Проблемы мирового океана

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………..….3    

1.Основные сведения о мировом океане. Его структура и особенности…..….4

2.Экологические проблемы  мирового океана …………………………….…...7

2.1. Нефть и нефтепродукты…………………………………………………..…7

2. 2Пестициды …………………………………………………………………....8

2. 3 Синтетические поверхностно  – активные вещества ……………….……...9

2.4Соединение с канцерогенными  свойствами ………………………….….….9

2.5 Тяжёлые металлы ………………………………………………………...…10

2.6 Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг)……………….…..10

2.7 Тепловое загрязнение ……………………………………………………….11

3 Охрана  морей  и  океанов…………………………………………...………..12

Заключение………………………………………………………………………14

Список использованной литературы………………………………………….15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Вода занимает особое положение  среди природных богатств Земли. Водная среда, которая включает поверхностные  и подземные воды называется гидросферой. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане, содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. кв. км. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши – территории, занимающей 149 млн. кв. км. Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной 3000 м.

Вода в океане (94%) и  под землей – соленая. Количество пресной воды составляет 6% от общего объема воды на Земле, причем очень  малая ее доля (всего 0,36%) имеется  в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах, пресноводных айсбергах и ледниках (1,7%), находящихся в основном в районах южного полярного круга, а также глубоко под землей (4%). Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3-47 тыс. куб. км. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. куб. км.

В настоящее время человечество использует 3,8 тыс. куб. км. воды ежегодно, причем можно увеличить потребление максимум до 12 тыс. куб. км. При нынешних темпах роста потребления воды этого хватит на ближайшие 25–30 лет. Выкачивание грунтовых вод приводит к оседанию почвы и зданий (в Мехико и Бангкоке) и понижению уровней подземных вод на десятки метров (в Маниле).

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского  хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Дефицит пресной воды уже  сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют ученых всех стран мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Основные сведения о мировом океане. Его структура и особенности

 

Вода на Земле образует геологическую оболочку, называемую гидросферой. Гидросфера объединяет все  свободные воды Земли, то есть не связанные  физически и химически с минералами земной коры, которые могут передвигаться  под влиянием солнечной энергии  и сил гравитации, переходить из одного агрегатного состояния в  другое.

Водные пространства – акватории занимают значительно большую часть поверхности земного шара по сравнению с сушей. По современным данным, акватория Мирового океана составляет 70,8% , а на долю суши приходится 29,2% поверхности Земли. Однако последняя включает около 3% площади, занятой внутриматериковыми водами (реки и озера), примерно 11% площади занято твердой водой-льдом (ледники в горах) , на полярных островах (Антарктида и Гренландия) и около 4% занято болотами и заболоченными землями. Если бы Земля представляла собой идеально ровный шар без впадин и гор, ее покрыл бы океан глубиной в 4000 метров.

Воды океана всех рек и  озер составляют менее 5% от массы воды океана. Вся атмосфера, вся атмосфера, если бы ее можно было сжать до плотности  воды, покрыла бы планету 10- метровым слоем. Океан – колыбель жизни на Земле и обитель половины существующих ныне типов организмов. Чтобы уравновесить чаши весов, на которых лежала вся океаническая рыба, на другую чашу мы должны были бы положить гирю в 1 млрд. т.

Водная оболочка Земли  называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники  и т. д. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина – 3554м, вес 0,022 % веса планеты, площадь – 1350 млн. кв. км –океаны, 35 млн. кв. км пресные воды.

Химические свойства:

1.Соленость воды – содержание растворенных сульфатов, хлоридов, карбонатов. В океане 35 г/л солей. Черное море – 19 г/л.

Пресноводные виды не могут  обитать в морях, а морские  – в реках. Однако, такие рыбы, как лосось, сельдь всю жизнь проводят в море, а для нереста поднимаются в реки.

2. Количество растворенного  О и СО . О – для дыхания.

3. Кислая, нейтральная, щелочная  среда. [таблица 1.2]

Все обитатели приспособились к определенным кислотно–щелочным условиям. Их изменение в результате загрязнения может привести к гибели организмов.

Океан поистине неисчерпаемый  источник полезных ископаемых. Нефть, благородные металлы, редкоземельные элементы хранят океанские недра  и океанские воды. Запас только железомарганцевых конкреций, устилающих в некоторых местах дно одного лишь Тихого океана, достигает 1,5 млрд. т. Кроме 71 млрд. т марганца (в 300 раз  больше, чем из всех вместе взятых месторождений суши), при разумной эксплуатации из них можно извлечь более 2 млрд. т. никеля, 1 млрд. т кобальта,1,2 млрд. т меди. Значительный энергетический потенциал заключен в океанических волнах, приливах, термальных градиентах, морских течениях. Дно океана дает около четверти суммарной мировой добычи нефти. Предполагается, что к 2000 году морская добыча нефти повысится еще на 50%. По оценкам специалистов, морские ресурсы магнетита, ильменита, рутила, олова, золота, платины и других элементов не сопоставимы с их запасами на суше. В железо – марганцевых конкрециях содержится около 30 элементов таблицы Менделеева. Океан обеспечивает 90% мировой добычи брома, 60% магния, 30% поваренной соли, большую часть алмазов.

Океан служит одним из важнейших  источников пищевых ресурсов для  человечества, поставляя 25% белков животного  происхождения. Велико его транспортное значение – более 75% мирового грузооборота приходится на его долю. Океан в значительной мере влияет на процесс климатообразования, на поддержание в состоянии равновесия основных частей атмосферы. Океан потенциальный источник сырья для термоядерных энергостанций будущего.

Площадь Мирового Океана равна 361,3 млн.км., средняя глубина – 3790 м. Из-за большой солености эти запасы воды практически мало используются для практических нужд.

Наибольшие запасы пресных  вод сосредоточены в природных  льдах. Масса полярных и горных ледников составляет 24 млн. м, грунтовый лед (многолетняя  мерзлота) – 200 тыс. км, Около 35 тыс. км морского льда и айсбергов входят в объем воды океана, а 1,6 тыс. км. атмосферного льда – в объем паров атмосферы. Если весь лед равномерно распределить по поверхности земного шара, он покроет ее слоем 53 м. Если растопить эти массы льда, то уровень океана повысился бы на 64 м. [Приложение 1] При этом оказались бы затопленными 1,5 млн. км. плодородных, наиболее населенных прибрежных равнин, а площадь суши соответственно уменьшилась бы на 1%. Ледники занимают особое место в круговороте воды на Земле, так как они сохраняют влагу в твердом состоянии на много лет. В среднем снежинка, выпавшая на ледник, покоится в нем более 8 тыс. лет, прежде чем она вновь превратится в воду и попадет в активный круговорот воды

Основной ресурс Мирового океана – морская вода. Она содержит 75 химических элементов, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний. И хотя основной продукт морской воды всё ещё поваренная соль – 33 % от мировой добычи, но уже добываются магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро, запасы которых неуклонно истощаются, когда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн. В связи с развитием ядерной энергетики существуют неплохие перспективы для добычи урана и дейтерия из вод Мирового океана, тем более что запасы урановых руд на земле уменьшаются, а в Океане его 10 миллиардов тонн, дейтерий вообще практически неисчерпаем – на каждые 5000 атомов обычного водорода приходится один атом тяжелого.

Помимо выделения химических элементов морская вода может  быть использована для получения  необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много  промышленных методов опреснения: применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение. Но опреснение не единственная возможность получения пригодной для питья воды. Существуют донные источники, которые всё чаще обнаруживаются на континентальном шельфе, то есть в областях материковой отмели, прилегающей к берегам суши и имеющее одинаковое с ней геологическое строение. Один из таких источников, расположенный у берегов Франции – в Нормандии, дает такое количество воды, что его называют подземной рекой.

Минеральные ресурсы Мирового океана представлены не только морской  водой, но и тем, что «под водой». Недра океана, его дно богаты залежами полезных ископаемых. На континентальном шельфе находятся прибрежные россыпные месторождения – золото, платина; встречаются и драгоценные камни – рубины, алмазы, сапфиры, изумруды. Например, вблизи Намибии идут подводные разработки алмазного гравия уже с 1962 года. На шельфе и частично материковом склоне Океана расположены большие месторождения фосфоритов, которые можно использовать в качестве удобрений, причём запасов хватит на ближайшие несколько сот лет.

Главное богатство Мирового океана – это его биологические ресурсы (рыба, зоо- и фитопланктон и другие). Биомасса Океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а её общий объём оценивается в 35 миллиардов тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 миллиардов человек. Вылавливая ежегодно 85–90 миллионов тонн рыбы, на неё приходится 85 % от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20% своих потребностей в белках животного происхождения.

Океан, будучи кладовой разнообразнейших ресурсов, также является бесплатной и удобной дорогой, которая связывает удаленные друг от друга континенты и острова. Морской транспорт обеспечивает почти 80% перевозок между странами, служа развивающемуся мировому производству и обмену.

Мировой океан может служить  переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. В течение 3000 лет в результате круговорота воды в природе вся вода Мирового океана обновляется.

 

 

2Экологические  проблемы  мирового океана 

2.1Нефть и нефтепродукты

 

Нефть представляет собой  вязкую маслянистую жидкость, имеющую  темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

а)Парафины (алкены). (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

б) Циклопарафины. (30 - 60% от общего состава) насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

в)Ароматические углеводороды. (20 - 40% от общего состава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца ( бензол, толуол, ксилол) , затем бициклические ( нафталин) , полициклические ( пирон).

г)Олефины (алкены). (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь.

 Нефть и нефтепродукты  являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т. /год . Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности.

Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность  проникновения в воду света. Пропускание  света тонкими пленками сырой нефти составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм 0полностью полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.