Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ТЮМЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Институт Биотехнологии и ветеринарной медицины

Специальность «Водные биоресурсы и аквакультура»

Р ЕФ Е Р А Т

Тема:

Выполнил: студент 931 группы

Протасевич Т.С.

Проверил: зав. каф., к.б.н.

Михайлова Л.В.

Тюмень 2012

Содержание

Введение

Большую опасность для экосистем водных объектов представляют нефтепродукты, являющиеся одними из самых распространенных и токсичных загрязняющих ингредиентов. При поступлении нефтепродуктов в водный объект со временем происходит перераспределение основных форм миграции в сторону преобладания растворенной и эмульгированной форм. Водорастворимая фракция нефти представляет наибольшую токсикологическую опасность для водных экосистем, поскольку она состоит на 90 % из ароматических углеводородов, которые являются наиболее трудноокисляемыми компонентами нефти и оказывают действие на живые организмы как клеточные яды.

Значительные количества нефтепродуктов поступают в поверхностные водные объекты (реки и водохранилища) с недостаточно очищенными промышленными сточными водами, а также с рассредоточенным стоком. Самоочищающей способности водных объектов зачастую недостаточно для приведения качества природных вод в состояние, удовлетворяющее нормативам. В этой ситуации важно не только оперативно обнаружить загрязнение, но и определить степень токсического действия на живые организмы, обитающие в водной среде.

Необходимость решения этой проблемы в условиях непрерывного увеличения антропогенной нагрузки и темпов использования водных ресурсов определяют возможность разработки методов оценки токсичности вод, дающих надёжную информацию об экологическом состояние водных объектов. Одной из актуальных задач является создание системы оперативного контроля, разработка и применение экспрессных методов оценки качества воды. Такую оценку можно получить с помощью стандартных методик биотестирования по определению токсичности воды для гидробионтов. 

Нефтяные загрязнения пресных водоемов.

В наше время, когда хорошо развита промышленность, экологическая проблема стала более серьезной. Невозможность контролировать все выбросы современных заводов, ставит под угрозу водные экосистемы. Источники поступления углеводородов в водные объекты можно разделить на: 1) антропогенные (поступление в результате хозяйственной деятельности): а)     первичные (поступление с недостаточно очищенными сточными водами, с диффузным стоком, в результате аварий);

б)    вторичные (поступление с атмосферными осадками, "выход" из донных отложений); 2) природные (естественное содержание углеводородов в воде). Значительные количества нефтепродуктов поступают в поверхностные водные объекты со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности. Особенностью промышленных сбросов является их локальный характер, приводящий иногда к созданию высоких концентраций нефти и нефтепродуктов на ограниченном участке акватории .

Также к источникам загрязнения относятся системы отопления, работающие на нефти, операции обслуживания автомобилей (мойки, стоянки, автозаправочные станции, станции техобслуживания), несанкционированные свалки отходов, загрязненных нефтепродуктами (опила, песка, шламов, ветоши), гаражи, хранилища нефтепродуктов.

Существенный вклад в поступление нефтепродуктов в водные объекты вносят дождевые и талые воды с территорий населенных пунктов. Но помимо организованного и рассредоточенного стока, неотъемлемой частью на сегодняшний день являются промышленные и транспортные аварии. Возникновение аварийных ситуаций и ситуаций чрезвычайного характера, связанных с загрязнением окружающей среды, на потенциально опасных объектах могут быть обусловлены как опасными природными явлениями (геологическими, метеорологическими, гидрологическими), так и причинами, носящими техногенный характер (нарушение технологии и правил эксплуатации объектов, ошибки в проектировании и строительстве и т.п.). Экологические катастрофы могут вызываться также комплексом иных факторов. Рассматривая вопрос загрязнения водной среды углеводородами, необходимо кратко остановиться на материалах, характеризующих их естественное содержание в природных водах. Исследования показали, что накопление углеводородов в поверхностном слое воды может происходить в результате непосредственного синтеза, например, сульфатредуцирующими бактериями, которые используют молекулярный водород в качестве единственного источника энергии, а углекислый газ или карбонаты - в качестве источника углерода.

Нефть является сложной смесью парафиновых, циклопарафиновых, ароматических углеводородов с простыми и разветвленными цепями. Помимо этих основных составляющих, она содержит соединения серы и азота, органические кислоты, микроэлементы. Нефти могут также содержать нафтеновые кислоты и фенольные соединения, хлороформенные битумоиды, в составе которых имеются такие экологически особо опасные соединения, как полиароматические углеводороды. Приконтурные воды за счет высокой восстановительной способности углеводородов обогащаются органическими кислотами, бензолом, толуолом, фенолом и другими органическими веществами. В них также отмечаются заметные аномалии по содержанию серы, фосфора, тяжелых металлов. Загрязнение приконтурными водами способно сильно изменять химический состав подземных вод. 

Нефтяные компоненты при поступлении в поверхностные воды находятся в различных формах (масляная, растворенная, эмульгированная, адсорбированная). В начальный период 60-70 % поступившей нефти содержится в водной массе в растворенном, эмульгированном, адсорбированном состоянии. Обычно эмульгированных компонентов в 2 раза больше растворенных. Последние состоят на 80-90 % из ароматических углеводородов (бензол, толуол, этилбензол, ксилол и др.), обладающих высокой токсичностью в связи с повышенной способностью к растворению в воде .

Поступившая в поверхностные воды нефть вступает в общую цепь сложных и мало исследованных по длительности процессов (испарение, растворение, эмульгирование, окисление, образование агрегатов, седиментация, биодеградация). Эти процессы зависят как от состава и количества нефти в водной среде, так и от условий в водоемах (наличия в воде коллоидов, взвешенных частиц, планктона, температуры, солнечного освещения и т.д.). Известно, что во всех формах миграции происходит накопление устойчивых к биологическому разложению компонентов (смол, асфальтенов, парафинов и др.), причем максимум нефтепродуктов концентрируется в донных отложениях. При хроническом загрязнении водотоков углеводороды накапливаются в донных отложениях на участках с замедленным течением, где активно проходят процессы илонакопления. Размыв загрязненных донных отложений вызывает вторичное загрязнение вод и их перенос далее вниз по течению реки, что зависит от диаметра частиц и скоростей речного потока .

В стоячих водоемах, загрязнение донных отложений нефтью приурочено, как правило, к прибрежным, наиболее биологически продуктивным зонам. При крупных авариях, когда водоем полностью покрыт нефтью и не приняты оперативные меры по ее сбору, донные отложения покрываются слоем нефти и наблюдается полная деградация донных сообществ. К факторам, существенно сдерживающим скорость деградации нефти, относятся низкая прозрачность воды, сдерживающая фотоокисление (особенно в половодье), а также пониженная температура воды и дефицит кислорода, приводящий в зимний период к заморам. Установлено, что при отсутствии ультрафиолетового излучения скорость химической деструкции нефти снижается почти в 2 раза, а со снижением температуры на 10° – в 2-4 раза. Пониженная температура существенно снижает и биохимические процессы, связанные с деструкцией и трансформацией различных веществ. В анаэробных условиях или дефиците кислорода происходит не окисление, а сульфатредукция и метанообразование. При этом в воде накапливаются токсичные для гидробионтов вещества (меркаптаны, сероводород и др.). Наиболее экологически опасными являются хорошо растворимые, трудно окисляемые нефтяные углеводороды – водорастворимая фракция может содержать до 90 % токсичных ароматических соединений. В нижних горизонтах локализуется сверхмедленно окисляемая фракция, обогащенная полиароматическими углеводородами.

Важная роль в распределении нефтепродуктов в водотоках принадлежит физическим процессам сорбция нефти взвесью и ее осаждение. По мере удаления от источников загрязнения концентрация нефтепродуктов во взвеси снижается, что обусловлено испарением их летучих компонентов, а также биохимическим окислением. Опытами установлено, что 1 г взвеси и донных отложений сорбирует до 12-25 мг солярового масла. Однако, на взвеси чаще всего сорбируются липкие смолистые компоненты нефти. Не исключено, что промежуточные продукты распада органического детрита, захороненного в донных отложениях, могут определяться как нефтепродукты, хотя они не являются компонентами загрязнения. Полициклические ароматические углеводороды могут образовываться из захороненной биоты при участии микроорганизмов.

Влияние нефти, нефтепродуктов и их составляющих частей не ограничивается определенной территорией или одним видом живых организмов. При попадании в окружающую среду они оказывают действие  на биоразнообразие водоема и на всю экосистему в целом.