Очистка вод Кольского залива

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

С одной только нефтью связаны все серьезные случаи загрязнения морей и океанов. Каждый год в океан вполне сознательно сбрасывают от восьми до двадцати миллионов баррелей нефти. Это случается в результате практики мытья танкеров и трюмов, которая является широко распространенной технологией.

Следует отметить, что подобные нарушения долгое время оставались ненаказуемыми. Однако на сегодняшний день, при помощи фото и видеосъемки со спутников, возможно можно собрать все необходимые улики, и привлечь к ответственности виновных в экологических преступлениях. вода очистка экологический залив

Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года и Протокол 1978 года.

В издание в частности включены:

· Заключительный акт Международной конвенции по предотвращению загрязнения моря 1973 года;

· Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (тексты статей и приложений I-V);

· Резолюции 1 -- 25 Коференции 1973 года,

· Заключительный акт Международной конференции по безопасности танкеров и предотвращению загрязнения 1978 года;

· Протокол 1978 года;

· относительно международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 года (тексты статей и приложения I, II, Добавления I-III) и

· Резолюции 1 -- 16 Конференции 1978 года;

· Основные требования МАРПОЛ-73-78 вошли в Наставление по предотвращению загрязнения с судов.[3]

Задачи данной работы заключаются: во-первых, анализе проблемы очистки воды и рассмотрение возможных решений; во-вторых, будут рассмотрены аспекты экологической безопасности при эксплуатации судов; в-третьих, будет изучена текущая экологическая обстановка в Кольском заливе; в-четвертых, будет рассмотрен способ биологической очистки морской среды

Целью данной работы являются современные технологии очистки вод Кольского залива от загрязняющих веществ судов.



1. ПРОБЛЕМАТИКА ОЧИСТКИ ВОД

1.1 Проблема очистки воды и возможные решения

1. С целью систематической очистки акваторий от разливов используются плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Кроме того в целях предотвращения растекания нефти применяются различные физико-химические методы. Помимо прочего разработан препарат пенопластовой группы, который в случае соприкосновения с разлитым на водной поверхности нефтяным пятном полностью его обволакивает это нефтяное пятно.

После отжима пенопласт может использовать повторно в качестве сорбента. Эти препараты являются очень удобными, что обусловлено простотой применения и низкой стоимости, но, к сожалению, массовое производство таких пенопластов еще не налажено.

2. Разработаны сорбирующие средства, созданные на основе растительных, минеральных, а также синтетических веществ. Часть из данных способны собрать до 90% от разлитой на водной поверхности нефти. Основным требованием, которое предъявляется к данным веществам, -- это непотопляемость данных веществ.

После того как проведен сбор нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка, которую можно убрать посредством разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Важный момент состоит в том, что данные вещества должны отвечать биологической безопасности.

3. В Японии разработана и протестирована уникальная технология, посредством которой возможно за короткое время убрать даже очень большое пятно. Корпорация под названием «Кансай санге» создала особый реактив ASWW, основным компонентом которого является рисовая шелуха, которая обработана особым образом.

Будучи распыленным по водной поверхности, препарат ASWW за 30 минут всасывает в себя выброс и преобразуется в густую массу, которую далее легко вытащить при помощи сетей.

4. Интересный способ для очистки морской воды был показан американскими учеными в Атлантическом океане. Данный метод заключался в следующем: под нефтяную пленку на заданную глубину помещается керамическая пластина. К данной пластине подключается акустическая пластинка. Далее посредством действия вибрации сначала скапливается толстым слоем над тем местом, где установлена пластина, а затем она смешивается с водой и начинает бить фонтаном. Подведенный к пластине электроток, поджигает этот фонтан, вследствие чего нефть полностью исчезает, путем сгорания.

5. С целью удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел также американские ученые разработали особую модификацию полипропилена, который способен притягивать жировые частицы. На судне типа катамаран меж корпусами устанавливается специальная штора из этого полипропилена, концы этой шторы которой опущены в воду. Как только катер заходит на площадь нефтяного пятна, нефть прочно прилипает к «шторе». Далее следует пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в выделенную для этой цели емкость.

Каждый с земли в океан поступает до 5 тысяч тонн ртути, которая используется как сельском хозяйстве, так и промышленности. Все отходы, который содержат такие металлы, как ртуть, свинец или медь, концентрируются в близлежащих районах у берегов, но, тем не менее, часть из них выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнения ртутью сильно понижают первичную продуктивность морских вод. В зонах с высокой концентрацией ртути отмечается уменьшение количества мельчайших зеленых водорослей, которые синтезируют выделяющие O₂ органические вещества.

Тяжелые металлы поглощает фитопланктон, а затем передаются по пищевой цепочке более высокоорганизованным организмам. В конечном итоге в рыбах, морских млекопитающих, и птицах тяжелые металлы могут накапливаться в опасных концентрациях. Следует отметить, что некоторые виды рыб, которые обитают в Средиземном море, содержат в себе в два-три раза больше ртути, по сравнению с безопасной нормой, в соответствии со стандартами, которые были приняты ВОЗ.

Весь ассортимент пестицидов в Мире достигает общей численности в 200 тысяч тонн в год. Относительная химическая устойчивость многих из пестицидов, а также характер распространения способствовали их попадания в моря и океаны в значительных количествах. Подобное систематически постоянное накопление в воде хлорорганических веществ является серьезной угрозой для жизни людей и животных.

Научно доказано, что есть определенное равновесие находящиеся между уровнем загрязнения воды хлорорганическими веществами и их концентрациями в жировых тканях рыб и морских млекопитающих. Пары ДДТ и прочих хлорорганических веществ способны накапливаться на взвешенных коллоидных частицах атмосферного воздуха или соединяться с капельными частицами аэрозолей и будучи уже в состоянии переноситься на большие расстояния. Таким образом, вместе с океанической водой эти ядохимикаты достигают даже территорий Антарктиды.

В моря и океаны, через реки выбрасываясь с суши, а также с судов и барж сбрасываются жидкие и твердые бытовые отходы (например: фекалии, шлам, отбросы). Часть этих загрязнений остается в прибрежной зоне, а часть, следуя по морским течениям, и веянию ветра рассеивается в различных направлениях. В поверхностном слое моря в огромных количествах развиваются вредные бактерии, имеющие большое значение в жизни нейстона и всего моря.

За последнее время недалеко от крупных городов зачастую возникают патогенные виды бактерий, возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний. Это представляет собой следствие выпуска в море бытовых сточных вод, которые не прошли предварительную биологическую очистку.

Бытовые отбросы несут опасность не только потому, что они представляют собой фактор передачи болезней человека (в основном болезней кишечной группы, таких как брюшной тиф, дизентерия или холера), но и тем, что бытовые отбросы содержат в себе большое количество поглощающих кислород веществ.

Как известно O₂ необходим для поддержки жизни в море, он -- необходимый элемент для процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. В ситуации, когда коммунальные отбросы попадают в воду, будучи в очень больших количествах, может наступить резкое снижение растворимого кислорода, который так необходимого для жизнедеятельности обитающих морских организмов.

Пластмассовые изделия. За последние десятилетия отдельной разновидностью твердых отбросов, которые загрязняют моря и океаны, стали пластмассовые изделия, к которым можно отнести: синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети и другие изделия. Данные материалы, являясь более легкими, по сравнению с водой, в течение продолжительного времени остаются на поверхности, при этом загрязняя морские побережья.

Пластмассовые отходы представляют собой довольно серьезную опасность для морских судов. Пластмассовые отходы могут опутать гребные винты судов, способны образовать засор трубопроводов из системы охлаждения двигателей судов, тем самым он часто являются причиной для кораблекрушений. Имею место случаи гибели крупных морских млекопитающих, которые были обусловлены механической закупоркой легких мелкими обрезками синтетической пластмассы.

Загрязняют моря и особенно их прибрежные части фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов, количество которых постоянно растет как вследствие роста интенсивности судоходства, так и с увеличением благоустройства судов.

Величина водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов, что приблизительно равно триста-четыреста литров в сутки и более на одного человека.

Большая часть промышленных и бытовых отходов представляет собой результат жизнедеятельности этого огромного числа людей, который сбрасывается в морские воды. Нефтеперегонные установки, химические, бумажные и сталелитейные заводы, порты 60 крупных городов неуклонно разрастаются, усиливается движение танкеров, туристских, грузовых и пассажирских пароходов, моторных и парусных яхт и других судов.

Вместе с тем сравнительная замкнутость, малый по своему обороту водообмен с Мировым океаном, сравнительно малая глубина и ряд других физико-географических факторов не способствуют скорому самоочищению балтийских вод. На берегах Северного моря находятся государства с большой плотностью населения и имеющие высокоразвитую промышленность. Исходя из этого, в море попадает путем рек большое количество нечистот.

На сегодняшний день загрязнение Мирового океана представляет собой одну из серьезных экологических проблем. Легендарный ученый Жак Ив Кусто, который совершил неоднократные продолжительные плавания в Атлантический, Индийский и Тихий океаны, в своей статье под названием “Океан -- на пути к смерти” пишет о том, что жизнь в океане уменьшилась на целых 40%, причем она исчезает очень быстро. В течение пятидесяти лет исчезли более тысячи видов различных морских животных, которые утеряны безвозвратно.

Ряд специалистов в области океанологи, имеют довольно серьезную озабоченность касательно загрязнения Мирового океана, они утверждают, что только общими усилиями всех государств, возможно, защитить океан и сохранить имеющиеся в нем богатства для настоящих и будущих поколений людей.

Особое значение в борьбе с загрязнениями морей и океанов имеет Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью. Международную конвенцию приняли в 1958 году и дополнили в 1960 и 1971 годах. В 1958 году создали межправительственную Морскую консультативную организацию, основная роль которой сначала ограничивалась контролем над соблюдением положений Конвенции.

Придавая большое значение борьбе за охрану морской среды, СССР принимал свое активное участие в Международной конференции, которая была созвана в Лондоне в октябре 1973 года. На конференции в Великобритании приняли Международную конвенцию по предотвращению загрязнения с судов.

Конвенция 1973 года затрагивает не только тему нефтяных загрязнений, но также и остальных транспортируемых вредных веществ и отходов, которые образуются на судах в итоге их эксплуатации. Конвенция содержит в себе статью, согласно которой всякое судно обязано при себе иметь специальный сертификат, который представляет собой свидетельство о том, что корпус судна, его механизмы и остальная оснастка судно полностью соответствуют правилам предотвращения загрязнения моря.

Соблюдение вышеуказанной статьи проверяют специальные инспекции, когда судно заходит в порт. Нарушителям данной статьи грозят довольно серьезные санкции.

Предыдущее соглашение было ориентировано на охрану чистоты морей только в относительно узкой полосе (запретной зоне). В настоящее время «запретной зоной» является вся акватория Мирового океана в целом.

В Приложениях к основному документу перечислены международные стандарты допустимых сливов, приводятся рекомендации по оснащению судов оборудованием, которое необходимо для поддержания чистоты моря.

Конвенция в свою очередь определяет очень строгие нормы содержания нефти в воде, которую сбрасывают танкеры. Например, если вместимость судов составляет величину более 70 тысяч брутто-регистровых тонн, то в этом случае они должны снабжаться специальными емкостями для загрузки чистого балласта. В данные емкости строго запрещено перевозить нефть.

Для ряда районов был принят общий режим, а именно: был принят полный запрет слива нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов, имевших вместимость более 400 брутто-регистровых тонн. Все сбросы с этих судов должны выкачивать в береговые приемные устройства.[4]

1.2 Аспекты экологической безопасности при эксплуатации судов

Профилактика загрязнений водоемов отходами морских судов -- важная составная часть общей проблемы охраны окружающей среды. Каждое судно в отдельности и весь флот морских судов в целом представляет собой потенциальный источник загрязнения акваторий, так как всякое судно фактически представляет собой перемещаемый по водоему своеобразный комплекс производственного предприятия, и населенного пункта.

При эксплуатации судов идет загрязнение сточными водами, сухим мусором, пищевыми отходами, а также нефтепродуктами при аварийных разливах, зачистке танков и тому подобного. Следует отметить, что быстрее всего загрязняются реки и озера.

Охрана чистоты озер и морей требует большего внимания, чем океанов и морей. Самая неблагоприятная экологическая обстановка наблюдается в местах большого скопления морских судов, как в речных, так и в морских портах.

Помимо прочего значительный вред окружающей среде наносят отработавшие газы дизельных двигателей морских судов, в которых содержатся сажа и компоненты неполного сгорания топлива. Накоплен опыт создания и эксплуатации специальных судовых устройств по уничтожению различных видов отходов. Причем указанный опыт распространяется на эксплуатацию судов, как в морских условиях, так и на внутренних водоемах, где к ним предъявляются повышенные требования. Большое внимание уделяется предотвращению и ликвидации разливов нефтепродуктов с судов, специальным техническим средствам удаления их с водной поверхности, все более острой становится еще одна проблема -- снижение вредных выбросов с отработавшими газами энергетических установок.

Устоявшаяся тенденция применения тяжелого топлива на морских судах привела к тому, что судовые двигатели внутреннего сгорания стали работать на топливе низкого качества. Помимо остальных неблагоприятных показателей качества утяжеленных и тяжелых топлив следует отметить высокое содержание серы в последних (в тридцать пять раз). Это говорит о том, что в составе уже отработанных газов резко растет содержание серного и сернистого ангидрида, другими словами потенциальных кислотосодержащих продуктов, влияние которых губительно сказывается на окружающей среде.

С другой стороны, тяжелые топлива в современных дизельных двигателях морских судов без специально осуществленных мер сгорают не полностью, следовательно, дымность отработавших газов увеличивается в несколько раз по сравнению с работой морских дизелей работающих на стандартном дизельном топливе.

Огромная масса вод всего Мирового океана формирует в свою очередь климат всей планеты, и служит источником для атмосферных осадков. Более 50% O₂ в атмосферу из океана, и он же осуществляет регулировку содержания углекислоты в атмосфере, так как O₂ способен поглощать избыток углекислоты.

Последние десятилетия обусловлены увеличением воздействий антропогенного характера на морские экосистемы в результате загрязнения морей и океанов. Распространение большого количества загрязняющих веществ достигло локального и регионального и даже глобального масштаба. Исходя из этого загрязнение морей и океанов переросло в основную международную проблему, а необходимость охраны морской среды от загрязнений обусловлено требованиями рационального использования природных ресурсов.

Никто не станет оспаривать необходимость охраны океана и развитой в нем жизни от вреда, который способны причинить выбросы судовых отходов. С целью поддержка допустимого уровня качества морской воды, следует рассмотреть основные виды возможных загрязнителей, которые образуются в результате эксплуатации морских судов. Идущий сброс с барж в открытом море - метод избавления от грунта, извлекаемого в процессе землечерпательных работ, фекалий, химических отходов. Термическое загрязнение представляет собой нагретую воду от прибрежных тепловых электростанций, или холодную воду, которая поступает с причалов, где проходит разгрузка судов-газовозов. Помимо прочего, с судов сбрасывается различный мусор, а также балластная вода, которая содержит нефть. Нефть, которая выливается из танкеров в результате морских катастроф и фонтанирующая в процессе подводного бурения, представляет собой еще один вид загрязнителя.

Один из действенных способов снижения объемов скапливающихся судовых сточных вод является так называемая вакуумная фановая система. В данном случае в трубопроводах фановой системы идет разрежение, посредством которого возможно снизить расход воды на разовый смыв одного унитаза до 1-1,5 литров. Однако широкого распространения вакуумная фановая система пока не получила, так как при ее эксплуатации судовые механики сталкиваются с такими трудностями, как поддержка особого разрежения, нехватка запчастей специальной арматуры и тому подобного.

Особое внимание уделяется способу обработки сточных вод прямо на судне до определенного состояния, когда дальнейший сброс не может повлечь существенного ущерба водоему. С вышеупомянутой целью применяется принципиально инновационное очистное судовое оборудование -- особые установки необходимые для очистки и обеззараживания сточных вод (сокращенно -- ООСВ).

Таким образом, на сегодняшний день существует три способа удаления сточных вод с морских судов:

· Во-первых, накопление в сборных цистернах с дальнейшим сбросом в районах, где данный сброс разрешен;

· Во-вторых, накопление в сборных цистернах с дальнейшей передачей на специальные приемные сооружения;

· В-третьих, обработка в установках ООСВ с дальнейшим сбросом очищенной и уже обеззараженной воды.

Удаление нефтесодержащих вод (сокращенно -- НВ) с судов посредством судов-сборщиков, которые осуществляют прием нефтесодержащих вод в накопительные цистерны, а затем осуществляющих транспортировку на плавучие очистные станции, представляет собой наиболее распространенный способ очистки. С аналогичной целью применяют суда-сборщики и плавучие станции разных конструкций.

В наиболее известных проектах плавучих станций предусмотрены следующие технологические процессы:

· вакуумный прием нефтесодержащих вод со сдающих речных и морских судов;

· предварительное отделение нефтепродуктов в каскадных отстойниках;

· флотация;

· доочистка в специальных фильтрах.

Судовой дизель, вырабатывая механическую энергию за счет окисления топлива воздухом, в процессе работы осуществляет непрерывный тепломассообмен с окружающей атмосферой. Он вбирает воздух и потребляет топливо, затем выбрасывает отработавшие газы, состоящие из части воздуха и продуктов окисления топлива. Таким образом, воздух, поступающий в цилиндр дизеля, совершает определенный термодинамический цикл, претерпевая при этом химические изменения, в результате чего превращается в сложную газовую смесь с множеством компонентов.

Четыре компонента N₂, О₂, СО₂ и Н₂О составляют свыше 99…99,9 % объема газа, остальные 0,1…1,0% объема составляют примеси, угрожающие окружающей среде. Добавление к топливу воды открывает широкие возможности использования различных улучшающих свойства топлива присадок.

В добавляемую к топливу воду можно добавлять химические вещества и получать, таким образом, многофункциональные растворимые в воде присадки, использование которых вместе с присадками к топливу дает возможность существенно расширить границы использования тяжелых топлив в судовых дизельных двигателях. В данном случае дымность снижается на величину порядка 45-50%.

Таким образом, на основе проведенных санитарно-гигиенических исследований, а также ряда эпидемиологических исследований были утверждены критерии дифференциальной оценки степени опасности содержания химических веществ, которые содержатся в атмосфере.

Установленная классификация состояния воздушного бассейна доказывает научную обоснованность мер направленных на защиту атмосферы от загрязнения вредными выбросами, в том числе при неблагоприятных метеорологических условиях.[1]



2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА В КОЛЬСКОМ ЗАЛИВЕ

Кольский залив может в будущем стать экологической проблемой всего Баренцева моря в целом. Как передал корреспондент ИАА «ПортНьюс», об этом в ходе Пятого Международного форума «Экология» заявил первый заместитель губернатора Мурманской области Алексей Тюкавин. По словам Тюкавина, вдоль побережья Кольского залива практически не осталось нетронутых экосистем.

Преобладающая часть ущерба экологической обстановки наносится заброшенными военными базами, также брошенными судами в частности. Данные брошенные суда загрязняют акваторию тяжелыми металлами, уровень содержания которых в местах скопления подобных судов в разы превышает значение от установленной нормы.

Задача относительно очищения акватории от брошенных речных и морских судов состоит в том, что акватория залива представляет собой федеральную собственность. Однако, как передавал корреспондент Алексей Тюкавин, федеральную целевую программу, по линии которой должно было бы идти федеральное финансирование необходимых мер по очистке акватории, так и не утвердили.

Кроме того, в законодательстве не указанны меры воздействия на собственников брошенного имущества. По мнению корреспондента Алексея Тюкавина, федеральное законодательство в этой сфере необходимо совершенствовать.

Наличие указанной проблемы в собственном регионе в ходе форума подтвердил также представитель Законодательного собрания Камчатского края.[5]

За последнее время по причине непрерывного огромного скопления автомобильного транспорта сосредоточенным в административном центре полуострова Коле -- сильно ухудшилась и экологическая обстановка. В частности опасность вызывает старый мост (1952 года постройки) через Тулому и прямо связывающий берега Кольского залива.

На сегодняшний день данный мост почти исчерпал ресурс своей службы как по долговечности (произошла потеря несущей способности конструкции моста), так и по безопасности движения по мост (габарит проезжей части моста составляет величину 7 метров).

Мостовой переход через Кольский залив даст возможность обеспечения надежной связь Мурманска с северо-западной частью региона, а также со всей Мурманской области в целом со скандинавскими государствами. Это позволит динамичнее развивать сотрудничество стран Баренцевого региона, в том числе и России, в частности области экономики, туризма и остальных направлениях для совместной деятельности.

Проектировщиком данного мостового перехода является Акционерное общество открытого типа -- «Дорпроект» (город Санкт-Петербург).

Подрядчиком данного мостового перехода является филиал открытого акционерного общества «Мостостроительный трест №6» -- Мостостроительный отряд № 9.

Технические параметры мостового перехода. Категория дороги в пределах перехода -- 1Б, длина мостового перехода составляет величину -- 2500 метров, в том числе мост с эстакадой составляет величину -- 1 611,6 метров. Габарит моста -- 8+2+8 метров, тротуары -- 2Ч1,5 метров, ширина земляного полотна составляет величину -- 22,5 метров, ширина проезжей части составляет величину -- 2Ч7,5 метров.

Технические особенности. Мостовая часть перехода длиной 1 611,6 метров является условно разделенной на четыре сооружения.

Первое сооружение представляет собой путепровод, идущий через железную дорогу. Схема -- 12 +2Ч24 метров. Устой свайный, козлового типа.

Сваи -- сборные железобетонные забивные имеющие сечение 35Ч35 сантиметров. Промежуточные опоры представляю собой железобетонные свайно-стоечные с забивными железобетонными сваями сечением 35Ч35 сантиметров. Пролетные строения выполнены из железобетона, из предварительно напряженных балок (длиной L= 24 метров) и балок с каркасной арматурой (длиной L= 12 метров).

Второе сооружение -- правобережная эстакада. Схема -- 7Ч63 метров. Опоры -- сборно-монолитные железобетонные на монолитных железобетонных свайных фундаментах. Сваи -- забивные железобетонные центрифугированные с диаметром 0,6 метров и железобетонные центрифугированные оболочки с диаметром 1,6 метров, которые вбивают вибропогружателем.

Глубина погружения оболочек -- в зависимости от геологических условий, составляет величину 38-56 метров. Пролетное строение -- балочное металлическое неразрезное с ортотропной плитой проезжей части. На опоре ОЭ1 эстакады предусмотрены подземный переход под пролетным строением и лестничный спуск на поверхность площадки.

Третье сооружение -- мост через акваторию залива. Схема -- 105 + 6Ч126 + 105 метров. Опоры -- сборно-монолитные железобетонные на монолитных железобетонных свайных фундаментах. Их тело облицовано сборными бетонными блоками. На опоре ОМ9 -- сваи диаметром 0,6 метров, на остальных -- диаметром 1,6 метров с глубиной погружения до отметки минус 35-76 метров.

Четвертое сооружение -- левобережная эстакада. Схема -- 63 + 3Ч21 метров. Береговая опора -- сборно-монолитная массивная, фундамент -- свайный, из забивных железобетонных центрифугированных свай диаметром 0,6 метров.

Промежуточная опора и устой -- железобетонные свайно-стоечные на железобетонных сваях сечением 35Ч35 сантиметров. Русловое пролетное строение -- балочное сталежелезобетонное. Остальные пролеты -- балочные, из предварительно напряженных железобетонных балок. Эстакада расположена на кривой. Предусмотрен вираж.

На левобережной транспортной развязке типа «труба» (для стыковки мостового перехода с автодорогой Кола -- Печенга) предусмотрено устройство путепровода над основной дорогой. Длина путепровода -- 90,91 метров, схема -- 4Ч21 метров. Опоры -- сборно-монолитные свайно-стоечные на сваях сечением 35Ч35 сантиметров. Пролетные строения состоят из сборных, и предварительно напряженных железобетонных балок. На правом берегу Кольского залива мостовой переход прямо примыкает к Прибрежной автодороге. На первом этапе строительства имеет место примыкание на одном уровне, с перспективой возможной перестройки в дальнейшем в транспортную развязку с пересечением на разных уровнях.

Специфика имеющихся условий эксплуатации конструкций опор рассмотренного моста обусловлена, в основном, сложностью обеспечения стойкости материала в зоне переменного уровня при приливно-отливных явлениях, имеющих место в Кольском заливе. Воздействие указанных факторов стало причиной возникновения ряда обстоятельств, которые не учитываются положениями нормативных документов, регламентирующих показатели надежности и долговечности искусственных сооружений и транспортной инфраструктуры. Данными обстоятельствами являются следующие:

· во-первых, число переходов через нулевые температуры составляет 380 циклов, другими словами за один сезон на бетонные конструктивные элементы происходит весь комплекс различных воздействий, в лабораторных условиях, которые применяются к морозостойкому бетону марки F300-F400;

· Во-вторых, при приливно-отливных явлениях два раза за одни сутки по среднесуточному значению (4,2 метров за один холодный период) меняется уровень воды.

Непрерывное движение в холодный период года и сильные перепады уровня Кольского залива обуславливают механическое разрушение бетона и вымыванию продукта, который был образован в результате разрушения при оттаивании и последующем замораживании.

При лабораторном исследовании химических анализов Кольского залива было выявлено скопление хлоридов в поровой структуре защитного слоя бетона зоны переменного уровня, который подвергается воздействию морской воды при приливе. Таким образом, содержание хлоридов в образцах, которые подвергаются воздействию, в двенадцать-четырнадать раз выше, по сравнению с теми образцами, которые были вне зоны смачивания.

Установленные обстоятельства характеризуют условия работы зоны переменного уровня как весьма неблагоприятные для незащищенных поверхностей бетона, которые нуждаются в проведении дополнительных мер направленных на увеличение долговечности и надежности конструкций.

В процессе строительства велось периодическое наблюдение за состоянием бетона зоны переменного уровня конструкций русловых опор с помощью ряда ведущих научно-исследовательских центров, как-то:

· Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Бориса Евгеньевича Веденеева;

· «РосдорНИИ»;

· Петербургского государственного университета путей сообщения.

В результате было установлено, что: как бетонные конструктивные элементы, так и железобетонные конструктивные элементы в зоне переменного уровня нуждаются в обязательной защите.

Опытное использование защитных технологий, с применением современных обмазочных покрытий и пенетрирующих материалов посредством использования гидрофобизации поверхностной поровой структуры бетонного слоя зоны переменного уровня конструкций, было признано недостаточно эффективным, так как отсутствовала стойкость покрытий к механическим воздействиям льда от прямого и обратного течений, которые имеют место при приливе-отливе, и влечет за собой разрушение покрытий.

Основываясь на анализе как отечественного, так и зарубежного опыта защитных элементов конструкций, работающих в аналогичных условиях, а также результатов наблюдений представителями Главного Управления «Мурманскавтодор», открытое акционерное общество «Дорпроект», открытое акционерное общество Мостострой № 6» при участии ВНИИ гидротехники имени Бориса Евгеньевича Веденеева было принято решение применять металлизацию с целью защиты бетона зоны переменного уровня русловых опор.

От абразивного воздействия со стороны ледовых полей, перемещающихся по заливу четыре раза в сутки сразу в обоих направлениях, и ряда остальных неблагоприятных факторов в пределах переменного уровня воды тело опор и фундаменты защищены металлическими рубашками.

В дальнейшем, скорее всего, проезд по этому новому мосту не будет бесплатным. Тем более учитывая то, что сооружение данного моста обходится государству и Мурманской области в частности довольно в большую сумму, то подобный европейский подход не должен вызвать недоумения и у местных автолюбителей и перевозчиков. Тем более что многие северяне уже имеют опыт проезда по платным автомобильным дорогам нашей страны, которых постепенно с каждым годом становится все больше. Тем не менее, для ввода данного новшества в области необходимо изучить все нюансы, чтобы плата за проезд для пользователя была посильной, а срок окупаемости мостового перехода не растянулся бы на долгие годы.

Мост, ведущий через Кольский залив, объединит автотранспортные артерии с двух противоположных берегов. Ввода моста в эксплуатацию в строй ожидают в области, и для этого имеет место ряд серьезных и основополагающих причин:

· Во-первых, данный мост должен снизить поток автотранспорта, который нас сегодняшний день довольно медленно должен двигаться через Колу. Данный районный центр уже давно не справляется с транспортной загрузкой и стал своеобразным экологическим котлом, который создает неблагоприятную экообстановку для города;

· Во-вторых, путь для автомобильного транспорта станет существенно короче, здесь следует обратить свое внимание на то, что на противоположном от Мурманска берегу существует множество населенных пунктов и промышленных центров. Помимо прочего, чтобы попасть в Норвегию, также необходимо проехать по этой дороге. И становится ясно, что сооружение моста неизбежно должен улучшить транспортную схему с целью дальнейшего расширения торгово-экономической деятельности, а также дальнейшего развития туризма и укрепления связей с своими заграничными партнерами. В том случае сюда придут нефть и газ, то его важность будет несомненна и с этой точки зрения.

Строительство мостового перехода идущего через Кольский залив будет идти при долевом участии регионального и федерального бюджетов. Открытие мостового перехода даст возможность более динамично и эффективно развивать экономическое, политическое и культурное сотрудничество Российской Федерации со странами региона Баренцева моря.[6]

2.1 Способ биологической очистки морской среды

Данное изобретение относится к области экологии и его можно использовать при очистке морской среды от нефтеорганического и минерального загрязнения.

Суть в том, что в места загрязнения воды помещаются морские макрофиты, а также морские беспозвоночные, которых размещают вокруг непосредственного источника загрязнения на специальных установках для культивирования морских гидробионтов в поверхностном и/или придонном слое воды, и/или по всей толще, располагая в шахматном порядке, в шесть или более рядов, в данном случае на внутренних рядах помещают медленнорастущие и взрослые особи быстрорастущих макрофитов и морских беспозвоночных, а на средних и внешних рядах размещают - молодые особи морских гидробионтов.

Подобное изобретение даст возможность повысить надежность и общую эффективность биологической очистки морской воды. Изобретение относится в частности к области экологии, а конкретно к способам защиты морской среды от нефтяного и остального органического и минерального загрязнения, и может быть использовано на нефтебуровых установках находящихся в море, на береговых нефтебазах и морских портах, на нефтепроводах и в местах сброса промышленных и бытовых стоков.

Борьба с загрязнением Мирового океана превратилась в одну из важнейших проблем, которая стоит перед человечеством. Особое опасение на сегодняшний день вызывает все растущее загрязнение акваторий морей и океанов углеводородами, а в основном это касается нефти и различных нефтепродуктов.

Разработка нефтяных месторождений в море, функционирование нефтеперерабатывающих предприятий, нефтехранилищ, транспортных средств и иных производств, расположенных в открытом море и в прибрежных участках моря сопровождается фоновым загрязнением, нефтяными выбросами и иными органическими и минеральными загрязнителями, а также случаями аварийного сброса нефти и нефтепродуктов в морскую среду, что приводит к экологическим катастрофам.

Основными мероприятиями в данной ситуации является сбор, извлечение из морской среды загрязнителя с дальнейшей его утилизацией.

На все методы борьбы, в том числе и широко применяемые в настоящее время удовлетворяют требованиям охраны природы. Так, широкое применение детергентов при ликвидации аварийных разливов нефти часто наносит дополнительный, а порой и больший вред морской флоре и фауне. Поэтому для охраны биологических ресурсов моря в условиях антропогенного прессинга нужны новые безопасные методы очистки морской среды.

Существует способ биологической очистки нефти и нефтепродуктов, включающий применение нефтеокисляющих бактерий. Недостатком данного способа является то, что процесс очищения морской среды протекает слабо, нефтепродукты долго остаются в воде и очень быстро распространяются по акватории.

Известен способ очистки морской среды от нефти, нефтепродуктов и других загрязнителей фильтрующими гидробионтами, а именно черноморской мидией. Мидии помещают в места разлива нефти. Фильтруя морскую воду, мидии освобождают ее от эмульгированной нефти. Недостатком данного способа является его низкая эффективность, так как морские беспозвоночные разбросаны хаотично. Нефтепродукты не локализованы и поэтому очень быстро распространяются по акватории, кроме этого мидии улавливают лишь некоторые фракции нефти и тем самым затрудняется очистка морской среды.

Задачей данного изобретения является повышение надежности и эффективности биологической очистки морской среды за счет локализации выбросов нефти, нефтепродуктов и других загрязнителей, в частности, промышленных и бытовых стоков и создание устойчивой к загрязнителям биосистемы.

Задача решается тем, что в известном способе биологической очистки морской среды, включающей размещение морских беспозвоночных в места загрязнения нефтью, нефтепродуктами, органическими и минеральными веществами дополнительно помещают морские макрофиты, и их размещают, вокруг источника загрязнения на установках для культивирования морских гидробионтов в поверхностном слое, и/или придонном, и/или по всей толще воды в шахматном порядке, в 6 и более рядов, при этом на внутренних рядах размещают медленнорастущие и взрослые особи быстрорастущих макрофитов и беспозвоночных организмов, а на средних и внешних рядах молодые особи гидробионтов.

За основу технологического решения взята способность многих видов морских растений и животных утилизировать органическое (включая нефтяное) и минеральное загрязнение морской среды, как в местах сброса промышленных и бытовых отходов, так и на участках загрязненных нефтяными выбросами, а в случае аварийного сброса способных удержать на своей поверхности большие объемы загрязнителя до полной его утилизации, при этом установки для культивирования морских гидробионтов, устанавливаемые предложенным способом, позволяют практически полностью локализовать загрязнители, как по всей толще воды, так и по всей акватории.

Структурно данная система представляет собой полосу зарослей морских гидробионтов шириной от 10 до 200 метров, охватывающей или преграждающей участок распространения загрязнителя акватории моря.

Особи морских гидробионтов (ламинариевые, алярия, костария цистозира, фукус, саргассум, фильтрирующие моллюски и морские беспозвоночные) оптимально для режима обитания и характера загрязнения размещают на субстрате подвешенного в воде поплавками или укрепленными на дне якорями, и организуются по технологической схеме марикультуры. Это позволяет создавать различную конфигурацию зарослей, обеспечивая оптимальные условия улавливания, и высокую устойчивость к загрязнителям созданных таким образом морских микробиосистем.

Размещение установок для культивирования гидробионтов в шахматном порядке позволяет полностью перекрыть распространения загрязнителей по акватории. Применение от 6 и более рядов установок необходимо для полной очистки морской среды от загрязнителей, причем количество рядов устанавливается в зависимости от величины загрязнения, но не менее шести.

Та часть заградительной полосы, которая обращена к источнику загрязнения, организована медленнорастущими макрофитами (фукус, саргассум, цистозира) и/или взрослыми быстрорастущими макрофигами (ламинария, алярия, костария) и взрослыми особями морских беспозвоночных (фильтирующие молюски, безпозвоночные), как наиболее устойчивыми к загрязнению, по сравнению с молодыми гидробионтами.

Заросли молодняка расположены либо на внешней стороне заградительной полосы, либо в середине зарослей. Такое расположение гидробионтов (ламинариевые, алария, костария, цистозира, фукус, саргассум, фильтрирующие моллюски, морские беспозвоночные) обеспечивает, во-первых, их оптимальное развитие, и, во-вторых, максимальную очистку морской среды.

Кроме того, низкое содержание загрязнителя в воде, особенно некоторые виды углеводородов, которые являются источниками питания гидробионтов, ускоряют развитие молодых гидробионтов, а также адаптирует их к загрязнителям при последующем перемещении их на внутренние ряды.

В качестве медленнорастущих макрофитов используют, в частности, фукусовые, а в качестве быстрорастущих макрофитов -- бурые водоросли, а именно ламинариевые, в качестве фильтрующих моллюсков -- мидии, и/или устрицы, и/или другие прикрепляющиеся формы моллюсков, а также и другие виды беспозвоночных, в частности морские ежи, кукумария, трепанг и другие.

Благодаря конструктивным особенностям установок, их гибкости, а также размещение части макрофитов в поверхностном слое воды от 0-1 метров (ламинарию выращивают на поводцах без грузил) позволяет локализовать, и удерживать загрязнители при любых волнениях моря.

Культивирование части ламинарии в неприкрепленном виде создает дополнительную поверхность, которая мешает распространению загрязнителей, особенно нефти и нефтепродуктов. Культивирование беспозвоночных, типа морских ежей, позволят предотвратить обрастание макрофитов личинками беспозвоночных. Заросли взрослых гидробионтов (ламинариевые, алария, костария, цистозира, фукус, саргассум, фильтрирующие моллюски, морские беспозвоночные) образуют активную поверхность, обеспечивающую практически полное поглощение фонового загрязнения. Например, 1 га зарослей ламинарии образует активную поверхность площадью до 40 га.

В случае аварийного сброса, плавающие плантации гидробионтов обеспечивают: во-первых, локализацию нефтяного пятна до его полной утилизации, либо механическим, либо биологическим способом, при этом локализация происходит практически при любых погодных условиях, и, во-вторых, способны удерживать на своей поверхности большие объемы нефти и нефтепродуктов.

Благодаря тому, что водоросли и беспозвоночные располагаются на канатном субстрате или в садках, их можно погружать на различную глубину, устанавливая необходимую пространственную конфигурацию вокруг источника загрязнения, а также легко извлекать из воды для последующей утилизации.

При буровых работах, когда необходимо локализовать иловые взвеси и органические выбросы, гидробионты размещают от донной поверхности до поверхности водной глади вокруг места бурения. Вдоль нефтяных или иных трубопроводов, проложенных по дну акватории моря, размещают два контура зарослей гидробионтов: один по дну вдоль трубы, что обеспечивает определенное направление органических выбросов, и второго контура, расположенного на поверхности воды, который и локализует выброс загрязнения.

В местах выхода в море канализационных труб образуют контуры водорослевых зарослей с фильтрующими моллюсками, обеспечивающих практически полное поглощение органических и минеральных веществ, именно очистки как промышленных, так и бытовых вод от тяжелых металлов и радионуклидов.

Полученное из заградительных зарослей биологическое сырье ежегодно изымается из заградительных участков для дальнейшей их утилизации -- переработки на специальных предприятиях с получением ценных продуктов переработки.

Предлагаемый способ предложен в качестве проекта для биологической очистки морской среды от нефти и нефтепродуктов при добыче нефти на Сахалинском шельфе. Защиты морской среды от загрязнения рассчитана на основе имеющихся примеров, заградительная полоса, которая имеет кольцеобразную форму с внутренним диаметром 3 километров, шириной 240 метров и площадью 244 га, и охватывает видную поверхность моря площадью в 706,5 га.

Заградительная полоса позволяет полностью поглощать фоновое загрязнение, а при аварийных сбросах способна удержать на себе 6,6 тысяч тонн сырой нефтих.[7]



Заключение

Способ биологической очистки морской среды, включающий помещение морских беспозвоночных в места загрязнения воды нефтью, нефтепродуктами, органическими и минеральными веществами, отличающийся тем, что в места загрязнения воды дополнительно помещают морские макрофиты причем размещают их вокруг источника загрязнения на установках для культивирования морских гидробионтов в поверхностном и/или придонном слое воды, и/или по всей толще, в шахматном порядке, в 6 и более рядов, при этом на внутренних рядах размещают медленнорастущие и взрослые особи быстрорастущих макрофитов и морских беспозвоночных, а на средних и внешних рядах молодые особи морских гидробионтов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет:

· локализовать загрязнители морской воды;

· увеличить эффективность блокирования нефтяного пятна в непосредственном месте его разлива почти в любых погодных условиях бывающих на море;

· обеспечить почти полное поглощение фонового загрязнения;

· обеспечить легкость извлечения загрязнения из морской среды без особых затрат;

· снизить расходы эксплуатационных затрат посредством переработки морской биомассы и получения ценного продукта для разных отраслей промышленности.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Очеретяный, Ю.А. Некоторые аспекты экологической безопасности при эксплуатации судов флота рыбной промышленности. // Экологический портал "Ecology Life": URL - http://www.ecologylife.ru/odesski-region/nekotoryie-aspektyi-ekologicheskoy-bezopasnosti-pri-ekspluatatsii-sudov-flota-ryibnoy-promyishlennosti.html

2. Загрязнение океана. // НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЙ БЛОГ О ЗЕМЛЕ: URL - http://o-planete.ru/globalyne-problem-tchelovetchestva/zagryaznenie-okeana.html

3. Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов: URL - http://www.eco.gov.kz/files/sudy.htm

4. Загрязнение морей и океанов. // Строительный Информационный портал: URL - http://st-novosti.ru/zagryaznenie-morej-i-okeanov/

5. Кольский залив может превратиться в экологическую «горячую точку» // Информационно-аналитическое агентство «ПортНьюс»: URL - http://portnews.ru/news/176169/

6. Мостовой переход через Кольский залив. // НП ГК «Норма-Холдинг»: URL - http://adc-tehnika.ru/content/tehnika-tehnologii/3310/Mostovoj-perexod-cherez-Kolskij-zaliv/

7. Способ биологической очистки морской среды. // Независимый научно-технический портал NTPO: URL - http://www.ntpo.com/patents_water/water_1/water_1646.shtml

Размещено на Allbest.ru