2. Экологические проблемы Мирового океана

Происходит быстрое загрязнение океанических вод. Огромное количество «грязи» выносится в океан с суши реками и сточными водами. Более 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой, губительной для планктона. Уничтожение планктона, то есть пассивно плавающих в воде простейших организмов и рачков, привело к сокращению кормовой базы для нектона и снизило его количество, а, следовательно, и сократило добычу рыбы.

Экологические последствия загрязнения Мирового океана выражаются в следующих процессах и явлениях:

— нарушении устойчивости экосистем;

— прогрессирующей эвтрофикации;

— появлении “красных приливов”;

— накоплении химических токсикантов в биоте;

— снижении биологической продуктивности;

— возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

— микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

Промышленное использование Мирового океана привело к колоссальному его загрязнению, и в настоящее время эта проблема является одной из глобальных, стоящих перед всем человечеством. За последние 20 лет загрязнение океана приняло катастрофический характер.

Не последнюю роль в этом сыграло мнение о возможностях океана к самоочищению.

Наиболее опасными загрязнениями для океана являются: загрязнения нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами, промышленными и бытовыми отходами, а также химическими удобрениями. Однако имеются и мощные внешние источники загрязнения - атмосферные потоки и материковый сток. В результате на сегодняшний день можно констатировать наличие загрязняющих веществ не только в зонах, прилегающих к материкам, и в районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая высокие широты Арктики и Антарктики. Следует заметить, что загрязнение почвы, воды или атмосферы также сводится в итоге к загрязнению Мирового океана, так как в результате в него попадают все отравляющие вещества.

Бурное развитие техники и технологии привело к вовлечению в хозяйственный оборот ресурсов океана, а его проблемы приобрели глобальный характер. Этих проблем достаточно много. Они связаны с загрязнением океана, снижением его биологической продуктивности, освоением минеральных и энергетических ресурсов. Использование океана особенно увеличивалось за последние годы, что резко усилило нагрузку на него. Интенсивная хозяйственная деятельность привела к растущему загрязнению вод. Особенно пагубно сказываются на экологической обстановке в Мировом океане аварии нефтеналивных судов, буровых платформ, слив загрязненной нефтью воды с судов. Особенно загрязнены окраинные моря: Северное, Балтийское, Средиземное, Персидский залив.

По подсчетам специалистов, в Мировой океан каждый год попадает около 15 млн. тонн нефти. Это связано с передвижениями нефтяных танкеров. Раньше широко использовалась практика промывки трюмов танкеров, в результате которой в океан сбрасывалось огромное количество нефти.

В основном страдают прибрежные воды из-за большого числа источников загрязнения: от промышленных отходов и сточных вод до интенсивного морского движения. Это способствует сокращению океанской флоры и фауны, а для человека создает нешуточную опасность в виде многочисленных болезней

Нефтяное загрязнение Мирового океана, несомненно, есть самое распространенное явление. От 2 до 4% водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн. т нефтяных углеводородов. Почти половина этого количества связана с транспортировкой и разработкой месторождений на шельфе. Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток.

В океане нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а при разливах толщина нефтяного покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. С течением времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в пищу из-за не приятного запаха и вкуса. Все компоненты нефти токсичны для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Так, обильно развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса этих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей.

Доказано, что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность моря. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком приповерхностном слое морской воды, играющем особенно важную роль для различных сторон жизни океана. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, меняется отражательная способность морской воды. Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан. ДДТ (химический препарат, широко применявшийся в 50-60 гг. 20 в. для борьбы с вредителями. Очень стойкое соединение, способное накапливаться в окружающей среде, загрязнять её и нарушать биологическое равновесие в природе. Повсеместно запрещён в 70 гг.) и его производные, полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику. Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих "потребителей" и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем они остро токсичны, влияют на кроветворную систему и на наследственность.

Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы, многие из которых обладают токсичными свойствами. Общая величина речного стока составляет 46 тыс. км воды в год.

Вместе с ним в Мировой океан поступает до 2 млн. т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря.

Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, например, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в океан ежегодно, переносится через атмосферу. По своему токсичному действию в морской среде особую опасность представляет ртуть. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные формы ртути. Накопленные в рыбе или в моллюсках её соединения представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей. Ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, хром, мышьяк и другие тяжелые металлы не только накапливаются в морских организмах, отравляя тем самым морские продукты питания, но и самым пагубным образом влияют на обитателей моря. Коэффициенты накопления токсичных металлов, т. е. концентрация их на единицу веса в морских организмах по отношению к морской воде, меняются в широких пределах - от сотен до сотен тысяч, в зависимости от природы металлов и видов организмов. Эти коэффициенты показывают, как накапливаются вредные вещества в рыбе, моллюсках, ракообразных, планктонных и других организмах.

В некоторых странах под давлением общественности приняты законы, запрещающие выброс неочищенных стоков во внутренние водоемы - реки, озера и т.д.

Чтобы не нести "лишних расходов" на устройство необходимых сооружений, монополии нашли удобный для себя выход. Они сооружают отводные каналы, несущие сточные воды прямо к морю, не щадят при этом и курортов.

Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг).

Страшную угрозу всему живому не только в океане, но и на суше представляют атомные испытания на море и захоронение на морских глубинах радиоактивных отходов.

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия.

Во время сброса при прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения.

Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.

Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др.

Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.

При организации системы контроля за сбросами отходов в море, решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

Сброс отходов привел к массовой гибели обитателей океана. Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности. Сточные воды загрязнены минеральными веществами, солями тяжелых металлов(медь, свинец, цинк, никель, ртуть и др.), мышьяком, хлоридами и др. Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Главный источник образования сточных вод в отрасли - производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки. В результате деятельности нефтеперерабатывающей промышленности в водоемы попали в значительном количестве: нефтепродукты, сульфаты, хлориды, соединения азота, фенолы, соли тяжелых металлов и др. Так же в природные водоемы попали взвешенные вещества, азот общий, азот аммонийный, нитраты, хлориды, сульфаты, фосфор общий, цианиды, кадмий, кобальт, медь, марганец, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, спирты, бензол, формальдегид, фенолы, поверхностно-активные вещества, карбамиды, пестициды, полуфабрикаты.

Легкая промышленность. Основное загрязнение водоемов происходит от текстильного производства и процессов дубления кож.

В сточных водах текстильной промышленности наличествуют: взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения фосфора и азота, нитраты, синтетические поверхностно-активные вещества, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, фтор. Кожевенного производства - соединения азота, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества, жиры и масла, хром, алюминий, сероводород, метанол, фенальдегид. Бытовые сточные воды - это вода из кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, бытовых помещений промышленных предприятий и др.

Ещё одна серьёзная проблема угрожает Мировому океану да и человечеству в целом. В современной модели климата учитывается взаимодействие тепла Земли, облаков и океанических течений. Это, конечно, не упрощает составление климатических и экологических прогнозов, так как спектр потенциальных угроз климату становится все шире.

Своевременное поступление сведений об испарении воды, образовании облаков и характере океанических течений позволяет, используя данные об обогреве Земли, делать долгосрочные прогнозы их изменений.

Все большую угрозу представляют собой вихревые бури - циклоны. Но и гигантская "насосная" система Мирового океана угрожает прекратить свою работу - система, которая зависит от низких полярных температур и как мощнейший насос "перекачивает" холодные глубинные воды в сторону экватора. А это означает, например, что при отсутствии холодного течения теплый Гольфстрим постепенно перестанет течь на север. Поэтому всерьез обсуждается парадоксальная идея о том, что в результате сильного парникового эффекта при изменившемся характере течений, в Европе снова наступит ледниковый период.

Вначале океан будет реагировать слабо. Однако местами будут наблюдаться нарушения обычных процессов, как следствие растущего нагревания Земли. К этим нарушениям относятся частые тайфуны и явление Эль-Ниньо - когда приходящее с юга глубинное холодное течение Гумбольдта, выходящее на поверхность у побережья Южной Америки, периодически оттесняется от берегов затоком теплых тропических вод. В результате происходит массовая гибель морских животных; кроме того, влажные воздушные массы, выходя на сушу, вызывают губительные ливневые дожди и приводят к большим экономическим потерям. Если всё оставить как прежде и продолжать "давить" с невероятной силой на окружающую нас природу, мы вскоре перестанем её узнавать.

Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Главными его источниками служат:

а) сточные воды промышленных предприятий;

б) сточные воды коммунального хозяйства городов и др. населенных пунктов;

в) стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и др. сельскохозяйственных объектов;

г) атмосферные выпадения загрязнителей на поверхность водоёмов и водосборных бассейнов.

Кроме этого неорганизованный сток воды осадков ("ливневые стоки", талые воды) загрязняет водоёмы существенной частью техногенных терраполлютантов.

Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на планете.

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами.

Сброс нагретых вод во многих случаях обусловливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества.

Опасность, непосредственно угрожающая здоровью человека, связана также со способностью некоторых ядовитых веществ в течение длительного времени сохранять активность. Ряд из них, как ДДТ, ртуть, не говоря уж о радиоактивных веществах, могут накапливаться в морских организмах и по питательной цепочке передаваться на большие расстояния.

Заражению радиоактивными веществами подвержены растения и животные. В их организмах происходит биологическая концентрация этих веществ, передаваемых друг другу через цепи питания. Зараженные мелкие организмы поедаются более крупными, в результате чего у последних образуются опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность воды, а некоторых рыб, представляющих собой одно из высших звеньев в цепи питания, даже в 50 тысяч раз. Московский договор о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой прекратил прогрессировавшее радиоактивное массовое загрязнение Мирового океана. Однако источники этого загрязнения сохранились в виде заводов по очистке урановой руды и переработке ядерного горючего, атомных электростанций, реакторов.

Накопление в Мировом океане ядерного оружия происходило разными путями. Вот главные из них:

1. Размещение в Мировом океане ядерных боеприпасов в качестве средств сдерживания, расположенных на атомных подводных лодках;

2.Ядерные реакторы, используемые на кораблях с ядерными энергетическими установками, главным образом на подводных лодках, некоторые из которых затонули с ядерным топливом на борту и ядерным оборудованием;

3. Использование Мирового океана для транспортировки ядерных отходов и отработанного ядерного топлива;

4. Использование Мирового океана как свалки для ядерных отходов;

5. Испытание ядерного оружия в атмосфере, особенно над Тихим океаном, ставшее источником ядерного загрязнения как акватории, так и суши;

6. Подземные испытания ядерного оружия, подобные тем, которые недавно были проведены Францией на юге Тихого океана, подвергающие опасности хрупкие тихоокеанские атоллы и приводящие к подлинному ядерному заражению океанов и риску большего загрязнения в случае, если атоллы растрескаются в результате испытаний или будущей тектонической активности.

Проблемы, возникающие в результате распространения ядерного оружия в Мировом океане, можно рассматривать с нескольких позиций.

С точки зрения окружающей среды возникают проблемы ядерного загрязнения Мирового океана, затрагивающие пищевую цепочку. Биологические ресурсы морей и океанов в конечном счете влияют на человечество, которое зависит от них.

Сейчас угроза ядерного заражения водной среды несколько уменьшилась, поскольку ядерные испытания не проводились в море с 1980. г. Более того, ядерные державы приняли на себя обязательства присоединиться к Договору о всестороннем запрещении ядерных испытаний, который они обещали заключить к 1996 г. Подписанием Договора будут прекращены все подземные ядерные испытания.

Сброс в воды Мирового океана высоко активных радиоактивных отходов был сокращен после подписания Конвенции 1975 г. по предотвращения загрязнения моря сбросами отходов и других материалов, но сброс низко радиоактивных отходов, разрешенный Международным агентством по атомной энергии, и неподчинение отдельных стран вызывают озабоченность. В будущем можно предвидеть проблемы, связанные с тем, что радиоактивные загрязнители, затопленные в канистрах или содержащиеся в топливе или оружии на борту погибших и затопленных атомных подводных лодок, попадут в морские воды.

Возросшее использование Мирового океана для транспортировки ядерных отходов и отработанного ядерного топлива (например, между Японией и Францией) значительно увеличило риск загрязнений. Прибрежные и островные государства, расположенные по пути транспортировки ядерных материалов, подвергаются высокому риску загрязнения в случае катастроф на море. Роль Международного права в отношении водных перевозок опасных материалов должна быть усилена и его положения должны строго соблюдаться международным сообществом в целях предупреждения катастрофических ситуаций.

Минеральное, органическое, бактериальное и биологическое загрязнения Мирового океана. Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и др. Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.

Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Загрязнения вызываются остатками растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла и др. Загрязнения животного происхождения – это обработка шерсти, меховые производства, предприятия микробиологической промышленности и др.).

Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.

Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками.

При такой площади и объеме Мирового океана просто не верится, что его можно загрязнить, а тем более подвергнуть опасности. Тем не менее это так. Все естественные загрязнения океана: сток продуктов разрушения горных пород, вынос реками органических веществ, попадание в воду вулканического пепла и т. д. — прекрасно сбалансированы самой природой.

Морские организмы приспособлены к подобным загрязнениям, и, более того, они не могут без них жить. В сложной экологической системе Мирового океана все вещества, попадающие в воду естественным путем и в соответствующих количествах и концентрациях, успешно перерабатываются без всякого ущерба для обитателей моря, которое все время продолжает оставаться чистым.

В результате роста городов и скопления большого числа людей в одном месте бытовые отходы поступают в океан концентрированно и не успевают утилизироваться в процессе самоочищения. Кроме того, промышленность сбрасывает в море (непосредственно через реки или через атмосферу) побочные продукты производства — вещества, которые вообще не подвергаются разложению морскими организмами. В большинстве случаев они оказывают на обитателей моря вредное воздействие. В обиходе появилось много искусственных материалов (пластмасс, полиэтилена, синтетических тканей и пр.), изделия из которых, отслужив свой срок, также попадают в океан, загрязняя его дно.

Много людей в силу своей некультурности и невежественности рассматривают океан как гигантскую выгребную яму, бросая за борт все, что считают ненужным. Зачастую загрязнение моря увеличивается в результате аварий и несчастных случаев с кораблями или на производстве, когда в воду сразу попадает большое количество нефти или других веществ, слив которых никак не предусматривался.

Строительство портов, промышленных предприятий и даже оздоровительных учреждений и гостиниц на берегу моря отнимает у океана самую биологически продуктивную зону — литораль (участок берега, который затопляется морской водой во время прилива и осушается во время отлива.). В сочетании с неумеренными промыслами это также приводит к обеднению жизни.