Влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду
Нефть оказывает внешнее влияние на птиц, прием пищи, загрязнение яиц в гнездах и изменение среды обитания. Внешнее загрязнение нефтью разрушает оперение, спутывает перья, вызывает раздражение глаз. Гибель является результатом воздействия холодной воды, птицы тонут. Разливы нефти от средних до крупных вызывают обычно гибель 5.000 птиц. Птицы, которые большую часть жизни проводят на воде, наиболее уязвимы к разливам нефти на поверхности водоемов.
Птицы заглатывают нефть, когда чистят клювом перья, пьют, употребляют загрязненную пищу и дышат испарениями. Заглатывание нефти редко вызывает непосредственную гибель птиц, но ведет к вымиранию от голода, болезней, хищников. Яйца птиц очень чувствительны к воздействию нефти. Загрязненные яйца и оперение птиц пачкают нефтью скорлупу. Небольшое количество некоторых типов нефти может оказаться достаточным для гибели в период инкубации.
Разливы нефти в местах обитания могут оказать как быстрое, так и длительное влияние на птиц. Испарения от нефти, нехватка пищи и мероприятия по очистке могут сократить использование пострадавшего участка. Сильно загрязненные нефтью сырые участки, приливо-отливные илистые низины способны изменить биоценоз на долгие годы.
Всегда проводилась оценка прямого или опосредованного влияния разливов нефти на популяцию птиц. Восстановление видов зависит от способности к воспроизводству оставшихся в живых и от особенности к миграции с места катастрофы. Гибель и сокращение воспроизводства, вызванные разливами нефти, легче обнаружить на местах или в колониях, чем в масштабе региона или целого вида. Естественная гибель, жизненная активность, погодные условия, питание и миграция птиц могут скрывать последствия единичных либо периодически случающихся катастроф. Например, популяции морских птиц в западной Европе продолжают увеличиваться, несмотря на случайную или вызванную загрязнением гибель многих местных видов птиц.
Меньше известно о влиянии разливов нефти на млекопитающих, чем на птиц; еще меньше известно о влиянии на неморских млекопитающих, чем на морских. Морские млекопитающие, которые в первую очередь выделяются наличием меха (морские выдры, полярные медведи, тюлени, новорожденные морские котики) наиболее часто погибают от разливов нефти. Загрязненный нефтью мех начинает спутываться и теряет способность удерживать тепло и воду. Взрослые сивучи, тюлени и китообразные (киты, морские свиньи и дельфины) выделяются наличием жирового слоя, на который влияет нефть, усиливая расход тепла. Кроме того, нефть может вызвать раздражение кожи, глаз и препятствовать нормальной способности к плаванию. Известны случаи, когда кожа тюленей и полярных медведей впитывала нефть. Кожа китов и дельфинов страдает меньше.
Большое количество попавшей в организм нефти способно привести к гибели полярного медведя. Однако тюлени и китообразные более выносливы и быстро переваривают нефть. Попавшая в организм нефть может вызвать желудочно-кишечные кровотечения, почечную недостаточность, интоксикацию печени, нарушение кровяного давления. Пары от испарений нефти ведут к проблемам органов дыхания у млекопитающих, которые находятся около или в непосредственной близости с большими разливами нефти.
Документов, говорящих о влиянии разливов нефти на немлекопитающих, не так много. Большое количество ондатр погибло при разливе топливного мазута из бункера на реке Святого Лоренса. В Калифорнии погибли огромные сумчатые крысы после отравлений нефтью. Бобры и ондатры погибли от разлива авиационного керосина на реке Вирджиния. Во время эксперимента, проведенного в лаборатории, погибли крысы, которые проплыли по воде, загрязненной нефтью. К вредному влиянию большинства разливов нефти можно отнести сокращение пищи или изменение отдельных видов. Это влияние может иметь разную продолжительность, особенно в брачный период, когда передвижение особей женского пола и молоди ограничено.
Морские выдры и тюлени особенно уязвимы к разливам нефти из-за плотности размещения, постоянного пребывания в воде и влияния на теплоизоляцию меха. Попытка имитировать влияние разливов нефти на популяцию тюленей на Аляске показала, что относительно небольшой (всего 4%) процент от общего числа погибнет при «чрезвычайных обстоятельствах», вызванных разливами нефти. Ежегодная естественная гибель (16% особей женского пола, 29% — мужского) плюс гибель в результате попадания в морские рыбные сети (2% особей женского пола, 3% — мужского) была намного больше, чем запланированные потери при разливах нефти. На восстановление после «чрезвычайных обстоятельств» потребуется 25 лет.
Подверженность рептилий и земноводных нефтяному загрязнению недостаточно известна. Морские черепахи едят пластмассовые предметы и нефтяные сгустки. Сообщалось о поглощении нефти зелеными морскими атлантическими черепахами. Нефть могла повлечь гибель морских черепах у побережья Флориды и в Мексиканском заливе после разлива нефти. Зародыши черепах погибли или развивались ненормально после того, как яйца побывали в песке, покрытом нефтью.
Рыбы подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при серьезных разливах нефти. Следовательно, большое количество взрослой рыбы в больших водоемах от нефти не погибнет. Однако сырая нефть и нефтепродукты отличаются разнообразием токсичного воздействия на разные виды рыб. Концентрация 0.5 миллионной доли или менее нефти в воде способна привести к гибели форели. Почти летальный эффект нефть оказывает на сердце, изменяет дыхание, увеличивает печень, замедляет рост, разрушает плавники, приводит к различным биологическим и клеточным изменениям, влияет на поведение.
Личинки и молодь рыб наиболее чувствительны к воздействию нефти, разливы которой могут погубить икру рыб и личинки, находящиеся на поверхности воды, а молодь — в мелких водах.
Потенциальное воздействие разливов нефти на популяции рыб было оценено с помощью модели Georges Bank Fishery северовосточного побережья США. Характерные факторы определения загрязнения — токсичность, % содержание нефти в воде, местонахождение разлива, времени года и виды, пострадавшие от загрязнения. Нормальные колебания естественной гибели икры и личинок для морских видов, таких как атлантическая треска, обыкновенная треска, атлантическая сельдь часто намного больше, чем гибель, вызванная огромным разливом нефти.
Беспозвоночные являются хорошими индикаторами загрязнения от сбросов в силу своей ограниченности в передвижении. Опубликованные данные разливов нефти часто отмечают гибель, чем воздействие на организмы в прибрежной зоне, в отложениях или же в толще воды. Влияние разливов нефти на беспозвоночные может длиться от недели до 10 лет. Это зависит от вида нефти; обстоятельств, при которых произошел разлив и его влияния на организмы. Колонии беспозвоночных (зоопланктон) в больших объемах воды возвращаются к прежнему (до разлива) состоянию быстрее, чем те, которые находятся в небольших объемах воды. Это происходит из-за большого разбавления выбросов в воде и большей возможности подвергнуть воздействию зоопланктон в соседних водах.
Растения из-за своей ограниченности в передвижении также являются хорошими объектами для наблюдения за влиянием, которое оказывает на них загрязнение окружающей среды. Опубликованные данные о влиянии разливов нефти содержат факты гибели мангровых деревьев, морской травы, большинства водорослей, сильного длительного разрушения от соли живности болот и пресноводных; увеличение или уменьшение биомассы и активность к фотосинтезу колоний фитопланктона; изменение микробиологии колоний и увеличение числа микробов. Влияние разливов нефти на основные местные виды растений может продолжаться от нескольких недель до 5 лет в зависимости от типа нефти; обстоятельств разлива и видов, которые пострадали. Работа по механической очистке сырых мест может увеличить восстановительный период на 25%-50%. Для полного восстановления мангрового леса потребуется 10-15 лет. Растения в толще воды большого объема возвращаются к первоначальному (до разлива нефти) состоянию быстрее, чем это происходит с растениями в меньших водоемах.
Роль микробов при загрязнении нефтью привело к огромному количеству исследований на этих организмах. Изучение в экспериментальных экосистемах, полевых испытаниях проводились с целью определить отношение микробов к углеводородам и различным условиям выбросов. В общем нефть может стимулировать или препятствовать активности микробов в зависимости от количества и типа нефти и состояния колонии микробов. Лишь стойкие виды могут употреблять нефть как пищу. Виды колоний микробов могут приспособиться к нефти, поэтому их количество и активность могут увеличиться.
Влияние нефти на морские растения такие, как мангровые деревья, морскую траву, траву солончаков, водоросли изучалось в лабораториях и экспериментальных экосистемах. Проводились полевые испытаниях и исследования. Нефть вызывает гибель, уменьшает рост, сокращает воспроизводство больших растений. В зависимости от типа и количества нефти и вида водорослей количество микробов либо увеличивалось, либо уменьшалось. Отмечалось изменение биомассы, активность к фотосинтезу и структура колоний.
Окружающая среда удаленной зоны океана характеризуется глубиной воды, удаленностью от берега и ограниченным количеством организмов, которые подвержены воздействию разливов нефти. Нефть растекается по воде, растворяется в водной толще под воздействием ветра и волн.
Количество морских птиц, млекопитающих, рептилий в удаленной зоне меньше, чем у берега, поэтому большие разливы нефти в прибрежной части океана не оказывают сильного влияния на эти виды. Взрослые рыбы также нечасто становятся жертвами разливов нефти. Фитопланктон, зоопланктон и личинки рыб на поверхности воды подвержены воздействию нефти, поэтому возможно сокращение этих организмов на местном уровне.
Окружающая среда прибрежной зоны океана тянется от глубоких вод удаленной зоны до уровня низких вод, поэтому является более сложной и биологически продуктивной, чем окружающая среда удаленной зоны. К прибрежной зоне относятся: перешейки, изолированные острова, барьерные (береговые) острова, гавани, лагуны и устья. Движение воды зависит от приливов и отливов, сложных подводных течений, направлений ветра.
В мелких водах прибрежной зоны могут находиться бурые водоросли, заросли морской травы или коралловые рифы. Нефть может собираться вокруг островов и вдоль побережья, особенно в защищенных местах. Большое количество нефти на поверхности воды на глубине лишь нескольких метров может создать большую концентрацию нефти в водной толще и в отложениях. Движение нефти у поверхности воды в мелких водах будет иметь непосредственный контакт с дном океана.
Концентрация птиц сильно варьируется в зависимости от места и времени года. Многие птицы, находящиеся в этой среде обитания очень чувствительны к нефти, которая находится на поверхности. Разливы нефти представляют большую угрозу в брачный период в местах гнездовья колоний и в местах остановок в период миграций.
Морские выдры могут сильно пострадать от разливов нефти. Сивучи, котики, моржи, тюлени больше всего подвергаются опасности в брачный период. Взрослые пары и детеныши могут подвергаться воздействию нефти в прибрежных зонах, когда они добираются до удаленных скал или островов. Полярные медведи могут также подвергаться воздействию нефти, если разлитая нефть собирается вдоль либо под кромкой прибрежного льда.
Киты, морские свиньи, дельфины и морские черепахи не сильно подвергаются воздействию нефти. Взрослые рыбы не гибнут в больших количествах, но икра и личинки при движении в море наиболее чувствительны к воздействию нефти, чем взрослые особи. Организмы, которые обитают на поверхности воды (фитопланктон, зоопланктон, личинки беспозвоночных) могут подвергаться воздействию нефти. Моллюски, ракообразные, разные виды червей и другие организмы подводной флоры и фауны могут также сильно пострадать на поверхности воды.
Защитные мероприятия и очистные работы обычно осуществляются во время разливов нефти в океане, когда возможны контакты с сушей или важными природными ресурсами. Усилия по очистке зависят от обстоятельств разлива. Близость разливов нефти с густонаселенными районами, гаванями, общественными пляжами, рыболовными площадками, местами средоточия животного мира (важными природными зонами), заповедными местами; видами, которым грозит опасность; также средой обитания прибрежной линии (защищенными от приливов отмелями, топями) влияет на защитные мероприятия и очистные работы. Несмотря на то, что сильные ветры и штормы мешают основным защитным мероприятиям и очистке, они также способствуют растворению нефти в воде пока она не достигнет берега.
Побережье состоит из зон, расположенных между высокими и низкими водами, примыкающих участков земли, на которых обитают животные и растения, относящиеся к морской среде. К этой среде относятся: скалистые утесы, песчаные пляжи, галечники, скалы, илистые отмели, болота, мангровые леса и участки примыкающих нагорий. Подверженность разливам нефти прибрежной среды возрастает с увеличением пористости нижнего слоя почвы (субстрата) и уменьшением силы волн.
В некоторых местах можно обнаружить плотно населенные гнездовья птиц в брачный период и большое количество птиц в период миграции. Скрытые от ветра участки также защищают от хищников, поедающих рыбу и большое количество птиц на берегу. Поэтому в этот период нефть на побережье представляет огромную опасность. Она также несет опасность для тюленей в брачный период, когда маленькие тюлени двигаются к кромке воды. Пляжи, залитые нефтью, представляют опасность для морских черепах, в период кладки яиц в песок, подвергшийся недавнему загрязнению нефти, либо в песок, подвергавшийся загрязнению в период насиживания яиц и во время движения молоди к океану. Живые организмы мелководья могут серьезно пострадать от разливов нефти вдоль береговой линии.
Береговая линия непористого происхождения (скалы), либо слабой пористости (плотный песчаный грунт, мелкозернистый песок), подвергающиеся интенсивному воздействию волн обычно не являются объектами очистных мероприятий, т. к. сама природа быстро очищает их. Пляжи из крупнозернистого песка и галечника часто отчищаются с помощью тяжелого передвижного оборудования. Очистка скалистых пляжей сложна и требует интенсивной работы. Приливо-отливные илистые отмели, мангровые деревья и болота очень трудно очищать из-за нетвердости субстрата, растительности и недостаточной эффективности очистных методов. На таких участках обычно применяются методы, которые сводят к минимуму разрушение субстрата и усиливают природную очистку. Ограниченность доступа к побережью зачастую сильно мешает очистным работам.
Озера и закрытые водоемы отличаются процентным содержанием соли от пресных (менее 0.5 миллионной доли) до сильно соленых (40 миллионных долей). Озера сильно отличаются по размерам, конфигурации и характеристикам воды, поэтому влияние разлитой нефти и биологические последствия трудно предсказать. Мало известно о влиянии и последствиях разливов нефти на экосистему пресных вод.
Мелкие воды и сильные течения некоторых рек могут способствовать проникновению нефти в толщу воды.
Наиболее подверженными разливам нефти на озерах и реках являются птицы, такие как: утки, гуси, лебеди, гагары, чомги, погоныши, лысухи, бакланы, пеликаны, зимородки. Наиболее высокая концентрация этих видов в северных широтах наблюдается в пред— и миграционный периоды. В южных широтах наиболее высокая концентрация этих птиц отмечается в зимний период. Бакланы и пеликаны также оседают колониями для гнездовья. Ондатры, речные выдры, бобры и нутрии -млекопитающие — наиболее подверженные воздействию загрязнения.
Рептилии и земноводные становятся жертвами разливов нефти, когда сталкиваются с ней в мелких водах. Яйца земноводных, отложенные в близости с водной поверхностью мелких вод, также подвержены влиянию нефти.
Взрослые рыбы гибнут в мелких водах ручьев, куда попадает нефть. Виды, населяющие мелководье у побережья озер и рек, также несут потери. Смертность рыбы в реках трудно определить, т.к. погибшая и покалеченная рыба выносится течением. Фитопланктон, зоопланктон, икра/личинки в непосредственной близости с водной поверхностью озер также подвержены влиянию нефти. Водяные насекомые, моллюски, ракообразные и другие представители флоры и фауны могут подвергаться серьезному влиянию нефти в мелководных озерах и реках. Много погибших и покалеченных пресноводных уносится течением.
Меры по защите и очистке озер идентичны мерам, которые применяются для очистки океанов. Однако эти меры не всегда пригодны для защиты и очистки рек (отсасывание с помощью насосов, использование абсорбентов). Быстрое распространение нефти течением требует быстрого реагирования, простых методов и взаимодействия местных органов по очистке пострадавших от загрязнения берегов рек. Разливы нефти в зимний период в северных широтах трудно очищать, если нефть смешается или замерзнет подо льдом.
Сырые участки возникают вдоль морского побережья в закрытых местах, где влияние ветра минимальное, и вода приносит много осадочных материалов. Такие районы имеют слегка наклонную поверхность, на которых растут терпимые к соленой воде травы, древесные растения; приливо-отливными каналы без какой-либо растительности. Эти районы так же отличаются по размерам: от небольших изолированных участков в несколько гектаров до простирающихся на многие километры низменных участков побережья. Сырые участки суши, на которые попадает вода из ручьев, отличаются по количеству соли (от соленых до пресных). Сырые участки суши либо находятся под водой постоянно, либо бывают сухими до появления весенних ручьев.
Неморские сырые участки возникают на границах между озерами (пресными и солеными), вдоль ручьев; либо это изолированная среда обитания, которая зависит от выпадения осадков или грунтовых вод. Растительность варьируется от водяных растений до кустарников и деревьев. Больше всего птицы используют сырые участки умеренных широт в свободные от льда месяцы. На одних сырых участках активность к воспроизводству большая, на других ограниченная. Сырые участки активно используются в период миграции и после окончания зимы. Наиболее опасны разливы нефти для следующих видов: уток, гусей, лебедей, чомг, погонышей и лысух. Ондатры, речные выдры, бобры, нутрии и некоторые мелкие млекопитающие, населяющие сырые участки также могут пострадать от загрязнения. Рептилии и земноводные могут пострадать от разливов нефти в период кладки яиц, а также, когда взрослые особи и личинки находятся в мелких водах.
Взрослые рыбы гибнут на сырых участках, если они не имеют возможности уйти в глубокие воды. Икра рыб, личинки, фитопланктон, зоопланктон, морские насекомые, моллюски, ракообразные и др. представители фауны и флоры, которые находятся в мелких водах или у поверхности, могут сильно пострадать от разливов нефти.
Сырые участки заслуживают первоочередной защиты из-за высокой продуктивности, неустойчивости субстрата и обильной растительности. Пролившаяся однажды нефть, попадает на сырые участки, откуда ее трудно удалять. Действие приливов разносит нефть по сырым участкам побережья, а растительность пресных и соленых вод удерживает ее. Защитные меры и очистительные методы обычно состоят из неразрушительных мер (быстрый подъем, абсорбенты, промывание под низким давлением, использование природного дренажа). Природная очистка наиболее предпочтительна, когда загрязнение не очень сильное. Лед, снег и низкие температуры препятствуют очистке этих участков людьми.
Сплошь и рядом загрязнение окружающей среды осуществляется непроизвольно, без определенного умысла. Большой вред природе наносится, например, от потери нефтепродуктов при их транспортировке. До последнего времени считалось допустимым, что до 5 % от добытой нефти естественным путем теряется при ее хранении и перевозке. Это означает, что в среднем в год попадает в окружающую среду до 150 млн.т нефти, не считая различных катастроф с танкерами или нефтепроводами. Все это не могло не сказаться отрицательно на природе.
Вид пораженных и страдающих от нефти животных вызывает сильную озабоченность людей. Сострадание к животным является гарантией широкого освещения проблемы Средствами массовой информации (СМИ), которые выступают против разливов нефти.
Таким образом, каждое действие, направленное против разливов нефти является заботой о восстановлении животных. Давление общественности с целью оказания помощи пострадавшим от загрязнения нефтью животным нашло отклик у общественности во многих регионах мира; добровольных организаций, ответственных за восстановление пострадавшего от загрязнения животного мира. Совершенствование процедуры лечения и профессионализм персонала, занимающегося реабилитации животных в течение последних 15 лет, заметно улучшило успех реабилитационных усилий.
Реабилитация животных, пострадавших от загрязнения, небольшая доля заботы для популяций животного мира, т.к. количество зараженных от нефти животных во время разливов нефти настолько велико и работы по сбору и очистке от нефти столько огромны, что лишь небольшое количество птиц и млекопитающих могут действительно получить реальную помощь. Неуверенность за судьбу реабилитированных животных в дальнейшем уменьшают значение этой работы. Однако усилия по реабилитации могут иметь важное значение для пострадавших или редких видов животных. Большее воздействие реабилитации заметно у животных с низкой способностью к воспроизводству, чем у долго живущих животных с высокой способностью к воспроизводству.
Реабилитация пострадавших от загрязнения нефтью животных дорогое и не столь биологически важное мероприятие, однако — это искреннее выражение человеческой заботы.
Заключение
Развитие нефте- и газоперерабатывающей промышленности и переработки углеводородного сырья также негативно сказывается на экологическую ситуацию. Определенную экологическую опасность представляют продуктопроводы, особенно в местах их переходов через водные объекты.
Деятельность человека до начала интенсивного развития промышленности отрицательно влияла на отдельные экосистемы. Вырубка лесов и возведение на их месте поселков и городов приводили к деградации земель, уменьшали их плодородие, превращали пастбища в пустыни, вызывали и другие последствия, но все же не затрагивали всей биосферы, не нарушали существовавшего в ней равновесия. С развитием промышленности, транспорта, с увеличением численности населения на планете деятельность человека превратилась в мощную силу, изменяющую всю биосферу Земли. Загрязнение природной среды промышленными и бытовыми отходами является одним из главных факторов, влияющих на состояние экологических систем Земли.
Загрязняющие вещества изменяют состав воды, воздуха и почвы, что является причиной возникновения многих глобальных экологических проблем, таких как изменение климата, появление кислотных осадков, сокращение численности многих видов растений и животных, нехватки чистой пресной воды и других.
В настоящее время практически все сферы деятельности человека, связанные с обеспечением его материальными благами и энергоресурсами, вызывают изменение природной среды, а значит – во многих случаях экологически неблагоприятны.
Список литературы
· Гольдберг В.М., Зверев В.П., Арбузов А.И., Казеннов С.М. и др. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. М: Недра, 2001г., 150с.
· Бернард Н. Наука об окружающей среде. - М.: Мир, 1993.
· Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 1993.
· Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В. Охрана окружающей среды. - М., Наука, 2000.
· Львович М. И. Вода и жизнь. М.: Наука, 2002.