, а также неслучайный слив краски или масла в ливневые стоки. Сток несет большое количество нефти в водные источники, особенно из асфальта. Подсчитано, что город с населением в пять миллионов человек из-за стока с тротуаров сбросит в воду такое же количество нефти, как если бы разлился крупный нефтяной танкер. Более половины американцев меняют масло самостоятельно, но только около трети отработанного масла после самостоятельной замены собирается и перерабатывается. При средней замене масла расходуется почти пять литров масла; такое количество нефти может загрязнить примерно 3,8 миллиона литров пресной воды!

Транспортировка и перекачка нефти повышают риск разливов нефти; для транспортировки нефти от источника до использования может потребоваться до 15 пересадок между океанскими танкерами, трубопроводами, поездами и автоцистернами. По мере увеличения количества передач возрастает и риск разлива масла. На следующей диаграмме показаны регионы с наибольшим количеством разливов нефти объемом более 34 тонн с 1960 года. Как правило, в этих районах наблюдается интенсивная промышленная деятельность и транспортировка нефти.

Регионы мира с наибольшим загрязнением нефтью;
Управление реагирования и восстановления Национального управления океанических и атмосферных исследований

Текущее техническое обслуживание включает откачку трюмов и другие судовые операции. Трюмная вода представляет собой смесь нефти и воды; каждый сброс довольно мал, но тысячи сбросов льяльных вод в океаны в сумме приводят к большому количеству загрязнения нефтью. Это один из источников загрязнения нефтью, который трудно измерить; судам запрещено сбрасывать льяльные воды в океанские воды, поэтому, вероятно, многие выбросы льяльных вод остаются незамеченными.

Крупные разливы обычно составляют от 5 до 12 процентов от общего объема нефтяного загрязнения, попадающего в океан, но разливы нефти особенно серьезны из-за большой концентрации нефти в одном регионе. Поскольку разливы нефти локализованы, они могут серьезно загрязнить пляжи и отложения и причинить серьезный вред морской фауне. Разливы нефти могут задушить рыбу, попасть в перья птиц и млекопитающих и заблокировать свет фотосинтезирующих растений в воде.

Что происходит при разливе нефти?

Существует ряд процессов, которые могут происходить при разливе нефти, в зависимости от источника воды, типа и количества разлитой нефти.

1. Наиболее распространенным эффектом является растекание нефти по поверхности воды. Большая часть нефти имеет меньшую плотность, чем вода, поэтому при разливе нефти она растекается по поверхности воды. Нефть распространяется очень быстро, при этом более легкие нефти, такие как бензин, распространяются быстрее, чем тяжелая сырая нефть. Течения, ветер и высокие температуры заставят масло распространяться быстрее. Как правило, масло может очень быстро растекаться тонким слоем краски. По этой причине важно как можно быстрее локализовать разливы нефти.

2. Нефть может осесть на дно воды. В то время как плотность нефти колеблется от 0,85 грамма на кубический сантиметр до 1,04 грамма на кубический сантиметр, плотность большинства масел находится в диапазоне от 0,90 до 0,98 грамма на кубический сантиметр. Морская вода имеет плотность от 1,02 до 1,03 грамма на кубический сантиметр, в зависимости от концентрации соли. Однако речная вода имеет плотность 1,0 грамм на кубический сантиметр. Это означает, что тяжелая нефть плотностью 1,01 грамма на кубический сантиметр будет плавать в океанской воде, но тонет в реке.

3. Нефть можно перемещать течениями, приливами и ветром. Это может быть серьезной проблемой для рек, поскольку течения могут уносить нефть на большое расстояние от ее источника. Это также может нанести существенный ущерб океанам, поскольку приливы могут выносить нефть на пляжи и приливные зоны, которые особенно чувствительны к нефтяному загрязнению.

4. Природные бактерии могут переваривать углеводороды и превращать их в углекислый газ и воду. Это называется биоразложением и представляет собой естественный процесс, который может очистить воду и отложения после разлива нефти.

5. Некоторое количество масла испарится. До 50 процентов объема большинства разливов нефти может испариться. Легкое топливо, такое как бензин, почти полностью испаряется в течение одного-двух дней.

6. Естественные физические, химические и биологические процессы могут вызвать выветривание масла, что приведет к изменению его характеристик.

7. Окисление – это химическая реакция, которая может происходить между кислородом и углеводородами и представляет собой естественный процесс, медленно разрушающий углеводороды.

8. Эмульгирование – это соединение двух жидкостей, когда одна находится во взвешенном состоянии в другой. Между водой и нефтью может быть сочетание вода-в-масле или масло-в-воде; смесь вода-в-масле является стабильной смесью и может сохраняться годами. Вода в масле часто состоит на 50–80 процентов из воды, и вода кажется красновато-коричневой и жирной на ощупь из-за присутствия масла.

Какой ущерб наносит загрязнение нефтью?

Загрязнение нефтью может нанести ущерб экосистемам, включая растения и животных, и загрязнить воду для питья и других целей. Перья и мех птиц и морских животных могут покрываться маслом; когда животные покрыты нефтью, они больше не могут изолироваться от холодной воды, а птицам трудно летать. Кроме того, когда животные моются, они проглатывают часть масла. Большинство птиц, покрытых нефтью, не выжили бы, если бы люди не чистили их. Фактически, для очистки одной птицы требуется одночасовой осмотр ветеринара, два человека, каждый из которых работает в течение двух дней, чтобы очистить птицу, а затем держать птицу в неволе от 20 до 40 дней (что требует около двух часов в день). Работа). Так много труда уходит на чистку одной птицы. Рыба может задохнуться от густого нефтяного ила на поверхности воды, а у донной рыбы может развиться заболевание печени, а также проблемы с репродуктивной функцией и ростом.

Птица, покрытая маслом после разлива нефти Exxon Valdez;
https://sludge.wordpress.com/2006/08/25/remember-alaska-and-exxon-valdez/

Растения, растущие в воде или рядом с ней, могут пострадать от загрязнения нефтью. Разлив нефти может блокировать солнечный свет, необходимый растениям для фотосинтеза, что убивает растения, растущие в воде. Разливы нефти могут привести к закрытым пляжам и гаваням. Загрязнение нефтью влияет на рыболовство и охоту, что особенно пагубно для людей, которые полагаются на охоту и рыболовство, таких как многие сельские общины. Источники воды, предназначенные для снабжения питьевой водой, могут быть загрязнены.

Некоторые районы более чувствительны к нефтяному загрязнению, чем другие. Например, коралловые рифы, мангровые заросли и болота более чувствительны, чем песчаные пляжи и заросли морской травы. Течения и ветер могут иногда уносить нефть далеко от места разлива, нанося ущерб растительности, птицам и морским животным по пути.

Как устраняются нефтяные загрязнения?

Существует несколько методов очистки, которые можно использовать в зависимости от типа и количества разлитой нефти, местоположения воды и местных погодных условий. Ниже приведен список некоторых методов очистки, которые обычно используются для обработки территорий, пострадавших от разливов нефти.

Время восстановления может варьироваться от недель до десятилетий. Вдоль береговых линий коренных пород, где есть волны высокой энергии, регион может восстановиться в течение нескольких недель. Открытые пляжи обычно восстанавливаются в течение нескольких месяцев, но болотам и солончакам могут потребоваться годы или даже десятилетия, чтобы восстановиться после разлива нефти. Для восстановления мангровых зарослей, представляющих собой прибрежные районы тропиков и субтропиков, может потребоваться около 50 лет.

Естественные методы: биоремедиация

Природная среда может эффективно удалять загрязняющие вещества из воды и почвы. В окружающей среде присутствуют микроорганизмы, способные расщеплять многие вредные химические вещества, в том числе бензин и масло. Чтобы увеличить скорость работы микроорганизмов, часто добавляют питательные вещества, такие как азот или фосфор. Биоремедиация – это процесс, который в той или иной степени происходит после каждого разлива нефти. После того, как большая часть нефтяного разлива устранена вручную, биологические процессы расщепляют следовые количества, которые не могут быть удалены. Или, в чувствительных областях, которые нанесли бы слишком большой ущерб, если бы люди попытались очистить нефть, эти биологические процессы вместе с испарением, окислением, выветриванием и другими естественными процессами разрушат нефть и естественным образом очистят окружающую среду.

Боны

Поскольку нефть распространяется очень быстро, самым важным первоначальным шагом является локализация разлива на как можно меньшей площади. Боны являются одним из наиболее часто используемых инструментов, потому что они могут содержать нефть, чтобы предотвратить ее распространение. Существует три основных типа бонов. Жесткая стрела, как на первой картинке ниже, представляет собой кусок пластика с цилиндрическим поплавком вверху и утяжеленным дном, благодаря чему он плавает на поверхности с подводной «юбкой».

Сорбирующие боновые заграждения, подобные показанному на втором рисунке ниже, изготовлены из материалов, способных поглощать нефть, и наиболее эффективны при работе с тонкими легкими нефтяными пятнами. При снятии сорбирующих бонов необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы нефть не попала обратно в воду. Боны также можно использовать для предотвращения попадания масла в ливневые стоки при разливе масла на тротуаре.

Жесткая стрела

Сорбирующая стрела

Пожарные боновые заграждения являются третьим типом боновых заграждений, но они используются не так часто, как жесткие и сорбирующие боновые заграждения. Пожарная стрела очень похожа на жесткую стрелу, но сделана из металла, поэтому она огнестойкая. Пожарные боновые заграждения используются для локализации разливов нефти до тех пор, пока они не смогут загореться.

Химические диспергаторы

Химические диспергаторы могут эффективно устранять разливы нефти. Диспергаторы представляют собой химические вещества, которые наносятся на поверхность воды, как правило, низколетящим самолетом. Со временем нефть может разлагаться естественным образом, а химические диспергаторы ускоряют этот естественный процесс. Нефть связывается с диспергатором и может перемещаться дальше вниз по толщине воды, что означает, что нефть диспергируется в воде. Вода разбавляет нефть до концентрации, менее вредной для водной флоры и фауны в регионе. На следующей диаграмме показано, как можно применять химические диспергаторы при разливе нефти. Красные вещества — это химикаты, которые наносятся на область с низколетящим самолетом; черное вещество представляет собой масло, которое связывается с диспергаторами и взвешивается и растворяется в воде.

Применение химических диспергаторов при разливе нефти

Средство для мытья посуды — это обычный предмет домашнего обихода, который может проиллюстрировать действие химических диспергаторов, поскольку жир и масло связываются с средством для мытья посуды и смываются. Однако химические диспергаторы не применяются на мелководье у берегов, болот, вблизи коралловых рифов или в других уязвимых местах.

Скиммеры

Скиммеры — это лодки, которые могут собирать нефть с поверхности воды. Преимущество использования скиммера для удаления нефти из воды заключается в том, что он не изменяет физические или химические свойства нефти, в отличие от таких методов, как использование химических диспергаторов. К скиммерам часто прикрепляют отстойники, чтобы масло и воду можно было разделить в резервуаре. Если масло относительно свежее, его можно рафинировать. В других случаях масло сжигается. Успех скимминга зависит от типа и толщины разлива нефти, количества мусора в воде, местоположения и погодных условий (лучше всего скимминг работает в безветренную погоду).

Сорбенты

Помимо использования сорбирующих материалов в качестве боновых заграждений, для локализации и поглощения разливов нефти сорбенты также могут быть нанесены на поверхность воды в виде порошка. Сорбенты часто являются последним этапом очистки, потому что они могут поглощать следовые количества нефти, которые невозможно снять. Обычно используемые сорбенты включают природные органические материалы, такие как торфяной мох и опилки, или синтетические органические материалы, такие как полипропилен, полиэфирная пена или полистирол. Сорбенты обычно вносятся вручную, а извлекаются с помощью сетей и граблей.

Сжигание

Сжигание — это метод, который часто используется для удаления нефти с поверхности воды. Нефть также может сжигаться после того, как скиммеры удаляют нефть с поверхности воды. При сжигании нефти выделяются азот и сера, что, в свою очередь, вызывает кислотные дожди. Хотя сжигание может быстро и эффективно удалить нефть с поверхности воды, оно вызывает дополнительное загрязнение. Таким образом, есть некоторые способы очистки после разливов нефти, которые более выгодны, чем другие.

Сжигание разлива нефти

Очистка пляжа

Прибрежные районы, загрязненные тяжелыми концентрациями густой нефти, часто очищаются вручную с использованием лопат и грузовиков. Ручной сбор также можно использовать для сбора загрязненного нефтью пляжного песка и гравия, их удаления с пляжа и транспортировки в другие места для обработки. Вакуумные грузовики могут всасывать масло прямо с пляжа. Шланги под давлением также можно использовать для смывания нефти с пляжей в воду, где она будет рассеиваться и растворяться в воде.

Практический пример: Exxon Valdez

Крупнейший разлив нефти в американской истории произошел в марте 1989 года. Нефтяной танкер Exxon Valdez столкнулся с рифом в проливе Принца Уильяма на Аляске, разлив более 41,6 миллиона литров нефти. Хотя этот разлив нефти был крупнейшим в истории Америки, он был лишь 18-м по величине разливом нефти в мире; на самом деле, согласно Oilspills.org, более крупный разлив нефти произошел у побережья Ньюфаундленда, менее чем за год до Exxon Valdez. Крупнейший за всю историю разлив нефти произошел в Персидском заливе в 1991, когда иракская армия уничтожила танкеры, нефтяные терминалы и скважины в Кувейте. Фактически, разлив нефти в Персидском заливе вылил в окружающую среду в 37 раз больше нефти, чем Exxon Valdez.

Поскольку крупный разлив произошел в отдаленном месте, куда можно было добраться только на вертолете и на лодке, а ряд методов очистки не увенчался успехом, этот разлив иллюстрирует сложность очистки после разлива нефти. Стоимость очистки региона оценивалась более чем в 2 миллиарда долларов, и для очистки загрязненной земли и воды потребовалось более 11 000 человек, 1400 судов и 85 самолетов.

На приведенной ниже карте показано, как далеко нефть распространилась вдоль береговой линии Аляски.

Место разлива нефти Exxon Valdez

После консультации с несколькими экспертами одной из первых попыток было сжечь масло. Корабли поставили на место пожарные заграждения, чтобы сдержать нефть. Однако пробный прожиг был единственным, потому что для сжигания требуется спокойная вода и ветер, а погода в этом случае не благоприятствовала.

Тем временем, когда были установлены боновые заграждения, скиммеры начали удалять нефть с поверхности воды. Однако масло было густым и заполнено мусором, что повредило оборудование и отняло много времени. Скимминг также работает наиболее эффективно в безветренную погоду, поэтому этот метод не давал оптимальных результатов.

Третьей попыткой очистки от нефти было нанесение на поверхность диспергентов. Применение диспергентов вызывает споры, поскольку неизвестны долгосрочные последствия для здоровья и окружающей среды. Для того чтобы диспергенты работали в полную силу, требуется определенное волновое воздействие, а волнового воздействия при разливе нефти было недостаточно, поэтому применение диспергентов было прекращено.

На протяжении всего этого процесса особое внимание уделялось уязвимым зонам, в том числе местам детенышей тюленей, рыбоводным хозяйствам и береговой линии. Однако многие птицы и морские животные погибли. Очистка береговой линии проводилась в летние месяцы с 1989 по 1991 год с мониторингом в течение всего года; территория все еще находится под наблюдением, чтобы убедиться, что окружающая среда может восстановиться.

Процессы биовосстановления были рассмотрены для обработки нефтяного загрязнения на береговой линии, и было обнаружено, что с добавлением питательных веществ в регионе естественным образом существует достаточное количество микроорганизмов для успешного восстановления естественными методами. В некоторых чувствительных зонах очистка может нанести больше вреда, чем устранить, потому что давление на землю со стороны идущих людей может загнать нефть глубже в землю. Подсчитано, что примерно 50 процентов разлитой нефти разлагается в результате естественных процессов на пляжах, в воде и в приливных отложениях. Некоторые регионы и дикие животные, такие как морские выдры, все еще восстанавливаются после значительного ущерба, нанесенного разливом нефти. Не менее 87 процентов нерестилищ сельди были сильно загрязнены нефтью, а промысловый сезон для многих разновидностей морской флоры и фауны был сокращен или полностью отменен.

Очистка пляжа после разлива нефти Exxon Valdez

Важным результатом разлива нефти на танкере Exxon Valdez стало введение в действие Закона о загрязнении нефтью 1990 года, который был принят Соединенными Штатами для ужесточения правил в отношении нефтяных танкеров, владельцев и операторов нефтяных танкеров.

Что можно сделать, чтобы уменьшить количество нефти, загрязняющей водные источники?

Во всем мире были предприняты значительные усилия по снижению загрязнения нефтью. На следующем графике показан объем разливов в США с 1973, и иллюстрирует общее ежегодное снижение общего количества разлитой нефти.

Общий объем разливов нефти в США в год;
Береговая охрана США

В 1983 году вступил в силу договор Организации Объединенных Наций под названием «Конвенция по предотвращению загрязнения с судов» (также известный как МАРПОЛ: ЗАГРЯЗНЕНИЕ МОРСКОЙ СРЕДЫ). МАРПОЛ требует, чтобы танкеры и суда использовали оборудование для предотвращения загрязнения нефтью, такое как двойной корпус на кораблях и надежное навигационное и коммуникационное оборудование. Двойной корпус, как показано на диаграмме ниже, требует, чтобы у кораблей было два корпуса, что добавляет кораблю еще один защитный барьер.

Корабль с двойным корпусом

Кроме того, размеры отдельных цистерн внутри кораблей ограничены, чтобы можно было свести к минимуму ущерб, вызванный утечкой в ​​одном отсеке. МАРПОЛ также запрещает сбросы на определенных расстояниях от земли. МАРПОЛ способствовал значительному сокращению разливов нефти в 1980-х годах. Хотя МАРПОЛ вступил в силу в 1983 году, значительного сокращения разливов нефти в США не произошло до начала 19 века.90-е.

Однако, несмотря на то, что сокращение загрязнения нефтью заслуживает внимания, предстоит еще многое сделать. Многие люди не осознают, насколько важно правильно утилизировать масло, краску и опасные химикаты. Все, что уходит в ливневые стоки, попадает в океаны, реки и озера, часто без какой-либо дальнейшей обработки для удаления вредных загрязнителей! Для получения дополнительной информации о том, что люди могут сделать для уменьшения загрязнения воды, см. информационный бюллетень о загрязнении воды.

Фонд безопасной питьевой воды предлагает образовательные программы, которые могут дополнить информацию, содержащуюся в этом информационном бюллетене. Операция «Капля воды» изучает химические загрязнители, обнаруженные в воде; он предназначен для научного класса. Operation Water Flow рассматривает, как используется вода, откуда она берется и сколько стоит; в нем есть уроки, предназначенные для занятий по общественным наукам, математике, биологии, химии и естественным наукам. Операция Water Spirit представляет точку зрения коренных народов на воду и связанные с ней проблемы; он предназначен для занятий по родному языку или общественным наукам. Операция Water Health рассматривает общие проблемы со здоровьем, связанные с питьевой водой в Канаде и во всем мире, и предназначена для сотрудничества в области здравоохранения, науки и социальных исследований. Операция «Загрязнение воды» посвящена тому, как происходит загрязнение воды и как она очищается, и была разработана для сотрудничества в области науки и социальных исследований. Чтобы получить дополнительную информацию об этих и других образовательных мероприятиях, а также дополнительные информационные бюллетени, посетите веб-сайт Safe Drinking Water Foundation по адресу www.safewater.org.

Знаете ли вы, что сотни учителей ждут, чтобы получить набор «Операция по загрязнению воды», чтобы использовать его со своими учениками? Пожалуйста, помогите нам отправить в школы больше наборов Operation Water Pollution! Пожалуйста, внесите 5 долларов или пожертвуйте 20 долларов или более и получите официальную квитанцию ​​​​о пожертвовании для целей подоходного налога — или пожертвуйте 170 долларов, чтобы предоставить школе набор для операции по борьбе с загрязнением воды.