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.