Проблемы нефтяных загрязнений мирового океана (стр. 4 из 6). Очистка океана от нефти


Уникальная очистка воды от нефти получает огромный шанс для мирового океана!

 

Ученые изобрели новую пену, которую можно было бы использовать, чтобы помочь очистить серьезные разливы нефти. Пример подобной катастрофы — Deepwater Horizon 2010 года.

Специальная губка Oleo Sponge обеспечивает впитывание маслянных поверхностей в воде супер быстро. Эта технология может в один прекрасный день помочь очистить крупные разливы и производить эффективную очистку воды от нефти.

Эта технология разработана в Аргоннской национальной лаборатории. Материал сделан из пенополиуретана — такого, который используется при изготовлении матрасов.

очистка воды от нефти

Внутренние поверхности пеноматериала покрыты олеофильными (привлекающими масла) молекулами, которые адсорбируют масляные вещества из воды.

Материал впоследствии может быть отжат для того, чтобы быть повторно использованным. Он был успешно испытан внутри гигантского забортного бака в Нью-Джерси, захватывая дизельное топливо и сырую нефть на поверхности воды.

Губка может быть использована для очистки гаваней и портов от нефти, где дизельное топливо и масло стабильно скапливаются от движения судов. Потенциал для очистки разливов нефти при использовании данной технологии считается учеными весьма захватывающим.

Губка Oleo Sponge очистит мировые океаны от разливов нефти

Ученые из Арагоннской национальной лаборатории придумали метод, как очистить всемирный океан от небезопасных разливов нефти. Они разработали Oleo Sponge — губку, какая позволит собирать нефть, расчищать порты и управлять разливами нефти. Сконцентрированную таким способом нефть возможно отжать из губки и употреблять снова, так же, как и непосредственно губку.

Oleo Sponge

Наиболее основательным загрязнителем океанов считается нефть и продукты её обработки. Помимо аварий на нефтяных платформах и танкерах, мореходные перевозчики нефти почти каждый год сбрасывают в воду огромное число баррелей нефти.

Классические способы удаления разливов нефти несут в себе множество недостатков. Распространение нефти возможно сдерживать с содействием плавучих барьеров, а скиммеры позволят собирать нефть, плавающую на поверхности.

Однако удаление нефти внизу водной плоскости более трудный процесс  и порой предполагает использование химических диспергаторов. Общеизвестные на на сегодняшний день материалы (губки), впитывающие нефть, довольно часто оказываются одноразовыми: после  наполнения их необходимо выбрасывать.

По таким обстоятельствам способ сравнительно недорогой и действенной очистки воды от пролитых нефтепродуктов неизменно заботил научных работников.

И вот ученые из Национальной лаборатории Марка Лопеса (Аргонна, США) отыскали решение такой задачи, сообщает Agronne National Laboratory.

Они разработали нефтеотделительную губку Oleo Sponge. Она сделана из пенополиуретана, конструктивные поверхности какого покрыты особенными молекулами. Данные молекулы  «вытягивают» нефть из жидкости и «приклеиваются» к внутренней составляющей губки. Oleo Sponge может адсорбировать нефть весом до 90 раз большим, чем она сама.

Губка тщательным образом исследовалась в экспериментальном бассейне для солёной воды в Нью-Джерси. Тогда она собирала как дизельное топливо, так и сырую нефть из бака, вне зависимости от того, имелась ли нефть выше или ниже поверхности воды.По окончании эксплуатации губку возможно отжать, реанимировать нефть и эксплуатировать для определенных необходимостей. Непосредственно же губку возможно употреблять неоднократно.

Сет Дарлинг, один из изобретателей губки, произнес в пресс-релизе, что этот вид материала очень прочен. Было проведено десятки и сотни исследований, всякий раз отжимая Oleo Sponge, и ещё предстоит увидеть, когда она прийдёт в непригодность.Однако прежде чем губка станет подготовлена к эксплуатации в реальном мире.

Поделитесь с друзьями!

turbomobi.ru

5. Загрязнение подземных вод.

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов.

Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров.

В Российской Федерации выявлено около 1200 очагов загрязнения подземных вод, из которых 86% расположены в европейской части. Ухудшение качества воды отмечено в 76 городах и поселках, на 175 водозаборах. Многие подземные источники, особенно обеспечивающие крупные города Центрального, Центрально-Ченоземного, Северо-Кавказского и других районов, сильно истощены, о чем свидетельствует снижение санитарного уровня воды, местами достигающее десятков метров.

На территории России обнаружено около 500 участков, где подземные воды загрязнены сульфатами, хлоридами, соединениями азота, меди, цинка, свинца, кадмия, ртути, уровни содержания которых в десятки раз превышают ПДК.

Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

Методы очистки вод Мирового океана от нефти:

  • локализация участка (с помощью плавающих ограждений - бонов)

  • сжигание на локализованных участках

  • удаление с помощью песка, обработанного особым составом

в результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно.

  • поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса

  • препарат “ДН-75”

за несколько минут очищает поверхность моря от нефтяных загрязнений.

Применение микроорганизмов, которые способны разлагать углеводороды вплоть до углекислоты и воды.

Созданы специальные суда малых размеров, которые доставляются самолетами к месту аварии танкеров. Каждое такое судно может всасывать до 1,5 тыс. л нефтеводяной смеси, отделяя свыше 90 нефти и закачивая ее в специальные плавучие емкости, буксируемые затем к берегу.

  • предусмотрены нормы безопасности при строительстве танкеров, при организации систем транспортировки, передвижения в бухтах.

Но все они страдают недостатком - расплывчатые формулировки позволяют частным компаниям их обходить. Кроме береговой охраны некому следить за соблюдением этих законов.

Заключение.

Последствия, к которым ведёт расточительное, небережное отношение человечества к Мировому океану, ужасающи.

Уничтожение планктона, рыб и других обитателей океанских вод - далеко не всё. Ущерб может быть гораздо большим. Ведь у Мирового океана имеются общепланетарные функции: он является мощным регулятором влагооборота и теплового режима Земли, а также циркуляции её атмосферы. Загрязнения способны вызвать весьма существенные изменения всех этих характеристик, жизненно важных для режима климата и погоды на всей планете. Симптомы таких изменений наблюдаются уже сегодня. Повторяются жестокие засухи и наводнения, появляются разрушительные ураганы, происходит таение ледников, сильнейшие морозы приходят даже в тропики, где их отроду не бывало. Разумеется, пока нельзя даже приблизительно оценить зависимость подобного ущерба от степени загрязненности Мирового океана, однако взаимосвязь, несомненно, существует. Как бы там ни было, охрана океана является одной из глобальных проблем человечества. Мертвый океан - мертвая планета, а значит, и все человечество.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

studfiles.net

Загрязнение Мирового океана. Очистка сточных вод

Человек - дитя природы, вся его жизнь проходит по её законом и правилам, но при этом нельзя не отметить всё увеличивающееся негативное воздействие хозяйственной деятельности на окружающую среду.

Изменения происходящие во все возрастающих масштабах в результате вырубки лесов, распашки обширных площадей, гидротехнических мероприятий, влияющих на речной сток и режим грунтовых вод, забора большого количества речных, подземных и озерных вод, и в особенности их загрязнения.

Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Существуют различные виды загрязнений- химическое, физическое, механическое, биологическое. Сейчас можно вполне обоснованно говорить, что около 70% загрязнения водной среды дают наземные источники, и среди них, прежде всего промышленность, строительство, коммунальное и сельское хозяйство, рекреация.

Виды загрязнения.

Химическое Физическое Биологическое Механическое1. Нефть и нефтепродукты.2. Тяжелые металлы.

3. Удобрения и ядохимикаты.

4. ПАВ и СМС1. Радиоактивное загрязнение.2. Тепловое загрязнение.1. Патогенные микроорганизмы.2. Бактерии и вирусы.1. Бытовые отходы.2. Промышленные отходы.

К числу наиболее вредных химических загрязнителей относятся нефть и нефтепродукты. По имеющимся оценкам 20-30% поверхности Мирового океана покрыто нефтяными пленками. Ежегодно в океан попадает более 10 млн.т. нефти. Загрязняют поверхность танкеры и утечка сырья при бурении.

(Подумайте, на сколько опасно нефтяное загрязнение? Какие экологические последствия оно имеет?)

Нефтяная пленка изменяет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает. Меняются гидробиологические условия в океане, оказывается влияние на баланс кислорода в атмосфере, а значит непосредственно на климат. Уменьшается первичная продукция водоемов.

Нарушаются процессы фотосинтеза, что может повлечь снижение первичной биопродукции.Приводит к гибели икры, мальков, и молоди рыб.Могут появляться уродливые, нежизнеспособные особи.Происходит гибель водоплавающей птицы.Накапливаются канцерогенные вещества по цепям питания.Изменяется структура водных сообществ, уменьшается разнообразие видов организмов.В нефтяных пленках, где накапливаются пестициды, ионы тяжелых металлов, как бы складируются токсиканты, представляющие большую опасность для жизнедеятельности биоты.Не меньше чем нефть опасно загрязнение тяжелыми металлами.

Французские исследователи установили, что дно Атлантического океана загрязнено попадающими с суши свинцом на расстоянии 160 км от берега и на глубине до 1610 м.

В Японии в 50-е годы среди жителей побережья залива Манаматы были отмечены случаи тяжелого заболевания, при котором поражались почки, нервная и кроветворная системы. Исследования показали, что люди употребляли в пищу выловленных в заливе рыбу, моллюсков, содержащих в больших количествах соединения ртути.

Следующим видом загрязнения водоемов являются удобрения и ядохимикаты, вымываемые из почвы. Мировое производство пестицидов достигает 200тыс.т. в год. Относительная химическая устойчивость, а так же характер распространения способствовали их поступлению в моря в больших объемах.

Сильно загрязняют водоемы поверхностно-активные вещества (ПАВы), в том числе синтетические моющие средства (СМС), широко применяемые в быту и промышленности. Присутствие СМС в воде придает ей неприятный вкус и запах. В загрязненных реках с быстрым течением образуется пена, что вызывает гибель микроскопических планктонных организмов, замор рыбы.

Значительно биологическое загрязнение водоемов. Патогенные микроорганизмы, основная часть которых попадает в Мировой океан с речными стоками, легко адаптируются к тем специфическим условиям, что существуют в прибрежной зоне. Эти микроорганизмы накапливаются в морепродуктах, становясь причиной массовых заболеваний людей.

Значительное распространение получило механическое загрязнение различными бытовыми и промышленными отходами.

Тур Хейердал в 1957 г. путешествуя по Тихому океану постоянно встречал на поверхности моря пластиковые бутылки, консервные банки, бумагу, различные упаковки и тд.

Физическое загрязнение проявляется в радиоактивном и тепловом загрязнении Мирового океана. Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов в 60-е годы XX века осуществляли многие страны, имеющие атомный флот. В период с 1950 г. по 1992 г. Советским Союзом в водах Ледовитого океана затоплены ядерные отходы суммарной активностью 2,5 млн.кюри. Великобритания затапливала радиоактивные отходы в Ирландском море, а Франция- в Северном.

Опасно и тепловое загрязнение. Нагретые воды, сбрасываемые электростанциями и другими источниками, вызывают серьезные нарушения экологического равновесия в прибрежных экосистемах. В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Основными её потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. В настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении.

Гидрологические условия нашей республики сравнительно сложные. На степень водообильности горизонтов влияют: тектоника, характер рельефа, климат и особенности водовмещающих пород. В республике насчитывается 476 рек и речек общей протяженностью более 7тыс. км., около 600 озер и 155 прудов комплексного использования.

Главной водной артерией является р. Волга - самая большая река Европы. Стоки р.Волги в границах Марий Эл регулируются работой Нижегородской, Чебоксарской и Куйбышевской ГЭС. В настоящее время состояние этой великой русской реки представляет собой глобальную экологическую проблему.

Заслушиваются доклады: р. Волга, Чебоксарская ГЭС.

Говоря о загрязнении окружающей среды, следует сказать о естественном самоочищении водоемов. В нормальных условиях в водоеме устанавливается экологическое равновесие, т.е. такое состояние системы, при котором обеспечивается её стабильность, способность самовосстановления после негативных последствий.

Нефтяное пятно может самоликвидироваться если нефть разлита далеко от берега и её немного. В учебнике на рис. 117 показана схема процессов распределения и разрушения нефти. Пятно нефти исчезает с поверхности воды в течении 24 часов, образуя эмульсии. Тяжелые фракции нефти оседают на дно.

Проблема охраны подземных и поверхностных вод- это в первую очередь проблема обеспечения пресной водой, пригодной для питья, орошения, водоснабжения, промышленности, коммунального хозяйства. Чистота больших и малых рек- одно из главных условий чистоты Мирового океана. Мировой океан - важнейший элемент глобальной системы жизнеобеспечения. Однако загрязнение сточными водами промышленных предприятий, городов, прибрежных туристических комплексов, застройка берегов ухудшают экологическую ситуацию.

Для сохранения водной среды применяется очистка сточных вод и их обеззараживание. Для очистки сточных вод используются механические, химические и биологические методы, собранные вместе на специальных очистных сооружениях. В схеме очистки сточных вод первым этапом обычно является их освобождение от твердых частиц. При этом используются следующие методы:

- механический (сепарация, отстаивание, фильтрование)

- флотация

- коагуляция

- флокуляция.

Флотация, коагуляция и флокуляция связаны с применением химических веществ. На первом этапе также могут применяться отдельные физические методы, например, использование магнитного поля и ультразвука.

На втором этапе используются главным образом химические и физико- химические методы очистки:

- адсорбция

- абсорбция

- электрические и электро-магнитные методы

- выпаривание и тд.

После химической очистки сточные жидкости направляются на биологическую очистку с помощью солнца, воздуха и микроорганизмов. Для этого используются или естественные поля фильтрации и орошения, окислительные пруды, или специальные сооружения- аэротенки, где сточная вода очищается с помощью биофильтра- активного ила с массой микроорганизмов- деструкторов и специально подавляемого воздуха. Биофильтр представляет собой сооружение из кирпича или бетона, внутреннее его помещение заполнено прочным пористым материалом: шлаком, гравием, керамзитом. На эти пористые материалы нанесена пленка микроорганизмов, которые в процессе жизнедеятельности поедают и разлагают органические вещества, очищая от них воду. В аэротенках поступающим воздухом в сточных водах перемешиваются активный ил, который состоит из сообществ аэробных микроорганизмов. Во вторичных отстойниках происходит отделение бактериальной пленки от чистой воды. В таких биофильтрах и аэротенках устраняется более 90% загрязнений органическими веществами.

Бытовые сточные воды могут содержать патогенные микроорганизмы, поэтому их обеззараживают жидким хлором или хлорной известью.

Для получения питьевой воды на водопроводных станциях используют ряд последовательных процессов:

Общая стратегия охраны водных ресурсов предусматривает строительство очистных сооружений биологической очистки и доочистки сточных вод, локальных очистных сооружений на всех народнохозяйственных объектах, переход предприятий на бессточную и безотходную технологию, сокращение применения ядохимикатов.

Заботясь об охране окружающей среды, необходимо помнить, что никакие очистные сооружения и малоотходные технологии не смогут восстановить устойчивость биосферы, если будут превышены допустимые (пороговые) значения сокращения естественных, не преобразованных человеком природных систем, в чем проявляется действие закона незаменимости биосферы.

Последствия, к которым ведет расточительное, небрежное отношение человечества к океану, ужасающи. Уничтожение планктона, рыб и других обитателей океанических вод- далеко не всё. Ущерб может быть гораздо большим. Разумеется, пока нельзя даже приблизительно оценить зависимость ущерба от степени загрязненности Мирового океана, но взаимосвязь, несомненно, существует. Мировой океан – мертвая планета, а значит, и всё человечество.

Основные меры по охране водных ресурсов:

Сбережение и более эффективное использование.Очистка сточных вод.Разработка новых технологий обеспечивающих максимальную утилизацию и обеззараживание промышленных отходов.Использование новых водосберегающих методов орошения.Прекращение сброса неочищенных сточных вод.Создание водоохранных зон, прилегающих к акваториям.Посадка в прибрежной зоне рек древесно-кустарниковой растительности.Закрепление.

Ежегодно вследствие аварий на нефтепроводах и танкерах, промышленных и транспортных выбросов, мойки автомашин, судов, цистерн, и трюмов танкеров в Мировой океан попадает 14 млн.т. нефти. Один грамм нефти способен образовывать плёнку на площади 10 м2 водной поверхности. Определите площадь ежегодного загрязнения мировых водоемов.Сплав деревьев по рекам экономически очень выгоден (не надо строить дороги, использовать дорогостоящую технику, расходовать топливо и тд.). Объясните, почему экологи против такой транспортировки, особенно если деревья не связывают в плоты, а сплавляются по одиночке.

www.prinas.org

Проблемы нефтяных загрязнений мирового океана

Хотя не бывает двух одинаковых разливов нефти исторические события знакомят читателя с типичными проблемами, с которыми сталкивались, и их биологическим влиянием. Акцент каждого случая зависит от специальности автора (т.е. случаи, описанные биологами, имеют больше деталей, связанных с биологией).

Организация, по чьей вине произошел разлив нефти, несет ответственность за последствия. Акт «О всеобщей ответственности за защиту окружающей среды и компенсации в случае нанесения ущерба», принятый 1980г. (CERCLA), с дополнениями, внесенными в 1986г., обеспечивает меры по оздоровлению, очистке, возмещению ущерба природным ресурсам, которые осуществляются федеральными, региональными, местными или зарубежными правительствами, или племенами индейцев. К природным ресурсам относятся: земля, воздух, вода, подземные воды, питьевая вода, рыба, животные и другие представители фауны и флоры. Последние правила по оценке ущерба, нанесенного природным ресурсам опубликованы в Федеральном сборнике (FR) публикация 51 FR 27673 (Тип В правил) и 52 FR 9042 (Тип А правил) и систематизировано в 43 CFR часть 11.Дополнения и исправления к этим правилам напечатаны в сборниках 53FR 5166, 53 FR 9769. Тип А правил является одной из моделей использования стандартных физических, биологических и экономических данных для проведения упрощенной оценки. Необходимо минимальное обследование участка. Тип В правил является альтернативным описанием более сложных случаев, когда неясен нанесенный окружающей среде ущерб, величина разлива, длительность по времени. Необходимо обширное наблюдение. Так, разлив нефти Exxon Valdes, относится по оценке к типу В.

Для Типа В требуются основные данные, собранные правительственными агентствами, ответственными за пострадавшие ресурсы. Основные моменты: 1. Установить (определить) связь между ущербом и разливом нефти. Этот пункт требует наличие документов о движение нефти от места разлива до пострадавших ресурсов.

2. Определение степени нанесенного ущерба. Потребуются данные о географической величине опасности и степени загрязнения.

3. Определение состояния « до начала разлива». Для этого необходимы данные прежних, нормальных условий районов, пострадавших от разливов.

4. Определение количества времени, необходимого для восстановления прежнего состояния «до разлива». Для этого потребуются исторические данные о природных условиях и влиянии нефти на окружающую среду.

Термин «вред» определяет изменения в биологии окружающего мира. Тип В правил выделяет 6 категорий нанесения вреда( гибель, заболевания, отклонения в поведении, возникновение раковых заболеваний, физиологические дисфункции, физические изменения), а также различные допустимые (учитываемые) биологические отклонения, которые могут быть использованы для подтверждения нанесения вреда.

Недопустимые (неучитываемые) отклонения могут использоваться, если они будут отвечать 4-м критериям, которые использовались для идентификации допустимых отклонений. Степень нанесения вреда основывается на данных, определяющих разницу между периодами «до нанесения вреда» и «после нанесения вреда» или же между пострадавшим и контрольным районами.

Процедура, определенная CERCLA, дает уверенность в том, что проводится тщательная и законная оценка влияния разлива нефти на окружающую среду. Однако процедура CERCLA сложная и требует затрат времени, особенно для оценки причиненного вреда по типу В. Например, после того как была сделана оценка причиненного вреда, должна быть проведена действительная оценка «ущерба» либо по компьютерной программе типа А, либо тщательная финансовая оценка и обоснование восстановления по типу В.

Решение суда от июля 1989г. постановило, что средства, взимаемые с ответчиков на восстановление, должны быть минимальными. Потери не являются обязательной альтернативой плановых, более дорогих и сложных восстановительных мероприятий, но должны входить в стоимость восстановительных работ.

Администрация по проблемам национальной океанографии и атмосферы в соответствии с требованиями Акта о загрязнении нефтью, принятого в 1990г., разрабатывает Правила оценки нанесения ущерба природным ресурсам непосредственно нефтью. После завершения работы новые Правила будут использоваться для оценки разливов нефти вместо существующих Правил оценки ущерба

Лучший подход биолога или инспектора обеспечить сбор большого количества доказательств, чтобы документально подтвердить воздействие разлива нефти. К соответствующим доказательствам относятся тела(туши) животных, обследование пораженных животных, виды тканей или тел для химической экспертизы наличия нефти, обследования популяций, способности к воспроизводству, документальные фотографии разливов, документальный учет всей переписки; деятельности, связанной с разливами, опись видов (животных), описание участков.

ГЛАВА 3. БОРЬБА С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА .

В ряде случаев, несмотря на колоссальные достижения современной науки, ликвидировать определенные виды химического, а также радиоактивного загрязнений в настоящее время невозможно.

Методы очистки вод Мирового океана от нефти:

- локализация участка (с помощью плавающих ограждений - бонов)

- сжигание на локализованных участках

- удаление с помощью песка, обработанного особым составом

в результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно.

- поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса

- препарат “ДН-75”

за несколько минут очищает поверхность моря от нефтяных загрязнений.

- ряд биологических методов

Применение микроорганизмов, которые способны разлагать углеводороды вплоть до углекислоты и воды.

- использование специальных судов, оснащенных установками для сбора нефти с поверхности моря.

Созданы специальные суда малых размеров, которые доставляются самолетами к месту аварии танкеров. Каждое такое судно может всасывать до 1,5 тыс. л нефтеводяной смеси, отделяя свыше 90 % нефти и закачивая ее в специальные плавучие емкости, буксируемые затем к берегу.

- предусмотрены нормы безопасности при строительстве танкеров, при организации систем транспортировки, передвижения в бухтах.

Но все они страдают недостатком - расплывчатые формулировки позволяют частным компаниям их обходить. Кроме береговой охраны некому следить за соблюдением этих законов.

Методы очистки сточных вод

Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические.

Сущность механического метода очистки состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются имеющиеся примеси. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Из физико-химических методов чаще всего применяются коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д., а также электролиз. Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и др. В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Перед биологической очисткой сточные воды подвергают механической очистке, а после биологической (для удаления болезнетворных бактерий) и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.). Биологический метод дает лучшие результаты при очистке коммунально-бытовых отходов, а также отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производства искусственного волокна.

С целью уменьшения загрязнения гидросферы желательно вторичное использование в замкнутых ресурсосберегающих, безотходных процессах в промышленности, капельное орошение в сельском хозяйстве, экономное использование воды в производстве и в быту.

3.1. Влияние нефтяных загрязнений на мировой океан

Морские выдры и тюлени особенно уязвимы к разливам нефти из-за плотности размещения, постоянного пребывания в воде и влияния на теплоизоляцию меха. Попытка имитировать влияние разливов нефти на популяцию тюленей на Аляске показала, что относительно небольшой (всего 4%) процент от общего числа погибнет при «чрезвычайных обстоятельствах», вызванных разливами нефти. Ежегодная естественная гибель (16% особей женского пола, 29% — мужского) плюс гибель в результате попадания в морские рыбные сети (2% особей женского пола, 3% — мужского) была намного больше, чем запланированные потери при разливах нефти. На восстановление после «чрезвычайных обстоятельств» потребуется 25 лет.

mirznanii.com

BBC Russian - В мире

Технология очистки нефтяного пятна достаточно проста, что можно увидеть на примере растительного масла и консервной банки, считает океанограф Саймон Босуэлл, - вся проблема в большой глубине.

Эксперт по очистке океана от разлива нефти Саймон Босуэлл рассказал корреспонденту Би-би-си Ричарду Уэскотту, что достаточно включить воображение, налив в пластиковый контейнер с водой какое-то количество растительного масла. Таким образом можно смоделировать ситуацию, аналогичную разливу нефти в Мексиканском заливе.

Растительное масло будет подниматься на поверхность воды, образуя небольшие масляные лужицы.

Для того, чтобы в точности продемонстрировать процесс, который осуществляет компания ВР, можно взять консервную банку. Она симулирует конструкцию, похожую на гигантскую воронку весом 98 тонн, увенчанную куполом. Ее сооружают несколько бригад сварщиков, которые работают, сменяя друг друга, круглые сутки.

разлив нефти в Мексиканском заливе

Разлив нефти в Мексиканском заливе эксперты считают "экологической катастрофы"

Ожидается, что конструкция будет в конце недели отбуксирована на место аварии; воронка накроет место разлома скважины, через которую происходит утечка, и как бы его покроет. В дальнейшем нефть должна быть откачана через трубопровод.

По мнению Босуэлла такая конструкция перехватит около 90% разлитой нефти, хотя часть все-таки утечет. По оценкам специалистов, из поврежденной трубы каждый день вытекает около 5 тыс. баррелей нефти (примерно 800 тыс. литров). При этом утечка составит около 70 тонн. Босуэлл считает, что это не так много, природа справится с таким ущербом в течение какого-то времени.

Самое главное, подчеркивает океанограф, что эта операция позволить ВР выиграть время, чтобы пробурить отводную скважину и снять давление с места разлома. Этот процесс может занять несколько месяцев.

Иголка в стоге сена

Не нужно забывать, говорит Босуэлл, что работы пройдут на очень низких глубинах на уровне примерно 1500 метров. На такой глубине давление воды слишком велико, поэтому будут использоваться роботы. Более того, из-за густого мрака под водой поток нефти определить нелегко, даже несмотря на использование прожекторов.

Схема работы купола ВР

Вся операция будет проходить словно в тумане.

Сам разлом в скважине не такой уж и большой, где-то около 30-50 см в ширину, но из него все время выливается нефть.

Металлический купол-воронка также небольшой, 12 метров в высоту, но он легко накроет место разлома. Правда, найти отверстие из которого выливается нефть - все равно что найти иголку в стоге сена, предупреждает Босуэлл.

Эту технологию никогда не испытывали на большой глубине. Однако Босуэлл не видит в этом проблемы: "Да, на больших глубинах ее не испытывали, но ко всему не подготовишься. ВР отреагировала быстро, соорудила эту воронку, но все последствия предвидеть невозможно".

Босуэлл обращает внимает на то, что на низких глубинах такого рода аварии могут случиться не раз. "Вопрос в том, чтобы мы научились быстро реагировать и взяли на себя ответственность за экологический ущерб", - считает ученый.

Напомним, что 20 апреля в Мексиканском заливе произошла утечка нефти в результате пожара и взрыва на разведочной платформе, арендуемой британской нефтяной компанией ВР.

www.bbc.com

Проблемы нефтяных загрязнений мирового океана

Cоединения с канцерогенными свойствами

Канцерогенные вещества это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Максимальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тентонически-активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.

Тяжелые металлы

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 13,5 1тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 112 тыс.т. ртути, причем значительная часть антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (1910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 12800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Минамата. Свинец типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает 12030 т. свинца в год.

Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг)

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 40% органических веществ; 10,56% азота; 10,44% фосфора; 10,155% цинка; 10,085% свинца; 10 % ртути; 10,001% кадмия. Во время сброса при прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность придонной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

Тепловое загрязнение

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 16 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 130 кв.км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. На основании обобщения материала можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, а длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистем

2.2. Ответственность за разливы нефти

Ответственность за разливы нефти-сложный и затруднительный процесс, особенно при больших разливах. Степень ответственности определяется размерами и местом разлива.

Разлив величиной 1.000 галлонов в порту или заповедном участке привлечет большее внимание, чем такое же количество нефти разлитой в 200 милях от берега в Атлантическом океане. Опасные вещества разлитые в океане, в непосредственной близости от берега и основные водные маршруты материковой части США находятся под охраной Береговой службы США (CG). Все остальные разливы на территории страны находятся под охраной Агентства по защите окружающей среды (ЕРА). Государственные и региональные команды, представляющие соответствующие агентства, координируют работу, связанную с основными разливами нефти.

Виновные в разливе нефти могут нести ответственность за очистку или же предложить GC и ЕРА взять ответственность на себя. Эти службы могут осуществлять контроль за очисткой, если усилия виновных в разливе недостаточны. Действительная очистка разлива нефти может осуществляться теми, кто совершил разлив нефти, частными подрядчиками или кооперативами, которых спонсируют частные предприниматели. К ликвидации небольших разливов нефти на суше часто привлекаются местные пожарные бригады. Методы по защите или очистке участков, пострадавших от разливов нефти, бывают различными.

Среда и обстоятельства разливов определяют методы очистки от нефти с целью сократить вредное воздействие на экологию. Американский институт нефти (API) дает прекрасные рекомендации для выбора методов очистки нефтяных разливов и уникальные характеристики морской среды (API, публикация № 4435). Большинство методов, использующихся для борьбы с разливами нефти и защиты окружающей среды на море, применяются и для очистки пресноводной окружающей среды. Исключения составляют методы, включающие химические вещества (дисперсанты, абсорбенты, желагирующие агенты), разработанные для использования в соленой воде. Только химические вещества одобренные ЕРА могут использоваться для очистки разливов нефти.

Государственные и местные органы должны разработать планы возможных разливов нефти, согласно которым определяются первостепенные зоны по защите и очистке; ставятся задачи, которые нужно выполнять и назначаются ответственные за их выполнение. Обычно к работе подключают ученых-биологов местного и федерального уровней, ответственных за природные ресурсы, юристов, подрядчиков по очистке, специально обученных специалистов по реабилитации животных и местных официальных лиц. Кроме того, крупные разливы привлекают внимание добровольных помощников, представителей СМИ и наблюдателей.

mirznanii.com

Очистка океана от нефти с помощью губки Oleo Sponge — Мир технологий

Загрязнение вод Мирового океана нефтепродуктами — актуальная тема не только для экологов, но и для всех жителей планеты. Американские ученые изобрели способ, который сможет минимизировать риски для экосистемы.

Шесть лет назад, когда случился худший разлив нефти при использовании Deepwater Horizon, обнаружилось, что много галлонов нефти были не только на поверхности воды, но и под поверхностью воды формировали шлейф и дрейфовали через океан.

Ученые из Национальной лаборатории Аргонской национальной энергетической системы США (DOE), под руководством Сэта Дарлинга, изобрели новый материал Oleo Sponge, или олио губки.

Этот материал легко впитывает масло из воды, может быть использовано повторно и отличается тем, что может выталкивать диспергированное масло из всей толщины воды, а не только в верхних шарах.

То, что спонжи можно использовать повторно является  преимуществом, так как все известные сорбенты на данное время – одноразовые. После использования они сжигаются, вместе с нефтью, которую они собрали. Это не самый экологический способ очистки окружающей среды.  Сэт Дарлинг описывает свой материал, как «пена» изготовлена из полиуретана и покрыта олеофильными молекулами,  что позволяет хорошо впитывать масло. Эти разработки были протестированы в Ohmsett, Национальном исследовательском испытательном центре по ликвидации разливов нефти и испытании возобновляемой энергии, в массивном открытом резервуаре морской воды в Нью-Джерси.   Испытания показали, что Oleo Sponge успешно собирает сырую нефть и дизельное топливо из резервуара.

Но Сэт Дарлинг говорит, что тест в контролируемой среде сильно отличается от теста в открытой океанской воде. Предполагается, что данная разработка будет полезна для собирания не только нефти из океана, а также т в портах, ну и поможет управлять нефтяными разливами.

Выглядит это как маленькие губки, которые впитывают в себя что-то. То есть при демонстрации простой человек не видит для себя ничего нового. Но новизна состоит в том, чем эти губки пропитаны. Материал, которым насыщены губки, впитывает в себя именно нефть, избирательно. Именно этот процесс обработки разработчики назвали «последовательным синтезом инфильтрации».

Важным пунктом при таком способе очистки является и тот факт, что сырье, собранное таким образом можно использовать в дальнейшем..

Элам, Дарлинг и остальная команда продолжают развивать технологию.  При этом отмечают, что этот метод можно применить и в других видах очистки, если адаптировать материал, что насыщает губку под другие молекулы вещества, которое нужно абсорбировать.

На данное время команда активно ищет пути коммерциализации, открыта для инвесторов и ждет тех, кто заинтересован этими разработками.

Предварительные результаты были опубликованы в исследовании Journal of Materials Chemistry A под названием “ Advanced oil sorbents using sequential infiltration synthesis .”

Исследование финансировалось Береговой охраной США и Бюро по безопасности и охране окружающей среды. Команда в разработке материала использовала ресурсы Центра наноматериалов, Учебного Министерства науки США.

 

gsmavto.com


Смотрите также