В.В. Братков, Н.И. Овдиенко
Геоэкология
Учебное пособие. - М., 2005.
Глава 2. Гидросфера
2.4. Антропогенные процессы в гидросфере
2.4.6. Загрязнение Мирового океана
Мировой океан, располагающий
неисчерпаемыми запасами влаги, рождающий живительные
ветры и морские
течения, этот безотказный
приёмник всякого рода отходов, по-видимому, уязвим в гораздо большей степени,
чем это можно предположить. Сброс в океан слишком большого количества вредных
веществ — пестицидов, удобрений, возрастающее загрязнение морской среды нефтью,
засорение речных эстуариев — всё это даёт основание считать, что может
наступить такой момент, когда океан перестанет служить человеку. Океан — это
всеобщая сточная яма нашей планеты, гигантский септический
бак, из которого вода, совершив большой круговорот, возвращается к человеку, животным и растениям в чистом виде.
Загрязнение океана нефтью и нефтепродуктами связано
с увеличением потребления нефтепродуктов во
всём мире. В результате продолжается развитие нефтедобычи
с морских шельфов, растёт танкерный флот. Добыча и транспортировка нефти
нередко сопровождаются авариями на буровых, подводных трубопроводах или
танкерах. Каждая авария приводит к образованию громадных нефтяных пятен на
поверхности океана, которые растекаются на
сотни и тысячи квадратных километров. В результате подобных аварий в океан попадает
около 3–15 млн.т нефти и нефтепродуктов в год.
Другая причина нефтяного
загрязнения океана — промывание танкеров после выгрузки нефтепродуктов и слива
в океан балластных вод из танкера перед его очередной загрузкой нефтепродуктами (дело в том, что после слива из танкера нефтепродуктов
часть их остаётся на стенках и днище танкера,
поэтому танкер обычно промывается в открытом море; чтобы пустой танкер не терял
управляемости, его заливают на 1/3 балластной водой, которая обычно
выкачивается перед очередной загрузкой судна вместе
с остатками нефтепродуктов в океан); эти
процедуры поставляют ежегодно в океан около 2
млн.т нефти и нефтепродуктов.
Всё же
значительная часть нефтяных загрязнений попадает в океан с суши: сбрасывается
предприятиями береговой зоны, поступает с
речными и ливневыми стоками, выпадает с атмосферными осадками. Таким образом,
за счёт выноса реками в моря промышленных и
бытовых отходов, содержащих нефть и нефтепродукты, в океан поступает ещё около
6 млн.т нефтепродуктов.
Суммарное антропогенное поступление нефти и нефтепродуктов в океан
достигает 16 млн.т в год. Если учесть, что естественное
поступление нефти в океан по трещинам и разломам
земной коры не превышает
0,5 млн.т в год, то скорость антропогенного
притока нефти превысила природный (за счёт просачивания из морского дна) более
чем в 30 раз.
Нефть
и нефтепродукты в океане неотвратимо мигрируют.
В районах антициклонов (например, Азорского
максимума) нефтяные плёнки имеют тенденцию к поверхностному распространению —
они растекаются. В районах циклонов (Исландского и Алеутского минимумов)
наблюдается погружение нефти в более глубокие слои океана вплоть до океанического дна
(рис.8).
Рис.
8. Концентрация нефтяных загрязнений на поверхности Мирового
океана
Нефть и нефтепродукты
оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно
влияют на все звенья биологической цепи. Нефтяная плёнка, не пропуская
солнечные лучи, замедляет обновление кислорода
в воде, что препятствует размножению
планктона. Нефть токсична и отрицательно
воздействует на все группы морских организмов: планктон, нектон, бентос. Это
проявляется в прямом уничтожении морских организмов из-за обволакивания их нефтью или удушения, в
отравлении организмов вследствие контактов с
большими дозами или длительного воздействия меньших концентраций, в уничтожении
развивающихся, ещё не окрепших морских
организмов, во введении канцерогенных веществ в морские пищевые
цепи, снижении жизнеспособности
морских организмов, уничтожении продуктов
питания морской флоры и ценных пород рыб. Часть компонентов
нефти растворяется в воде, приводя к гибели
рыб, морских птиц и ухудшая вкусовые качества мяса морских животных. Икра рыб
даже при небольшой концентрации растворённых нефтепродуктов
в значительной степени погибает, а выжившие зародыши получают уродливое
развитие. Нефть отрицательно влияет на физиологические процессы, вызывает
патологические изменения в тканях и органах,
нарушает работу ферментативного аппарата, нервной системы. Нефть
— своего рода наркотик для морских обитателей. Замечено, что некоторые рыбы, «хлебнув» однажды нефти, уже не стремятся покинуть
отравленную зону. Нефтепродукты
в водной среде изменяют
эволюционно обусловленный тип поведенческих
адаптаций, нарушают воспроизводительный, оборонительный и пищевой комплексы у
животных, нарушают соотношение видов в биотопе,
способствуют опустошению экологических ниш.
Нефтяные
углеводороды концентрируются в поверхностном микрослое воды (до 1 мм). По всей
акватории Мирового океана в этом микрослое
содержится 1,5–2 млн.т нефти. Нефтяные плёнки плавают на огромных пространствах.
Наиболее загрязнены нефтью тропические и субтропические воды Северной
Атлантики в районах интенсивного судоходства и
морских нефтеперевозок. В Тихом океане плёнкой полностью покрыты Южно-Китайское и Жёлтое
моря, в большой мере — зона у Панамского
канала, вдоль Северной Америки, течение Куросио,
подходы к Японии с юга и юго-запада.
Нефтяная
плёнка нарушает процесс тепло-, водо- и газообмена на границе океана
и атмосферы. Она препятствует испарению влаги, нарушая круговорот воды,
изменяет радиационные свойства на поверхности океана, затрудняет микроконверсию
(микрообмен) поверхностного слоя. В Северной Атлантике загрязнение привело к понижению температуры замерзания. Загрязнение полярных
районов снижает альбедо поверхности льда на
27–35%, начало таяния сдвигается на более ранние
сроки. В конечном счёте наличие нефтяной плёнки
на поверхности океана может повлиять не только на физико-химические и гидробиологические
условия в океане, но также и на климат Земли,
на баланс кислорода в атмосфере.
Океаническая вода обладает
свойствами самоочищения. Так, бактерионейстон (микрофлора поверхностного слоя воды
до 5 см) океана окисляет одну четвёртую часть поступающей
нефти, однако процесс загрязнения преобладает
над процессом естественной утилизации этого загрязнителя.
Химизация сельского хозяйства
привела к росту загрязнения океанических вод пестицидами.
Они обнаружены
там, где никогда не применялись, — в Арктике и Антарктике,
например, в печени и жире тюленей и пингвинов.
Оказывается, пестициды имеют разнообразные и сложные пути миграции. Половина
пестицидов, находящихся в океане, проникла в
него из воздуха, где они концентрируются на
взвешенных в воздухе коллоидных частицах или соединяются с капельными частицами
аэрозолей, и таким путём могут преодолевать
большие расстояния. Часть их сносится с полей и садов атмосферными осадками в
реки и затем попадает с речными водами в
океан.
Попадающие в океан хлорорганические
соединения, в
том числе ДДТ и его метаболиты,
большей частью аккумулируются в морских организмах, особенно двустворчатыми
моллюсками, которые становятся очень токсичными. ДДТ
скапливается в верхних слоях воды (особенно в
пене) и тормозит фотосинтез морской флоры. На начало 80-х годов в Мировом
океане накоплено около 450 тыс. т ДДТ.
Большое количество загрязнителей, в том числе пестицидов, вносится коммунально-бытовыми сточными
водами. Они содержат бытовые нечистоты, пищевые отходы, главным образом фосфорные и азотные соединения, отбеливающие
средства, в которых преобладают фосфаты, сульфиды и хлориды, бытовые
инсектициды и нефтепродукты. Большое количество
моющих средств сливается в океан, скапливается на поверхности,
препятствуя процессам самоочищения, губит рыбную молодь и водоросли.
Значительная часть загрязнителей поступает в море с поверхности
урбанизированных территорий в результате ливней, таяния снега, полива улиц.
Глобальный характер носит загрязнение океана тяжёлыми металлами,
прежде всего ртутью, свинцом, кадмием. Они попадают в океан главным образом через атмосферу
и с речными стоками, поэтому встречаются
повсеместно. Скорость
поступления с антропогенными процессами в
океан металлов за последнее время стала
превышать скорость их поступления с природными процессами.
Свинца с антропогенным поступлением ежегодно
попадает в океан более 2 млн.т, то есть больше природного поступления
более чем в
10 раз. Ежегодное антропогенное поступление в
океан ртути достигает 9–10 тыс. т, то есть более
чем втрое превышает
природное. Отходы, содержащие ртуть, локализованы
в отдельных районах у берегов, однако часть выносится далеко за пределы территориальных
вод.
В зонах наибольшей концентрации ртути отмечается уменьшение количества мельчайших зелёных водорослей,
синтезирующих органические вещества и
выделяющих кислород. В одном из приморских японских городов, из-за наличия в
сточных водах ртути, образовавшаяся при гнилостном разложении сбрасываемых
отходов метиловая ртуть стала передаваться по
пищевой цепи: бактерии — планктон — гидробионты — человек. Это привело к массовым
заболеваниям людей в этом районе болезнью минамата, сопровождающейся психическим расстройством и галлюцинациями, раздражительностью,
нередко со смертельным исходом. Ртуть влияет
также на иммунологическую реактивность, на течение
инфекционных заболеваний, на генеративную функцию
и потомство, обладает мутагенным действием.
Ртуть и свинец очень токсичны, замедляют обмен веществ, вызывают нервные расстройства и гибель животных. Вредно действуют на морские организмы медь, хром, кадмий, мышьяк, сурьма,
висмут, селен. Однако среди морских организмов не мало санитаров. Ртуть
усваивается планктоном, кадмий — мидиями и
крабами, цинк — устрицами, таким образом токсичные элементы попадают в пищевые цепи. Концентрация мышьяка в крабах и лангустах
достигает такого уровня, что может явиться причиной смерти человека. В тканях некоторых видов промысловых рыб концентрация металлов
может в 100–1000 раз превышать их содержание в окружающей
морской среде.
Особую опасность представляет радиоактивное загрязнение океана, которое появилось вследствие
продолжающихся испытаний ядерного оружия под землёй, сбросов в океан жидких отходов прибрежных атомных станций и захоронения в океане
низкорадиоактивных отходов в контейнерах. Это загрязнение
проявляется сильным воздействием на гидробионты и на человека через
трофические цепи даже при крайне малых
концентрациях. При этом серьёзным обстоятельством является длительность
периодов полураспада радиоактивных изотопов и трудности определения в этом аспекте качества воды. Кроме того, радиоактивное
заражение водоёмов отрицательно сказывается на
способности их к самоочищению из-за угнетения
сапрофитной микрофлоры.
Значительную опасность для
окружающей среды представляет
тепловое загрязнение устьев рек,
эстуариев и прибрежных зон морей и океанов, что связано со спуском тёплой воды, использованной
для охлаждения теплообменных аппаратов
тепловых и атомных электростанций. Повышение температуры морской воды вблизи
мест сброса указанных вод обычно ведёт к резкому увеличению активности
бактерий. Острота экологической опасности возрастает, когда такой нагрев воды сочетается со сбросом сильно загрязнённых
промышленных, сельскохозяйственных или бытовых сточных вод, особенно содержащих
органические вещества. В этих случаях концентрация кислорода в морской воде, из-за увеличения
его расхода на биохимическую самоочистку воды, может оказаться ниже допустимого уровня. Например,
в эстуариях Шельды и Темзы, из-за повышения
температуры вод на 2,5° на участке 70–80 км в
длину от мест сброса тёплых вод ТЭС и АЭС, установлено заметное увеличение активности бактерий и значительное уменьшение концентрации кислорода, что привело к
резкому сокращению планктона и гибели многих представителей ихтиофауны.
Растёт загрязнение
океана твёрдым мусором. Ежегодно со всех судов в
океан сбрасывается 800 тыс. металлических, 640 тыс. бумажных и пластмассовых и
430 тыс. стеклянных предметов.
|