Лекція 11. Методи і засоби вимірювання забруднень вод океану (2 год)

3. Оцінювання і контроль нафтових забруднень поверхні океану

Забруднення Світового океану нафтопродуктами є однією з важливих проблем сучасної екології. Контролювання забруднення морських вод цими речовинами здійснюють різними методами. Нафтопродукти, які розтеклися у вигляді поверхневої плівки, можна виявити і проконтролювати за допомогою дистанційних методів, які дають змогу виявити та оцінити масштаби шкоди, послуговуючись дослідженнями в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній частинах спектра. Вони поділяються на пасивні та активні методи .

Пасивні методи. Вдаючись до них, вивчають природне випромінювання, відбите або випущене системою «нафта – вода». Ефективність використання цих методів залежить від випромінювальних і відбивальних характеристик поверхні, температури, параметрів атмосфери, спектрального діапазону спостережень. Сонячне ультрафіолетове випромінювання, яке падає на поверхню моря, має межі 280-400 нанометрів (нм). Оптичні властивості води і нафти суттєво відрізняються: коефіцієнт відбивання чистої води становить 1,5 %. сирих нафтопродуктів – 5-6 %, дизельного пального 2-3 %. Для виявлення нафтових плівок за допомогою дослідження цього діапазону використовують спектральні сканувальні системи, відеосистеми, апаратуру з відповідною оптикою та фільтрами.

При спостереженнях з супутників найінформативнішим для виявлення забруднених районів океану є спостереження випромінювання в інтервалі 600-800 нм. Ускладнює спостереження у видимому спектральному діапазоні вплив метеоумов та спектральних особливостей атмосфери. Вимірювання в інфрачервоному діапазоні ґрунтуються на різниці температур чистої води і покритої нафтовою плівкою або на різних коефіцієнтах випромінювання.

Активні методи. Ці методи дистанційного виявлення забруднень передбачають використання штучного джерела випромінювання. До них належать:

– методи оптичної локації, основані на різних коефіцієнтах відбивання від забрудненої та чистої поверхні;

– методи, які ґрунтуються на вимірюванні флюоресценції плівок нафти за допомогою лідарів (спеціальних приладів) при робочих довжинах хвиль 337, 354, 530 нм. Обсяг розлитої нафти та товщину плівки можна оцінити за її кольором

Для контролювання вмісту нафти і нафтопродуктів у стічних водах використовують такі методи:

– турбідіметричний, який ґрунтується на зміні здатності нафтомістких вод поглинати світло (прилад реєструє ступінь послаблення світлового потоку, який проходить крізь шар води);

– люмінесцентний, основою якого є здатність окремих фракцій нафти під дією ультрафіолетового променя люмінесціювати, що фіксує спеціальний прилад;

– поглинання ультрафіолетового випромінювання окремими фракціями нафти та інфрачервоного випромінювання (λ = 3,4-3,5) усіма вуглеводами.

Використовуючи аналізатори вмісту нафти та нафтопродуктів у стічних водах і дистанційні методи виявлення на поверхні води нафтових плівок, можна оперативно і ефективно боротися з цим видом забруднення.