Состояние качества гидросферы.

Гидросферу Земли можно условно разделить на две категории – соленые и пресные воды. Пресная вода наряду с воздухом и продуктами питания является важнейшим источником поддержания жизнедеятельности человека.

Транспорт – один из крупнейших потребителей пресной воды. Большое количество используется всеми видами транспорта для различных технологических и технических целей (пар для турбин, для охлаждения двигателей, жидкости для мойки и экипировки подвижного состава и прочих процессов). Водные виды транспорта непосредственно влияют на степень загрязнения воды.

Непосредственно с судна сбрасываются в воду балластные воды, вода, используемая для мойки грузовых танкеров, подсланевые воды, содержащие в своем составе нефтепродукты.

Нефтяная пленка задерживает на 35-40% ультрафиолетовое излучение и тем самым снижает интенсивность фотосинтеза и образование биомассы в океане. Она же затрудняет обмен кислородом между гидросферой и атмосферой. Нефтяная пленка снижает испаряемость воды и, следовательно, уменьшает количество водяных паров в атмосфере, что в свою очередь повышает вероятность засух и других неблагоприятных явлений.

Кроме того, антропогенный шум, вибрация и электромагнитные воздействия являются энергетическими загрязнителями окружающей среды. Механические вибрации возникают практически во всех механизмах с разными амплитудами и частотами, поэтому они могут быть моно-, би- и полигармонические, случайные с широким диапазоном частот. Вибрация резко влияет на иммунную, сердечнососудистую системы, состав крови человека и развитие профзаболевания – виброболезнь.

Вибрации, возникающие на судне, подразделяются на общую вибрацию корпуса судна и местные вибрации. Основными источниками местной вибрации являются: гребной винт (механическая и гидродинамическая неуравновешенность), валопровод, главные и вспомогательные силовые установки (дизель, механизмы, компрессоры, насосы, электрические двигатели), волнения моря (при волнении 3 балла периодические силы увеличивались на 30%, при сильном волнении – в 3-5 раз) и мелководье, процесс обтекания потоком воды выступающих частей (возникают вибрации в результате срыва вихрей) и руль.

Интенсивность шума за последние 300 лет в развитых странах удваивалась каждые 5-10 лет, т.е. росла быстрее, чем увеличивалось потребление энергии. Интенсивный шум отрицательно влияет на производительность труда, самочувствие и здоровье человека, а также на животных и даже на растения.

Основными источниками внешнего шума являются транспорт, строительные и производственные процессы. Шум зависит от типа двигателя, скорости движения, режима работы, технического состояния средства и ряда других факторов и его интенсивность может существенно колебаться.

Крупные морские и речные суда во время движения не создают значительного внешнего шума. Источниками внешнего шума на судах являются выпускные тракты, винты, шум воды, обтекающий корпус, а также вспомогательные машины, установленные на открытых палубах и работающие преимущественно в портах при загрузке и разгрузке или при техническом обслуживании и ремонте судов.

Все транспортные средства имеют сигнальные сирены, гудки или свистки, издающие звуки значительной интенсивности. Наиболее мощные сигнальные системы установлены на морских и крупных речных судах, которыми они пользуются в основном при движении в тумане и в других опасных ситуациях, хотя из-за низкого тона звуки от таких сирен воспринимаются с меньшим раздражением, чем от резких гудков локомотивов.

На транспортных средствах генерируются, кроме внешних шумов, внутренние шумы, воздействующие на пассажиров и обслуживающий персонал (механиков судов и др.). В машинных отделениях судов, где работают главные двигатели (обычно дизели) шум достигает 80-100 дБА, а в непосредственной близости от двигателей и выше.

В настоящее время все чаще говорят о новом виде загрязнения планеты – тепловом. Источниками «подогрева» окружающей среды из-за несовершенства методов преобразования энергии служат тепловые потери в различных двигателях и установках.

Таким образом, водный транспорт загрязняет биосферу: химически – отработавшие газы дизелей в атмосферу и гидросферу; физически – мусор, сточные воды, зола., пыль, сажа и др.; шумом, вибрацией и тепловым загрязнением.

 

Показатели качества сточных вод.

В процессе эксплуатации судов образуются отходы, которые можно разделить на две группы:

1. Отходы, образующиеся вследствие неполноты выгрузки судов, обработки водой палуб, трюмов и танков.

2. Отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (хозяйственно-бытовые, фекальные стоки и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (подсланевые, нефтесодержащие воды, производственный мусор).

Часты случаи аварийных разливов нефтепродуктов при бункевовке судов, различных аварийных ситуаций, а также военно-промышленных конфликтов.

Нефтесодержащие воды (НВ) – образуются вследствие течи трубопроводов, арматуры, наносов, через обшивку корпуса и донную арматуру, при ремонте механизмов, топливной и масляной аппаратуры.

Среднесуточное накопление НВ в основном определяется мощностью главного двигателя. Концентрация нефтепродуктов в НВ колеблется в широких пределах – от долей % до 100%. После непродолжительного отстаивания среднее значение концентрации нефтепродуктов находится в пределах 200 -500 мг/дм³.

В настоящее время применяют как судовую, так и внесудовую очистку НВ от нефтепродуктов. Передача НВ на плавучие очистные осуществляются с помощью судна-сборщика или самим сдающим судном. Плавучие очистные станции обеспечивают очистку НВ до 5-15 мг/дм³ нефтепродуктов. Производительность очистных станций достигает 200 м³ в сутки. Нефтепродукты в НВ находятся в грубодисперсном и тонкодисперсном состоянии и это называется эмульсией. Она находится на поверхности воды. Удалять из воды грубодисперсные нефтепродукты легче, чем тонкодисперсные.

Сточные воды.

Под сточными водами Конвенция предусматривает:

- стоки из всех видов туалетов, писсуаров, унитазов;

- стоки из раковин, ванн, душевых;

- стоки из помещений, где находятся животные;

- прочие стоки, если они перемешаны с перечисленными выше.

 

Согласно Конвенции МАРПОЛ 73/78 каждое судно подвергается следующим видам освидетельствования:

- первоначальному (перед вводом в эксплуатацию);

- периодическому (через промежутки, не превышающие 5 лет);

- промежуточному – в период между периодическими через промежуток, не превышающий 30 мес.

Сточные воды образуются при использовании воды для производственных, питьевых и хозяйственных нужд на судне. До недавнего времени эти воды сбрасывались в водоемы без предварительной очистки, т.к. считалось, что они не наносят ущерба водоемам. Особенно неблагоприятное положение наблюдается в местах скопления судов в портах. Поэтому сточные воды, образующиеся на судах, накапливают в специально предназначенных сборниках и далее откачивают их на плавучие очистные станции для очистки и обезвреживания. Объемы среднесуточных накоплений сточных вод можно определить по: грузовому флоту 30-150 л/чел., по пассажирскому флоту 250-300 л/чел.

Выбор способа очистки сточных вод и его эффективность зависят от состава сточных вод. Смесь сточных и хозяйственно-бытовых вод, поступающих в сборные цистерны судна, содержат загрязнения в виде грубодисперсной взвеси и коллоидных частиц, а также в растворенном состоянии.

О степени загрязнения сточных вод можно судить по следующим показателям:

- БПК₅ – биохимическое потребление кислорода за 5 суток. Означает потребление кислорода, необходимое для разложения органического вещества в течение 5 суток при температуре 20ºС без доступа света и воздуха, измеряется в мг/дм³.

- ВВ – количество взвешенных веществ, содержащихся в 1 дм³ сточной воды; Повышенное содержание ВВ в сбрасываемых сточных водах приводит к увеличению мутности воды и в дальнейшем к нарушению «пищевой цепочки» водоема.

- Коли-индекс – количество бактерий группы «коли» (кишечная палочка), содержащаяся в 1 дм³ сточной воды, измеряется в штуках на 100 мл.

- рН – водородный показатель, характеризующий количество ионов водорода в растворе.

- Прозрачность – позволяет косвенным путем оценивать степень загрязненности сточных вод.

В соответствие с требованиями Конвенции МАРПОЛ 73/78 в прибрежной зоне шириной 12 морских миль запрещен сброс сточных вод, если они предварительно не очищены и не обеззаражены в специальной судовой установке (ООСВ) до следующих показателей:

 

БПК5, мг/дм³ 50

ВВ мг/дм³ 100 + х

где х – концентрация ВВ в промывочной воде, мг/дм³

Коли-индекс, шт 2500

 

Состав судовых сточных вод, скапливающихся в сборной цистерне, непостоянный, соотношение сточных и хозяйственно-бытовых вод изменяется в течение суток, зависит от режима работы судна. Если судно не укомплектовано очистными сооружениями, то на его борту устанавливают специальные емкости для сбора и хранения отдельно нефтесодержащих и сточных вод.

Предельно-допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект – масса вещества в сточных водах, максимально-допустимая к отведению в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Помимо материальных отходов с судов возможно энергетическое, в частности тепловое загрязнение окружающей среды.

Повышение температуры гидросферы повышает скорость химических и биохимических реакций, что способствует эффективности очистки сточных вод. С другой стороны, с повышением температуры уменьшается растворимость и, следовательно, концентрация кислорода в воде, без которого невозможно самоочищение, сущность которого сводится к окислению органических веществ кислородом в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий.

3. Основные требования природоохранных мероприятий.

В 1973 г. Международной морской организацией (ИМО) была принята Международная Конвенция МАРПОЛ-73, в которой определены требования по предотвращению загрязнения с судов. С ростом перевозок нефти от районов добычи к месту переработки и потребления участились случаи тяжелых аварий крупнотоннажных танкеров (столкновения, посадки на мель, взрывы, пожары), повлекшие за собой разливы нефти.

 

Мусор – все виды пищевых, бытовых или эксплуатационных отходов.

Мусор делится на бытовой и производственный. Существует классификация мусора по степени его взаимодействия с водой:

- плавающий – приводит к загрязнению поверхности воды и береговой полосы;

- тонущий – загрязняет дно водоема, особый вред наносит местам нерестилищ рыб;

- растворяющийся – поглощает для своего окисления кислород из воды водоема, изменяет ее окраску, вкус.

Бытовые твердые отходы составляют большую часть скапливающего бытового мусора. Основные проблемы – неоднородность состава бытового мусора, значительные колебания его объемов. Объем производственных твердых отходов зависит в первую очередь от мощности судовой энергетической установки и от состояния механизмов.

В среднем, ежесуточно на грузовом судне скапливается около 20 кг всех видов отходов (без учета шлама сточных вод), а на пассажирском – около 400 кг. Для пассажирских судов основную долю составляют бытовые отходы.

Ограничения МАРПОЛ при сбросе мусора:

- запрещается сброс в море всех видов пластмасс;

- плавучий обивочный и упаковочный материал можно сбрасывать за пределами 25 миль от берега;

- за пределами 12-мильной зоны можно сбрасывать мусор, пропущенный через измельчитель, размеры кусков которого должны быть не более 25 мм;

- в особых районах запрещается сбрасывать любые виды мусора, кроме пищевых отходов, которые можно сбрасывать за пределами 12-мильной зоны.

Уполномоченным должностным лицам в пределах внутренних морских и территориальных вод представлены следующие права:

- останавливать, посещать и осматривать суда и другие плавучие средства для выяснения причин и обстоятельств произведенного сброса или потерь веществ, вредных для здоровья людей или живых ресурсов водоемов;

- давать указания об устранении нарушения установленных правил по операциям с токсикантами;

- задерживать суда и другие плавучие средства, допустившие незаконный сброс или не принявшие необходимых мер к предотвращению потерь указанных веществ;

- составлять акты о нарушении правил по предовращению загрязнения вод, в установленном порядке привлекать виновных лиц к ответственности.

Лекция 3