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FUNDAMENTOS DE UNA VIDA SEGURA
El problema de la contaminación de los océanos. Conceptos básicos de una vida segura
Directorio / Conceptos básicos de una vida segura Petróleo y derivados del petróleo. El petróleo es un líquido aceitoso viscoso que es de color marrón oscuro y tiene baja fluorescencia. El petróleo se compone principalmente de hidrocarburos alifáticos e hidroaromáticos saturados. Los principales componentes del petróleo - hidrocarburos (hasta el 98%) - se dividen en 4 clases: Las parafinas (hasta el 90% de la composición total) son sustancias estables cuyas moléculas se expresan mediante una cadena lineal y ramificada de átomos de carbono. Las parafinas ligeras tienen máxima volatilidad y solubilidad en agua. Las cicloparafinas (30-60% de la composición total) son compuestos cíclicos saturados con 5-6 átomos de carbono en el anillo. Además del ciclopentano y el ciclohexano, en el aceite se encuentran compuestos bicíclicos y policíclicos de este grupo. Son muy estables y no biodegradables. Los hidrocarburos aromáticos (20-40% de la composición total) son compuestos cíclicos insaturados de la serie del benceno, que contienen 6 átomos de carbono en el anillo menos que las cicloparafinas. El aceite contiene compuestos volátiles con una molécula en forma de un solo anillo (benceno, tolueno, xileno), luego bicíclicos (naftaleno), policíclicos (pireno). Las olefinas (hasta el 10% de la composición total) son compuestos no cíclicos insaturados con uno o dos átomos de hidrógeno en cada átomo de carbono en una molécula de cadena lineal o ramificada. El petróleo y los derivados del petróleo son los contaminantes más comunes en los océanos. A principios de los años 80. Alrededor de 6 millones de toneladas de petróleo ingresan al océano anualmente, lo que representa el 0,23% de la producción mundial. Las mayores pérdidas de petróleo están asociadas a su transporte desde las áreas de producción. Emergencias, descarga de agua de lavado y de lastre por la borda de los buques cisterna, todo esto provoca la presencia de campos de contaminación permanentes a lo largo de las rutas marítimas. En 1962-1979 como resultado de accidentes, cerca de 2 millones de toneladas de petróleo ingresaron al medio marino. Durante los últimos 40 años, desde 1964, se han perforado alrededor de 2000 pozos en el Océano Mundial, de los cuales 1350 se han equipado solo en el Mar del Norte. 0,1 millones de toneladas de petróleo se pierden anualmente debido a fugas menores. Grandes masas de petróleo ingresan a los mares a lo largo de los ríos, con desagües domésticos y pluviales. El volumen de contaminación de esta fuente es de 2 millones de toneladas/año. Cada año se pierden 0,5 millones de toneladas de petróleo con efluentes industriales. Cuando entra en el medio marino, el petróleo primero se esparce en forma de película, formando capas de varios espesores. El color de la película puede determinar su espesor, y este valor permite determinar la cantidad de aceite en el agua (Tabla 1). La película de aceite cambia la composición del espectro y la intensidad de la penetración de la luz en el agua. La absorción de luz por películas delgadas de petróleo crudo es 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm). Una película con un espesor de 30-40 micrones absorbe completamente la radiación infrarroja. Cuando se mezcla con agua, el aceite forma una emulsión de dos tipos: directa (“aceite en agua”) e inversa (“agua en aceite”). Las emulsiones directas, compuestas por gotas de aceite de hasta 0,5 µm de diámetro, son menos estables y son características de los aceites que contienen tensioactivos. Cuando se eliminan las fracciones volátiles, el petróleo forma emulsiones inversas viscosas, que pueden permanecer en la superficie, ser arrastradas por la corriente, ser arrastradas a tierra y depositarse en el fondo. Tabla 1. Determinación de la cantidad de petróleo en agua de mar por espesor de película
Los pesticidas. Este es un grupo de sustancias creadas artificialmente que se utilizan para controlar plagas y enfermedades de las plantas. Los plaguicidas se dividen en los siguientes grupos:
Se ha establecido que los pesticidas, al destruir plagas, dañan muchos organismos benéficos y socavan la salud de las biocenosis. En la agricultura, ha habido durante mucho tiempo un problema de transición de métodos químicos (contaminantes) a métodos biológicos (respetuosos con el medio ambiente) de control de plagas. Actualmente ingresan al mercado mundial más de 5 millones de toneladas de plaguicidas. Alrededor de 1,5 millones de toneladas de estas sustancias ya ingresaron a los ecosistemas terrestres y marinos por medio de cenizas y agua. La producción industrial de plaguicidas va acompañada de la aparición de un gran número de subproductos que contaminan las aguas residuales. En el medio acuático, los representantes de insecticidas, fungicidas y herbicidas son más comunes que otros. Los insecticidas sintetizados se dividen en tres grandes grupos: organoclorados, organofosforados y carbonatos. Los insecticidas organoclorados se obtienen por cloración de hidrocarburos líquidos aromáticos y heterocíclicos. Estos incluyen el DDT y sus derivados, en cuyas moléculas aumenta la estabilidad de los grupos alifáticos y aromáticos en presencia conjunta, así como todo tipo de derivados clorados del clorodieno (eldrin). Estas sustancias tienen una vida media de varias décadas y son muy resistentes a la biodegradación. En el medio ambiente acuático, a menudo se encuentran bifenilos policlorados, derivados del DDT sin una parte alifática, que suman 210 homólogos e isómeros. Durante los últimos 40 años, se han utilizado más de 1,2 millones de toneladas de bifenilos policlorados en la producción de plásticos, colorantes, transformadores y condensadores. Los bifenilos policlorados (PCB) ingresan al medio ambiente como resultado de las descargas de aguas residuales industriales y la incineración de desechos sólidos en los vertederos. Esta última fuente libera PCB a la atmósfera, desde donde caen con la precipitación atmosférica en todas las regiones del mundo. Así, en muestras de nieve tomadas en la Antártida, el contenido de PCB fue de 0,03-1,2 kg/l. Surfactantes sintéticos (surfactantes). Los detergentes (surfactantes) pertenecen a un extenso grupo de sustancias que reducen la tensión superficial del agua. Forman parte de los detergentes sintéticos (CMC), muy utilizados en la vida cotidiana y en la industria. Junto con las aguas residuales, los surfactantes ingresan a las aguas continentales y al medio marino. CMC contiene polifosfatos de sodio, en los que se disuelven los detergentes, así como una serie de ingredientes adicionales que son tóxicos para los organismos acuáticos: fragancias, agentes blanqueadores (persulfatos, perboratos), carbonato de sodio, carboximetilcelulosa, silicatos de sodio. Dependiendo de la naturaleza y estructura de la parte hidrofílica de las moléculas de surfactante se dividen en anión y catión activo, anfótero y no iónico. Estos últimos no forman iones en el agua. Los más comunes entre los tensioactivos son las sustancias aniónicas. Representan más del 50% de todos los tensioactivos producidos en el mundo. La presencia de tensoactivos en las aguas residuales industriales está asociada a su uso en procesos como la concentración por flotación de minerales, la separación de productos de tecnología química, la producción de polímeros, la mejora de las condiciones de perforación de pozos de petróleo y gas y la lucha contra la corrosión de los equipos. En la agricultura, los tensioactivos se utilizan como parte de los plaguicidas. Compuestos con propiedades cancerígenas. Las sustancias cancerígenas son compuestos químicamente homogéneos que exhiben actividad transformadora y la capacidad de causar cambios cancerígenos, teratogénicos (violación de los procesos de desarrollo embrionario) o mutagénicos en el cuerpo. Dependiendo de las condiciones de exposición, pueden provocar la inhibición del crecimiento, el envejecimiento acelerado, la interrupción del desarrollo individual y cambios en el acervo genético de los organismos. Las sustancias con propiedades cancerígenas incluyen hidrocarburos alifáticos clorados, cloruro de vinilo y especialmente hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). La cantidad máxima de HAP en los sedimentos del océano mundial (más de 100 μg/kg de masa de materia seca) se encontró en zonas tentónicamente activas sujetas a impactos térmicos profundos. Las principales fuentes antropogénicas de HAP en el medio ambiente son la pirólisis de sustancias orgánicas durante la combustión de diversos materiales, madera y combustible. Metales pesados. El mercurio, el plomo, el cadmio, el zinc, el cobre y el arsénico son metales pesados y se encuentran entre los contaminantes comunes y altamente tóxicos. Son ampliamente utilizados en diversas producciones industriales, por lo que, a pesar de las medidas de tratamiento, el contenido de compuestos de metales pesados en las aguas residuales industriales es bastante alto. Una gran cantidad de compuestos ingresan al océano a través de la atmósfera. El mercurio, el plomo y el cadmio son los más peligrosos para las biocenosis marinas. El mercurio se transporta al océano con la escorrentía continental ya través de la atmósfera. Durante la meteorización de las rocas sedimentarias e ígneas se liberan anualmente 3,5 toneladas de mercurio. La composición del polvo atmosférico contiene alrededor de 12 mil toneladas de mercurio, una parte significativa de las cuales es de origen antropogénico. Cerca de la mitad de la producción industrial anual de este metal (910 mil toneladas/año) termina en el océano por diversas vías. En áreas contaminadas por aguas industriales, la concentración de mercurio en solución y suspensión aumenta considerablemente. Al mismo tiempo, algunas bacterias convierten los cloruros en metilmercurio altamente tóxico. La contaminación de los mariscos ha llevado repetidamente al envenenamiento por mercurio de la población costera. Para 1977, había 2 víctimas de la enfermedad de Minomata, causada por productos de desecho de la producción de cloruro de vinilo y acetaldehído, que utilizaba cloruro de mercurio como catalizador. Las aguas residuales de las empresas tratadas de manera insuficiente ingresaron a Minomata Bay. El plomo es un elemento contenido en todos los componentes del medio ambiente: en las rocas, los suelos, las aguas naturales, la atmósfera y los organismos vivos. Finalmente, el plomo se disipa activamente en el medio ambiente durante las actividades humanas. Estas son emisiones de efluentes industriales y domésticos, de humo y polvo de empresas industriales, de gases de escape de motores de combustión interna. El flujo de migración de plomo desde el continente hacia el océano no solo va con la escorrentía de los ríos, sino también a través de la atmósfera. Con el polvo continental, el océano recibe de 20 a 30 toneladas de plomo por año. Vertido de residuos en el mar con fines de eliminación (vertimiento). Muchos países con acceso al mar realizan la eliminación marina de diversos materiales y sustancias, en particular, suelo excavado durante el dragado, escoria de perforación, desechos industriales, escombros de construcción, desechos sólidos, explosivos y químicos, y desechos radiactivos. El volumen de los vertederos es aproximadamente el 10% de la masa total de contaminantes que ingresan al océano mundial. La base para el vertido es la capacidad del medio ambiente marino para procesar una gran cantidad de sustancias orgánicas e inorgánicas sin dañar mucho el agua. Sin embargo, las posibilidades del entorno no son ilimitadas. Por lo tanto, el dumping se considera una medida forzada debido a la imperfección de la tecnología. Las escorias industriales contienen una variedad de sustancias orgánicas y compuestos de metales pesados. La basura doméstica contiene en promedio (sobre la base de materia seca) 32-40 % de materia orgánica, 0,56 % de nitrógeno, 0,44 % de fósforo, 0,155 % de zinc, 0,085 % de plomo, 0,001 % de mercurio, 0,001 % de cadmio. Durante la descarga (paso del material a través de la columna de agua), una parte de los contaminantes se disuelve, cambiando la calidad del agua, mientras que la otra parte es absorbida por partículas en suspensión y pasa a los sedimentos del fondo. Al mismo tiempo, aumenta la turbidez del agua. La presencia de sustancias orgánicas a menudo conduce al rápido consumo de oxígeno en el agua y, a menudo, a su completa desaparición, disolución de suspensiones, acumulación de metales en forma disuelta y la aparición de sulfuro de hidrógeno. La presencia de una gran cantidad de materia orgánica crea un ambiente reductor estable en el suelo, en el que aparece un tipo especial de agua intersticial, que contiene sulfuro de hidrógeno, amoníaco e iones metálicos. Los organismos bentónicos y otros se ven afectados en diversos grados por los materiales descargados.En el caso de la formación de películas superficiales que contienen hidrocarburos de petróleo y surfactantes, se interrumpe el intercambio de gases en la interfase aire-agua. Los contaminantes que ingresan a la solución pueden acumularse en los tejidos y órganos de los hidrobiontes (organismos vivos marinos) y tener un efecto tóxico sobre ellos. El vertido de materiales de vertido al fondo y el aumento prolongado de la turbidez del agua del fondo conducen a la muerte de formas sedentarias de bentos por asfixia. En los peces, moluscos y crustáceos supervivientes, la tasa de crecimiento se reduce debido al deterioro de las condiciones de alimentación y respiración. La composición de especies de una comunidad dada cambia a menudo. A la hora de organizar un sistema de seguimiento de los vertidos de residuos al mar, la búsqueda de puntos de vertido, la determinación de la dinámica de contaminación del agua de mar y los sedimentos del fondo es de importancia decisiva. Para determinar los posibles volúmenes de vertido al mar, es necesario realizar cálculos de todos los contaminantes en la composición del vertido bruto. Así, los efectos del impacto antrópico sobre el medio acuático se manifiestan a nivel individual y poblacional-biocenótico. La exposición a largo plazo a los contaminantes conduce a una simplificación del ecosistema. Autores: Aizman R.I., Krivoshchekov S.G.
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