בעיית הזיהום של האוקיינוס העולמי. OBZD

יסודות של חיים בטוחים
ספרייה חינם / מדריך / יסודות חיים בטוחים

בעיית זיהום האוקיינוסים. יסודות חיים בטוחים

יסודות פעילויות חיים בטוחים (OBZhD)

שמן ומוצרי שמן. שמן הוא נוזל שמנוני צמיג שצבעו חום כהה וניאון חלש. שמן מורכב בעיקר מפחמימנים אליפטים והידראוארומטיים רוויים. המרכיבים העיקריים של הנפט - פחמימנים (עד 98%) - מחולקים ל-4 מחלקות:

פרפינים (עד 90% מכלל ההרכב) הם חומרים יציבים שהמולקולות שלהם מתבטאות בשרשרת ישרה ומסועפת של אטומי פחמן. לפרפינים קלים יש נדיפות ומסיסות מקסימלית במים.

ציקלופרפינים (30-60% מההרכב הכולל) הם תרכובות מחזוריות רוויות עם 5-6 אטומי פחמן בטבעת. בנוסף לציקלופנטן ולציקלוהקסן, תרכובות דו-מחזוריות ופוליציקליות מקבוצה זו נמצאות בשמן. הם יציבים מאוד ומתכלים בצורה גרועה.

פחמימנים ארומטיים (20-40% מכלל ההרכב) הם תרכובות מחזוריות בלתי רוויות מסדרת הבנזן, המכילות 6 פחות אטומי פחמן בטבעת מאשר ציקלופרפינים. שמן מכיל תרכובות נדיפות עם מולקולה בצורת טבעת אחת (בנזן, טולואן, קסילן), ואז דו-ציקלית (נפטלין), פוליציקלית (פירן).

אולפינים (עד 10% מההרכב הכולל) הם תרכובות בלתי רוויות לא מחזוריות עם אטום מימן אחד או שניים בכל אטום פחמן במולקולה ישרה או מסועפת.

נפט ומוצרי נפט הם המזהמים הנפוצים ביותר באוקיינוס העולמי. עד תחילת שנות ה-80. כ-6 מיליון טונות של נפט נכנסו לאוקיינוס מדי שנה, שהיוו 0,23% מהייצור העולמי. הפסדי הנפט הגדולים ביותר קשורים להובלתו מאזורי הפקה. מצבי חירום, מיכליות מנקזות כביסה ומי נטל מעל הסיפון - כל זה גורם לקיומם של שדות זיהום קבועים לאורך נתיבי הים. בשנים 1962-1979 כתוצאה מתאונות נכנסו לסביבה הימית כ-2 מיליון טון נפט.

במהלך 40 השנים האחרונות, מאז 1964, נקדחו באוקיינוס העולמי כ-2000 קידוחים, מתוכם 1350 מצוידים בים הצפוני בלבד, עקב דליפות קלות אובדים 0,1 מיליון טון נפט בשנה. מסות גדולות של נפט חודרות לים דרך נהרות, שפכים ביתיים וניקוז סערה. היקף הזיהום ממקור זה הוא 2 מיליון טון לשנה. 0,5 מיליון טון נפט הולכים לאיבוד מדי שנה באמצעות פסולת תעשייתית. כאשר שמן חודר לסביבה הימית, הוא מתפשט לראשונה כסרט ויוצר שכבות בעובי משתנה. לפי צבע הסרט ניתן לקבוע את עוביו, וערך זה מאפשר לקבוע את כמות השמן במים (טבלה 1).

סרט השמן משנה את הרכב הספקטרום ואת עוצמת חדירת האור למים. ספיגת האור של סרטים דקים של נפט גולמי היא 1-10% (280 ננומטר), 60-70% (400 ננומטר). סרט בעובי של 30-40 מיקרון סופג לחלוטין קרינת אינפרא אדום.

כאשר מערבבים אותו עם מים, שמן יוצר שני סוגי אמולסיה: ישיר ("שמן במים") והפוך ("מים בשמן"). תחליבים ישירים, המורכבים מטיפות שמן בקוטר של עד 0,5 מיקרון, פחות יציבות ואופייניות לשמנים המכילים חומרים פעילי שטח. כאשר חלקים נדיפים מוסרים, שמן יוצר תחליבים הפוכים צמיגים שיכולים להישאר על פני השטח, להיות מועברים על ידי זרמים, להישטף לחוף ולהתמקם בקרקעית.

טבלה 1. קביעת כמות השמן במי הים לפי עובי הסרט

המראה	עובי, מיקרון	כמות שמן, ליטר/קמ"ר
בקושי מורגש	0,038	44
ברק כסוף	0,076	88
עקבות של צביעה	0,152	176
כתמים בצבעים עזים	0,305	352
צבע עמום	1,016	1 170
צבע כהה	2,032	2310

הדברה. זוהי קבוצה של חומרים שנוצרו באופן מלאכותי המשמשים להדברת מזיקים ומחלות צמחים. חומרי הדברה מחולקים לקבוצות הבאות:

קוטלי חרקים - כדי להילחם בחרקים מזיקים;
קוטלי פטריות וקוטלי חיידקים - נגד מחלות צמחים פטרייתיות וחיידקיות;
קוטלי עשבים - להשמדת עשבים שוטים.

הוכח כי חומרי הדברה, תוך השמדת מזיקים, פוגעים באורגניזמים מועילים רבים ומערערים את בריאותם של הביוקנוזים. בחקלאות קיימת כבר זמן רב בעיה של מעבר משיטות הדברה כימיות (מזהמות) לביולוגיות (ידידותיות לסביבה). נכון להיום, יותר מ-5 מיליון טון של חומרי הדברה מסופקים לשוק העולמי. כ-1,5 מיליון טון של חומרים אלה כבר הפכו לחלק ממערכות אקולוגיות יבשתיות וימיות באמצעות אפר ומים.

ייצור תעשייתי של חומרי הדברה מלווה בהופעתם של מספר רב של תוצרי לוואי המזהמים שפכים. נציגים של קוטלי חרקים, קוטלי פטריות וקוטלי עשבים נמצאים לרוב בסביבה המימית. קוטלי חרקים מסונתזים מחולקים לשלוש קבוצות עיקריות: אורגנוכלורין, זרחן אורגנו וקרבונטים. קוטלי חרקים אורגנוכלוריים מיוצרים על ידי הכלרה של פחמימנים נוזליים ארומטיים והטרוציקליים. אלה כוללים DDT ונגזרותיו, שבמולקולות שלהם היציבות של קבוצות אליפטיות וארומטיות גוברת בנוכחות המפרק, וכן כל מיני נגזרות כלוריות של כלורודיאן (אלדרין). לחומרים אלו זמן מחצית חיים של עד כמה עשורים והם עמידים מאוד להתפרקות ביולוגית.

בסביבה המימית מוצאים לרוב ביפנילים פולי-כלוריים - נגזרות של DDT ללא חלק אליפטי, המונה 210 הומולוגים ואיזומרים. במהלך 40 השנים האחרונות, יותר מ-1,2 מיליון טון של ביפנילים פולי-כלוריים שימשו לייצור פלסטיק, צבעים, שנאים וקבלים. ביפנילים פולי-כלוריים (PCB) חודרים לסביבה כתוצאה מהזרמת שפכים תעשייתיים ושריפת פסולת מוצקה במזבלות. המקור האחרון מספק PCBs לאטמוספירה, משם הם יורדים עם משקעים בכל אזורי הגלובוס. לפיכך, בדגימות שלג שנלקחו באנטארקטיקה, תכולת ה-PCB הייתה 0,03-1,2 ק"ג/ליטר.

חומרים פעילי שטח סינתטיים (חומרי שטח). חומרי ניקוי (חומרי שטח) שייכים לקבוצה גדולה של חומרים המפחיתים את מתח הפנים של המים. הם חלק מחומרי ניקוי סינתטיים (CMC), בשימוש נרחב בחיי היומיום ובתעשייה. יחד עם שפכים, חומרים פעילי שטח נכנסים למים היבשתיים ולסביבה הימית. CMCs מכילים פולי-פוספטים נתרן שבהם מומסים חומרי ניקוי, וכן מספר מרכיבים נוספים רעילים לאורגניזמים מימיים: חומרי ריח, חומרי הלבנה (פרסולפטים, פרבורטים), סודה, קרבוקסיתילצלולוזה, סיליקטים של נתרן. בהתאם לאופי ולמבנה של החלק ההידרופילי, מולקולות פעילי שטח מחולקות לאניוניות וקטיוניות, אמפוטריות ולא יוניות. האחרונים אינם יוצרים יונים במים. חומרי השטח הנפוצים ביותר הם חומרים אניונים. הם מהווים יותר מ-50% מכלל חומרי השטח המיוצרים בעולם.

נוכחותם של חומרים פעילי שטח בשפכים תעשייתיים קשורה לשימוש בתהליכים כמו ריכוז עפרות, הפרדת מוצרים טכנולוגיים כימיים, ייצור פולימרים, שיפור התנאים לקידוח בארות נפט וגז ומלחמה בקורוזיה של ציוד. בחקלאות משתמשים בחומרי פעילי שטח בחומרי הדברה.

תרכובות בעלות תכונות מסרטנות. חומרים מסרטנים הם תרכובות הומוגניות מבחינה כימית המפגינים פעילות משתנה ויכולת לגרום לשינויים מסרטנים, טרטוגנים (שיבוש תהליכי התפתחות עובריים) או מוטגנים בגוף. בהתאם לתנאי החשיפה, הם עלולים להוביל לעיכוב גדילה, הזדקנות מואצת, הפרעה בהתפתחות הפרט ושינויים במאגר הגנים של האורגניזמים. חומרים בעלי תכונות מסרטנות כוללים פחמימנים אליפטים עם כלור, ויניל כלוריד, ובמיוחד פחמימנים ארומטיים פוליציקליים (PAH).

הכמות המקסימלית של PAHs במשקעים של האוקיינוס העולמי (יותר מ-100 מיקרוגרם/ק"ג משקל חומר יבש) נמצאה באזורים פעילים מבחינה טנטונית הכפופים להשפעות תרמיות עמוקות. המקורות האנתרופוגניים העיקריים של PAHs בסביבה הם פירוליזה של חומרים אורגניים במהלך בעירה של חומרים שונים, עץ ודלקים.

מתכות כבדות. כספית, עופרת, קדמיום, אבץ, נחושת וארסן הם מתכות כבדות והם מזהמים נפוצים ורעילים מאוד. הם נמצאים בשימוש נרחב בתהליכים תעשייתיים שונים, ולכן, למרות אמצעי הטיפול, תכולת תרכובות מתכות כבדות בשפכים תעשייתיים גבוהה למדי. מספר רב של תרכובות נכנסות לאוקיינוס דרך האטמוספירה. עבור biocenoses ימיים, המסוכנים ביותר הם כספית, עופרת וקדמיום.

כספית מועברת אל האוקיינוס באמצעות נגר יבשתי ודרך האטמוספירה. בליה של סלעי משקעים ואבנים משחררים 3,5 אלף טון כספית מדי שנה. אבק אטמוספרי מכיל כ-12 אלף טון כספית, שחלק ניכר ממנה הוא ממקור אנתרופוגני. כמחצית מהייצור התעשייתי השנתי של מתכת זו (910 אלף טון / שנה) מסתיים באוקיינוס בדרכים שונות. באזורים המזוהמים על ידי מים תעשייתיים, ריכוז הכספית בתמיסה ובחומר מרחף עולה מאוד. במקביל, חלק מהחיידקים הופכים כלורידים ל-methyl-כספית רעיל ביותר. זיהום של פירות ים הוביל שוב ושוב להרעלת כספית של אוכלוסיות החוף. עד 1977, היו 2 קורבנות של מחלת Minomata, שנגרמה מפסולת ממפעלי ייצור ויניל כלוריד ואצטאלדהיד שהשתמשו בכלוריד כספית כזרז. שפכים לא מטופלים מספיק ממפעלים זרמו למפרץ Minomata.

עופרת היא יסוד המצוי בכל מרכיבי הסביבה: סלעים, קרקעות, מים טבעיים, אטמוספירה, אורגניזמים חיים. לבסוף, עופרת מתפזרת באופן פעיל לסביבה במהלך פעילות כלכלית אנושית. מדובר בפליטות משפכים תעשייתיים וביתיים, מעשן ואבק ממפעלים תעשייתיים ומגזי פליטה ממנועי בעירה פנימית. זרימת הנדידה של עופרת מהיבשת לאוקיינוס מתרחשת לא רק עם נגר נהר, אלא גם דרך האטמוספירה. עם אבק יבשתי, האוקיינוס מקבל 20-30 טון עופרת בשנה.

השלכת פסולת לים לצורך סילוק (השלכה). מדינות רבות בעלות גישה לים מבצעות סילוק ימי של חומרים וחומרים שונים, בפרט, קרקע חפירה, סיגי קידוח, פסולת תעשייתית, פסולת בניין, פסולת מוצקה, חומרי נפץ וכימיקלים ופסולת רדיואקטיבית. נפח הקבורות הוא כ-10% מסך המסה של המזהמים הנכנסים לאוקיאנוס העולמי.

הבסיס להשלכה הוא היכולת של הסביבה הימית לעבד כמויות גדולות של חומרים אורגניים ואי-אורגניים ללא נזק רב למים. עם זאת, האפשרויות של הסביבה אינן בלתי מוגבלות. לכן, השלכה נחשבת כאמצעי הכרחי בשל טכנולוגיה לא מושלמת.

סיגים תעשייתיים מכילים מגוון חומרים אורגניים ותרכובות מתכות כבדות. פסולת ביתית בממוצע מכילה (לפי משקל החומר היבש) 32-40% חומר אורגני, 0,56% חנקן, 0,44% זרחן, 0,155% אבץ, 0,085% עופרת, 0,001% כספית, 0,001% קדמיום. במהלך הפריקה (מעבר חומר דרך עמוד מים), חלק מהמזהמים נכנסים לתמיסה, ומשנים את איכות המים, בעוד שאחרים נספגים על ידי חלקיקים מרחפים ועוברים למשקעים בתחתית. במקביל, עכירות המים גוברת. נוכחותם של חומרים אורגניים מובילה לרוב לצריכה מהירה של חמצן במים ולעיתים קרובות להיעלמות מוחלטת שלו, להתמוססות של חומר מרחף, להצטברות של מתכות בצורה מומסת ולהופעת מימן גופרתי.

נוכחותם של כמות גדולה של חומרים אורגניים יוצרת סביבה מצמצמת יציבה בקרקע, בה מופיע סוג מיוחד של מי סחף המכילים מימן גופרתי, אמוניה ויוני מתכת. אורגניזמים בנתוס ואחרים נחשפים בדרגות שונות להשפעות של חומרים שנפלטו.במקרה של היווצרות של סרטים על פני השטח המכילים פחמימנים נפט וחומרי שטח, חילופי גזים בממשק האוויר-מים מופרע.

מזהמים הנכנסים לתמיסה יכולים להצטבר ברקמות ובאיברים של הידרוביוניטים (אורגניזמים חיים ימיים) ולהשפיע עליהם רעילה. הזרמת חומרי השלכת לקרקעית ועכירות מוגברת ממושכת של מי התחתית מובילות למוות מחנק של צורות יושבניות של בנטוס. בדגים, רכיכות וסרטנים שורדים, קצב גדילתם מופחת עקב הידרדרות תנאי ההאכלה והנשימה. הרכב המינים של קהילה נתונה משתנה לעתים קרובות.

בעת ארגון מערך בקרה להזרמת פסולת לים יש חשיבות מכרעת לאיתור אזורי ההשלכה וקביעת דינמיקת זיהום מי הים ומשקעי הקרקע. כדי לקבוע את נפחי ההזרמה האפשריים לים, יש צורך לבצע חישובים של כל המזהמים בהזרמה ברוטו.

אז, ההשפעות של השפעה אנתרופוגנית על הסביבה המימית באות לידי ביטוי ברמת הפרט והאוכלוסייה-ביוקנוטית. ההשפעה ארוכת הטווח של המזהמים מובילה לפישוט המערכת האקולוגית.

מחברים: Aizman R.I., Krivoshchekov S.G.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף יסודות חיים בטוחים:

▪ בסיסים נורמטיביים-טכניים וארגוניים של רכבות בלארוס

▪ כללי התנהגות ופעולות של האוכלוסייה במוקד הרס גרעיני

▪ כללי התנהגות ודרכי הגנה במקרה של התפרעויות

ראה מאמרים אחרים סעיף יסודות חיים בטוחים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

קירור בלייזר 29.11.2015

מדענים מאוניברסיטת וושינגטון (ארה"ב) הצליחו לראשונה לקרר מים באמצעות לייזר אינפרא אדום המייצר אנרגיה תרמית.

כאשר אטומים מוקרנים בקרן לייזר, לפעמים פוטונים יכולים להשתקף בחזרה בתדר גבוה יותר, מה שדורש אנרגיה נוספת מרעידות תרמיות של אטומים. כתוצאה מכך, הלייזר יצנן את החומר במקום החימום הרגיל.

מערכות כאלה ידועות למדע, אך לא ניתן היה להשתמש בהן לעבודה במדיום נוזלי בגלל תנאים ספציפיים. בדרך כלל, מים סופגים קרינת אינפרא אדומה ומתחממים, וכדי להימנע מכך, הפיזיקאים האמריקאים הכינו גביש מיוחד מפלואור, ליתיום, איטריום ואיטרביום.

צורת הננו-גביש היא שתי פירמידות מחוברות ללא קודקודים. במהלך הניסוי, כשהוקרן בלייזר אינפרא אדום בעל הספק נמוך, הקריסטל ספג בהצלחה חום וכתוצאה מכך לא חימם, אלא קירר את המים ב-15 מעלות צלזיוס.

הטכנולוגיה החדשה של קירור נוזלים בלייזר יכולה להיות שימושית בתחום האלקטרוניקה המדויקת ובתחום הרפואי.

עוד חדשות מעניינות:

▪ ריבוי משימות דמיוני משפר את תפקוד המוח

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל. מבחר מאמרים

▪ מאמר קדימה - ללא פחד וספק. ביטוי עממי

▪ כתבה כיצד נראו במקור חזיתות הקתדרלות הגותיות? תשובה מפורטת

▪ מאמר כאבים באוזן. בריאות

▪ מאמר GIR לכוונון אנטנות תיל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר צבעים מתקפלים. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר