Отрицательное воздействие судов на гидросферу

В процессе эксплуатации судов образуются отходы, которые можно разделить на две группы:

1) отходы, образующиеся вследствие неполноты выгрузки судов, обработки водой палуб, трюмов и танков;

2) отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (хозяйственно-бытовые, фекальные стоки и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (подсланевые, нефтесодержащие воды, отработанные газы СЭУ, шум, вибрация, ЭМП, твердые отходы) [9].

Нефтесодержащие воды - образуются вследствие течи трубопроводов, арматуры, насосов, через обшивку корпуса и донную арматуру.

Среднесуточное накопление нефтесодержащих вод в основном определяется мощностью главного двигателя. Концентрация нефтепродуктов в нефтесодержащих водах (НВ) колеблется в широких пределах - от долей % до 75%. После непродолжительного отстаивания среднее значение нефтепродуктов в воде находится в пределах 200-500 мг/л.

Применяют как судовую, так и внесудовую очистку НВ от нефтепродуктов. Передача НВ на плавучие очистные станции осуществляется с помощью судна-сборщика или самим сдающим судном. Плавучие очистные станции обеспечивают очистку НВ до 5-15 мг/л нефтепродуктов. Производительность очистных станций достигает 200 м³/сутки. Нефтепродукты в НВ находятся в грубодисперсном состоянии (диаметр капель от 0,01 мм до более крупных размеров) и тонкодисперсном состоянии (диаметр капель нефтепродуктов менее 1 мкм). Это состояние нефтепродуктов в воде называют эмульсией. Частицы, составляющие эмульсию, находятся в воде во взвешенном состоянии и плохо всплывают на поверхность. Эмульсии образуются в процессе обработки водой или паром механизмов и емкостей, при сильно турбулированном движении жидкой фазы в трубопроводах. Стабилизаторами эмульсии служат поверхностно-активные вещества (ПАВ), механические примеси, находящиеся в подсланевых водах. Содержащиеся в морской воде ионы металлов и солей также могут способствовать образованию эмульсии.

Удалять из воды эмульгированные нефтепродукты гораздо труднее, чем грубодисперсные. Концентрация эмульгированных нефтепродуктов в НВ колеблется в пределах 20-50 мг/л, максимум иногда до 100 мг/л и более.

Сточные воды. При использовании воды для производственных, питьевых и хозяйственных нужд на судне образуются сточные воды. Особенно неблагоприятное положение наблюдается в местах скопления судов в портах. Поэтому сточные воды, образующиеся на судах, накапливают в специально предназначенных сборниках и далее откачивают их на плавучие очистные станции для очистки и обезвреживания.

Выбор способа очистки сточных вод и его эффективность зависят от состава сточных вод. Смесь сточных и хозяйственно-бытовых вод, поступающих в сборные цистерны судна, содержит загрязнения в виде грубодисперсной взвеси и коллоидных частиц, а также в растворенном состоянии.

В настоящее время приняты следующие контрольные показатели, по которым можно прямо или косвенно судить о степени загрязнения сточных вод:

БПК₅ - биохимическое потребление кислорода в течение 5 суток. Определяется количеством кислорода, необходимого для биохимического разложения органических загрязнений, содержащихся в 1 л сточной воды, в течение 5 суток при температуре 20°С без доступа света и воздуха, измеряется в мг/л.

ВВ — количество взвешенных веществ, содержащихся в 1 л сточной воды; определяется в мг/л, путем фильтрации сточной воды и взвешивания задержанных фильтром загрязнений. Повышенное содержание ВВ в сбрасываемых сточных водах приводит к помутнению воды, что нарушает «пищевую цепочку» водоема.

Коли-индекс - количество бактерий группы «коли» (кишечная палочка), содержащихся в сточной воде, измеряется в штуках на 100 мл.

рН - водородный показатель, характеризующий количество ионов водорода в растворе.

Прозрачность позволяет косвенным путем оценивать степень загрязненности сточных вод.

Состав судовых сточных вод, скапливающихся в сборной цистерне, непостоянный, соотношение сточных и хозяйственно-бытовых вод изменяется в течение суток, зависит от режима работы судна.

Предельно-допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект - масса вещества в сточных водах, максимально-допустимая к отведению в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Предельно – допустимый сброс определяется выражением:

ПДС = С_i * V, мг/час. (1)

где С_i – концентрация вредного компонента в сточных водах, мг/л.

V – объем образующихся сточных вод, л/час.

Для каждой техногенной системы устанавливается норматив ПДС, выше которого взимается штраф.

Твердые отходы - делятся на бытовые и производственные.

Бытовой - образуется в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров. К бытовым отходам относится - бумага, тряпки, упаковочные материалы, пищевые отходы. Бытовые твердые отходы обычно накапливают в специальных контейнерах, установленных на корме судна. Причем, для пищевых отходов предназначены отдельные бочки и их не смешивают с бытовым мусором.

Эксплуатационные твердые отходы образуются в процессе обслуживания судовых механизмов. Основную массу этих отходов составляет промасленная ветошь, которую хранят в специальных металлических ящиках, установленных в машинных отделениях судов.

Кроме того на судах накапливаются и жидкие отходы, которые можно разделить на две группы:

1) шлам от установок для очистки сточных вод, а также, прошедшие камбузную дробилку, пищевые отходы, накапливаемые в специальной судовой цистерне;

2) шлам от сепараторов топлива и масла, представляющий собой обводненные нефтепродукты с содержанием воды 40-60%.

Существует классификация мусора по степени его взаимодействия с модой:

• плавающий

• тонущий - загрязняет дно водоема

• растворяющийся - поглощает для своего окисления кислород из воды водоема, изменяет её окраску, вкус.

Бытовые твердые отходы составляют большую часть скапливающегося бытового мусора. Основные проблемы - неоднородность состава бытового мусора, значительные колебания его объемов.

Объем производственных твердых отходов зависит, в первую очередь, от мощности судовой энергетической установки и от состояния механизмов.

На судах морского флота количество скапливающейся промасленной ветоши находится обычно в пределах 3-5 кг/сутки.

Среднесуточная норма накопления жидких отходов - шлама, образующихся при обработке сточных вод в специальных судовых установках, находится в пределах 1-2% объема переработанных сточных вод. Исходя из этого накопление жидких отходов - шлама за сутки составляет 0,5-4 л/чел.

Количество накапливаемого нефтяного шлама составляет 1% от объема прошедших сепарацию топлива и масла от суточного расхода.

Для большинства дизелей на оптимальных эксплуатационных режимах расход топлива составляет 200-230 г/квт, масла 1,7-2,7 г/квт.

Таблица 1 - Данные о суточных накоплениях

Ежесуточно на грузовом судне скапливается около 20 кг всех видов отходов (без учета шлама сточных вод), а на пассажирском - около 400 кг. Для пассажирских судов основную долю составляют бытовые отходы (табл. 1).

Если судно не укомплектовано очистными сооружениями, то на его борту устанавливают специальные емкости для сбора и хранения отдельно неотесодержащих и сточных вод.

Помимо материальных отходов с судов возможно энергетическое, в частности тепловое загрязнение окружающей среды.

Повышение температуры гидросферы повышает скорость химических и биохимических реакций, что способствует эффективности очистки сточных вод. С другой стороны, с повышением температуры уменьшается растворимость и, следовательно, концентрация кислорода в воде, без которого невозможно самоочищение, сущность которого сводится к окислению органических веществ кислородом в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий [1].