Воздействие нефти на гидросферу земли
одов. Интенсивность разрушения углеводородов зависит также от
изменения солености и кислотности среды, особенно в тех районах, которые
наиболее подвержены влиянию речного стока.
Отмечают, что распад нефти и нефтепродуктов в менее соленых водах
протекает более активно. С увеличением активной реакции среды скорость
разрушения нефтепродуктов возрастает. Так как диапазон изменений рН в море
колеблется в пределах 2 единиц, то эффект изменения периода полураспада
нефти в море в зависимости от изменения рН в 25 раз меньше, чем от
колебаний температуры, и в три раза меньше, чем от колебаний солености.
2.4. Влияние донных отложений на распад углеводородов
В процессе самоочищения морской среды от углеводородов значительная
роль принадлежит донным отложениям, которые, адсорбируя углеводороды, с
одной стороны, ведут к уменьшению их содержания в воде, а с другой - могут
служить при определенных условиях источником повторного загрязнения воды.
При этом наносы и взвешенные частицы, действуя как «ловушки», играют
значительную роль в миграции нефтяных загрязнений.
Углеводороды в результате адсорбции на взвешенных частицах осаждаются
на дно, причем не всегда они остаются на поверхности донных отложений.
Сложные физические, химические и биологические процессы, происходящие на
поверхности раздела вода - донные отложения или вблизи него, могут изменять
физическое и химическое состояние углеводородов. Кроме того, связанные со
взвешенными частицами, углеводороды под воздействием гидрометеорологических
факторов могут вновь перейти в толщу воды и возвратиться в повторный цикл с
последовательными стадиями: высвобождение – окисление - осаждение.
В относительно глубоководных районах при наличии придонных течений
повышенная концентрация нефти в донных отложениях обусловливается также
повторным суспендированием взвешенных частиц, содержащих углеводород. В
прибрежных и мелководных районах повторное суспендирование частиц и их
осаждение на дно имеет даже более важное значение.
Как показали исследования, загрязненность донных отложений
углеводородами зависит также от ряда других природных факторов, в том числе
от сорбционной способности, в свою очередь обусловленной составом
(механическим, химико-минералогическим) и физическими свойствами донных
отложении.
Судя по проводившимся наблюдениям, в различных районах Каспийского
(западные побережья Среднего и Южного Каспия), Балтийского (Рижский залив)
и Белого морей (Онежский и Двинский залив) высокие концентрации НУ
соответствовали зонам наибольшей седиментации, а низкие, наоборот, зонам с
активным гидродинамическим режимом [5]. С другой стороны, прослеживается
возрастная приуроченность нефтяных загрязнений к современным осадкам,
представленным в исследованных районах различными песками - от
гравелистого до пылеватого, супесчаными и глинистыми илами и раковинным
детритом.
Как и следовало ожидать, наиболее загрязненными нефтью оказались
донные отложения исследованных районов Каспийского моря, а наименее -
Балтийского и Белого морей, что, несомненно, связано с неравномерным
объемом поступления углеводородов в эти моря.
В указанных районах по мере удаления от берега содержание нефти в
донных отложениях снижается, как правило, но не без исключения. На общем
фоне снижения загрязненности донных отложений выделяются отдельные участки
с более высоким содержанием. К ним относятся депрессионные участки рельефа
дна: места скопления загрязненных веществ и районы свалки грунта. В первом
случае это связано с общим направлением сноса осадков в пониженные участки
рельефа дна, во втором - с непосредственным сбросом грунтов, содержащих
нефтяные углеводороды.
Незначительная плотность современных отложений и гидродинамическая
активность способствуют загрязнению донных отложений по глубине. При этом в
присутствии нефти повышается связанность неуплотненных песков и илов,
уменьшается дисперсность и пористость, из-за чего часть донных отложений
преобразуется в прослой с высоким содержанием нефтяных углеводородов.
Как показали натурные исследования, способность донных отложений к
адсорбции нефти внутри каждого из гранулометрических типов, в свою очередь,
обусловлена также их дисперсностью плотностью и связанностью частиц. Так,
судя по полученным данным (Таблица №2), прослеживается заметная связь между
гранулометрическим составом донных отложений и содержанием углеводородов
сорбированных на них.
Содержание нефти в донных отложениях уменьшается от глинистых илов к
суглинистым и супесчаным и от пылеватых песков к крупным. При этом
увеличение содержания углеводородов в донных отложениях сочетается с
уменьшением их относительной плотности и увеличением дисперсности, несмотря
на общую для исследованных осадков значительную пористость и рыхлость.
Причиной повышенных концентраций в мелкодисперсных донных отложениях,
несомненно, является то, что они обладают большой сорбционной поверхностью,
а, следовательно, и способностью к удерживанию сорбированных веществ.
Однако в случае нарушенной структуры донных отложении, либо иного
воздействия, на условия залегания величины сорбции каждого из
гранулометрических типов могут значительно изменяться под влиянием
гидрометеорологических факторов (волнение, течение), дноуглубительных и
гидротехнических работ, что многократно наблюдалось в естественных
условиях.
Таблица № 2 Содержание углеводородов в различных типах донных
отложений
|Тип донных отложений|Кол-во |Среднее содержание |Предел колебаний |
| |определений |углеводородов, мг/г |углеводородов, |
| | |сухого грунта |мг/г сухого грунта|
|Ил глинистый |7 |6,6 |1,0-17,1 |
|Ил суглинистый |4 |1,5 |0,5-2,0 |
|Ил супесчаный |17 |0,9 |0,3-2,2 |
|Песок крупный |2 |0,2 |0,1-0,2 |
|Песок средний |2 |0,7 |0,1-0,7 |
|Песок мелкий |1 |2,2 |- |
|Песок пылеватый |2 |6,4 |3,8-8,9 |
2.5. Образование нефтяных комочков в воде
Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсии двух типов: прямые «нефть
в воде» и обратные «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные капельками
нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и особенно характерны для
нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. После удаления летучих и
растворимых фракций остаточная нефть чаще образует вязкие обратные
эмульсии, которые стабилизируются высокомолекулярными соединениями типа
смол и асфальтенов и содержат 50-80 % воды («шоколадный мусс»). Под
влиянием абиотических процессов вязкость «мусса» повышается и начинается
его слипание в агрегаты – нефтяные комочки размерами от 1 мм до 10 см.
Агрегаты представляют собой смесь высокомолекулярных углеводородов, смол и
асфальтенов. Потери нефти на формирование агрегатов составляют 5-10 %.
Высоковязкие структурированные образования – «шоколадный мусс» и нефтяные
комочки – могут длительное время сохраняться на поверхности воды,
переносится течениями, выбрасываться на берег и оседать на дно. Нефтяные
комочки нередко заселяются перифитоном (сине-зеленые и диатомовые
водоросли, усоногие рачки и другие беспозвоночные).
Соотношение всех процессов, способствующих удалению нефтяных
углеводородов из водной среды, изучено слабо. Вместе с тем установлено, что
именно активность бактерий определяет окончательную судьбу нефти в воде.
Раздел III. Биологические и физические изменения, обусловленные
загрязнением гидросферы нефтью
Эффекты влияния нефтяных загрязнений на жизнь океана до некоторой
степени спорны. Обычно мнение общественности единодушно в том, что эти
эффекты нежелательны, но из многочисленных отчетов, обзоров и материалов
конференций, посвященных этой теме, можно почерпнуть очень мало сходящихся
мнений. Эти расхождения можно объяснить тем, что исходные параметры
нефтяного пятна не приводятся при сравнении результатов измерений, не
сформулирована область применения данных по токсичности, полученных в
лабораторных условиях, отсутствует информация о составе нефти, размерах
пятна и других параметрах. Таким образом, выводы, сделанные в результате
исследований, необходимо рассматривать в большинстве случаев лишь как
предположительные, а также считать, что они являются скорее качественными,
чем количественными.
Некоторые из фракций, содержащихся в нефти, весьма токсичны, причем их
токсичность возрастает по мере увеличения концентрации этих фракций при
поглощении или растворении их в водной системе. Низкокипящие насыщенные
углеводороды и некоторые ароматические соединения (бензол и ксилол)
токсичны и в разной степени растворимы в воде. В состав высококипящих
фракций входят канцерогенные вещества, по-видимому, относящиеся к
полициклическим соединениям. Нефть сама по себе тоже токсична, но данных об
отравлении нефтью, попадающей внутрь организма немного. Нефть
эмульгируется, образующиеся эмульсии с разным содержанием нефти могут быть
| |  скачать работу |
Воздействие нефти на гидросферу земли |
