مشكلة تلوث المحيطات. يعد تلوث المحيطات العالمية أحد أكثر المشاكل البيئية إلحاحًا في عصرنا.

1. ملامح سلوك الملوثات في المحيط

2. بيئة المحيط البشرية المنشأ - اتجاه علمي جديد في علم المحيطات

3. مفهوم القدرة الاستيعابية

4. استنتاجات من تقييم قدرة النظام البيئي البحري على استيعاب الملوثات باستخدام مثال بحر البلطيق

1 ملامح سلوك الملوثات في المحيط.تميزت العقود الأخيرة بزيادة التأثيرات البشرية على النظم الإيكولوجية البحرية نتيجة لتلوث البحار والمحيطات. لقد أصبح توزيع العديد من الملوثات محلياً وإقليمياً وحتى عالمياً. ولذلك فإن تلوث البحار والمحيطات والكائنات الحية فيها أصبح مشكلة دولية كبرى، وضرورة حماية البيئة البحرية من التلوث تمليها متطلبات الاستخدام الرشيد للموارد الطبيعية.

يُعرف التلوث البحري بأنه: "إدخال الإنسان، بشكل مباشر أو غير مباشر، مواد أو طاقة إلى البيئة البحرية (بما في ذلك مصبات الأنهار)، مما يسبب عواقب ضارة مثل الإضرار بالموارد الحية، والخطر على صحة الإنسان، والتدخل في الأنشطة البحرية، بما في ذلك صيد الأسماك وتدهور جودة مياه البحر وتقليل خصائصها المفيدة." تتضمن هذه القائمة المواد ذات الخصائص السامة، وتصريفات المياه الساخنة (التلوث الحراري)، ومسببات الأمراض الميكروبية، والنفايات الصلبة، والمواد الصلبة العالقة، والمواد المغذية، والعديد من الأشكال الأخرى من التأثيرات البشرية.

أصبحت المشكلة الأكثر إلحاحًا في عصرنا هي مشكلة التلوث الكيميائي للمحيطات.

تشمل مصادر تلوث المحيطات والبحر ما يلي:

تصريف المياه الصناعية والمنزلية مباشرة في البحر أو مع تدفق النهر؛

الحصول على المواد المختلفة المستخدمة في الزراعة والغابات من الأراضي؛

التخلص المتعمد من الملوثات في البحر؛ تسرب المواد المختلفة أثناء عمليات السفن؛

الإطلاقات العرضية من السفن أو خطوط الأنابيب تحت سطح البحر؛

التعدين في قاع البحار؛

نقل الملوثات عبر الغلاف الجوي.

قائمة الملوثات التي تنتجها المحيطات واسعة للغاية. وتختلف جميعها في درجة السمية وحجم التوزيع - من الساحلي (المحلي) إلى العالمي.

يتم العثور على المزيد والمزيد من الملوثات الجديدة في المحيط العالمي. إن أخطر مركبات الكلور العضوية والهيدروكربونات المتعددة العطرية وبعض المركبات الأخرى أصبحت منتشرة على نطاق واسع على مستوى العالم. لديهم قدرة تراكمية بيولوجية عالية، وتأثير سام ومسرطن حاد.

وتؤدي الزيادة المطردة في التأثير الإجمالي للعديد من مصادر التلوث إلى التخثث التدريجي للمناطق البحرية الساحلية والتلوث الميكروبيولوجي للمياه، مما يعقد بشكل كبير استخدام المياه لتلبية الاحتياجات البشرية المختلفة.

النفط والمنتجات النفطية.البترول هو سائل زيتي لزج، عادة ما يكون لونه بني غامق وفلورسنت ضعيف. يتكون الزيت في الغالب من هيدروكربونات أليفاتية وهيدروروماتية مشبعة (من C 5 إلى C 70) ويحتوي على 80-85% C، 10-14% H، 0.01-7% S، 0.01% N و0-7% O 2.

تنقسم المكونات الرئيسية للنفط - الهيدروكربونات (ما يصل إلى 98٪) - إلى أربع فئات.

1. البارافينات (الألكانات) (ما يصل إلى 90٪ من إجمالي تركيب الزيت) عبارة عن مركبات مشبعة مستقرة C n H 2n-2، ويتم التعبير عن جزيئاتها بسلسلة مستقيمة أو متفرعة (isoalkanes) من ذرات الكربون. وتشمل البارافينات غازات الميثان والإيثان والبروبان وغيرها، والمركبات التي تحتوي على 5-17 ذرة كربون تكون سائلة، والمركبات التي تحتوي على عدد كبير من ذرات الكربون تكون مواد صلبة. تتمتع البارافينات الخفيفة بأقصى قدر من التقلب والذوبان في الماء.

2. سيكلوبارافينات. (النفثينات) عبارة عن مركبات دورية مشبعة C n H 2 n تحتوي على 5-6 ذرات كربون في الحلقة (30-60٪ من التركيبة الكلية للنفط). بالإضافة إلى السيكلوبنتان والهكسان الحلقي، توجد النفثينات ثنائية الحلقات ومتعددة الحلقات في الزيت. هذه المركبات مستقرة للغاية وقابلة للتحلل بشكل سيئ.

3. الهيدروكربونات العطرية (20-40٪ من التركيبة الكلية للنفط) - مركبات دورية غير مشبعة من سلسلة البنزين تحتوي على 6 ذرات كربون أقل في الحلقة من النفثينات المقابلة. ويمكن أيضًا استبدال ذرات الكربون الموجودة في هذه المركبات بمجموعات الألكيل. يحتوي الزيت على مركبات متطايرة ذات جزيء على شكل حلقة واحدة (بنزين، تولوين، زيلين)، ثم ثنائية الحلقة (نفثالين)، ثلاثية الحلقات (أنثراسين، فينانثرين) وهيدروكربونات متعددة الحلقات (على سبيل المثال، بيرين ذو 4 حلقات).

4. الأوليفيبس (الألكينات) (ما يصل إلى 10٪ من التركيبة الكلية للزيت) - مركبات غير دورية غير مشبعة تحتوي على ذرة هيدروجين واحدة أو اثنتين في كل ذرة كربون في جزيء له سلسلة مستقيمة أو متفرعة.

اعتمادًا على المجال، تختلف الزيوت بشكل كبير في تركيبها. وهكذا فإن زيوت بنسلفانيا والكويت تصنف على أنها برافينية، وباكو وكاليفورنيا هي في الغالب نفثينية، والزيوت المتبقية هي من الأنواع المتوسطة.

يحتوي الزيت أيضًا على مركبات تحتوي على الكبريت (ما يصل إلى 7٪ كبريت)، والأحماض الدهنية (ما يصل إلى 5٪ أكسجين)، ومركبات النيتروجين (ما يصل إلى 1٪ نيتروجين) وبعض المشتقات المعدنية العضوية (مع الفاناديوم والكوبالت والنيكل).

يطرح التحليل الكمي وتحديد المنتجات النفطية في البيئة البحرية صعوبات كبيرة ليس فقط بسبب طبيعتها المتعددة المكونات وأشكال وجودها المختلفة، ولكن أيضًا بسبب الخلفية الطبيعية للهيدروكربونات ذات الأصل الطبيعي والبيولوجي. على سبيل المثال، يرتبط حوالي 90% من الهيدروكربونات ذات الوزن الجزيئي المنخفض مثل الإيثيلين الذائبة في المياه السطحية للمحيطات بالنشاط الأيضي للكائنات الحية وتحلل بقاياها. ومع ذلك، في مناطق التلوث الشديد، يزيد مستوى هذه الهيدروكربونات بمقدار 4-5 أوامر.

الهيدروكربونات ذات الأصل الحيوي والبترولي، وفقا للدراسات التجريبية، لديها عدد من الاختلافات.

1. البترول عبارة عن خليط أكثر تعقيدًا من الهيدروكربونات وله مجموعة واسعة من الهياكل والأوزان الجزيئية النسبية.

2. يحتوي الزيت على عدة سلاسل متجانسة تكون فيها الأعضاء المجاورة عادة ذات تركيزات متساوية. على سبيل المثال، في سلسلة الألكانات C 12 - C 22 تكون نسبة الأعضاء الزوجية والفردية تساوي الوحدة، بينما تحتوي الهيدروكربونات الحيوية في نفس السلسلة على أعضاء فردية في الغالب.

3. يحتوي البترول على مجموعة واسعة من الألكانات الحلقية والهيدروكربونات العطرية. لا توجد العديد من المركبات، مثل البنزين الأحادي والثنائي والثلاثي ورباعي ميثيل البنزين، في الكائنات البحرية.

4. يحتوي الزيت على العديد من الهيدروكربونات النفثينية العطرية، ومركبات غير متجانسة مختلفة (تحتوي على الكبريت والنيتروجين والأكسجين وأيونات المعادن)، ومواد ثقيلة تشبه الأسفلت - وكلها غائبة عمليا في الكائنات الحية.

يعد النفط والمنتجات النفطية من أكثر الملوثات شيوعًا في المحيطات العالمية.

تتنوع طرق دخول وأشكال وجود الهيدروكربونات البترولية (المذابة، المستحلبة، الفيلمية، الصلبة). يلاحظ M. P. Nesterova (1984) طرق القبول التالية:

التصريفات في الموانئ ومياه الموانئ، بما في ذلك الخسائر عند تحميل الناقلات (17%~)؛

تصريف النفايات الصناعية ومياه الصرف الصحي (10%)؛

مياه الأمطار (5%)؛

كوارث السفن ومنصات الحفر في البحر (6%).

الحفر البحري (1%)؛

التساقطات الجوية (10%)"،

الإزالة عن طريق الجريان السطحي للأنهار بجميع أشكالها المتنوعة (28%).

تصريف مياه الغسيل والصابورة ومياه الآسن في البحر من السفن (23%)؛

ترتبط أكبر خسائر النفط بنقله من مناطق الإنتاج. حالات الطوارئ مثل تفريغ الناقلات للغسيل ومياه الصابورة في البحر - كل هذا يسبب وجود حقول تلوث دائمة على طول الطرق البحرية.

من خصائص الزيوت تألقها تحت الأشعة فوق البنفسجية. ويلاحظ الحد الأقصى لكثافة مضان في نطاق الطول الموجي 440-483 نانومتر.

يسمح الاختلاف في الخصائص البصرية للأغشية الزيتية ومياه البحر بالكشف عن بعد وتقييم التلوث النفطي على سطح البحر في الأجزاء فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء من الطيف. يتم استخدام الطرق السلبية والنشطة لهذا الغرض. تدخل كميات كبيرة من النفط من الأرض إلى البحار عبر الأنهار، من خلال المصارف المنزلية ومصارف العواصف.

يتم تحديد مصير النفط المسكوب في البحر من خلال مجموع العمليات التالية: التبخر، الاستحلاب، الذوبان، الأكسدة، تكوين الركام النفطي، الترسيب والتحلل البيولوجي.

عندما يدخل النفط إلى البيئة البحرية، ينتشر أولاً كطبقة سطحية، مكونًا بقعًا متفاوتة السمك. من خلال لون الفيلم يمكنك تقدير سمكه تقريبًا. يغير الفيلم الزيتي كثافة الضوء الذي يخترق الكتلة المائية وتكوينه الطيفي. نفاذية الضوء للأغشية الرقيقة من النفط الخام هي 1-10% (280 نانومتر)، 60-70% (400 نانومتر). يمتص فيلم الزيت بسمك 30-40 ميكرون الأشعة تحت الحمراء تمامًا.

خلال الفترة الأولى من وجود البقع النفطية، تكون عملية تبخر الهيدروكربونات ذات أهمية كبيرة. وفقًا لبيانات الرصد، يتبخر ما يصل إلى 25% من أجزاء الزيت الخفيف خلال 12 ساعة؛ وعند درجة حرارة الماء 15 درجة مئوية، تتبخر جميع الهيدروكربونات حتى درجة مئوية 15 خلال 10 أيام (نيستيروفا، نيميروفسكايا، 1985).

جميع الهيدروكربونات لها قابلية ذوبان منخفضة في الماء، والتي تتناقص مع زيادة عدد ذرات الكربون في الجزيء. يتم إذابة حوالي 10 مجم من المركبات التي تحتوي على C6 و1 مجم من المركبات التي تحتوي على C8 و0.01 مجم من المركبات التي تحتوي على C12 في 1 لتر من الماء المقطر. على سبيل المثال، عند متوسط ​​درجة حرارة مياه البحر، تبلغ قابلية ذوبان البنزين 820 ميكروغرام/لتر، والتولوين - 470، والبنتان - 360، والهكسان - 138، والهبتان - 52 ميكروغرام/لتر. المكونات القابلة للذوبان، والتي لا يتجاوز محتواها في النفط الخام 0.01٪، هي الأكثر سمية للكائنات المائية. وتشمل هذه أيضًا مواد مثل البنزو (أ) بيرين.

عند مزجه بالماء يشكل الزيت نوعين من المستحلبات: "زيت في ماء" مباشر وعكس "ماء في زيت". المستحلبات المباشرة، التي تتكون من قطرات الزيت التي يصل قطرها إلى 0.5 ميكرون، تكون أقل استقرارًا وتتميز بشكل خاص بالزيوت التي تحتوي على مواد خافضة للتوتر السطحي. بعد إزالة الأجزاء المتطايرة والقابلة للذوبان، غالبًا ما يشكل الزيت المتبقي مستحلبات عكسية لزجة، والتي يتم تثبيتها بواسطة مركبات عالية الجزيئية مثل الراتنجات والإسفلتينات وتحتوي على 50-80٪ ماء ("موس الشوكولاتة"). تحت تأثير العمليات اللاأحيائية، تزداد لزوجة "الموس" وتبدأ في الالتصاق معًا في كتل - كتل زيتية يتراوح حجمها من 1 مم إلى 10 سم (عادةً 1-20 مم). الركام عبارة عن خليط من الهيدروكربونات ذات الوزن الجزيئي العالي والراتنجات والأسفلتين. يصل الفاقد النفطي الناتج عن تكوين الركام إلى 5-10%، ويمكن للتكوينات الهيكلية شديدة اللزوجة - "موس الشوكولاتة" وكتل الزيت - أن تبقى على سطح البحر لفترة طويلة، وتنقلها التيارات، وتغسلها الشاطئ وتستقر في القاع. . غالبًا ما يتم استعمار كتل الزيت بواسطة البيريفيتون (الطحالب الخضراء المزرقة والدياتومات والبرنقيل واللافقاريات الأخرى).

مبيدات حشريةتشكل مجموعة كبيرة من المواد الاصطناعية المستخدمة لمكافحة الآفات والأمراض النباتية. اعتمادًا على الغرض المقصود منها، يتم تقسيم المبيدات الحشرية إلى المجموعات التالية: المبيدات الحشرية - لمكافحة الحشرات الضارة، ومبيدات الفطريات ومبيدات الجراثيم - لمكافحة الأمراض النباتية الفطرية والبكتيرية، ومبيدات الأعشاب - ضد الحشائش، وما إلى ذلك. وفقًا لحسابات الاقتصاديين، يتم إنفاق كل روبل على الحماية الكيميائية للنباتات من الآفات والأمراض، تضمن الحفاظ على المحصول وجودته عند زراعة محاصيل الحبوب والخضروات بمتوسط ​​10 روبل، والمحاصيل التقنية وفاكهة - ما يصل إلى 30 روبل. وفي الوقت نفسه، أثبتت الدراسات البيئية أن المبيدات الحشرية، بينما تدمر آفات المحاصيل، تسبب ضررًا هائلاً للعديد من الكائنات الحية المفيدة وتقوض صحة الكائنات الحيوية الطبيعية. في الزراعة، كانت هناك منذ فترة طويلة مشكلة الانتقال من الأساليب الكيميائية (الملوثة) إلى الأساليب البيولوجية (الصديقة للبيئة) لمكافحة الآفات.

وحالياً، يدخل أكثر من 5 ملايين طن من المبيدات إلى السوق العالمية سنوياً. وقد أصبح حوالي 1.5 مليون طن من هذه المواد بالفعل جزءًا من النظم البيئية الأرضية والبحرية عن طريق الرياح أو وسائل النقل المائي. ويصاحب الإنتاج الصناعي للمبيدات ظهور عدد كبير من المنتجات الثانوية التي تلوث مياه الصرف الصحي.

غالبًا ما يوجد ممثلو المبيدات الحشرية ومبيدات الفطريات ومبيدات الأعشاب في البيئة المائية.

تنقسم المبيدات الحشرية المصنعة إلى ثلاث مجموعات رئيسية: الكلور العضوي، والفوسفور العضوي، والكربامات.

يتم إنتاج المبيدات الحشرية الكلورية العضوية عن طريق كلورة الهيدروكربونات السائلة العطرية أو الحلقية غير المتجانسة. وتشمل هذه الـ دي.دي.تي (ثنائي كلورو ثنائي فينيل ثلاثي كلورو الإيثان) ومشتقاته، التي يزيد في جزيئاتها استقرار المجموعات الأليفاتية والعطرية في التواجد المشترك، وجميع أنواع مشتقات السيكلوديين المكلورة (إلدرين، ديلدرين، سباعي الكلور، وما إلى ذلك)، بالإضافة إلى العديد من الأيزومرات من سداسي كلورو حلقي الهكسان (y -HCH)، والذي يعتبر الليندين هو أخطرها. يصل عمر النصف لهذه المواد إلى عدة عقود وهي شديدة المقاومة للتحلل البيولوجي.

غالبًا ما توجد مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs)، وهي مشتقات من مادة الـ دي.دي.تي بدون جزء أليفاتي، تحتوي على 210 متماثلات وأيزومرات نظرية، في البيئة المائية.

على مدار الأربعين عامًا الماضية، تم استخدام أكثر من 1.2 مليون طن من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور في إنتاج المواد البلاستيكية والأصباغ والمحولات والمكثفات وما إلى ذلك. تدخل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى البيئة نتيجة لتصريف مياه الصرف الصناعي وحرق النفايات الصلبة في مدافن النفايات. . ويقوم المصدر الأخير بتزويد مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى الغلاف الجوي، حيث تهطل مع هطول الأمطار في جميع مناطق العالم. وهكذا، في عينات الثلج المأخوذة من القارة القطبية الجنوبية، كان محتوى ثنائي الفينيل متعدد الكلور يتراوح بين 0.03 - 1.2 نانوغرام/لتر.

مبيدات الفوسفات العضوية هي استرات لكحولات مختلفة لحمض الأرثوفوسفوريك أو أحد مشتقاته، حمض الثيوفوسفوريك. تشمل هذه المجموعة المبيدات الحشرية الحديثة ذات الانتقائية المميزة للعمل تجاه الحشرات. تخضع معظم الفوسفات العضوي للتحلل الكيميائي الحيوي السريع إلى حد ما (خلال شهر) في التربة والمياه. تم تصنيع أكثر من 50 ألف مادة فعالة، منها الباراثيون والملاثيون والفوسالونج ودوربان المشهورة بشكل خاص.

الكربامات هي، كقاعدة عامة، استرات حمض الميتاكارباميك. معظمهم لديهم أيضًا انتقائية في العمل.

وكانت أملاح النحاس وبعض مركبات الكبريت المعدنية تستخدم في السابق كمبيدات فطرية تستخدم لمكافحة الأمراض الفطرية التي تصيب النباتات. ثم انتشرت مواد الزئبق العضوي مثل ميثيل الزئبق المكلور على نطاق واسع، والتي تم استبدالها بميثوكسي إيثيل الزئبق وأسيتات فينيل الزئبق بسبب سميتها الشديدة على الحيوانات.

تشتمل مجموعة مبيدات الأعشاب على مشتقات حمض الفينوكسي أسيتيك التي لها تأثير فسيولوجي قوي. تشكل التريازينات (على سبيل المثال، سيمازين) واليوريا المستبدلة (مونورون، ديورون، بيكلورام) مجموعة أخرى من مبيدات الأعشاب القابلة للذوبان تمامًا في الماء ومستقرة في التربة. أقوى مبيدات الأعشاب هي البيكلورام. لتدمير بعض الأنواع النباتية بالكامل، مطلوب فقط 0.06 كجم من هذه المادة لكل هكتار واحد.

ويوجد الـ دي.دي.تي ومستقلباته، ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وسداسي كلور حلقي الهكسان، والدلدرين، ورباعي كلوروفينول وغيرها في البيئة البحرية بشكل مستمر.

المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية.تنتمي المنظفات (المواد الخافضة للتوتر السطحي) إلى مجموعة كبيرة من المواد التي تقلل من التوتر السطحي للماء. وهي جزء من المنظفات الاصطناعية (CMC)، المستخدمة على نطاق واسع في الحياة اليومية والصناعة. تدخل المواد الخافضة للتوتر السطحي، جنبًا إلى جنب مع مياه الصرف الصحي، في المياه السطحية القارية والبيئة البحرية. تحتوي المنظفات الاصطناعية على بولي فوسفات الصوديوم الذي تذوب فيه المنظفات، بالإضافة إلى عدد من المكونات الإضافية السامة للكائنات المائية: العطور، عوامل التبييض (الكبريتات، البيبورات)، رماد الصودا، كربوكسي ميثيل السليلوز، سيليكات الصوديوم وغيرها.

تتكون جزيئات جميع المواد الخافضة للتوتر السطحي من أجزاء محبة للماء وأخرى كارهة للماء. الجزء المحبب للماء هو مجموعات الكربوكسيل (COO -) والكبريتات (OSO 3 -) والسلفونات (SO 3 -) بالإضافة إلى تراكمات المخلفات مع المجموعات -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 - أو المجموعات التي تحتوي على النيتروجين والفوسفور. يتكون الجزء الكاره للماء عادة من حلقة مستقيمة تحتوي على 10-18 ذرة كربون، أو سلسلة بارافين متفرعة، من حلقة بنزين أو نفثالين مع جذور الألكيل.

اعتمادًا على طبيعة وبنية الجزء المحب للماء من جزيء الفاعل بالسطح، تنقسم المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى أنيونية (الأيون العضوي مشحون بشحنة سالبة)، وكاتيوني (الأيون العضوي مشحون بشحنة موجبة)، ومذبذب (يظهر الخواص الكاتيونية في المحلول الحمضي، وأنيوني في المحلول الحمضي). محلول قلوي) وغير أيوني. هذا الأخير لا يشكل أيونات في الماء. ترجع قابليتها للذوبان إلى المجموعات الوظيفية التي لها تقارب قوي للماء وتكوين روابط هيدروجينية بين جزيئات الماء وذرات الأكسجين الموجودة في جذر البولي إيثيلين جلايكول للفاعل بالسطح.

المواد الخافضة للتوتر السطحي الأكثر شيوعًا هي المواد الأنيونية. أنها تمثل أكثر من 50% من جميع المواد الخافضة للتوتر السطحي المنتجة في العالم. والأكثر شيوعًا هي سلفونات الألكيلاريل (السلفونول) وكبريتات الألكيل. تحتوي جزيئات السلفونول على حلقة عطرية، يتم استبدال ذرات الهيدروجين فيها بواحدة أو أكثر من مجموعات الألكيل، وبقايا حمض الكبريتيك كمجموعة مذيبة. غالبًا ما يتم استخدام العديد من سلفونات ألكيل بنزين وسلفونات ألكيل نفثالين في تصنيع العديد من مركبات CMC المنزلية والصناعية.

ويرتبط وجود المواد الخافضة للتوتر السطحي في مياه الصرف الصناعي باستخدامها في عمليات مثل تركيز الخامات بالتعويم، وفصل منتجات التكنولوجيا الكيميائية، وإنتاج البوليمرات، وتحسين ظروف حفر آبار النفط والغاز، ومكافحة تآكل المعدات.

في الزراعة، يتم استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي كجزء من المبيدات الحشرية. بمساعدة المواد الخافضة للتوتر السطحي ، يتم استحلاب المواد السامة السائلة والمسحوقة غير القابلة للذوبان في الماء ، ولكنها قابلة للذوبان في المذيبات العضوية ، والعديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي نفسها لها خصائص مبيدات الحشرات ومبيدات الأعشاب.

المواد المسرطنة- هذه مركبات متجانسة كيميائيًا تظهر نشاطًا تحويليًا ويمكن أن تسبب تغيرات مسرطنة أو ماسخة (تعطيل عمليات التطور الجنيني) أو تغيرات مطفرة في الكائنات الحية. اعتمادًا على ظروف التعرض، يمكن أن تؤدي إلى تثبيط النمو، وتسارع الشيخوخة، والتسمم، وتعطيل النمو الفردي والتغيرات في الجينات للكائنات الحية. تشمل المواد ذات الخصائص المسرطنة الهيدروكربونات الأليفاتية المكلورة مع شريحة قصيرة من ذرات الكربون في الجزيء، وكلوريد الفينيل، والمبيدات الحشرية، وخاصة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs). هذه الأخيرة عبارة عن مركبات عضوية عالية الجزيئية في جزيئاتها والتي تكون حلقة البنزين هي العنصر الهيكلي الرئيسي فيها. تحتوي العديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات غير المستبدلة على 3 إلى 7 حلقات بنزين في الجزيء، متصلة ببعضها البعض بشكل مختلف. يوجد أيضًا عدد كبير من الهياكل متعددة الحلقات التي تحتوي على مجموعة وظيفية إما على حلقة البنزين أو على السلسلة الجانبية. هذه هي مشتقات الهالوجين والأمينية والسلفو والنيترو وكذلك الكحوليات والألدهيدات والإثيرات والكيتونات والأحماض والكينونات والمركبات العطرية الأخرى.

إن قابلية ذوبان الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات في الماء منخفضة وتتناقص مع زيادة الوزن الجزيئي: من 16,100 ميكروغرام/لتر (أسينافثيلين) إلى 0.11 ميكروغرام/لتر (3,4-بنزبايرين). إن وجود الأملاح في الماء ليس له أي تأثير تقريبًا على ذوبان PAHs. ومع ذلك، في وجود البنزين والزيت والمنتجات البترولية والمنظفات والمواد العضوية الأخرى، تزداد قابلية ذوبان PAHs بشكل حاد. من بين مجموعة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات غير المستبدلة في الظروف الطبيعية، يعتبر 3،4 بنزبيرين (BP) هو الأكثر شهرة وانتشارًا.

يمكن أن تكون مصادر الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في البيئة عمليات طبيعية وبشرية المنشأ. تركيز BP في الرماد البركاني هو 0.3-0.9 ميكروغرام / كغ. وهذا يعني أنه يمكن إطلاق ما يتراوح بين 1.2 إلى 24 طنًا من BP سنويًا في البيئة مع الرماد. ولذلك، تم العثور على الحد الأقصى لكمية الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الرواسب السفلية الحديثة للمحيط العالمي (أكثر من 100 ميكروغرام/كيلوغرام من كتلة المادة الجافة) في المناطق النشطة تكتونيًا الخاضعة لتأثيرات حرارية عميقة.

تم الإبلاغ عن أن بعض النباتات والحيوانات البحرية قادرة على تصنيع الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. في الطحالب والأعشاب البحرية بالقرب من الساحل الغربي لأمريكا الوسطى، يصل محتوى ضغط الدم إلى 0.44 ميكروجرام/جرام، وفي بعض القشريات في القطب الشمالي - 0.23 ميكروجرام/جرام. تنتج البكتيريا اللاهوائية ما يصل إلى 8.0 ميكروجرام من ضغط الدم من 1 جرام من مستخلصات دهون العوالق. ومن ناحية أخرى، هناك أنواع خاصة من البكتيريا البحرية والترابية التي تعمل على تحلل الهيدروكربونات، بما في ذلك الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.

وفقًا لتقديرات L. M. Shabad (1973) وA. P. Ilnitsky (1975)، فإن التركيز الأساسي لـ BP الناتج عن تخليق BP بواسطة الكائنات النباتية والنشاط البركاني هو: في التربة 5-10 ميكروجرام/كجم (مادة جافة) في النباتات 1-5 ميكروجرام/كجم، في المياه العذبة 0.0001 ميكروجرام/لتر. وبناء على ذلك يتم اشتقاق تدرجات درجة تلوث الكائنات البيئية (الجدول 1.5).

المصادر البشرية الرئيسية للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في البيئة هي الانحلال الحراري للمواد العضوية أثناء احتراق المواد المختلفة والخشب والوقود. يحدث التكوين الانحلالي للـ PAHs عند درجات حرارة تتراوح بين 650-900 درجة مئوية ونقص الأكسجين في اللهب. وقد لوحظ تكوين BP أثناء الانحلال الحراري للخشب مع أقصى إنتاج عند 300-350 درجة مئوية (Dikun، 1970).

وفقًا لـ M. Suess (G976)، بلغت انبعاثات شركة بريتيش بتروليوم العالمية في السبعينيات حوالي 5000 طن سنويًا، يأتي 72% منها من الصناعة و27% من جميع أنواع الحرق المكشوف.

معادن ثقيلة(الزئبق والرصاص والكادميوم والزنك والنحاس والزرنيخ وغيرها) من الملوثات الشائعة وعالية السمية. وهي تستخدم على نطاق واسع في العمليات الصناعية المختلفة، لذلك، على الرغم من تدابير المعالجة، فإن محتوى مركبات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصناعي مرتفع للغاية. تدخل كتل كبيرة من هذه المركبات المحيط عبر الغلاف الجوي. بالنسبة للتكاثر الحيوي البحري، فإن أخطرها هو الزئبق والرصاص والكادميوم.

يتم نقل الزئبق إلى المحيط عن طريق الجريان السطحي القاري وعبر الغلاف الجوي. أثناء تجوية الصخور الرسوبية والنارية، يتم إطلاق 3.5 ألف طن من الزئبق سنويًا. يحتوي الغبار الجوي على حوالي 12 ألف طن من الزئبق، جزء كبير منها من أصل بشري. نتيجة للانفجارات البركانية وهطول الأمطار في الغلاف الجوي، يدخل 50 ألف طن من الزئبق إلى سطح المحيط سنويًا، وأثناء تفريغ الغلاف الصخري - 25-150 ألف طن، أي حوالي نصف الإنتاج الصناعي السنوي من هذا المعدن (9-10 آلاف طن) / سنة) بطرق مختلفة يقع في المحيط. ويبلغ متوسط ​​محتوى الزئبق في الفحم والنفط 1 ملغم/كغم، وبالتالي عند حرق الوقود الأحفوري، تستقبل المحيطات العالمية أكثر من ألفي طن/سنة. يتجاوز الإنتاج السنوي للزئبق 0.1٪ من إجمالي محتواه في المحيط العالمي، لكن التدفق البشري المنشأ يتجاوز بالفعل الإزالة الطبيعية عن طريق الأنهار، وهو أمر نموذجي للعديد من المعادن.

وفي المناطق الملوثة بمياه الصرف الصناعي، يزداد تركيز الزئبق في المحلول والمواد العالقة بشكل كبير. وفي الوقت نفسه، تقوم بعض البكتيريا القاعية بتحويل الكلوريدات إلى ميثيل الزئبق عالي السمية (أحادي وثنائي) CH 3 Hg. وقد أدى تلوث المأكولات البحرية مرارا وتكرارا إلى التسمم بالزئبق بين سكان المناطق الساحلية. بحلول عام 1977، كان هناك 2800 ضحية لمرض ميناماتا في اليابان. وكان السبب هو النفايات الناتجة عن مصانع إنتاج كلوريد الفينيل والأسيتالديهيد، والتي تستخدم كلوريد الزئبق كمحفز. وتدفقت مياه الصرف الصحي المعالجة بشكل غير كاف من المصانع إلى خليج ميناماتا.

الرصاص هو عنصر نادر موجود في جميع مكونات البيئة: الصخور والتربة والمياه الطبيعية والغلاف الجوي والكائنات الحية. وأخيرًا، يتبدد الرصاص بشكل نشط في البيئة أثناء النشاط الاقتصادي البشري. هذه هي الانبعاثات الناتجة عن مياه الصرف الصحي الصناعية والمنزلية، ومن الدخان والغبار الناتج عن المؤسسات الصناعية، ومن غازات العادم الصادرة عن محركات الاحتراق الداخلي.

وفقًا لـ V. V. Dobrovolsky (1987)، فإن إعادة توزيع كتل الرصاص بين الأرض والمحيط العالمي لها الشكل التالي. ج. يحمل جريان النهر عند متوسط ​​تركيز الرصاص في الماء 1 ميكروغرام/لتر حوالي 40103 طن/سنة من الرصاص القابل للذوبان في الماء إلى المحيط، وحوالي 2800-103 طن/سنة في المرحلة الصلبة من المادة العالقة بالنهر ، و 10 10 3 طن / سنة في المخلفات العضوية الدقيقة. / سنة. إذا أخذنا في الاعتبار أن أكثر من 90٪ من المواد العالقة في النهر تستقر في الشريط الساحلي الضيق من الجرف ويتم التقاط جزء كبير من المركبات المعدنية القابلة للذوبان في الماء بواسطة المواد الهلامية لأكسيد الحديد، ونتيجة لذلك، يتلقى المحيط السطحي فقط حوالي (200-300) 103 طن في تركيب المواد العالقة الدقيقة و(25-30) 103 طن من المركبات الذائبة.

لا يحدث تدفق هجرة الرصاص من القارات إلى المحيط مع جريان الأنهار فحسب، بل يحدث أيضًا عبر الغلاف الجوي. مع الغبار القاري، يستقبل المحيط (20-30)-103 طنًا من الرصاص سنويًا. ويقدر إمداده إلى سطح المحيط مع هطول الأمطار السائلة بـ (400-2500) 10 3 طن/سنة مع تركيز في مياه الأمطار يبلغ 1-6 ميكروغرام/لتر. مصادر الرصاص التي تدخل الغلاف الجوي هي الانبعاثات البركانية (15-30 طنًا سنويًا في نواتج الثوران البليتي و4103 طنًا سنويًا في الجسيمات دون الميكرونية)، والمركبات العضوية المتطايرة من النباتات (250-300 طنًا سنويًا)، ومنتجات الاحتراق أثناء الحرائق ((6-7) 10 3 طن/سنة) والصناعة الحديثة. زاد إنتاج الرصاص من 20-103 طن/سنة في بداية القرن التاسع عشر. ما يصل إلى 3500 10 3 طن سنويًا بحلول بداية الثمانينيات من القرن العشرين. ويقدر الإطلاق الحالي للرصاص في البيئة من خلال النفايات الصناعية والمنزلية بحوالي (100-400) 10 3 طن/سنة.

الكادميوم، الذي وصل إنتاجه العالمي إلى 15103 طن/سنة في السبعينيات، يدخل أيضًا المحيط من خلال جريان الأنهار ومن خلال الغلاف الجوي. ويبلغ حجم إزالة الكادميوم إلى الغلاف الجوي حسب تقديرات مختلفة (1.7-8.6) 10 3 طن/سنة.

إلقاء النفايات في البحر بغرض الدفن (الإغراق).تقوم العديد من البلدان التي تتمتع بإمكانية الوصول إلى البحر بالتخلص البحري من مختلف المواد والمواد، ولا سيما تربة التجريف، وقطع الحفر، والنفايات الصناعية، ونفايات البناء، والنفايات الصلبة، والمتفجرات والمواد الكيميائية، والنفايات المشعة، وما إلى ذلك. وتمثل عمليات الدفن الحجمية حوالي 10٪ من إجمالي كتلة الملوثات التي تدخل المحيط العالمي. وهكذا، فمنذ عام 1976 إلى عام 1980، تم التخلص سنوياً من أكثر من 150 مليون طن من النفايات المتنوعة لغرض التخلص منها، وهو ما يحدد مفهوم “الإغراق”.

أساس الإغراق في البحر هو قدرة البيئة البحرية على معالجة كميات كبيرة من المواد العضوية وغير العضوية دون الإضرار كثيرًا بنوعية المياه. ومع ذلك، هذه القدرة ليست غير محدودة. لذلك، يُنظر إلى الإغراق على أنه إجراء قسري، وثناء مؤقت من المجتمع على النقص في التكنولوجيا. ومن ثم، فإن تطوير طرق تنظيم تصريف النفايات في البحر وإثباتها علميًا له أهمية خاصة.

تحتوي الحمأة الصناعية على مجموعة متنوعة من المواد العضوية ومركبات المعادن الثقيلة. تحتوي النفايات المنزلية في المتوسط ​​(حسب وزن المادة الجافة) على 32-40% مادة عضوية، 0.56% نيتروجين، 0.44% فوسفور، 0.155% زنك، 0.085% رصاص، 0.001% كادميوم، 0.001 زئبق. تحتوي الحمأة الناتجة عن محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية (حسب وزن المادة الجافة) على ما يصل إلى. 12% مواد الدبالية، حتى 3% نيتروجين كلي، حتى 3.8% فوسفات، 9-13% دهون، 7-10% كربوهيدرات وملوثة بالمعادن الثقيلة. تحتوي مواد التجريف أيضًا على تركيبة مماثلة.

أثناء التفريغ، عندما تمر المادة عبر عمود من الماء، يدخل جزء من الملوثات إلى المحلول، مما يغير جودة المياه، بينما يتم امتصاص الجزء الآخر بواسطة الجزيئات العالقة ويذهب إلى الرواسب السفلية. وفي الوقت نفسه، يزداد تعكر الماء. يؤدي وجود المواد العضوية في كثير من الأحيان إلى استهلاك سريع للأكسجين في الماء وغالباً إلى اختفائه التام وانحلال المواد العالقة وتراكم المعادن على شكل مذاب وظهور كبريتيد الهيدروجين. إن وجود كمية كبيرة من المواد العضوية يخلق بيئة اختزالية مستقرة في التربة، يظهر فيها نوع خاص من الماء الطمي، يحتوي على كبريتيد الهيدروجين والأمونيا وأيونات معدنية في صورة مختزلة. وفي هذه الحالة يتم تقليل الكبريتات والنترات، ويتم إطلاق الفوسفات.

وتتأثر كائنات نيوستون والسطحية والقاعية بدرجات متفاوتة بالمواد المفرغة. في حالة تكوين أغشية سطحية تحتوي على الهيدروكربونات البترولية والمواد الخافضة للتوتر السطحي، يتم انتهاك تبادل الغازات عند السطح البيني للهواء والماء. وهذا يؤدي إلى موت يرقات اللافقاريات ويرقات الأسماك والزريعة، ويسبب زيادة في عدد الكائنات الحية الدقيقة المؤكسدة للزيت والمسببة للأمراض. يؤدي وجود الملوثات العالقة في الماء إلى تفاقم ظروف التغذية والتنفس والتمثيل الغذائي للكائنات المائية، ويقلل من معدل النمو، ويمنع النضج الجنسي للقشريات العوالق. يمكن أن تتراكم الملوثات التي تدخل المحلول في أنسجة وأعضاء الكائنات المائية ويكون لها تأثير سام عليها. يؤدي تصريف مواد الإغراق إلى القاع وزيادة تعكر المياه السفلية لفترة طويلة إلى الردم والموت من اختناق الأشكال الملتصقة والمستقرة من القاع. أما في الأسماك والرخويات والقشريات الباقية، فيقل معدل نموها بسبب تدهور ظروف التغذية والتنفس. غالبًا ما يتغير تكوين الأنواع في المجتمع القاعي.

عند تنظيم نظام التحكم بتصريف النفايات في البحر، فإن تحديد مناطق الإلقاء مع الأخذ في الاعتبار خصائص المواد وخصائص البيئة البحرية أمر بالغ الأهمية. وترد المعايير اللازمة لحل المشكلة في "اتفاقية منع التلوث البحري الناجم عن إغراق النفايات والمواد الأخرى" (اتفاقية لندن للإلقاء، 1972). المتطلبات الرئيسية للاتفاقية هي كما يلي.

1. تقييم كمية وحالة وخواص (فيزيائية، كيميائية، كيميائية حيوية، بيولوجية) للمواد المصرفة وسميتها وثباتها وميلها إلى التراكم والتحول الحيوي في البيئة المائية والكائنات البحرية. استخدام إمكانيات تحييد وتحييد وإعادة تدوير النفايات.

2. اختيار مناطق التصريف، مع الأخذ في الاعتبار متطلبات التخفيف الأقصى للمواد، والحد الأدنى من الانتشار خارج حدود التصريف، والمزيج المناسب من الظروف الهيدرولوجية والهيدروفيزيائية.

3. التأكد من بعد مناطق التصريف عن مناطق تغذية وتفريخ الأسماك، وعن موائل الأنواع النادرة والحساسة من الكائنات المائية، وعن مناطق الترفيه والاستخدام الاقتصادي.

النويدات المشعة التكنولوجية.ويتميز المحيط بالنشاط الإشعاعي الطبيعي، وذلك لوجود 40 كلفن، 87 روبيان، 3 ساعة، 14 درجة مئوية، بالإضافة إلى النويدات المشعة من سلسلتي اليورانيوم والثوريوم. أكثر من 90% من النشاط الإشعاعي الطبيعي لمياه المحيط يبلغ 40 كلفن، أي 18.5-10 21 بيكريل. وحدة النشاط في نظام SI هي البيكيريل (Bq)، وهي تساوي نشاط النظير الذي يحدث فيه حدث اضمحلال واحد خلال ثانية واحدة. في السابق، كانت وحدة النشاط الإشعاعي كوري (Ci) خارج النظام، والتي تتوافق مع نشاط النظير الذي يحدث فيه 3.7-1010 أحداث اضمحلال في ثانية واحدة، تُستخدم على نطاق واسع.

بدأت المواد المشعة ذات الأصل التكنولوجي، وخاصة منتجات انشطار اليورانيوم والبلوتونيوم، في دخول المحيط بكميات كبيرة بعد عام 1945، أي منذ بداية تجارب الأسلحة النووية والتطور الواسع النطاق للإنتاج الصناعي للمواد الانشطارية والنويدات المشعة. تم تحديد ثلاث مجموعات من المصادر: 1) تجارب الأسلحة النووية، 2) إلقاء النفايات المشعة، 3) حوادث السفن ذات المحركات النووية والحوادث المرتبطة باستخدام ونقل وإنتاج النويدات المشعة.

العديد من النظائر المشعة ذات عمر النصف القصير، على الرغم من إمكانية اكتشافها في الماء والكائنات البحرية بعد الانفجار، لا يتم العثور عليها أبدًا في التساقط الإشعاعي العالمي. يوجد هنا بشكل أساسي 90 Sr و137 Cs بعمر نصف يبلغ حوالي 30 عامًا. أخطر النويدات المشعة الناتجة عن بقايا الشحنات النووية غير المتفاعلة هي 239 Pu (T 1/2 = 24.4-10 3 سنوات)، وهي شديدة السمية كمادة كيميائية. ومع اضمحلال نواتج الانشطار 90 Sr و137 Cs، فإنها تصبح مكونًا رئيسيًا للتلوث. بحلول وقت الوقف الاختياري للتجارب الجوية للأسلحة النووية (1963)، كان نشاط 239 Pu في البيئة يتراوح بين 2.5 إلى 10 16 بيكريل.

وتتكون مجموعة منفصلة من النويدات المشعة من 3H، 24 Na، 65 Zn، 59 Fe، 14 C، 31 Si، 35 S، 45 Ca، 54 Mn، 57.60 Co وغيرها، تنشأ من تفاعل النيوترونات مع العناصر الهيكلية و البيئة الخارجية. المنتجات الرئيسية للتفاعلات النووية مع النيوترونات في البيئة البحرية هي النظائر المشعة للصوديوم والبوتاسيوم والفوسفور والكلور والبروم والكالسيوم والمنغنيز والكبريت والزنك، والتي تنشأ من العناصر الذائبة في مياه البحر. هذا هو النشاط المستحث.

معظم النويدات المشعة التي تدخل البيئة البحرية لها نظائرها الموجودة باستمرار في الماء، مثل 239 Pu، 239 Np، 99 T C) Transplutonium ليست من سمات تكوين مياه البحر، ويجب أن تتكيف المادة الحية في المحيط معها من جديد.

نتيجة لإعادة معالجة الوقود النووي، تظهر كمية كبيرة من النفايات المشعة في أشكال سائلة وصلبة وغازية. الجزء الأكبر من النفايات يتكون من المحاليل المشعة. ونظراً لارتفاع تكلفة معالجة وتخزين المركزات في مرافق تخزين خاصة، تفضل بعض البلدان صب النفايات في المحيط مع تدفق الأنهار أو دفنها في كتل خرسانية في قاع الخنادق العميقة للمحيطات. ولم يتم حتى الآن تطوير طرق تركيز موثوقة للنظائر المشعة Ar وXe وEm وT، لذا يمكن أن ينتهي بها الأمر في المحيطات مع الأمطار ومياه الصرف الصحي.

أثناء تشغيل محطات الطاقة النووية على السفن السطحية وتحت الماء، والتي يوجد منها بالفعل عدة مئات، حوالي 3.7-1016 بيكريل مع راتنجات التبادل الأيوني، وحوالي 18.5-1013 بيكريل مع النفايات السائلة و12.6-1013 بيكريل بسبب التسريبات . كما تساهم حالات الطوارئ بشكل كبير في النشاط الإشعاعي للمحيطات. حتى الآن، لا تتجاوز كمية النشاط الإشعاعي التي يدخلها الإنسان إلى المحيط 5.5-1019 بيكريل، وهي لا تزال صغيرة مقارنة بالمستوى الطبيعي (18.5-1021 بيكريل). ومع ذلك، فإن تركيز وتفاوت تساقط النويدات المشعة يشكل خطرا جسيما يتمثل في التلوث الإشعاعي للمياه والكائنات المائية في مناطق معينة من المحيط.

2 بيئة المحيطات البشرية–اتجاه علمي جديد في علم المحيطات.نتيجة للتأثير البشري في المحيط، تنشأ عوامل بيئية إضافية تساهم في التطور السلبي للنظم الإيكولوجية البحرية. حفز اكتشاف هذه العوامل تطوير أبحاث أساسية واسعة النطاق في المحيط العالمي وظهور اتجاهات علمية جديدة. وتشمل هذه بيئة المحيطات البشرية المنشأ. تم تصميم هذا الاتجاه الجديد لدراسة آليات استجابة الكائنات الحية للتأثيرات البشرية على مستوى الخلية، والكائن الحي، والسكان، والتكاثر الحيوي، والنظام البيئي، وكذلك لدراسة ميزات التفاعلات بين الكائنات الحية والبيئة في الظروف المتغيرة.

الهدف من دراسة بيئة المحيطات البشرية المنشأ هو التغيرات في الخصائص البيئية للمحيطات، وفي المقام الأول تلك التغييرات التي تعتبر مهمة للتقييم البيئي لحالة المحيط الحيوي ككل. وتستند هذه الدراسات إلى تحليل شامل لحالة النظم الإيكولوجية البحرية، مع مراعاة المناطق الجغرافية ودرجة التأثير البشري.

تستخدم البيئة البشرية للمحيطات أساليب التحليل التالية لأغراضها: الوراثية (تقييم المخاطر المسرطنة والمطفرة)، والخلوية (دراسة التركيب الخلوي للكائنات البحرية في الحالات الطبيعية والمرضية)، والميكروبيولوجية (دراسة تكيف الكائنات الحية الدقيقة). للملوثات السامة)، والبيئية (معرفة أنماط تكوين وتطور السكان والتكاثر الحيوي في ظروف معيشية محددة من أجل التنبؤ بحالتهم في الظروف البيئية المتغيرة)، والسمية البيئية (دراسة استجابة الكائنات البحرية للتأثيرات التلوث وتحديد التركيزات الحرجة للملوثات)، والكيميائية (دراسة المجمع الكامل للمواد الكيميائية الطبيعية والبشرية في البيئة البحرية).

تتمثل المهمة الرئيسية لبيئة المحيطات البشرية المنشأ في تطوير الأساس العلمي لتحديد المستويات الحرجة للملوثات في النظم البيئية البحرية، وتقييم قدرة استيعاب النظم البيئية البحرية، وتطبيع التأثيرات البشرية على المحيطات العالمية، فضلاً عن إنشاء نماذج رياضية للعمليات البيئية للتنبؤ بها. الأوضاع البيئية في المحيط.

إن المعرفة بأهم الظواهر البيئية في المحيط (مثل عمليات الإنتاج والتدمير، ومرور الدورات البيوجيوكيميائية للملوثات، وما إلى ذلك) محدودة بسبب نقص المعلومات. وهذا يجعل من الصعب التنبؤ بالوضع البيئي في المحيط وتنفيذ التدابير البيئية. وفي الوقت الحالي، تحظى المراقبة البيئية للمحيطات بأهمية خاصة، حيث تركز استراتيجيتها على المراقبة طويلة المدى في مناطق معينة من المحيط من أجل إنشاء بنك بيانات يغطي التغيرات العالمية في النظم الإيكولوجية للمحيطات.

3 مفهوم القدرة الاستيعابية.وفقًا لتعريف يو.أ.إسرائيل وأ.ف.تسيبان (1983، 1985)، فإن قدرة استيعاب النظام البيئي البحري ألهذا الملوث أنا(أو كمية الملوثات) وبالنسبة للنظام البيئي m-th - هذه هي القدرة الديناميكية القصوى لمثل هذه الكمية من الملوثات (من حيث المنطقة بأكملها أو وحدة حجم النظام البيئي البحري) التي يمكن تجميعها أو تدميرها أو تحويلها (عن طريق التحولات البيولوجية أو الكيميائية) لكل وحدة زمنية) ويتم إزالتها من خلال عمليات الترسيب أو الانتشار أو أي نقل آخر يتجاوز حجم النظام البيئي دون الإخلال بوظائفه الطبيعية.

يمكن كتابة الإزالة الكاملة (A i) للملوثات من النظام البيئي البحري على النحو التالي:

حيث يعتبر K i عامل أمان يعكس الظروف البيئية لعملية التلوث في مختلف مناطق النظام البيئي البحري؛ τ i هو وقت بقاء الملوث في النظام البيئي البحري.

يتم استيفاء هذا الشرط عند حيث C 0 i هو التركيز الحرج للملوث في مياه البحر. من هنا يمكن تقدير القدرة الاستيعابية باستخدام الصيغة (1) عند ;.

يمكن قياس جميع الكميات المدرجة في الجانب الأيمن من المعادلة (1) مباشرة باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها في عملية الدراسات الشاملة طويلة الأجل لحالة النظام البيئي البحري. في الوقت نفسه، يتضمن تسلسل تحديد قدرة النظام البيئي البحري على استيعاب ملوثات معينة ثلاث مراحل رئيسية: 1) حساب التوازنات الكتلية وعمر الملوثات في النظام البيئي، 2) تحليل التوازن الحيوي في النظام البيئي، و 3) تقييم التركيزات الحرجة لتأثير الملوثات (أو البلدان المتوسطية الشريكة البيئية) على أداء الكائنات الحية.

ولمعالجة قضايا التنظيم البيئي للتأثيرات البشرية على النظم الإيكولوجية البحرية، فإن حساب قدرة الاستيعاب هو الأكثر تمثيلاً، لأنه يأخذ في الاعتبار قدرة استيعاب الحد الأقصى المسموح به من الحمل البيئي (MPEL) لخزان ملوث ويتم حسابه بكل بساطة. وبالتالي، في ظل نظام ثابت لتلوث الخزان، سيكون PDEN مساوياً لقدرة الاستيعاب.

4 استنتاجات من تقييم قدرة النظام البيئي البحري على استيعاب الملوثات باستخدام مثال بحر البلطيق. وباستخدام مثال بحر البلطيق، تم حساب قيم القدرة الاستيعابية لعدد من المعادن السامة (الزنك، النحاس، الرصاص، الكادميوم، الزئبق) والمواد العضوية (ثنائي الفينيل متعدد الكلور وBP) (إزرائيل، تسيبان، فنتزل، شيجاييف، 1988).

وتبين أن متوسط ​​تركيزات المعادن السامة في مياه البحر أقل بمقدار واحد إلى أمرين من جرعاتها العتبية، وكانت تركيزات مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور وBPs أقل من مستوى واحد فقط. وبالتالي، تبين أن عوامل السلامة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور وBP أقل من تلك الخاصة بالمعادن. في المرحلة الأولى من العمل، حدد مؤلفو الحساب، باستخدام مواد من الدراسات البيئية طويلة المدى في بحر البلطيق والمصادر الأدبية، تركيزات الملوثات في مكونات النظام البيئي، ومعدل الترسيب الحيوي، وتدفق المواد الموجودة على حدود النظام البيئي ونشاط التدمير الميكروبي للمواد العضوية. كل هذا جعل من الممكن وضع الأرصدة وحساب "عمر" المواد المعنية في النظام البيئي. وتبين أن "عمر" المعادن في النظام البيئي لمنطقة البلطيق قصير جدًا بالنسبة للرصاص والكادميوم والزئبق، وأطول إلى حد ما بالنسبة للزنك والحد الأقصى بالنسبة للنحاس. ويبلغ "العمر الافتراضي" لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والبنزو (أ) بيرين 35 و20 عامًا، وهو ما يحدد الحاجة إلى إدخال نظام للرصد الجيني لبحر البلطيق.

في المرحلة الثانية من البحث، تبين أن العنصر الأكثر حساسية للكائنات الحية للملوثات والتغيرات في الوضع البيئي هي الطحالب الدقيقة العوالق، وبالتالي، ينبغي اختيار عملية الإنتاج الأولي للمادة العضوية كعملية "مستهدفة". ولذلك، يتم استخدام جرعات عتبة من الملوثات المحددة للعوالق النباتية هنا.

تظهر تقديرات قدرة الاستيعاب للمناطق في الجزء المفتوح من بحر البلطيق أن الجريان السطحي الحالي للزنك والكادميوم والزئبق أقل بمقدار 2 و 20 و 15 مرة على التوالي من القيم الدنيا لقدرة الاستيعاب للنظام البيئي. لهذه المعادن ولا تشكل تهديدا مباشرا للإنتاج الأولي. وفي الوقت نفسه، يتجاوز المعروض من النحاس والرصاص بالفعل قدرتها على الاستيعاب، الأمر الذي يتطلب إدخال تدابير خاصة للحد من التدفق. لم يصل العرض الحالي من BP بعد إلى الحد الأدنى من قيمة قدرة الاستيعاب، ولكن ثنائي الفينيل متعدد الكلور يتجاوزه. ويشير هذا الأخير إلى الحاجة الملحة إلى مواصلة خفض تصريفات ثنائي الفينيل متعدد الكلور في بحر البلطيق.

يخطط

1. خصائص ومصادر التلوث

2. المشاكل البيئية الناجمة عن التلوث

3. طرق مكافحة التلوث

4. التطبيقات

5. قائمة المراجع المستخدمة

خصائص ومصادر التلوث

يرتبط كل جسم مائي أو مصدر مائي بالبيئة الخارجية المحيطة به. ويتأثر بظروف تكوين تدفق المياه السطحية أو الجوفية، والظواهر الطبيعية المختلفة، والصناعة، والبناء الصناعي والبلدي، والنقل، والأنشطة البشرية الاقتصادية والمحلية. نتيجة هذه التأثيرات هي إدخال مواد جديدة غير عادية إلى البيئة المائية - وهي ملوثات تؤدي إلى تفاقم نوعية المياه. يتم تصنيف الملوثات التي تدخل البيئة المائية بشكل مختلف، اعتمادًا على الأساليب والمعايير والأهداف. وهكذا، عادة ما يتم عزل الملوثات الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية.

التلوث الكيميائي هو تغير في الخواص الكيميائية الطبيعية للمياه نتيجة زيادة محتوى الشوائب الضارة فيه، سواء غير العضوية (الأملاح المعدنية، الأحماض، القلويات، جزيئات الطين) والعضوية (الزيت والمنتجات النفطية، المخلفات العضوية، المواد الخافضة للتوتر السطحي). ، مبيدات حشرية) .

الملوثات غير العضوية (المعدنية) الرئيسية لمياه البحر هي مجموعة متنوعة من المركبات الكيميائية السامة لسكان البيئة المائية. هذه هي مركبات الزرنيخ والرصاص والكادميوم والزئبق والكروم والنحاس والفلور. وينتهي معظمها في الماء نتيجة للنشاط البشري. يتم امتصاص المعادن الثقيلة بواسطة العوالق النباتية ثم يتم نقلها على طول السلسلة الغذائية إلى الكائنات الحية الأعلى. يتم عرض التأثيرات السامة لبعض ملوثات الغلاف المائي الأكثر شيوعًا في الملحق 1.

بالإضافة إلى المواد المدرجة في الجدول، تشمل مصادر العدوى الخطيرة في البيئة المائية الأحماض والقواعد غير العضوية التي تغير حموضة الماء.

ومن بين المصادر الرئيسية لتلوث البحر بالمعادن والمواد المغذية، ينبغي ذكر شركات الصناعات الغذائية والزراعة.

من بين المواد القابلة للذوبان التي يتم جلبها إلى البحار من الأرض، ليس فقط العناصر المعدنية والحيوية، ولكن أيضًا المخلفات العضوية لها أهمية كبيرة بالنسبة لسكان البيئة المائية. وتقدر إزالة المواد العضوية في المحيطات بما يتراوح بين 300 إلى 380 مليون طن/سنة. إن مياه الصرف الصحي التي تحتوي على معلقات ذات أصل عضوي أو مواد عضوية مذابة لها تأثير ضار على حالة المسطحات المائية. عندما تستقر، تغمر المعلقات القاع وتؤخر التطور أو توقف النشاط الحيوي لهذه الكائنات الحية الدقيقة المشاركة في عملية التنقية الذاتية للمياه. وعندما تتعفن هذه الرواسب يمكن أن تتشكل مركبات ضارة ومواد سامة، مثل كبريتيد الهيدروجين، مما يؤدي إلى تلوث مياه النهر بشكل كامل. كما أن وجود المعلقات يجعل من الصعب على الضوء أن يخترق العمق ويبطئ عمليات التمثيل الضوئي.

أحد المتطلبات الصحية الرئيسية لجودة المياه هو محتوى الكمية المطلوبة من الأكسجين فيها. جميع الملوثات التي تساهم بطريقة أو بأخرى في تقليل محتوى الأكسجين في الماء لها تأثير ضار. المواد الخافضة للتوتر السطحي - الدهون والزيوت ومواد التشحيم - تشكل طبقة على سطح الماء تمنع تبادل الغازات بين الماء والجو، مما يقلل من درجة تشبع الماء بالأكسجين.

يتم تصريف كمية كبيرة من المواد العضوية، والتي لا يتميز معظمها بالمياه الطبيعية، في الأنهار جنبًا إلى جنب مع مياه الصرف الصحي الصناعية والمنزلية. ويلاحظ زيادة تلوث المسطحات المائية والمصارف في جميع البلدان الصناعية. تتوفر معلومات عن محتوى بعض المواد العضوية في مياه الصرف الصناعي في الملحق 2.

وبسبب الوتيرة السريعة للتحضر والبطء إلى حد ما في بناء مرافق المعالجة أو تشغيلها غير المرضي، تتلوث أحواض المياه والتربة بالنفايات المنزلية. يكون التلوث ملحوظًا بشكل خاص في المسطحات المائية ذات التدفق البطيء أو غير المتدفق (الخزانات والبحيرات).

ومن خلال تحللها في البيئة المائية، يمكن أن تصبح النفايات العضوية أرضًا خصبة للكائنات المسببة للأمراض. تصبح المياه الملوثة بالنفايات العضوية غير صالحة عمليا للشرب والاحتياجات الأخرى. تعتبر النفايات المنزلية خطيرة ليس فقط لأنها مصدر لبعض الأمراض التي تصيب الإنسان (حمى التيفوئيد والدوسنتاريا والكوليرا)، ولكن أيضًا لأنها تتطلب الكثير من الأكسجين لتتحلل. إذا دخلت مياه الصرف الصحي المنزلية إلى جسم مائي بكميات كبيرة جدًا، فقد ينخفض ​​محتوى الأكسجين المذاب إلى ما دون المستوى اللازم لحياة الكائنات البحرية وكائنات المياه العذبة.

1) النفط والمنتجات البترولية – الزيت سائل زيتي لزج ذو لون بني غامق. المكونات الرئيسية للنفط هي الهيدروكربونات (تصل إلى 98٪).

يعد النفط والمنتجات النفطية من أكثر الملوثات شيوعًا. ومع بداية الثمانينات، كان يدخل المحيط سنويا حوالي 6 ملايين طن من النفط، وهو ما يمثل 0.23٪ من الإنتاج العالمي.

ترتبط أكبر خسائر النفط بنقله من مناطق الإنتاج. حالات الطوارئ التي تنطوي على قيام الناقلات بتصريف مياه الغسيل ومياه الصابورة في البحر - كل هذا يؤدي إلى وجود حقول تلوث دائمة على طول الطرق البحرية. وتدخل كميات كبيرة من النفط إلى البحار عبر الأنهار ومياه الصرف الصحي المنزلية ومصارف العواصف.

بمجرد وصوله إلى البيئة البحرية، ينتشر الزيت أولاً على شكل طبقة مكونة طبقات متفاوتة السماكة. يمكنك تحديد سمكه حسب لون الفيلم (انظر الملحق 3).

يغير فيلم الزيت تركيبة الطيف وشدة تغلغل الضوء في الماء.

2) المبيدات الحشرية– تشكل المبيدات الحشرية مجموعة من المواد المصنعة صناعياً والتي تستخدم لمكافحة الآفات والأمراض النباتية. تنقسم المبيدات الحشرية إلى المجموعات التالية: مبيدات حشرية - لمكافحة الحشرات الضارة، مبيدات الفطريات والبكتيريا - لمكافحة أمراض النباتات البكتيرية، مبيدات الأعشاب - ضد الأعشاب الضارة.

لقد ثبت أن المبيدات الحشرية، أثناء تدميرها للآفات، تضر بالعديد من الكائنات الحية المفيدة وتقوض صحة الكائنات الحيوية. في الزراعة، كانت هناك منذ فترة طويلة مشكلة الانتقال من الأساليب الكيميائية (الملوثة) إلى الأساليب البيولوجية (الصديقة للبيئة) لمكافحة الآفات.

ويصاحب الإنتاج الصناعي للمبيدات ظهور عدد كبير من المنتجات الثانوية التي تلوث مياه الصرف الصحي. غالبًا ما يوجد ممثلو المبيدات الحشرية ومبيدات الفطريات ومبيدات الأعشاب في البيئة المائية.

3) المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية (السطحي)– تنتمي إلى مجموعة كبيرة من المواد التي تعمل على تقليل التوتر السطحي للماء. وهي جزء من المنظفات الاصطناعية (SDC)، المستخدمة على نطاق واسع في الحياة اليومية والصناعة. جنبا إلى جنب مع مياه الصرف الصحي، تدخل المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى المياه القارية والبيئة البحرية.

ويرتبط وجود المواد الخافضة للتوتر السطحي في مياه الصرف الصناعي باستخدامها في عمليات مثل فصل منتجات التكنولوجيا الكيميائية، وإنتاج البوليمرات، وتحسين ظروف حفر آبار النفط والغاز، ومكافحة تآكل المعدات. في الزراعة، يتم استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي كجزء من المبيدات الحشرية.

4) مركبات ذات خصائص مسرطنة. المواد المسرطنة هي مركبات كيميائية تعطل عمليات التطور ويمكن أن تسبب طفرات.

تشمل المواد ذات الخصائص المسرطنة الهيدروكربونات الأليفاتية المكلورة، وكلوريد الفينيل، وخاصة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs). تم العثور على الحد الأقصى لكمية الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الرواسب الحديثة للمحيط العالمي (أكثر من 100 ميكروغرام/كم من كتلة المادة الجافة) في المناطق النشطة عصبًا.

5) المعادن الثقيلة.المعادن الثقيلة (الزئبق والرصاص والكادميوم والزنك والنحاس والزرنيخ) هي ملوثات شائعة وشديدة السمية. وهي تستخدم على نطاق واسع في العمليات الصناعية المختلفة، لذلك، على الرغم من تدابير المعالجة، فإن محتوى مركبات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصناعي مرتفع للغاية. وتدخل كميات كبيرة من هذه المركبات إلى البحار عبر الغلاف الجوي. وأخطرها: الزئبق والرصاص والكادميوم.

وقد أدى تلوث المأكولات البحرية مرارا وتكرارا إلى تسمم سكان المناطق الساحلية بالزئبق. بحلول عام 1977، كان هناك 2800 ضحية لمرض مينوماتا، الذي سببته النفايات الصناعية. تدفقت مياه الصرف الصحي المعالجة بشكل غير كافٍ من المصانع إلى خليج مينوماتا.

الرصاص هو عنصر نادر موجود في جميع مكونات البيئة: الصخور والتربة والمياه الطبيعية والغلاف الجوي والكائنات الحية. وأخيرًا، يتبدد الرصاص بشكل نشط في البيئة أثناء النشاط الاقتصادي البشري.

6) إلقاء النفايات في البحر بغرض التخلص منها (الإغراق).تقوم العديد من البلدان المطلة على البحر بالتخلص البحري من مختلف المواد والمواد، ولا سيما تربة التجريف، وخبث الحفر، والنفايات الصناعية، ونفايات البناء، والنفايات الصلبة، والمتفجرات والمواد الكيميائية، والنفايات المشعة. وبلغ حجم الدفن حوالي 10% من إجمالي كتلة الملوثات التي تدخل المحيط العالمي.

أساس الإغراق في البحر هو قدرة البيئة البحرية على معالجة كميات كبيرة من المواد العضوية وغير العضوية دون إحداث أضرار كبيرة بالمياه. ومع ذلك، هذه القدرة ليست غير محدودة.

لذلك، يُنظر إلى الإغراق على أنه إجراء قسري، وثناء مؤقت من المجتمع على النقص في التكنولوجيا. يحتوي الخبث الصناعي على مجموعة متنوعة من المواد العضوية ومركبات المعادن الثقيلة.

أثناء تصريف المواد ومرورها عبر عمود من الماء، تدخل بعض الملوثات إلى المحلول، مما يؤدي إلى تغيير جودة المياه، بينما يتم امتصاص البعض الآخر بواسطة الجزيئات العالقة ويمر إلى الرواسب السفلية.

هناك كمية هائلة من الماء على الأرض، والصور من الفضاء تثبت هذه الحقيقة. وهناك حاليا مخاوف بشأن التلوث السريع لهذه المياه. مصادر التلوث هي انبعاثات مياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية في المحيط العالمي.

أسباب تلوث المحيطات

لقد سعى الناس دائمًا للحصول على المياه، وكانت هذه المناطق هي التي حاول الناس تطويرها في المقام الأول. وتقع حوالي ستين في المئة من جميع المدن الكبرى في المنطقة الساحلية. وهكذا توجد على ساحل البحر الأبيض المتوسط ​​دول يبلغ عدد سكانها مائتين وخمسين مليون نسمة. وفي الوقت نفسه، تقوم المجمعات الصناعية الكبرى بإلقاء حوالي عدة آلاف من الأطنان من جميع أنواع النفايات في البحر، بما في ذلك المدن الكبيرة التي تتخلص أيضًا من مياه الصرف الصحي هناك. لذلك، لا ينبغي أن تتفاجأ أنه عند أخذ الماء للاختبار، يوجد عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة الضارة المختلفة.

ومع تزايد عدد المدن، تزداد أيضًا كمية النفايات التي تصب في المحيطات. فحتى مثل هذا المورد الطبيعي الضخم لا يمكنه معالجة الكثير من النفايات. هناك تسمم لمصايد الأسماك الساحلية والبحرية على حد سواء، وتراجع في مصايد الأسماك.

تحارب المدينة التلوث بالطريقة التالية: يتم التخلص من النفايات بعيدًا عن الشاطئ وإلى أعماق كبيرة باستخدام عدة كيلومترات من الأنابيب. لكن هذا لا يحل أي شيء على الإطلاق، ولكنه يؤخر فقط وقت التدمير الكامل للنباتات والحيوانات البحرية.

أنواع تلوث المحيطات

أحد أهم ملوثات مياه المحيطات هو النفط. إنها تصل إلى هناك بكل الطرق الممكنة: أثناء انهيار ناقلات خام النفط؛ حوادث حقول النفط البحرية عند استخراج النفط من قاع البحر. يقتل الزيت الأسماك، والأسماك التي تبقى على قيد الحياة لها طعم ورائحة كريهة. وتشهد الطيور البحرية انقراضها؛ ففي العام الماضي وحده، نفق ثلاثون ألف بطة طويلة الذيل بالقرب من السويد بسبب طبقات الزيت الموجودة على سطح الماء. النفط، الذي يطفو على تيارات البحر ويطفو على الشاطئ، جعل العديد من مناطق المنتجعات غير صالحة للاستجمام والسباحة.

وعلى هذا فقد أنشأت الجمعية البحرية الحكومية الدولية اتفاقية يحظر بموجبها تصريف النفط في المياه على مسافة خمسين كيلومتراً من الساحل، وقد وقعت عليها أغلب القوى البحرية.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن التلوث الإشعاعي للمحيطات يحدث باستمرار. ويحدث ذلك من خلال التسربات في المفاعلات النووية أو من الغواصات النووية الغارقة، مما يؤدي إلى تغيرات إشعاعية في النباتات والحيوانات، ويساعده في ذلك التيار وبمساعدة السلاسل الغذائية من العوالق إلى الأسماك الكبيرة. في الوقت الحالي، تستخدم العديد من القوى النووية المحيط العالمي لنشر الرؤوس الحربية الصاروخية النووية على الغواصات والتخلص من النفايات النووية المستهلكة.

ومن الكوارث البحرية الأخرى ازدهار الماء المرتبط بنمو الطحالب. وهذا يؤدي إلى انخفاض كميات صيد سمك السلمون. ويحدث الانتشار السريع للطحالب بسبب العدد الكبير من الكائنات الحية الدقيقة التي تظهر نتيجة انبعاث النفايات الصناعية. وأخيرًا، دعونا نلقي نظرة على آليات التنقية الذاتية للمياه. وهي مقسمة إلى ثلاثة أنواع.

• الكيميائية - المياه المالحة غنية بالمركبات الكيميائية المختلفة، والتي تحدث فيها عمليات الأكسدة، بالإضافة إلى تشعيع الضوء، عند دخول الأكسجين، ونتيجة لذلك، تتم معالجة السموم البشرية بشكل فعال. الأملاح الناتجة عن التفاعل تستقر ببساطة في القاع.
• بيولوجيًا - تمرر الكتلة الكاملة للحيوانات البحرية التي تعيش في القاع كل مياه المنطقة الساحلية من خلال خياشيمها وبالتالي تعمل كمرشحات، على الرغم من أنها تموت بالآلاف.
• ميكانيكية - عندما يتباطأ التدفق، تترسب المادة العالقة. ونتيجة لذلك، يحدث الدفن النهائي للمواد البشرية.

التلوث الكيميائي للمحيطات

في كل عام، تتلوث مياه المحيط العالمي بشكل متزايد بسبب النفايات الناتجة عن الصناعة الكيميائية. وهكذا لوحظ وجود اتجاه لزيادة كمية الزرنيخ في مياه المحيطات. يتم تقويض التوازن البيئي بشكل كبير بسبب المعادن الثقيلة مثل الرصاص والزنك والنيكل والكادميوم والكروم والنحاس. كما أن جميع أنواع المبيدات الحشرية، مثل الإندرين، الألدرين، الديلدرين، تسبب أضرارًا أيضًا. وبالإضافة إلى ذلك فإن مادة كلوريد ثلاثي بوتيل القصدير التي تستخدم في طلاء السفن لها تأثير ضار على الحياة البحرية. إنه يحمي السطح من الطحالب والأصداف. لذلك يجب استبدال جميع هذه المواد بمواد أقل سمية حتى لا تضر بالنباتات والحيوانات البحرية.

لا يرتبط تلوث مياه المحيط العالمي بالصناعة الكيميائية فحسب، بل يرتبط أيضًا بمجالات أخرى من النشاط البشري، على وجه الخصوص، الطاقة والسيارات والمعادن والمواد الغذائية والصناعات الخفيفة. المرافق والزراعة والنقل لها تأثير ضار بنفس القدر. المصادر الأكثر شيوعًا لتلوث المياه هي النفايات الصناعية ومخلفات الصرف الصحي، وكذلك الأسمدة ومبيدات الأعشاب.

يحدث تلوث المياه بسبب النفايات الناتجة عن الأساطيل التجارية وأساطيل الصيد، وكذلك ناقلات النفط. نتيجة للنشاط البشري، تدخل عناصر مثل الزئبق والديوكسينات ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى الماء. تتراكم المركبات الضارة في الجسم وتثير ظهور أمراض خطيرة: ينتهك التمثيل الغذائي، وتقل المناعة، ولا يعمل الجهاز التناسلي بشكل صحيح، وتظهر مشاكل خطيرة في الكبد. علاوة على ذلك، يمكن للعناصر الكيميائية أن تؤثر وتغير الجينات.

التلوث البلاستيكي لمحيطات العالم

تشكل النفايات البلاستيكية تراكمات وبقع كاملة في مياه المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والهندي. وتتولد معظم النفايات عن طريق إلقاء النفايات من المناطق المكتظة بالسكان على الساحل. وفي كثير من الأحيان، تبتلع الحيوانات البحرية أكياسًا وجزيئات صغيرة من البلاستيك، مما يخلط بينها وبين الطعام، مما يؤدي إلى موتها.

انتشر البلاستيك على نطاق واسع لدرجة أنه يمكن العثور عليه بالفعل في المياه القطبية. لقد ثبت أن كمية البلاستيك في مياه المحيط الهادئ وحدها زادت 100 مرة (الأبحاث التي أجريت على مدار الأربعين عامًا الماضية). حتى الجزيئات الصغيرة يمكنها تغيير بيئة المحيط الطبيعية. تشير التقديرات إلى أن حوالي 90% من الحيوانات التي تموت على الشاطئ تموت بسبب الحطام البلاستيكي الذي يُعتقد خطأً أنه طعام.

بالإضافة إلى ذلك، فإن التعليق الذي يتشكل نتيجة تحلل المواد البلاستيكية يشكل خطورة. من خلال تناول العناصر الكيميائية، يحكم سكان البحار على أنفسهم بالمعاناة الشديدة وحتى الموت. ولا تنس أنه يمكن للناس أيضًا تناول الأسماك الملوثة بالنفايات. تحتوي لحومها على كميات كبيرة من الرصاص والزئبق.

عواقب تلوث المحيطات

تسبب المياه الملوثة العديد من الأمراض للإنسان والحيوان. ونتيجة لذلك، فإن أعداد النباتات والحيوانات آخذة في الانخفاض، بل إن بعضها ينقرض. كل هذا يؤدي إلى تغيرات عالمية في النظم البيئية لجميع المناطق المائية. جميع المحيطات ملوثة بما فيه الكفاية. من أكثر البحار تلوثاً هو البحر الأبيض المتوسط. تتدفق إليه مياه الصرف الصحي من 20 مدينة. بالإضافة إلى ذلك، فإن السياح القادمين من منتجعات البحر الأبيض المتوسط ​​الشهيرة يقدمون مساهمة سلبية. أقذر أنهار العالم هي نهر سيتاروم في إندونيسيا، ونهر الغانج في الهند، ونهر اليانغتسي في الصين، ونهر كينغ في تسمانيا. ومن بين البحيرات الملوثة، يسمي الخبراء بحيرات أمريكا الشمالية الكبرى، وأونونداغا في الولايات المتحدة الأمريكية، وتاي في الصين.

ونتيجة لذلك تحدث تغيرات كبيرة في مياه المحيط العالمي، وتختفي على إثرها الظواهر المناخية العالمية، وتتشكل جزر القمامة، وتزدهر المياه بسبب تكاثر الطحالب، وترتفع درجات الحرارة، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري. عواقب هذه العمليات خطيرة للغاية والتهديد الرئيسي هو الانخفاض التدريجي في إنتاج الأكسجين، فضلا عن انخفاض موارد المحيط. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ملاحظة تطورات غير مواتية للأحداث في مناطق مختلفة: تطور حالات الجفاف في مناطق معينة، والفيضانات، وموجات التسونامي. يجب أن تكون حماية المحيط العالمي هدفا ذا أولوية للبشرية جمعاء.

فيديو مثير للاهتمام حول تلوث المحيطات

مقدمة 3

الفصل الأول. المحيط العالمي: الوضع الحالي 5

1.1. النظام القانوني الدولي لاستغلال الموارد

محيط العالم 5

1.2 الأساس الاقتصادي لاستخدام الموارد

المحيط العالمي 14

الباب الثاني. تلوث المحيطات كمشكلة عالمية 18

2.1 الخصائص العامة لأنواع ومصادر التلوث

المحيط العالمي 18

2.2 مناطق التلوث في المحيط العالمي 27

الفصل الثالث. الاتجاهات الرئيسية لمكافحة التلوث

المحيط العالمي 34

3.1. الطرق الأساسية للقضاء على تلوث المحيطات العالمية 34

3.2.تنظيم البحث العلمي في مجال عدم النفايات و

تقنيات منخفضة النفايات 37

3.3 استخدام موارد الطاقة في المحيط العالمي 43

الاستنتاج 56

المراجع 59

مقدمة

هذا العمل مخصص لتلوث المحيط العالمي. يتم تحديد أهمية الموضوع من خلال المشكلة العامة لحالة الغلاف المائي.

الغلاف المائي هو بيئة مائية تشمل المياه السطحية والجوفية. وتتركز المياه السطحية بشكل رئيسي في المحيطات، التي تحتوي على حوالي 91% من إجمالي المياه الموجودة على الأرض. تبلغ مساحة سطح المحيط (مساحة المياه) 361 مليون متر مربع. كم. وتبلغ مساحتها حوالي 2.4 مرة أكبر من مساحة الأرض، وهي مساحة تشغل 149 مليون متر مربع. كم. وإذا وزعت الماء في طبقة متساوية ستغطي الأرض بسمك 3000 م، والمياه في المحيطات (94%) والمياه الجوفية مالحة. تبلغ كمية المياه العذبة 6% من إجمالي المياه الموجودة على الأرض، مع توفر حصة صغيرة جدًا (0.36%) فقط في الأماكن التي يسهل استخراجها. توجد معظم المياه العذبة في الثلوج والجبال الجليدية والمياه العذبة والأنهار الجليدية (1.7%)، وتوجد بشكل رئيسي في الدائرة القطبية الشمالية، وكذلك في أعماق الأرض (4%). يبلغ التدفق العالمي السنوي للمياه العذبة للأنهار 37.3-47 ألف متر مكعب. كم. بالإضافة إلى ذلك يمكن الاستفادة من جزء من المياه الجوفية يعادل 13 ألف متر مكعب. كم.

لا يستخدم الإنسان المياه العذبة فحسب، بل المالحة أيضًا، خاصة في صيد الأسماك.

يشير تلوث الموارد المائية إلى أي تغيرات في الخواص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للمياه في الخزانات نتيجة تصريف المواد السائلة والصلبة والغازية فيها مما يسبب أو قد يخلق إزعاجا، مما يجعل مياه هذه الخزانات خطرة للاستخدام. مما ألحق أضرارا بالاقتصاد الوطني والصحة والسلامة العامة. يتم التعرف على مصادر التلوث على أنها كائنات يتم منها تصريف أو دخول المسطحات المائية للمواد الضارة التي تؤدي إلى تفاقم جودة المياه السطحية وتحد من استخدامها وتؤثر أيضًا سلبًا على حالة المسطحات المائية السفلية والساحلية.

الغرض من هذا العمل هو وصف عام لتلوث المحيط العالمي، ومن المفترض أن تكون مهام العمل وفقا لهذا الهدف هي ما يلي:

تحليل الأساس القانوني والاقتصادي لاستغلال موارد المحيط العالمي (نظرًا لأن تلوث المياه لا يمكن تحقيقه إلا فيما يتعلق باستغلال موارده أو نشر الصناعة).

الأنواع والخصائص الجغرافية لتلوث المحيطات العالمية.

مقترحات لمنع تلوث المحيطات العالمية، ولا سيما البحث والتطوير في مجال التكنولوجيات منخفضة النفايات والموارد المتجددة.

يتكون العمل من ثلاثة فصول. يتناول الفصل الأول أساسيات استغلال موارد المحيط العالمي ويعطي وصفاً عاماً للموارد المخصصة.

أما الفصل الثاني فقد خصص لتلوث المحيط العالمي نفسه، وتم بحث هذه المشكلة في جانبين: أنواع التلوث ومصادره، وجغرافية التلوث.

ويتحدث الفصل الثالث عن طرق مكافحة تلوث المحيطات العالمية، وعن البحث والتطوير في هذا الشأن، وكذلك في الأنواع والجوانب الجغرافية.

تنقسم مصادر كتابة العمل إلى مجموعتين - بيئية وجغرافية. ومع ذلك، في معظم الحالات، يوجد فيها كلا الجانبين من موضوع العمل، ويمكن ملاحظة ذلك في مؤلفين مثل N. F. جروموف و S. G. جورشكوف ("الرجل والمحيط")، K.Ya. كوندراتييف ("القضايا الرئيسية في البيئة العالمية")، د. كورماك ("مكافحة تلوث البحر بالنفط والمواد الكيميائية")، ف.ن. ستيبانوف ("المحيط العالمي" و "طبيعة المحيط العالمي"). يأخذ بعض المؤلفين أيضًا في الاعتبار الجانب القانوني لمسألة تلوث الغلاف المائي، ولا سيما K. Hakapaa ("التلوث البحري والقانون الدولي") G. F. Kalinkin ("نظام المساحات البحرية").

الفصلأنا.المحيط العالمي: الوضع الحالي

1.1. النظام القانوني الدولي لاستغلال موارد المحيط العالمي

من مساحة الكرة الأرضية البالغة 510 مليون كيلومتر مربع، تبلغ مساحة المحيط العالمي 361 مليون كيلومتر مربع، أو ما يقرب من 71%. . إذا قمت بتدوير الكرة الأرضية بسرعة، فسوف تبدو وكأنها لون واحد - الأزرق. وكل ذلك بسبب وجود هذا الطلاء عليه أكثر بكثير من الأصفر والأبيض والبني والأخضر. نصف الكرة الجنوبي أكثر محيطية (81%) من نصف الكرة الشمالي (61%).

ينقسم المحيط العالمي المتحد إلى 4 محيطات: أكبر محيط هو المحيط الهادئ. وتحتل ما يقرب من ثلث سطح الأرض بأكمله. ثاني أكبر المحيط هو المحيط الأطلسي. ويبلغ حجمه نصف حجم المحيط الهادئ. ويحتل المحيط الهندي المرتبة الثالثة، وأصغر محيط هو المحيط المتجمد الشمالي. لا يوجد سوى أربعة محيطات في العالم، ولكن هناك العديد من البحار - ثلاثين. لكنهم ما زالوا نفس المحيط العالمي. لأنه من أي منها يمكنك الوصول إلى المحيط عبر الممرات المائية، ومن المحيط يمكنك الوصول إلى أي بحر تريده. لا يوجد سوى بحرين مسورين من المحيط من جميع الجهات عن طريق البر: بحر قزوين ونهر آرال.

يحدد بعض الباحثين الخامس - المحيط الجنوبي. وتشمل مياه نصف الكرة الجنوبي للأرض بين القارة القطبية الجنوبية والأطراف الجنوبية لقارات أمريكا الجنوبية وإفريقيا وأستراليا. تتميز هذه المنطقة من محيطات العالم بانتقال المياه من الغرب إلى الشرق ضمن نظام تيارات الرياح الغربية.

لكل محيط درجة حرارة وأنظمة جليد فريدة خاصة به، وملوحة، وأنظمة مستقلة للرياح والتيارات، ومد وجزر مميزة، وتضاريس قاع محددة وبعض الرواسب السفلية، وموارد طبيعية متنوعة، وما إلى ذلك. تعتبر مياه المحيطات حلاً ضعيفًا حيث جميع المواد الكيميائية تقريبًا. تذوب فيه الغازات والمعادن والمواد العضوية. الماء هو أحد أكثر المواد المدهشة على وجه الأرض. الغيوم في السماء، المطر، الثلج، الأنهار، البحيرات، الينابيع - كل هذه جزيئات من المحيط، والتي تركته مؤقتا فقط.

يبلغ متوسط ​​\u200b\u200bعمق المحيط العالمي حوالي 4 آلاف متر - وهذا يمثل 0.0007 فقط من نصف قطر الكرة الأرضية. المحيط، نظرًا لأن كثافة مياهه تقترب من 1، وكثافة جسم الأرض الصلب حوالي 5.5، لا يمثل سوى جزء صغير من كتلة كوكبنا. ولكن إذا انتقلت إلى القشرة الجغرافية للأرض - طبقة رقيقة من عدة عشرات من الكيلومترات، فإن الجزء الأكبر منها سيكون المحيط العالمي. لذلك، بالنسبة للجغرافيا، فهي أهم موضوع للدراسة.

يعود تاريخ تشكيل مبدأ حرية البحر المفتوح إلى القرنين الخامس عشر والثامن عشر، عندما اندلع صراع حاد بين الدول الإقطاعية الكبيرة - إسبانيا والبرتغال، التي قسمت البحار فيما بينها، مع البلدان التي يكون فيها نمط الإنتاج الرأسمالي كانت تتطور بالفعل - إنجلترا وفرنسا ثم هولندا. خلال هذه الفترة جرت محاولات لإثبات فكرة حرية أعالي البحار. في مطلع القرنين السادس عشر والسابع عشر. كتب الدبلوماسيون الروس إلى الحكومة البريطانية: «طريق الله، المحيط والبحر، كيف يمكن للمرء الاستيلاء عليه أو استرضائه أو إغلاقه؟» في القرن السابع عشر غروتيوس، بناءً على تعليمات شركة الهند الشرقية الهولندية المتحدة، التي كانت مهتمة للغاية بالتجارة البحرية دون عوائق، قدم حجة مفصلة لفكرة حرية البحار. سعى العالم الهولندي في عمله "Mare liberum" إلى إثبات حرية البحار من خلال احتياجات تحقيق التجارة الحرة. أشار العديد من الفقهاء البرجوازيين (L.B. Hautfeil، L. Oppenheim، F.F. Martens، وما إلى ذلك) إلى العلاقة بين مبدأ حرية أعالي البحار والتجارة الدولية، لكنهم فشلوا في الكشف عن الأسباب الاجتماعية والاقتصادية الحقيقية لظهور مبدأ حرية أعالي البحار. مبدأ جديد للعلاقات بين الدول . فقط العلم الماركسي اللينيني أثبت بشكل مقنع أن نمو القوى الإنتاجية في مختلف البلدان، ونتيجة لهذه العملية، التقسيم الدولي للعمل والوصول إلى أسواق جديدة قد حدد مسبقًا تطور العلاقات الاقتصادية العالمية بين الدول، والتي كان تنفيذها أمرًا ضروريًا. لا يمكن تصوره دون حرية أعالي البحار. إن احتياجات تطوير العلاقات الاقتصادية العالمية هي السبب الموضوعي للاعتراف المتزايد على نطاق واسع بمبدأ حرية أعالي البحار. تم تسهيل تطور العلاقات الرأسمالية وتشكيل السوق العالمية إلى حد كبير من خلال الاكتشافات الجغرافية العظيمة. يعود تاريخ التأسيس النهائي لحرية أعالي البحار كقاعدة عرفية للقانون الدولي إلى النصف الثاني من القرن الثامن عشر.

إن حرية أعالي البحار لا يمكن أن تكون مطلقة، أي أنها تنطوي على إجراءات غير محدودة للدول في المجال البحري. كتب G. Grotius أن البحر المفتوح لا يمكن أن يكون موضوعًا للاستيلاء عليه من قبل الدول أو الأفراد؛ ولا ينبغي لبعض الدول أن تمنع الآخرين من استخدامه. لقد توسع محتوى مبدأ حرية أعالي البحار تدريجياً وأثريه. في البداية، اعتبرت عناصرها ذات الأهمية المستقلة (كمبادئ أقل عمومية) هي حرية الملاحة وصيد الأسماك 1 .

حرية الملاحة تعني أن لكل دولة، سواء كانت ساحلية أو داخلية، الحق في أن تبحر السفن التي ترفع علمها في أعالي البحار. وقد امتدت هذه الحرية دائمًا لتشمل الملاحة التجارية والعسكرية.

حرية الصيد هي حق جميع الدول في جعل كياناتها القانونية وأفرادها يمارسون الصيد في أعالي البحار. فيما يتعلق بتحسين معدات الصيد، تضمن محتوى هذا المبدأ تدريجيًا التزام الدول بالبحث عن طرق للتعاون في حماية الموارد الحية في أعالي البحار. في الثلث الأخير من القرن التاسع عشر. تم تشكيل عنصر جديد من حرية أعالي البحار - حرية مد الكابلات وخطوط الأنابيب البحرية. في الربع الأول من القرن العشرين. أرسى قانون الجو الدولي مبدأ السيادة الكاملة والحصرية للدولة على المجال الجوي فوق أراضيها، وفي الوقت نفسه، مبدأ حرية طيران الطائرات (المدنية والعسكرية) فوق البحر المفتوح.

بحلول نهاية القرن التاسع عشر - بداية القرن العشرين. يشير إلى إرساء مبدأ حرية البحث العلمي في أعالي البحار. إن الامتثال لها يخلق فرصًا حقيقية للتعاون بين الدول في استخدام المحيط العالمي لأغراض مختلفة لصالح كل منها والمجتمع الدولي بأكمله ككل.

وفي فترة ما قبل أكتوبر، لم يكن مبدأ حرية أعالي البحار يستبعد «حرية» تحويل هذا الفضاء إلى ساحة للعمليات العسكرية. وفي الظروف الحديثة، يتم تطبيقه بشكل وثيق مع المبادئ والقواعد الأساسية للقانون الدولي العام، بما في ذلك حظر استخدام القوة أو التهديد باستخدام القوة.

تم تشكيل مبدأ حرية أعالي البحار واعتماده من خلال ممارسات الدول. وقد ساهم المحامون الدوليون، بما في ذلك العاملون في المنظمات الدولية غير الحكومية، مساهمة كبيرة في تطورها العلمي. جرت محاولة لتحديد محتوى حرية أعالي البحار من خلال التدوين غير الرسمي، على وجه الخصوص، من قبل معهد القانون الدولي في إعلانه المعتمد في لوزان عام 1927، ومن قبل رابطة القانون الدولي في مشروع “القوانين”. "الاختصاص البحري في أوقات السلم"، الذي تم تطويره في عام 1926. وتشبه الأحكام الواردة في هذه الوثائق إلى حد كبير تلك المنصوص عليها في اتفاقية جنيف بشأن أعالي البحار لعام 1958. وهي تضع قائمة بالحريات في أعالي البحار، بما في ذلك حريات الملاحة وصيد الأسماك ومد الكابلات وخطوط الأنابيب البحرية والتحليق فوق أعالي البحار. وتؤكد ديباجة الاتفاقية المذكورة على أن المؤتمر اتخذ قرارات ذات طابع عام باعتبارها إعلانا لمبادئ القانون الدولي الراسخة. تم تطوير مبدأ حرية أعالي البحار بشكل أكبر في اتفاقية الأمم المتحدة الجديدة لقانون البحار في عام 1982. وهكذا، في المادة. تنص المادة 87 من هذه الوثيقة على أن حرية أعالي البحار تشمل، على وجه الخصوص، كلاً من الدول الساحلية والدول غير الساحلية: أ) حرية الملاحة؛ ب) حرية الطيران. ج) حرية مد الكابلات وخطوط الأنابيب البحرية. د) حرية بناء الجزر الاصطناعية والمنشآت المسموح بها وفقا للقانون الدولي. ه) حرية الصيد؛ و) حرية البحث العلمي 2.

وتشمل هذه القائمة حريتين لم تتضمنهما اتفاقية جنيف لأعالي البحار: حرية البحث العلمي وحرية بناء الجزر والمنشآت الاصطناعية. ويفسر ذلك التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا، مما أتاح فرصا جديدة لاستخدام البحر المفتوح. إن الإشارة إلى الحق في وضع الأنظمة التي لا يسمح بها إلا القانون الدولي تؤكد مرة أخرى أن ممارسة الدول لهذه الحرية لا يمكن أن تؤدي إلى انتهاك المبادئ الأساسية للقانون الدولي، ولا سيما مبدأ حظر استخدام القوة أو استخدام القوة. التهديد بالقوة. ولا يجوز للجزر والمنشآت الاصطناعية أن تحتوي على أسلحة نووية أو غيرها من أسلحة الدمار الشامل. عند استخدام هذه الحرية، مثل الحريات الأخرى في أعالي البحار، ينبغي للمرء أن ينطلق من مزيج من أنواع مختلفة من أنشطة الدول في أعالي البحار. ولذلك، فمن غير المقبول إنشاء جزر صناعية ومنشآت على الطرق البحرية التي تعتبر، على سبيل المثال، مهمة للشحن الدولي.

حرية البحث العلمي، من بين المبادئ الأخرى التي تشكل حرية أعالي البحار، تم تحديدها لأول مرة في الاتفاقية الدولية العالمية. 1982. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الاتفاقية على قسم خاص (الجزء الثالث عشر) “الأبحاث العلمية البحرية”. يشير كل هذا إلى الأهمية المتزايدة لمثل هذه الأبحاث كشرط أساسي مهم لمواصلة تطوير المحيط العالمي لصالح جميع الدول والشعوب.

كما تنطبق حريات الملاحة والطيران ومد الكابلات وخطوط الأنابيب البحرية في المناطق الاقتصادية التي يبلغ طولها 200 ميل والتي تم إنشاؤها وفقًا لاتفاقية عام 1982. لذلك، وفقا للفن. 58 من الاتفاقية، في المنطقة الاقتصادية، تتمتع جميع الدول بالحريات المنصوص عليها في المادة. 87 وغيرها من الاستخدامات المشروعة للبحر من وجهة نظر القانون الدولي المتعلقة بهذه الحريات، ولا سيما تلك المتعلقة بتشغيل السفن والطائرات والكابلات البحرية وخطوط الأنابيب.

من الضروري أيضًا مراعاة أنه وفقًا للفقرة 1 من الفن. كما نصت المادة 87 من اتفاقية عام 1982 على أن تتمتع جميع الدول بحرية مد الكابلات وخطوط الأنابيب المغمورة، مع مراعاة القواعد الواردة في الجزء السادس “الجرف القاري”، الذي ينص على أن “ممارسة الدولة الساحلية لحقوقها فيما يتعلق بالجرف القاري” يجب ألا ينتهك الجرف القاري ممارسة الملاحة وغيرها من الحقوق والحريات للدول الأخرى المنصوص عليها في هذه الاتفاقية، أو يؤدي إلى أي تدخل غير مبرر في تنفيذها" (البند 2 من المادة 78). يحق لجميع الدول مد الكابلات وخطوط الأنابيب البحرية على الجرف القاري وفقًا للأحكام التالية من المادة. 79: 1) لا يجوز للدولة الساحلية أن تتدخل في مد أو صيانة الكابلات وخطوط الأنابيب، بشرط مراعاة حقوقها في اتخاذ تدابير معقولة لاستكشاف الجرف القاري، وتنمية الموارد الطبيعية لهذا الأخير ومنعه والسيطرة عليه. احترام التلوث الناجم عن خطوط الأنابيب؛ 2) يتم تحديد الطريق لمد خطوط الأنابيب هذه على الجرف القاري بموافقة الدولة الساحلية.

في الفن. وتنص المادة 87 من اتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار لعام 1982 على أن تتمتع جميع الدول بحرية الصيد مع مراعاة الشروط المنصوص عليها في القسم 2 من الفصل. السابع بعنوان "حفظ وإدارة الموارد الحية في أعالي البحار". تتلخص أحكام هذا القسم فيما يلي: 1) يحق لجميع الدول لمواطنيها ممارسة الصيد في أعالي البحار، مع مراعاة عدد من الشروط (المادة 116)؛ 2) تتخذ جميع الدول التدابير اللازمة أو تتعاون مع الدول الأخرى في اتخاذ التدابير اللازمة فيما يتعلق بمواطنيها للحفاظ على الموارد الحية في أعالي البحار.

ومن ثم، فإن جميع الدول التي تمارس حرية صيد الأسماك تولي في الوقت نفسه أهمية كبيرة للحفاظ على الموارد الحية في أعالي البحار.

وتؤكد اتفاقية الأمم المتحدة الجديدة لقانون البحار، وكذلك اتفاقية جنيف بشأن أعالي البحار، أن جميع الدول تمارس الحريات التي تمت مناقشتها، مع المراعاة الواجبة لمصالح الدول الأخرى في التمتع بحرية أعالي البحار (الفقرة 2 ص 87). وهذا يعني أنه لا توجد دولة تتمتع بأي حرية في أعالي البحار؛ ولا يجوز التدخل في ممارسة نفس الحرية أو أي حرية أخرى من قبل جميع الدول الأخرى.

حرية أعالي البحار هي مبدأ عالمي في القانون الدولي، مصمم لتطبيقه من قبل جميع الدول، بغض النظر عن أنظمتها الاجتماعية والاقتصادية أو حجمها أو تطورها الاقتصادي أو موقعها الجغرافي.

وبالإضافة إلى ذلك، فهذا مبدأ إلزامي، لأنه ليس من حق الدول الدخول في اتفاقيات فيما بينها تنتهك مبدأ حرية أعالي البحار. مثل هذه الاتفاقيات باطلة. تتحدد الطبيعة الحتمية لحرية أعالي البحار من خلال الأهمية الهائلة لاستكشاف واستخدام المحيط العالمي، وتطوير العلاقات الاقتصادية العالمية بين الدول وتعاونها في مجموعة واسعة من المجالات. في الأدبيات السوفيتية، لوحظ أن "السبب الأولي لظهور القواعد الإلزامية للقانون الدولي هو التدويل المتزايد لمختلف جوانب حياة المجتمع، وخاصة الحياة الاقتصادية، والدور المتزايد للمشاكل الدولية العالمية". حرية أعالي البحار، يتم التعبير عن هذه المبادئ الأساسية للمبادئ العامة فيما يتعلق بالأنشطة البحرية للدول في القانون الدولي، مثل المساواة في السيادة والمساواة بين الدول، وعدم تدخل دولة واحدة في شؤون دولة أخرى.

وفي الظروف الحديثة، يعمل مبدأ حرية أعالي البحار كقاعدة عرفية قطعية للقانون الدولي العام، وملزمة لجميع الدول بغض النظر عن مشاركتها في اتفاقية عام 1982. في المادة. تشير المادة 38 من اتفاقية فيينا لقانون المعاهدات إلى قاعدة من قواعد المعاهدة التي قد تصبح ملزمة لدولة ثالثة باعتبارها قاعدة عادية من قواعد القانون الدولي. ويصبح العرف الدولي قاعدة من قواعد القانون إذا نشأت قاعدة تتبعها، نتيجة لتصرفات الدول المتكررة، وإذا تم الاتفاق على إرادة الدول للاعتراف بالعرف باعتباره ملزما لها قانونا.

خلال أعمال مؤتمر الأمم المتحدة الثالث لقانون البحار، تم تشكيل قاعدة معدلة بشأن محتوى حرية أعالي البحار كقاعدة عرفية للقانون الدولي. كما كان من الممكن إقامة توازن بين حقوق الدولة الساحلية وحقوق الدول الأخرى في المنطقة الاقتصادية، أي التوصل إلى حل وسط بشأن مسألة وضعها القانوني ونظامها القانوني. وحتى الانتهاء من المؤتمر والتوقيع على الاتفاقية، لم تتغير هذه الأحكام بشكل أساسي، مما يشير إلى اتباع نهج موحد تجاهها من قبل جميع المشاركين في المؤتمر.

ولذلك فإن وضع هذه القواعد والموافقة عليها قد حدث نتيجة لتصرفات الدول المتكررة، وتم اعتمادها في المؤتمر على أساس الإجماع، مما يسمح بمراعاة مصالح جميع الدول والموازنة بينها إلى أقصى حد ممكن. لتحقيق درجة عالية من تنسيق إرادتهم بشأن الاعتراف بهذه القواعد باعتبارها ملزمة قانونًا. وقد تم تسهيل ذلك من خلال الممارسة التشريعية للدول، التي تستنسخ قواعد الاتفاقية الأساسية في قوانينها المتعلقة بالمنطقة الاقتصادية. إن إدراج مثل هذه الأحكام في القوانين التشريعية للعديد من الدول لا يثير احتجاجات من الدول الأخرى. والعكس صحيح فإن أي انحراف عنها يقابل باعتراضات من الدول الأخرى. وبالتالي، يتم تقييم شرعية هذه الأفعال حاليًا بناءً على محتوى القواعد المنصوص عليها في الاتفاقية والمعترف بها على أنها ملزمة لجميع الدول كأعراف قانونية دولية. وتكمن أهمية الاتفاقية الجديدة في أنها حددت بوضوح محتوى القواعد القانونية العرفية الجديدة وأوضحت محتوى القواعد الحالية المتعلقة بأنشطة الدول في استكشاف واستخدام المحيط العالمي لأغراض مختلفة 4 .

وأخيرا، تعتبر حرية أعالي البحار مبدأ أساسيا في القانون البحري الدولي. منذ اللحظة التي تم فيها إضفاء الطابع الرسمي على مبدأ حرية أعالي البحار كقاعدة عرفية للقانون الدولي، أثر مبدأ حرية أعالي البحار على تشكيل وإقرار مبادئ وقواعد أخرى، والتي أصبحت فيما بعد أساس القانون البحري الدولي كفرع من القانون الدولي العام. وتشمل هذه: سيادة الدولة الساحلية على المياه الإقليمية، بما في ذلك حق المرور البريء للسفن الأجنبية عبرها؛ حرية مرور جميع السفن عبر المضائق الدولية التي تربط بين شطري أعالي البحار؛ المرور الأرخبيلي على طول الممرات البحرية والمرور عبر الممرات الجوية التي تقيمها الدولة الأرخبيلية في مياهها الأرخبيلية، الخ.

1.2 الأساس الاقتصادي لاستخدام موارد المحيط العالمي

في عصرنا، "عصر المشاكل العالمية"، يلعب المحيط العالمي دورا متزايد الأهمية في حياة البشرية. نظرًا لكونه مخزنًا ضخمًا للموارد المعدنية والطاقة والنباتية والحيوانية، والتي - باستهلاكها الرشيد وتكاثرها الاصطناعي - يمكن اعتبارها عمليا لا تنضب، فإن المحيط قادر على حل بعض المشكلات الأكثر إلحاحًا: الحاجة إلى توفير موارد بشرية سريعة النمو. السكان الذين لديهم الغذاء والمواد الخام اللازمة لتطوير الصناعة، وخطر أزمة الطاقة، ونقص المياه العذبة.

المورد الرئيسي للمحيط العالمي هو مياه البحر. أنه يحتوي على 75 عنصرا كيميائيا، بما في ذلك العناصر الهامة مثل أورانوس, البوتاسيوم, البروم, المغنيسيوم. وعلى الرغم من أن المنتج الرئيسي هو مياه البحر لا يزال ملح - 33% من الإنتاج العالمي، ولكن يتم بالفعل استخراج المغنيسيوم والبروم؛ وقد تم تسجيل براءات اختراع لطرق إنتاج عدد من المعادن منذ فترة طويلة، بما في ذلك تلك التي تحتاجها الصناعة. نحاسو فضةوالتي تتناقص احتياطياتها بشكل مطرد، في حين تحتوي مياه المحيطات على ما يصل إلى نصف مليار طن منها. فيما يتعلق بتطوير الطاقة النووية، هناك احتمالات جيدة لتعدين اليورانيوم و الديوتيريوممن مياه المحيط العالمي، خاصة وأن احتياطيات خامات اليورانيوم على الأرض آخذة في التناقص، ويوجد في المحيط 10 مليار طن منه، والديوتيريوم بشكل عام لا ينضب عمليا - فكل 5000 ذرة من الهيدروجين العادي هناك ذرة واحدة من الهيدروجين الثقيل. بالإضافة إلى إطلاق العناصر الكيميائية، يمكن استخدام مياه البحر للحصول على المياه العذبة التي يحتاجها الناس. العديد من الطرق الصناعية متاحة الآن تحلية المياه: تستخدم التفاعلات الكيميائية التي يتم فيها إزالة الشوائب من الماء؛ يتم تمرير المياه المالحة من خلال مرشحات خاصة. أخيرًا، يتم إجراء الغليان المعتاد. لكن تحلية المياه ليست الطريقة الوحيدة للحصول على المياه الصالحة للشرب. يخرج مصادر القاعوالتي تتواجد بشكل متزايد على الجرف القاري، أي في مناطق المياه الضحلة القارية المتاخمة لشواطئ الأرض ولها نفس البنية الجيولوجية. 5

لا تتمثل الموارد المعدنية للمحيط العالمي في مياه البحر فحسب، بل أيضًا في ما هو "تحت الماء". أعماق المحيط، وقاعه غني بالرواسب المعدنية. توجد على الجرف القاري رواسب الغرينية الساحلية - ذهب, البلاتين; هناك أيضًا أحجار كريمة - الياقوت, الماس, الياقوت, الزمرد. على سبيل المثال، يجري استخراج حصى الماس تحت الماء بالقرب من ناميبيا منذ عام 1962. توجد رواسب كبيرة على الرف وجزئيًا على المنحدر القاري للمحيط الفوسفوريت، والتي يمكن استخدامها كأسمدة، وسوف تستمر الاحتياطيات لبضع مئات من السنين القادمة. النوع الأكثر إثارة للاهتمام من المواد الخام المعدنية في المحيط العالمي هو المشهور العقيدات المنغنيز الحديديوالتي تغطي سهولًا شاسعة تحت الماء. العقيدات هي نوع من "كوكتيل" المعادن: فهي تشمل نحاس, الكوبالت,النيكل,التيتانيوم, الفاناديوم، ولكن بالطبع الأهم من ذلك كله غدةو المنغنيز. مواقعها معروفة بشكل عام، لكن نتائج التنمية الصناعية لا تزال متواضعة للغاية. لكن استكشاف وإنتاج موارد المحيطات يجري على قدم وساق. زيتو غازأما على الجرف الساحلي، فإن حصة الإنتاج البحري تقترب من ثلث الإنتاج العالمي من موارد الطاقة هذه. يتم تطوير الودائع على نطاق واسع بشكل خاص في اللغة الفارسية, فنزويلية, خليج المكسيك، الخامس بحر الشمال; منصات النفط تمتد قبالة الساحل كاليفورنيا, إندونيسيا، الخامس البحر المتوسطو بحر قزوين. ويشتهر خليج المكسيك أيضًا بوجود رواسب الكبريت التي تم اكتشافها أثناء التنقيب عن النفط، والتي يتم صهرها من القاع باستخدام المياه شديدة السخونة. هناك مخزن آخر للمحيط لم يتم لمسه بعد، وهو الشقوق العميقة، حيث يتم تشكيل قاع جديد. على سبيل المثال، الساخنة (أكثر من 60 درجة) والمحلول الملحي الثقيل منخفض البحر الأحمرتحتوي على احتياطيات ضخمة فضة, القصديروالنحاس والحديد والمعادن الأخرى. أصبح التعدين في المياه الضحلة أكثر أهمية. ففي مختلف أنحاء اليابان، على سبيل المثال، يتم امتصاص الرمال المحتوية على الحديد من تحت الماء عبر الأنابيب؛ وتستخرج البلاد نحو 20% من الفحم الذي تحتاج إليه من مناجم بحرية ـ ويتم بناء جزيرة اصطناعية فوق الرواسب الصخرية ويتم حفر عمود لكشف طبقات الفحم.

العديد من العمليات الطبيعية التي تحدث في المحيط العالمي - الحركة ودرجة حرارة الماء - لا تنضب مصادر الطاقة. على سبيل المثال، تقدر طاقة المد والجزر الإجمالية للمحيطات بما يتراوح بين 1 إلى 6 مليار كيلووات في الساعة. تم استخدام خاصية المد والجزر هذه في فرنسا في العصور الوسطى: في القرن الثاني عشر، تم بناء المطاحن التي كانت عجلاتها مدفوعة بأمواج المد. في الوقت الحاضر، توجد في فرنسا محطات طاقة حديثة تستخدم نفس مبدأ التشغيل: تدور التوربينات في اتجاه واحد عندما يكون المد مرتفعًا، وفي الاتجاه الآخر عندما يكون المد منخفضًا.

الثروة الرئيسية للمحيط العالمي هي الموارد البيولوجية(الأسماك وحديقة الحيوان والعوالق النباتية وغيرها). وتضم الكتلة الحيوية للمحيطات 150 ألف نوع من الحيوانات و10 آلاف طحالب، ويقدر حجمها الإجمالي بـ35 مليار طن، وهو ما قد يكفي لإطعام 30 مليار إنسان. ومن خلال اصطياد 85-90 مليون طن من الأسماك سنويا، تمثل 85% من المنتجات البحرية المستخدمة والمحار والطحالب، توفر البشرية نحو 20% من احتياجاتها من البروتينات الحيوانية. العالم الحي للمحيطات ضخم الموارد الغذائيةوالتي يمكن أن لا تنضب إذا تم استخدامها بشكل صحيح وبعناية. يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لصيد الأسماك 150-180 مليون طن سنويًا: وتجاوز هذا الحد أمر خطير للغاية، حيث ستحدث خسائر لا يمكن تعويضها. لقد اختفت تقريبًا العديد من أنواع الأسماك والحيتان وذوات الأقدام من مياه المحيط بسبب الصيد المفرط، ومن غير المعروف ما إذا كانت أعدادها ستتعافى أم لا. لكن سكان العالم ينمون بوتيرة سريعة، ويحتاجون بشكل متزايد إلى منتجات المأكولات البحرية. هناك عدة طرق لزيادة إنتاجيتها. الأول هو إزالة ليس فقط الأسماك من المحيط، ولكن أيضًا العوالق الحيوانية، والتي تم بالفعل أكل بعضها - الكريل في القطب الجنوبي. ومن الممكن، دون أي ضرر للمحيط، صيده بكميات أكبر بكثير من جميع الأسماك التي يتم صيدها حاليًا. الطريقة الثانية هي استخدام الموارد البيولوجية للمحيطات المفتوحة. تعتبر الإنتاجية البيولوجية للمحيطات كبيرة بشكل خاص في مجال ارتفاع المياه العميقة. وتوفر إحدى هذه المرتفعات، الواقعة قبالة سواحل بيرو، 15% من الإنتاج السمكي في العالم، على الرغم من أن مساحتها لا تزيد عن مائتي في المائة من إجمالي سطح المحيط العالمي. وأخيرا، الطريقة الثالثة هي التربية الثقافية للكائنات الحية، وخاصة في المناطق الساحلية. لقد تم اختبار هذه الطرق الثلاثة بنجاح في العديد من البلدان حول العالم، ولكن محليًا، ولهذا السبب لا يزال حجم الصيد مدمرًا. وفي نهاية القرن العشرين، كانت البحار النرويجية، وبحار بيرينغ، وأوخوتسك، واليابانية تعتبر أكثر المناطق المائية إنتاجية. 6

المحيط، كونه مخزنًا للموارد المتنوعة، هو أيضًا مجاني ومريح غاليالتي تربط القارات والجزر المتباعدة عن بعضها البعض. يمثل النقل البحري ما يقرب من 80% من وسائل النقل بين البلدان، مما يخدم الإنتاج والتبادل العالمي المتنامي.

محيطات العالم يمكن أن تخدم إعادة تدوير النفايات. وبفضل التأثيرات الكيميائية والفيزيائية لمياهها والتأثير البيولوجي للكائنات الحية، فإنها تعمل على تشتيت وتنقية الجزء الأكبر من النفايات التي تدخل إليها، مما يحافظ على التوازن النسبي للأنظمة البيئية للأرض. على مدار 3000 عام، ونتيجة لدورة المياه في الطبيعة، تتجدد كل المياه الموجودة في المحيط العالمي.

الفصلثانيا. تلوث المحيطات كمشكلة عالمية

2.1 الخصائص العامة لأنواع ومصادر التلوث في المحيط العالمي

السبب الرئيسي للتدهور الحديث للمياه الطبيعية للأرض هو التلوث البشري المنشأ. مصادرها الرئيسية هي:

أ) مياه الصرف الصحي من المؤسسات الصناعية؛

ب) مياه الصرف الصحي البلدية في المدن والمناطق المأهولة الأخرى؛

ج) الجريان السطحي من شبكات الري، والجريان السطحي من الحقول والمرافق الزراعية الأخرى؛

د) تساقط الملوثات الجوية على سطح المسطحات المائية وأحواض الصرف الصحي. بالإضافة إلى ذلك، فإن الجريان السطحي غير المنظم لمياه الأمطار ("جريان العواصف"، المياه الذائبة) يلوث المسطحات المائية بجزء كبير من الملوثات التي من صنع الإنسان

لقد أصبح الآن تلوث الغلاف المائي الناجم عن الأنشطة البشرية ذو طبيعة عالمية وأدى إلى انخفاض كبير في موارد المياه العذبة المتاحة القابلة للاستغلال على الكوكب.

ويصل الحجم الإجمالي لمياه الصرف الصحي الصناعية والزراعية والبلدية إلى 1300 كم3 من المياه (حسب بعض التقديرات يصل إلى 1800 كم3)، وهو ما يتطلب حوالي 8.5 ألف كم3 من المياه، أي حوالي 8.5 ألف كم3. 20% من إجمالي و60% من التدفق المستدام لأنهار العالم.

علاوة على ذلك، فإن العبء البشري المنشأ في أحواض المياه الفردية أعلى بكثير من المتوسط ​​العالمي.

إن الكتلة الإجمالية لملوثات الغلاف المائي هائلة - حوالي 15 مليار طن سنويًا 7 .

إن الملوث الرئيسي للبحار، والذي تتزايد أهميته بسرعة، هو النفط. يدخل هذا النوع من الملوثات إلى البحر بطرق مختلفة: أثناء إطلاق المياه بعد غسل خزانات النفط، أثناء حوادث السفن، وخاصة ناقلات النفط، أثناء حفر قاع البحر وحوادث حقول النفط البحرية، إلخ.

الزيت هو سائل زيتي لزج ذو لون بني غامق وله مضان ضعيف. يتكون النفط في المقام الأول من الهيدروكربونات الهيدروكربونية المشبعة. تنقسم المكونات الرئيسية للنفط - الهيدروكربونات (حتى 98٪) - إلى 4 فئات:

1. البارافينات (الألكينات)؛

2. سيكلوبارافينات.

3. الهيدروكربونات العطرية.

4. الأوليفينات.

يعد النفط والمنتجات النفطية من أكثر الملوثات شيوعًا في المحيطات العالمية. تشكل الزيوت البترولية أكبر تهديد لنظافة المسطحات المائية. يمكن لهذه الملوثات شديدة الثبات أن تنتقل لمسافة تزيد عن 300 كيلومتر من مصدرها. تشكل أجزاء الزيت الخفيف التي تطفو على السطح طبقة عازلة وتعيق تبادل الغازات. في هذه الحالة، تشكل قطرة واحدة من زيت البترول، المنتشرة على السطح، بقعة يبلغ قطرها 30-150 سم، و1 طن - حوالي 12 كم؟ فيلم زيت. 8

يتم قياس سمك الفيلم من أجزاء ميكرون إلى 2 سم، ويتميز فيلم الزيت بقابلية تنقل عالية ومقاوم للأكسدة. تشكل الأجزاء المتوسطة من النفط مستحلبًا مائيًا معلقًا، وتترسب الأجزاء الثقيلة (زيت الوقود) في قاع الخزانات، مما يسبب أضرارًا سامة للحيوانات المائية. ومع بداية الثمانينات، كان يدخل المحيط سنويا حوالي 16 مليون طن من النفط، وهو ما يمثل 0.23٪ من الإنتاج العالمي. خلال الفترة 1962-1979. ونتيجة للحوادث دخل نحو 2 مليون طن من النفط إلى البيئة البحرية. على مدار الثلاثين عامًا الماضية، منذ عام 1964، تم حفر حوالي 2000 بئر في المحيط العالمي، منها 1000 و350 بئرًا صناعية تم تجهيزها في بحر الشمال وحده. بسبب التسريبات الطفيفة، يتم فقدان 0.1 مليون طن من النفط سنويًا. وتدخل كميات كبيرة من النفط إلى البحار عبر الأنهار ومياه الصرف الصحي المنزلية ومصارف العواصف. ويبلغ حجم التلوث من هذا المصدر 2 مليون طن سنويا. 0.5 مليون طن من النفط يدخل سنوياً مع النفايات الصناعية. بمجرد وصوله إلى البيئة البحرية، ينتشر الزيت أولاً على شكل طبقة مكونة طبقات متفاوتة السماكة. عند مزجه بالماء، يشكل الزيت نوعين من المستحلب: "زيت في ماء" مباشر وعكس "ماء في زيت". المستحلبات المباشرة، المكونة من قطرات الزيت التي يصل قطرها إلى 0.5 ميكرون، هي أقل ثباتًا وتتميز بوجود مواد سطحية تحتوي على الزيت. عند إزالة الأجزاء المتطايرة، يشكل النفط مستحلبات عكسية لزجة يمكن أن تبقى على السطح، وتنقلها التيارات، وتغسل على الشاطئ وتستقر في القاع.

قبالة سواحل إنجلترا وفرنسا، نتيجة غرق الناقلة "توري كانيون" (1968)، تم إلقاء 119 ألف طن من النفط في المحيط. طبقة زيتية بسمك 2 سم تغطي سطح المحيط على مساحة 500 كيلومتر. يشهد المسافر النرويجي الشهير Thor Heyerdahl في كتاب يحمل العنوان الرمزي "البحر الضعيف": "في عام 1947، قطعت طوف Kon-Tiki حوالي 8 آلاف كيلومتر في المحيط الهادئ في 101 يومًا؛ ولم ير الطاقم أي آثار للنشاط البشري على طول الطريق بأكمله. كان المحيط نظيفًا وشفافًا. وكانت ضربة حقيقية لنا عندما رأينا في عام 1969، أثناء انجرافنا على متن قارب البردي "رع"، مدى تلوث المحيط الأطلسي. لقد تجاوزنا الأوعية البلاستيكية ومنتجات النايلون والزجاجات الفارغة والعلب. ولكن ما لفت انتباهي هو زيت الوقود.

ولكن إلى جانب المنتجات البترولية، يتم إلقاء مئات وآلاف الأطنان من الزئبق والنحاس والرصاص والمركبات التي تشكل جزءًا من المواد الكيميائية المستخدمة في الممارسة الزراعية، وببساطة النفايات المنزلية في المحيط. في بعض البلدان، وتحت الضغط العام، تم إصدار قوانين تحظر تصريف مياه الصرف الصحي غير المعالجة في المياه الداخلية - الأنهار والبحيرات وما إلى ذلك. ومن أجل عدم تكبد "نفقات إضافية" لبناء الهياكل اللازمة، وجدت الاحتكارات طريقة مريحة للخروج. ينشئون قنوات تحويل تنقل مياه الصرف الصحي مباشرة.. إلى البحر، ولا يستثنون من المنتجعات: قناة بطول 450 مترا حفرت في نيس، و1200 متر في كان، ونتيجة لذلك، على سبيل المثال، المياه قبالة الساحل تحولت شبه جزيرة بريتاني الواقعة في شمال غرب فرنسا، والتي تغسلها أمواج القناة الإنجليزية والمحيط الأطلسي، إلى مقبرة للكائنات الحية.

أصبحت الشواطئ الرملية الضخمة على الساحل الشمالي للبحر الأبيض المتوسط ​​مهجورة حتى في ذروة موسم العطلات، مع وجود لوحات تحذر من خطورة المياه على السباحة.

أدى إلقاء النفايات إلى وفاة أعداد كبيرة من سكان المحيطات. كتب مستكشف ما تحت الماء الشهير جاك كوستو، الذي عاد عام 1970 بعد رحلة طويلة على متن السفينة "كاليبسو" عبر ثلاثة محيطات، في مقال "المحيط على الطريق إلى الموت" أنه خلال 20 عاما انخفضت الحياة بنسبة 20%، و خلال 50 عامًا إلى الأبد، اختفى ما لا يقل عن ألف نوع من الحيوانات البحرية.

المصادر الرئيسية لتلوث المسطحات المائية هي شركات المعادن الحديدية وغير الحديدية والكيميائية والبتروكيماوية واللب والورق والصناعات الخفيفة 9 .

المعادن الحديدية.ويبلغ حجم المياه العادمة التي تم تصريفها 11934 مليون م3، وبلغ حجم المياه العادمة الملوثة 850 مليون م3.

المعادن غير الحديدية.تجاوز حجم تصريف المياه العادمة الملوثة 537.6 مليون م3، وتلوثت المياه العادمة بالمعادن وأملاح المعادن الثقيلة (النحاس والرصاص والزنك والنيكل والزئبق وغيرها) والزرنيخ والكلوريدات وغيرها.

النجارة وصناعة اللب والورق. المصدر الرئيسي لتوليد مياه الصرف الصحي في الصناعة هو إنتاج السليلوز، على أساس طرق الكبريتات والكبريتيت في طحن لب الخشب وتبييضه.

صناعة تكرير النفط. قامت المؤسسات الصناعية بتصريف 543.9 مليون متر مكعب من المياه العادمة في المسطحات المائية السطحية. ونتيجة لذلك، دخلت كميات كبيرة من المنتجات البترولية والكبريتات والكلوريدات ومركبات النيتروجين والفينولات وأملاح المعادن الثقيلة وغيرها إلى المسطحات المائية.

الصناعة الكيميائية والبتروكيماوية.تم تصريف 2467.9 مليون م3 في المسطحات المائية الطبيعية؟ مياه الصرف الصحي ، إلى جانب المنتجات النفطية والمواد العالقة والنيتروجين الكلي ونيتروجين الأمونيوم والنترات والكلوريدات والكبريتات والفوسفور الكلي والسيانيد والكادميوم والكوبالت والنحاس والمنغنيز والنيكل والزئبق والرصاص والكروم والزنك وكبريتيد الهيدروجين. الأجسام، ثاني كبريتيد الكربون، الكحوليات، البنزين، الفورمالديهايد، الفينولات، المواد الخافضة للتوتر السطحي، اليوريا، المبيدات الحشرية، المنتجات نصف المصنعة.

مهندس ميكانيكى.على سبيل المثال، بلغ تصريف المياه العادمة من محلات التخليل والجلفنة التابعة لمؤسسات الهندسة الميكانيكية 2.03 مليار م3 في عام 1993، في المقام الأول المنتجات البترولية والكبريتات والكلوريدات والمواد الصلبة العالقة والسيانيد ومركبات النيتروجين وأملاح الحديد والنحاس والزنك والنيكل. والكروم والموليبدينوم والفوسفور والكادميوم.

صناعة خفيفة. يأتي التلوث الرئيسي للمسطحات المائية من إنتاج المنسوجات وعمليات دباغة الجلود. تحتوي المياه العادمة الناتجة عن صناعة النسيج على مواد معلقة وكبريتات وكلوريدات ومركبات الفوسفور والنيتروجين والنترات والمواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية والحديد والنحاس والزنك والنيكل والكروم والرصاص والفلور. صناعة الدباغة - مركبات النيتروجين، الفينولات، المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية، الدهون والزيوت، الكروم، الألومنيوم، كبريتيد الهيدروجين، الميثانول، الفنالدهيد. 10

التلوث الحراري للموارد المائية.يحدث التلوث الحراري لسطح الخزانات والمناطق البحرية الساحلية نتيجة تصريف مياه الصرف الصحي الساخنة بواسطة محطات توليد الطاقة وبعض الإنتاج الصناعي. يؤدي تصريف الماء الساخن في كثير من الحالات إلى زيادة درجة حرارة الماء في الخزانات بمقدار 6-8 درجات مئوية. يمكن أن تصل مساحة بقع المياه الساخنة في المناطق الساحلية إلى 30 مترًا مربعًا. كم. يمنع التقسيم الطبقي لدرجة الحرارة الأكثر استقرارًا تبادل الماء بين الطبقات السطحية والسفلية. تتناقص ذوبان الأكسجين، ويزداد استهلاكه، لأنه مع زيادة درجة الحرارة يزداد نشاط البكتيريا الهوائية المتحللة للمواد العضوية. يتزايد تنوع أنواع العوالق النباتية والنباتات الطحالب بأكملها. أحد عشر

التلوث الإشعاعي والمواد السامة.ويرتبط الخطر الذي يهدد صحة الإنسان بشكل مباشر أيضًا بقدرة بعض المواد السامة على البقاء نشطة لفترة طويلة. يمكن لعدد منها، مثل مادة الـ دي.دي.تي والزئبق، ناهيك عن المواد المشعة، أن تتراكم في الكائنات البحرية وتنتقل عبر مسافات طويلة على طول السلسلة الغذائية. وتوجد الآن مادة الـ دي.دي.تي ومشتقاتها وثنائي الفينيل متعدد الكلور والمركبات الثابتة الأخرى من هذه الفئة في جميع أنحاء محيطات العالم، بما في ذلك القطب الشمالي والقطب الجنوبي. وهي قابلة للذوبان بسهولة في الدهون وبالتالي تتراكم في أعضاء الأسماك والثدييات والطيور البحرية. كونها كائنات غريبة حيوية، أي. المواد ذات الأصل الاصطناعي تمامًا، ليس لديها "مستهلكون" بين الكائنات الحية الدقيقة وبالتالي لا تتحلل تقريبًا في الظروف الطبيعية، ولكنها تتراكم فقط في المحيط العالمي. وفي الوقت نفسه، فهي شديدة السمية، وتؤثر على نظام المكونة للدم، وتثبط النشاط الأنزيمي، وتؤثر بشكل كبير على الوراثة. ومن المعروف أنه تم اكتشاف جرعات ملحوظة من مادة الـ دي.دي.تي مؤخرًا نسبيًا في أجسام طيور البطريق. لحسن الحظ، لا يتم تضمين طيور البطريق في النظام الغذائي البشري، ولكن نفس مادة الـ دي.دي.تي أو الرصاص المتراكم في الأسماك والمحاريات الصالحة للأكل والطحالب، عند دخولها إلى جسم الإنسان، يمكن أن تؤدي إلى عواقب خطيرة للغاية، ومأساوية في بعض الأحيان. تحدث حالات التسمم بسبب مستحضرات الزئبق التي يتم تناولها عن طريق الطعام في العديد من الدول الغربية. ولكن ربما يكون أشهرها هو مرض مينيماتا، الذي سمي على اسم المدينة اليابانية التي تم الإبلاغ عن المرض فيها عام 1953.

أعراض هذا المرض العضال هي النطق والرؤية والشلل. ولوحظ تفشي المرض في منتصف الستينيات في منطقة مختلفة تمامًا من أرض الشمس المشرقة. والسبب هو نفسه: قامت شركات الكيماويات بإلقاء مركبات تحتوي على الزئبق في المياه الساحلية، حيث أثرت على الحيوانات التي يستهلكها السكان المحليون كغذاء. وبعد أن وصلت إلى مستوى معين من التركيز في جسم الإنسان، تسببت هذه المواد في المرض. والنتيجة هي احتجاز عدة مئات من الأشخاص في أسرة المستشفيات ووفاة ما يقرب من 70 شخصًا.

إن الهيدروكربونات المكلورة، التي تستخدم على نطاق واسع كوسيلة لمكافحة الآفات الزراعية والحرجية وناقلات الأمراض المعدية، تدخل المحيط العالمي مع جريان الأنهار وعبر الغلاف الجوي لعدة عقود.

مع نهاية الحرب العالمية الأولى، واجهت السلطات المختصة في ولايات أتلانتا مسألة ما يجب فعله بمخزونات الأسلحة الكيميائية الألمانية التي تم الاستيلاء عليها. تقرر إغراقه في البحر. في نهاية الحرب العالمية الثانية، على ما يبدو، تذكر هذا. قام عدد من الدول الرأسمالية بإلقاء أكثر من 20 ألف طن من المواد السامة قبالة سواحل ألمانيا والدنمارك. في عام 1970، أصبح سطح الماء الذي تم إلقاء عوامل الحرب الكيميائية فيه مغطى ببقع غريبة. ولحسن الحظ، لم تكن هناك عواقب وخيمة. 12

يشكل تلوث المحيط العالمي بالمواد المشعة خطراً كبيراً. وقد أثبتت التجربة أنه نتيجة انفجار القنبلة الهيدروجينية التي نفذتها الولايات المتحدة في المحيط الهادئ (1954) بمساحة 25.600 متر مربع. كم. تمتلك إشعاعات قاتلة وفي غضون ستة أشهر وصلت مساحة الإصابة إلى 2.5 مليون متر مربع. كم ، تم تسهيل ذلك بواسطة التيار.

النباتات والحيوانات عرضة للتلوث بالمواد المشعة. يوجد في أجسامهم تركيز بيولوجي لهذه المواد، تنتقل إلى بعضها البعض عبر السلسلة الغذائية. وتأكل الكائنات الصغيرة المصابة الكائنات الأكبر حجمًا، مما يؤدي إلى تركيزات خطيرة في الأخيرة. يمكن أن يكون النشاط الإشعاعي لبعض الكائنات العوالق أعلى بـ 1000 مرة من النشاط الإشعاعي للماء، وبعض الأسماك التي تمثل إحدى أعلى الحلقات في السلسلة الغذائية، حتى 50 ألف مرة.

لا تزال الحيوانات ملوثة في عام 1963. وأوقفت معاهدة موسكو التي تحظر اختبار الأسلحة النووية في الغلاف الجوي والفضاء الخارجي وتحت الماء التلوث الإشعاعي الشامل للمحيطات العالمية.

إلا أن مصادر هذا التلوث تبقى تتمثل في محطات تنقية خام اليورانيوم ومعالجة الوقود النووي، ومحطات الطاقة النووية، والمفاعلات.

والأخطر من ذلك بكثير هو المحاولات التي تقوم بها بعض الدول للتوصل إلى "حل" مماثل لمشكلة التخلص من النفايات المشعة.

على عكس المواد السامة منخفضة المقاومة نسبيًا في فترة الحربين العالميتين، يستمر النشاط الإشعاعي، على سبيل المثال، السترونتيوم 89 والسترونتيوم 90، في أي بيئة لعقود من الزمن. بغض النظر عن مدى قوة الحاويات التي يتم دفن النفايات فيها، هناك دائمًا خطر انخفاض ضغطها نتيجة للتأثير النشط للعوامل الكيميائية الخارجية، والضغط الهائل في أعماق البحر، والتأثير على الأجسام الصلبة في العاصفة - أنت لا تعرف أبدا ما هي الأسباب المحتملة؟ منذ وقت ليس ببعيد، خلال عاصفة قبالة سواحل فنزويلا، تم العثور على حاويات تحتوي على نظائر مشعة. ظهرت الكثير من أسماك التونة الميتة في نفس المنطقة وفي نفس الوقت. وأظهر التحقيق. وأن هذه المنطقة تحديداً قد اختارتها السفن الأمريكية لتفريغ المواد المشعة. وحدث شيء مماثل مع عمليات الدفن في البحر الأيرلندي، حيث تلوثت العوالق والأسماك والطحالب والشواطئ بالنظائر المشعة. من أجل منع خطر التلوث الإشعاعي وأنواع تلوث المحيطات الأخرى، تنص اتفاقية لندن لعام 1972، والاتفاقية الدولية لعام 1973 وغيرها من القوانين القانونية الدولية على عقوبات معينة عن الأضرار الناجمة عن التلوث. ولكن هذا في حالة اكتشاف كل من التلوث والجاني. وفي هذه الأثناء، من وجهة نظر رواد الأعمال، فإن المحيط هو المكان الأكثر أمانًا والأرخص لرمي النفايات. هناك حاجة إلى مزيد من البحث العلمي وتطوير طرق لتحييد التلوث الإشعاعي في المسطحات المائية 13 .

التلوث المعدني والعضوي والبكتيري والبيولوجي.تتمثل الملوثات المعدنية عادة في الرمل وجزيئات الطين وجزيئات الخام والخبث والأملاح المعدنية ومحاليل الأحماض والقلويات وما إلى ذلك.

ينقسم التلوث العضوي حسب الأصل إلى نباتي وحيواني. وينجم التلوث عن بقايا النباتات والفواكه والخضروات والحبوب والزيوت النباتية وغيرها.

مبيدات حشرية.المبيدات الحشرية هي مجموعة من المواد المصطنعة المستخدمة لمكافحة الآفات والأمراض النباتية. وتنقسم المبيدات الحشرية إلى المجموعات التالية:

1. المبيدات الحشرية لمكافحة الحشرات الضارة.

2. مبيدات الفطريات ومبيدات الجراثيم - لمكافحة أمراض النباتات البكتيرية.

3. مبيدات الأعشاب ضد الحشائش.

لقد ثبت أن المبيدات الحشرية، أثناء تدميرها للآفات، تضر بالعديد من الكائنات الحية المفيدة وتقوض صحة الكائنات الحيوية. في الزراعة، هناك بالفعل مشكلة الانتقال من الأساليب الكيميائية (الملوثة) إلى الأساليب البيولوجية (الصديقة للبيئة) لمكافحة الآفات.

الأعشاب البحرية.تحتوي مياه الصرف الصحي المنزلية على كمية كبيرة من العناصر الحيوية (بما في ذلك النيتروجين والفوسفور)، والتي تساهم في التطور الهائل للطحالب وتخثث المسطحات المائية.

تقوم الطحالب بتلوين الماء بألوان مختلفة، وبالتالي تسمى العملية نفسها "إزهار الخزانات". يقوم ممثلو الطحالب الخضراء المزرقة بتلوين الماء باللون الأخضر المزرق وأحيانًا المحمر ويشكلون قشرة سوداء تقريبًا على السطح. طحالب الدياتان تعطي الماء لون بني مصفر، والكريسوفيت تعطيه لون أصفر ذهبي، وطحالب الكلوروكوكال تعطيه اللون الأخضر. تحت تأثير الطحالب يكتسب الماء رائحة كريهة ويغير مذاقه. عندما تموت، تتطور العمليات المتعفنة في الخزان. تستهلك البكتيريا التي تعمل على أكسدة المواد العضوية للطحالب الأكسجين، مما يؤدي إلى نقص الأكسجين في الخزان. يبدأ الماء بالتعفن، وتنبعث منه رائحة الأمونيا والميثان، وتتراكم رواسب كبريتيد الهيدروجين اللزجة السوداء في القاع. أثناء عملية التحلل، تطلق الطحالب المحتضرة أيضًا الفينول والإندول والسكاتول والمواد السامة الأخرى. تترك الأسماك مثل هذه الخزانات، ويصبح الماء الموجود فيها غير صالح للشرب وحتى للسباحة 14.

2.2 مناطق التلوث في المحيط العالمي

كما ذكر أعلاه، فإن المصدر الرئيسي لتلوث المحيط العالمي هو النفط، وبالتالي فإن مناطق التلوث الرئيسية هي المناطق المنتجة للنفط.

في كل عام، يدخل أكثر من 10 ملايين طن من النفط إلى المحيط العالمي، وما يصل إلى 20٪ من مساحتها مغطاة بالفعل بطبقة زيتية. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى حقيقة أن إنتاج النفط والغاز في المحيط العالمي أصبح العنصر الأكثر أهمية في مجمع النفط والغاز. بحلول نهاية التسعينيات. تم إنتاج 850 مليون طن من النفط في المحيطات (ما يقرب من 30٪ من الإنتاج العالمي). وقد تم حفر حوالي 2500 بئر في العالم، منها 800 في الولايات المتحدة الأمريكية، و540 في جنوب شرق آسيا، و400 في بحر الشمال، و150 في الخليج العربي. وقد تم حفر هذه الآبار على أعماق تصل إلى 900 متر.

يحدث تلوث الغلاف المائي عن طريق النقل المائي من خلال قناتين. أولاً، تلوثها السفن بالنفايات الناتجة عن الأنشطة التشغيلية، وثانيًا، بانبعاثات البضائع السامة، معظمها من النفط والمنتجات النفطية، في حالة وقوع حوادث. تعمل محطات توليد الطاقة على السفن (محركات الديزل بشكل أساسي) على تلويث الغلاف الجوي باستمرار، حيث تدخل المواد السامة جزئيًا أو كليًا تقريبًا إلى مياه الأنهار والبحار والمحيطات.

النفط والمنتجات النفطية هي الملوثات الرئيسية لحوض المياه. في ناقلات النفط ومشتقاته، قبل كل عملية تحميل منتظمة، كقاعدة عامة، يتم غسل الحاويات (الصهاريج) لإزالة بقايا البضائع المنقولة مسبقًا. وعادة ما يتم إلقاء مياه الغسيل، ومعها الحمولة المتبقية، في البحر. بالإضافة إلى ذلك، بعد تسليم شحنات النفط إلى موانئ الوجهة، غالبًا ما يتم إرسال الناقلات فارغة إلى نقطة التحميل الجديدة. في هذه الحالة، لضمان الغاطس المناسب والملاحة الآمنة، يتم ملء خزانات السفينة بمياه الصابورة. وهذه المياه ملوثة ببقايا النفط ويتم سكبها في البحر قبل تحميل النفط والمنتجات البترولية. من إجمالي حجم مبيعات الأسطول البحري العالمي، يقع 49٪ حاليًا على النفط ومشتقاته. وفي كل عام، تقوم حوالي 6000 ناقلة من الأساطيل الدولية بنقل 3 مليارات طن من النفط. مع نمو نقل البضائع النفطية، بدأ المزيد والمزيد من النفط ينتهي به الأمر في المحيط أثناء الحوادث.

نتجت الأضرار الجسيمة التي لحقت بالمحيط عن تحطم الناقلة الأمريكية العملاقة توري كانيون قبالة الساحل الجنوبي الغربي لإنجلترا في مارس 1967: انسكب 120 ألف طن من النفط على الماء واشتعلت فيه النيران بالقنابل الحارقة من الطائرات. احترق الزيت لعدة أيام. كانت شواطئ وسواحل إنجلترا وفرنسا ملوثة.

وفي العقد الذي تلا كارثة الناقلة توري كانون، فُقدت أكثر من 750 ناقلة كبيرة في البحار والمحيطات. وكانت معظم هذه الحوادث مصحوبة بإطلاقات ضخمة من النفط والمنتجات النفطية في البحر. وفي عام 1978، وقعت كارثة قبالة الساحل الفرنسي مرة أخرى، وكانت لها عواقب أكثر أهمية مما كانت عليه في عام 1967. هنا تحطمت الناقلة الأمريكية العملاقة أمونو كوديس في عاصفة. وانسكب من السفينة أكثر من 220 ألف طن من النفط تغطي مساحة 3.5 ألف متر مربع. كم. ولحقت أضرار جسيمة بصيد الأسماك وتربية الأسماك و"مزارع" المحار وجميع الحياة البحرية في المنطقة. لمسافة 180 كم، كان الخط الساحلي مغطى بـ "كريب" الحداد الأسود.

وفي عام 1989، أصبح حادث ناقلة النفط فالديز قبالة سواحل ألاسكا أكبر كارثة بيئية من نوعها في تاريخ الولايات المتحدة. جنحت ناقلة ضخمة يبلغ طولها نصف كيلومتر على بعد حوالي 25 ميلاً من الساحل. ثم انسكب حوالي 40 ألف طن من النفط في البحر. وانتشرت بقعة نفطية ضخمة على مسافة 50 ميلاً من موقع الحادث، لتغطي مساحة 80 مترًا مربعًا بغلاف كثيف. كم. تم تسمم أنظف وأغنى المناطق الساحلية في أمريكا الشمالية.

ولمنع مثل هذه الكوارث، يجري تطوير الناقلات ذات الهيكل المزدوج. في حالة وقوع حادث، إذا تضرر بدن واحد، فإن الثاني سيمنع النفط من دخول البحر.

ويتلوث المحيط أيضًا بأنواع أخرى من النفايات الصناعية. تم إلقاء ما يقرب من 20 مليار طن من القمامة في جميع بحار العالم (1988). ومن المقدر أن لكل 1 متر مربع. كيلومتر من المحيط يوجد في المتوسط ​​17 طنًا من النفايات. وسجل أنه تم إلقاء 98 ألف طن من النفايات في بحر الشمال في يوم واحد (1987).

قال الرحالة الشهير ثور هايردال إنه عندما أبحر هو وأصدقاؤه على متن طوف كون تيكي عام 1954، لم يتعبوا أبدًا من الإعجاب بنقاء المحيط، وأثناء إبحارهم على متن سفينة البردي Ra-2 عام 1969، هو ورفاقه "استيقظنا في الصباح لنجد المحيط ملوثًا لدرجة أنه لا يوجد مكان لغمس فرشاة أسنان فيه ...... ومن اللون الأزرق، أصبح المحيط الأطلسي رماديًا وأخضرًا وغائمًا، وكتل من زيت الوقود بحجم كرة كان رأس الدبوس لرغيف الخبز يطفو في كل مكان. كانت هناك زجاجات بلاستيكية تتدلى في هذه الفوضى، كما لو أننا وجدنا أنفسنا في ميناء قذر. لم أر شيئًا كهذا عندما جلست في المحيط على جذوع الأشجار كون تيكي لمدة مائة ويوم. لقد رأينا بأم أعيننا أن الناس يسممون أهم مصدر للحياة، وهو المرشح العظيم للكرة الأرضية - المحيط العالمي.

يموت سنويًا ما يصل إلى مليوني طائر بحري و100 ألف حيوان بحري، بما في ذلك ما يصل إلى 30 ألف فقمة، بعد ابتلاع أي منتجات بلاستيكية أو الوقوع في شرك بقايا الشباك والكابلات 15 .

ألقت ألمانيا وبلجيكا وهولندا وإنجلترا الأحماض السامة في بحر الشمال، وخاصة 18-20٪ من حمض الكبريتيك والمعادن الثقيلة مع التربة وحمأة الصرف الصحي التي تحتوي على الزرنيخ والزئبق، وكذلك الهيدروكربونات، بما في ذلك الديوكسين السام. تشمل المعادن الثقيلة عددًا من العناصر المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة: الزنك والرصاص والكروم والنحاس والنيكل والكوبالت والموليبدينوم، وما إلى ذلك. عندما تدخل الجسم، يصعب جدًا إزالة معظم المعادن، وتميل إلى التراكم المستمر في الأنسجة. بمختلف أعضاء الجسم، وعند تجاوز حد معين يسبب تسمماً حاداً بالجسم.

تتدفق الأنهار الثلاثة التي تصب في بحر الشمال، وهي الراين وموز وإلبي، سنويًا بـ 28 مليون طن من الزنك، وحوالي 11000 طن من الرصاص، و5600 طن من النحاس، بالإضافة إلى 950 طنًا من الزرنيخ والكادميوم والزئبق و150 ألف طن من النحاس. النفط و100 ألف طن من الفوسفات وحتى النفايات المشعة بكميات مختلفة (بيانات عام 1996). تقوم السفن بتفريغ 145 مليون طن من القمامة العادية سنويا. قامت إنجلترا بتصريف 5 ملايين طن من مياه الصرف الصحي سنويًا.

ونتيجة لإنتاج النفط من خطوط الأنابيب التي تربط منصات النفط بالبر الرئيسي، يتسرب نحو 30 ألف طن من المنتجات البترولية إلى البحر كل عام. وليس من الصعب رؤية عواقب هذا التلوث. لقد اختفى ببساطة عدد من الأنواع التي كانت تعيش في بحر الشمال، بما في ذلك سمك السلمون وسمك الحفش والمحار وأسماك الراي اللساع والحدوق. تموت الفقمات، وغالبًا ما يعاني سكان هذا البحر الآخرون من أمراض جلدية معدية، ولديهم هياكل عظمية مشوهة وأورام خبيثة. تموت الطيور التي تأكل السمك أو تتسمم بمياه البحر. كانت هناك طحالب سامة تزدهر مما أدى إلى انخفاض المخزون السمكي (1988).

وفي بحر البلطيق خلال عام 1989، مات 17 ألف فقمة. أظهرت الدراسات أن أنسجة الحيوانات الميتة مشبعة حرفيًا بالزئبق الذي يدخل أجسامها من الماء. يعتقد علماء الأحياء أن تلوث المياه أدى إلى إضعاف حاد في جهاز المناعة لدى سكان البحر ووفاتهم بسبب الأمراض الفيروسية.

تحدث انسكابات نفطية كبيرة (آلاف الأطنان) في شرق البلطيق مرة كل 3-5 سنوات، وتحدث انسكابات صغيرة (عشرات الأطنان) شهريًا. ويؤثر التسرب الكبير على النظم البيئية على مساحة مائية تبلغ عدة آلاف من الهكتارات، في حين يؤثر التسرب الصغير على عدة عشرات من الهكتارات. إن بحر البلطيق ومضيق سكاجيراك والبحر الأيرلندي مهددون بانبعاثات غاز الخردل، وهو مادة كيميائية سامة ابتكرتها ألمانيا خلال الحرب العالمية الثانية وأغرقتها ألمانيا وبريطانيا العظمى والاتحاد السوفييتي في الأربعينيات. أغرق الاتحاد السوفييتي ذخائره الكيميائية في البحار الشمالية والشرق الأقصى، بريطانيا العظمى - في البحر الأيرلندي.

وفي عام 1983، دخلت الاتفاقية الدولية لمنع التلوث البحري حيز التنفيذ. وفي عام 1984، وقعت دول البلطيق على اتفاقية حماية البيئة البحرية لبحر البلطيق في هلسنكي. وكانت هذه أول اتفاقية دولية على المستوى الإقليمي. ونتيجة للعمل المنجز، انخفض محتوى المنتجات البترولية في المياه المفتوحة لبحر البلطيق بمقدار 20 مرة مقارنة بعام 1975.

وفي عام 1992، وقع وزراء 12 دولة وممثل عن الجماعة الأوروبية على اتفاقية جديدة لحماية بيئة حوض بحر البلطيق.

يتعرض البحر الأدرياتيكي والبحر الأبيض المتوسط ​​للتلوث. ومن خلال نهر بو وحده يدخل البحر الأدرياتيكي سنويًا 30 ألف طن من الفوسفور، و80 ألف طن من النيتروجين، و60 ألف طن من الهيدروكربونات، وآلاف الأطنان من الرصاص والكروم، و3 آلاف طن من الزنك، و250 طنًا من الزرنيخ. والمزارع الزراعية .

يواجه البحر الأبيض المتوسط ​​خطر التحول إلى مكب للنفايات، ومجاري القارات الثلاث. ويدخل البحر كل عام 60 ألف طن من المنظفات، و24 ألف طن من الكروم، وآلاف الأطنان من النترات المستخدمة في الزراعة. بالإضافة إلى ذلك، فإن 85% من المياه التي يتم تصريفها من 120 مدينة ساحلية كبيرة لا يتم تنقيتها (1989)، ويتم التنقية الذاتية (التجديد الكامل للمياه) للبحر الأبيض المتوسط ​​عبر مضيق جبل طارق خلال 80 عامًا.

بسبب التلوث، فقد بحر آرال تماما أهميته في مجال الصيد منذ عام 1984. لقد مات نظامها البيئي الفريد.

يقوم أصحاب مصنع تيسو الكيميائي في مدينة ميناماتا بجزيرة كيوشو (اليابان) بإلقاء مياه الصرف الصحي المحملة بالزئبق في المحيط لسنوات عديدة. وتسممت المياه الساحلية والأسماك، ومنذ الخمسينيات، مات 1200 شخص وأصيب 100 ألف آخرين بتسممات متفاوتة الخطورة، بما في ذلك أمراض الشلل النفسي.

يشكل دفن النفايات المشعة (RAW) في قاع البحر وإلقاء النفايات المشعة السائلة (LRW) في البحر تهديدًا بيئيًا خطيرًا للحياة في المحيطات العالمية، وبالتالي للإنسان. منذ عام 1946، بدأت الدول الغربية (الولايات المتحدة الأمريكية، المملكة المتحدة، فرنسا، ألمانيا، إيطاليا، إلخ) والاتحاد السوفياتي في استخدام أعماق المحيط بنشاط للتخلص من النفايات المشعة.

في عام 1959، أغرقت البحرية الأمريكية مفاعلًا نوويًا فاشلًا من غواصة نووية على بعد 120 ميلًا من ساحل المحيط الأطلسي الأمريكي. وبحسب منظمة السلام الأخضر، قامت بلادنا بإلقاء حوالي 17 ألف حاوية خرسانية تحتوي على نفايات مشعة في البحر، بالإضافة إلى أكثر من 30 مفاعلًا نوويًا على متن السفن.

لقد تطور الوضع الأكثر صعوبة في بحر بارنتس وكارا حول موقع التجارب النووية في نوفايا زيمليا. هناك، بالإضافة إلى عدد لا يحصى من الحاويات، غرق 17 مفاعلا، بما في ذلك تلك التي تعمل بالوقود النووي، والعديد من الغواصات النووية المتضررة، فضلا عن المقصورة المركزية لكاسحة الجليد لينين التي تعمل بالطاقة النووية مع ثلاثة مفاعلات تالفة. وقام أسطول المحيط الهادئ لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بدفن النفايات النووية (بما في ذلك 18 مفاعلا) في بحر اليابان وأوكوتسك، في 10 أماكن قبالة سواحل سخالين وفلاديفوستوك.

قامت الولايات المتحدة الأمريكية واليابان بإلقاء نفايات محطات الطاقة النووية في بحر اليابان وبحر أوخوتسك والمحيط المتجمد الشمالي.

قام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بتصريف النفايات المشعة السائلة في بحار الشرق الأقصى من عام 1966 إلى عام 1991 (بشكل رئيسي بالقرب من الجزء الجنوبي الشرقي من كامتشاتكا وفي بحر اليابان). يقوم الأسطول الشمالي بإلقاء 10 آلاف متر مكعب في الماء سنويًا. م من النفايات المشعة السائلة.

وفي عام 1972، تم التوقيع على اتفاقية لندن التي تحظر إلقاء النفايات الكيميائية المشعة والسامة في قاع البحار والمحيطات. وانضمت بلادنا أيضًا إلى تلك الاتفاقية. ولا تحتاج السفن الحربية، بموجب القانون الدولي، إلى إذن بالتفريغ. وفي عام 1993، تم حظر إلقاء النفايات المشعة السائلة في البحر.

وفي عام 1982، اعتمد مؤتمر الأمم المتحدة الثالث لقانون البحار اتفاقية بشأن الاستخدام السلمي للمحيطات لصالح جميع البلدان والشعوب، والتي تحتوي على حوالي ألف قاعدة قانونية دولية تنظم جميع القضايا الرئيسية المتعلقة باستخدام موارد المحيطات. 16 .

الفصلثالثا. الاتجاهات الرئيسية لمكافحة تلوث المحيطات العالمية

3.1. الطرق الأساسية للقضاء على تلوث المحيطات العالمية

طرق تنقية مياه المحيط العالمي من الزيت:

توطين الموقع (باستخدام الحواجز العائمة - أذرع التطويل)،

حرق في مناطق محلية ،

الإزالة باستخدام الرمل المعالج بتركيبة خاصة؛ ونتيجة لذلك، يلتصق الزيت بحبيبات الرمل ويغوص إلى القاع.

امتصاص الزيت عن طريق القش ونشارة الخشب والمستحلبات والمشتتات واستخدام الجبس،

عقار “DN-75” الذي ينظف سطح البحر من التلوث النفطي في دقائق معدودة.

عدد من الطرق البيولوجية، استخدام الكائنات الحية الدقيقة القادرة على تحلل الهيدروكربونات إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.

17- استخدام السفن الخاصة المجهزة بمنشآت لتجميع النفط من سطح البحر.

تم إنشاء سفن صغيرة خاصة يتم إيصالها بالطائرة إلى موقع حوادث الناقلات؛ يمكن لكل سفينة أن تمتص ما يصل إلى 1.5 ألف لتر من خليط الزيت والماء، وفصل أكثر من 90% من النفط وضخها في خزانات عائمة خاصة، يتم بعد ذلك سحبها إلى الشاطئ؛ يتم وضع معايير السلامة لبناء الناقلات وتنظيم أنظمة النقل والحركة في الخلجان. لكنهم جميعا يعانون من العيب المتمثل في أن اللغة الغامضة تسمح للشركات الخاصة بتجاوزهم؛ لا يوجد أحد غير خفر السواحل لتطبيق هذه القوانين.

دعونا نفكر في طرق مكافحة تلوث المحيطات في البلدان المتقدمة.

الولايات المتحدة الأمريكية. هناك مقترح لاستخدام مياه الصرف الصحي كأرض خصبة لطحالب الكلوريلا المستخدمة في علف الماشية. أثناء عملية النمو، تطلق الكلوريلا مواد مبيدة للجراثيم تعمل على تغيير حموضة مياه الصرف الصحي بطريقة تموت البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض في الماء، أي. يتم تطهير مياه الصرف الصحي.

فرنسا : إحداث 6 لجان جهوية لمراقبة حماية واستخدام المياه؛ إن بناء مرافق المعالجة لجمع المياه الملوثة من الناقلات ومجموعات الطائرات والمروحيات يضمن عدم قيام ناقلة واحدة بتصريف مياه الصابورة أو المنتجات النفطية المتبقية عند الاقتراب من الموانئ، واستخدام تكنولوجيا تشكيل الورق الجاف. مع هذه التكنولوجيا، الحاجة فالمياه تختفي تمامًا، ولا توجد نفايات سامة.

السويد : يتم استخدام مجموعة معينة من النظائر لتمييز خزانات كل سفينة. ثم، باستخدام جهاز خاص، يتم التعرف على الوعاء الدخيل بدقة من مكانه.

بريطانيا العظمى : تم إنشاء مجلس الموارد المائية، وله صلاحيات عظمى، بما في ذلك تقديم الأشخاص الذين يسمحون بتصريف الملوثات إلى المسطحات المائية إلى العدالة.

اليابان : تم إنشاء خدمة مراقبة التلوث البحري. تقوم قوارب خاصة بدوريات منتظمة في خليج طوكيو والمياه الساحلية، وقد تم إنشاء عوامات آلية لتحديد درجة التلوث وتكوينه، فضلاً عن أسبابه.

كما تم تطوير طرق لمعالجة مياه الصرف الصحي. معالجة مياه الصرف الصحي هي معالجة مياه الصرف الصحي لتدميرها أو إزالة المواد الضارة منها. يمكن تقسيم طرق التنظيف إلى ميكانيكية وكيميائية وفيزيائية وبيولوجية.

جوهر طريقة المعالجة الميكانيكية هو إزالة الشوائب الموجودة من مياه الصرف الصحي عن طريق الترسيب والترشيح. تتيح المعالجة الميكانيكية عزل ما يصل إلى 60-75% من الشوائب غير القابلة للذوبان من مياه الصرف الصحي المنزلية، وما يصل إلى 95% من مياه الصرف الصناعي، والتي يستخدم الكثير منها (كمواد قيمة) في الإنتاج 18 .

تتضمن الطريقة الكيميائية إضافة كواشف كيميائية مختلفة إلى مياه الصرف الصحي، والتي تتفاعل مع الملوثات وترسبها على شكل رواسب غير قابلة للذوبان. يحقق التنظيف الكيميائي تقليل الشوائب غير القابلة للذوبان بنسبة تصل إلى 95% والشوائب القابلة للذوبان بنسبة تصل إلى 25%.

من خلال طريقة المعالجة الفيزيائية والكيميائية، تتم إزالة الشوائب غير العضوية المتناثرة والمذابة جيدًا من مياه الصرف الصحي ويتم تدمير المواد العضوية وسيئة الأكسدة. من بين الطرق الفيزيائية والكيميائية، الأكثر استخدامًا هي التخثر، والأكسدة، والامتصاص، والاستخلاص، وما إلى ذلك، وكذلك التحليل الكهربائي. يتضمن التحليل الكهربائي تكسير المواد العضوية في مياه الصرف الصحي واستخلاص المعادن والأحماض والمواد غير العضوية الأخرى عن طريق تمرير تيار كهربائي. تعد معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام التحليل الكهربائي فعالة في مصانع الرصاص والنحاس وفي صناعة الطلاء والورنيش.

تتم أيضًا تنقية مياه الصرف الصحي باستخدام الموجات فوق الصوتية والأوزون وراتنجات التبادل الأيوني والضغط العالي. لقد أثبت التنظيف بالكلور نفسه بشكل جيد.

من بين طرق معالجة مياه الصرف الصحي، يجب أن تلعب الطريقة البيولوجية، التي تعتمد على استخدام قوانين التنقية الذاتية البيوكيميائية للأنهار والمسطحات المائية الأخرى، دورًا رئيسيًا. يتم استخدام أنواع مختلفة من الأجهزة البيولوجية: المرشحات الحيوية، والبرك البيولوجية، وما إلى ذلك. وفي المرشحات الحيوية، يتم تمرير مياه الصرف الصحي من خلال طبقة من المواد الخشنة المغلفة بطبقة بكتيرية رقيقة. بفضل هذا الفيلم، تحدث عمليات الأكسدة البيولوجية بشكل مكثف.

قبل المعالجة البيولوجية، تخضع مياه الصرف الصحي للمعالجة الميكانيكية، وبعد المعالجة البيولوجية (لإزالة البكتيريا المسببة للأمراض) والمعالجة الكيميائية، يتم الكلورة بالكلور السائل أو المبيض. وتستخدم أيضًا تقنيات فيزيائية وكيميائية أخرى (الموجات فوق الصوتية، والتحليل الكهربائي، والأوزون، وما إلى ذلك) للتطهير. تعطي الطريقة البيولوجية أفضل النتائج عند تنظيف النفايات البلدية، وكذلك النفايات الناتجة عن تكرير النفط، وصناعة اللب والورق، وإنتاج الألياف الصناعية. 19

ومن أجل الحد من تلوث الغلاف المائي، من المستحسن إعادة استخدامه في عمليات مغلقة لتوفير الموارد، وخالية من النفايات في الصناعة، والري بالتنقيط في الزراعة، والاستخدام الاقتصادي للمياه في الإنتاج وفي الحياة اليومية.

3.2. تنظيم البحث العلمي في مجال التقنيات الخالية من النفايات ومنخفضة النفايات

إن تخضير الاقتصاد ليس مشكلة جديدة تماما. يرتبط التنفيذ العملي لمبادئ الصداقة البيئية ارتباطًا وثيقًا بمعرفة العمليات الطبيعية والمستوى الفني للإنتاج. تتجلى الجدة في معادلة التبادل بين الطبيعة والإنسان على أساس الحلول التنظيمية والتقنية المثلى لإنشاء، على سبيل المثال، النظم البيئية الاصطناعية، لاستخدام الموارد المادية والتقنية التي توفرها الطبيعة.

في عملية تخضير الاقتصاد، يسلط الخبراء الضوء على بعض الميزات. على سبيل المثال، من أجل تقليل الأضرار البيئية، يجب إنتاج نوع واحد فقط من المنتجات في منطقة معينة. إذا كان المجتمع يحتاج إلى مجموعة واسعة من المنتجات، فمن المستحسن تطوير تقنيات خالية من النفايات، وأنظمة وتقنيات تنظيف فعالة، بالإضافة إلى معدات التحكم والقياس. سيسمح لنا ذلك بتأسيس إنتاج منتجات مفيدة من المنتجات الثانوية والنفايات الصناعية. يُنصح بمراجعة العمليات التكنولوجية الحالية الضارة بالبيئة. الأهداف الرئيسية التي نسعى لتحقيقها عند تخضير الاقتصاد هي تقليل العبء التكنولوجي، والحفاظ على الإمكانات الطبيعية من خلال الشفاء الذاتي ونظام العمليات الطبيعية في الطبيعة، وتقليل الخسائر، والاستخراج الشامل للمكونات المفيدة، واستخدام النفايات كمورد ثانوي. في الوقت الحالي، يتطور تخضير مختلف التخصصات بسرعة، وهو ما يُفهم على أنه عملية التنفيذ المطرد والمتسق لأنظمة الحلول التكنولوجية والإدارية وغيرها من الحلول التي تجعل من الممكن زيادة كفاءة استخدام الموارد والظروف الطبيعية إلى جانب تحسين أو على الأقل الحفاظ على جودة البيئة الطبيعية (أو البيئة المعيشية بشكل عام) على المستوى المحلي والإقليمي والعالمي. هناك أيضًا مفهوم تخضير تقنيات الإنتاج، والذي يتمثل جوهره في تطبيق تدابير لمنع التأثيرات السلبية على البيئة الطبيعية. يتم تخضير التقنيات من خلال تطوير تقنيات منخفضة النفايات أو سلاسل تكنولوجية تنتج الحد الأدنى من الانبعاثات الضارة عند المخرج 20.

يتم حاليًا إجراء الأبحاث على جبهة واسعة لوضع حدود للأحمال المسموح بها على البيئة الطبيعية وتطوير طرق شاملة للتغلب على الحدود الموضوعية الناشئة في الإدارة البيئية. وهذا لا ينطبق أيضًا على علم البيئة، بل على علم البيئة - وهو تخصص علمي يدرس "البيئة البيئية". إكونيكول (الاقتصاد + علم البيئة) هو تسمية لمجموعة من الظواهر التي تشمل المجتمع ككل اجتماعي واقتصادي (ولكن قبل كل شيء الاقتصاد والتكنولوجيا) والموارد الطبيعية التي لها علاقة إيجابية مع الإدارة البيئية غير العقلانية. ومن الأمثلة على ذلك التطور السريع للاقتصاد في منطقة ما في ظل وجود موارد بيئية كبيرة وظروف بيئية عامة جيدة، والعكس صحيح، فإن التطور التكنولوجي السريع للاقتصاد دون مراعاة القيود البيئية يؤدي إلى الركود القسري في الاقتصاد .

حاليًا، تتمتع العديد من فروع علم البيئة بتوجه عملي واضح ولها أهمية كبيرة في تطوير مختلف قطاعات الاقتصاد الوطني. في هذا الصدد، ظهرت تخصصات علمية وعملية جديدة عند تقاطع علم البيئة ومجال النشاط البشري العملي: علم البيئة التطبيقي، المصمم لتحسين العلاقة بين الإنسان والمحيط الحيوي، وعلم البيئة الهندسي، الذي يدرس تفاعل المجتمع مع الطبيعة. البيئة في عملية الإنتاج الاجتماعي ، إلخ.

حاليًا، تحاول العديد من التخصصات الهندسية عزل نفسها في إطار إنتاجها ورؤية مهمتها فقط في تطوير تقنيات مغلقة وخالية من النفايات وغيرها من التقنيات "الصديقة للبيئة" التي تقلل من تأثيرها الضار على البيئة الطبيعية. لكن مشكلة التفاعل العقلاني بين الإنتاج والطبيعة لا يمكن حلها بالكامل بهذه الطريقة، لأنه في هذه الحالة يتم استبعاد أحد مكونات النظام - الطبيعة - من الاعتبار. تتطلب دراسة عملية الإنتاج الاجتماعي مع البيئة استخدام كل من الأساليب الهندسية والبيئية، مما أدى إلى تطوير اتجاه علمي جديد عند تقاطع العلوم التقنية والطبيعية والاجتماعية، يسمى علم البيئة الهندسية.

ومن سمات إنتاج الطاقة التأثير المباشر على البيئة الطبيعية في عملية استخلاص الوقود واحتراقه، والتغيرات التي تحدث في المكونات الطبيعية تكون واضحة للغاية. تختلف الأنظمة الصناعية الطبيعية، اعتمادًا على المعايير النوعية والكمية المقبولة للعمليات التكنولوجية، عن بعضها البعض في الهيكل والأداء وطبيعة التفاعل مع البيئة الطبيعية. في الواقع، حتى الأنظمة الصناعية الطبيعية المتطابقة في المعايير النوعية والكمية للعمليات التكنولوجية تختلف عن بعضها البعض في تفرد ظروفها البيئية، مما يؤدي إلى تفاعلات مختلفة بين الإنتاج وبيئته الطبيعية. ولذلك فإن موضوع البحث في الهندسة البيئية هو التفاعل بين العمليات التكنولوجية والطبيعية في النظم الصناعية الطبيعية.

تحدد التشريعات البيئية القواعد والقواعد القانونية، كما تفرض المسؤولية عن انتهاكها في مجال حماية البيئة الطبيعية والبشرية. تشمل التشريعات البيئية الحماية القانونية للموارد الطبيعية، والمناطق الطبيعية المحمية، والبيئة الطبيعية للمدن (المناطق المأهولة بالسكان)، ومناطق الضواحي، والمناطق الخضراء، والمنتجعات، بالإضافة إلى الجوانب القانونية الدولية البيئية.

تشمل القوانين التشريعية المتعلقة بحماية البيئة الطبيعية والبشرية القرارات الدولية أو الحكومية (الاتفاقيات والاتفاقيات والمواثيق والقوانين واللوائح)، وقرارات الهيئات الحكومية المحلية، وتعليمات الإدارات، وما إلى ذلك، التي تنظم العلاقات القانونية أو تضع قيودًا في مجال حماية البيئة الطبيعية والبشرية. بيئة حماية الموارد الطبيعية المحيطة بالشخص.

إن عواقب اضطرابات الظواهر الطبيعية تعبر حدود الدول الفردية وتتطلب جهودًا دولية ليس فقط لحماية النظم البيئية الفردية (الغابات والخزانات والمستنقعات وما إلى ذلك)، ولكن أيضًا المحيط الحيوي بأكمله ككل. جميع الدول تشعر بالقلق إزاء مصير المحيط الحيوي واستمرار وجود البشرية. وفي عام 1971، اعتمدت منظمة اليونسكو (منظمة الأمم المتحدة للتربية والعلم والثقافة)، التي تضم معظم الدول، البرنامج البيولوجي الدولي "الإنسان والمحيط الحيوي"، الذي يدرس التغيرات في المحيط الحيوي وموارده تحت تأثير الإنسان. ولا يمكن حل هذه المشاكل المهمة بالنسبة لمصير البشرية إلا من خلال التعاون الدولي الوثيق.

يتم تنفيذ السياسة البيئية في الاقتصاد الوطني بشكل أساسي من خلال القوانين والوثائق التنظيمية العامة (GND) وقوانين ولوائح البناء (SNiP) وغيرها من الوثائق التي ترتبط فيها الحلول الهندسية والتقنية بالمعايير البيئية. ينص المعيار البيئي على شروط إلزامية للحفاظ على هيكل ووظائف النظام البيئي (من التكاثر الحيوي الأولي إلى المحيط الحيوي ككل)، وكذلك جميع المكونات البيئية التي تعتبر حيوية للنشاط الاقتصادي البشري. يحدد المعيار البيئي درجة الحد الأقصى المسموح به للتدخل البشري في النظم البيئية، حيث يتم الحفاظ على النظم البيئية ذات البنية المرغوبة والصفات الديناميكية. وبعبارة أخرى، فإن التأثيرات على البيئة الطبيعية التي تؤدي إلى التصحر غير مقبولة في النشاط الاقتصادي البشري. يتم تحديد القيود المشار إليها في النشاط الاقتصادي البشري أو الحد من تأثير النوسينات على البيئة الطبيعية من خلال حالات التكاثر الحيوي المرغوب فيه للبشر وقدرته على التحمل الاجتماعي والبيولوجي والاعتبارات الاقتصادية. وكمثال على المعيار البيئي، يمكن للمرء أن يستشهد بالإنتاجية البيولوجية للتكاثر الحيوي والإنتاجية الاقتصادية. المعيار البيئي العام لجميع النظم البيئية هو الحفاظ على صفاتها الديناميكية، وفي المقام الأول الموثوقية والاستدامة 21 .

يحدد المعيار البيئي العالمي الحفاظ على المحيط الحيوي لكوكب الأرض، بما في ذلك مناخ الأرض، بشكل مناسب لحياة الإنسان وملائم لإدارته. تعتبر هذه الأحكام أساسية في تحديد أكثر الطرق فعالية لتقليل المدة وزيادة كفاءة دورة إنتاج البحوث. وتشمل هذه تقليل مدة كل مرحلة من مراحل الدورة؛ يرجع الانخفاض في مراحل الدورة التي تم تحليلها إلى حقيقة أن إنجازات الصناعات المتقدمة تعتمد على الأبحاث الأساسية الحديثة في مجال الفيزياء والكيمياء والتكنولوجيا، والتي يكون تحديثها ديناميكيًا للغاية. وهذا يؤدي وفقًا لذلك إلى الحاجة إلى تحسين ديناميكي للهياكل التنظيمية التي تهدف إلى إنشاء وإتقان التكنولوجيا الجديدة. إن التأثير الأكبر في تقليل مدة مراحل دورة البحث - الإنتاج يتم من خلال التدابير التنظيمية، مثل مستوى القاعدة المادية والفنية للبحث والتطوير، ومستوى التنظيم الإداري، ونظام التدريب والتدريب المتقدم. وأساليب الحوافز الاقتصادية وما إلى ذلك.

يشمل تحسين الأسس التنظيمية والمنهجية العمل المتعلق بتطوير الصناعة، والذي يتضمن تطوير التوقعات والخطط طويلة المدى والحالية لتطوير الصناعة وبرامج التقييس والموثوقية ودراسات الجدوى وما إلى ذلك؛ التنسيق والتوجيه المنهجي للعمل البحثي في ​​المجالات والمشاكل والموضوعات؛ تحليل وتحسين آليات النشاط الاقتصادي للجمعيات الصناعية وخدماتها. يتم حل كل هذه المشكلات في الصناعة من خلال إنشاء أنظمة اقتصادية وتنظيمية بمختلف أنواعها - جمعيات البحث والإنتاج (SPA)، ومجموعات البحث والإنتاج (RPK)، وجمعيات الإنتاج (PO).

تتمثل المهمة الرئيسية للمنظمة غير الحكومية في تسريع التقدم العلمي والتكنولوجي في الصناعة بناءً على استخدام أحدث الإنجازات في مجال العلوم والتكنولوجيا والتكنولوجيا وتنظيم الإنتاج. وتمتلك جمعيات البحث والإنتاج كافة الإمكانيات لتنفيذ هذه المهمة، باعتبارها مجمعات علمية وإنتاجية واقتصادية موحدة، تشمل منظمات البحث والتصميم (التصميم) والتكنولوجية وغيرها من الوحدات الهيكلية. وبالتالي، تم إنشاء متطلبات موضوعية للجمع بين مراحل دورة البحث والإنتاج، والتي تتميز بفترات زمنية متتابعة ومتوازية لتنفيذ مراحل فردية من البحث والتطوير.

دعونا نعطي أمثلة على تطوير التقنيات منخفضة النفايات وغير النفايات المتعلقة باستخدام موارد الطاقة في المحيط العالمي.

3.3.استخدام موارد الطاقة في المحيط العالمي

إن مشكلة توفير الطاقة الكهربائية للعديد من قطاعات الاقتصاد العالمي، والاحتياجات المتزايدة باستمرار لأكثر من ستة مليارات شخص على وجه الأرض، أصبحت الآن أكثر إلحاحًا.

أساس الطاقة العالمية الحديثة هو محطات الطاقة الحرارية والكهرومائية. ومع ذلك، فإن تطورهم يعوقه عدد من العوامل. إن تكلفة الفحم والنفط والغاز، التي تعمل عليها محطات الطاقة الحرارية، آخذة في الارتفاع، والموارد الطبيعية لهذه الأنواع من الوقود آخذة في الانخفاض. بالإضافة إلى ذلك، لا تمتلك العديد من البلدان موارد الوقود الخاصة بها أو تفتقر إليها. يتم استخدام موارد الطاقة الكهرومائية في البلدان المتقدمة بالكامل تقريبًا: فقد تم بالفعل تطوير معظم أقسام الأنهار المناسبة للإنشاءات الهندسية الهيدروليكية. وقد شوهد مخرج من هذا الوضع في تطوير الطاقة النووية. في نهاية عام 1989، تم بناء وتشغيل أكثر من 400 محطة للطاقة النووية في العالم. ومع ذلك، لم تعد محطات الطاقة النووية اليوم تعتبر مصدرًا للطاقة الرخيصة والصديقة للبيئة. وقود محطات الطاقة النووية هو خام اليورانيوم - وهو مادة خام باهظة الثمن ويصعب استخراجها، واحتياطياتها محدودة. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط بناء وتشغيل محطات الطاقة النووية بصعوبات وتكاليف كبيرة. ولا يواصل الآن سوى عدد قليل من البلدان بناء محطات جديدة للطاقة النووية. هناك عقبة خطيرة أمام مواصلة تطوير الطاقة النووية وهي مشكلة التلوث البيئي.

منذ منتصف قرننا هذا، بدأت دراسة موارد طاقة المحيطات المتعلقة بـ”مصادر الطاقة المتجددة”.

المحيط عبارة عن بطارية عملاقة ومحول للطاقة الشمسية، حيث يتم تحويلها إلى طاقة التيارات والحرارة والرياح. طاقة المد والجزر هي نتيجة لقوى المد والجزر للقمر والشمس.

إن موارد طاقة المحيطات ذات قيمة كبيرة لأنها متجددة ولا تنضب عمليا. تُظهر تجربة تشغيل أنظمة طاقة المحيطات الحالية أنها لا تسبب أي ضرر كبير لبيئة المحيطات. عند تصميم أنظمة طاقة المحيطات المستقبلية، يتم أخذ تأثيراتها البيئية في الاعتبار بعناية.

المحيط بمثابة مصدر للموارد المعدنية الغنية. وهي مقسمة إلى عناصر كيميائية مذابة في الماء، ومعادن موجودة تحت قاع البحر، سواء على الرفوف القارية أو خارجها؛ المعادن على السطح السفلي. أكثر من 90% من القيمة الإجمالية للمواد الخام المعدنية تأتي من النفط والغاز. 22

وتقدر المساحة الإجمالية للنفط والغاز داخل الجرف بنحو 13 مليون كيلومتر مربع (حوالي نصف مساحتها).

أكبر مناطق إنتاج النفط والغاز من قاع البحر هي الخليج الفارسي والمكسيكي. بدأ الإنتاج التجاري للغاز والنفط من قاع بحر الشمال.

كما أن الجرف غني بالرواسب السطحية، المتمثلة في العديد من الغرينيات الموجودة في الأسفل والتي تحتوي على خامات معدنية، بالإضافة إلى معادن غير معدنية.

تم اكتشاف رواسب غنية من عقيدات الحديد والمنغنيز، وهي خامات فريدة متعددة المكونات تحتوي على النيكل والكوبالت والنحاس وما إلى ذلك، في مناطق شاسعة من المحيط. وفي الوقت نفسه، تتيح لنا الأبحاث توقع اكتشاف رواسب كبيرة من معادن مختلفة في صخور معينة الكذب تحت قاع المحيط.

تم اقتراح فكرة استخدام الطاقة الحرارية المتراكمة من مياه المحيطات الاستوائية وشبه الاستوائية في نهاية القرن التاسع عشر. جرت المحاولات الأولى لتنفيذه في الثلاثينيات. قرننا وأظهر الوعد بهذه الفكرة. في السبعينيات وقد بدأ عدد من البلدان في تصميم وبناء محطات تجريبية لتوليد الطاقة الحرارية للمحيطات (OTPS)، وهي عبارة عن هياكل معقدة كبيرة الحجم. يمكن أن تقع OTES على الشاطئ أو في المحيط (على أنظمة التثبيت أو في الانجراف الحر). يعتمد تشغيل OTES على المبدأ المستخدم في المحرك البخاري. يتم غسل الغلاية المملوءة بالفريون أو الأمونيا - وهي سوائل ذات نقاط غليان منخفضة - بالمياه السطحية الدافئة. يقوم البخار الناتج بتدوير توربين متصل بمولد كهربائي. يتم تبريد بخار العادم بواسطة الماء من الطبقات الباردة الأساسية، ثم يتكثف إلى سائل، ثم يتم ضخه مرة أخرى إلى المرجل. القدرة التصميمية لمحطة OTES المصممة هي 250 – 400 ميجاوات.

اقترح العلماء في معهد المحيط الهادئ لعلوم المحيطات التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وينفذون فكرة أصلية لتوليد الكهرباء على أساس الفرق في درجة الحرارة بين الماء تحت الجليدي والهواء، والذي يبلغ في مناطق القطب الشمالي 26 درجة مئوية أو أكثر. 23

بالمقارنة مع محطات الطاقة الحرارية والنووية التقليدية، يتم تقييم OTES من قبل الخبراء على أنها أكثر فعالية من حيث التكلفة وغير ملوثة تقريبًا لبيئة المحيطات. إن الاكتشاف الأخير للفتحات الحرارية المائية في قاع المحيط الهادئ يثير فكرة جذابة لإنشاء OTES تحت الماء تعمل على اختلاف درجات الحرارة بين المصادر والمياه المحيطة. المواقع الأكثر جاذبية لـ OTES هي خطوط العرض الاستوائية والقطبية الشمالية.

بدأ استخدام طاقة المد والجزر بالفعل في القرن الحادي عشر. لتشغيل المطاحن والمناشر على شواطئ البحر الأبيض وبحر الشمال. حتى الآن، تخدم هذه الهياكل سكان عدد من البلدان الساحلية. حاليًا، تُجرى الأبحاث حول إنشاء محطات طاقة المد والجزر (TPPs) في العديد من البلدان حول العالم.

مرتين في اليوم في نفس الوقت، يرتفع مستوى المحيط وينخفض. إن قوى الجاذبية للقمر والشمس هي التي تجذب كتل الماء. بعيدًا عن الساحل، لا تتجاوز التقلبات في منسوب المياه مترًا واحدًا، ولكن بالقرب من الساحل يمكن أن تصل إلى 13 مترًا، كما هو الحال، على سبيل المثال، في خليج بينجينسكايا على بحر أوخوتسك.

تعمل محطات طاقة المد والجزر على المبدأ التالي: يتم بناء سد عند مصب النهر أو الخليج، ويتم تركيب الوحدات الهيدروليكية فيه. يتم إنشاء تجمع المد والجزر خلف السد، والذي يمتلئ بتيار المد والجزر الذي يمر عبر التوربينات. عند انخفاض المد، يتدفق الماء من حوض السباحة إلى البحر، مما يؤدي إلى تدوير التوربينات في الاتجاه المعاكس. يعتبر من المجدي اقتصادياً بناء محطة توليد طاقة المد والجزر في المناطق التي يبلغ فيها تقلبات المد والجزر في مستوى سطح البحر 4 أمتار على الأقل، وتعتمد القدرة التصميمية لمحطة توليد طاقة المد والجزر على طبيعة المد والجزر في المنطقة التي يتم بناء المحطة فيها، على حجم ومساحة حوض المد والجزر، وعلى عدد التوربينات المثبتة في جسم السد.

توفر بعض المشاريع مخططين أو أكثر لحوض TPP من أجل تحقيق المساواة في توليد الكهرباء.

مع إنشاء توربينات كبسولة خاصة تعمل في كلا الاتجاهين، فتحت فرص جديدة لزيادة كفاءة PES، بشرط إدراجها في نظام الطاقة الموحد لمنطقة أو بلد. عندما يتزامن المد المرتفع أو المنخفض مع فترة أكبر استهلاك للطاقة، تعمل TPP في وضع التوربينات، وعندما يتزامن المد المرتفع أو المنخفض مع أقل استهلاك للطاقة، يتم إيقاف تشغيل توربينات TPP أو تعمل في وضع المضخة، ملء حوض السباحة فوق مستوى المد العالي أو ضخ المياه من حوض السباحة.

في عام 1968، تم بناء أول محطة كهرباء صناعية تجريبية في بلادنا على ساحل بحر بارنتس في خليج كيسلايا. يضم مبنى محطة توليد الكهرباء وحدتين هيدروليكيتين بقدرة 400 كيلووات.

أتاحت لنا عشر سنوات من الخبرة في تشغيل أول TPP البدء في إعداد مشاريع Mezen TPP على البحر الأبيض، وPenzhinskaya وTugurskaya على بحر Okhotsk. إن تسخير القوى العظمى للمد والجزر في محيطات العالم، وحتى أمواج المحيط نفسها، يمثل مشكلة مثيرة للاهتمام. لقد بدأوا للتو في حلها. هناك الكثير مما يجب دراسته وابتكاره وتصميمه.

وفي عام 1966، تم بناء أول محطة لتوليد طاقة المد والجزر في العالم على نهر رانس في فرنسا، وتضم 24 وحدة كهرومائية تنتج ما معدله 24 وحدة من الطاقة الكهرومائية.

502 مليون كيلوواط. ساعة كهرباء . تم تطوير وحدة كبسولة المد والجزر لهذه المحطة، مما يسمح بثلاثة أوضاع تشغيل مباشرة وثلاثة أوضاع تشغيل عكسية: كمولد، كمضخة وكقناة، مما يضمن التشغيل الفعال لـ TPP. وفقا للخبراء، فإن PES Rance له ما يبرره اقتصاديا. تكاليف التشغيل السنوية أقل من تكاليف محطات الطاقة الكهرومائية وتصل إلى 4٪ من الاستثمارات الرأسمالية.

تم طرح فكرة توليد الكهرباء من أمواج البحر في عام 1935 من قبل العالم السوفيتي كيه إي تسيولكوفسكي.

يعتمد تشغيل محطات الطاقة الموجية على تأثير الموجات على الأجسام العاملة المصنوعة على شكل عوامات، بندولات، شفرات، قذائف، إلخ. يتم تحويل الطاقة الميكانيكية لحركاتهم إلى طاقة كهربائية باستخدام المولدات الكهربائية.

تُستخدم حاليًا منشآت طاقة الأمواج لتشغيل العوامات المستقلة والمنارات والأدوات العلمية. على طول الطريق، يمكن استخدام محطات الأمواج الكبيرة لحماية الأمواج لمنصات الحفر البحرية، والطرق المفتوحة، ومزارع تربية الأحياء البحرية. بدأ الاستخدام الصناعي لطاقة الأمواج. في جميع أنحاء العالم، يتم تشغيل حوالي 400 منارة وعوامة ملاحية بواسطة منشآت الأمواج. وفي الهند، تعمل المنارة العائمة لميناء مدراس بطاقة الأمواج. منذ عام 1985، تعمل أول محطة موجات صناعية في العالم بقدرة 850 كيلووات في النرويج.

يتم تحديد إنشاء محطات توليد الطاقة الموجية من خلال الاختيار الأمثل لمنطقة مياه المحيط مع إمدادات مستقرة من طاقة الأمواج، والتصميم الفعال للمحطة، والذي يتضمن أجهزة مدمجة لتنعيم نظام الأمواج غير المستوية. ويعتقد أن محطات الموجات يمكن أن تعمل بفعالية باستخدام طاقة تبلغ حوالي 80 كيلووات/م. وقد أظهرت تجربة تشغيل المنشآت الحالية أن الكهرباء التي تولدها لا تزال أكثر تكلفة بمقدار 2-3 مرات من تلك التقليدية، ولكن من المتوقع في المستقبل انخفاض كبير في تكلفتها.

في المنشآت الموجية ذات المحولات الهوائية، تحت تأثير الأمواج، يغير تدفق الهواء اتجاهه بشكل دوري إلى الاتجاه المعاكس. في هذه الظروف، تم تطوير توربينات ويلز، التي يكون للدوار تأثير تصحيحي، حيث يحافظ على اتجاه دورانه دون تغيير عند تغيير اتجاه تدفق الهواء؛ وبالتالي، يتم الحفاظ على اتجاه دوران المولد أيضًا دون تغيير. لقد وجد التوربين تطبيقًا واسعًا في محطات توليد الطاقة الموجية المختلفة.

تم بناء محطة توليد الطاقة الموجية "Kaimei" ("Sea Light") - أقوى محطة طاقة عاملة بمحولات هوائية - في اليابان عام 1976. وتستخدم أمواجًا يصل ارتفاعها إلى 6 - 10 أمتار، وعلى بارجة بطول 80 مترًا و12 عرض م، ارتفاع 7 م في القوس، 2.3 م في المؤخرة، مع إزاحة 500 طن، تم تركيب 22 غرفة هوائية، مفتوحة في الأسفل؛ يعمل كل زوج من الغرف على تشغيل توربين ويلز واحد. الطاقة الإجمالية للتركيب هي 1000 كيلو واط. تم إجراء الاختبارات الأولى في 1978 - 1979. بالقرب من مدينة تسوروكا. وتم نقل الطاقة إلى الشاطئ عبر كابل تحت الماء يبلغ طوله حوالي 3 كيلومترات،

في عام 1985، تم بناء محطة أمواج صناعية مكونة من منشأتين في النرويج، على بعد 46 كم شمال غرب مدينة بيرغن. تم التثبيت الأول في جزيرة Toftestallen على مبدأ هوائي. كانت عبارة عن غرفة من الخرسانة المسلحة مدفونة في الصخر. تم تركيب برج فولاذي فوقه بارتفاع 12.3 ملم وقطر 3.6 م، أحدثت الموجات التي تدخل الغرفة تغيراً في حجم الهواء. أدى التدفق الناتج من خلال نظام الصمام إلى تدوير التوربين والمولد المرتبط به بقدرة 500 كيلووات، وكان الإنتاج السنوي 1.2 مليون كيلووات في الساعة. دمرت عاصفة شتوية نهاية عام 1988 برج المحطة. يجري حالياً تطوير مشروع برج خرساني مسلح جديد.

ويتكون تصميم التركيب الثاني من قناة مخروطية الشكل في وادٍ يبلغ طولها حوالي 170 مترًا مع جدران خرسانية يبلغ ارتفاعها 15 مترًا وعرضها 55 مترًا عند القاعدة، تدخل في خزان بين الجزر، تفصله عن البحر سدود، وميناء. سد مع محطة للطاقة. الأمواج التي تمر عبر قناة ضيقة يزيد ارتفاعها من 1.1 إلى 15 مترًا وتتدفق إلى خزان مساحته 5500 متر مربع. م، ويبلغ مستواها 3 م فوق مستوى سطح البحر. ومن الخزان، تمر المياه عبر توربينات هيدروليكية منخفضة الضغط بقوة 350 كيلوواط. وتنتج المحطة سنوياً ما يصل إلى 2 مليون كيلوواط. ح من الكهرباء.

في المملكة المتحدة، يجري تطوير تصميم أصلي لمحطة طاقة موجية من نوع "البطلينوس"، حيث يتم استخدام الأصداف الناعمة كأجسام عاملة - غرف تحتوي على هواء تحت ضغط أكبر قليلاً من الضغط الجوي. عندما تتدحرج الأمواج، يتم ضغط الغرف، مما يشكل تدفق هواء مغلقًا من الغرف إلى إطار التثبيت والظهر. يتم تركيب توربينات هواء الآبار المزودة بمولدات كهربائية على طول مسار التدفق.

ويجري حالياً إنشاء تركيب عائم تجريبي مكون من 6 غرف مثبتة على إطار بطول 120 متراً وارتفاع 8 أمتار، وتبلغ الطاقة المتوقعة 500 كيلوواط. أظهرت التطورات الإضافية أن التأثير الأكبر يتم تحقيقه من خلال وضع الكاميرات في دائرة. وفي اسكتلندا، في بحيرة لوخ نيس، تم اختبار تركيب يتكون من 12 غرفة و8 توربينات مثبتة على إطار يبلغ قطره 60 مترًا وارتفاعه 7 أمتار، وتصل القوة النظرية لمثل هذا التثبيت إلى 1200 كيلووات.

تم تسجيل براءة اختراع تصميم الطوافة الموجية لأول مرة في أراضي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق في عام 1926. وفي عام 1978، تم اختبار النماذج التجريبية لمحطات توليد الطاقة في المحيطات بناءً على حل مماثل في المملكة المتحدة. تتكون طوف موجة Kokkerel من أقسام مفصلية، يتم نقل حركتها بالنسبة لبعضها البعض إلى مضخات بمولدات كهربائية. يتم تثبيت الهيكل بأكمله في مكانه بواسطة المراسي. يمكن لطوف موجة Kokkerel المكون من ثلاثة أقسام، بطول 100 متر وعرض 50 مترًا وارتفاع 10 أمتار، أن يوفر طاقة تصل إلى 2 ألف كيلووات.

في أراضي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق، تم اختبار نموذج الطوافة الموجية في السبعينيات. عند البحر الأسود. كان طوله 12 مترًا وعرض العوامات 0.4 مترًا وعلى الأمواج التي يبلغ ارتفاعها 0.5 مترًا وطولها 10-15 مترًا ، طور التثبيت قوة 150 كيلووات.

المشروع، المعروف باسم بطة سالتر، هو عبارة عن محول للطاقة الموجية. هيكل العمل عبارة عن عوامة ("بطة")، ويتم حساب شكلها وفقًا لقوانين الديناميكا المائية. يوفر المشروع تركيب عدد كبير من العوامات الكبيرة المثبتة بشكل متسلسل على عمود مشترك. تحت تأثير الأمواج، تبدأ العوامات في التحرك والعودة إلى وضعها الأصلي بقوة وزنها. في هذه الحالة، يتم تنشيط المضخات داخل عمود مملوء بالمياه المعدة خصيصًا. من خلال نظام الأنابيب بأقطار مختلفة، يتم إنشاء فرق الضغط، مما يؤدي إلى دفع التوربينات المثبتة بين العوامات والمرتفعة فوق سطح البحر. ويتم نقل الكهرباء المولدة عبر كابل تحت البحر. لتوزيع الأحمال بشكل أكثر كفاءة، يجب تثبيت 20-30 عوامة على العمود.

وفي عام 1978 تم اختبار نموذج تركيب بطول 50 متراً يتكون من 20 عوامة بقطر 1 متر وكانت الطاقة المولدة 10 كيلوواط.

تم تطوير مشروع لتركيب أقوى من 20 إلى 30 عوامة بقطر 15 مترًا مثبتة على عمود بطول 1200 مترًا وتبلغ الطاقة التقديرية للتركيب 45 ألف كيلووات.

يمكن للأنظمة المماثلة التي تم تركيبها قبالة الساحل الغربي للجزر البريطانية أن تلبي احتياجات المملكة المتحدة من الكهرباء.

إن استخدام طاقة الرياح له تاريخ طويل. نشأت فكرة تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية في نهاية القرن التاسع عشر.

في أراضي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق، تم بناء أول محطة لطاقة الرياح (WPP) بسعة 100 كيلوواط في عام 1931 بالقرب من مدينة يالطا في شبه جزيرة القرم. في ذلك الوقت كانت أكبر مزرعة رياح في العالم. ويبلغ متوسط ​​إنتاج المحطة السنوي 270 ميجاوات/ساعة. في عام 1942، تم تدمير المحطة من قبل النازيين.

خلال أزمة الطاقة في السبعينيات. وتزايد الاهتمام باستخدام الطاقة. بدأ تطوير مزارع الرياح لكل من المنطقة الساحلية والمحيطات المفتوحة. مزارع الرياح المحيطية قادرة على توليد طاقة أكبر من تلك الموجودة على الأرض، لأن الرياح فوق المحيط أقوى وأكثر ثباتًا.

يعتبر إنشاء مزارع الرياح منخفضة الطاقة (من مئات الوات إلى عشرات الكيلووات) لتزويد القرى الساحلية والمنارات ومحطات تحلية مياه البحر بالطاقة مربحًا بمتوسط ​​سرعة رياح سنوية تبلغ 3.5-4 م/ث. إن بناء مزارع الرياح عالية الطاقة (من مئات الكيلووات إلى مئات الميجاوات) لنقل الكهرباء إلى نظام الطاقة في البلاد له ما يبرره عندما يتجاوز متوسط ​​سرعة الرياح السنوية 5.5-6 م / ث. (إن الطاقة التي يمكن الحصول عليها من 1 متر مربع من المقطع العرضي لتدفق الهواء تتناسب طرديا مع سرعة الرياح للقوة الثالثة). وهكذا، يوجد في الدنمارك، إحدى الدول الرائدة في العالم في مجال طاقة الرياح، حوالي 2500 منشأة لطاقة الرياح بقدرة إجمالية تبلغ 200 ميجاوات.

على ساحل المحيط الهادئ للولايات المتحدة في ولاية كاليفورنيا، حيث لوحظت سرعة رياح تبلغ 13 م / ث أو أكثر لأكثر من 5 آلاف ساعة في السنة، تعمل بالفعل عدة آلاف من توربينات الرياح عالية الطاقة. تعمل مزارع الرياح ذات القدرات المختلفة في النرويج وهولندا والسويد وإيطاليا والصين وروسيا ودول أخرى.

نظرا لتغير سرعة الرياح واتجاهها، يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لإنشاء توربينات الرياح التي تعمل مع مصادر الطاقة الأخرى. من المفترض أن يتم استخدام طاقة مزارع الرياح المحيطية الكبيرة في إنتاج الهيدروجين من مياه المحيط أو في استخراج المعادن من قاع المحيط.

مرة أخرى في نهاية القرن التاسع عشر. استخدم F. Nansen محركًا كهربائيًا للرياح على متن السفينة "Fram" لتزويد المشاركين في الرحلة القطبية بالضوء والحرارة أثناء الانجراف في الجليد.

في الدنمارك، في شبه جزيرة جوتلاند في خليج إيبيلتوفت، تعمل ستة عشر مزرعة رياح بقدرة 55 كيلووات لكل منها ومزرعة رياح واحدة بسعة 100 كيلووات منذ عام 1985. ينتجون 2800-3000 ميجاوات ساعة سنويا.

هناك مشروع لإنشاء محطة كهرباء ساحلية تستخدم طاقة الرياح والأمواج في وقت واحد.

أقوى التيارات المحيطية هي مصدر محتمل للطاقة. يتيح المستوى الحالي للتكنولوجيا إمكانية استخراج طاقة التيارات بسرعات تدفق تزيد عن 1 م / ث. في هذه الحالة، تبلغ الطاقة من 1 متر مربع من المقطع العرضي للتدفق حوالي 1 كيلو واط. ويبدو من الواعد استخدام تيارات قوية مثل تيار الخليج وكوروشيو، اللذين يحملان على التوالي 83 و55 مليون متر مكعب من المياه بسرعة تصل إلى 2 م/ث، وتيار فلوريدا (30 مليون متر مكعب/ث، يسرعان إلى 1.8 م/ث).

بالنسبة لطاقة المحيطات، تعتبر التيارات في مضيق جبل طارق، والقناة الإنجليزية، ومضيق الكوريل ذات أهمية. ومع ذلك، فإن إنشاء محطات توليد الطاقة البحرية باستخدام طاقة التيارات لا يزال يرتبط بعدد من الصعوبات التقنية، في المقام الأول مع إنشاء محطات توليد الطاقة الكبيرة التي تشكل تهديدا للشحن البحري.

ويتوخى برنامج كوريوليس تركيب 242 توربينا ذات مروحتين بقطر 168 مترا، تدور في اتجاهين متعاكسين، في مضيق فلوريدا، على بعد 30 كيلومترا شرق مدينة ميامي. يتم وضع زوج من الدفاعات داخل غرفة مجوفة من الألومنيوم توفر الطفو للتوربين. لزيادة الكفاءة، من المفترض أن تكون شفرات العجلات مرنة للغاية. سيتم توجيه نظام كوريوليس بأكمله، الذي يبلغ طوله الإجمالي 60 كم، على طول التدفق الرئيسي؛ ويبلغ عرضه مع توربينات مرتبة في 22 صفًا يتكون كل منها من 11 توربينًا 30 كيلومترًا. ومن المفترض أن يتم سحب الوحدات إلى موقع التركيب ودفنها على عمق 30 مترًا حتى لا تتداخل مع الملاحة.

وستكون الطاقة الصافية لكل توربين، مع الأخذ في الاعتبار تكاليف التشغيل والخسائر أثناء النقل إلى الشاطئ، 43 ميجاوات، وهو ما يلبي احتياجات ولاية فلوريدا (الولايات المتحدة الأمريكية) بنسبة 10٪.

تم اختبار النموذج الأولي لمثل هذه التوربينات التي يبلغ قطرها 1.5 متر في مضيق فلوريدا.

كما تم تطوير تصميم لتوربين بمروحة يبلغ قطرها 12 مترًا وقدرتها 400 كيلووات.

تحتوي المياه المالحة في المحيطات والبحار على احتياطيات هائلة من الطاقة غير مستغلة، والتي يمكن تحويلها بكفاءة إلى أشكال أخرى من الطاقة في المناطق ذات التدرجات الكبيرة في الملوحة، مثل مصبات أكبر الأنهار في العالم، مثل الأمازون، وبارانا. والكونغو وما إلى ذلك. وينشأ الضغط الأسموزي عندما تختلط مياه الأنهار العذبة بمياه مالحة، ويتناسب مع الفرق في تركيزات الملح في هذه المياه. في المتوسط، يبلغ هذا الضغط 24 ضغط جوي، وعند التقاء نهر الأردن بالبحر الميت يبلغ 500 ضغط جوي. ويقترح أيضًا استخدام القباب الملحية المدمجة في سماكة قاع المحيط كمصدر للطاقة الأسموزي. أظهرت الحسابات أنه باستخدام الطاقة التي يتم الحصول عليها عن طريق إذابة ملح قبة الملح ذات الاحتياطي المتوسط ​​من النفط، من الممكن الحصول على طاقة لا تقل عن استخدام الزيت الموجود فيها. 24

والعمل على تحويل الطاقة "المالحة" إلى طاقة كهربائية هو في مرحلة المشاريع والمحطات التجريبية. ومن بين الخيارات المقترحة، تعتبر الأجهزة التناضحية المائية ذات الأغشية شبه المنفذة ذات أهمية. أنها تمتص المذيب من خلال الغشاء في المحلول. المياه العذبة - مياه البحر أو مياه البحر - تستخدم المياه المالحة كمذيبات ومحاليل. يتم الحصول على الأخير عن طريق إذابة رواسب قبة الملح.

في الغرفة التناضحية المائية، يتم خلط المحلول الملحي من قبة الملح مع مياه البحر. من هنا، يتم توفير المياه التي تمر عبر غشاء شبه منفذ تحت الضغط إلى توربين متصل بمولد كهربائي.

توجد محطة للطاقة الكهرومائية تحت الماء على عمق أكثر من 100 متر، ويتم توفير المياه العذبة للتوربينات الهيدروليكية من خلال خط أنابيب. وبعد التوربينة يتم ضخها إلى البحر بواسطة مضخات تناضحية على شكل كتل من أغشية شبه نفاذة، ويتم إزالة مياه النهر المتبقية مع الشوائب والأملاح الذائبة بواسطة مضخة التنظيف.

تحتوي الكتلة الحيوية للطحالب الموجودة في المحيط على كمية هائلة من الطاقة. ومن المخطط استخدام كل من الطحالب الساحلية والعوالق النباتية للمعالجة وتحويلها إلى وقود. طرق المعالجة الرئيسية التي يتم أخذها في الاعتبار هي تخمير كربوهيدرات الطحالب إلى كحولات وتخمير كميات كبيرة من الطحالب دون وصول الهواء لإنتاج الميثان. ويجري أيضًا تطوير تكنولوجيا معالجة العوالق النباتية لإنتاج الوقود السائل. ومن المفترض أن يتم دمج هذه التكنولوجيا مع تشغيل محطات الطاقة الحرارية في المحيطات. ستزود المياه العميقة الساخنة عملية تكاثر العوالق النباتية بالحرارة والمواد المغذية.

ويثبت مشروع مجمع الطاقة الشمسية الحيوية إمكانية الزراعة المستمرة لطحالب شلوريلا الدقيقة في حاويات خاصة تطفو على سطح خزان مفتوح. يشتمل المجمع على نظام حاويات عائمة متصلة بواسطة خطوط أنابيب مرنة على الشاطئ أو منصة بحرية ومعدات لمعالجة الطحالب. الحاويات التي تعمل كمزارعات هي عبارة عن عوامات خلوية مسطحة مصنوعة من البولي إيثيلين المقوى، مفتوحة من الأعلى للسماح بالوصول إلى الهواء وأشعة الشمس. وهي متصلة بواسطة خطوط الأنابيب بخزان الترسيب والمجدد. يتم ضخ جزء من المنتج المخصص للتوليف في خزان الترسيب، ويتم توفير العناصر الغذائية - بقايا المعالجة اللاهوائية في الهاضم - إلى حاويات من جهاز التجديد. يحتوي الغاز الحيوي المنتج فيه على غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون.

كما يتم تقديم مشاريع غريبة تمامًا. ويرى أحدهم، على سبيل المثال، إمكانية تركيب محطة توليد الكهرباء مباشرة على جبل جليدي. ويمكن الحصول على البرودة اللازمة لتشغيل المحطة من الجليد، وتستخدم الطاقة الناتجة في نقل كتلة عملاقة من المياه العذبة المجمدة إلى أماكن في الكرة الأرضية لا يتوافر فيها سوى القليل جداً، على سبيل المثال، إلى دول الشرق الأوسط. شرق.

ويقترح علماء آخرون استخدام الطاقة الناتجة لتنظيم المزارع البحرية التي تنتج الغذاء. تتحول أبحاث العلماء باستمرار إلى مصدر لا ينضب للطاقة - المحيط.

خاتمة

الاستنتاجات الرئيسية من العمل:

1. يمكن تقسيم تلوث المحيط العالمي (وكذلك الغلاف المائي بشكل عام) إلى الأنواع التالية:

يؤدي التلوث بالزيت والمنتجات البترولية إلى ظهور البقع الزيتية مما يعيق عمليات التمثيل الضوئي في الماء بسبب توقف الوصول إلى أشعة الشمس، كما يتسبب في موت النباتات والحيوانات. كل طن من الزيت يخلق طبقة زيتية على مساحة تصل إلى 12 متر مربع. كم. تستغرق استعادة النظم البيئية المتضررة من 10 إلى 15 عامًا.

يؤدي التلوث بالمياه العادمة نتيجة الإنتاج الصناعي، والأسمدة المعدنية والعضوية نتيجة الإنتاج الزراعي، وكذلك مياه الصرف الصحي البلدية إلى إثراء المسطحات المائية.

التلوث بأيونات المعادن الثقيلة يعطل حياة الكائنات المائية والبشر.

يؤدي المطر الحمضي إلى تحمض المسطحات المائية وموت النظم البيئية.

يرتبط التلوث الإشعاعي بتصريف النفايات المشعة في المسطحات المائية.

ويتسبب التلوث الحراري في تصريف المياه الساخنة من محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية إلى المسطحات المائية، مما يؤدي إلى تطور كبير للطحالب الخضراء المزرقة أو ما يسمى بزهر الماء، وانخفاض كمية الأكسجين ويؤثر سلبا على البيئة. النباتات والحيوانات في المسطحات المائية.

يزيد التلوث الميكانيكي من محتوى الشوائب الميكانيكية.

يرتبط التلوث البكتيري والبيولوجي بمختلف الكائنات المسببة للأمراض والفطريات والطحالب.

2. إن أهم مصدر لتلوث المحيطات العالمية هو التلوث النفطي، وبالتالي فإن مناطق التلوث الرئيسية هي المناطق المنتجة للنفط. أصبح إنتاج النفط والغاز في المحيط العالمي أهم عنصر في مجمع النفط والغاز. وقد تم حفر حوالي 2500 بئر في العالم، منها 800 في الولايات المتحدة الأمريكية، و540 في جنوب شرق آسيا، و400 في بحر الشمال، و150 في الخليج العربي. وقد تم حفر هذه الآبار على أعماق تصل إلى 900 متر، إلا أن التلوث النفطي ممكن أيضًا في أماكن عشوائية - في حالة وقوع حوادث ناقلات.

منطقة أخرى من مناطق التلوث هي أوروبا الغربية، حيث يحدث التلوث بشكل رئيسي من النفايات الكيميائية. قامت دول الاتحاد الأوروبي بإلقاء الأحماض السامة في بحر الشمال، وخاصة حمض الكبريتيك بنسبة 18-20%، والمعادن الثقيلة مع التربة وحمأة الصرف الصحي التي تحتوي على الزرنيخ والزئبق، بالإضافة إلى الهيدروكربونات، بما في ذلك الديوكسين. توجد في بحر البلطيق والبحر الأبيض المتوسط ​​مناطق ملوثة بالزئبق والمواد المسرطنة ومركبات المعادن الثقيلة. تم العثور على التلوث بمركبات الزئبق في منطقة جنوب اليابان (جزيرة كيوشو).

في البحار الشمالية للشرق الأقصى، يسود التلوث الإشعاعي. في عام 1959، أغرقت البحرية الأمريكية مفاعلًا نوويًا فاشلًا من غواصة نووية على بعد 120 ميلًا من ساحل المحيط الأطلسي الأمريكي. لقد تطور الوضع الأكثر صعوبة في بحر بارنتس وكارا حول موقع التجارب النووية في نوفايا زيمليا. هناك، بالإضافة إلى عدد لا يحصى من الحاويات، غرق 17 مفاعلا، بما في ذلك تلك التي تعمل بالوقود النووي، والعديد من الغواصات النووية المتضررة، فضلا عن المقصورة المركزية لكاسحة الجليد لينين التي تعمل بالطاقة النووية مع ثلاثة مفاعلات تالفة. وقام أسطول المحيط الهادئ لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بدفن النفايات النووية (بما في ذلك 18 مفاعلا) في بحر اليابان وأوكوتسك، في 10 أماكن قبالة سواحل سخالين وفلاديفوستوك. قامت الولايات المتحدة الأمريكية واليابان بإلقاء نفايات محطات الطاقة النووية في بحر اليابان وبحر أوخوتسك والمحيط المتجمد الشمالي.

قام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بتصريف النفايات المشعة السائلة في بحار الشرق الأقصى من عام 1966 إلى عام 1991 (بشكل رئيسي بالقرب من الجزء الجنوبي الشرقي من كامتشاتكا وفي بحر اليابان). يقوم الأسطول الشمالي بإلقاء 10 آلاف متر مكعب في الماء سنويًا. م من النفايات المشعة السائلة.

في بعض الحالات، وعلى الرغم من الإنجازات الهائلة التي حققها العلم الحديث، فإنه من المستحيل حاليًا القضاء على أنواع معينة من التلوث الكيميائي والإشعاعي.

تستخدم الطرق التالية لتنقية مياه المحيط العالمي من النفط: توطين المنطقة (باستخدام الحواجز العائمة - أذرع التطويل)، والحرق في المناطق المحلية، والإزالة باستخدام الرمال المعالجة بتركيبة خاصة؛ ونتيجة لذلك يلتصق الزيت بحبيبات الرمل ويغوص إلى القاع، ويتم امتصاص الزيت عن طريق القش ونشارة الخشب والمستحلبات والمشتتات، بمساعدة الجبس عقار “DN-75” الذي ينظف سطح البحر من التلوث النفطي في بضع دقائق، عدد من الطرق البيولوجية، استخدام الكائنات الحية الدقيقة القادرة على تحلل الهيدروكربونات وصولا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، واستخدام السفن الخاصة المجهزة بمنشآت لجمع النفط من سطح البحر.

كما تم تطوير طرق لمعالجة مياه الصرف الصحي، باعتبارها ملوثًا مهمًا آخر للغلاف المائي. معالجة مياه الصرف الصحي هي معالجة مياه الصرف الصحي لتدميرها أو إزالة المواد الضارة منها. يمكن تقسيم طرق التنظيف إلى ميكانيكية وكيميائية وفيزيائية وبيولوجية. جوهر طريقة المعالجة الميكانيكية هو إزالة الشوائب الموجودة من مياه الصرف الصحي عن طريق الترسيب والترشيح. تتضمن الطريقة الكيميائية إضافة كواشف كيميائية مختلفة إلى مياه الصرف الصحي، والتي تتفاعل مع الملوثات وترسبها على شكل رواسب غير قابلة للذوبان. من خلال طريقة المعالجة الفيزيائية والكيميائية، تتم إزالة الشوائب غير العضوية المتناثرة والمذابة جيدًا من مياه الصرف الصحي ويتم تدمير المواد العضوية وسيئة الأكسدة.

قائمة الأدب المستخدم

اتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار. مع فهرس الموضوع والوثيقة الختامية لمؤتمر الأمم المتحدة الثالث لقانون البحار. الأمم المتحدة. نيويورك، 1984، 316 ص.

النص الموحد لاتفاقية SOLAS 74. سانت بطرسبرغ: TsNIIMF، 1993، 757 ص.

الاتفاقية الدولية للتدريب وإصدار الشهادات والخفارة للبحارة، 2008 (STCW -78)، المعدلة من قبل مؤتمر 1995. سانت بطرسبورغ: TsNIIMF، 1996، 551 ص.

الاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، 2003: بصيغتها المعدلة ببروتوكولها لعام 2008. ماربول-73\78. الكتاب الأول (الاتفاقية والبروتوكولات الملحقة بها والملاحق والإضافات). سانت بطرسبرغ: TsNIIMF، 1994، 313 ص.

الاتفاقية الدولية لمنع التلوث الناجم عن السفن، 2003: بصيغتها المعدلة ببروتوكولها لعام 2008. ماربول-73/78. الكتاب الثاني (تفسيرات قواعد ملاحق الاتفاقية والمبادئ التوجيهية والأدلة لتلبية متطلبات الاتفاقية). سانت بطرسبرغ: TsNIIMF، 1995، 670 ص.

مذكرة تفاهم باريس بشأن مراقبة دولة الميناء. م: مورتيكينفورمريكلاما، 1998، 78 ص.

مجموعة قرارات المنظمة البحرية الدولية المتعلقة بالنظام العالمي للاستغاثة والسلامة البحرية (GMDSS). سانت بطرسبرغ: TsNIIMF، 1993، 249 ص.

التشريع البحري للاتحاد الروسي. احجز واحدا. رقم 9055.1. المديرية الرئيسية للملاحة وعلم المحيطات بوزارة الدفاع في الاتحاد الروسي. س.-Pb.: 1994، 331 ص.

التشريع البحري للاتحاد الروسي. الكتاب الثاني. رقم 9055.2. المديرية الرئيسية للملاحة وعلم المحيطات بوزارة الدفاع في الاتحاد الروسي. س.-Pb.: 1994، 211 ص.

مجموعة من المواد التنظيمية والإدارية وغيرها من المواد المتعلقة بسلامة الملاحة. م: V/O "Mortekhinformreklama"، 1984.

حماية مياه الصرف الصناعي والتخلص من الحمأة تحرير سوكولوف ف.ن. موسكو: سترويزدات، 2002 – 210 ص.

ألفيروفا أ.أ.، نيتشايف أ.ب. أنظمة إدارة المياه ذات الحلقة المغلقة للمؤسسات الصناعية والمجمعات والمناطق موسكو: Stroyizdat، 2000 – 238 ص.

Bespamyatnov G.P.، ​​كروتوف يو.أ. التركيزات القصوى المسموح بها للمواد الكيميائية في البيئة لينينغراد: خيميا، 1987 – 320 ص.

Boytsov F. S.، Ivanov G. G.: Makovsky A. L. القانون البحري. م: النقل، 2003 – 256 ص.

جروموف إف إن جورشكوف إس جي. الرجل والمحيط. سانت بطرسبرغ: VMF، 2004 – 288 ص.

ديمينا تي إيه، البيئة، الإدارة البيئية، حماية البيئة موسكو، Aspect Press، 1995 – 328 ص.

جوكوف إيه آي، مونجيت آي إل، رودزيلر آي دي، طرق معالجة مياه الصرف الصناعي. - موسكو : الكيمياء 1999 – 250 ص.

كالينكين ج.ف. وضع البحر. م: الأدب القانوني، 2001، 192 ص.

Kondratyev K. Ya المشاكل الرئيسية للبيئة العالمية م: 1994 – 356 ص.

كولودكين آل المحيط العالمي. النظام القانوني الدولي المشاكل الرئيسية. م.: العلاقات الدولية، 2003، ص232.

كورماك د. مكافحة تلوث البحر بالنفط والمواد الكيميائية / Transl. من الانجليزية – موسكو: النقل، 1989 – 400 ص.

نوفيكوف يو في، البيئة والبيئة والناس موسكو: FAIR PRESS، 2003 - 432 ص.

بيتروف ك.م.، البيئة العامة: تفاعل المجتمع والطبيعة. سانت بطرسبورغ: خيميا، 1998 – 346 ص.

روديونوفا آي. المشاكل العالمية للإنسانية. م: JSC Aspect.Press، 2003 – 288 ص.

سيرجيف إي إم، كوف. G. L. الاستخدام الرشيد وحماية البيئة للمدن م: المدرسة العليا، 1995 - 356 ص.

ستيبانوف في إن طبيعة المحيط العالمي. م: 1982 – 272 ص.

ستيبانوف ف.ن. المحيط العالمي. م: المعرفة، 1974 – 96 ص.

هاكابا ك. التلوث البحري والقانون الدولي. م: التقدم، 1986، 423 ص.

خوتونتسيف يو إل، الإنسان، التكنولوجيا، البيئة. موسكو: العالم المستدام، 2001 – 200 ص.

Tsarev V.F.: Koroleva N.D. النظام القانوني الدولي للشحن في أعالي البحار. م: النقل، 1988، 102 ص.

طلب

الجدول 1.

المناطق الرئيسية لتلوث المحيط العالمي بالنفط والمنتجات النفطية

الجدول 2

المناطق الرئيسية للتلوث الكيميائي في المحيط العالمي

منطقة	طبيعة التلوث
بحر الشمال (عبر أنهار الراين، ميوز، إلبه)	خامس أكسيد الزرنيخ، الديوكسين، الفوسفات، المركبات المسرطنة، مركبات المعادن الثقيلة، نفايات الصرف الصحي
بحر البلطيق (ساحل بولندا)	الزئبق ومركبات الزئبق
البحر الأيرلندي	غاز الخردل والكلور
بحر اليابان (منطقة جزيرة كيوشو)	الزئبق ومركبات الزئبق
البحر الأدرياتيكي (عبر نهر بو) والبحر الأبيض المتوسط	النترات والفوسفات والمعادن الثقيلة
الشرق الأقصى	المواد السامة (الأسلحة الكيميائية)

الجدول 3

المناطق الرئيسية للتلوث الإشعاعي في المحيط العالمي

الجدول 4

وصف موجز لأنواع أخرى من تلوث المحيطات العالمية

1 القانون البحري الدولي. مندوب. إد. بليششينكو آي.بي.، جامعة الصداقة بين الشعوب، 1998 – ص.251

2 مولودتسوف إس في القانون البحري الدولي. م. العلاقات الدولية، 1997 – ص115

3 لازاريف م. القضايا النظرية للقانون البحري الدولي الحديث. م.، ناوكا، 1993 – ص. 110- لوباتين إم إل. المضائق والقنوات الدولية: قضايا قانونية. م. العلاقات الدولية، 1995 – ص 130

4 تساريف ف. الطبيعة القانونية للمنطقة الاقتصادية والجرف القاري بموجب اتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار لعام 1982 وبعض جوانب النظام القانوني للبحث العلمي البحري في هذه المساحات. في المجلة: الكتاب السنوي السوفيتي للقانون البحري. م.، 1985، ص. 28-38.

5 Tsarev V.F.: Koroleva N.D. النظام القانوني الدولي للشحن في أعالي البحار. م: النقل، 1988 – ص 88؛ ألفيروفا أ.أ.، نيتشايف أ.ب. شبكات المياه المغلقة للمؤسسات الصناعية والمجمعات والمناطق. م: سترويزدات، 2000 – ص127

6 هاكابا ك. التلوث البحري والقانون الدولي. م.: التقدم، 1986 – ص 221

تلوث المياه عالم محيط: - تأثير...

تلوث عالم محيط. تنظيف المصارف

ملخص الدرس >> علم البيئة

إلخ. بدني تلوثيتجلى في الإشعاعية والحرارية تلوث عالم محيط. دفن السوائل والزيوت تستقر في القاع. مشكلةحماية المياه الجوفية والسطحية هي أولا وقبل كل شيء مشكلةتوفير المياه العذبة المناسبة...

مشاكلأمان عالم محيط

الملخص >> علم البيئة

آثار النشاط البشري النشط. مشكلةمتعلق ب تلوثماء عالم محيط‎من أهم المشاكل... اللوائح الوطنية والدولية للوقاية تلوث عالم محيط. الدول مكلفة بتنفيذ قراراتها..

تلوث عالم محيطالنفايات المشعة

اختبار >> علم البيئة

بالإيجاب وبدون أي تردد. مشكلةمتعلق ب تلوثماء عالم محيط، من أهم... مدى خطورة المادة المشعة تلوث عالم محيطوإيجاد طرق لحل هذا مشاكل. واحدة من العالمية...