Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе - Куллини Джон. Страница 18
Химия нефти основана на том, что у атомов углерода есть тенденция присоединяться друг к другу, образуя цепочки атомов. Углеводороды — соединения, составляющие основную массу нефтяной смеси, — состоят только из углерода и водорода. Самый простой углеводород — это метан, затем идут этан, пропан и бутан. В зависимости от величины молекул и веса соединения бывают легкие или тяжелые. Самые легкие соединения, включая вышеупомянутые, — это главным образом природные газы. А соединения, состоящие из молекул с большим весом, — это жидкости при комнатной температуре и атмосферном давлении. Для любого данного ряда соединений температура кипения (при которой жидкость превращается в газ) обычно увеличивается с молекулярным весом. Температура кипения часто используется для классификации соединений и смесей нефти.
Химики называют семью углеводородов, которая начинается с метана, парафиновым рядом. Это название она получила по самым большим молекулам в этом ряду, имеющим 18 или более атомов углерода. При комнатной температуре эти соединения находятся в твердом состоянии; они образуют парафин. Члены парафинового ряда составляют главную фракцию многих видов сырой нефти. К счастью, эти углеводороды почти не растворяются в воде, в силу чего они не очень токсичны, хотя, как известно, могут оказывать анестезирующее или наркотическое воздействие на различные морские организмы.
В химическом отношении все зло, заключенное в нефти, идет в первую очередь от семьи так называемых ароматических углеводородов. Они получаются в результате того, что соседние атомы углерода соединяются двойными связями, образуя химически стабильные кольца, состоящие из шести атомов углерода. Самым простым ароматическим углеводородом является бензин.
Подобно парафинам, ароматические углеводороды отлич-аются большим многообразием, благодаря тому что они присоединяют к себе боковые цепи и даже многократно повторяющиеся кольца. Они обладают сильной склонностью вступать в реакции со своим химическим окружением и замещать атомы, например хлора, водородом. Такие замещенные соединения легче растворяются в воде и, таким образом, вступают в гораздо более тесный контакт с водной жизнью, чем парафиновые углеводороды. В то же самое время ароматические углеводороды намного более ядовиты.
Трудно представить себе судьбу омара, рыбы или какого-нибудь другого неосторожного существа, пойманного в липкие объятия нефтяного пятна. Вообразите себе для сравнения судьбу человека, попавшего в атмосферу какого-то нового губительного смога. Постепенно он станет проникать в кожу, образует пленку на глазах, в ушах и органах дыхания, вызовет потерю координации движений, дезориентацию, а затем быструю смерть.
Острая токсическая реакция на разлитую нефть вызывается присутствием в нефти легких ароматических веществ и их замещенных производных. Эти соединения, обычно их называют растворимыми ароматическими производными (РАП), составляют около 5 % всего веса сырой нефти, но в очищенных продуктах, например газолине и керосине, их содержание доходит до 20 %.
Ученые определили смертельные концентрации РАП в морской воде. Они установили, что многие морские организмы, начиная с водорослей и кончая рыбами, быстро погибают даже при ничтожных, едва различимых концентрациях РАП: от 5 до 50 частей нефти на миллион частей воды. Особенно чувствительны к нефти пелагические креветки. Они чувствительны уже к одной части нефти на миллион частей воды, что эквивалентно двум каплям на полную ванну воды. Интересно, что обыкновенные береговые улитки, литторины, — самые резистентные к нефти из всех известных животных. Их способность выделять обильные количества слизи на открытых участках тела, вероятно, предохраняет их и делает невосприимчивыми к РАП в концентрациях, в 100 и более раз превышающих концентрации, смертельные для креветок.
Личинки морских организмов, особенно рыб, по-видимому, в 10-100 раз чувствительнее взрослых животных. Возможно, что в основном все дело здесь в уровне развития. Главные нервные центры, дыхательные и другие органы крошечной, в толщину бумажного листа, личинки расположены настолько близко к поверхности ее тела, что ядовитые вещества попадают на эти жизненно важные участки через покровы. Наоборот, нефть, попадая на кожу человека или другого крупного животного, быстро проникает лишь на ничтожно малую глубину и не вызывает никаких токсических реакций, так как первой линией защиты является вся масса тела.
Очень слабые двигательные возможности — еще одна причина, почему личинки так восприимчивы к нефти. Не имея сил плыть против даже самого незначительного течения, личинки вынуждены дрейфовать, Циркуляция вод океана выносит их в нужном им направлении, и этот дрейф продолжается до тех пор, пока они не обретают способности сами управлять своими движениями. Такой порядок хорошо служил личинкам много миллионов лет, но он перестает действовать в присутствии нефти в море.
Обладая очень низким уровнем толерантности, личинки восприимчивы к самым незначительным концентрациям РАП. Воздействие РАП выражается в появлении дефектов развития, получивших название тератогенных. Это мрачное слово впервые широко прозвучало в связи с трагедиями, вызванными употреблением талидомидных препаратов, а затем во время войны во Вьетнаме, когда рождение детей с уродствами связывали с использованием гербицидов в военных целях. При крайне низких концентрациях, которые не были непосредственно летальными, РАП вызвали аномалии в развитии тресковой икры, плавающей на поверхности моря. Так, у некоторых эмбрионов не была развита голова, хотя вид туловища был нормальным. Во многих случаях развитие происходило правильно, но у выклюнувшейся из икринки личинки трески тело было искривленным. У других личинок тело было деформировано в такой степени, что походило на штопор, они были неестественно слабыми и не могли нормально плавать. Все погибли вскоре после появления на свет.
Представители нефтяной промышленности, занимающиеся вопросами окружающей среды, давно уже навязывают мнение, что ароматические углеводороды с низкой температурой кипения испаряются вскоре после появления нефти в воде. Они считают, что опасные токсические соединения присутствуют в морской воде очень недолго, обычно не более четырех дней. На первый взгляд, эти данные выглядят утешительно. Основная масса летучих соединений действительно исчезает примерно за такое время. Однако самые последние научные наблюдения свидетельствуют о более сложной судьбе разлитых ароматических углеводородов, которые зловещим призраком встают на пути обитателей моря.
Двое ученых из Океанографического института Вудс-Хол на мысе Кейп-Код, биолог Хауард Сандерс и химик Макс Блюмер, представили очень ясную картину поведения нефти в морской среде. Однако оба они подчеркивают, что еще больше нам предстоит узнать. К несчастью, пока их усилия, предпринятые с минимальными денежными средствами и без поддержки, если не считать помощи, оказанной им для проверки результатов и объективного анализа, — пока эти усилия вызвали оскорбительные нападки, инспирируемые крупными нефтяными магнатами.
В специальных докладах, написанных в псевдонаучном стиле, было сделано несколько довольно жалких попыток дискредитировать исследователей из Вудс-Хола. Такие работы, претендующие на объективность, но злоупотребляющие доверчивостью читателей, составляются, печатаются и распространяются промышленностью в качестве не подлежащих обложению налогами научно-исследовательских проектов. Появление этих частных публикаций можно отчасти объяснить тем, что им не удалось бы пройти через объективное рецензирование, которое требуется для опубликования работ в научных журналах.
Одно из таких грязных наукообразных произведений с нападками на работу д-ра Сандерса содержало буквально десятки вопиющих ошибок, и в течение многих недель оно было предметом шуток в Вудс-Холе. Но этот доклад не представлял собой легкого чтения. Он был наполнен авторитетно звучащими данными, профессиональными терминами и заключениями, которые приукрашивали и выставляли в ложном свете новые факты о влиянии нефти на жизнь моря. Легко представить себе негодование Сандерса по поводу искаженного изложения его исследования, но едва ли не столь же сильным было опасение ученых, что конгрессмены и федеральные распределители финансовых средств, не зная истинного положения дел, примут его на веру.