Введение
Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное многостороннее воздействие. На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на гидросферу, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, очевидно необходимы новые подходы, экологизация мышления, осознание реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и ее, составляющих. В полной мере это относится к осознанию такого страшного зла, каким является в наше время загрязнение и истощение вод. Мы ошибочно полагали, что в распоряжении человечества находятся неисчерпаемые запасы пресной воды и что они достаточны для всех нужд. Следует повторить еще раз, что это было глубоким заблуждением. Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит нечто худшее – недостаток чистой воды.
Общая характеристика морей России
Окисление океана как следствие загрязнения
Сжигание ископаемого топлива загрязняет не только атмосферу, но и океан. Мировой океан поглощает до четверти всех антропогенных выбросов углерода, что изменяет рН поверхностных вод и приводит к окислению моря.
Эта проблема обостряется – океаны сейчас окисляются быстрее, чем примерно за последние 300 миллионов лет. Подсчитано, что к концу этого века, если мы будем идти в ногу с нашей нынешней скоростью выбросов, поверхностные воды океана могут стать почти на 150 процентов более “кислыми”, чем сейчас.
Что происходит, когда нарушаются биохимические процессы в океане? – Идут изменения в морских экосистемах и прибрежной экономике, которые зависят от них.
Для начала возьмём рифы и моллюсков. Чтобы построить свои раковины и скелеты, таким существам, как мидии, моллюски, кораллы и устрицы, требуется карбонат кальция (то же соединение, что и в мелу и известняке). Но уровень карбоната в океане снижается, когда повышается кислотность, угрожая выживанию этих животных. Двустворчатые моллюски находятся в начале пищевой цепочки, поэтому повышение окисление океана негативным образом влияет на рыб, морских птиц и млекопитающих. Более кислые воды также способствуют обесцвечиванию коралловых рифов и затрудняют некоторым видам рыб распознавание хищников, а другим – охоту на добычу.
Виды загрязнений
Выделяют несколько факторов риска, приводящих к загрязнению гидросферы.
Все отходы можно условно поделить на:
- механические — мусор, пластик;
- тепловые — тепло, вырабатываемое электростанциями;
- химическое — следствие выброса отходов от предприятий;
- радиоактивное;
- биологическое — опасными микробами и вирусами.
Тяжёлыми металлами
Загрязнение воды тяжёлыми металлами, в том числе ртутью, — одна из главных проблем промышленности.
Основными источниками опасного мусора являются предприятия авто- и металлургической промышленности.
| Элемент | Содержание металлов (мкг/л) | |
| Морская вода | Речная вода | |
| Ртуть | 0,03 | 0,03-2,8 |
| Медь | 3,0 | 1,0-20,0 |
| Свинец | 0,03 | 1-23,0 |
| Железо | 10,0 | 10,0-67,0 |
| Мышьяк | 10,0 | 30,0-64,0 |
Попадая в организм, тяжёлые металлы и их соединения вызывают сильнейшую интоксикацию. В большой концентрации они приводят к массовой гибели людей и животных.
Радиоактивными веществами
Загрязнение воды радиоактивными веществами стали отмечать сравнительно недавно, но уже сейчас эта проблема стала масштабной. В ходе работы предприятий вырабатываются радиоактивные изотопы, которые попадают в воду. Местные водоёмы и реки часто используются для охлаждения ядерных реакторов.
Основные источники загрязнения:
- АЭС;
- ядерные испытания;
- корабли, работающие на ядерном топливе.
Употребление заражённой воды приводит к развитию онкологии, появлению «сломанных» генов, мутациям.
Распространение радиоактивной воды в следствие действия Фукусимы.
Яркий пример такого загрязнения — Фукусима. Под деактивированной станцией находится 360 тонн радиоактивной воды, которая попадает в океан из-за постоянных утечек.
Неорганические загрязнения
Неорганические загрязнения — это щелочи и кислоты. Они напрямую влияют на качество воды, делая её непригодной к употреблению.
Источники загрязнения:
- выброс отходов предприятий в реку;
- аварии на заводах;
- аварии на подземных шахтах.
Такие утечки приводят к серьёзным последствиям — массовой гибели флоры и фауны, отравлениям людей.
Канализации
Канализационные отходы попадают в стоки, после чего накапливаются и сбрасываются в местные водоёмы. В такой воде есть не только отходы жизнедеятельности организма, но и опасные химикаты.
Попадая в воду, они приводят к отравлению и серьёзным заболеваниям. Заражённая вода — переносчик малярии, дизентерии, брюшного тифа, паразитов.
Она является прекрасной средой для размножения бактерий и вирусов.
Удобрения
Сельскохозяйственная деятельность также вносит свой вклад в загрязнение гидросферы. В воду попадают нитраты, фосфаты и пестициды, которые должны были бороться с сорняками.
Зачастую утечку удобрений в воду видно невооруженным взглядом — она меняет свой цвет.
Это приводит к интенсивному росту сине-зелёных водорослей, которые уничтожают других представителей подводной флоры и фауны.
В такой среде не могут жить рыбы, что приводит к отсутствию пищи для животных. Вода, загрязнённая удобрениями, со временем превращается в болото.
Причины загрязнения
Экологические катастрофы
В океанах часто случаются аварии с крупными танкерами и другими судами, в результате которых происходят локальные экологические катастрофы. Все вместе это наносит большой ущерб не только морям и океанам, но и всей окружающей природной среде. За последние десятилетия было зафиксировано несколько масштабных катастроф. В 1967 г. у побережья Англии после крушения американского танкера «Торри Каньон» разлилось около 120 тысяч тонн нефти. В 1989 году танкер «Экссон Вальдес» сел на мель около Аляски, в результате чего разлилось почти 50 тысяч тонн нефти. Образовавшееся нефтяное пятно разлилось вдоль побережья на 1600 км. В 1990 г. из-за войны в Кувейте 1,5 миллиона тонн нефти было разлито в Персидском заливе, пятна также покрыли 600 км² побережья. В 2010 г. в США произошла авария на нефтяной платформе Deepwater Horizon. Разлив нефти покрыл более чем 75 тыс. км2 водного пространства.
Сточные воды
Этот вид загрязнения Мирового океана является одним из основных, и представляет отходы металлургических и химических предприятий, целлюлозных и текстильных фабрик, комплексов сельскохозяйственной продукции. Поначалу из-за огромных размеров океана этот фактор не оказывал особого влияния, но со временем стал наносить значительный ущерб. Во многих регионах мира сточные воды попадают в океан без процесса фильтрации. Например, в Средиземноморье около 80% городских сточных вод попадают в море без обработки. Они способствуют процессу эвтрофикации и являются причиной различных заболеваний.
Металлы и химикаты
Водная система Земли сильно страдает от выбросов тяжелых металлов, причем содержание этих элементов в Мировом океане значительно выросло в последние годы. Наиболее опасными веществами являются свинец, хром, медь, никель, мышьяк. Ежегодно в результате природных процессов и антропогенного влияния в океан попадает до 650 тысяч тонн свинца. Количество металлов в океане благодаря принимаемым мерам стало уменьшаться, но присутствие мышьяка только возрастает.
Химические вещества попадают в воду в процессе их производства, использования или удаления. Они также могут попасть туда в результате случайных утечек или возгорания материалов, содержащих эти химикаты. Химикаты способны распространяться на большие расстояния благодаря общей циркуляции водных масс Мирового океана. Ранее среди людей было распространено мнение о том, что океан настолько велик, что все загрязняющие вещества постепенно будут разбавлены до безопасного уровня и рассеяны по нему. На самом деле химикаты никуда не исчезли и продолжают находиться в океане, отравляя жизнь морских обитателей.
Воздействие на экосистемы
Реакция океанических экосистем на внесение загрязняющих веществ различна. При увеличении концентрации данных веществ, если они не имеют природных путей утилизации, вначале наблюдается увеличение био продуктивности экосистемы, но при дальнейшем увеличении концентрации этих веществ происходит падение биологической продуктивности. В конечном итоге это может привести к гибели экосистем. Вследствие большой зависимости океанской экосистемы от крупномасштабной циркуляции даже незначительное локальное загрязнение способно вызвать негативные последствия, которые получат глобальный характер в Мировом океане.
Цветение воды
Выбросы промышленных отходов приводят к появлению большого количества микроорганизмов, являющихся причиной размножения водорослей. Цветущий планктон способствует массовой гибели морских животных, так как активно потребляет растворенный в воде кислород и выделяет токсичные вещества. Массовое размножение фитопланктона может быть заметно из космоса в виде полос или пятен на морях и океанах. Фитопланктон служит индикатором неутешительного экологического состояния водных масс.Увеличение его массы грозит снижением способности к саморегулированию экосистем.
Загрязнение пластмассовыми отходами
Распространение пластикового мусора на поверхности вод – серьёзная проблема, поскольку он плохо подвержен биологическому разложению. Многие морские животные и птицы заглатывают пластиковый мусор, что может привести к их гибели.В океанах уже довольно давно существуют огромные скопления мусора. Яркий пример – Большое тихоокеанское мусорное пятно в северной части Тихого океана. Несмотря на свои размеры и значительную плотность, пятно не видно на спутниковых фотографиях, поскольку оно состоит из мелких частиц.
Презентация на тему: » Загрязнение мирового океана » — Транскрипт:
1
Загрязнение мирового океана Презентацию выполнила студентка группы СП1П Халтурина Елена Презентацию выполнила студентка группы СП1П Халтурина Елена
2
Загрязнение мирового океана-это попадание различных загрязнителей в воды рек, озер, подземные воды, моря и океаны. Происходит при прямом или непрямом попадании загрязнителей в воду в отсутствие адекватных мер по очистке и удалению вредных веществ.
3
В течение последних нескольких десятков лет происходит загрязнение океанов и морей такими вредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы и другие вредные вещества.
4
Нефть и нефтепродукты В Мировой океан ежегодно поступает в среднем млн т нефтепродуктов. Нефтяное загрязнение опасно по двум причинам: во-первых, на поверхности воды образуется пленка, лишающая доступ кислорода к морской флоре и фауне; во-вторых, нефть сама по себе является токсичным соединением. При содержании нефти в воде мг/кг гибнут планктон и мальки рыб.
5
Настоящими экологическими катастрофами являются крупные разливы нефти при разрыве трубопроводов и крушении супертанкеров. Только одна тонна нефти может покрыть пленкой в 12 км 2 поверхности моря. В 2010 г. в результате аварии на нефтяной платформе за 3 месяца проведения восстановительных работ в Мексиканский залив вылилось 4 млн баррелей нефти. На восстановление пострадавших прибрежных морских экосистем потребуется как минимум 15 лет.
8
Тяжелые металлы К опасным химическим веществам, способным нарушить экологический баланс, относятся и такие тяжёлые металлы, как кадмий, никель, мышьяк, медь, свинец, цинк и хром. Согласно подсчётам только в Северное море ежегодно сбрасывается до т этих металлов. Губителен для морских обитателей и ТБТ, широко применяемый для покраски килей кораблей и препятствующий их обрастанию ракушками и водорослями. Доказано, что ТБТ изменяет пол самцов трубачей (вид ракообразных); в результате вся популяция состоит из женских особей, что исключает возможность размножения.
10
Пластмассовые отходы Скопления отходов из пластмасс образуют в Мировом океане под воздействием течений особые мусорные пятна. Мусорные круговороты в основном состоят из пластиковых отходов, образующихся в результате сбросов из густонаселённых прибрежных зон континентов. Руководитель морских исследований Кара Лавендер Ло из Ассоциации морского образования (Sea Education Association; SEA) возражает против термина «пятно», поскольку по своему характеру это разрозненные мелкие куски пластика. Пластиковый мусор опасен ещё и тем, что морские животные, зачастую, могут не разглядеть прозрачные частицы, плавающие по поверхности, и токсичные отходы попадают им в желудок, часто становясь причиной летальных исходов.
14
Сoциальна реклама, направленная против использования пластика
19
Последствия, к которым ведёт расточительное, небрежное отношение человечества к Океану, ужасающи. Охрана океана является одной из глобальных проблем человечества. Мертвый океан — мертвая планета, а значит, и все человечество.
20
Время, необходимое для разложения различных видов отходов в океане
22
Спасибо за внимание!
Пути решения
Об охране океана сегодня речь уже не идет. Глобальной задачей цивилизации считается незамедлительное очищение Мирового океана от водосборных фрагментов и мусорных масс. Серьезное загрязнение его вод и уменьшения ресурсности стало очевидным в последний период Холодной войны.
С 70 годов XX века работают различные региональные программы, объединяющие более 150 стран, обеспечивающие защиту вод морей и океанов.
В 1982 году на конференции ООН была принята конвенция по морскому праву.
Основные направления работы:
- регулирование рационального использования водных запасов,
- разработка, освоение и внедрение механизма охраны природных ресурсов,
- активная природоохранная деятельность,
- международное сотрудничество по вопросам борьбы с загрязнением вод.
Для решения проблемы загрязнения Мирового океана в 1992 году были приняты конвенции, регулирующие работу по охране и очищению вод Атлантики и Черного моря.
В 1993-1996 годах были подписаны международные соглашения, запрещающие сброс в воды Мирового океана радиоактивных отходов.
1998 год был объявлен ЮНЕСКО Годом Океана. В этот период проводилось масштабное его изучение, чтобы найти эффективные пути ликвидации негативных последствий загрязнения вод.
В настоящее время также ведется активная работа по поиску способов очистки вод Океана и спасению экосистем.
Главные пути решения проблемы:
- усовершенствование технологий добычи и перевозки нефти,
- уменьшение концентрации углекислого газа в атмосфере,
- создание морских парков для защиты биоразнообразия,
- разработка и массовое использование экологического топлива,
- строительство мусороперерабатывающих заводов в прибрежных зонах,
- минимизация применения военного гидролокатора, который вредит млекопитающим и может даже убить китов,
- сокращение разрушительных методов рыболовства, такие как траление,
- принимать действенные меры, чтобы уменьшить количество рыбы, пойманной случайно,
- поиск ресурсосберегающих технологий.
Поскольку проблемы океанов начинаются на суше, и возникают, в основном, по вине человека, не просто смотрите телевизор и утирайте слезы, глядя на изображения с залитыми нефтью птиц и покрытых мусором пляжей. Примите личное участие, узнайте больше о борьбе с загрязнениями, рассмотрите возможность сделать свое личное, минимальное вложение и потратить время на «зеленые» дела от организаций, которые защищают океан.
Пути решения
Самоочищение воды
Океан обладает способностью к восстановлению баланса экосистемы. Но в век технического прогресса человек слишком активно ведет свою деятельность. Водный слой планеты не успевает обновляться собственными силами.
- Механизмы фильтров – в водной среде живет большое количество микроорганизмов, водных растений, задача которых – задерживать биогены, поллютанты и другие вредные вещества. Они сорбируют опасные соединения во взвешенные частицы, в результате последние оседают на дне, не представляя опасность окружающей среде.
- Механизмы переноса – опасные и токсичные вещества проходят процесс испарения, перемещаясь вместе с осадками в другую экосистему – на землю.
- Механизм расщепления – в результате участия в различного рода процессах. На выходе опасное соединение распадается на безопасные компоненты.
Очистка воды человеком
Очистные сооружения
Понимая важность очистных мероприятий, человек старается возвращать природе воду если не в первозданном виде, то хотя бы приближенной к тому составу. Промышленные предприятия ставят очистные сооружения, позволяющие отфильтровать из сточных вод вредные соединения
Применяется очистка сбросов высокоактивными симбиотическими иловыми культурами, этот метод универсален и дает хороший результат. Фильтровальные станции, аэрационное оборудование – все это востребовано.
Минимизация использования пластика
Растут экологические стандарты, которые ставят в приоритет использование экологически чистых материалов, не несущих вреда окружающей природе. Пластик разлагается очень медленно, поэтому многие передовые предприятия активно ищут ему замену.
Охрана от нефтепродуктов
Большое количество нефтепродуктов, попадающих в океан, в первую очередь загрязняет береговую линию. В худшую сторону меняя качество жизни граждан, проживающих в населенных пунктах на побережье.
Современные достижения позволяют решить проблему.
- Механический сбор – насосами собирают нефтяную пленку;
- Физико-химический – сорбенты растворяют нефтепродукты или образуют твердые частицы, которые оседают на дне, метод не позволяет очистить воду от опасных соединений;
- Биологический – в результате внедрения в нефтяное пятно активных микроорганизмов происходит процесс полного разложения масляного пятна на безопасные составляющие.
Ограничение промышленных выбросов
Новые технологии позволяют внедрять безопасное производство, реализовывая технологию «нулевого выброса». Подобное применяется в Арктике на платформе «Приразломная». Твердые отходы доставляются на сушу и утилизируются. Газ используется как источник для получения энергии для работы платформы.
Законодательные меры борьбы с загрязнением
Правительство России разработало комплекс мер по охране вод и недопущению загрязнения морей.
В стране запрещено открытие нового производства, если оно не соответствует нормам экологии и действующим стандартам. Действующие предприятия проводят модернизацию с учетом экологических норм и стандартов.
Ни один закон не поможет спасти водный мир без инициативы человека. Большую работу ведут мировые природоохранные организации, многие из них разработали программы, которые предусматривают сохранение биологического разнообразия мирового океана.
Причины экологических проблем
Загрязнение мировых вод радионуклидами
Остро стоит проблема загрязнения вод Мирового океана. Кратко перечислим самые опасные радионуклиды, попадающие в него: цезий-137; церий-144; стронций-90; ниобий-95; иттрий-91. Все они обладают высокой биоаккумулирующей способностью, переходят по пищевым цепочкам и концентрируются в морских организмах. При этом создается опасность как для человека, так и для гидробионтов.
Акватории арктических морей подвергаются сильным загрязнениям различных источников поступления радионуклидов. Люди беспечно сбрасывают опасные отходы в океан, тем самым превращая его в мертвый. Человек, наверно забыл, что океан — это главное богатство земли. Он обладает мощными биологическими и минеральными ресурсами. И если мы хотим выжить, необходимо срочно принимать меры по его спасению.
Как бороться с проблемой
Все обеспокоены ситуацией с загрязнением морей. Развитые страны активно разрабатывают меры защиты океана. В некоторых государствах на законодательном уровне закреплен стандарт качества воды. Фирма вынуждена платить штраф, если сбросы не соответствуют норме. В других странах существует налог на загрязнение. Предприятия должны платить проценты с прибыли пропорционально их вкладу в порчу воды. Это работает в теории, но на практике законы себя не оправдывают. Люди отказываются подчиняться, отсутствует необходимый инструмент для определения качества воды – все эти факторы препятствуют введению штрафов.
Успехи в борьбе с пластиковыми отходами в 2018 году
Весь мир активно ищет пути очищения воды от мусора. Так как самым большим загрязнителем мирового океана является пластик, масса сил и ресурсов направлено на борьбу с этим веществом. В Нидерландах создана организация «The Ocean Clenup». Она разрабатывает технологии для удаления пластиковых отходов из океанических вод.
Основана организация в 2012 году. За это время было сделано множество разработок и открытий. Чтобы бороться с загрязнением, компания создала специальную ловушку в форме буквы U. «The Ocean Clenup» считает, что устройство способно удалить более 50 млн тонн отходов в год. Основатель организации отметил, что в испытаниях скорость ловушки достаточна, чтобы перегнать пластик. Машина способна самостоятельно менять направление и темп в зависимости от ветра и течения. Но нельзя рассуждать об эффективности устройства с полной уверенностью до его помещения в мусорное пятно.
Во время последнего тестирования машина потеряла весь двухнедельный «улов». Испытатели решили не возвращать ее на экстренный ремонт и теперь выясняют, почему произошла поломка. Хотя проблема загрязнения океана пластмассой все еще не решена, голландцы тоже уверенно двигаются в этом направлении.
Еще один способ борьбы с глобальной проблемой человечества – накоплением пластиковых отходов. Он состоит в минимизации потребления этого сырья. В странах Европейского Союза было принято решение запретить использовать пластиковые изделия к 2021 году. Такие радикальные перемены на западе – это верное направление того, к чему должны стремиться остальные.
Но в корне это не улучшит состояние аква среды, так как практически весь пластик попадает в океан из водоемов, рек и озер азиатских стран.
Мероприятия по борьбе с нефтяными отходами
В 1950-х годах в Великобритании прошла конференция, на которой была поставлена цель разработать способы по охране морей от нефтепродуктов. Позже в Женеве приняли конвенцию, расширяющую установленные ранее в Лондоне правила. Они вынудили каждую страну мира узаконить ряд постановлений, согласно которым запрещено загрязнять водную среду нефтью. В 1970-х годах под пристальный взор Лондонской конференции попало судоходство. Решено, что все корабли при заходе в порт должны быть проверены на предмет наличия сертификата. В нем указывают, что корпус и все механизмы полностью исправны, повреждения отсутствуют. Для проверки создали отдельную инспекцию.
Роль России в загрязнении мирового океана определяется активной нефтепереработкой на ее территории. Поэтому в стране ищут способы улучшить состояние водной системы. В Российской академии наук разработали метод очищения танкеров. Суть состоит в том, что в воду добавляют специальное вещество. Оно адсорбирует жидкость непосредственно на судне.
А оставшаяся нефть доступна для дальнейшего использования. Для предотвращения утечки черного золота с танкеров, совершенствуют их корпус. Благодаря двойному дну при его повреждении сырье не вытечет, так как будет сдержано второй оболочкой. Если случайный слив все же имел место, существуют плавучие механизмы, собирающие нефть.
В Японии разработали уникальное устройство для сбора вылившегося в океан сырья. Сущность загрязнения акватории нефтепродуктами заключается в образовании на воде плотной пленки. Изобретение японцев создано для того, чтобы адсорбировать ее и превратить в густую смесь, которую просто удалить. Интересный факт: основным компонентом реактива является обычная рисовая шелуха. Новый метод устранения нефтепродуктов продемонстрировали на примере Атлантического океана. Исследователи опустили керамическую пластинку на глубину и присоединили к ней акустическую.
Включается вибрация, которая заставляет нефть собирать в толстый слой над пластинкой. К устройству подведен ток. После его включения фонтан нефти поджигается и вредное сырье сгорает.
Законодательная охрана морей
В мировом масштабе проблема решается на законодательном уровне. Во Франции создан закон, который регламентирует местонахождение водосбрасывающих и водосборных механизмов на территории предприятий. Прибрежная зона в этой стране под охраной береговых вертолетов с полицией, которые следят за тем, что сбрасывают танкеры и в каком количестве, предотвращая загрязнение моря с судов.
В Швеции придумана технология, по которой резервуары для отходов на судах метят особыми изотопами. Если произойдёт несанкционированный слив, легко определить виновника и наказать за причинение вреда экологии.
Конвенции по этому вопросу, открытые на собрании ООН:
Результаты засорения водных ресурсов
Два десятилетия назад карта загрязнения моря в России была представлена изолированными островами на просторах чистой воды. С выявлением нефтяных месторождений на шлейфах участились случаи техногенных аварий, следствием которых является образование сплошных масляных пленок с толщиной слоя до 10 см. Впоследствии масло превращается в эмульсию, комочки, которые плавают на поверхности воды. Мелкие живые организмы прикрепляются к фракциям мазута, а рыба и киты поедают ядовитое лакомство.
Последствия загрязнения окружающей среды сказываются на живых обитателях морей. Нарушаются процессы дыхания, роста и размножения, изменяются организмы. Наличие органических соединений и азотсодержащих отходов в резервуаре приводит к быстрому росту и цветению водорослей, недостатку солнечного света и кислорода в толще воды.