Курсовая работа (т): Екологічні проблеми Світового океану та способи їх вирішення

Екологічні проблеми Світового океану та способи їх вирішення

Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя

Природничо-географічний факультет

Кафедра географії

Курсова робота

Екологічні проблеми Світового океану та способи їх вирішення

студента Ільяша Григорія Анатолійовича

Науковий керівник Остапчук Валентина Володимирівна

Ніжин - 2014

ЗМІСТ

Вступ

Розділ 1. Джерела забруднення Світового океану

1.1 Забруднення нафтою та нафтопродуктами

.2 Вплив пестицидів

.3 Неорганічне забруднення та забруднення важкими металами

.4 Органічне забруднення

.5 Теплове забруднення

.6 Скидання побутових відходів

Розділ 2. Охорона та методи очищення Світового океану

2.1 Міжнародне законодавство з використання й охорони вод Світового океану

.2 Методи очищення вод Світового океану

Висновки

Список використаних джерел

ДодатОк

ВСТУП

Світовий океан має виняткове значення в життєзабезпеченні Землі. Океан - це "легені" Землі, джерело харчування населення земної кулі і зосередження величезних багатств корисних копалин. Але науково-технічний прогрес негативно позначився на життєздатності океану - інтенсивне судноплавство, активізація видобутку нафти і газу у водах континентального шельфу, скидання в моря нафтових і радіоактивних відходів призвели до тяжких наслідків: до забруднення морських просторів, до порушення екологічної рівноваги в Світовому океані.

Океан - колиска життя на Землі і домівка половини існуючих нині видів організмів. Але до чого ж нерозумно обходиться людина з цим безцінним скарбом. На сьогоднішній день, важлива роль у світі належить захисту Світового океану, способам вирішення екологічних проблем, запобігання його забрудненню.

У даний час перед людством стоїть глобальне завдання - терміново ліквідувати збитки, завдані океану, відновити порушену рівновагу і створити гарантії збереження його в майбутньому. Нежиттєздатний океан згубно позначиться на життєзабезпеченні всієї Землі, на долі людства. Знищення планктону, риб та інших мешканців океанських вод може призвести до негативних наслідків. Адже у Світового океану є загальнопланетарні функції: він є потужним регулятором вологообміну і теплового режиму Землі, а також циркуляції її атмосфери. Забруднення вод здатне викликати досить істотні зміни всіх цих характеристик, життєво важливих для режиму клімату й погоди на всій планеті. Симптоми таких змін спостерігаються вже сьогодні. Мертвий океан - мертва планета, а значить, і все людство.

Світовий океан кожен повинен цінувати, поважати й любити; необхідно прагнути дізнатися про нього якомога більше, тоді наше ставлення до цього дива природи буде усвідомленим і ми перестанемо вільно або мимоволі завдавати йому шкоди. Океан всього один, він належить усім і нікому. Єдиним способом боротьби з таким „вбивчим” відношенням до океану є усвідомлення людством його незрівнянної ролі в житті на планеті у цілому. З океану пішло життя на планеті, тож, можливо саме там може зародитися ще якась нова його форма. Але при такому відношенні до величі води нічого хорошого від океану для людини очікувати не доводиться.

Стан вод Світового океану сьогодні викликає велику тривогу. Тому я обрав саме цю тему курсової роботи.

Об’єктом дослідження даної курсової роботи є Світовий океан, предметом - особливості та закономірності забруднення акваторії Світового океану.

Мета дослідження - вивчити причини та фактори, що спричиняють забруднення океану та знайти шляхи вирішення цих проблем.

Мета дослідження передбачає постановку і вирішення таких головних завдання:

проведення аналізу основних джерел забруднення Світового океану;

вивчення способів очищення Світового океану;

розробка системи заходів з охорони багатств Світового океану.

Вивчення екологічних проблем та способів їх вирішення було реалізовано за допомогою системи загальнонаукових та спеціальних методів дослідження, як то: системного аналізу, класифікацій, картографування та використання статистичних даних з екологічних довідників.

1. ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕННЯ СВІТОВОГО ОКЕАНУ

.1 Забруднення нафтою та нафтопродуктами

Нафта і нафтопродукти є найбільш розповсюдженими забруднюючими речовинами у Світовому океані. До початку 80-х років в океан щорічно надходило близько 16 млн т нафти, що складало 0,23 % світового видобутку. Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів добутку. Аварійні ситуації, скидання за борт танкерами промивних та баластних вод - все це обумовлює наявність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів.

Аварії та викиди на підводних нафтопроводах відбуваються регулярно. У більшості випадків їх масштаби досить обмежені. Проте навіть якщо викид невеликий, він здатен завдати серйозної шкоди, оскільки викид нафти відбувається впродовж тривалого періоду часу.

До недавнього часу найбільшою аварією такого роду вважалася аварія в затоці Гуанабара (Бразилія, 2000 р.), у результаті якої вилилося 1,3 тис. т нафти. Слід також пригадати вибух нафтової платформи «Deepwater Horizon» («Глибоководний горизонт») 20 квітня 2010 року, який стався за 80 км від узбережжя штату Луїзіана в Мексиканській затоці, що переріс у техногенну катастрофу спочатку локального, а потім і регіонального масштабу з негативними наслідками для екосистеми на десятиліття вперед. На сьогодні ця катастрофа визнана найбільшим виливом нафти у відкритий океан в історії США. Всього на момент аварії на буровій платформі зберігалося 2,6 мільйони літрів дизельного пального. Виробнича потужність платформи складала 8 тис. барелів на добу. Платформа затонула 22 квітня після 36-годинної пожежі, якій передував потужний вибух. Після вибуху та затоплення нафтова свердловина була пошкоджена, і нафта з неї почала потрапляти у води Мексиканської затоки. Нафтова пляма окружністю 965 км наблизилася на відстань приблизно 34 км до узбережжя штату Луїзіана. Аварійні служби США швидко відреагували та розпочали процес контрольованого випалювання нафтової плями. За оцінками спеціалістів, у Мексиканську затоку виливалося близько 700 т нафти щодоби. У товщі вод Мексиканської затоки знайдено плями нафти - одна пляма довжиною 16 км і товщиною 90 м на глибині 1300 м [2-4].

Міжнародна Федерація Власників Танкерів (International Tanker Owners Pollution Federation) відзначає, що за останні десятиліття кількість катастроф танкерів, результатом яких став вилив нафти, знижується. Так у 1970-ті роки було відмічено 252 такі аварії (враховувались лише ті аварії, в результаті яких в океан потрапило більше 700 т нафти та нафтопродуктів); у 1980-ті роки - 93; у 1990-ті- 78; з 2000 до 2006 року таких аварій було лише 17. У результаті пробою корпусів у 1970-ті роки в океан потрапило 3,14 млн т нафти; в 1980-ті - 1,17 млн т; у 1990-ті - майже 1,14 млн т, а в 2000-ні - близько 170 тис. т. Частково це пов’язано з тим, що танкерний флот був оновлений, нові танкери часто використовують подвійний корпус (у 2005 році 75 % кораблів світового танкерного флоту було виготовлено за цією технологією) для попередження розливу нафти [6].

Великі маси нафти надходять до моря через річки з побутовими та зливними стоками. Об'єм забруднень через це джерело складає 2,0 млн т/рік. Зі стоками промисловості щорічно потрапляє 0,5 млн т нафти. Потрапляючи у морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, утворюючи шари різної потужності.

Нафта утворює на поверхні води плівку товщиною лише в 0,001 см (кожна крапля нафти покриває непроникною плівкою 20 кв. м поверхні). Це різко скорочує газо- і водообмін між океаном і атмосферою, губить мікроорганізми, рибу, морських птахів. У плівці накопичуються іони важких металів, пестициди та інші шкідливі речовини .

Аналіз джерел та форм нафтових забруднень дозволив встановити, що в загальній кількості надходжень: -23 % складають скиди із суден у море промивних і баластних вод, тобто забруднення, пов’язані з нормальною експлуатацією суден; -17 % припадає на скиди нафти та нафтопродуктів в портах чи припортових акваторіях, включаючи втрати при завантаженні бункерів наливних суден; в цих забрудненнях утворюються плівки на поверхні моря, присутня емульгована форма нафти та розчинена, у дуже незначних кількостях;

% потрапляє з берега разом з промисловими відходами та стічними водами, що містять емульговану, розчинену та плівкову нафту;

% приносять стоки у вигляді емульгованої, розчиненої та плівкової нафти;

% пов'язано з катастрофами суден, бурових платформ у морі, коли утворюються суцільні поля, плівки з емульгованої чи розчиненої нафти;

% дає буріння на шельфі, ці забруднення складаються з емульгованої, розчиненої та плівкової нафти;

% припадає на нафту, що надходить з атмосфери в розчиненому та газоподібному стані;

% приносять річкові води, що містять нафту у всій її різноманітності форм.

Останні два джерела є «транспортерами»: вони сумують нафтові забруднення від різноманітних об’єктів, розташованих далеко від моря (повітряні маси - із забруднених міст по шляху слідування, річки - зі свого басейну), та виносять їх в океан [5].

У природних умовах до Світового океану нафтопродукти надходять із таких джерел:

- надходження з континентів зі стоками (приблизно 2 млн т/рік);

- надходження з атмосфери (приблизно 0,3 млн т/рік);

- природний витік із надр (приблизно 0,3 млн т/рік);

- буріння на шельфі (приблизно 0,05 млн т/рік);

- викиди із суден і аварійні викиди.

Велику шкоду морським екосистемам завдають морські перевезення. Танкерами перевозять щорічно близько 2 млрд т нафти та нафтопродуктів. Розлив нафти найчастіше відбувається з вини самої людини. Але усвідомлення цього не робить проблему менш значущою - небезпека настільки велика, що необхідно постійно стежити за станом перевезення та безпекою цистерн, що містять нафтопродукти різного ступеня переробки. Втрати відбуваються навіть за безаварійної роботи морського транспорту. Але під час аварій, коли може розливатися до 40-50 тис. т нафти, уражається поверхня площею близько 100 км².

За останні 30 років, починаючи з 1979 року, пробурено більше 3500 свердловин у Світовому океані. Через незначні втрати щорічно виливається 0,1 млн т нафти (невеликі аварії та виливи - їх причинами можуть бути, наприклад, бензобак на катері, що протікає, чи неадекватно працюючі очисні споруди). Великі маси нафти надходять до океану через річки з побутовими та зливними стоками. Об'єм забруднень через це джерело становить 2,0 млн т/рік. Зі стоками промисловості щорічно потрапляє 0,5 млн т нафти.

Як з’ясувалося, найбільш забрудненими нафтою та нафтопродуктами ділянками океану є моря: Норвезьке, Північне, Південно-Китайське і Східно-Китайське. Це пояснюється тим, що в їх водах зосереджена безліч нафтових платформ, активно ведеться рибний лов, а також сюди впадають сильно забруднені річки. Ненабагато чистіше і Середземне і Японське моря, а також прибережні води східній частині США. Тут берегові лінії густонаселених і багато судноплавних шляхів.

Рис. 1.3. Основні райони забруднені нафтою та нафтопродуктами

Цікаво простежити за трансформацією нафтових забруднень та зміною форм існування нафти при переході з одного середовища в інше. Кожна з форм нафти по-своєму впливає на фізичні, хімічні та біологічні процеси, що протікають у водному середовищі, на межі середовищ та на гідрохімічних бар'єрах, має властивий тільки їй механізм трансформації, біологічного та хімічного окислення.

Кількісне співвідношення в морі міграційних видів нафти визначається не тільки формою її надходження, але і властивостями самої нафти, гідрологічним режимом моря, рівнем та характером фонового забруднення, концентрацією в нафті та у воді поверхнево-активних речовин. Це співвідношення не залишається постійним у просторі та часі. Тим не менше, домінуючою формою нафти в об'ємі вод є емульгована. Не складають винятку і райони аварійних розливів нафти та нафтопродуктів [2].

Емульгована у морській воді нафта частіше всього утворює емульсії зворотного типу (вода у маслі), оскільки високомолекулярні сполуки, що містяться в нафті (смоли, асфальтени та ін.), є стабілізаторами саме такого типу емульсій. Ці ж з'єднання сприяють створенню високов'язких структурованих утворень, таких як «шоколадний мус» та «смоляні кульки». Вони здатні тривалий час зберігатись на поверхні моря, переноситись течіями, викидатись на берег чи осідати на дно. Стійкості цих форм нафтового забруднення морського середовища сприяють мікроорганізми, що заселяють нафтові агрегати. Смоляні утворення доволі широко поширені у поверхневих водах Світового океану, але особливо часто вони зустрічаються в гідродинамічно спокійних зонах та по основних трасах нафтоперевезень.

Останнє пояснюється тим, що іноді смоляні грудки формуються безпосередньо в танкерах під час їх очищення. Наприклад, смоляні грудки були виявлені на дні танків та у скидних промивних водах при очистці танкерів, що перевозили нафту з підвищеним вмістом високомолекулярних вуглеводнів, механічних домішок, у тому числі продуктів карбонізації - карбонів та карбоїдів. Вони виникають у нафті, коли її багаторазово підігрівають перед відкачуванням чи довгий час не зачищають танки.

Смоляні грудки утворюються і в результаті природної трансформації нафти під впливом фізико-хімічних, механічних та інших процесів, що протікають у морському середовищі. Для природної трансформації вагомі властивості самої нафти. Так, нафта Ель-Брега (Лівія) з невеликим вмістом асфальтенів легко втрачає леткі компоненти та не утворює стійких емульсій. Навпаки, нафта з Гочсарана (Іран) утворює емульсії досить стійкі та схильні до карбонізації. Це пояснюється тим, що у важких високосмолистих нафтах асфальтени знаходяться у колоїдному стані та являють собою дисперсну фазу, розподілену в летких вуглеводнях та смолах. При поступовому накопиченні може бути досягнута критична концентрація асфальтенів, в результаті чого вони починають випадати у вигляді крупнодисперсного твердого осаду, утворюючи смоляні грудки. Асфальтени та карбоїди інтенсивно виділяються, коли з’єднуються різні за складом нафтопродукти, оскільки при цьому змінюється стійкість часток.

З метою попередження забруднення Світового океану нафтою перш за все необхідно вдосконалювати технологічні процеси добування, транспортування, зберігання, переробки, застосування нафти чи нафтопродуктів, виключити скид стічних вод, у склад яких входить нафта.

Ще одним згубником океану є пестициди. Їх світове виробництво досягає 200 млн т на рік. Відносна хімічна стійкість, а також характер поширення сприяли їхньому надходженню в океан у великих обсягах. Постійне накопичення у воді хлорорганічних речовин являє серйозну загрозу для життя людей.

У відкриті водойми вони можуть потрапляти зі стічними водами підприємств, які їх випускають, при авіаційній та наземній обробці сільськогосподарських угідь і лісів, з дощовими та талими водами, а також при безпосередній обробці відкритих водойм для знищення водоростей, молюсків, переносників захворювань людини і тварин, бур'янистих рослин.

Пестициди становлять групу штучно створених речовин, що використовуються для боротьби з шкідниками і хворобами рослин. Пестициди діляться на наступні групи:

) інсектициди - для боротьби з шкідливими комахами;

) фунгіциди й бактерициди - для боротьби з бактеріальними хворобами рослин ;

) гербіциди - проти бур'янів.

Встановлено, що пестициди знищуючи шкідників, завдають шкоди багатьом корисним організмам і підривають здоров'я біоценозів. У сільському господарстві давно вже стоїть проблема переходу від хімічних ( забруднюючих середовище) до біологічних (екологічно чистих) методів боротьби зі шкідниками.  В даний час більше 5 млн т пестицидів надходить на світовий ринок. Близько 1,5 млн т цих речовин уже ввійшло до складу наземних і морських екосистем еоловим і водним шляхом. Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води.