Обычные транспортные перевозки.

Приведённые данные говорят о том, что основная доля загрязнений приходится на транспортировку. Это не удивительно, поскольку основные нефтедобывающие области расположены на значительном расстоянии от главных районов потребления и переработки. В настоящее время в год транспортируется более 1 миллиарда тонн нефти. Однако, часть нефти (до 0,5%) выбрасывается в океан более или менее легально: в результате сброса промывочных и балластных вод в океан.

После разгрузки пустой танкер заполняется морской водой для стабилизации балласта на обратном пути. Морская вода образует эмульсию с оставшейся частью нефти в танкере. Содержащий нефтепродукты балласт сливается с танкера недалеко от порта назначения. Аналогично освобождаются от балласта и другие типы судов.

Такая вода, загрязнённая нефтью, сбрасывается в специальных зонах открытого моря, которые оговорены международными соглашениями. Но часто эти операции совершаются недалеко от побережья в нарушение всех соглашений.

Около половины потерей при транспортировке следует отнести к очистке танкеров и сбросу балласта. Следует заметить, что 80% танкерного флота пользуются системой контрольных мероприятий LOT для уменьшения количества нефти, попадающей в океан в результате сброса балласта. При этом на оставшиеся 20% танкеров приходится 70% всего загрязнения моря.

Упомянутая система LOT отличается тем, что в качестве балласта в ней используется и вода, и нефть одновременно. Нефтепродукты, как менее плотные, располагаются в верхней части танкера, а более чистая морская находится снизу – и именно она сливается.

Аварии при транспортировке и добычи нефти.

Попадание нефти в море в результате столкновения танкеров или посадки на мель не столь часты. Но всё-таки количество ежегодно теряемой нефти с каждым годов возрастает. Однако, нельзя и преуменьшать и серьёзность подобных происшествий: потери малы про сравнению с общими потерями при транспортировании, но они происходят на одних и тех же судоходных линиях или в относительно мелких прибрежный районах. Таким образом, нефтяные сливы концентрируются на небольшой морской поверхности.

Влияние несчастных случаев на окружающую среду возрастает с увеличением тоннажа судна. Поэтому польза от применения так называемых супер-танкеров является спорной. Суда водоизмещением 500 тысяч тонн уже спущены на воду, а судна на 800 тысяч тонн уже проектируются для использования.

Аварии на нефтяных разработках в открытом море также могут привести к серьёзным загрязнениям. В момент бурения, введения труб, при установке вершины вышки, а также во время эксплуатации скважин существует определённый риск загрязнения.

Природные источники нефти.

Некоторая часть загрязнений всё же приходится на природные источники нефти. Прямых измерений количества нефти, попадающей в океан из природных источников, нет. Однако, эти цифры несравнимо малы по сравнению с влиянием антропогенных загрязнений. Если бы нефть продолжительное время просачивалась в океан, то все залежи давно бы исчезли. Кроме того, любой выход нефти должен сопровождаться появлением характерных блестящих пятен, но такие пятна не наблюдались.

Небольшая доля утечки нефти приходится на суда, затонувшие ещё во времена Второй Мировой Войны, корпуса которых подверглись коррозии и протекают. Большая часть углеводородов поступает в атмосферу в результате испарения или неполного сгорания топлива, после чего вступает в реакции и превращается в другие вещества. Однако оставшаяся часть существует в виде жидких капель и адсорбируется на мелких атмосферных частичках. Жидкие и твёрдые частицы неизбежно оседают на поверхности океана, внося значительный вклад в общее загрязнение.

3. Поведение нефти в водной среде

В нефти, кроме основных главных углеводородных соединений (парафины, нафтены, ароматические соединения, олефины), почти всегда присутствуют соединения серы, азота и кислорода.

Токсичность нефти зависит от содержаний в ней ароматических углеводородов, которые способны сохраняться в морской воде и донных отложениях в силу своей стойкости. Алканы обладают не меньшей токсичностью, но имеют большую склонность к деградации. Кроме того, в присутствии нефтяных углеводородов, токсичность других загрязняющих веществ (металлов и хлорированных углеводородов) проявляется в большей степени. Наличие нефти в донных отложениях способствует интенсивному накоплению в них хлорированных углеводородов и металлов. С другой стороны, её наличие замедляет переход других загрязняющих веществ из донных отложений в воду.

Установлено, что при дноуглубительных работах часть углеводородов переходит из донных отложений в водную толщу в виде частиц эмульсии или в растворённой форме. Их дальнейшая судьба во многом зависит от начального состоянии при попадании в воду. Нефтепродукты могут: ассимилироваться морскими организмами, повторно седиментировать, образовывать нефтяные агрегаты, окисляться, растворяться и испаряться.

Ещё одна особенность нефтяных загрязнений – способность захватывать и концентрировать тяжелые металлы, пестициды. Когда нефть разливается на большой площади, то велика вероятность протекания различных реакций, так как растворённые в нефти вещества получают возможность участвовать в различных химических процессах.

В случае образования плёнки, концентрирование происходит на поверхности и возможно в самой плёнке. Концентрирование металлов изменяет их токсичность и усложняет молекулярный перенос в плёнке вследствие реакций между металлом и органическими соединениями. Эти процессы, протекающие в нефтяной плёнке, могут также вызвать концентрирование в замкнутой биологический цепи питания с участием низших организмов. Таким образом, введение загрязнений в биологическую среду питания ускорится.

Характер растекания нефти по поверхности водоёмов:

Способность нефти растекаться по поверхности воды проявляется только в начальный период её нахождения на воде и на распространение по водоёму существенно не влияет.

Скорость растекания нефтепродуктов лёгкой фракции (бензин, керосин) ниже, нежели у тяжёлой фракции (мазут, масло), так как поверхностное натяжение у границы с водой у первых выше. По той же причине, при одинаковых количествах, продукты лёгкой фракции растекаются на меньшей площади.

Зона загрязнения распространяется на несколько километров от места попадания нефти в воду. С момента утечки и до момента начала работ по локализации и ликвидации нефтяного загрязнения её распространение по водоёму уже обычно завершается, т.е. зона загрязнение приобретает почти максимальные размеры и определённую форму. Распространение пролитой нефти в условиях водоёма происходит под влиянием течения, ветра, колебаний уровня воды и имеет свои особенности. Для реки, ввиду близости берегов, нефть быстро достигает их. Наличие заводей, мелководных участков, покрытых растительностью, создаёт благоприятные условия для скопления нефти. На открытых участках, где есть ветер и течение, нефть долго не задерживается – её сносит в спокойные зоны. Обычно, в этих же местах скапливается и мусор, с которым она перемешивается.

При интенсивном поступлении нефти из повреждённого судна образуется нефтяное пятно в виде широкой полосы, у которой толщина в середине больше, чем по краям. При постепенном же поступлении – пятно имеет вид узкой полосы. От места утечки нефть перемещается по равнодействующей силы ветра и течения до достижения берега. А, достигнув его, переформируется. В одних случаях, нефть ветром прижимается к берегу или какой-либо преграде и располагается в виде клина – у основания толщина больше. Если действие ветра незначительно, то и толщина слоя примерно одинаковая. Нефть, оставшаяся на берегу из-за понижения уровня воды, также располагается в виде клина или равномерным слоем.

При изменении направления ветра, нефть из одних участков может быть перенесена в другие, загрязняя и их. Как правило, она располагается вдоль берега, заполняя все заводи. Но нередко загрязнённые зоны чередуются с чистыми.

Если же в водоёма скорость течения значительна, то протяжённость зоны загрязнения увеличивается. Известны случаи, когда она достигала 50-130 км. Плавучая нефтяная плёнка может охватывать огромные пространства. Установлено, что одна капля может занимать площадь примерно в 0,25м² . А тонна нефти покрывает пространство в 500 га. Собрать такую нефть очень трудно.

Все виды нефти содержат легкокипящие элементы, которые быстро испаряются. И уже через несколько дней пятно уменьшается на 25%. Низкомолекулярные элементы выводятся из пятна, главным образом, в результате растворения. Причём, ароматические углеводороды растворяются быстрее парафинов.

Разложение нефти под воздействием бактерий и окисления:

Биохимическое воздействие бактерий, грибков и организмов на компоненты нефти гораздо шире и охватывает самые разнообразные вещества по сравнению с процессами испарения и растворения. Однако, не существует такого микроорганизма, способного разрушить все компоненты нефти. Бактериальное воздействие характеризуется высокой избирательностью, и полное разложение требует воздействия многочисленных видов микроорганизмов. При этом образуется ряд промежуточных продуктов, для разрушения которых требуется воздействие очередных организмов. Парафиновые углеводороды наиболее легко разлагаются бактериями, следовательно, более устойчивые циклопарафиновые и ароматические исчезают из океанской среды с меньшей скоростью.

Также нефтяные углеводороды подвержены процессам химического окисления и фотоокисления, но в водной среде эти процессы недостаточно исследованы.