Реферат Проблема загрязнения мирового океана 2
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание
Введение 3
Глава I.Мировой Океан: современное состояние 5
1.1.Международно-правовой режим эксплуатации ресурсов
Мирового Океана 5
1.2.Экономические основы использования ресурсов
Мирового Океана 14
Глава II. Загрязнение Мирового Океана как глобальная проблема 18
2.1.Общая характеристика видов и источников загрязнения
Мирового Океана 18
2.2.Зоны загрязнения Мирового Океана 27
Глава III. Основные направления борьбы с загрязнением
Мирового Океана 34
3.1.Основные методы ликвидации загрязнения Мирового Океана 34
3.2.Организация научных исследований в области безотходных и
малоотходных технологий 37
3.3.Использование энергоресурсов Мирового Океана 43
Заключение 56
Список использованной литературы 59
Введение
Данная работа посвящена загрязнению Мирового Океана. Актуальность темы определена общей проблемой состояния гидросферы.
Гидросфера – водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане, содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. кв. км. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши – территории, занимающей 149 млн. кв. км. Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной
Не только пресные, но и соленые воды используются человеком, в частности для рыболовства.
Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения. Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.
Целью данной работы является общая характеристика загрязнения Мирового Океана, а задачи работы предполагаются в соответствии с этой целью следующие:
1. анализ правовых и экономических основ эксплуатации ресурсов Мирового Океана (так как только в связи с эксплуатацией его ресурсов или с размещением промышленности возможно загрязнение вод).
2. видовая и географическая характеристика загрязнения Мирового Океана.
3. предложения по предотвращению загрязнения Мирового Океана, в частности, исследования и разработки в области малоотходных технологий и возобновляемых ресурсов.
Работа состоит из трёх глав. Первая глава рассматривает основы эксплуатации ресурсов Мирового Океана и даёт общую характеристику обозначенных ресурсов.
Вторая глава посвящена собственно загрязнению Мирового Океана, причём эта проблема рассматривается в двух аспектах: виды и источники загрязнения и география загрязнения.
В третьей главе говорится о способах борьбы с загрязнением Мирового Океана, об исследованиях и разработках по данному вопросу, причём также в видовом и географическом аспектах.
Источники написания работы подразделяются на две группы – экологические и географические. Однако в большинстве случаев обе стороны темы работы в них присутствуют, это можно отметить у таких авторов Н.Ф. Громов и С. Г. Горшков («Человек и океан»), К.Я. Кондратьев («Ключевые проблемы глобальной экологии»), Д.Кормак («Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами»), В.Н. Степанов («Мировой Океан» и «Природа Мирового Океана»). Отдельные авторы рассматривают ещё правовой аспект вопроса о загрязнении гидросферы, в частности, К. Хакапаа («Загрязнение морской среды и международное право») Г.Ф.Калинкин («Режим морских пространств»).
Глава
I
.Мировой Океан: современное состояние
1.1.Международно-правовой режим эксплуатации ресурсов Мирового Океана
Из 510 млн. км2 площади земного шара на Мировой океан приходится 361 млн. км2, или почти 71%. . Если быстро раскрутить глобус, покажется, будто он одноцветный – голубой. А все потому, что этой краски на нем на нем на много больше, чем желтой, белой, коричневой, зеленой. Южное полушарие более океаническое (81%), чем северное (61%).
Единый Мировой океан подразделяется на 4 океана: самый большой океан - Тихий. Он занимает почти треть всей земной поверхности. Второй по величине океан - Атлантический. Он вполовину меньше Тихого океана. Индийский океан занимает третье место, а самый маленький океан – Северный Ледовитый. Океанов на свете всего четыре, а морей куда больше – тридцать. Но они все тот же Мировой океан. Потому что из любого из них можно по водным путям попасть в океан, а из океана – в какое хочешь море. Есть только два моря, которые со всех сторон отгорожены от океана сушей: Каспийское и Аральское.
Некоторые исследователи выделяют пятый – Южный океан. В него включают воды южного полушария Земли между Антарктидой и южными оконечностями материков Южной Америки, Африки и Австралии. Для этого региона вод мирового океана характерен перенос вод с запада на восток в системе течения Западных ветров.
Каждый из океанов обладает своеобразными температурным и ледовым режимами, соленостью, имеет самостоятельные системы ветров и течений, характерные приливы и отливы, специфический рельеф дна и определенные донные отложения, разные природные ресурсы и т. д. Океаническая вода – это слабый раствор, в котором обнаружены почти все химические вещества. В ней растворены газы, минеральные и органические вещества. Вода - одно из самых удивительных веществ на земле. Облака на небе, дождь, снег, реки, озера, родники – все это частицы океана, лишь временно покинувшие его.
Средняя глубина Мирового океана - около 4 тыс. м - это всего только 0,0007 радиуса земного шара. На долю океана, учитывая, что плотность его воды близка к 1, а плотность твердого тела Земли - около 5,5, приходится лишь малая часть массы нашей планеты. Но если обратиться к географической оболочке Земли - тонкому слою в несколько десятков километров, то большую ее часть составит именно Мировой океан. Поэтому для географии он важнейший объект исследования.
Формирование принципа свободы открытого моря относят к XV—XVIII вв., когда развернулась острая борьба крупных феодальных, государств - Испании и Португалии, разделивших моря между собой, со странами, в которых уже развивался капиталистический способ производства - Англией, Францией, а затем Голландией. В этот период были, предприняты попытки обоснования идеи свободы открытого моря. На рубеже XVI и XVII вв. русские дипломаты писали правительству Англии: «Божию дорогу, океан-море, как можно перенять, унять или затворить?» В XVII в. Г. Гроций по заданию Объединенной голландской Ост-Индской компании, крайне заинтересованной в беспрепятственной морской торговле, дал развернутую аргументацию идее свободы морей. В труде «Mare liberum» голландский ученый стремился обосновать свободу морей потребностями реализации свободы торговли. На связь принципа свободы открытого моря и международной торговли указывали многие буржуазные юристы (Л.Б. Отфейль, Л. Оппенгейм, Ф. Ф. Мартенс и др.), но им не удалось вскрыть истинные социально-экономические причины возникновения нового принципа взаимоотношений между государствами. Лишь марксистско-ленинская наука убедительно доказала, что рост производительных сил в различных странах и, как результат этого процесса, — международное разделение труда и выход на новые рынки сбыта предопределили развитие всемирных экономических связей государств, осуществление которых было немыслимо без свободы открытого моря. Потребности развития всемирных экономических связей — объективная причина все более широкого признания принципа свободы открытого моря. Развитию капиталистических отношений и образованию всемирного рынка в значительной степени содействовали великие географические открытия. Окончательное утверждение свободы открытого моря в качестве обычной нормы международного права относится ко второй половине XVIII в.
Свобода открытого моря не может быть абсолютной, т. е. предполагающей неограниченные действия государств в морском пространстве. Г. Гроций писал, что открытое море не может быть предметом завладения со стороны государств, частных лиц; одни государства не должны препятствовать его использованию другими. Содержание принципа свободы открытого моря постепенно расширялось и обогащалось. Первоначально его элементами, имеющими самостоятельное значение (как менее обобщенные принципы), считались свободы судоходства и рыболовства[1].
Свобода судоходства означает, что каждое государство, независимо от того, является ли оно прибрежным или внутриконтинентальным, имеет право на то, чтобы суда под его флагом плавали в открытом море. Эта свобода всегда распространялась как на торговое, так и на военное мореплавание.
Свобода рыболовства — это право всех государств на то, чтобы их юридические и физические лица занимались рыболовством в открытом море. В связи с усовершенствованием орудий лова в содержание данного принципа постепенно вошла обязанность государств искать пути к сотрудничеству по охране живых ресурсов открытого моря. В последней трети XIX в. сформировался новый элемент свободы открытого моря — свобода прокладки подводных кабелей и трубопроводов. В первой четверти XX в. в международном воздушном праве утвердился принцип полного и исключительного суверенитета государства на воздушное пространство над его территорией и одновременно с этим принцип свободы полетов летательных аппаратов (как гражданских, так и военных) над открытым морем.
К концу XIX — началу XX в. относится становление принципа свободы научных исследований в открытом море. Его соблюдение создает реальные возможности для сотрудничества государств при использовании Мирового океана в различных целях в интересах каждого из них и всего международного сообщества в целом.
В дооктябрьский период принцип свободы открытого моря не исключал «свободы» превращать это пространство в арену военных действий. В современных условиях он применяется в тесной взаимосвязи с основными принципами и нормами общего международного права, включая запрещение применения силы или угрозы силой.
Принцип свободы открытого моря формировался и утверждался практикой государств. В его научную разработку большой вклад внесли юристы-международники, в том числе работающие в международных неправительственных организациях. Попытку дать определение содержания свободы открытого моря в плане неофициальной кодификации предприняли, в частности, Институт международного права в своей декларации, принятой в
В данный перечень включены две свободы, не фигурировавшие в Женевской конвенции об открытом море: свобода научных исследований и свобода возводить, искусственные острова и установки. Это объясняется бурным развитием науки и техники, обеспечившим новые возможности для использования открытого моря. Указание на право создавать установки, лишь допускаемые международным правом, лишний раз подчеркивает, что осуществление государствами этой свободы не может приводить, к нарушению основных принципов международного права, в частности, принципа запрещения применения силы или угрозы силой. На искусственных островах и установках не может размещаться ядерное оружие и другое оружие массового уничтожения. При использовании этой свободы, как и других свобод открытого моря, следует исходить из совмещения различных видов деятельности государств в открытом море. Поэтому недопустимо создание искусственных островов и установок на морских путях, имеющих, например, важное значение для международного судоходства.
Свобода научных исследований в числе других принципов, составляющих свободу открытого моря, впервые указана в универсальной международной Конвенции.
Свободы судоходства, полетов и прокладки подводных кабелей и трубопроводов, действуют и в создаваемых в соответствии с Конвенцией
Необходимо учитывать и то, что согласно п. 1 ст. 87 Конвенции
В ст. 87 Конвенции ООН по морскому праву
Таким образом, все государства, осуществляющие свободу рыболовства, одновременно придают важное значение сохранению живых ресурсов открытого моря.
В новой Конвенции ООН по морскому праву, как и в Женевской конвенции об открытом море, подтверждается, что все государства осуществляют рассмотренные свободы, должным образом учитывая заинтересованность других государств в пользовании свободой открытого моря (п. 2 с. 87). Это означает, что ни одно государство, пользуясь какой-либо свободой открытого моря; не должно препятствовать осуществлению этой же или какой-либо другой свободы всеми другими государствами.
Свобода открытого моря — универсальный принцип международного права, рассчитанный на применение всеми государствами, независимо от их социально-экономических систем, величины, экономического развития или географического положения.
Кроме того, это императивный принцип, ибо государства не вправе заключать между собой соглашения, нарушающие принцип свободы открытого моря. Такие соглашения недействительны. Императивный характер свободы открытого моря определяется огромным значением исследования и использования Мирового океана, развития всемирных экономических связей государств и их сотрудничества в самых различных областях. В советской литературе отмечается, что «исходной причиной возникновения императивных норм международного права являются растущая интернационализация различных аспектов жизни общества, прежде всего хозяйственной жизни, повышение роли глобальных международных проблем».В императивности свободы открытого моря находят выражение применительно к морской деятельности государств такие основные принципы общего международного права, как суверенное равенство и равноправие государств, невмешательство одного государства в дела другого.
В современных условиях принцип свободы открытого моря действует как обычная императивная норма общего международного права, обязательная для всех государств независимо от их участия в Конвенции
Во время работы III Конференции ООН по морскому праву сформировалось как обычная норма международного права модифицированное правило о содержании свободы открытого моря. Удалось установить и равновесие между правами прибрежного государства и правами других государств в экономической зоне, т. е. достигнуть компромисса в вопросе о ее правовом статусе и правовом режиме. Вплоть до завершения работы Конференции и подписания Конвенции эти положения, по существу, не подвергались изменению, что свидетельствует о единообразном подходе к ним всех участников Конференции.
Становление и утверждение указанных норм происходило, таким образом, в результате повторяющихся действий государств, и они были приняты на Конференции на основе консенсуса, позволяющего в максимальной степени учесть и сбалансировать интересы всех государств и добиться высокой степени согласования их воль о признании этих норм юридически обязательными. Этому способствовала законодательная практика государств, которые в своих законах об экономической зоне воспроизводят основные конвенционные нормы. Включение таких положений в законодательные акты многих государств не вызывает протестов со стороны других стран. И наоборот, всякие отступления от них встречают возражения других государств. Следовательно, правомерность этих актов в настоящее время оценивается исходя из содержания норм, сформулированных в Конвенции и признаваемых обязательными для всех государств в качестве международно-правовых обычаев. Значение новой Конвенции в том, что она четко определила содержание новых обычно-правовых норм и уточнила содержание действующих правил, относящихся к деятельности государств по исследованию и использованию Мирового океана в различных целях[4].
Наконец, свобода открытого моря — основной принцип международного морского права. С момента оформления в качестве обычной нормы международного права принцип свободы открытого моря оказывал влияние на становление и утверждение иных принципов и норм, ставших в дальнейшем основой международного морского права как отрасли общего международного права. К ним относятся: суверенитет прибрежного государства над территориальными водами, включая право мирного прохода через них иностранных судов; свобода прохода всех судов через международные проливы, соединяющие две части открытого моря; архипелажный проход по морским коридорам и пролет по воздушным коридорам, установленным государством-архипелагом в своих архипелажных водах, и др.
1.2.Экономические основы использования ресурсов Мирового Океана
В наше время, «эпоху глобальных проблем», Мировой океан играет всё большую роль в жизни человечества. Являясь огромной кладовой минеральных, энергетических, растительных и животных богатств, которые - при рациональном их потреблении и искусственном воспроизводстве - могут считаться практически неисчерпаемыми, Океан способен решить одни из самых остро стоящих задач: необходимость обеспечения быстро растущего населения продуктами питания и сырьём для развивающейся промышленности, опасность энергетического кризиса, недостаток пресной воды.
Основной ресурс Мирового океана - морская вода. Она содержит 75 химических элементов, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний. И хотя основной продукт морской воды всё ещё поваренная соль - 33 % от мировой добычи, но уже добываются магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро, запасы которых неуклонно истощаются, когда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн. В связи с развитием ядерной энергетики существуют неплохие перспективы для добычи урана и дейтерия из вод Мирового океана, тем более что запасы урановых руд на земле уменьшаются, а в Океане его 10 миллиардов тонн, дейтерий вообще практически неисчерпаем - на каждые 5000 атомов обычного водорода приходится один атом тяжелого. Помимо выделения химических элементов морская вода может быть использована для получения необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много промышленных методов опреснения: применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение. Но опреснение не единственная возможность получения пригодной для питья воды. Существуют донные источники, которые всё чаще обнаруживаются на континентальном шельфе, то есть в областях материковой отмели, прилегающей к берегам суши и имеющее одинаковое с ней геологическое строение.[5]
Минеральные ресурсы Мирового океана представлены не только морской водой, но и тем, что «под водой». Недра океана, его дно богаты залежами полезных ископаемых. На континентальном шельфе находятся прибрежные россыпные месторождения - золото, платина; встречаются и драгоценные камни - рубины, алмазы, сапфиры, изумруды. Например, вблизи Намибии идут подводные разработки алмазного гравия уже с 1962 года. На шельфе и частично материковом склоне Океана расположены большие месторождения фосфоритов, которые можно использовать в качестве удобрений, причём запасов хватит на ближайшие несколько сот лет. Самый же интересный вид минерального сырья Мирового океана - это знаменитые железомарганцевые конкреции, которыми покрыты громадные по площади подводные равнины. Конкреции представляют собой своеобразный «коктейль» из металлов: туда входят медь, кобальт, никель, титан, ванадий, но, конечно же, больше всего железа и марганца. Места их расположения общеизвестны, но результаты промышленной разработки пока ещё очень скромны. Зато полным ходом идёт разведка и добыча океанской нефти и газа на прибрежном шельфе, доля морской добычи приближается к 1/3 мировой добычи этих энергоносителей. В особо крупных размерах идёт разработка месторождений в Персидском, Венесуэльском, Мексиканском заливе, в Северном море; нефтяные платформы протянулись у берегов Калифорнии, Индонезии, в Средиземном и Каспийском морях. Мексиканский залив к тому же знаменит открытым во время разведки нефти месторождением серы, которая вытапливается со дна с помощью перегретой воды. Другой, пока ещё нетронутой кладовой океана являются глубинные расщелины, где образуется новое дно. Так, например, горячие (более 60 градусов) и тяжелые рассолы Красноморской впадины содержат огромные запасы серебра, олова, меди, железа и других металлов. Всё более и более важное значение принимает добыча материалов на мелководье. Вокруг Японии, к примеру, отсасывают по трубам подводные железосодержащие пески, страна добывает из морских шахт около 20 % угля - над залежами породы сооружают искусственный остров и бурят ствол, вскрывающий угольные пласты.
Многие природные процессы, происходящие в Мировом океане, - движение, температурный режим вод - являются неистощимыми энергетическими ресурсами. Например, суммарная мощность приливной энергии Океана оценивается от 1 до 6 миллиардов кВт·ч. Это свойство приливов и отливов использовалось во Франции в средние века: в XII веке строились мельницы, колёса которых приводились в движение приливной волной. В наши дни во Франции существуют современные электростанции, использующие тот же принцип работы: вращение турбин при приливе происходит в одну сторону, а при отливе - в другую.
Главное богатство Мирового океана - это его биологические ресурсы (рыба, зоо- и фитопланктон и другие). Биомасса Океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а её общий объём оценивается в 35 миллиардов тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 миллиардов человек. Вылавливая ежегодно 85-90 миллионов тонн рыбы, на неё приходится 85 % от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20% своих потребностей в белках животного происхождения. Живой мир Океана - это огромные пищевые ресурсы, которые могут быть неистощимыми при правильном и бережном их использовании. Максимальный вылов рыбы не должен превышать 150-180 миллионов тонн в год: превзойти этот предел очень опасно, так как произойдут невосполнимые потери. Многие сорта рыб, китов, ластоногих вследствие неумеренной охоты почти исчезли из океанских вод, и неизвестно, восстановится ли когда-нибудь их поголовье. Но население Земли растёт бурными темпами, всё больше нуждаясь в морской продукции. Существует несколько путей поднятия её продуктивности. Первый - изымать из океана не только рыбу, но и зоопланктон, часть которого - антарктический криль - уже пошла в пищу. Можно без всякого ущерба для Океана вылавливать его в гораздо больших количествах, чем вся добываемая в настоящее время рыба. Второй путь - использование биологических ресурсов открытого Океана. Биологическая продуктивность Океана особенно велика в области подъёма глубинных вод. Один из таких апвеллингов, расположенный у побережья Перу, даёт 15 % мировой добычи рыбы, хотя площадь его составляет не более двух сотых процента от всей поверхности Мирового океана. Наконец, третий путь - культурное разведение живых организмов, в основном в прибрежных зонах. Все эти три способа успешно опробованы во многих странах мира, но локально, поэтому продолжается губительный по своим объёмам вылов рыбы. В конце ХХ века наиболее продуктивными акваториями считаются Норвежское, Берингово, Охотское, Японское моря.[6]
Океан, будучи кладовой разнообразнейших ресурсов, также является бесплатной и удобной дорогой, которая связывает удаленные друг от друга континенты и острова. Морской транспорт обеспечивает почти 80% перевозок между странами, служа развивающемуся мировому производству и обмену.
Мировой океан может служить переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. В течение 3000 лет в результате круговорота воды в природе вся вода Мирового океана обновляется.
Глава
II
. Загрязнение Мирового Океана как глобальная проблема
2.1.Общая характеристика видов и источников загрязнения Мирового Океана
Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Главными его источниками служат:
а) сточные воды промышленных предприятий;
б) сточные воды коммунального хозяйства городов и др. населенных пунктов;
в) стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и др. сельскохозяйственных объектов;
г) атмосферные выпадения загрязнителей на поверхность водоёмов и водосборных бассейнов. Кроме этого неорганизованный сток воды осадков («ливневые стоки», талые воды) загрязняет водоёмы существенной частью техногенных терраполлютантов
Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на планете.
Общий объем промышленных, сельскохозяйственных и коммунально - бытовых стоков достигает 1300 км3 воды (по некоторым оценкам, до 1800 км3), для разбавления которых требуется примерно 8,5 тыс. км воды, т.е. 20% полного и 60% устойчивого стока рек мира.
Причем по отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних глобальных значений.
Общая масса загрязнителей гидросферы огромна - около 15 млрд.т в год[7].
Основным загрязнителем морей, значение которого быстро возрастает, является нефть. Этот вид загрязнителя попадает в море разными путями: при спуске воды после промывки цистерн из-под нефти, при аварии судов, в особенности нефтевозов, при бурении морского дна и авариях на морских нефтепромыслах и т.д.
Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно - коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:
1.Парафины (алкены);
2.Циклопарафины;
3.Ароматические углеводороды;
4.Олефины.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Наиболее угрожают чистоте водоемов нефтяные масла. Эти очень стойкие загрязняющие вещества могут распространяться на расстояние более
Толщина пленки измеряется от долей микрона до
У берегов Англии и Франции в результате гибели танкера «Торри Каньон» (1968) в океан было выброшено 119 тыс. т нефти. Нефтяная пленка толщиной
Но вместе с нефтепродуктами в океан буквально вываливаются сотни и тысячи тонн ртути, меди, свинца, соединений, входящих в состав применяемых в сельскохозяйственной практике химических веществ и просто бытовых отходов. В некоторых странах под давлением общественности приняты законы, запрещающие выброс неочищенных стоков во внутренние водоемы - реки, озера и т.д. Чтобы не нести «лишних расходов» расходов на устройство необходимых сооружений, монополии нашли удобный для себя выход. Они сооружают отводные каналы, несущие сточные воды прямо... к морю, не щадят при этом и курортов: в Ницце был прорыт канал длиной
На огромных песчаных пляжах северного побережья Средиземного моря безлюдно стало даже в разгар курортного сезона: щиты предупреждают о том, что вода опасна для купания.
Сброс отходов привел к массовой гибели обитателей океана. Знаменитый исследователь подводных глубин Жак Ив Кусто, возвратившийся в 1970 году после длительного плавания на судне «Каллипсо» по трем океанам, в статье «Океан на пути к смерти» писал, что за 20 лет жизнь сократилась на 20 %, а за 50 лет навсегда исчезло не менее тысячи видов морских животных.
Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности[9].
Черная металлургия. Объем сбрасываемых сточных вод составляет 11934 млн. м, сброс загрязненных сточных вод достиг 850 млн. м.
Цветная металлургия. Объем сброса загрязненных сточных вод превысил 537,6 млн. м. Сточные воды загрязнены минеральными веществами, солями тяжелых металлов(медь, свинец, цинк, никель, ртуть и др.) , мышьяком, хлоридами и др.
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Главный источник образования сточных вод в отрасли - производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки.
Нефтеперерабатывающая промышленность. В поверхностные водоемы предприятиями отрасли было сброшено 543,9 млн м сточных вод. В результате в водоемы попали в значительном количестве нефтепродукты, сульфаты, хлориды, соединения азота, фенолы, соли тяжелых металлов и др.
Химическая и нефтехимическая промышленность. В природные водные объекты сброшено 2467,9 млн. м? сточных вод, вместе с которыми в водоемы попали нефтепродукты, взвешенные вещества, азот общий, азот аммонийный, нитраты, хлориды, сульфаты, фосфор общий, цианиды, кадмий, кобальт, медь, марганец, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, спирты, бензол, формальдегид, фенолы, поверхностно-активные вещества, карбамиды, пестициды, полуфабрикаты.
Машиностроение. Сброс сточных вод травильных и гальванических цехов предприятий машиностроения, например, в 1993 году составил 2,03 млрд. м, в первую очередь нефтепродуктами, сульфатами, хлоридами, взвешенными веществами, цианидами, соединениями азота, солями железа, меди, цинка, никеля, хрома, молибдена, фосфора, кадмия.
Легкая промышленность. Основное загрязнение водоемов происходит от текстильного производства и процессов дубления кож. В сточных водах текстильной промышленности наличествуют взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения фосфора и азота, нитраты, синтетические поверхностно-активные вещества, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, фтор. Кожевенного производства - соединения азота, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества, жиры и масла, хром, алюминий, сероводород, метанол, фенальдегид.[10]
Тепловое загрязнение водных ресурсов. 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 обусловливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 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.[11]
Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества. Опасность, непосредственно угрожающая здоровью человека, связана также со способностью некоторых ядовитых веществ в течение длительного времени сохранять активность. Ряд из них, как ДДТ, ртуть, не говоря уж о радиоактивных веществах, могут накапливаться в морских организмах и по питательной цепочке передаваться на большие расстояния. ДДТ и его производные, полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику. Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т.е. веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих «потребителей» и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем, они остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность. Известно, что заметные дозы концентрации ДДТ были обнаружены сравнительно недавно в организмах пингвинов. Пингвины, к счастью не входят в пищевой рацион человека, но накопившийся в рыбе, съедобных моллюсках и в водорослях тот же ДДТ или свинец, попадая в человеческий организм, может привести к очень серьезным, порой трагическим, последствиям. Случаи отравления препаратами ртути, введенными с пищей, встречаются во многих западных странах. Но, пожалуй, наиболее известна болезнь «Минимата», названная так по имени города в Японии, где она была зарегистрирована в 1953 году.
Симптомы этой неизлечимой болезни - расстройство речи, зрения, паралич. Вспышка ее отмечалась в середине 60-х годов совсем в другом районе Страны восходящего солнца. Причина одна и та же: химические компании сбрасывали содержащие ртуть соединения в прибрежные воды, там они поражали животных, употребляемых местным населением в пищу. Достигнув определенного уровня концентрации в организме человека, эти вещества и вызывали заболевание. Итог - несколько сот прикованных к больничной койке людей и почти 70 погибших.
Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан.
С окончанием первой мировой войны перед соответствующими органами государств Атланты возник вопрос, что делать с запасами трофейного германского химического оружия. Было решено утопить его в море. В конце второй мировой войны, видимо, вспомнив об этом. Ряд капиталистических стран выбросили у побережья Германии и Дании более 20 тыс. т отравляющих веществ. В 1970 году поверхность воды там, куда были сброшены боевые отравляющие вещества, покрылась странными пятнами. К счастью, дело обошлось без серьезных последствий.[12]
Большую опасность представляет загрязнение Мирового океана радиоактивными веществами. Опыт показал, что в результате произведенного США в Тихом океане взрыва водородной бомбы (1954) район в 25600 кв. км. обладал смертоносным излучением. За полгода площадь заражения достигла 2, 5 млн. кв. км., этому способствовало течение.
Заражению радиоактивными веществами подвержены растения и животные. В их организмах происходит биологическая концентрация этих веществ, передаваемых друг другу через цепи питания. Зараженные мелкие организмы поедаются более крупными, в результате чего у последних образуются опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность воды, а некоторых рыб, представляющих собой одно из высших звеньев в цепи питания, даже в 50 тысяч раз.
Животные сохраняют зараженнный в 1963 году Московский договор о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой прекратил прогрессировавшее радиоактивное массовое загрязнение Мирового океана.
Однако источники этого загрязнения сохранились в виде заводов по очистке урановой руды и переработке ядерного горючего, атомных электростанций, реакторов.
Куда опасней предпринимавшиеся некоторыми государствами попытки аналогичного «решения» проблемы удаления радиоактивных отходов.
В отличие от сравнительно малостойких отравляющих веществ периода двух мировых войн, радиоактивность, например, стронция-89 и стронция-90 сохраняется в любой среде десятки лет. Какими бы прочными ни были емкости, в которых захоронены отходы, всегда существует опасность их разгерметизации в результате активного воздействия внешних химических агентов, громадного давления в морских глубинах, ударов о твердые предметы в шторм - да мало ли какие причины возможны? Не так давно во время шторма у берегов Венесуэлы, были найдены контейнеры с радиоактивными изотопами. В этом же районе одновременно появилось много мертвого тунца. Расследование показало. Что именно данный район был избран американскими кораблями для сброса радиоактивных веществ. Подобное имело место с захоронениями в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены, планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи. С целью предупреждения опасности как радиоактивного, так и иных видов загрязнения океана в Лондонской конвенции 1972 года, Международной конвенции 1973 года и других международно-правовых актах предусмотрены определенные санкции за ущерб от загрязнения. Но это - в случае обнаружения и загрязнения, и виновника. А пока, с точки зрения предпринимателя, океан - самое надежное и самое дешевое место для свалки. Необходимы дополнительные научные исследования и разработка способов нейтрализации радиоактивных загрязнений в водоемах[13].
Минеральное, органическое, бактериальное и биологическое загрязнения. Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и др.
Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Загрязнения вызываются остатками растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла и др.
Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы:
1.инсектициды для борьбы с вредными насекомыми;
2.фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений;
3.гербициды против сорных растений.
Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.
Водоросли. В составе хозяйственно-бытовых сточных вод содержится большое количество биогенных элементов (в том числе азота и фосфора), которые способствуют массовому развитию водорослей и эфтрофикации водоемов.
Водоросли окрашивают воду в различные цвета, и поэтому сам процесс получил название «цветение водоемов». Представители сине-зеленых водорослей окрашивают воду в голубовато-зеленый цвет, иногда в красноватый, образуют на поверхности почти черную корку. Диатановые водоросли придают воде желтовато-коричневый цвет, хризофитовые - золотисто-желтый, хлорококковые - зеленый. Под влиянием водорослей вода приобретает неприятный запах, изменяет ее вкус. При их отмирании в водоеме развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей потребляют кислород, вследствие чего в водоеме создается его дефицит. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. Отмирающие водоросли в процессе разложения выделяют также фенол, индол, скатол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригодной для питья и даже для купания[14].
2.2.Зоны загрязнения Мирового Океана
Как уже было отмечено выше, основной источник загрязнения Мирового Океана – нефть, поэтому основные зоны загрязнения – нефтедобывающие районы.
Ежегодно в Мировой океан попадает более 10 млн. т нефти и до 20% его площади уже покрыты нефтяной пленкой. В первую очередь это связано с тем, что добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса. К концу 90-х гг. в океане добыто 850 млн. т нефти (почти 30% мировой добычи). В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до
Загрязнение гидросферы водным транспортом происходит по двум каналам. Во-первых, суда загрязняют ее отходами, получаемыми в результате эксплуатационной деятельности, и, во-вторых, выбросами в случае аварий токсичных грузов, большей частью нефти и нефтепродуктов. Энергетические установки судов (в основном дизельные двигатели) постоянно загрязняют атмосферу, откуда токсичные вещества частично или почти полностью попадают в воды рек, морей и океанов.
Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями водного бассейна. На танкерах, перевозящих нефть и ее производные, перед каждой очередной загрузкой, как правило, промываются емкости (танки) для удаления остатков ранее перевезенного груза. Промывочная вода, а с ней и остатки груза обычно сбрасываются за борт. Кроме того, после доставки нефтегрузов в порты назначения танкеры чаще всего направляются к пункту новой погрузки порожними. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности плавания танки судна наполняются балластной водой. Эта вода загрязняется нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти и нефтепродуктов выливается в море. Из общего грузооборота мирового морского флота в настоящее время 49% падает на нефть и ее производные. Ежегодно около 6000 танкеров международных флотилий транспортируют 3 млрд. т нефти. По мере роста перевозок нефтегрузов все большее количество нефти стало попадать в океан при авариях.
Огромный ущерб океану нанесло крушение американского супертанкера «Торри Каньон» у юго-западного побережья Англии в марте 1967 года: 120 тысяч т нефти вылилось на воду и было подожжено зажигательными бомбами с самолетов. Нефть горела несколько дней. Были загрязнены пляжи и побережья Англии и Франции.
За десятилетие после катастрофы танкера «Торри Канон» в морях и океанах погибло более 750 крупных танкеров. Большинство этих крушений сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов в море. В 1978 году у французских берегов снова произошла катастрофа, еще более значительная по последствиям, чем в 1967 году. Здесь в шторм разбился американский супертанкер «Амоно Кодис». Из судна вылилось более 220 тыс т нефти, покрыв площадь 3,5 тыс. кв. км. Был нанесен огромный ущерб рыболовству, рыбоводству, устричным «плантациям», всем морским обитателям этого района. На протяжении
В 1989 году авария танкера «Валдиз» вблизи побережья Аляски стала крупнейшей экологической катастрофой подобного рода в истории США. Огромный, с полкилометра длиной, танкер сел на мель примерно в
Для предотвращения подобных катастроф разрабатываются двухкорпусные танкеры. При аварии, если будет поврежден один корпус, второй предотвратит попадание нефти в море.
Происходит загрязнение океана и другими видами отходов промышленности. Во все моря мира сброшено примерно 20 млрд. т мусора (1988 год). Подсчитано, что на 1 кв. км океана приходится в среднем 17 т отбросов. Зафиксировано, что за один день в Северное море было сброшено 98 тыс. т отбросов (1987 год).
Известный путешественник Тур Хейердал рассказывал, что когда он и его друзья плыли на плоту «Кон-Тики» в 1954 году, они не уставали любоваться чистотой океана, а во время плавания на папирусном судне «Ра-2» в 1969 году он и его спутники, «проснувшись утром, увидели океан настолько загрязненным, что некуда было окунуть зубную щетку…… Из голубого Атлантический океан стал серо-зеленым и мутным, и повсюду плавали комки мазута величиной от булавочной головки до ломтя хлеба. В этой каше болтались пластиковые бутылки, будто мы попали в грязную гавань. Ничего подобного я не видел, когда сто одни сутки сидел в океане на бревнах «Кон-Тики». Мы воочию убедились, что люди отравляют важнейший источник жизни, могучий фильтр земного шара – Мировой океан».
До 2 млн. морских птиц и 100 тыс. морских животных, в том числе до 30 тыс. тюленей, ежегодно погибают, проглотив какие-либо пластмассовые изделия или запутавшись в обрывках сетей и тросов[15].
ФРГ, Бельгия, Голландия, Англия сбрасывали в Северное море ядовитые кислоты, в основном 18-20%-ную серную кислоту, тяжелые металлы с грунтом и осадками сточных вод, содержащими мышьяк и ртуть, а также углеводороды, в том числе ядовитый диоксин. К тяжелым металлам относится ряд элементов, широко применяемых в промышленности: цинк, свинец, хром, медь, никель, кобальт, молибден и др. При попадании в организм большинство металлов очень трудно выводятся, имеют свойство постоянно накапливаться в тканях разных органов, и при превышении определенной пороговой концентрации наступает резкое отравление организма.
Три реки, впадающие в Северное море, Рейн, Маас и Эльба, ежегодно приносили 28 млн. т цинка, почти 11000 т свинца, 5600 т меди, а также 950 т мышьяка, кадмий, ртуть и 150 тыс. т нефти, 100 тыс. т фосфатов и даже радиоактивные отходы в разных количествах (данные на 1996 год). С судов ежегодно сбрасывалось 145 млн. т обычного мусора. Англия сбрасывала 5 млн. т канализационных стоков в год.
В результате добычи нефти из трубопроводов, связывающих нефтяные платформы с материком, каждый год в море вытекало около 30000 т нефтепродуктов. Последствия этого загрязнения нетрудно видеть. Целый ряд видов, которые некогда обитали в Северном море, в том числе лосось, осетр, устрицы, скаты и пикша, просто-напросто исчезли. Гибнут тюлени, другие обитатели этого моря нередко страдают от инфекционных заболеваний кожи, имеют деформированный скелет и злокачественные опухоли. Гибнет птица, питающаяся рыбой или отравившаяся морской водой. Наблюдалось цветение ядовитых водорослей, которое привело к уменьшению рыбных запасов (1988 год).
В Балтийском море в течение 1989 года погибли 17 тыс. тюленей. Проведенные исследования показали, что ткани погибших животных буквально пропитаны ртутью, которая попадала в их организм из воды. Биологи считают, что загрязнение воды привело к резкому ослаблению иммунной системы обитателей моря и их гибели от вирусных заболеваний.
Крупные разливы нефтепродуктов (тысячи тонн) происходят в Восточной Балтике один раз в 3-5 лет, мелкие (десятки тонн) – ежемесячно. Крупный разлив поражает экосистемы на акватории в несколько тысяч гектаров, мелкий – в несколько десятков гектаров. Балтийскому морю, проливу Скагеррак, Ирландскому морю угрожают выбросы иприта – химического отравляющего вещества, созданного Германией в годы Второй мировой войны и затопленного Германией, Великобританией и СССР в 40-е годы. Свои химические боеприпасы СССР топил в северных морях и на Дальнем Востоке, Великобритания – в Ирландском море.
В 1983 году вошла в силу международная Конвенция по предотвращению загрязнения морской среды. В 1984 году государства Балтийского бассейна подписали в Хельсинки Конвенцию по защите морской среды Балтийского моря. Это было первое международное соглашение на региональном уровне. В результате проведенной работы содержание нефтепродуктов в открытых водах Балтийского моря снизилось в 20 раз по сравнению с
В 1992 году министрами 12 государств и представителем Европейского Сообщества была подписана новая Конвенция по охране среды бассейна Балтийского моря.
Происходит загрязнение Адриатического и Средиземного морей. Только через реку По в Адриатическое море с предприятий промышленности и сельскохозяйственных ферм ежегодно попадает 30 тыс. т фосфора, 80 тыс. т азота, 60 тыс. т углеводорода, тысячи тонн свинца и хрома, 3 тыс. т цинка, 250 т мышьяка.
Средиземному морю грозит участь превратиться в мусорную свалку, сточную яму трех континентов. Ежегодно в море попадает 60 тыс. т моющих веществ, 24 тыс. т хрома, тысячи тонн нитратов, применяемых в сельском хозяйстве. К тому же 85% вод, сбрасываемых из 120 крупных приморских городов, не очищаются (1989 год), а самоочищение (полное обновление вод) Средиземного моря осуществляется через Гибралтарский пролив за 80 лет.
Из-за загрязнений Аральское море с 1984 года полностью потеряло рыбохозяйственное значение. Его уникальная экосистема погибла.
Владельцы химического комбината «Тиссо» в городке Минамата на острове Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, и с 50-х годов 1200 человек умерли, а 100000 получили отравление различной тяжести, в том числе психопаралитические заболевания.
Серьезную экологическую угрозу для жизни в Мировом океане и, следовательно, для человека представляет захоронение на морском дне радиоактивных отходов (РАО) и сброс в море жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Западные страны (США, Великобритания, Франция, Германия, Италия и др.) и СССР с 1946 года начали активно использовать океанские глубины для того, чтобы избавляться от РАО.
В 1959 году ВМС США затопили в
Наиболее тяжелая обстановка сложилась в Баренцевом и Карском морях вокруг ядерного полигона на Новой Земле. Там помимо бесчисленного количества контейнеров затоплено 17 реакторов, в том числе с ядерным топливом, несколько аварийных атомных подводных лодок, а также центральный отсек атомохода «Ленин» с тремя аварийными реакторами. Тихоокеанский флот СССР захоранивал ядерные отходы (в том числе 18 реакторов) в Японском и Охотском морях, в 10 местах недалеко от берегов Сахалина и Владивостока.
США и Япония сбрасывали отходы деятельности АЭС в Японское, Охотское море и Северный ледовитый океан.
Жидкие радиоактивные отходы СССР сливал в дальневосточных морях с 1966 года по 1991 год (в основном вблизи юго-восточной части Камчатки и в Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в воду 10 тыс. куб. м жидких радиоактивных отходов.
В 1972 году была подписана Лондонская конвенция, запрещающая сброс на дно морей и океанов радиоактивных и ядовитых химических отходов. К той конвенции присоединилась и наша страна. Военные корабли, в соответствии с международным правом, в разрешении на сброс не нуждаются. В 1993 году запрещен сброс ЖРО в море.
В 1982 году 3-я Конференция ООН по морскому праву приняла конвенцию по мирному использованию Мирового океана в интересах всех стран и народов, которая содержит около тысячи международно-правовых норм, регламентирующих все основные вопросы использования ресурсов океана[16].
Глава
III
. Основные направления борьбы с загрязнением Мирового Океана
3.1.Основные методы ликвидации загрязнения 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; результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно.
· поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса,
· препарат “ДН-
· 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[17].
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; ппредусмотрены 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.
Рассмотрим способы борьбы с загрязнением Мирового океана в развитых странах.
США. Существует предложение использовать сточные воды как питательную среду для водоросли хлореллы, используемой в корм скоту. В процессе роста хлорелла выделяет бактерицидные веществ, изменяющие кислотность стоков таким образом, что в воде гибнут болезнетворные бактерии и вирусы, т.е. стоки обеззараживаются.
Франция: создание 6 территориальных комитетов, которые контролируют охрану и использование вод; строительство очистных сооружений для сбора загрязненных вод танкеров, группы самолетов и вертолетов следят за тем, чтобы ни один танкер не слил балластные воды или остатки нефтепродуктов на подходах к портам, использование технологии сухого формования бумаги, При такой технологии потребность в воде вообще отпадает, и отсутствуют ядовитые стоки.
Швеция: определенной группой изотопов помечают танки каждого судна. Затем, с помощью специального прибора по пятну безошибочно определяют судно-нарушитель.
Великобритания: создан Совет по водным ресурсам, который наделен большими полномочиями, вплоть до привлечения к судебной ответственности лиц, допускающих сброс в водоемы загрязняющих веществ.
Япония: создана служба наблюдения за загрязнением моря. Специальные катера регулярно патрулируют Токийский залив и прибрежные воды, созданы буи-роботы, выявляют степень и состав загрязнения, а также его причины.
Разработаны и 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[18].
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.
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.[19]
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.
3.2.Организация научных исследований в области безотходных и малоотходных технологий
Экологизация экономики не является абсолютно новой проблемой. Практическое воплощение принципов экологичности тесно связано познанием естественных процессов и достигнутым техническим уровнем производств. Новизна проявляется в эквивалентности обмена между природой и человеком на основе оптимальных организационно-технических решений по созданию, например, искусственных экосистем, по использованию предоставляемых природой материальных и технических ресурсов.
В процессе экологизации экономики специалисты выделяют некоторые особенности. Например, чтобы сократить до минимума ущерб, наносимый окружающей среде, в отдельном регионе нужно производить только один вид продукции. Если же обществу необходим расширенный набор продуктов, то целесообразно разработать безотходные технологии, эффективные системы и технику очистки, а также контрольно-измерительную аппаратуру. Это позволит наладить производство полезной продукции из побочных компонентов и отходов отраслей. Целесообразно пересмотреть сложившиеся технологические процессы, наносящие ущерб окружающей среде. Основные цели, к которым мы стремимся при экологизации экономики, - уменьшение техногенной нагрузки, поддержание природного потенциала путем самовосстановления и режима естественных процессов в природе, сокращение потерь, комплексность извлечения полезных компонентов, использование отходов в качестве вторичного ресурса. В настоящее время бурно развивается экологизация различных дисциплин, под которой понимается процесс неуклонного и последовательного внедрения систем технологических, управленческих и других решений, позволяющих повышать эффективность использования естественных ресурсов и условий наряду с улучшением или хотя бы сохранением качества природной среды (или вообще среды жизни) на локальном, региональном и глобальном уровнях. Существует понятие и экологизации технологий производства, суть которого состоит в применении мероприятий по предотвращению отрицательного воздействия на природную среду. Осуществление экологизации технологий производится разработкой малоотходных технологий или технологических цепей, дающих на выходе минимум вредных выбросов[20].
Широким фронтом в настоящее время ведутся исследования по установлению пределов допустимых нагрузок на природную среду и разработке комплексных путей преодоления возникающих объективных лимитов в природопользовании. Это также относится не к экологии, а к эконологии – научной дисциплине, исследующей “эконэкол”. Эконэкол (экономика + экология) – обозначение совокупности явлений, включающих общество как социально-экономическое целое (но прежде всего экономику и технологию) и природные ресурсы, находящиеся во взаимоотношениях положительной обратной связи при нерациональном природопользовании. В качестве примера можно привести быстрое развитие экономики в регионе при наличии больших ресурсов среды и хороших общих экологических условий, и наоборот, технологически быстрое развитие экономики без учета экологических ограничений приводит затем к вынужденному застою в экономике.
В настоящее время многие отрасли экологии имеют ярко выраженную практическую направленность и имеют большое значение для развития различных отраслей народного хозяйства. В связи с этим появились новые научно-практические дисциплины на стыке экологии и сферы практической деятельности человека: прикладная экология, призванная оптимизировать взаимоотношения человека с биосферой, инженерная экология, изучающая взаимодействие общества с природной средой в процессе общественного производства, и др.
В настоящее время многие инженерные дисциплины стараются замкнуться в рамках своего производства и видят свою задачу только в разработке замкнутых, безотходных и других "экологически чистых" технологий, позволяющих уменьшить свое вредное воздействие на природную среду. Но задачу о рациональном взаимодействии производства с природой подобным путем полностью не решить, так как в этом случае один из компонентов системы — природа — исключается из рассмотрения. Изучение процесса общественного производства с окружающей средой требует применения как инженерных методов, так и экологических, что привело к развитию нового научного направления на стыке технических, естественных и социальных наук, называемого инженерной экологией.
Особенностью энергетического производства является непосредственное воздействие на природную среду в процессе извлечения топлива и его сжигания, причем происходящие изменения природных компонентов являются весьма наглядными. Природно-промышленные системы в зависимости от принятых качественных и количественных параметров технологических процессов отличаются друг от друга по структуре, функционированию и характеру взаимодействия с природной средой. В действительности даже одинаковые по качественным и количественным параметрам технологических процессов природно-промышленные системы отличаются друг от друга неповторимостью экологических условий, что приводит к различным взаимодействиям производства с окружающей его природной средой. Поэтому предметом исследования в инженерной экологии является взаимодействие технологических и природных процессов в природно-промышленных системах.
Природоохранное законодательство устанавливает юридические (правовые) нормы и правила, а также вводит ответственность за их нарушение в области охраны природной и окружающей человека среды. Природоохранное законодательство включает в себя правовую охрану природных (естественных) ресурсов, природных охраняемых территорий, природной окружающей среды городов (населенных мест), пригородных зон, зеленых зон, курортов, а также природоохранные международно-правовые аспекты.
Законодательные акты об охране природной и окружающей человека среды включают международные или правительственные решения (конвенции, соглашения, пакты, законы, постановления), решения местных органов государственной власти, ведомственные инструкции и т.п., регулирующие правовые взаимоотношения или устанавливающие ограничения в области охраны природной среды, окружающей человека.
Последствия нарушений природных явлений переходят границы отдельных государств и требуют международных усилий в охране не только отдельных экосистем (лесов, водоемов, болот и т.п.), но и всей биосферы в целом. Все государства испытывают беспокойство за судьбу биосферы и дальнейшее существование человечества. В 1971 году ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры), в состав которой входит большинство стран, приняла Международную биологическую программу "Человек и биосфера", изучающую изменения биосферы и ее ресурсов под воздействием человека. Эти важные для судеб человечества проблемы могут быть решены только путем тесного международного сотрудничества.
Природоохранная политика в народном хозяйстве проводится, главным образом, через законы, общие нормативные документы (ОНД), строительные нормы и правила (СНиП) и др. документы, в которых инженерно-технические решения увязаны с экологическим нормативом. Экологический норматив предусматривает обязательные условия сохранения структуры и функций экосистемы (от элементарного биогеоценоза до биосферы в целом), а также всех экологических компонентов, которые жизненно необходимы при хозяйственной деятельности человека. Экологический норматив определяет степень максимально допустимого вмешательства человека в экосистемы, при которой сохраняются экосистемы желательной структуры и динамических качеств. Иными словами, недопустимыми в хозяйственной деятельности человека являются такие воздействия на природную среду, которые приводят к опустыниванию. Указанные ограничения в хозяйственной деятельности человека или ограничение влияний нооценозов на природную среду определяются желательными для человека состояниями нообиогеоценоза, его социально-биологической выносливостью и хозяйственными соображениями. В качестве примера экологического норматива можно привести биологическую продуктивность биогеоценоза и хозяйственную производительность. Общим экологическим нормативом для всех экосистем является сохранение их динамических качеств, прежде всего надежности и устойчивости[21].
Глобальный экологический норматив определяет сохранение биосферы планеты, и в том числе климата Земли, в виде, пригодном для жизни человека, благоприятном для его хозяйствования. Названные положения являются основополагающими при определении наиболее эффективных путей сокращения длительности и повышении эффективности цикла исследование — производство. К ним относится сокращение длительности проведения каждого из этапов цикла; сокращение этапов анализируемого цикла обусловлено тем обстоятельством, что достижения передовых отраслей промышленности базируются на современных фундаментальных исследованиях в области физики, химии и технологии, обновляемость которых исключительно динамична. Это соответственно приводит к потребности динамичного совершенствования организационных структур, направленных на создание и освоение новой техники. Наибольшее влияние на сокращение длительности этапов цикла исследование — производство оказывают организационные мероприятия, такие, как уровень материально-технической базы исследований и разработок, уровень организации управления, система подготовки и повышения квалификации, методы экономического стимулирования и т. д.
К совершенствованию организационно-методических основ относят работы, связанные с развитием отрасли с развитием отрасли, которые включают разработку прогнозов, перспективных и текущих планов развития отрасли, программ стандартизации, надежности, технико-экономических исследований и т. д.; координацию и методическое руководство научно-исследовательскими работами по направлениям, проблемам и темам; анализ и совершенствование механизмов хозяйственной деятельности отраслевых объединений и их служб. Все эти проблемы решаются в отрасли созданием экономико-организационных систем различного типа — научно-производственных объединений (НПО), научно-производственных комплектов (НПК), производственных oбъeдинений (ПО).
Главной задачей НПО является ускорение научно-технического прогресса в отрасли на основе использования новейших достижений в области науки и техники, технологии и организации производства. Научно-производственные объединения обладают всеми возможностями реализации этой задачи, поскольку являются едиными научно-производственными и хозяйственными комплексами, в состав которых входят научно-исследовательские, конструкторские (проектно-конструкторские) и технологические организации и другие структурные единицы. Таким образом, созданы объективные предпосылки совмещения этапов цикла исследование - производство, которое характеризуется отрезками времени последовательно-параллельного проведения отдельных этапов исследований и разработок.
Приведём примеры разработок малоотходных и безотходных технологий, связанных с использованием энергоресурсов Мирового Океана.
3.3.Использование энергоресурсов Мирового Океана
Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем шестимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной.
Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Однако их развитие сдерживается рядом факторов. Стоимость угля, нефти и газа, на которых работают тепловые станции, растет, а природные ресурсы этих видов топлива сокращаются. К тому же многие страны не располагают собственными топливными ресурсами или испытывают в них недостаток. Гидроэнергетические ресурсы в развитых странах используются практически полностью: большинство речных участков, пригодных для гидротехнического строительства, уже освоены. Выход из создавшегося положения виделся в развитии атомной энергетики. На конец 1989 года в мире построено и работало более 400 атомных электростанций (АЭС). Однако сегодня АЭС уже не считаются источником дешевой и экологически чистой энергией. Топливом для АЭС служит урановая руда – дорогостоящее и труднодобываемое сырье, запасы которого ограничены. К тому же строительство и эксплуатация АЭС сопряжены с большими трудностями и затратами. Лишь немногие страны сейчас продолжают строительство новых АЭС. Серьезным тормозом для дальнейшего развития атомной энергетики являются проблемы загрязнения окружающей среды.
С середины нашего века началось изучение энергетических ресурсов океана, относящихся к “возобновляемым источникам энергии”.
Океан – гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии, преобразуемой в энергию течений, тепла и ветров. Энергия приливов – результат действия приливообразующих сил Луны и Солнца.
Энергетические ресурсы океана представляют большую ценность как возобновляемые и практически неисчерпаемые. Опыт эксплуатации уже действующих систем океанской энергетики показывает, что они не приносят какого-либо ощутимого ущерба океанской среде. При проектировании будущих систем океанской энергетики тщательно исследуется их воздействие на экологию.
Океан служит источником богатых минеральных ресурсов. Они разделяются на химические элементы, растворенные в воде, полезные ископаемые, содержащиеся под морским дном, как в континентальных шельфах, так и за их пределами; полезные ископаемые на поверхности дна. Более 90% общей стоимости минерального сырья дает нефть и газ.[22]
Общая нефтегазовая площадь в пределах шельфа оценивается в 13 млн.кв.км (около ½ его площади).
Наиболее крупные районы добычи нефти и газа с морского дна – Персидский и Мексиканский заливы. Начата промысловая добыча газа и нефти со дна Северного моря.
Шельф богат и поверхностными залежами, представленными многочисленными россыпями на дне, содержащие металлические руды, а так же неметаллические ископаемые.
На обширных площадях океана обнаружены богатые залежи железномарганцевых конкреций – своеобразных многокомпонентных руд, содержащих так же никель, кобальт, медь и др. В то же время исследования позволяют рассчитывать на обнаружение крупных залежей различных металлов в конкретных породах, залегающих под дном океана.
Идея использования тепловой энергии, накопленной тропическими и субтропическими водами океана, была предложена еще в конце Х1Х в. Первые попытки ее реализации были сделаны в 30-х гг. нашего века и показали перспективность этой идеи. В 70-е гг. ряд стран приступил к проектированию и строительству опытных океанских тепловых электростанций (ОТЭС), представляющих собой сложные крупногабаритные сооружения. ОТЭС могут размещаться на берегу или находиться в океане (на якорных системах или в свободном дрейфе). Работа ОТЭС основана на принципе, используемом в паровой машине. Котел, заполненный фреоном или аммиаком – жидкостями с низкими температурами кипения, омывается теплыми поверхностными водами. Образующийся пар вращает турбину, связанную с электрогенератором. Отработанный пар охлаждается водой из нижележащих холодных слоев и, конденсируясь в жидкость, насосами вновь подается в котел. Расчетная мощность проектируемых ОТЭС составляет 250 – 400 МВт.
Учеными Тихоокеанского океанологического института АН СССР было предложено и реализуется оригинальная идея получения электроэнергии на основе разности температур подледной воды и воздуха, которая составляет в арктических районах 26 °С и более.[23]
По сравнению с традиционными тепловыми и атомными электростанциями ОТЭС оцениваются специалистами как более экономически эффективные и практически не загрязняющие океанскую среду. Недавнее открытие гидротермальных источников на дне Тихого океана рождают привлекательную идею создания подводных ОТЭС, работающих на разности температур источников и окружающих вод. Наиболее привлекательными для размещения ОТЭС являются тропические и арктические широты.
Использование энергии приливов началось уже в ХI в. для работы мельниц и лесопилок на берегах Белого и Северного морей. До сих пор подобные сооружения служат жителям ряда прибрежных стран. Сейчас исследования по созданию приливных электростанций (ПЭС) ведутся во многих странах мира.
Два раза в сутки в одно и то же время уровень океана то поднимается, то опускается. Это гравитационные силы Луны и Солнца притягивают к себе массы воды. Вдали от берега колебания уровня воды не превышают
Приливные электростанции работают по следующему принципу: в устье реки или заливе строится плотина, в корпусе которой установлены гидроагрегаты. За плотиной создается приливный бассейн, который наполняется приливным течением, проходящим через турбины. При отливе поток воды устремляется из бассейна в море, вращая турбины в обратном направлении. Считается экономически целесообразным строительство ПЭС в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее
В некоторых проектах предусмотрены двух- и более бассейновые схемы ПЭС с целью выравнивания выработки электроэнергии.
С созданием особых, капсульных турбин, действующих в обоих направлениях, открылись новые возможности повышения эффективности ПЭС при условии их включения в единую энергетическую систему региона или страны. При совпадении времени прилива или отлива с периодом наибольшего потребления энергии ПЭС работает в турбинном режиме, а при совпадении времени прилива или отлива с наименьшим потреблением энергии турбины ПЭС либо отключают, либо они работают в насосном режиме, наполняя бассейн выше уровня прилива или откачивая воду из бассейна.
В
Десятилетний опыт эксплуатации первой ПЭС позволил приступить к составлению проектов Мезенской ПЭС на Белом море, Пенжинской и Тугурской на Охотском море. Использование великих сил приливов и отливов Мирового океана, даже самих океанских волн – интересная проблема. К решению её еще только приступают. Тут многое предстоит изучать, изобретать, конструировать.
В
502 млн. кВт. час электроэнергии. Для этой станции разработан приливный капсульный агрегат, позволяющий осуществлять три прямых и три обратных режима работы: как генератор, как насос и как водопропускное отверстие, что обеспечивает эффективную эксплуатацию ПЭС. По оценкам специалистов, ПЭС Ранс экономически оправдана. Годовые издержки эксплуатации ниже, чем на гидроэлектростанциях, и составляют 4% капитальных вложений.
Идея получения электроэнергии от морских волн была изложена еще в
В основе работы волновых энергетических станций лежит воздействие волн на рабочие органы, выполненные в виде поплавков, маятников, лопастей, оболочек и т.п. Механическая энергия их перемещений с помощью электрогенераторов преобразуется в электрическую.
В настоящее время волноэнергетические установки используются для энергопитания автономных буев, маяков, научных приборов. Попутно крупные волновые станции могут быть использованы для волнозащиты морских буровых платформ, открытых рейдов, марикультурных хозяйств. Началось промышленное использование волновой энергии. В мире уже около 400 маяков и навигационных буев получают питание от волновых установок. В Индии от волновой энергии работает плавучий маяк порта Мадрас. В Норвегии с
Создание волновых электростанций определяется оптимальным выбором акватории океана с устойчивым запасом волновой энергии, эффективной конструкцией станции, в которую встроены устройства сглаживания неравномерного режима волнения. Считается, что эффективно волновые станции могут работать при использовании мощности около 80 кВт/м. Опыт эксплуатации существующих установок показал, что вырабатываемая ими электроэнергия пока в 2-3 раза дороже традиционной, но в будущем ожидается значительное снижение ее стоимости.
В волновых установках с пневматическими преобразователями под действием волн воздушный поток периодически изменяет свое направление на обратное. Для этих условий и разработана турбина Уэллса, ротор которой обладает выпрямляющим действием, сохраняя неизменным направление своего вращения при смене направления воздушного потока, следовательно, поддерживается неизменным и направление вращения генератора. Турбина нашла широкое применение в различных волноэнергетических установках.
Волновая энергетическая установка "Каймей" ("Морской свет") – самая мощная действующая энергетическая установка с пневматическими преобразователями – построена в Японии в
В
Конструкция второй установки состоит из конусовидного канала в ущелье длиной около
В Великобритании разрабатывается оригинальная конструкция волновой энергетической установки типа "моллюск", в которой в качестве рабочих органов используются мягкие оболочки – камеры, в которых находится воздух под давлением, несколько большим атмосферного. Накатом волн камеры сжимаются, образуется замкнутый воздушный поток из камер в каркас установки и обратно. На пути потока установлены воздушные турбины Уэллса с электрогенераторами.
Сейчас создается опытная плавучая установка из 6 камер, укрепленных на каркасе длиной
Впервые конструкция волнового плота была запатентована На территории бывшего СССР еще в
НА ТЕРРИТОРИИ БЫВШЕГО СССР модель волнового плота испытывалась в 70-х гг. на Черном море. Она имела длину
Проект, известный под названием "утка Солтера", представляет собой преобразователь волновой энергии. Рабочей конструкцией является поплавок ("утка"), профиль которого рассчитан по законам гидродинамики. В проекте предусматривается монтаж большого количества крупных поплавков, последовательно укрепленных на общем валу. Под действием волн поплавки приходят в движение и возвращаются в исходное положение силой собственного веса. При этом приводятся в действие насосы внутри вала, заполненного специально подготовленной водой. Через систему труб различного диаметра создается разность давления, приводящая в движение турбины, установленные между поплавками и поднятые над поверхностью моря. Вырабатываемая электроэнергия передается по подводному кабелю. Для более эффективного распределения нагрузок на валу следует устанавливать 20 – 30 поплавков.
В
Разработан проект более мощной установки из 20 – 30 поплавков диаметром
Подобные системы установлены у западных берегов Британских островов, могут обеспечить потребности Великобритании в электроэнергии.
Использование энергии ветра имеет многовековую историю. Идея преобразования энергии ветра в электрическую возникла в конце Х1Хв.
На территории бывшего СССР первая ветровая электростанция (ВЭС) мощностью 100 кВт была построена в
В период энергетического кризиса 70-х гг. интерес к использованию энергии возрос. Началась разработка ВЭС как для прибрежной зоны, так и для открытого океана. Океанские ВЭС способны вырабатывать энергии больше, чем расположенные на суше, поскольку ветры над океаном более сильные и постоянные.
Строительство ВЭС малой мощности (от сотен ватт до десятков киловатт) для энергоснабжения приморских поселков, маяков, опреснителей морской воды считается выгодным при среднегодовой скорости ветра 3,5-4 м/с. Возведение ВЭС большой мощности (от сотен киловатт до сотен мегаватт) для передачи электроэнергии в энергосистему страны оправдано там, где среднегодовая скорость ветра превышает 5,5-6 м/с. (Мощность, которую можно получить с 1 кв.м поперечного сечения воздушного потока, пропорциональна скорости ветра в третьей степени). Так, в Дании – одной из ведущих стран мира в области ветроэнергетики действует уже около 2500 ветровых установок общей мощностью 200 МВт.
На тихоокеанском побережье США в Калифорнии, где скорость ветра 13 м/с и больше наблюдается в продолжение более 5 тыс, ч в году, работает уже несколько тысяч ветровых установок большой мощности. ВЭС различной мощности действуют в Норвегии, Нидерландах, Швеции, Италии, Китае, России и других странах.
В связи с непостоянством ветра по скорости и направлению большое внимание уделяется созданию ветроустановок, работающих с другими источниками энергии. Энергию крупных океанских ВЭС предполагается использовать при производстве водорода из океанской воды или при добыче полезных ископаемых со дна океана.
Еще в конце Х1Х в. ветряной электродвигатель использовался Ф.Нансеном на судне "Фрам" для обеспечения участников полярной экспедиции светом и теплом во время дрейфа во льдах.
В Дании на полуострове Ютландия в бухте Эбельтофт с
Существует проект прибрежной электростанции, использующей энергию ветра и прибоя одновременно.
Наиболее мощные течения океана – потенциальный источник энергии. Современный уровень техники позволяет извлекать энергию течений при скорости потока более 1 м/с. При этом мощность от 1 кв.м поперечного сечения потока составляет около 1 кВт. Перспективным представляется использование таких мощных течений, как Гольфстрим и Куросио, несущих соответственно 83 и 55 млн. куб.м/с воды со скоростью до 2 м/с, и Флоридского течения (30 млн. куб.м/с, скорость до 1,8 м/с).
Для океанской энергетики представляют интерес течения в проливах Гибралтарском, Ла-Манш, Курильских. Однако создание океанских электростанций на энергии течений связано пока с рядом технических трудностей, прежде всего с созданием энергетических установок больших размеров, представляющих угрозу судоходству.
Программа " Кориолис" предусматривает установку во Флоридском проливе в
Полезная мощность каждой турбины с учетом затрат на эксплуатацию и потерь при передаче на берег составит 43 МВт, что позволит удовлетворить потребности штата Флориды (США) на 10%.
Первый опытный образец подобной турбины диаметром
Разработан также проект турбины с рабочим колесом диаметром
Соленая вода океанов и морей таит в себе огромные неосвоенные запасы энергии, которая может быть эффективно преобразована в другие формы энергии в районах с большими градиентами солености, какими являются устья крупнейших рек мира, таких как Амазонка, Парана, Конго и др. Осмотическое давление, возникающее при смешении пресных речных вод с солеными, пропорционально разности в концентрациях солей в этих водах. В среднем это давление составляет 24 атм., а при впадении реки Иордан в Мертвое море 500 атм. В качестве источника осмотической энергии предполагается также использовать соляные купола, заключенные в толще океанского дна. Расчеты показали, что при использовании энергии, полученной при растворении соли среднего по запасам нефти соляного купола, можно получить не меньше энергии, чем при использовании содержащейся в нем нефти.[24]
Работы по преобразованию "соленой" энергии в электрическую находятся на стадии проектов и опытных установок. Среди предлагаемых вариантов представляют интерес гидроосмотические устройства с полупроницаемыми мембранами. В них происходит всасывание растворителя через мембрану в раствор. В качестве растворителей и растворов используются пресная вода – морская вода или морская вода – рассол. Последний получают при растворении отложений соляного купола.
В гидроосмотической камере рассол из соляного купола смешивается с морской водой. Отсюда проходящая через полупроницаемую мембрану вода под давлением поступает на турбину, соединенную с электрогенератором.
Подводная гидроосмотическая гидроэлектростанция размещается на глубине более
В биомассе водорослей, находящихся в океане, заключается огромное количество энергии. Предполагается использовать для переработки на топливо как прибрежные водоросли, так и фитопланктон. В качестве основных способов переработки рассматриваются сбраживание углеводов водорослей в спирты и ферментация больших количеств водорослей без доступа воздуха для производства метана. Разрабатывается также технология переработки фитопланктона для производства жидкого топлива. Эту технологию предполагается совместить с эксплуатацией океанских термальных электростанций. Подогретые глубинные воды которых будут обеспечивать процесс разведения фитопланктона теплом и питательными веществами.
В проекте комплекса "Биосоляр" обосновывается возможность непрерывного разведения микроводоросли хлорелла в специальных контейнерах, плавающих по поверхности открытого водоема. Комплекс включает систему связанных гибкими трубопроводами плавающих контейнеров на берегу или морской платформе оборудование для переработки водорослей. Контейнеры, играющие роль культиваторов, представляют собой плоские ячеистые поплавки из армированного полиэтилена, открытые сверху для доступа воздуха и солнечного света. Трубопроводами они связаны с отстойником и регенератором. В отстойник откачивается часть продукции для синтеза, а из регенератора в контейнеры поступают питательные вещества – остаток от анаэробной переработки в метантенке. Получаемый в нем биогаз содержит метан и углекислый газ.
Предлагаются и совсем экзотические проекты. В одном из них рассматривается, например, возможность установки электростанции прямо на айсберге. Холод, необходимый для работы станции, можно получать ото льда, а полученная энергия используется для передвижения гигантской глыбы замороженной пресной воды в те места земного шара, где ее очень мало, например в страны Ближнего Востока.
Другие ученые предлагают использовать полученную энергию для организации морских ферм, производящих продукты питания. Исследования ученых постоянно обращаются к неисчерпаемому источнику энергии – океану.
Заключение
Основные выводы по работе:
1.Загрязнение Мирового Океана (как и вообще гидросферы) можно распределить на такие типы:
· Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.
· Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов.
· Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.
· Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем.
· Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов.
· Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию сине-зеленых водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.
· Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей.
· Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.
2.Самый значительный источник загрязнения Мирового Океана – загрязнение нефтью, поэтому основные зоны загрязнения – нефтедобывающие районы. Добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса. В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до
Другой район загрязнения – Западная Европа, здесь преимущественно проявляется загрязнение химическими отходами. Страны ЕС сбрасывали в Северное море ядовитые кислоты, в основном 18-20%-ную серную кислоту, тяжелые металлы с грунтом и осадками сточных вод, содержащими мышьяк и ртуть, а также углеводороды, в том числе диоксин. В Балтийском и Средиземном морях существуют районы загрязнения ртутью, канцерогенами, соединениями тяжёлых металлов. Загрязнения соединениями ртути обнаружены в районе Южной Японии (остров Кюсю).
В северных морях т на Дальнем Востоке преобладает радиоактивное загрязнение. В 1959 году ВМС США затопили в
Жидкие радиоактивные отходы СССР сливал в дальневосточных морях с 1966 года по 1991 год (в основном вблизи юго-восточной части Камчатки и в Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в воду 10 тыс. куб. м. жидких радиоактивных отходов.
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 используются следующие: локализация участка (с помощью плавающих ограждений - бонов), сжигание на локализованных участках, удаление с помощью песка, обработанного особым составом; результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно, поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса, препарат “ДН-
Разработаны и методы очистки сточных вод, как ещё одного значительного загрязнителя гидросферы. 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. 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. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества.
Список использованной литературы
1. Конвенция ООН по морскому праву. С предметным указателем и Заключительным актом третьей Конференции ООН по морскому праву. Организация Объединенных Наций. Нью-Йорк, 1984, 316 с.
2. Консолидированный текст Конвенции СОЛАС-74. С.-Пб.: ЦНИИМФ, 1993, 757 с.
3. Международная Конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты
4. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов
5. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов
6. Парижский меморандум о взаимопонимании о контроле со стороны государства порта. М.: Мортехинформреклама, 1998, 78 с.
7. Сборник резолюций ИМО, касающихся Глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности (ГМССБ). С.-Пб.: ЦНИИМФ, 1993, 249 с.
8. Морское законодательство Российской Федерации. Книга первая. № 9055.1. Главное Управление навигации и океанографии Министерства обороны РФ. С.-Пб.: 1994, 331 с.
9. Морское законодательство Российской Федерации. Книга вторая. № 9055.2. Главное Управление навигации и океанографии Министерства обороны РФ. С.-Пб.: 1994, 211 с.
10. Сборник организационно-распорядительных и других материалов по безопасности мореплавания. М.: В/О “Мортехинформреклама”, 1984.
11. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков Под редакцией Соколова В.Н. Москва: Стройиздат, 2002 – 210 с.
12. Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов Москва: Стройиздат, 2000 – 238 с.
13. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Ленинград: Химия, 1987 – 320 с.
14. Бойцов Ф. С., Иванов Г. Г.: Маковский А. Л. Морское право. М.: Транспорт, 2003 – 256 с.
15. Громов Ф.Н Горшков С.Г. Человек и океан. СПб.: ВМФ, 2004 – 288 с.
16. Демина Т.А., Экология, природопользование, охрана окружающей среды Москва, Аспект пресс, 1995 – 328 с.
17. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д., Методы очистки производственных сточных вод. - Москва: Химия,1999 – 250 с.
18. Калинкин Г.Ф. Режим морских пространств. М.: Юридическая литература, 2001, 192 с.
19. Кондратьев К. Я. Ключевые проблемы глобальной экологии М.:1994 – 356 с.
20. Колодкин А. Л. Мировой океан. Международно-правовой режим. Основные проблемы. М.: Международные отношения, 2003, 232 с.
21. Кормак Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами/Пер. с англ. – Москва: Транспорт,1989 – 400 с.
22. Новиков Ю. В., Экология, окружающая среда и человек Москва: ФАИР-ПРЕСС, 2003 – 432 с.
23. Петров К.М., Общая экология: Взаимодействие общества и природы. СПб: Химия, 1998 – 346 с.
24. Родионова И.А. Глобальные проблемы человечества. М.: АО Аспект.Пресс, 2003 – 288 с.
25. Сергеев Е. М., Кофф. Г. Л. Рациональное использование и охрана окружающей среды городов М: Высшая школа, 1995 – 356 с.
26. Степанов В. Н. Природа Мирового океана. М: 1982 – 272 с.
27. Степанов В.Н. Мировой океан. М.: Знание, 1974 – 96 с.
28. Хакапаа К. Загрязнение морской среды и международное право. М.: Прогресс, 1986, 423 с.
29. Хотунцев Ю.Л., Человек, технологии, окружающая среда. Москва: Устойчивый мир, 2001 – 200 с.
30. Царев В. Ф.: Королева Н. Д. Международно-правовой режим судоходства в открытом море. М.: Транспорт, 1988, 102 с
Приложение
Таблица 1.
Основные зоны загрязнения Мирового Океана нефтью и нефтепродуктами
| Зона | Число пробуренных скважин (действительных и потенциальных загязнителей) |
| США | 800 |
| Юго-Восточная Азия | 540 |
| Северное море | 400 |
| Персидский залив | 150 |
Таблица 2
Основные зоны химического загрязнения Мирового океана
| Зона | Характер загрязнения |
| Северное море (через реки Рейн, Маас, Эльба) | Пятиокись мышьяка, диоксин, фосфаты, канцерогенные соединения, соединения тяжёлых металлов, канализационные отходы |
| Балтийское море (побережье Польши) | Ртуть и соединения ртути |
| Ирландское море | Иприт, хлор |
| Японское море (район о. Кюсю) | Ртуть и соединения ртути |
| Адриатическое (через р. По) и Средиземное море | Нитраты, фосфаты, тяжёлые металлы |
| Дальний Восток | Отравляющие вещества (хим. оружие) |
Таблица 3
Основные зоны радиоактивного загрязнения Мирового Океана
| Зона | Характер загрязнения |
| Атлантическое побережье США | Бетонные контейнеры с радиоактивными отходами, выработанные корабельные реакторы |
| Полярные владения России (Баренцево и Карское море) | Жидкие радиоактивные отходы |
| Японское и Охотское моря | Жидкие радиоактивные отходы |
Таблица 4
Краткая характеристика других видов загрязнения Мирового Океана
| Вид и характеристика загрязнения | Зона наибольшего распространения |
| Тепловое загрязнение - сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС | Юго-Восточная Азия |
| Кислотные дожди | - |
| Механическое загрязнение – повышение содержания механических примесей. | Восточная Африка, Латинская Америка (районы разработки полезных ископаемых в прибрежных районах |
[1] Международное морское право. Отв. ред. Блищенко И. П., М., Университет Дружбы Народов, 1998 – С.251
[2] Молодцов С. В. Международное морское право. М., Международные отношения, 1997 – С.115
[3] Лазарев М.И. Теоретические вопросы современного международного морского права. М., Наука, 1993 – С. 110- Лопатин М.Л. Международные проливы и каналы: правовые вопросы. М., Международные отношения, 1995 – С. 130
[4] Царев В.Ф. Юридическая природа экономической зоны и континентального шельфа по Конвенции ООН по морскому праву
[5] Царев В. Ф.: Королева Н. Д. Международно-правовой режим судоходства в открытом море. М.: Транспорт, 1988 – С. 88; Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М: Стройиздат, 2000 – С.127
[6] Хакапаа К. Загрязнение морской среды и международное право. М.: Прогресс, 1986 – С. 221
[7] Петров К.М., Общая экология: Взаимодействие общества и природы. СПб: Химия, 1998 – С.211
[8] Кормак Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами/Пер. с англ. – Москва: Транспорт,1989 – С.145
[9] Громов Ф.Н Горшков С.Г. Человек и океан. СПб.: ВМФ, 2004 – С.141
[10] Степанов В. Н. Природа Мирового океана. М: 1982 – С.131
[11] Степанов В.Н. Мировой океан. М.: Знание, 1974 – С.59
[12] Кондратьев К. Я. Ключевые проблемы глобальной экологии М.:1994 – С.98
[13] Колодкин А. Л. Мировой океан. Международно-правовой режим. Основные проблемы. М.: Международные отношения, 2003 – С.89
[14] Демина Т.А., Экология, природопользование, охрана окружающей среды М.:Аспект пресс, 1995 – С.184
[15] Калинкин Г.Ф. Режим морских пространств. М.: Юридическая литература, 2001 – С.113
[16] Хакапаа К. Загрязнение морской среды и международное право. М.: Прогресс, 1986 – С.371
[17] Родионова И.А. Глобальные проблемы человечества. М.: АО Аспект.Пресс, 2003 – С.166
[18] Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д., Методы очистки производственных сточных вод. - Москва: Химия,1999 – С.102
[19] Громов Ф.Н Горшков С.Г. Человек и океан. СПб.: ВМФ, 2004 – С.67
[20] Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Ленинград: Химия, 1987 – С. 92; Бойцов Ф. С., Иванов Г. Г.: Маковский А. Л. Морское право. М.: Транспорт, 2003 – С.149
[21] Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек Москва: ФАИР-ПРЕСС, 2003 – С.188
[22] Степанов В.Н. Мировой океан. М.: Знание, 1974 – С.75
[23] Хотунцев Ю.Л., Человек, технологии, окружающая среда. Москва: Устойчивый мир, 2001 – С.172
[24] Кормак Д. Борьба с загрязнением моря нефтью и химическими веществами/Пер. с англ. – Москва: Транспорт,1989 – С.190
