CC BY
8THE PROBLEM OF ECOLOGICAL SAFETY OF SHIP RECYCLING PROCESSES.
V. S. Naumov, /. B. Gredasova
The state of problem providing ecological safety of river ship recycling talcing into account foreign and native experience her decision is considered in the article.
УДК 502:629.12.002.3.
В. С. Наумов, д. т. н., профессор, академик РАТ.
Т. А. Игнатьева, ассистент.
Н. Ш. Ляпина, к. х. и., доцент.
И. Б. Мясникова, к. х. и., старший преподаватель, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В АКВАТОРИЯХ ПРЕДПРИЯТИЙ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
В статье рассматривается вопрос о неоднозначности оценки состояния донных отложений водоемов при антропогенном загрязнении гидросферы.
Основные антропогенные нагрузки на объекты окружающей среды, производимые функционирующими транспортными средствами, обозначены достаточно полно
[1]. Влияние крупногабаритных отходов судоходства на акватории баз технического отстоя флота и судоремонтных заводов являются предметом исследований многих научных коллективов ВГАВТ, и касаются они, прежде всего проблемы антропогенных загрязнений гидросферы [2-5].
При длительном отстое судов в акваториях баз технического отстоя, как показано в работе [3, 5], происходит выделение в окружающую среду продуктов окисления железа и тяжелых металлов. Это связано с коррозией корпуса судна и надстройки. Результатом коррозии является потеря герметичности корпуса судна, что приводит к разрушению неметаллических конструкционных материалов, таких как древесина, полиэтилен, поливинилхлорид, полиакрилаты, фенопласты и др. При соприкосновении с водной средой и донными отложениями данные материалы разлагаются с выделением веществ, содержащих биогенные элементы (С, Н, О, N, Р).
С увеличением содержания биогенных элементов в водоеме происходит так называемая антропогенная эвтрофикация, которая приводит к перестройке структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих цветение воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов. При этом выделяются токсины, опасные не только для гидробионтов, но и для человека. Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.
Характер и оценка загрязнений донных отложений, производимых судами, выведенными из эксплуатации: брошенными, затопленными или полузатопленными, систематически не проводились. В то время, как донные отложения (или илы) играют значительную роль в процессах эвтрофикации водоемов. Интенсивное развитие растений приводит к накоплению на дне органического вещества, происходящему вследствие неполной его минерализации. На данной стадии эвтрофирования отмечается
интенсивное отложение дойных илов. Это влечет за собой сильное уменьшение количества кислорода в придонных слоях воды и возникает четкий вертикальный градиент его концентрации. При дефиците растворенного кислорода начинаются процессы выделения сероводорода в бентической (придонной) зоне. По мере разложения детрита вновь высвобождаются биогены. Конвекционные потоки возвращают их к поверхности, и весь процесс неоднократно повторяется [6].
Накопление органического вещества в донных отложениях и его минерализация приводит к недостатку кислорода, заморам рыб и других гидробионтов.
На состав донных отложений влияет также кислотность среды. В работе [5] было выявлено изменение pH природной и дистиллированной воды при длительном контакте с некоторыми судовыми конструкционными материалами. Наиболее значительное снижение водородного показателя наблюдалось в системах вода - полистирол, вода - поливинилхлорид, вода - резина (до рН=6,7).
Снижение уровня pH приводит к возрастанию концентрации железа, марганца, других металлов, увеличению скорости накопления в донных отложениях соединений свинца, цинка, титана, кадмия, меди, ртути [7]. Опасность загрязнения донных отложений состоит в том, что они, накапливая токсиканты, могут стать источником вторичного загрязнения воды. При этом следует учитывать состояние, в котором находятся списанные суда: полуобсушенное, полузатопленное или затопленное. В первом случае следует ожидать локальное расположение продуктов коррозии металлических конструкций судна в донных отложениях. Во втором и третьем случае продукты коррозии будут рассредоточены в водной толще, и площадь загрязненных донных отложений будет выше, чем в первом случае, концентрация же загрязнений ожидается ниже.
Оценка степени загрязненности донных отложений, достаточно сложна, так как на настоящий момент для данного компонента биосферы не разработаны нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ. Разработка эта представляет трудность в связи с тем, что по аналогии с ПДК загрязняющих веществ в воде, ПДК для донных отложений должны быть различны для водных объектов хозяйственно-бытового и рыбохозяйственного назначения. На сегодняшний день, при оценке антропогенной загрязненности илов по данным [8] применяют два метода:
1. Используют так называемые коэффициенты загрязнения. Их рассчитывают путем сравнения концентраций веществ в пробах, отобранных на загрязненных участках, с фоновыми, отобранными на условно чистом участке.
2. Используют ПДК для почв.
Оба метода имеют свои недостатки. В первом случае надежность результатов зависит от правильного выбора сравниваемых участков, которые должны быть максимально идентичными по характеру грунта и гранулометрическому составу, а во втором случае не учитываются особенности донных отложений по сравнению с почвами и специфика водного объекта, различная в зависимости от характера водопользования.
Донные отложения и почвы обладают рядом общих признаков, одним из которых является большая удельная поверхность, а, следовательно, большая адсорбционная (поглотительная) способность. Кроме того, почва представляет собой трехфазную систему, состоящую из твердых, жидких и газообразных компонентов, находящихся в непрерывном взаимодействии. Миграция веществ в почвах • является результатом диффузионных массообменных процессов: адсорбции, абсорбции, десорбции и экстракции. В донных отложениях газ не является самостоятельной фазой (газообразные компоненты растворены в жидкой среде), но при определенных условиях, на тех стадиях эвтрофикации, когда развиваются анаэробные процессы, выделяющиеся газы (сероводород, метан, аммиак) могут образовывать микро и макро пузырьки. Таким образом, донные отложения также можно представить как трехфазную систему, со-
стоящую из твердых и жидких и газообразных компонентов. Миграция веществ в донных отложениях протекает в основном за счет адсорбции десорбции, экстракции и, в меньшей степени, абсорбции.
Учитывая вышесказанное, к донным отложениям с небольшими поправками можно применить понятие почвенного поглотительного комплекса (ПГ1К), описанного в [9].
Под ППК понимают совокупную способность компонентов почвы к поглощению и обмену посторонних веществ за счет адсорбции, абсорбции и экстракции. Движущей силой таких процессов является разность концентраций распределяемого вещества в соприкасающихся фазах и его равновесной концентрации, характерной для данной системы. При концентрации вещества в газе или воде выше равновесной происходит их перемещение в почву, в противном случае - наоборот. Если учесть, что при деструкции отделочных материалов на основе древесины (ДСП, ДВП) происходит выделение в воду продуктов, обладающих высокой сорбционной способностью и их последующая аккумуляция в донных отложениях, то можно ожидать значительное повышение поглотительной способности илов.
Сотрудниками Волжской государственной академии водного транспорта планируется проведение хронического эксперимента для выявления характера изменений основных свойств почвенно-поглотительного комплекса модельных образцов, с целью оценки возможного антропогенного загрязнения ила.
Список литературы
[1] Этин В.Л., Иконников A.A., Наумов B.C., Плотникова В.Н. Обеспечение экологической безопасности судов и промышленных предприятий водного транспорта. - Н. Новгород: Изд-во ВГАВТ, 2003. - 264 с.
[2] Этин В.Л., Наумов B.C. Проблема очистки реки Волги от крупногабаритных отходов судоходства//Труды ВГАВТ, вып. 282. --Н. Новгород: 1998.-С. 51-57.
[3] Этин В.Л., Наумов B.C. Оценка воздействия на акватории судоремонтных заводов и баз отстоя флота // Материал научно-промышленного форума «Великие реки России 2000 г.». -Н. Новгород: ННГАСУ, 2000. - С. 264-265.
[4] Ляпина Н.Ш., Мясникова И.Б., Этин В.Л. Полимерные конструкционные материалы как компонент крупногабаритных отходов судопроизводства \\ Материалы конференции «Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве» - Н. Новгород: Изд-во НГТУ, 2002. - С. 467-472.
[5] Ляпина Н.Ш. Мясникова М.Б. Иконников А.А. Бородин А.Н. Сравнительная динамика изменения качества дистиллированной и природной воды при длительном контакте с некоторыми судовыми конструкционными материалами // Вестник ВГАВТ, вып. 12. - Н. Новгород: Изд-во ВГАВТ, 2005. - С. 171-176.
[6] Экологический мониторинг. Методы биологического и физико-химического мониторинга. Часть III: Учебное пособие / Под ред. проф. Д. Б. Гелашвили. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1998.-С. 52
[7] Экологический мониторинг. Методы биомониторинга. В двух частях. Часть 1: Учебное пособие / Под ред. проф. Д. Б. Гелашвили. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 1995. - С. 80.
[8] Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Экология. - М.: Издательство ПРИОР, 2001. - С. 191.
[9]. Почвоведение / Под ред. И.С. Кауричева. - М.: Колос, 1982.
ESTIMATION OF CONDITION OF BOTTOM DEPOSITS IN WATER AREAS OF PLANTS OF WATER TRANSPORT
V. S. Naumov, T. A. Ignateva, N. Sh. Lyapina, I. B. Myasnicova
The question on a complicated estimation of condition of bottom deposits of reserves when pollution of hydrosphere by human activities is considered in the article.
