Глобальные проблемы человечества

За 29-летний период наблюдений (1963-1992 гг.) концентрация стронция-90 в Белом и Баренцевом морях уменьшилась лишь в 3-5 раз. Значительную опасность вызывают затопленные в Карском море (около архипелага Новая Земля) 11 тыс. контейнеров с радиоактивными отходами, а также 15 аварийных реакторов с атомных подводных лодок.

Работами 3-й советско-американской экспедиции 1988 г. установлено, что в водах Берингова и Чукотского моря, концентрация цезия-137 близка к фоновой для районов океана и обусловлена глобальным поступлением данного радионуклида из атмосферы за длительный промежуток времени. Однако эти концентрации (0,1,Ки/л) были в 10-50 раз ниже, чем в Черном, Баренцевом, Балтийским и Гренландском, морях, подверженных воздействию локальных источников радиоактивного загрязнения.

Все вышеперечисленное показывает, что человек, вероятно, забыл:

Мировой океан - это мощная кладовая минеральных и биологических ресурсов; в частности, он даёт:

- 90% нефти и газа,

- 90% мировой добычи брома,

- 60% магния и огромное количество, морепродуктов, что важно при увеличивающемся населении нашей планеты.

Вдумайтесь в эти цифры, он для нас отдаёт ВСЁ ! А что, возвращает человечество?

В отличие от сравнительно малостойких отравляющих веществ периода двух мировых войн, радиоактивность, например, стронция-89 и стронция-90 сохраняется в любой среде десятки лет. Какими бы прочными ни были емкости, в которых захоронены отходы, всегда существует опасность их разгерметизации в результате активного воздействия внешних химических агентов, громадного давления в морских глубинах, ударов о твердые предметы в шторм - да мало ли какие причины возможны? Не так давно во время шторма у берегов Венесуэлы, были найдены контейнеры с радиоактивными изотопами. В этом же районе одновременно появилось много мертвого тунца. Расследование показало.Что именно данный район был избран американскими кораблями для сброса радиоактивных веществ. Подобное имело место с захоронениями в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены, планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи.

Пути попадания радиоактивных осадков

Для правильного понимания, и что более важно, для правильной оценки, появляющихся иногда в печать устрашающих цифр, следует различать:

Естественные источники радиации

Космическое излучение

Тепловое (инфракрасное)

Ультрафиолетовое

Земное излучение (основное)

Техногенные, т.е. изменение радиоактивности среды обитания под воздействием человека (аварии, пожары, взрывы добыча ископаемых, выбросы и сбросы промышленных предприятий и много другое).

из атмосферы в результате ядерных испытаний

при сбросе радиоактивных вод и веществ от предприятий атомной промышленности и АЭС

результате аварий судов, работающих на атомных двигателях, а также сброса радиоактивных отходов судовых реакторов,

после аварий атомных подводных лодок.

По мере насыщения производства и сферы услуг современной техникой и технологией резко возрастает число вышеуказанных катастроф. В частности, в январе 1966г. около берегов Испании при катастрофе американского самолета потеряны четыре водородные бомбы, две из которых длительное время находились на дне Средиземного меря. Две другие бомбы разрушились при ударе о землю и вызвали загрязнение побережья плутонием-239. В январе 1968 г. аналогичная катастрофа произошла с американским бомбардировщиком у берегов Гренландии: в залив Северная Звезда упали и разрушились четыре мегатонные водородные бомбы, что послужило причиной попадания в водоемы и на побережье большого количества плутония-239. Между тем плутоний-239, с периодом полураспада в 24 400 лет, способен в считанные минуты выделять смертоносные альфа-частицы, которые полностью разрушают живую ткань, если попадают внутрь, и вызывают рак всего организма. В сентябре 1977 г. близ берегов Сардинии в Средиземном море потерпела аварию американская подводная лодка «Рэй». Нельзя исключать также аварии береговых атомных реакторов, сопровождающиеся выбросом сотен тысяч кюри осколочных радиоизотопов. Еще в 1966 г. на индийской территории в Гималаях снежной лавиной снесена установленная разведывательными органами США на горе Нандадеви аппаратура с портативной ядерной энергетической установкой. Возникла угроза смертоносного радиоактивного заражения вод реки Ганг, истоки которой, как известно, берут начало в Гималаях. Последние десятилетия характеризуются исключительно быстрым темпом развития атомной энергетики. Атомная энергетика развивается во многих странах мира. Ядерные энергетические реакторы широко используются на искусственных спутниках, электростанциях, кораблях и судах.

В чем заключается опасность?

Большую опасность представляет загрязнение Мирового океана радиоактивными веществами. Опыт показал, что в результате произведенного США в Тихом океане взрыва водородной бомбы (1954) район в 25600 км обладал смертоносным излучением. За полгода площадь заражения достигла 2, 5 млн. км. этому способствовало течение.

Заражению радиоактивными веществами подвержены растения и животные. В их организмах происходит биологическая концентрация этих веществ, передаваемых друг другу через цепи питания. Зараженные мелкие организмы поедаются более крупными, в результате чего у последних образуются опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность воды, а некоторых рыб, представляющих собой одно из высших звеньев в цепи питания, даже в 50 тысяч раз. Но Опасность, непосредственно угрожающая здоровью человека, связана также со способностью некоторых ядовитых веществ в течение длительного времени сохранять активность. Ряд из них, как ДДТ, ртуть, не говоря уж о радиоактивных веществах, могут накапливаться в морских организмах и по питательной цепочке передаваться на большие расстояния. ДДТ и его производные, полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику. Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т.е. веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих "потребителей" и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем, они остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность. Известно, что заметные дозы концентрации ДДТ были обнаружены сравнительно недавно в организмах пингвинов. Пингвины, к счастью не входят в пищевой рацион человека, но накопившийся в рыбе, съедобных моллюсках и в водорослях тот же ДДТ или свинец, попадая в человеческий организм, может привести к очень серьезным, порой трагическим, последствиям. Случаи отравления препаратами ртути, введенными с пищей, встречаются во многих западных странах. Но, пожалуй, наиболее известна болезнь "Минимата", названная так по имени города в Японии, где она была зарегистрирована в 1953 году. Симптомы этой неизлечимой болезни - расстройство речи, зрения, паралич. Вспышка ее отмечалась в середине 60-х годов совсем в другом районе Страны восходящего солнца. Причина одна и та же: химические компании сбрасывали содержащие ртуть соединения в прибрежные воды, там они поражали животных, употребляемых местным населением в пищу. Достигнув определенного уровня концентрации в организме человека, эти вещества и вызывали заболевание. Итог - несколько сот прикованных к больничной койке людей и почти 70 погибших. Причем, как показали исследования советских ученых, в настоящее время на поверхности земного шара нет такого места, которое не подвергалось бы в большей или меньшей степени заражению продуктами ядерных взрывов. Даже в Антарктическом секторе обнаружено распределение радиоактивности «в верхнем 150-метровом слое океана». Как справедливо указывает Г. А. Сафьянов, опасность представляет не только увеличивающаяся концентрация искусственной радиоактивности океанской воды, но и то обстоятельство, что никакими экспериментами невозможно установить длительное воздействие малых доз радиоактивности как на популяцию человека, так и на различные виды животных и растений.

Методы защиты вод Мирового океана

Животные сохраняют «зараженный» в 1963 году Московский договор о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой прекратил прогрессировавшее радиоактивное массовое загрязнение Мирового океана.

Однако источники этого загрязнения сохранились в виде заводов по очистке урановой руды и переработке ядерного горючего, атомных электростанций, реакторов.

Куда опасней предпринимавшиеся некоторыми государствами попытки аналогичного "решения" проблемы удаления радиоактивных отходов. С 1962 г. сброс радиоактивных отходов в океан резко сократился. Мораторий на выдачу новых лицензий на сброс радиоактивных отходов в океан был введен в действие Комиссией по атомной энергии еще в 1960 г. В 1970 г. только четыре организации имели право сбрасывать радиоактивные отходы в океан. Согласно отчетам, в 1961 г. в океан было сброшено 4087 контейнеров с радиоактивными отходами, в 1962 г. - 6120, в 1969 г. - 26, и в 1970 г. - только 2 контейнера. Сейчас радиоактивные отходы предпочитают захоронять на суше.

За последние годы был принят ряд важных международных соглашений по охране морей и океанов от загрязнений. В соответствии с этими соглашениями промывка танкеров и сброс отработанных судовых вод должны осуществляться в специальных портовых устройствах. Каждая страна, подписавшая соглашение, несет юридическую и материальную ответственность за загрязнение вод океанов и морей. Международно-правовые требования, касающиеся запрещения радиоактивного загрязнения Мирового океана, содержатся в Международной конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 г., которая по вступлении в силу заменит аналогичную конвенцию I960 г., в частности, в правилах гл. VIII «Ядерные суда» и Рекомендациях относительно ядерных судов, включенных в качестве приложения III к Заключительному акту конференции 1974 г. В них содержатся нормы, касающиеся эксплуатации судов с ядерными энергетическими установками (Рекомендации 1, 2, 3, 9, 11, Правила 5, 7 гл. VIII), конструктивной особенности ядерных судов и ядерных судовых установок, обеспечения безопасности эксплуатации; информация о безопасности судна; требования освидетельствования, контроля судна и т. д. Так, Правило 12 гл. VIII требует срочного порядка информации прибрежного государства об аварии. Существенное значение имеет п. «в» ст. 6. рекомендаций, который предусматривает меры, направленные на то, чтобы при разрядке, перезарядке реактора, его эксплуатации и обслуживании не было опасного выделения радиоактивных и токсических средств в окружающую среду. В п. «а» ст. 5 Рекомендаций говорится о специальных устройствах для временного хранения, когда это необходимо, и для безопасного удаления твердых, жидких и газообразных радиоактивных отходов. Причем недопустимо превышение установленного уровня радиации, что следует из смысла п. п. «в» и «с» ст. 5 рекомендаций («предельно допустимые уровни радиации при удалении таких отходов в условиях открытого моря должны отвечать международным уровням, когда они будут установлены») и Правила VI гл. VIII Конвенции, запрещающего чрезмерную радиационную или иную ядерную опасность, «угрожающую экипажу, пассажирам, населению, водным путям, продовольственным либо водным ресурсам. Система эвакуации отходов должна иметь контрольно-измерительные устройства, предупреждающие об опасности и срабатывающие в случае, когда радиация превышает установленный безопасный уровень (п. «в» ст. 5 рекомендаций). Обязанность соблюдать особые меры предосторожности при эксплуатации судов с ядерными двигателями и судов, перевозящих ядерные и другие опасные или ядовитые в своей основе вещества, закрепляется ст. 23 ч II раздела III проекта новой конвенции по морскому праву. В числе международно-правовых актов, посвященных защите морской среды от загрязнения радиоактивными веществами, следует указать Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой от 5 августа 1963 г. В его преамбуле прямо требуется положить конец радиоактивному заражению окружающей среды и запрещено проведение любого ядерного взрыва, если он «вызовет выпадение радиоактивных осадков за пределами территориальных границ государства, под юрисдикцией которого проводится такой взрыву (ст. 1 п. «в»). Сюда же относится Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела от 27 января 1967 г., в ст. IX которого государствам - участникам Договора предписывается осуществлять изучение и исследование космического пространства таким образом, чтобы избегать «их вредного загрязнения, а также неблагоприятных изменений земной среды». При этом понятие «земная среда», на наш взгляд, должно включать и морские пространства. Недопустимость радиоактивного загрязнения морских вод вытекает и из анализа норм таких международно-правовых актов, как Договор о нераспространении ядерного оружия от 1 июля 1968 г., Договор о запрещении размещения на дне морей и океанов и в его недрах ядерного оружия и других видов оружия массового уничтожения от 11 февраля 1971 г.;36 Договор между СССР и США об ограничении подземных испытаний ядерного оружия от 3 июля 1974 г.. Дополнительный Протокол II к Договору о запрещении ядерного оружия в Латинской Америке (Договор Тлателолко) 1967 г., подписанный Советским Союзом 19 мая 1978 г., в соответствии с которым СССР взял на себя обязательство соблюдать статус безъядерной зоны на этом континенте. Договор между СССР и США об ограничении стратегических наступательных вооружений от 18 июня 1979 г.. Двусторонние соглашения, заключенные правительствами США и ФРГ с иностранными государствами по поводу заходов ядерных гражданских судов «Саванна» (США) и «Отто Ган» (ФРГ); Лондонская конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 г.

Однако Конвенция 1972 г. не содержит полного запрета на сброс в море радиоактивных отходов. Она закрепляет противоправность лишь преднамеренного их сброса и не распространяется на случаи удаления в море отходов, являющихся результатом нормальной эксплуатации ядерных судов. Ее положения не применяются к судам и самолетам, которые в соответствии с международным правом пользуются иммунитетом. В Конвенции содержатся нормы, предусматривающие удаление в морскую среду радиоактивных отходов со средним и низким уровнем активности после получения соответствующего разрешения, регламентации же ответственности, а также порядка разрешения споров в данной области в акте нет. Несомненно прав С. А. Малинин, подчеркивая, что необходима дальнейшая регламентация вопросов загрязнения моря. При этом автор указывает, что «для учета всевозможных источников загрязнения существуют три пути:

а) заключение всеобъемлющей специальной конвенции, запрещающей любые виды радиационного заражения;

б) выработка ряда международных соглашений, каждое из которых будет охватывать один или несколько источников загрязнения (наподобие Лондонской конвенции 1972 г.);

в) обеспечение радиационной безопасности в рамках общей Конвенции о запрещении загрязнения Мирового океана».

Отсталость - результат пересечения, теснейшего взаимодействия всех глобальных проблем, и чем глубже мы проникаем в смысл сложившейся к настоящему моменту ситуации, тем более отчетливо осознаем, насколько трудно найти разумный, реальный выход из критического положения. Нужен порядок финансирования "специальных экологических программ". Привлечению международной финансовой помощи с целью решения этой проблемы. Затраты на все эти мероприятия неизбежны. Но в перечень предполагаемых затрат нужно включить еще несколько важных пунктов.

Во-первых, не заложены средства на обязательный по всем инструкциям демонтаж новосозданных ядерных объектов и дезактивацию местности.

Во-вторых, не предусмотрен фонд страхования экологических и технологических рисков.

В-третьих, расходы на захоронение средне- и низкоактивных отходов, которые неизбежно образуются при работе с ядерным топливом (технические стоки, спецодежда, различные металлические конструкции). Необходима и оценка независимых экспертов по радиационному загрязнению.

Нет тех самых поправок в законе, которые фактически открывают путь к превращению в мировую свалку радиоактивного мусора.

Но все они страдают недостатком - расплывчатые формулировки позволяют частным компаниям их обходить; кроме береговой охраны некому следить за соблюдением этих законов природы и общества.

Сегодня -- вопреки протестам мировой общественности -- продолжают испытания ядерного оружия Франция и Китай. Единственным эффективным способом защиты населения от радиации, вызванной испытаниями ядерного оружия, которые уже привели к повышению естественного радиационного фона на несколько процентов, может быть только полное прекращение этих испытаний. Прекратить переработку отработавшего ядерного топлива, как самую экологически грязную часть атомной индустрии;

Заключить международное соглашение, запрещающее использование 238U в боеприпасах;

Не оставляют сомнений, чем закончится а, будущим поколениям - горы радиоактивного мусора.

Экологическое загрязнение вод

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, в том числе болезнетворными, а также органическими веществами, способными к брожению. Главными источниками биологического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы, сточные воды предприятий пищевой промышленности (бойни и мясокомбинаты, молочные и сыроваренные заводы, сахарные заводы и т. п.), целлюлозно-бумажной и химической промышленности, а в сельской местности - стоки крупных животноводческих комплексов. Биологическое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры, брюшного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных инфекций, например гепатита.

Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг)

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов.

Сброс (dumping) - это термин, имеющий особое значение; его нельзя смешивать с засорением ( загрязнением) мусором или выбросам по трубам. Сброс - это доставка отходов в открытое море и выбрасывание их в специально отведенных для этого местах. С барж , вывозящих твердые отходы , последние сбрасывают через донные люки. Жидкие отходы обычно выкачивают через погруженную в воду трубу в турбулентную кильватерную струю судна. Кроме того, некоторые отходы захороняют с барж в закрытых стальных или иных контейнерах. Большую часть сбрасываемого материала составляет взвешенный грунт, засасываемый землечерпательным снарядом с приемной воронкой со дна гавани и портов при углублении фарватеров. В 1968 г. в Атлантический океан было сброшено 28 миллионов тон этого материала. Следующим по объему является относительно чистый материал - это также грунт, вынимаемый экскаваторами при строительстве, затем всякий осадок (ил) городских отходов и, наконец, такие промышленные отходы, как кислоты и другие химикаты. В некоторых районах городские отходы не затопляются с барж, а сбрасываются в океан по специальным трубам; в других районах их сливают в накопители на суше или используют в качестве удобрений, хотя содержащиеся в стоках тяжелые металлы могут вызвать в отдаленном будущем неблагоприятные последствия. Широкая гамма промышленных отходов (растворители, используемые в фармацевтическом производстве, отработанные кислоты титановых красителей, щелочные растворы предприятий нефтеперерабатывающей промышленности, металлический кальций, слоистые фильтры, соли и хлористые углеводороды) сбрасываются время от времени в разных местах. Какой ущерб наносит морским организмам сброс подобных материалов? Мутность, появляющаяся при сбрасывании отходов, как правило, исчезает в течение суток. Сбрасываемый во взвешенном состоянии грунт покрывает грязью обитателей дна в виде тонкого слоя, из-под которого многие животные выбираются на поверхность, а некоторые замещаются через год новыми колониями таких же организмов. Илы бытовых отходов с высоким содержанием тяжелых металлов могут быть токсичными, особенно когда при соединении с органическими веществами образуется среда с пониженным содержанием кислорода; в ней могут существовать только немногие живые организмы. Кроме того, ил может иметь высокий бактериологический показатель. Очевидно, что промышленные отходы в больших объемах опасны для жизнедеятельности океана и поэтому не должны сбрасываться в него.

Сбрасывание отходов в океан как таковое еще нуждается в тщательном исследовании. Располагая надежными данными, можно по прежнему разрешать сбрасывать в море такие материалы, как грунты, но следует запретить сброс других веществ - например, химикатов. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса. Глубоководные участки дна моря можно выделить для этой цели на основании таких же критериев, как и при выборе мест для городских свалок - удобства их использования и малой биологической ценности.

Тепловое загрязнение морей, рек, океанов

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Разница не превышает естественных изменений температуры и поэтому не представляет опасности для большинства взрослых обитателей моря. Однако при заборе воды засасываются икра, личинки, молодь, обитающие в прибрежных водах. Они проходят через электростанцию вместе с водой для охлаждения, где неожиданно подвергаются воздействию высокой температуры, сниженному давлению, что оказывается для них губительным. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. По этой и другим причинам было бы целесообразно размещать электростанции в открытом море, где можно забирать воду с более глубоких и прохладных слоев, менее богатых живыми организмами. Тогда, если электростанции атомные, была бы также снижена опасность последствий возможной аварии. Если электростанции работают на нефти и угле, то горючее могло бы доставлятся судами прямо на станцию, тогда как береговая линия могла бы быть использована для непромышленных целей. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

Загрязнение океана неорганическими веществами

Загрязнение моря нефтепродуктами вызывает беспокойство, но нефть, в силу своего органического происхождения, со временем может всё-таки быть переработана морскими организмами, а вот такие тяжёлые металлы, как свинец, кадмий и ртуть, сохраняют токсичность бесконечно долго. Причем морские организмы делают их ещё более ядовитыми. Долгое время считалось, что токсичность ртути, попавшей в прибрежные воды Японии, не представляется опасной. Однако здесь произошло превращение ртути в метиловую ртуть, сильнейший яд, губительно действующий на нервную систему. Как это нередко случается, яд концентрировался в рыбе и моллюсках, употребляемых в пищу, и вызывал вспышки болезни, известной теперь, как болезнь Минимата; причины, породившие её, почти десятилетие оставались невыясненными. В заливе Минимата и в некоторых других бухтах Японии, где ртуть всё ещё остаётся в морской воде, рыболовный промысел никогда теперь не будет безопасен. Однако бедствия, причиняемые загрязнением океана, пока ещё мало кого волнуют. Потребовалось много усилий, чтобы установить причину печально известной массовой гибели морских птиц в Ирландском море. В конце концов, выяснилось, что виной всему полихлоридфенилы органические соединения, постоянно сбрасываемые промышленными сточными водами в эстуарий реки Клайд. Некоторые из токсических веществ, попадающих в море, переносятся очень далеко от источника загрязнения, да к тому же рыбы и птицы могут разносить сильнейшие инсектициды в самые отдаленные уголки земного шара. А даже совсем незначительное содержание, например, печально известного ДДТ может остановить фотосинтез, играющий важную роль не только в жизни морских водорослей, но и в кислородном балансе Земли.

Очистка воды от нефти и нефтепродуктов

Биопрепарат Деворойл предназначен для биодеградации нефти и нефтепродуктов при загрязнении почв, природных водоемов, акваторий, стоков промышленных предприятий и реабилитации загрязненных территорий. Препарат представляет собой тщательно подобранное сообщество углеводородокисляющих бактерий и дрожжей, успешно работающих в различных естественных и антропогенных экосистемах. Микроорганизмы препарата адаптированы к средам с соленостью до 150 г/л, т.е. одинаково хорошо работают как в пресной, так и в морской воде, а также способны к комплексному разложению как растворимых, так нерастворимых в воде компонентов нефти (при внедрении в толщу нефтяной пленки). Последнее свойство препарата существенно сокращает время необходимое для нейтрализации загрязнения и предохраняет микроорганизмы от вымывания их из нефти паводковыми водами и ливневыми дождями.

Препарат простой в применении. На загрязненную почву или поверхность водоемов и рек наносят рабочую суспензию препарата (готовят непосредственно перед использованием) путем дождевания или распыления с помощью любых предназначенных для этого машин и агрегатов (при температуре почвы или воды +5 оС +45°С). Расход препарата зависит от степени загрязненности грунта, водной поверхности. Специальные добавки, введенные в состав биопрепарата, значительно активизируют процесс деструкции нефти, увеличивают эффективность работы в естественных природных условиях. Деворойл не имеет аналогов среди других препаратов. Он обладает широким спектром биодеградации углеводородов любой структуры (линейной, циклической), активно внедряется в толщу слоя нефти, восстанавливает процессы аэрации. После обработки биопрепаратом загрязненной почвы, в грунте остается легко разлагающийся бактериальный белок и экологически чистые нейтральные продукты окисления нефти, способствующие развитию естественной микрофлоры экосистемы. Одним из основных факторов, лимитирующих процесс разложения углеводородов, является газовоздушный режим загрязненной почвы. Для окисления углеводородов микроорганизмами необходимо наличие молекулярного кислорода, в анаэробных условиях процесс окисления крайне затруднен. Рыхление загрязненных почв увеличивает диффузию кислорода, снижает концентрацию углеводородов в почве, обеспечивает разрыв поверхностных пор, насыщенных нефтью, но в то же время способствует равномерному распределению компонентов нефти и нефтепродуктов в почве и увеличению активной поверхности взаимодействия. При этом создается оптимальный водный, газовоздушный и тепловой режим растет численность микроорганизмов, их активность, усиливается активность почвенных ферментов, увеличивается энергия биохимических процессов.

Оптимальная температура почвы 20 - 37 0С. Обеспеченность почв биогенными элементами (азотом, фосфором и калием) - важный фактор, определяющий интенсивность разложения нефти и нефтепродуктов. Недостаток биогенных элементов необходимо восполнять путем внесения в почву минеральных удобрений. Потребность в питательных элементах зависит от типа почв, однако практически во всех случаях внесение биогенных элементов в виде минеральных удобрений стимулирует разложение углеводородов. Биогенные элементы вносят в почву при фрезеровании. При внесении культуры микробов-деструкторов с минеральными удобрениями на участки, залитые водой, понижающий коэффициент равен 2,0 на 1000 м3 воды. Влажность почв оказывает положительное влияние на скорость разложения нефти и нефтепродуктов. После полива улучшаются агрохимические свойства почвы, в частности увеличивается подвижность питательных веществ, микробиологическая и ферментативная активность. Кислотность почвы также играет важную роль. Значения рН, близкие к нейтральным, являются оптимальными для роста на углеводородах большинства микроорганизмов. Для раскисления почвы дополнительно можно вносить известь или доломитовую муку в количестве 2000 кг на 1 га. Известь снижает подвижность токсичных веществ, содержащихся в нефти. Для активного восстановления дерново-подзолистых почв, превратившихся в результате нефтяного загрязнения в техногенные солончаки и солонцовые почвы, рекомендуется химическая мелиорация, в частности гипсование. В этом случае при достаточном количестве влаги в присутствии гипса поглощенный натрий вытесняется кальцием, а образующийся сульфат натрия вымывается, техногенно-обусловленная щелочность почвы снижается. Посев в загрязненную нефтью почву трав с разветвленной корневой системой способствует ускорению разложения углеводородов. Положительное воздействие сельскохозяйственных растений, в частности многолетних трав, объясняется тем, что их развитая корневая система способствует улучшению газовоздушного режима загрязненной почвы, обогащает почву азотом и биологически активными соединениями. Все это стимулирует рост микроорганизмов и ускоряет разложение нефти и нефтепродуктов. Также следует учитывать способность самих растений разлагать различные нефтяные углеводороды. Микроорганизмы сообщества способны эффективно окислять углеводороды нефти с длиной цепи С9-С30 и ароматические углеводороды в широком диапазоне кислотности среды (pH4,5-9,5)и температур (5-45°С). Эффективность окисления углеводородов достигает 99%. Деворойл является поликультурой, имеющий в своем составе 5 видов микроорганизмов. 1(один) титр - в одном грамме препарата содержится не менее 280 000 000 клеток. Так как каждый вид микроорганизмов проявляет наибольшую активность для отдельных фракций нефти, то достигается наибольшая эффективность, потому что обрабатываются все фракции нефтепродуктов сразу с равномерной скоростью. В этом заключается основное преимущество препарата Деворойл перед другими препаратами. Деворойл и его прикладные методы, которые были осуществлены на загрязненной нефтью территории, были представлены на Международных выставках «Нефть и газ» в России и за границей, где заслужили самую высокую оценку.

Возможности биопрепарата Деворойл по очистке нефтяных загрязнений:

Работает в широком диапазоне температур (+5 до + 45 0С);

Работает в широком диапазоне кислотности среды (рН 4,5 - 9,5);

Активен при значительном химическом загрязнении среды;

Эффективно работает без заметного снижения активности при: кислотности среды 4,5 - 5,5 единиц, солености среды - до 85 г/кг, содержании тяжелых металлов (Cu, Zn, Ni, Cd, Pb) в десять раз превышающих уровень ПДК, уровень содержания полихлорированных бифенилов, хлорированных анилинов, 2,4,5-тринитротолуола может достигать 0,05%.

Адаптирован к средам с повышенной соленостью (до 150 г/л NaCl).

Технологию можно применять при загрязнениях:

высоко и низкопарафинистая нефти: содержание парафинов достигает 22,2%;

вязкая нефть;

нефть с высоким содержанием серы: содержание свободной серы, сероводорода, меркаптанов, полисульфидов, тиофенов достигает 5,5 %;

нефтепродукты: мазут, бензин, керосин, дизельное топливо и т.п;

ароматические вещества: фенол, бензол, анилин и др.;

Экологическая, санитарная и пожарная безопасность:

Деворойл является экологически безопасным, поскольку в результате биодеструкции нефти образуются нейтральные продукты, не оказывающие отрицательного действия на экосистемы. Стандартные тесты на ракообразных и рыбах не зафиксировали негативного действия на гидробионты.

Микроорганизмы нетоксичны и непатогенны. Препарат прошел тщательную проверку в ведущих учреждениях страны и опытно-промышленные испытания на эффективность и безопасность применения.

Использование Деворойл для целей биодеградации нефти и нефтепродуктов разрешено Госсанэпиднадзором РФ (№ 01-13/1102-11 от 29.08.1995г. и № 04-13/131-111 от 27.10.97г.) и Минприродой России ( № 11-23/237 от 20.04.1995г.).

Деворойл - сухой препарат, его рабочий растворы негорючи и взрывобезопасны.

Температура самовоспламенения биопрепарата 435°С, нижний предел воспламенения 195,5°С.

Деворойл производится и применяется в промышленных масштабах с 1992 года.

В настоящее время препарат используется в различных регионах России и СНГ, дальнего зарубежья как для очистки водоёмов (естественных и искусственных), так и при санации почв и очистке технологических площадей.

Работы на очистных сооружениях:

Работу очистного сооружения моделировали на лабораторной установке, принадлежащей ИнМи РАН (лаборатория нефтяной микробиологии). Установка имела несколько фильтрующих элементов, выполненных на основе дорнита, общей площадью 6 10-2 м2. Клетки углеводородокисляющих микроорганизмов, входящих в состав биопрепарата «Деворойл», были иммобилизованы на дорните. Испытания показали, что при скорости водообмена 6 объемов в сутки, на установке происходит снижение концентрации растворенных нефтепродуктов с 18 до 0,12мг/л за одни сутки, т.е. эффективность очистки достигала в этих условиях 99,3%. Натурные работы проводили на двух очистных сооружениях: в г. Люберцы и г. Балашиха. На Люберецких очистных сооружениях испытания проводились в период пуско-наладочных работ (июль-август 1995г.). Испытывалась эффективность работы только плавающих фильтров (боны, сделанные на основе пенопласта) обработанных препаратом «Деворойл». Анализы проб воды (лаборатория по анализу поверхностного стока Мосводостока, Дачковская В.А.) показали, что уровень нефтепродуктов снижается с 10 мг/л до значений не превышающих1,5мг/л.

Аналогичные результаты при использовании плавающих биофильтров получены и «МосводоканалНиипроект» на очистном сооружении «Керосиновый ручей» (отчет по проекту РАН-4 от 10.08.1993г., стр.33): «Анализируя полученные данные, следует отметить достаточно высокую эффективность действия микробного препарата «Деворойл» для очистки поверхностных сточных вод от нефтяных загрязнений. После обработки стоков по обработки стоков по предлагаемой биотехнологии снижение концентрации нефтепродуктов происходит в среднем на 70-80%. Совмещение плавающих биофильтров и фильтрующих элементов (дорнит) с иммобилизованными клетками биопрепарата «Деворойл», позволило даже в октябре снизить концентрацию растворенных нефтепродуктов на очистных сооружениях в/ч 35690 г. Балашиха до 0,21 мг/л (протокол межрайонной специализированной инспекции аналитического контроля от 01.10.1996г.). Полученный опыт дает основание рассчитывать, что увеличение времени контакта очищаемой воды и биофильтров, что технологически вполне достижимо, позволит снизить содержание растворенных нефтепродуктов до величин меньше, чем 0,1 мг/л. Кроме того, использование препарата «Деворойл» может дать и другие положительные эффекты. Так, по данным МНИИГ им.Ф.Ф.Эрисмана, препарат уменьшает содержание в водной среде минеральных соединений азота и фосфора до нуля, что резко снижает опасность вторичной эвтрофикации. В ходе экспериментов также показано снижение БПК5 с 4,3 до 0,9мгО/л.

Основные методы очистки сточных вод

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т. д. Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физикохимические, биологические.

В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. В зависимости от требуемой степени очистки они могут дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться. Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до 20%. В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка). Обезвоженный песок при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов. Усреднители применяются для регулирования состава и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков. Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность. Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.

Биологическая очистка - широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т. д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Химические и физико-химические методы очистки играют значительную роль при обработке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биологическими методами. Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод многих отраслей промышленности, содержащих щелочи и кислоты. Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоемах.

Проблема мирного освоения космоса

Проблемы освоения космоса

Воздействие ракетно-космической техники и воздушных судов гражданской авиации

При эксплуатации ракетно-космической техники оказывается воздействие на атмосферу, включая стратосферный озон, а также на подстилающую поверхность и экосистемы. Районы падения отделяющихся частей ракет-носителей. Основными факторами негативного воздействия ракетно-космической деятельности на окружающую природную среду в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей являются:

загрязнение отдельных участков почвы, поверхностных и грунтовых вод компонентами ракетных топлив;

засорение территорий районов падения элементами отделяющихся конструкций ракет-носителей;

возможность взрывов и возникновения локальных очагов пожаров при падении ступеней средств выведения;

механические повреждения почвы и растительности, в том числе при последующей эвакуации отделяющихся частей ракет-носителей.

Анализ материалов комплексной оценки влияния пусков ракетно-космической техники на экологическое состояние районов падения и прилегающих территорий позволяет сделать следующие основные выводы:

интенсивный атмосферный перенос загрязнений с места падения происходит в течение нескольких часов после приземления ступеней и не достигает в опасных концентрациях границ районов падения;

анализ статистических данных заболеваемости населения административных районов, на территории которых расположены районы падения, в частности, на территории Архангельской области и Саяно-Алтайского региона, где были проведены специальные обследования, не выявил увеличения случаев заболеваемости по сравнению с другими районами соответствующих регионов.

В 1998 г. осуществлено 24 запуска ракет-носителей (РН), в том числе РН "Протон" - 7, "Союз" - 8, "Молния" - 3, "Космос" - 2, "Циклон" - 1, "Зенит" - 3 (с космодромов "Байконур" и "Плесецк" - соответственно 17 и 7). Кроме того, проведен экспериментальный запуск космического аппарата с подводной лодки из акватории Северного Ледовитого океана с использованием баллистической ракеты. Пуск РН "Зенит", проведенный с космодрома "Байконур" 10 сентября 1998 г. по заказу КБ "Южное" (Украина) в рамках проекта "Глобалстар", закончился аварийным выключением двигателя второй ступени, последующим взрывом и падением остатков РН в район падения, расположенный на территории республик Алтай, Хакасия и Тыва.

Воздействие ракетно-космической техники на атмосферу

Степень воздействия запусков ракет-носителей (РН) на приземную атмосферу и озоновый слой характеризуется следующими основными показателями:

уменьшение стратосферного озона при пусках носителей на жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) составляет в зависимости от класса носителя 0,00002-0,003% по отношению к общему уровню его разрушения;

доля оксидов азота, выбрасываемых при пусках ракет-носителей, весьма мала и составляет менее 0,01% аналогичных выбросов, производимых объектами промышленности, теплоэнергетики и транспорта;

выбросы в атмосферу углекислого газа составляют не более 0,00004% выбросов этого вещества другими антропогенными источниками.

Таким образом, воздействие продуктов сгорания ракетного топлива на нижние и средние слои атмосферы существенно ниже по сравнению с другими техногенными источниками загрязнения. Вместе с тем предприятия ракетно-космической промышленности продолжают работы, направленные на снижение негативного влияния пусков ракетной техники на приземную атмосферу. Исследования показывают, что запуски ракет-носителей оказывают определенное воздействие на верхнюю атмосферу. При этом могут изменяться ее химический состав и проявляться динамические, тепловые, электромагнитные эффекты воздействия. Данные зондирования показывают, что после запуска ракеты-носителя в течение примерно 1 ч происходит частичная перестройка структуры ионосферы на расстояниях до 2 тыс. км, которая проявляется в возникновении волновых возмущений ионосферы различного масштаба. В целом минимизация влияния пусков ракет-носителей на атмосферу может достигаться их рациональным планированием. Воздействие воздушных судов на верхние слои атмосферы. Полеты дозвуковых и будущих сверхзвуковых самолетов, как показывают исследования, обобщенные Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), могут оказывать существенное влияние на верхние слои атмосферы в результате выбросов продуктов сгорания топлива. Так, вклад воздушных судов гражданской авиации в выбросы оксидов азота на больших высотах оценивается в 55% при том, что на малых высотах он составляет 2-4%, а по диоксиду углерода и потреблению топлива доля гражданской авиации в общем объеме выбросов и потребления иско- паемого топлива оценивается величиной примерно в 3%. Результаты моделирования воздействия авиации на окружающую среду показывают, что выбросы оксидов азота всеми имеющимися в мире дозвуковыми воздушными судами, выполняющими полеты в верхних слоях тропосферы (на высотах 10-13 км), могут привести к увеличению концентрации озона на 4-6%, а в средних и высоких широтах Северного полушария, в том числе в воздушных коридорах, открытых для мировой гражданской авиации над территорией России, увеличение концентрации озона может достичь 9%. Озон, присутствующий в повышенных концентрациях в верхних слоях тропосферы, как и диоксид углерода, усиливает "парниковый эффект" и может содействовать глобальному изменению климата. Напротив, выбросы оксидов азота сверхзвуковыми самолетами в стратосфере (на высотах около 20 км) могут приводить к истощению озонового слоя (появление озоновых дыр), который защищает поверхность Земли, население, растительный и животный мир от жесткого ультрафиолетового излучения. При этом чувствительность стратосферы к воздействию авиации неизмеримо выше, чем тропосферы. В связи с усиливающейся обеспокоенностью влияния авиации на глобальные атмосферные процессы ИКАО приступила к разработке новых стандартов по ограничению выбросов оксидов азота сверхзвуковыми самолетами, обеспечивающих минимальное и допустимое воздействие на атмосферу. Относительно дозвуковых самолетов в 1998 г. произошло очередное, третье по счету, ужесточение международного стандарта по выбросам оксидов азота. Серьезный удар по озоновой панике нанесла группа исследователей из Университета Джонса Гопкинса, показав, что нет убедительных доказательств ожидаемого вредного действия истончения озонового слоя. Мировая наука установила, что в результате высокого ультра- фиолетового облучения резко падает урожайность растений, а у некоторых людей возникают болезни: увеличивается заболеваемость катарактой и раком кожи, но, с другой стороны, получены новые подтверждения того, что ультрафиолетовое облучение укрепляет кости, предотвращая их разрушение и препятствуя возникновению рахита. Не обнаружено причинно-следственной связи между снижением уровня озона в нижних слоях атмосферы и ростом заболеваемости астмой.

Новая напасть - радиоактивные отходы в космосе

Специалисты, отвечающие за безопасность космических полетов, сравнивают околоземное пространство со свалкой мусора и металла - тысячи крупных предметов и миллионы мельчайших частичек радиоактивной пыли движутся по орбитам. Что касается взвешенных частиц, то нет еще достоверных данных, определяющих их вред в концентрациях, реально существующих в городах США. Кей Джонс, технический советник при Агентстве по защите внешней среды (ЕРА), заявила, что дебаты об озоне и взвешенных частицах "не имеют никакого отношения к здоровью населения. Это дискуссия об усилении контроля и введении дополнительных ограничений".

Энергетическая проблема

В обществе по-прежнему довлеет нерациональная модель производства и потребления энергии. В ряду технологий недалекого будущего предлагается использовать предназначенный для уничтожения оружейный уран в мирных целях в космосе для создания энергетической сети, поставляющей с орбиты на планету экологически чистую энергию - отраженный свет. Об использование экологически чистой энергии из космоса еще в 1991 году говорил Римский Клуб - знаменитое собрание политиков и интеллектуалов, занимающихся решением глобальных проблем человечества. Для создания гигантских отражателей, наобходимы миллионы тонн материалов, доставка которых с Земли невозможна по экологическим и экономическим причинам. Ядерный потенциал, доставляемый в космос ракетами, может обеспечить получение необходимого количества внеземных материалов,в частности -астероидного железа. Ядерные двигатели могут доставить на орбиту небольшой астероид из группы сближающихся с Землей, с помощью которых, как предполагают специалисты НПО "Энергомаш", ИЦ им М.В.Келдыша и др.можно будет создать космическую энергоиндустриальную сеть - орбитальные платформы с отражателями солнечного света. Доставка следующих астероидов и расширение этой сети обеспечат в частности освещение городов, интенсификацию роста лесов и пр. Конечно, оружейный уран можно сжечь в АЭС, но проблему радиоактивных отходов этим не решить. К тому же переработка оружейного урана экономически очень невыгодна. Запасенная в ядерных зарядах энергия способна произвести переворот в методах и сроках освоения космоса, - считают специалисты, работающие над проектом.

Спутниковые солнечные электростанции

Одной из глобальных задач для космического транспорта будущего может оказаться программа развертывания на околоземной орбите спутниковых солнечных электростанций. Цель - решить энергетическую проблему Земли. При производстве на Земле энергии за счет сжигания топлива возникает опасность воздействий на климат планеты («парниковый эффект»). Проектный облик спутниковых солнечных электростанций представляет собой конструкцию, основным элементом которой служат солнечные батареи. При вырабатываемой мощности 5 ГВт площадь солнечных коллекторов спутниковых солнечных электростанций составляет 50 км 2, а масса станции при использовании фотоэлектрических преобразователей из арсенида галлия оценивается в 34 тыс.т. Трудности, связанные со спутниковыми солнечными электростанциями: транспортировка такого количества грузов в космос и сборкой на орбите этой конструкции. не выяснена до конца возможность безопасной передачи на Землю энергии в виде микроволнового или лазерного излучения. Вероятно, в XXI веке на основе новых достижений научно-технического прогресса проекты спутниковых солнечных электростанций претерпят существенные изменения и станут технически реализуемыми и рентабельными.