<<
>>

1.2. Поступление ЗВ в акватории от подвижных источников.

Рассмотрим другие источники загрязнения акваторий, в том числе, мобильные, т.к. выявление характера источника — стационарный или подвижный, является одной из задач при выполнении контрольно­инспекционных действий и требует разработки специального подхода для решения этой задачи (см.

раздел 3).

В общее загрязнение акваторий прибрежной зоны морей и внутренних водоемов, помимо береговых объектов, как уже отмечалось выше, значительный вклад вносят загрязнения от судов и кораблей.

В процессе их эксплуатации образуются не только хозяйственно­бытовые, но и производственные отходы, сброс которых в воду может наносить значительный ущерб природе.

Все образующиеся на судах ЗВ можно условно разделить на две основные группы:

1) остатки перевозимых грузов, образующиеся вследствие неполной их выгрузки, обмыва палубы и трюмов, танков и т.п.;

2) ЗВ, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (сточные воды и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (нефтесодержащие льяльные воды, подсланевые воды, производственный мусор).

Кроме того, весьма часты случаи аварийных разливов нефтепродуктов при бункеровке судов и в результате различных аварийных ситуаций.

Как показывает практика, нефтяные загрязнения в ряду других ЗВ являются наиболее частыми и, как правило, приводят к чрезвычайным последствиям.

Основываясь на литературных данных [76-79], рассмотрим процессы, которые имеют место при попадании нефти и нефтепродуктов в воду, и их последствия.

Нефть относится к числу наиболее распространенных в глобальном масштабе и опасных токсичных веществ, вызывающих тяжелые экологические последствия при загрязнении окружающей природной среды.

Поведение и, соответственно, влияние нефти на окружающую природную среду, ее миграция в окружающей среде и результирующее воздействие на флору и фауну, во многом, зависят от природы составляющих нефть индивидуальных химических компонентов.

Многие компоненты нефти обладают токсичными свойствами, что губительно сказывается на природе при попадании нефти в окружающую среду. В связи с этим, рассмотрим компоненты химического состава нефти.

Известно, что нефть состоит из низко- и высокомолекулярных

te

углеводородных и неуглеводородных компонентов. Большая часть составляющих нефть веществ относится к углеводородам, около 250 - к

серосодержащим соединениям, около 85 - к кислородсодержащим, свыше 30 — азотсодержащим соединениям. Считается, что основное различие между нефтью, добытой в различных географических районах Земного шара, обусловлено не элементным химическим составом, а вещественным, то есть содержанием отдельных классов веществ и их соотношениями (парафинами, циклопарафинами, ароматическими и нафтено- ароматическими углеводородами).

Основными элементами, составляющими нефть, являются углерод (массовое содержание колеблется в пределах 83 - 87%) и водород (12 - 14%). Из других элементов в состав нефти в заметных количествах входят сера, азот и кислород. Содержание серы в нефтях различных месторождений колеблется в широких пределах: от нескольких сотых и даже тысячных долей до 6 - 8%, а в отдельных случаях оно достигает 14%. Азот и кислород входят в состав нефтей в меньших количествах: азот 0,02 - 1,7%, кислород - 0,05-3,6%.

Основную массу нефти составляют углеводороды трех гомологических рядов: алканы (парафины, метановые), циклоалканы (нафтены, цикланы или циклопарафины), алкены (олефины) н арены (ароматические углеводороды), широко представлены углеводороды смешанного (гибридного) строения. Примерный состав нефтей и характеристика их составляющих представлены в таблице 10.

Таблица 10

Фракции Содержание в сырой нефти, % (масс.) Диапазон

точек

кипения, °С

Растворимость в дистиллированной воде, xlθ4⅜ (масс.)
1 2 3 4
Парафины:

c6-c12

0,1-20 69-230 9,5-0,1
1 2 3 4
C]3 -С25 Циклопарафины: 0-10 230-450 0,01 -0,004

1 2 3 4
c6-c,2 5 30 70-230 55 0 1,0
Сіз — C23 5-30 230-405 1,0-0
Ароматические:

моно- и

0-5 80-240 1780-0
дициклические

Cβ~ Сц

полициклические

0-5 240 - 400 12,5-0
Ct2 - Сів

Нафтено-

5-30 180-400 1,0-0
ароматические:

с9 - c25

Остатки

10-70 >400 0

Сырая нефть содержит до 25% парафинов.

Это насыщенные соединения, имеющие общую химическую формулу CnH2n+2, где "п" меняется от 1 до 60. В парафинах молекулы имеют прямую (н — парафины) или разветвленную цепь атомов углерода (разветвленные изомеры). Алканы занимают важное место среди углеводородов нефти. Легкие фракции любой нефти почти целиком состоят из метановых углеводородов, но по мере повышения средней молекулярной массы фракции нефти содержание

* алканов резко уменьшается. К жидким метановым углеводородам относятся

углеводороды ОТ Cs до С15. Углеводороды нормального строения ОТ Cl6 и выше при нормальной температуре представляют собой твердые кристаллические соединения. Метановые углеводороды сравнительно инертны. При невысоких температурах они стойки к окислению.

Нафтеновые углеводороды составляют 30 - 60% от общего состава сырой нефти. Большинство из них являются моноциклическими с общей формулой CnH2n. Это насыщенные соединения, в которых два атома

'» водорода в молекуле могут быть замещены алкильными группами - CH3,

C2H5 и др. Молекулы нафтенов могут состоять из одного, двух и более объединенных метиленовых звеньев. Нафтены отличаются необычно

широким температурным диапазоном, в котором они находятся в жидком состоянии. Нафтены активно участвуют в многочисленных химических взаимодействиях, приводящих к окислению и трансформации нефти в природной среде.

Олефины (алкены) - это ненасыщенные нециклические соединения, имеющие кратные связи в молекуле и обладающие поэтому повышенной реакционной способностью. В сырой нефти их очень мало.

Ароматические соединения (арены, общая формула CnH2n-m, где п > 6, m - выражено четными числами от 6 и выше) по своим физическим и химическим свойствам значительно отличаются от алканов, алкенов и нафтенов. Являясь непредельными циклическими соединениями, они обладают особым типом химической связи в молекуле, обуславливающей повышенную стабильность структуры ароматических соединений, благодаря чему они более инертны, чем другие непредельные соединения.

По углеводородному составу, в зависимости от процентного содержания разных классов химических соединений, нефть классифицируется на метаново-нафтеновую, нафтено-метановую, ароматическо-нафтеновую, нафтено-ароматическую, ароматическо- метановую, метаново-ароматическую и метаново-ароматическо-нафтеновую. В связи с тем, что биологические и химические свойства различных углеводородов, входящих в состав нефти, существенно различаются, характер наносимого ими ущерба окружающей природной среде, также, может быть различным и для его адекватной оценки необходимо знать точный исходный состав углеводородов, попадающих в окружающую среду.

При попадании в воду нефть подвергается воздействию различных физико-химических процессов, интенсивность протекания которых сильно зависит от температуры. В пограничных слоях "вода-атмосфера1' после проливов нефти происходят процессы активного распространения и трансформации нефтяных пленок под воздействием физических, химических

и биологических факторов. При этом нефть подвергается растеканию, растворению, эмульгированию, испарению, фракционированию, физико­химическому окислению, фотоокислительной деструкции и биологической утилизации. Растекание нефти на поверхности воды происходит под действием силы тяжести и сил поверхностного натяжения.

Все компоненты нефти в той или иной степени растворимы в воде. Поэтому хорошо растворимые НУ быстро выщелачиваются при растекании нефти по поверхности воды и образовании сликов. Высокомолекулярные составляющие нефти, незначительно растворяясь в воде, образуют в ней эмульсии различного типа. Образование эмульсий "вода в нефти" происходит в море очень быстро; они очень устойчивы и содержат 70-80% воды. Принимая во внимание, что нефть находится в морской среде как в растворенном, так и в эмульсионном состоянии, вычислено, что при разливе ста тонн нефти в течение суток после разлива в слой воды глубже 5 м могут проникнуть 5 т нефти.

Температурный фактор является определяющим в кинетике распада нефти и нефтепродуктов. Скорость химической реакции с повышением температуры tιa 10°C увеличивается в 2-4 раза, а понижение температуры воды существенно тормозит не только физико-химические, но и биологические процессы, связанные с деструкцией и трансформацией различных веществ, т.к. температурные условия оказывают несомненное влияние на темпы воспроизведения бактериальной массы.

Увеличение солености воды также отрицательно влияет на биохимическое окисление нефтепродуктов.

Попадая в морскую среду, нефть теряет в результате испарения, биохимической деструкции и выщелачивания высокомолекулярные фракции, что снижает тенденцию остаточной нефти, характеризующейся более высокой вязкостью и температурой застывания, к дальнейшему

растеканию, несмотря на то, что волнение на море будет дробить слик на более мелкие части.

Труднорастворимые остатки нефти вместе с включенными в них неорганическими и органическими примесями по плотности близки к плотности морской воды (или превышают ее), что приводит к их седиментации, в результате чего нефтяные агрегаты оседают на дно или вымываются на берег, приводя к очищению водной толщи. Однако донные отложения при ветро-волновом взмучивании могут быть источником вторичного загрязнения вод. Для мелководных районов, воды которых подвержены интенсивному ветровому перемешиванию, этот эффект должен учитываться, т.к. в результате взмучивания донных отложений происходит вторичное загрязнение вод как растворенными, так и сорбированными на взвесях НУ, причем уровень вторичного загрязнения воды пряме пропорционален загрязненности грунта. Таким образом, зная состав донных отложений и содержание в них нефтепродуктов, можно рассчитать потенциальную возможность вторичного загрязнения в мелководных районах, включая районы портов.

Ассимиляция нефти морскими животными и планктоном незначительны.

Существенную роль в механизме естественного очищения поверхности вод от нефтезагрязнения играют процессы испарения (50-70% вклада в интегральную систему самоочищения), фотоокисления (15-30%) и биологический утилизации (1-7%). Испарение особенно эффективно происходит при скорости ветра более 5 м/с, который вызывает массопередачу углеводородов в воздух. Доминирующую роль в фотоокисленни нефтезагрязнения играет солнечная радиация. Наиболее интенсивное воздействие на пленки оказывает ультрафиолетовая радиация.

Конвенция МАРПОЛ 73/78 [80], включающая 5 приложений по видам загрязнений, наиболее важными типами ЗВ, попадающими в моря с судов,

определяет нефть, сточные воды и мусор. Согласно этой Конвенции в особых морских районах - Средиземное море, Балтийское и Красное моря, ряд заливов Ближнего Востока, - разрешается сброс за борт нефтесодержащих вод с концентрацией нефти не более 100 млн’1, а в остальных районах разрешенный сброс нефти за борт составляет по ее содержанию не более 15 млн"1 (при этом сброс таких вод может проводиться только за пределами 12-мильной зоны).

Приведенные данные свидетельствуют, что контроль загрязнения морских вод нефтепродуктами в прибрежной зоне должен включать измерение концентрации растворенных нефтепродуктов, определение наличия и измерение толщины пленок нефти и нефтепродуктов на поверхности воды, а также отбор проб донных отложений для определения их загрязненности сорбированными нефтепродуктами.

На современных комфортабельных судах, имеющих индивидуальные санузлы, душевые и сауны, удельное количество скапливающихся сточных вод близко к городскому. По данным исследований, проведенных Санкт- Петербургским институтом водного транспорта, объем среднесуточных накоплений сточных вод можно определять, исходя из следующих показателей:

- по грузовому флоту 220-250 лУчел;

- по пассажирскому флоту - 250-300 л/чел.

Эти показатели предопределяют необходимость контроля таких ингредиентов как азот аммонийный, фосфаты, поверхностно-активные вещества (детергенты).

Сброс сточных вод с судов в пределах 12-мильной зоны разрешен, согласно положениям Конвенции, только после их очистки и обеззараживания на специальной судовой установке. За пределами 12- мильной зоны сброс сточных вод разрешен без предварительной обработки.

Таким образом, при контроле загрязнений в акваториях от подвижных источников, в первую очередь следует ориентироваться на нефтепродукты, СПАВ, аммонийный азот. При контроле акваторий, где осуществляются погрузо-разгрузочные операции с сыпучими грузами, следует учитывать их возможное попадание в водную среду.

<< | >>
Источник: Гуральник Дмитрии Леонтьевич. Создание и Внедрение В практику экологического контроля и мониторинга судовых природоохранных комплексов [Электронный ресурс]: Дис. ... д-ра техн. наук : 03.00.16, 05.11.13 .-М.: РГБ, 2005. 2005

Скачать оригинал источника

Еще по теме 1.2. Поступление ЗВ в акватории от подвижных источников.:

  1. МЕДИЦИНСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗА ОБИТАЕМОСТЬЮ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
  2. Методика расчета стационарной радиационной защиты
  3. Ароматические углеводороды.
  4. Обмен веществ и потребности организма в питательных веществах
  5. Подвижные медицинские комплексы и установки
  6. Тиф возвратный вшивый.
  7. Инфекционный подвижной госпиталь (ИПГ): предназначение, структура, варианты использования и порядок развертывания.
  8. Токсико-терапевтический подвижной госпиталь (ТТПГ): предназначение, структура и порядок развертывания.
  9. Хирургический подвижный госпиталь (ХПГ): предназначение, структура и порядок развертывания.
  10. 2.5. Биожидкости как объекты исследования
  11. Финансовое состояние ЛПУ и его анализ
  12. Оглавление
  13. ВВЕДЕНИЕ
  14. ГЛАВА 1. Систематизация источников и состава поступлений загрязняющих веществ (ЗВ) в акватории. Анализ существующих методов экологического контроля. Цели и задачи работы. Обоснование приоритетного переченя контролируемых ПАРАМЕТРОВ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ спк.
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -