2.2. Уразливі ланки екологічної системи Світового Океану.

На початку 60-х рр.., Коли "невичерпні" запаси сировини на суші стали швидко танути, погляди і думки звернулися до Світового Океану. Роблячи акцент, перш за все на його величезні розміри, заговорили про "океані можливостей", маючи на увазі біологічні, мінеральні, енергетичні та інші ресурси, його гігантську ємність як резервуара для скидів відходів виробництва. Однак незабаром переконалися, що океан під дією потужного антропогенного пресу виявився дуже вразливий. І вже зараз видно, що не з "океаном можливостей", а швидше з "океаном проблем" будуть мати справу наші нащадки в XXI ст., Причому проблем в основному екологічних. Людство завдає два удари по природі: по - перше, виснажує ресурси, по - друге, забруднює її. Обидва ці удару вражають не тільки сушу, але і океан. Зростаюча експлуатація Світового океану вже сама по собі робить усе більш сильний вплив на його екосистему. Однак є й потужні зовнішні джерела забруднення - атмосферні потоки і материковий сток. У результаті на сьогоднішній день можна констатувати наявність забруднюючих речовин не тільки в зонах, прилеглих до материків, і в районах інтенсивного судноплавства, а й у відкритих частинах океанів, включаючи високі широти Арктики і Антарктики.

Кількісне виснаження водних ресурсів. В даний час людство споживає на свої господарсько - побутові потреби 12% річкового стоку. Випарувалася в процесі виробництва волога знову може включатися в планетарний влагооборот, і, таким чином, "істинно безповоротної" є лише вода, яка зв'язується хімічно в різних видах створюваної виробництвом продукції. Світове виробництво щорічно хімічно пов'язує близько 100 млн.м? вільної води. Поки це в три рази менше, ніж надра Землі вивільняють із зв'язаного стану. Однак, враховуючи темпи розвитку виробництва і зростання його "водомісткості", ці величини вже років через 20 можуть зрівнятися. Темпи зростання водоспоживання складають 5 - 6% за п'ять років, а по окремих країнах досягають 10 - 12%.

Головні споживачі промисловість і сільське господарство. Науково - технічний прогрес розширив можливості для безперервного зростання виробництва. До галузей промисловості, які споживають велику кількість води, відноситься енергетика, де вода використовується в системах охолодження. При цьому на кожен кіловат енергії, виробленої ТЕС, витрачається близько 3 л води, а на АЕС у два з гаком рази більше (Львович, 1969). Масштаби цих витрат стануть зрозумілі, якщо згадати, що світове виробництво енергії перевищило 4 млн. кВт х год / рік.

Значна кількість води в таких галузях виробництва, як гірничодобувна, і особливо обробна, промисловість (металургійна, хімічна та ін.) Це пов'язано перш за все з їх енергоємністю (необхідність охолодження), а також з широким застосуванням флотації та хімічної технології (вода як розчинник і реагент).

Ще більші кількості води у сільському господарстві. Для виробництва 1 т сухої рослинної маси рослини в різних умовах тепло - і вологозабезпеченості використовують тільки на транспірацію від 150 - 200 до 800 - 1000 м? води. Приблизно стільки ж використовується на непродуктивне випаровування і ще близько чверті цієї кількості води затримується в самій біомасі (Пенмен, 1972). Відзначаючи надзвичайно високу водомісткість сільськогосподарського виробництва, важливо підкреслити, що вода споживається не тільки на зрошуваних, але і на неполивних угіддях.

У сучасних умовах сильно збільшуються потреби людства у воді на комунально-побутові потреби. Нині житель міста в середньому по земній кулі витрачає на ці цілі близько 150 л на добу, у сільській місцевості цей показник не перевищує 54 л (Львович, 1969). Проте, враховуючи збільшення частки міського населення з 33% в 1960 р. до 51% у 2000р. в цілому по нашій планеті і до 85 - 90% в економічно розвинених країнах, а також вирівнювання культурно - побутових умов міста і села, слід очікувати підвищення цієї норми до 400 л на добу. У 2000 р. водоспоживання на комунально - побутові потреби становитиме вже 920 км? / Рік для всього населення земної кулі (Мартинов, Солнцев, 1976). З цієї кількості безповоротний витрата води на господарсько - побутові потреби людей, як і в даний час, навряд чи перевищить 20% і в загальній сумі міг би скласти 180 км? / рік, що залишилися 740 км? - Це стічні каналізаційні води. Якщо скидати їх у річки, то забрудниться в кілька разів більший обсяг річкового стоку (навіть при найдосконаліших методах очищення).

Сумарний водозабір на земній кулі оцінюється в даний час в 3300 - 3530 км? / Рік, становлячи трохи менше 1000 м? / Рік на душу населення.

З аналізу водокористування за п'ять - шість минулих десятиліть і перспективних розрахунків випливає, що щорічний приріст безповоротного водозабору становить 4 - 5%. У 2000 р., коли за прогнозами, промислове виробництво зросте в 15 разів, сільськогосподарське - в 3 рази, виробництво електроенергії - приблизно в 18 разів, безповоротний витрата води може зрости в 10 разів. Якщо припустити, що такий приріст збережеться в майбутньому (а це тісно пов'язано із зростанням населення і обсягу виробництва, а також технічним рівнем останнього), то до 2230 людство може вичерпати всі водні запаси в геосфері, а прісні води - вже до 2100 р .

У зв'язку з цим питання про можливий брак води для промислового й побутового споживання, а також для нормального функціонування географічної оболонки Землі набуває більшої актуальності. Дефіцит води спостерігається і зараз, але надалі він може стати серйозним гальмом у розвитку господарства.

Швидке зростання населення і бурхливий розвиток промисловості призвели до того, Що недолік води почали відчувати, не тільки території, які природа "обділила" водою, але і багато хто з тих районів, які ще недавно вважалися повністю забезпеченими. Гостру нестачу води почали всюди відчувати великі міста і великі індустріальні центри. Приклад зростання труднощів забезпечення водою дають більшість штатів США, де (без штату Аляска і штату Гавайські острови) 80% населення зосереджено на 10% території. У 1900 р. США використовували лише 6% водних ресурсів, в 1960 р. - 27% (з них 1 / 3 становив безповоротний водозабір); до 2000 р. тут вважають використовувати 65% максимально можливого зарегульованого стоку (1600 км? / Рік, з якого близько 600 км? / рік піде на охолодження теплових і атомних електростанцій). Скидання теплої води в такій кількості, природно, викличе нагрівання внутрішніх водойм та прибережних морських вод, температура яких нижче скидаються, що може викликати збіднення і зміна їх фауни.

Поряд з інтенсивним зростанням витрат води на господарські і побутові потреби існує й інша причина кількісного виснаження водних ресурсів. Це зміна людиною водного балансу окремих територій шляхом оранки луків, вирубування лісів, осушення заплавних боліт, будівництва водосховищ, що веде до різкого збільшення витрат на випаровування та зменшення запасів грунтових вод, що викликають скорочення водоносности річок. Великі втрати води мають також місце в зрошувальних системах (за рахунок фільтрації води зі зрошувальних каналів, прямого випаровування з відкритих каналів і т.д.).

Якісне виснаження водних ресурсів. Основною причиною сучасної деградації природних вод Землі є антропогенне забруднення. Головними його джерелами є:

а) стічні води промислових підприємств;

б) стічні води комунального господарства міст і ін населених пунктів;

в) стоки систем зрошення, поверхневі стоки з полів та ін сільськогосподарських об'єктів;

г) атмосферні випадіння забруднювачів на поверхню водойм і водозбірних басейнів. Крім цього неорганізований стік води опадів ("зливові стоки", талі води) забруднює водойми істотною частиною техногенних терраполлютантов

Антропогенне забруднення гідросфери в даний час набуло глобального характеру і суттєво зменшило доступні експлуатаційні ресурси прісної води на планеті.

Загальний обсяг промислових, сільськогосподарських і комунально - побутових стоків досягає 1300 км? Води (за деякими оцінками, до 1800 км?), Для розведення яких потрібно приблизно 8,5 тис. км_? води, тобто 20% повного і 60% стійкого стоку річок світу.

Причому по окремих водних басейнів антропогенне навантаження набагато вище середніх глобальних значень.

Загальна маса забруднювачів гідросфери величезна - близько 15 млрд. т на рік (таб. № 2):

Групи веществМлн.т / годЗатонувшіе суду, плаваючий і занурений мусор1300Взвешенние речовини техногенного происхождения1400Растворенные неорганічні вещества400 У тому числі мінеральні удобренія680Солі важких металлов93Сінтетіческіе органічні вещества2500В тому числі миючі засоби, СПАВ15Феноли та ін циклічні углеводороды5Пестициды2Биогенная органика1200Нефтепродукты12Аэрогенные випадіння техногенної природи (пил) 1800

2.3 Нафта і нафтопродукти.

Основним забруднювачем морів, значення якого швидко зростає, є нафта. Цей вид забруднювача потрапляє в море різними шляхами: при спуску води після промивання цистерн з - під нафти, при аварії суден, в особливості нафтовозів, при бурінні морського дна і аваріях на морських нафтопромислах і т.д.

Нафта являє собою в'язку маслянисту рідину, що має темно - коричневий колір і володіє слабкої флуоресценцією. Нафта складається переважно з насичених гідроароматичних вуглеводнів. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98%) - підрозділяються на 4 класи:

1.Парафіни (алкени);

2.Ціклопарафіни;

3.Ароматіческіе вуглеводні;

4.Олефіни.

Нафта і нафтопродукти є найбільш поширеними забруднюючими речовинами у Світовому океані. Найбільш загрожують чистоті водойм нафтові олії. Ці дуже стійкі забруднюючі речовини можуть поширюватися на відстань більше 300 км від джерела. Легкі фракції нафти, плаваючи по поверхні, утворюють плівку, ізолюючу й утрудняє газообмін. При цьому одна крапля нафтового масла утворює, розтікаючись по поверхні, пляма діаметром 30-150 см, а 1т-близько 12 км? нафтової плівки.

Товщина плівки вимірюється від часток мікрона до 2 см. Плівка нафти володіє великою рухливістю, стійка до окислення. Середні фракції нафти утворюють зважену водну емульсію, а важкі (мазут) осідають на дно водойм, викликаючи токсичне ураження водної фауни. До початку 80 - х років в океан щорічно надходило близько 16 млн. т нафти, що становило 0,23% світового видобутку. У період за 1962-79 рр.. в результаті аварій у морське середовище надійшло близько 2 млн. т нафти. За останні 30 років, починаючи з 1964 року, пробурено близько 2000 свердловин у Світовому океані, з них тільки в Північному морі 1000 і 350 промислових свердловин обладнано. З-за незначних витоків щорічно губиться 0,1 млн. т нафти. Великі маси нафти надходять у моря по ріках, з побутовими й зливовими стоками. Обсяг забруднень із цього джерела складає 2 млн. т на рік. Зі стоками промисловості щорічно потрапляє 0,5 млн.т нафти. Потрапляючи в морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, утворюючи шари різної потужності. За кольором плівки можна визначити її товщину:

Зовнішній вигляд. Товщина, мкм Кількість нафти, л / кв. кмЕдва помітна 0,038 44Серебрістий відблиск 0,76 88Следи забарвлення 0,152 176Ярко пофарбовані розлучення 0,303 352Тускло пофарбовані 1,016 eлностью поглинає інфрачервоне випромінювання. Змішуючись із водою, нафта утворює емульсію двох типів: пряму "нафту у воді" і зворотну "вода в нафті". Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі й характерні для нафти, що містять поверхневі речовини. При видаленні летучих фракцій, нафта утворює в'язкі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися плином, викидатися на берег і осідати на дно.

Біля берегів Англії і Франції в результаті загибелі танкера "Торрі Каньйон" (1968) в океан було викинуто 119 тис. т нафти. Нафтова плівка товщиною 2 см покрила поверхню океану на площі 500 км ². Відомий норвезький мандрівник Тур Хейєрдал в книзі із символічною назвою "Уразливе море" свідчить: "У 1947 пліт" Кон-Тікі "за 101 добу пройшов близько 8 тис. км в Тихому океані; екіпаж на всьому шляху не бачив ніяких слідів людської діяльності. Океан був чистий і прозорий. І для нас було справжнім ударом, коли ми в 1969 році, дрейфуючи на папірусовому човні "Ра", побачили, до якої міри забруднений Атлантичний океан. Ми обганяли пластикові посудини, вироби з нейлону, пусті пляшки, консервні банки. Але особливо кидався в очі мазут ".