Оригинальные способы очистки воды от нефти. Реферат.

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Оригинальные способы очистки воды от нефти. Реферат.

Оригинальные способы очистки воды от нефти. Реферат.

Значение воды

Человек — дитя Природы, вся его жизнь проходит по её законам и правилам,

но при этом нельзя не отметить всё увеличивающееся негативное воздействие

хозяйственной деятельности на окружающую среду. Изменения происходят во

всё возрастающих масштабах в результате вырубки лесов, распашки обширных

площадей, гидротехнических мероприятий, влияющих на речной сток и режим

грунтовых вод, забора большого количества речных, подземных и озерных вод,

и в особенности их загрязнения. Соответственно с этим меняется жидкий,

газообразный и твёрдый сток в моря и океаны.

В скором будущем войны на Земле

могут возникнуть

в борьбе за пресную воду.

Футурологи

Вода - вещество привычное и необычное. Известный советский ученый академик

И.В.Петрянов свою научно - популярную книгу о воде назвал “Самое

необыкновенное вещество в мире”. А доктор биологических наук Б.Ф.Сергеев

начал свою книгу “Занимательная физиология” с главы о воде - “Вещество,

которое создало нашу планету”.

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в

процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение

вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве.

Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех

растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Вода — комплексный природный ресурс, состоящий из воды Мирового океана (94

%), подземных вод (4 %), льда и снега (2 %), воды рек, озер и болот (0,4

%). Весь природный водный комплекс функционирует как единый, хотя в

кратковременный интервал времени отдельные водоемы могут быть относительно

изолированными. Распределена вода по территории Земли и отдельным регионам

неравномерно.

Распределение воды и ее потребление по континентам (общее/безвозвратное)

+------------------------------------------------------------------------------+

| | |Водопотребление| |

| |Среднегодовой|---------------+-------------------+ |

|Континент| сток рек, | | | км3/год | % к стоку | |

| | км3/год | | |---------+-------------------+------------------|

| | | | | | | 1970 г. | 2002 г. |1970 г. | 2002 г. |

|---------+-------------| | | | |---------+---------+--------+---------|

| Европа | 3 210 | | | | | 320/100 | 730/240 |10,0/3,1|23,0/7,5 |

|---------+-------------| | | | |---------+---------+--------+---------|

| Азия | 14 410 | | | | |1500/1130|3200/2000|10,4/7,6|22,7/13,9|

|---------+-------------| | | | |---------+---------+--------+---------|

| Африка | 4 570 | | | | | 130/100 | 380/250 |2,8/2,2 | 8,3/5,5 |

|---------+-------------| | | | |---------+---------+--------+---------|

|Северная | 8 200 | | | | | 540/160 |1300/280 |6,6/2,0 |15,8/3,4 |

| Америка | | | | | | | | | |

|---------+-------------| | | | |---------+---------+--------+---------|

| Южная | 11 760 | | | | | 70/50 | 300/130 |0,6/0,4 | 2,5/2,1 |

| Америка | | | | | | | | | |

|---------+-------------| | | | |---------+---------+--------+---------|

|Австралия| 2 390 | | | | | 23/12 | 60/30 |1,0/0,5 | 2,5/1,2 |

|и Океания| | | | | | | | | |

|---------+-------------| | | | |---------+---------+--------+---------|

| Всего: | 46 540 | | | | |2583/1552|5970/5930|5,8/3,4 |13,0/6,7 |

+------------------------------------------------------------------------------+

Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли - она

незаменима. Иссякнут запасы металлов - быть может, удастся заменить их

пластмассами; не хватит растительных и животных белков - научатся получать

синтетические; даже вместо обычного воздуха пригодна в некоторых случаях

искусственная смесь газов. Вода будет необходима во все века и всюду, где

существуют земные формы жизни. Недостаток пресной воды на земном шаре

можно восполнить различными путями: опреснять морскую воду, как это делают

в Кувейте (первое место в мире по производству опресненной воды). Также

заменять ею, где это возможно в технике, пресную воду; сточные воды до

такой степени, чтобы их можно было спокойно спускать в водоёмы и водотоки,

не боясь загрязнить, и использовать вторично; экономно расходовать пресную

воду, создавая менее водоёмкую технологию производства, заменяя, где это

можно, пресную воду высокого качества водой более низкого качества.

Пресная вода на мировом рынке становится таким же дефицитом, как и нефть,

газ, каменный уголь, воздух.

Отец русской геологии академик А.П. Карпинский писал, что нет более

драгоценного ископаемого, чем вода, без которой нельзя жить. Ввиду этого

не только для специальных геологоразведочных целей, а специально для

жизни, для земледелия, для всего вода - самое главное ископаемое.

На современном этапе определяются такие направления рационального

использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное

воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических

процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов, и свести к

минимуму потребление свежей воды. Где вода там жизнь, так скажем об этом

необыкновенном веществе.

Мировой океан

Мировой океан определяет лицо биосферы: огромная масса его вод формирует

климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины

кислорода поступает в атмосферу из океана. Мировой океан - уникальный

регулятор количества углекислоты в атмосфере. Неоценима роль океана в

развитии нашей цивилизации. В Мировом океане ежегодно вылавливается 85 млн

т рыбы и других морепродуктов. Это всего около 1% мирового производства

продовольствия, но это и 15% потребляемых человечеством белков. Почти

треть добываемой на планете нефти поступает из скважин, пробуренных в

морском дне. К началу 21 века морская нефть может составить половину всей

добычи. На шельфе неуклонно растёт и добыча газа. Огромные запасы энергии,

по сути ещё не тронутые человеком, таит в себе океан (энергия приливов,

океанических течений и волн, энергия температурных контрастов поверхностых

и донных слоёв воды, энергия горячих термальных источников, запасы

дейтерия). Из сырьевой кладовой океана ведётся полупромышленная добыча

железомарганцевых конкреций, которыми особенно богато дно Тихого океана.

Уже сейчас экономически целесообразно извлекать из них никель, кобальт,

медь. Запасы конкреций поистине астрономические - порядка 2-3 трлн т.

Морские драги вполне рентабельно добывают на мелководьях золото, алмазы,

минералы, содержащие титан и цирконий. Переработка морской воды даёт около

трети потребляемой в мире поваренной соли, пятую часть магния, а также

бром, калийные удобрения. В морской воде содержится почти вся таблица

Менделеева, за исключением короткоживущих искусственно созданных

элементов.

Мировой океан - это протеин для голодающих, новые лекарства, вода для

пустынь, энергия и минералы для промышленности, условия для отдыха. Всё

это с избытком может дать человечеству океан, если удвоить усилия по его

изучению, подойти к его богатствам по-хозяйски, рационально.

Загрязнения

Промышленные и химические загрязнения

Среди загрязнения различных видов окружающей среды, химическое загрязнение

природных вод имеет особое значение. Достаточно сказать, что без воды

человек живет считанные дни. Поэтому рассмотрим подробнее химическое

загрязнение природных вод. Всякий водоем или водный источник связан с

окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия

формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные

природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство,

транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием

этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей

веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды

несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные

и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения.

Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее

развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону

повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у

экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и

нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное

загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и

водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение

химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность,

ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым

можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на

процессы, происходящие в биосфере.

Теперь хотелось бы остановиться на загрязнении вод Мирового океана, и

описать способы и последствия загрязнений.

Загрязнение Мирового океана

В противоположность установившемуся мнению, океан является наиболее

подходящем местом для сброса некоторых отходов человеческой деятельности.

Если этот процесс тщательно контролируется, он не несёт вреда жизни

океана.

У.Баском

Август 1974 г.

В последние 2-3 десятилетия Мировой океан испытывает значительное влияние

хозяйственной деятельности. Около 80% населения Земли живут па морском

побережье или в пределах 100 км от него; здесь сосредоточена половина

крупнейших городов мира с населением более 1 млн. человек. В экономически

развитых странах большая часть промышленности размещена в прибрежных

районах.

Прибрежные районы являются наиболее уязвимыми и подвергающимися

антропогенному воздействию. Строительство плотин и водохранилищ, а также

частичный отвод речных вод сократили сток в море во многих районах. Это

привело к усилению береговой эрозии, засолению эстуариев и прибрежных

грунтовых вод, а также оказало значительное воздействие на водные

организмы, которые воспроизводятся на границе пресной и морской воды. В

большинстве районов изменился и состав речных стоков. реки выступают в

качестве крупномасштабных коллекторов и переносчиков сточных вод из

различных источников (особенно бытовых и промышленных отходов) в пределах

их водосборных бассейнов. Другие виды хозяйственной деятельности также

наносят ущерб морю и его ресурсам. Использование агрохимикатов,

обезлесивание, ирригация и некоторые другие виды землепользования приводят

к загрязнению морской среды.

Морские воды загрязняются в результате захоронения различных отходов,

выброса мусора и нечистот с кораблей, к сожалению, частых аварий. В Тихий

океан ежегодно сбрасывается около 9 млн т отходов, в воды Атлантики —

свыше 30 млн т. Океаны и моря загрязняются такими вредными для них

веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы.

Газообразные токсические вещества, как окись углерода, двуокись серы,

поступают в морскую воду из атмосферы. По подсчетам Калифорнийского

технологического института, в Мировой океан с дождями ежегодно осаждается

50 тыс. т. свинца, попадающего в воздух с выхлопными газами автомобилей. В

городах близ береговой линии в морской воде нередко обнаруживается

патогенная микрофлора. Степень загрязненности постоянно растет.

Способности воды к самоочищению порой оказывается недостаточной, чтобы

справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов.

Под влиянием течений загрязнения перемешиваются и очень быстро

распространяются, оказывая вредное воздействие на зоны, богатые животными

и растительностью, нанося серьезный ущерб состоянию морских экосистем.

Человечество губит само себя. Мы роем яму себе таких размеров, что

выбираться из неё мы будем не одно десятилетие, так как периодичность

полного обмена массы воды, которая близка к периоду естественной очистки,

составляет:

мировой океан — 2500 лет (полное перемешивание вод — 63 года)

подземные воды — 1400 лет;

почвенная влага — 1 год; полярные ледники — 9700 лет;

ледники горных районов — 1600 лет;

подземные льды многолетней мерзлоты — 10 000 лет;

воды озер — 17 лет;

воды болот — 5 лет;

воды в руслах рек — 16 дней;

влага в атмосфере — 8-10 дней;

вода в живых организмах — несколько часов.

Изменение характеристик воды влечет снижение ее продуктивности как среды

обитания, делает невозможным ее использование человеком, она становится

непригодной для бытовых, сельскохозяйственных и промышленных процессов. Но

несмотря на все эти факторы считается, что в целом состояние Мирового

океана пока еще удовлетворительно, но в прибрежных акваториях

экологическая ситуация отличается напряженностью, а в ряде случаев

является опасной. Такую ситуацию мы можем наблюдать в Черном море.

Оказавшееся в центре политических, экономических и военных катаклизмов

современности Черное море стало самым загрязненным в мире и умирает

мучительной смертью. Известное еще со времен Овидия и Геродота жестокими

штормами и рыбными богатствами море в последние тридцать лет превращается

в сточную яму для половины Европы место сброса огромных количеств

соединений фосфора, ртути, ДДТ, нефтяных и других вредных отходов,

производимых 160 млн. людей, проживающих на его побережье. Безусловно, это

не проходит без последствий. На сегодняшний день из 26 видов рыб, которые

вылавливали там рыбаки в 60-е годы, осталось только пять. Миллионная

популяция черноморских дельфинов за тридцать лет сократилась до 200 тысяч.

Исчез местный вид тюленей. Устрицы и мидии, которых называют почки моря,

потому что они фильтруют воду, также погибают. Густые заросли полезных

водорослей, занимавшие раньше более 10 тыс. км2 на северо-западном шельфе,

теперь сохранились лишь на 1/10 этой территории.

Возьмем в пример Турцию, государство с бурно развивающейся экономикой,

берега которой омывает Черное Море. Это государство всегда отдавало

предпочтение экономическим программам перед экологическими, но теперь оно

должно пересмотреть свою позицию. Девятимиллионный Стамбул сбрасывает

нечистоты и отходы в Мраморное море. В результате этот водоем, служивший

некогда нерестилищем для рыбы Черного моря, превращается в зловонное

болото, поверхность которого покрыта нефтяными пятнами. Образовавшаяся в

1973 г. бескислородная зона немногим более 3,5 тыс. км2 сейчас расширилась

почти до 50 тыс., что составляет почти 10 % всей акватории Черного моря.

По оценкам некоторых ученых, общая потеря рыбы составила 5 млн. тонн. Пока

выживает рыба, которая держится недалеко от поверхности, такая как анчоусы

и килька. Но и они становятся жертвами других губительных факторов. Черное

море находится на краю гибели. В бедственном положении находятся и другие

крупнейшие реки Европы Рейн, Влтава, Дон. В Северном, Балтийском,

Средиземном и Черном морях скопилось огромное количество тяжелых металлов,

нефтепродуктов, фенолов, органических загрязнителей. Опасного уровня

достигает скопление сероводорода. В ряде морских акваторий обнаруживаются

радионуклиды, в частности в Северном море цезий-137.

В настоящее время загрязнение Мирового океана — одна из серьезных проблем

человечества. Французский ученый Жак Ив Кусто, совершивший продолжительные

плавания в Атлантический, Индийский и Тихий океаны, в статье «Океан — на

пути к смерти» пишет, что жизнь в океане уменьшилась на 40%, она исчезает

с потрясающей быстротой. В течение 50 лет исчезли более тысячи видов

морских животных, их уже невозможно восстановить.

Пожалуй, ни одна проблема не вызывает сейчас у человечества таких

оживленных дискуссий, как проблема загрязнения Мирового океана. Последние

десятилетия знаменуются усилением антропогенных воздействий на морские

экосистемы в результате загрязнения морей и океанов, техногенных

катастроф. Распространение многих загрязняющих веществ приобрело

локальный, региональный и даже глобальный масштабы. Поэтому загрязнение

морей, океанов и их ”обитателей” стало важнейшей международной проблемой,

а необходимость охраны морской среды от загрязнений диктуется требованиями

рационального использования природных ресурсов. Это тем более серьёзно,

что океан невозможно очистить, как реку или озеро.

Нефтяное загрязнение и его последствия

К числу наиболее вредных химических загрязнений, как указано в принятой в

конце 1972 г. Международной конвенции по предотвращению загрязнений морей

сбросами отходов, относятся нефть и нефтепродукты.

В связи с ростом добычи, транспортировки, переработки и потребления нефти

и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения природы.

Растет загрязнение нефтяными продуктами и водной среды. «Океан умирает, он

болен по вине человека»,— эти слова Тура Хейердала хорошо известны. Еще в

1969 г. во время плавания через Атлантический океан на папирусном судне

«Ра» он отмечал, что поверхность моря была свободна от глобул нефти и

дегтя только в течение нескольких дней за весь двухмесячный период

путешествия. В настоящее время положение не улучшилось.

Основными способами загрязнения воды нефтью являются:

1.Техногенные катастрофы:

Слово \"танкер\" (англ. tanker) происходит от tank - цистерна. Так называют

судно для перевозки жидких грузов (нефть, кислоты, расплавленная сера и т.

д.) в судовых цистернах (танках). Танкеры принадлежат к числу самых

больших судов: длина более 350 м, дедвейт (полная грузоподъемность) 500

тыс. т.

Танкерный флот обеспечивает транспортировку половины добываемой на мировом

шельфе нефти. А в мире добывают около 2,2 миллиарда тонн нефти в год,

причем в море около 440 миллионов тонн. Ее транспортировка на танкерах

(ежегодно по 1,5 млрд. т), конечно же, не обходится без аварий. А это -

гибель многих обитателей морей и океанов, загрязнение пляжей. Аварии

танкеров относятся к числу так называемых техногенных катастроф, причина

которых и в 0x08 graphic

хозяйственной деятельности людей, часто связанной с принятием

непродуманных решений, халатностью, а иногда просто с непрофессионализмом

и незнанием природных закономерностей.

Техногенные экологические катастрофы, вызванные разливами нефти при

авариях на танкерах, относятся к числу наиболее распространенных.

По данным международной организации ИМКО, Общее количество нефти и

нефтепродуктов, ежегодно попадающих в воды Мирового океана, уже сейчас

достигает 10 млн т. Причем эта опасность растет с увеличением тоннажа

танкеров и их количества. По подсчетам специалистов, общая вероятность

аварии равна 0,4 на 1000 рейсов. Вероятность риска разлива принимается

равной 0,05 на 1000 рейсов в открытом море и 0,25 в опасных местах. С

учетом вероятной частоты аварии с посадкой на мель и столкновением средний

размер нефтяного разлива может быть оценен как 1/48 от количества

перевозимой за рейс нефти.

Например, в районе Британских островов ежегодно жертвами таких катастроф

оказываются от 50 до 250 тыс. морских птиц. Впервые серьезное загрязнение

океана нефтью произошло при гибели супертанкера \"Торри Кэньон\" он разбился

на скалистом побережье Корнуолла. Это произошло 18 марта 1967г. Он

перевозил 119 328 т сырой нефти. Авария произошла днем при относительно

спокойном море. Вся нефть оказалась в море. Но и попытка устранения

нефтяного загрязнения причинила огромный вред морским обитателям. Спустя

12 ч после катастрофы были применены различные детергенты (растворители),

способные связывать нефть. В море вылили более 13,5 тыс. т

высокотоксичного препарата ВР 1002(диспергаторы химических соединений,

разбивающие сплошной слой нефти на мелкие капли).

Последствия применения препарата BP 1002 для всего живого в море он

оказался страшнее нефти. В районе аварии у крабов отпадали конечности, и

они умирали, попадались мертвые омары. Погибли морские ежи, моллюски;

песчаные угри, многие другие рыбы. В прибрежной зоне погибли все мидии.

Прошло два года, пока живой мир побережья в тех местах, где нефть

выбросило на берег, хоть чуть-чуть восстановился. А там, где применяли

диспергаторы, до восстановления флоры и фауны прошли десятилетие:

противоядие оказалось хуже яда.

2.1 Большие массы нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и

ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2

млн. т. нефти в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих

заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн. т. нефти.

2. 2 Естественный:

В проливе Санта-Барбара у Калифорнии уже многие века в море просачивается

из трещин и расщелин в морском дне ежегодно 3000 т нефти, однако,

загрязнения у берегов не наблюдается. Сравнительно быстрое поглощение

нефти объясняется несколькими причинами. Нефть испаряется. Бензин

полностью испаряется с поверхности воды за шесть часов. За сутки

испаряется не менее 10 % сырой нефти, примерно за 20 дней - 50 %. Но более

тяжелые нефтепродукты почти не испаряются. Нефть эмульгируется и

диспергируется, то есть разбивается на мелкие капельки. Сильное волнение

моря способствует образованию эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При

этом сплошной ковёр нефти разрывается, превращается в мелкие капельки,

плавающие в толще воды. Нефть растворяется. В её составе имеются вещества,

растворимые в воде, хотя их доля, в общем невелика.

Нефтяное загрязнение наносит жестокий удар по биологическому равновесию

моря. Пятно не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в

воде. В результате перестает размножаться планктон — основной продукт

питания морских обитателей.

В верхних пяти — десяти сантиметрах водной толщи развивается богатейшее

сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесь

находится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных

животных, которые во взрослом состоянии населяют водную толщу и дно морей

и океанов. На поверхности океана накапливаются и вещества-загрязнители, в

том числе нефть и нефтепродукты. Растворимые компоненты нефти очень

ядовиты. Их присутствие приводит к гибели морских обитателей и прежде

всего рыб, чем наносится серьезный ущерб экономике ряда стран мира.

Растворимые компоненты нефти нередко становятся причиной гибели морских

птиц, .отрицательно влияют на вкусовые качества мяса морских животных. В

загрязненной нефтью воде во взвешенном состоянии находится бесчисленное

количество мельчайших нефтяных пузырьков. Их углеводородные компоненты

отравляют морских беспозвоночных, служащих кормом для рыб. Они действуют и

на самих рыб. В результате много их гибнет, а остающаяся живой рыба не

может быть использована в пищу из-за нефтяного запаха и привкуса.

Если оплодотворенную икру рыбы поместить в аквариум с весьма

незначительной концентрацией нефтепродуктов, то большинство зародышей

погибает, а многие из уцелевших оказываются уродами. Нефть отрицательно

влияет на физиологические процессы, вызывает патологические изменения в

тканях и органах, нарушает работу ферментативного аппарата, нервной

системы. Нефть — своего рода наркотик для морских обитателей. Замечено,

что некоторые рыбы, «хлебнув» однажды нефти, уже не стремятся покинуть

отравленную зону.

Нефтяное загрязнение — грозный фактор, влияющий на жизнь всего Мирового

океана. Особенно опасно загрязнение высокоширотных вод, где из-за низкой

температуры нефтепродукты практически не разлагаются и как бы

«консервируются» льдами, поэтому нефтяное загрязнение может нанести

серьезный ущерб окружающей среде Арктики и Антарктики.

Нефтяные катастрофы

По оценке национальной Академии наук США в середине 70-х годов только в

морскую среду попадало примерно 6 млн. т нефти. К концу 70-х годов выбросы

нефти в моря и океаны возросли до 10 млн. т/год. Наибольший вред наносят

разливы нефти в результате катастроф танкеров и аварий на морских буровых

платформах. Число таких аварий необычайно велико: только в США в 1972—1976

гг. береговой охраной регистрировалось в среднем 12,3 тыс. случаев таких

выбросов в год. При сохранении числа аварий прослеживается тенденция к

увеличению масштабов единовременных выбросов нефти главным образом из-за

аварий супертанкеров. Выбросы нефти в конце 60-х — начале 70-х годов в

результате катастроф таких танкеров, как «Белен» и «Торри Каньон», меркнут

в сравнении с разливом 220 тыс. т нефти при аварии танкера «Амоко Кадис» в

марте 1978 г. Анализ последствий этой аварии для окружающей среды,

выполненный 20 месяцев спустя, показал, что в течение последующих трех —

пяти лет добыча устриц в пораженной акватории будет невозможна, а осевшая

на дно нефть будет выбрасываться на поверхность штормами по крайней мере в

течение 10 ближайших лет. Прогноз подтвердился.

Возрастает и «лепта», вносимая в загрязнение водной среды морскими

буровыми платформами. Загрязнение имеет место при добыче нефти на шельфе.

В апреле 1977 г. в Северном море в 270 км от норвежского города Ставангер

на крупнейшей платформе норвежских разработок нефтяного месторождения

вырвался фонтан нефти высотой в 60 м. Больше недели понадобилось, чтобы

перекрыть нефтяной фонтан. За это время в воды Северного моря было

выброшено 25 тыс. т нефти. Площадь нефтяного пятна достигла 4000 км2.

Попытки собрать нефть с поверхности воды продемонстрировали почти полную

беспомощность находящейся на вооружении нефтедобывающих компаний техники

по удалению нефтяных пятен. С помощью своеобразных «пылесосов» с

поверхности моря удалось собрать всего лишь 800 т нефти. Большая часть

разлитой нефти затонула и будет еще долго отравлять придонную флору и

фауну Северного моря. Авария поставила под угрозу излюбленные места

развития сельди и потомства скумбрии, которая нерестится в этих местах. По

мнению некоторых ученых, воздействие катастрофы должно было сказываться по

меньшей мере в течение трех лет.

Увеличение потребления нефтепродуктов во всем мире привело в последние

годы к значительному росту танкерного флота. В мире действует гигантский

танкерный флот общей вместимостью более 120 млн. брутт-регистровых тонн —

это свыше трети вместимости всех морских транспортных средств. В последние

годы наметилась тенденция резкого увеличения грузоподъемности танкеров.

Уже плавают 230 судов, обладающих грузоподъемностью 200 тыс. т и более, в

том числе два «полумиллионника». Строятся и более мощные танкеры. Это

значительное достижение инженерной мысли, но в то же время и колоссальная

потенциальная опасность для вод Мирового океана. Подсчитано, что 200 тыс.

т нефти достаточно, чтобы превратить все Балтийское море в биологическую

пустыню.

В портах не удается выгрузить нефть до конца. Около 1% ее теряется на

испарение и остается на стенках и днищах танкеров. Приходится их

промывать, и это чаще всего делают в открытом море. Пустой танкер теряет

управляемость. Чтобы избежать этого, в танкеры закачивают морскую воду в

качестве балласта (обычно более 30% тоннажа судна). Перед новой загрузкой

балласт выкачивают вместе с остатками нефти. По подсчетам специалистов

танкеры и другие суда, которые промывают свои трюмы в открытом море,

оставляют в нем более 2 млн. т/год нефти.

Экономические методы борьбы.

В разных странах с этой проблемой борются по-разному. К примеру, в ЕС в

скором времени введет запрет на заход однокорпусных нефтяных танкеров в

порты Европы. Европейская комиссия коротко изложила сегодня свои планы

относительно запрета на заход однокорпусных нефтяных танкеров в порты

Европы. Это часть пакета новых правил ЕС по безопасности движения морских

судов. Запрет будет вводиться на танкеры с одинарной обшивкой с 2005, 2010

или 2015 года, в зависимости от тоннажа. Эти меры вызваны недавней

экологической катастрофой, вызванной разливом нефти из танкера \"Эрика\" у

берегов Франции. Тогда из танкера, плавающего под мальтийским флагом,

пролилось 10 тыс. тонн сырой нефти, которая буквально отравила все живое в

250-мильной зоне. Специалисты выяснили, что причиной стала не только

ветхость судна, но и его конструкция.

Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря

Важную роль в борьбе с загрязнениями морей имеет Международная конвенция

по предотвращению загрязнения моря нефтью. Она была принята в 1958 г. и

дополнена в 1960 и 1971 гг. В 1958 г. была создана межправительственная

Морская консультативная организация, основная роль которой вначале

ограничивалась контролем за соблюдением положений Конвенции.

Придавая важное значение борьбе за охрану морской среды, Советский Союз

активно участвовал в Международной конференции, созванной в Лондоне в

октябре 1973 г. На конференции была принята Международная конвенция по

предотвращению загрязнения с судов. Конвенция 1973 г. касается не только

нефти, но и других перевозимых вредных веществ, а также отходов (сточные

воды, мусор), образующихся на судах в результате их эксплуатации.

Конвенция содержит статью, согласно которой каждое судно обязано иметь

сертификат — свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка

соответствуют правилам предотвращения загрязнения моря.

Соблюдение этой статьи проверяется во время специальных инспекций при

заходе судов в порты. Нарушителям грозят ощутимые санкции. Прежнее

соглашение охраняло чистоту морей лишь в сравнительно узкой полосе так

называемых запретных зон. Теперь «запретной» становится вся акватория

Мирового океана. В Приложениях к основному документу изложены

международные стандарты допустимых сливов, даны рекомендации по оснащению

судов оборудованием, необходимым для сохранения чистоты моря.

Конвенция устанавливает особо жесткие нормы содержания нефти в воде,

сбрасываемой танкерами. Если вместимость судов более 70 тыс.

брутто-регистровых т, у них должны быть специальные емкости для приема

чистого балласта. В них вообще запрещается грузить нефть. Для всех особых

районов (Балтийское, Средиземное, Черное моря и др.) принят единый режим:

полный запрет слива нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов

вместимостью свыше 400 брутто-регистровых т. Все сбросы с них должны

выкачиваться только в береговые приемные устройства.

Различные методы борьбы с разлитой нефтью в воде.

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические,

физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то

метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным.

Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется

характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Проанализируем их попытаемся найти наиболее эффективный, как с точки

зрения и экономики, так и со стороны эффективности данного способа.

1. Химический

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные

химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и

осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается

уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. Данный

способ заключается в приготовления сорбента для очистки воды от нефти и

нефтепродуктов включает обработку алюмосиликатных полых микросфер (отжигов

золы-уноса угольных Тепло Электро Станции) сырой нефтью и последующее ее

выжигание воспламенением при свободном доступе воздуха (горения) с

поддержанием процесса до прекращения горения, важно, чтобы не было

вмешательства человека в этот процесс. Адсорбционная способность

адсорбента составляет 800 мг/г (470 мг/см3). Степень объемной очистки воды

от водно-эмульсионных и растворенных нефти и нефтепродуктов не менее 98%

экономический выгодный способ борьбы, но на большой площади не может быть

применен. Этот способ носит локализованный характер. Например, очистка

локализованного количества воды от нефти, водозаборные станции,

водохранилища и т.п.

2. Механический

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем

отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные

частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами,

песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а

поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями,

отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых

сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%,

многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

3.Физико-Химический

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко

дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются

органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических

методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д.

Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении

органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и

других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в

особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью

электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной

и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона,

ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка

путем хлорирования.

4.Биологический

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть

биологический метод, основанный на использовании закономерностей

биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть

несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод:

биофильтры, биологические пруды и аэротен0ки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого

материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке

интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит

действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все

организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало -

активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые

существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические

вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение

потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют

ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро

оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы,

коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в

хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после

нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке,

хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции

используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз,

озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке

коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов

предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности,

производстве искусственного волокна.

Скиммеры для очистки акватории от нефтепродуктов

Изобретена серия принципиально новых установок - скиммеров для устранения

разливов нефти (нефтяных пятен) с акватории моря. Устройства предназначены

для сбора нефти с поверхности воды при аварийных сбросах нефти в море

(например, при аварии танкера) и очистки акватории портов и пляжей. По

сравнению с известными аналогами в основу принципа работы нефтесборщиков

положена оригинальная идея. Существующие способы очистки воды от нефти

делятся, в основном, на механические, химические и биологические.

Используемые в настоящее время механические устройства не обеспечивают

достаточную эффективность разделения нефти и воды. Дисковые и ленточные

сборщики имеют очень маленькую производительность. В приемных бункерах

механических устройств, основанных на снятии пленки механическим

транспортером или использующих центробежный эффект, как правило, большая

концентрация воды. Химические методы не обеспечивают экологической чистоты

и требуют больших затрат для изготовления химикатов и их транспортировки и

хранения. Биологические методы не обеспечивают регенерацию разлитой нефти.

Проблема состоит в создании неэнергоемкого, экологически чистого

эффективного устройства. Изобретенные сборщики относятся к категории

механических разделителей и накопителей нефти. Сложность сбора нефти с

водной поверхности заключается в том, что нефть разливается тонким слоем.

При ее сборе неминуемо захватывается и вода. Парадокс проблемы состоит в

том, что для того, чтобы эффективно собрать нефть - необходимо, чтобы ее

было много, т.е. чтобы она лежала на поверхности толстым слоем, а это

случается крайне редко при крупных техногенных катастрофах. Сборщики

решают эту двуединую задачу - увеличивают толщину слоя нефти и затем

собирают ее. Причем сбор нефти осуществляется сразу с большой площади

акватории. Нефть не смешивается с водой. Она может сразу же на месте

собираться порциями в полимерные контейнеры (полиэтиленовую пленку) и

отправляться на борт судна или к берегу вплавь самостоятельно (!).

Устройства смогут функционировать как на больших глубинах, так и на

мелководье. Собранная нефть может быть использована как смазочный материал

или топливо. Преимуществами данного устройств является простота

изготовления и эффективность работы. Изобретено несколько модификаций

Сборщиков. Они могут сопрягаться с судном, катером, баржей и т.п. Можно

сделать самоходный вариант на одного-двух человек. Данный метод среди

технических способов является наиболее эффективным, но каждое изобретение,

прежде чем оно войдет в эксплуатацию должно пройти все экспериментальные

ступени. Я считаю что этот метод борьбы с разлитой нефтью наиболее

эффективен.

Электрохимические установки для очистки питьевой воды\"ИЗУМРУД\"

В настоящее время на мировом рынке продается более тридцати тысяч

разновидностей бытовых систем очистки питьевой воды. Основными методами

очистки воды в бытовых устройствах являются сорбция (преимущественно с

использованием активированного угля), фильтрация (микрофильтрация,

ультрафильтрация, обратный осмос), ионный обмен, ультрафиолетовое

облучение, серебрение.

Широко применяется комбинирование этих методов.

Сравнительно недавно появились установки нового поколения \"Изумруд\", в

которых очистка воды производится электрохимическим и каталитическим

способами. Эти установки уникальны и не имеют прямых аналогов. Вопрос о

преимуществах и недостатках различных моделей бытовых водоочистителей в

конечном итоге будет решен потребителем и соответствующими

медико-биологическими и гигиеническими службами. Идеальных установок для

очистки питьевой воды не существует. Неизвестно также, какая вода в

пределах характеристик, регламентированных ГОСТ, является наилучшей для

организма каждого конкретного человека. Здесь излагается точка зрения

разработчиков установок \"Изумруд\", основанная на собственных наблюдениях и

на данных испытаний, проведенных независимыми лабораториями и научными

центрами. Водоочистители адсорбционного, ионообменного, мембранного и

адсорбционно-мембранного типа задерживают микроорганизмы, которые

размножаются на внутренних поверхностях установок, в порах сорбентов, на

поверхности фильтрующих мембран. Даже в тех случаях, когда выход из

адсорбционной или мембранной системы водоочистной защищен противомикробным

фильтром, бактерии могут размножаться на выходной поверхности

противомикробного фильтра и на внутренних поверхностях выходных

магистралей, что является фактором эпидемиологического риска. Поэтому

адсорбционные, ионообменные, мембранные и комбинированные бытовые

водоочистительные системы непригодны для работы с водой, небезопасной в

микробиологическом отношении.

Установки \"Изумруд\" свободны от указанного недостатка , поскольку даже при

сверхвысоком содержании в исходной воде бактериальных и вирусных тел 106 -

108 в одном миллилитре (мл) после очистки в установках \"Изумруд\"

количество микроорганизмов в воде уменьшается до 10 - 102 на мл (на

пять-шесть порядков). Соответствующие данные получены при проведении

анализов в лабораториях Беркширской и Оклендской микробиологических служб

(Великобритания). Кроме того, в момент электрохимической обработки вода

приобретает бактериостатические характеристики, аналогичные свойствам

родниковых вод. Вследствие этого выходные магистрали электрохимических

водоочистителей не подвергаются инфицированию. В процессе длительного

хранения вода, очищенная в установках \"Изумруд\", может утратить

бактериостатические свойства. Бактерицидные вещества, образующиеся в

анодной камере электрохимического реактора, обладают очень высокими

антимикробными свойствами, намного превосходящими по эффективности обычные

антисептики (хлорамин и др.). Эти вещества, присутствующие в воде в

пропорции 1: 1000, обеззараживают ее даже в случае интенсивного микробного

обсеменения. При этом погибают не только возбудители типичных

желудочно-кишечных инфекций (возбудители дизентерии, сальмонеллеза,

холерный вибрин), но и экзотические патогенные микроорганизмы тропических

стран. Этот факт подтвержден наблюдениями сотрудников Британской компании

Enigma во время Руандийского кризиса, а также данными по обеззараживанию

воды плавательных бассейнов в Москве и в г.Лас-Вегас, Невада, США. В

последнем случае успешно подавлялся рост \"черных водорослей\" (Black

Algae).

Адсорбционные устройства для доочистки питьевой воды (чаще угольные) имеют

ограниченную сорбционную емкость, которая заполняется со скоростью,

зависящей от уровня загрязнений в исходной воде: чем сильнее загрязнена

вода, тем быстрее исчерпываются функциональные возможности сорбента. После

того как все сорбционные места в порах сорбента заняты различными

веществами (адсорбатами) , начинается процесс их десорбции. Этот процесс

ускоряется при бактериальном заражении установки. В результате качество

воды, проходящей через отработанный сорбент, ухудшается в еще большей

степени. В зависимости от индивидуальных условий выход из строя угольного

водоочистителя по указанным причинам может наступить в сроки от нескольких

дней до нескольких месяцев. Следовательно, здесь необходим частый контроль

качества воды и при необходимости смена картриджа , а это не всегда

возможно по организационным и экономическим причинам. Кроме того угольные

сорбенты и ионообменные смолы плохо удаляют из воды соединения тяжелых

металлов и избыточные минеральные компоненты.

Мембранные фильтры тонкой очистки согласно рекламным данным задерживают

90-95 % всех находящихся в воде элементов и соединений, в том числе

необходимые для человека и животных микро- и ультрамикроэлементы (кальций,

магний, калий, натрий, литий, серебро, фтор, йод и другие). Как известно

дистиллированная вода минерализацией менее 0,01 г/л заведомо непригодна

для питья. Регулярное употребление деминерализованной воды с содержанием

солей менее 0,1 г/л обуславливает физиологический дефицит полезных микро-

и ультрамикроэлементов, что отрицательно сказывается на состоянии здоровья

населения некоторых регионов с низкоминерализованной водой и у полярников,

пьющих снеговую воду. В соответствии с ГОСТ 2874-82 минерализация питьевой

воды не должна превышать 1,0 г/л. Во многих городах России минерализация

питьевой воды 0,2 - 0,5 г/л, после очистки ее методом обратного осмоса или

ультрафильтрации потребитель получит воду с концентрацией солей 0,01 -

0,05 г/л. Следовательно, существующие системы мембранных водоочистителей,

которые пропускают \"только воду\", создают риск патологии, связанной с

потреблением чрезмерно обессоленной воды.

Дефицит микро - и ультрамикроэлементов в организме может быть

скорректирован специальной диетой. Однако некоторые микро- и

ультрамикроэлементы воды практически незаменимы.

При работе с водой минерализацией 0,1 - 0,5 г/л через электрохимический

реактор установки \"Изумруд\" проходит ток силой 0,3 - 0,4 А. В этом случае

общая минерализация обработанной воды почти не меняется, ионы тяжелых

металлов переходят в форму нетоксичных и труднорастворимых гидроксидов и

гидроксидоксидов, микробы, находящиеся в воде, разрушаются, органические

вещества, а также неорганические токсические соединения (в том числе

нитраты и нитриты) подвергаются анодной окислительной деструкции. Сильные

неорганические окислители (в том числе хлор) и сверхактивные радикальные

частицы инактивируются в реакционно-вихревой и каталитической камерах.

Эффективность удаления активного хлора и хлор содержащих окислителей в

установках \"Изумруд\" не менее 90 %.

Некоторые покупатели жалуются на присутствие запаха хлора в воде,

прошедшей через установку. На самом деле это запах летучих сильных

окислителей, который воспринимается как запах хлора. Период жизни этих

соединений не превышает нескольких десятков минут, а концентрация их очень

мала и не создает токсикологического риска. Водоочистители \"Изумруд\" не

всегда устраняют присутствующие в воде запахи. Однако в этих случаях

интенсивность запаха свидетельствует, что постороннее газообразное

вещество улетучивается. Достаточно подвергнуть очищенную воду выстаиванию

в обычной посуде в течение нескольких часов и посторонние запахи исчезнут.

В зависимости от типа установки очищенная вода меняет величину ОВП, при

этом кислотно-щелочные характеристики очищенной воды близки к нейтральным

значениям (рН = 7). Высокий ОВП и ряд других физико-химических условий в

анодной камере электрохимического реактора исключают образование

токсических хлорорганических веществ и обеспечивают полную окислительную

деструкцию диоксинов, если они содержатся в водопроводной воде.

Физиологически полезные микро- и ультрамикроэлементы (кальций, калий,

магний, литий, фтор и другие) не образуют под влиянием электрохимической

обработки нерастворимых соединений и остаются в составе питьевой воды. По

данным лаборатории фирмы Oaklend Calvert Consaltants, Ltd (Engl.) при

содержании в исходной воде ионов серебра 68 мкг/л в очищенной воде

содержание ионов серебра составило 56 мкг/л, то есть потерь серебра не

было. В то же время токсичные ионы металлов (меди, железа, олова,

алюминия, ртути, цинка, хрома удалялись на 85-99,9%.

Присутствующие в воде радионуклиды также превращаются в формы

нерастворимых соединений, которые частично оседают на катоде и удаляются

при промывании установки. Если эти соединения попадают с водой в

желудочно-кишечный тракт, то они не всасываются в кровь и удаляются из

кишечника естественным путем. Естественное свойство полезных для организма

микро- и ультрамикроэлементов состоит в том, что в результате

окислительно-восстановительных реакций они не участвуют в образовании

труднорастворимых или нерастворимых комплексов. Это увеличивает

вероятность участия этих элементов в биохимических реакциях и делает их

совместимыми с организмом. По этой же причине полезные элементы не

образуют нерастворимых комплексов при электрохимической обработке и

сохраняются в очищенной воде в ионизированной форме. В то же время

элементы легко вступают в химические комплексы, в том числе с белковыми

соединениями. Как правило они денатурируют белок и поэтому токсичны.

Однако по причине склонности вступать в комплексы токсичные элементы при

электрохимической обработке переходят в нерастворимые и безопасные для

организма формы. Избирательное сохранение в воде полезных ионов и удаление

вредных - уникальная естественная особенность электрохимических

водоочистителей.

Гидроксиды и гидроксидоксиды тяжелых металлов могут растворятся в крепких

кислотах, в том числе в соляной кислоте. Соляная кислота в норме

присутствует в желудочном соке. Но желудочный сок сам по себе или в

присутствии перевариваемой пищевой массы представляет собой сложную

органическую среду, содержащую белки и полисахариды. Эти соединения играют

роль внутренних адсорбентов (энтеросорбентов), которые легко связывают

молекулы гидроксидов и гидроксидоксидов. В таком виде гидроксиды и

гидроксидоксиды тяжелых металлов защищены от действия соляной кислоты.

Поэтому они не растворяются в желудке, а затем выводятся из организма

естественным путем. Аналогичным образом наши внутренние сорбенты связывают

хлопья солей жесткости, оксидов железа. Эти компоненты практически

безвредны для организма. Однако их присутствие в питьевой воде меняет ее

вкус и нежелательно по эстетическим соображениям. Избавиться от хлопьев

солей жесткости или ржавчины можно только с помощью фильтрации.

Электрохимическая обработка в этом случае малоэффективна. При работе с

водой, содержащей хлопьевидные взвеси, фильтры тонкой очистки воды быстро

забиваются и выходят из строя. Водоочистители \"Изумруд\" хорошо удаляют из

воды фенол и тетрахлорэтилен (на 90 - 99,9% в зависимости от исходной

концентрации). Суммарное количество органических соединений в воде после

электрохимической очистки уменьшается на 1/3. В загрязненной питьевой воде

большую опасность представляют гидрофобные токсины. В результате анодного

окисления эти токсины переходят в относительно безвредные гидрофильные

формы, которые легко удаляются из организма с физиологическими

выделениями.

Таким образом, электрохимическая очистка воды в установках \"Изумруд\" при

правильной эксплуатации обеспечивает:

* обеззараживание воды;

* эффективное удаление или инактивацию токсических элементов и

соединений;

* удаление избыточных концентраций солей и компонент твердого осадка;

* направленное изменение ОВП и активацию воды при сохранении нейтральных

* кислотно-щелочных характеристик ;

* сохранение нормального количества биологически полезных микро- и

ультрамикроэлементов.

Ряд элементов и соединений в процессе электрохимической обработки

подвергаются трансформации и остаются в воде в измененном виде. Возникает

вопрос: представляют ли эти вещества опасность для здоровья потребителя?

Ответ на подобный вопрос представляется оптимистическим. Дело в том, что

интенсивное окислительно-восстановительное воздействие лежит в основе

универсального механизма разрушения различных химических ядов. При этом

образуются промежуточные менее токсичные или нетоксичные продукты.

Доказательством тому служат медицинские исследования процессов прямой и

непрямой электрохимической детоксикации крови (Н.А. Лопаткин, Ю.М.

Лопухин. Эфферентные методы в медицине. М. \"Медицина\". 1989. С. 320-340).

Пропускание через кровь слабого постоянного электрического тока или

введение в сосудистую систему электрохимически синтезированных окислителей

сопровождалось значительным уменьшением общей токсичности крови за счет

разложения ядовитых продуктов и метаболических шлаков. Электрохимическая

детоксикация водных сред, в том числе питьевой воды основана на

аналогичном принципе. Функциональная особенность электрохимического

реактора установок \"Изумруд\" состоит в том, что вода подвергается

раздельной (униполярной) обработке в анодной и катодной камерах, что

повышает эффективность обеззараживания и очистки.

Установки \"Изумруд\" не подвергаются вторичному инфицированию микрофлорой.

Ресурс водоочистителей \"Изумруд\" не менее 1000000 л без замены работающего

элемента при правильном уходе за установкой. Водоочистительные системы

адсорбционно-мембранного действия в реальных условиях эксплуатации имеют

ресурс работы около полугода, после чего они выходят из строя или требуют

смены рабочих фильтров. Относительное неудобство, связанное в регулярными

промывками установок \"Изумруд\" компенсируется экономической выгодой и

качеством обработанной воды.

Представление о том, что в процессе очистки воды с помощью фильтрующих или

сорбирующих устройств возможно задержать все вредные вещества и сохранить

полезные является ошибочным. Разделить по признаку полезности десятки

тысяч различных растворенных веществ принципиально невозможно

фильтрационными и сорбционными методами как взятыми отдельно, так и в

любых возможных сочетаниях. Кроме того, концентрирование содержащихся в

воде полезных или вредных веществ на поверхности фильтрующих мембран или в

порах сорбента всегда приводит в первую очередь к задерживанию

микроорганизмов, к ускорению их размножения и усиленному выделению

микробных токсинов в воду при одновременном резком снижении фильтрующей

или сорбирующей способности активных элементов водоочистительного

устройства. Очистка воды в установках \"Изумруд\" основана на использовании

процессов окисления и восстановления, благодаря которым разрушаются и

нейтрализуются все токсические вещества в природе. В установках \"Изумруд\"

природные процессы естественной окислительно-восстановительной деструкции

и нейтрализации токсических веществ ускоряются многократно за счет прямых

электрохимических реакций, а также благодаря участию в процессах очистки

электрохимически синтезированных из самой очищаемой воды и растворенных в

ней солей высокоактивных реагентов: озона, атомарного кислорода,

пероксидных соединений, диоксида хлора, короткоживущих свободных

радикалов. Это обеспечивает высокую эффективность и экологическую

безопасность процесса очистки воды в сравнении с другими известными

методами.

0x08 graphic

Технологический процесс очистки воды \"ИЗУМРУД\"

В корпусе установки \"Изумруд М\" размещены: диафрагменный электрохимический

реактор РПЭ-1, каталитический реактор, вихревая реакционная камера,

источник питания и система автоматического включения и отключения

установки. Реактор РПЭ-1, основной частью которого является проточный

электролитический модульный элемент ПЭМ, является миниатюрным экономичным

высокопроизводительным электрохимическим устройством, работающим в

проточном режиме. Гарантийный ресурс непрерывной работы реактора РПЭ-1 в

установке составляет 30000 часов. Реактор РПЭ-1 является основной частью

установки и запатентован в России, Великобритании, США, Германии и Японии.

Анод элемента ПЭМ в реакторе установки изготовлен из титана со специальным

покрытием, в состав которого входят иридий, платина, рутений. Титановый

катод имеет повышенную каталитическую активность за счет специальной

обработки поверхности. Ультрафильтрационная керамическая диафрагма из

оксидов циркония, иттрия и алюминия находится между анодом и катодом

элемента ПЭМ и не допускает смешивания воды в анодной и катодной камерах.

В то же время диафрагма обеспечивает беспрепятственную миграцию ионов в

электрическом поле между анодом и катодом. Каждый микрообъем воды,

протекающей в камерах реактора РПЭ-1, соприкасается с поверхностью

электрода и подвергается интенсивному воздействию электрического поля в

двойном электрическом слое (ДЭС), образованном зарядами на электроде и

противоионами в воде. Это гарантирует высокое качество очистки воды. Кроме

того, под влиянием электрического поля ДЭС структурная сетка водородных

связей разрыхляется, молекулы воды обретают дополнительные степени

свободы, что облегчает усвоение такой активированной в электрическом поле

воды клетками живых организмов и ускоряет удаление биологических шлаков.

Аналогом процесса структурной модификации воды в электрическом поле ДЭС

являются фазовые переходы при таянии льда (талая вода), структурные

превращения воды в электрических разрядах грозовых ливней, или

физико-химические воздействия, которым подвергается вода на большой

глубине в горных породах при высокой температуре в начальной стадии

формирования целебных минеральных источников. Однако, обработка воды в

электрическом поле ДЭС отличается намного большей глубиной преобразования

ее структуры и ярко выраженной направленностью воздействия:

электронодонорного у катода и электронакцепторного у анода.

Вся гидравлическая система установки изготовлена из химически весьма

стойких материалов, разрешенных к применению в изделиях медицинской

техники.

В установке используются следующие процессы очистки воды:

* электролитическое и электрокаталитическое анодное окисление в

сочетании с электро-миграционным переносом (реактор РПЭ N 1);

* гомогенные реакции окисления с помощью катализаторов - переносчиков

электронов

* (вихревая реакционная камера Е);

* гетерогенные окислительно-восстановительные

* реакции с участием катализаторов - перенос-чиков электронов

(каталитический реактор К);

* электролитическое и электрокаталитическое катодное восстановление в

сочетании с электро-миграционным переносом (реактор РПЭ N 2).

Российские ученые изобрели способ очистки воды от вредных примесей с

помощью сельскохозяйственных отходов

Олег Наумович Темкин, профессор Московской государственной академии тонкой

химической технологии им. Ломоносова. Дело в том, что огромное количество

добываемой и транспортируемой нефти и нефтепродуктов, рост систем АЗС,

котельных и топливных станций, работающих на мазуте, создает серьезные

экологические проблемы. Участились технологические катастрофы на

нефтеперерабатывающих платформах и аварии танкеров. Все страны ищут ответ

на вопрос: как наиболее эффективно очищать поверхность воды от нефти?

Собирать ее механически трудоемко и малоэффективно. Наиболее простое

решение: почему бы не использовать для этого сорбенты - вещества,

способные вбирать в себя вредные примеси?

Дешевле и эффективнее всего применять так называемые углеродные нетонущие

сорбенты, полученные из отходов сельского хозяйства. Для нашей страны это

может быть шелуха риса и гречихи.

Углеродные сорбенты - фантастически интересные материалы. Их удивительная

способность “связывать” органические вещества известна давно: еще наши

далекие предки использовали этот метод для огневого земледелия. Проникая в

почву, уголь, полученный после выжигания леса, извлекает из нее вредные

вещества - фитотоксины, подавляющие рост растений. А уже в наше время

углеродные сорбенты начали использовать для производства питьевой воды,

очистки газовых выбросов и сточных вод промышленных предприятий, в пищевой

промышленности и виноделии…

Лузга риса и гречихи огромными кучами лежит возле элеваторов. Когда их

наберется слишком много - сжигают. Ученые призывают этого больше не

делать: ведь степень очистки воды после запуска на поверхность полученных

из этой шелухи “лодочек” составляет 97 - 99 процентов.

Первые испытания сорбента были проведены еще в 1997 году во время

ликвидации последствий разрыва нефтепровода в Новороссийске. Был выделен

вертолет, с которого спустили “бочку” с сорбентом внутри. Как через

решето, мы распылили содержимое в новороссийскую бухту. Результат тогда

переубедил даже скептиков.

В 2001 году испытания сорбента прошли на полигоне в татарском городе

Альметьевске. Там удивленному взору местных жителей предстало новшество от

столичных химиков, так называемые боны - сорбенты, упакованные в

специальную ткань.

- Зрелище необычное и довольно красивое, - рассказывает Темкин. - На

большой площади плавают гигантские белые фигуры, похожие на надувные

спасательные круги великанов. Бонами окружают нефтяное пятно, поверхность

которого посыпают сорбентом. Сорбент, насыщенный нефтепродуктами, легко

перемещается в любое нужное место. Очистка воды составила 99,5 процента.

На этом московские ученые не успокоились. А как же многочисленные АЗС,

нефтехранилища, автостоянки - ведь от них тоже большой экологический вред!

Химики помозговали и предложили компактную передвижную установку, с

помощью которой можно очищать загрязненную воду, с производительностью до

десяти литров в секунду. Испытания установки уже прошли в Латвии и Туапсе.

Возникает вопрос: а куда девать собранные нефтепродукты? Не будет ли от

них вреда? Оказывается, программа московских химиков предусматривает

использование насыщенного нефтепродуктами сорбента в различных отраслях

промышленности. Например, отработанный сорбент незаменим в строительстве:

его можно использовать для получения асфальтобетона и топливных брикетов.

Группа ученных занимающихся данной проблемой пытаются создать

эколого-технологические комплексы во многих российских регионах. В них

будет действовать технологическая цепочка: сырье (отходы) - получение

сорбента (утилизация отходов) - применение сорбента для сбора

нефтепродуктов - использование насыщенного нефтепродуктами сорбента в

промышленности. Это безотходное, безвредное и практически бесплатное

производство. Почти вечный двигатель и одна из тех “соломинок”, за которую

еще можно ухватиться для защиты среды обитания человека. К счастью,

“наверху” начинают замечать: данная технология получила диплом и медаль

Международной выставки-конгресса “Высокие технологии. Инновации.

Инвестиции”, которая прошла летом 2001 года в Санкт-Петербурге и была

рекомендована для использования в больших масштабах.

Изобретен способ очищать морских птиц, пострадавших от разливов нефти

Ученые из австралийского университета Виктории придумали новый способ

очистки морских птиц, пингвинов и других живых существ, пострадавших от

разливов нефти. Перья нужно посыпать чрезвычайно мелким железным порошком,

сравнимым по размеру зерен с тальком. Нефть прочно прилипает к железу

благодаря субатомным силам Ван дер Ваальса. Силы, действующие при

столкновении атомов и молекул с поверхностью. Сила Ван-дер-Ваальса,

являющаяся электростатическим взаимодействием молекулярных оболочек, имеет

три составляющие: ориентационное, индукционное и дисперсионное

взаимодействия. В основе всех трех составляющих силы Ван-дер-Ваальса

лежит взаимодействие диполей.

Несмотря на то, что три составляющие силы Ван-дер-Ваальса, имеют разное

происхождение, их зависимость от расстояния имеет одинаковый характер -

0x01 graphic

0x01 graphic

Теперь достаточно сильного магнита, чтобы освободить животное от нефтяной

пелены. При этом птицы не страдают.

Пока степень очистки таким методом составляет 97% (были проведены опыты на

пингвинах и утках), но ученые собираются довести ее практически до 100%,

модифицируя частицы порошка. В частности, великолепные результаты

показывают мельчайшие частицы железа с отверстиями в них. Новый метод

может стать серьезной альтернативой обычному применению синтетических

моющих веществ, так как не наносит вреда окружающей среде.

Технологические разработки

Для систематической очистки акваторий от случайных разливов применяются

плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения

растекания нефти используются физико-химические методы. Создан препарат

пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном

полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться

вторично в качестве сорбента. Такие препараты очень удобны из-за простоты

применения и невысокой стоимости, однако их массовое производство пока не

налажено. Также существуют сорбирующие средства на основе растительных,

минеральных и синтетических веществ. Некоторые из них могут собирать до 90

% разлитой нефти. Главное требование, которое к ним предъявляется, — это

непотопляемость.

После сбора нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности

воды всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить путем

разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Но при этом эти

вещества должны быть биологически безопасны.

В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой

можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация “Кансай

санге” выпустила реактив АSWW, основной компонент которого — специально

обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в

течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу,

которую можно стащить простой сетью.

Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в

Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину

опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая

пластинка. Под действием вибрации нефть сначала скапливается толстым слоем

над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и

начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке,

поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.

Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел американские ученые

создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На

катере-катамаране между корпусами поместили своеобразную штору из этого

материала, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на

пятно, нефть прочно прилипает к “шторе”. Остается лишь пропустить полимер

через валики специального устройства, которое отжимает нефть в

приготовленную емкость.

С 1993 г. был запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число

их неуклонно растет. Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы

стали разрабатываться проекты очистки ЖРО.

В 1996 г. представители японских, американских и российских фирм подписали

контракт на создание установки по переработке ЖРО, скопившихся на Дальнем

Востоке России. На реализацию проекта правительство Японии выделило 25,2

млн. долларов.

Заключение

Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств,

ликвидирующих загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только

внедрением новых методик очисток акваторий невозможно обеспечить чистоту

морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем

странам сообща, — предотвращение загрязнения.

Одного желания экологов мало. Нужно чтобы каждый человек понял, что

планета это наш общий дом, и каждый житель “ этого дома ” должен

поддерживать “чистоту”. Так, например одна из последних экологических

акций по очистке морских побережий была проведена в 1993 г. Около 160 тыс.

добровольцев в 33 странах мира \"прочесали\" более 8 тыс. км берегов. Они

собрали почти 5,5 млн. предметов, выброшенных людьми в море, а морем на

берег. Из собранного 58,8 % составляют предметы из пластмасс. Окурки от

сигарет с фильтром 16,8 % (около 900 тыс. шт.), бутылки и банки из-под

напитков, а также пробки и крышечки от них 12,7%. Рыболовное снаряжение и

его остатки (леска, блесны, обрывки сетей, поплавки) составляют всего 1 %

морского мусора. Это самый опасный процент: запутавшись в обрывках лески

или сетей, гибнет немало морских животных. Я считаю, что мероприятия

такого рода должны проводится чаще.

Итак, последствия, к которым ведёт расточительное, небрежное отношение

человечества к океану, ужасающи. Уничтожение планктона, рыб и других

обитателей океанских вод - далеко не всё. Ущерб может быть гораздо

большим. Ведь у Мирового океана имеются общепланетарные функции: он

является мощным регулятором влагооборота и теплового режима Земли, а также

циркуляции её атмосферы. Загрязнения способны вызвать весьма существенные

изменения всех этих характеристик, жизненно важных для режима климата и

погоды на всей планете. Симптомы таких изменений наблюдаются уже сегодня.

Повторяются жестокие засухи и наводнения, появляются разрушительные

ураганы, сильнейшие морозы приходят даже в тропики, где их отроду не

бывало. Разумеется, пока нельзя даже приблизительно оценить зависимость

подобного ущерба от степени загрязненности Мирового океана, однако

взаимосвязь, несомненно, существует. Как бы там ни было, охрана океана

является одной из глобальных проблем человечества. Мертвый океан - мертвая

планета, а значит, и все человечество.

Список используемой литературы:

1. Когановский А. М. Адсорбция и ионный обмен в процессах

2. Водоподготовки и очистки сточных вод. Киев: Наук. думка. 1983.240 с.

3. Смирнов А. Д. Сорбционная очистка воды. Л.: Химия. 1982.168 с.

4. А.Г. Банников , А.К. Рустамов, А.А Вакулин Охрана природы М.:

Агропромиздат 1987.

5. Экология, окружающая среда и человек; Ю.В. Новиков; Москва 1998.

6. Охрана окружающей среды; С. В. Белова; Москва «Высшая школа»;

1991 г.

7. Охрана окружающей среды; А. М. Владимиров; Ленинград

8. Наука об океане; Москва; 1981

9. Океан сам по себе и для нас»; Москва; 1982

10. Хомченко Г.П. , Химия для поступающих в ВУЗы. М., 1995г.

11. Прокофьев М.А., Энциклопедический словарь юного химика. Москва. 1982г.

12. Глинка Н.Л., Общая химия. Ленинград, 1984г.

13. Ахметов Н.С., Неорганическая химия. Москва, 1992г.

14. Охрана окружающей природной Среды Под редакцией Г.В. Дуганова Киев:

“Выща школа” 1990

15. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Под редакцией О.А.

Юшманова М.: Агропромиздат 1985

16. РИА \"РосБизнесКонсалтинг”

15