Забруднення морських вод - Екологія - Скачать бесплатно
Океани, включаючи замкнені і напівзамкнені моря, є важливою частиною глобальної системи життєзабезпечення. Вони впливають на клімат, погоду і стан атмосфери, а також є могутнім резервом продуктів харчування, мінерально-сировинних і інших ресурсів.
Світовий океан є безвідмовним приймачем усякого роду відходів. Скид у нього надто великої кількості шкідливих речовин, пестицидів, добрив, зростаюче забруднення морського середовища нафтопродуктами, засмічення річкових естуаріїв - все це робить реальним припущення про те, що може наступити такий момент, коли океан перестане служити людині. Океани - це загальна стічна яма, величезний септичний бак, із якого вода, здійснивши великий кругообіг, повертається до людини, тварин і рослин у чистому вигляді. Забруднення морських вод слід розглядати з урахуванням складного обміну природних вод між геосферами й утворюючими їх системами у процесі вологообороту і еволюційного розвитку Землі.
Близько 70% забруднення морського середовища пов'язане з наземними•. джерелами. Забруднення виникає також в результаті судноплавства і скиду, відходів у море.
Основні джерела забруднення морських вод
—^ скид промислових і господарських вод безпосередньо у море або з річковим стоком;.
—^ надходження з суш! різних речовин, що застосовуються в сільському і лісовому господарствах;
—^ навмисне поховання ЗР в морі:
—^ втрати різних речовин у процесі суднових операцій; —^ аварійні викиди 'з сгден або підводних трубопроводів;
—^ розробка корисних копалин на морському дні;
^ перенесення ЗР крізь атмосферу [І].
У моря виносяться величезні кількості речовин як у результаті природних, так і антропогенних процесів. Лише внаслідок природних процесів до Світового океану щороку надходять приблизно 25 млн. тонн заліза, 300-400 тонн марганцю, по 180 тис. тонн міді і цинку.
Нафта і НП - найбільш розповсюджені ЗР. У природних умовах до Світового океану їх надходить від 0,2 до 2 млн. тонн. Найбільшу шкоду морським екосистемам завдають морські перевезення. Танкерами перевозиться щорічно близько 2 млрд. тонн нафти і НП. Втрати відбуваються навіть і при безаварійній роботі морського транспорту. Але під час аварій, коли розливається до 40-50 тис. тонн, уражаються поверхні площею близько 100 км2. Внаслідок аварій та витоків до Світового океану надходить 5-10 млн. тонн нафти й НП на рік, тобто набагато більше ніж в природних умовах. У Світовий океан надходить до 16 млн. т нафти і НП, із них 8 млн. т- при видобутку й перевезенні танкерами та 8 млн. тонн - через втрати на суші з поверхневим стоком [33]. Щорічне забруднення океанів внаслідок морських перевезень, аварій та незаконного зливу складає близько 600 тис. тонн нафти. Нафта і НП справляють негативний вплив на морські біоценози, тому що їх плівки порушують обмін енергією, теплом, вологою й газами між океаном і атмосферою, а також впливають на фізико-хімічні і гідробіологічні умови, на клімат Землі, на баланс кисню у атмосфері.
Забруднення морських вод ДДТ, іншими пестицидами (особливо в пригирлових частинах морів) багатьма ученими розглядається як найбільш імовірна загроза необоротної деградації у майбутньому морських екосистем. Заборона ДДТ, інших найбільш стійких та токсичних пестицидів у деяких країнах не привела до корінного вирішення цієї проблеми, хоча в цілому кількість ДДТ, що надходить до морських вод, дещо скоротилась (близько 27-28 тис, т/рік).
Забруднення і отруєння морських вод відбувається при затоплюванні (дампінгу) ємностей з отруюючими речовинами, побутовими та промисловими відходами. З 1967 р. стали проводитись поховання у глибоководних частинах океану радіоактивних відходів у герметичних металевих контейнерах, залитих бетоном або бітумом. Однак екологічні наслідки дампінгу радіоактивних відходів після розгерметизації цих контейнерів можуть бути дуже негативними.
Забруднення морських вод відбувається нерівномірно. Особливо піддаються забрудненню прибережні та шельфові області, міжматерикові та внутрішньоматерикові моря, куди виноситься потік стічних вод річками; цьому сприяє також розташування у прибережних районах суші значної частини промислових підприємств, а на низькодолах - землеробських угідь. Для районів шельфу найбільш характерне нафтове забруднення. Здатність морських вод до самоочищення від нафтового забруднення залежать від географічної широти, температури води, розміру хвилювання на поверхні моря і т.д. Так, при низьких температурах розкладення нафтопродуктів, які потрапили у морську воду, відбувається повільніше, що призводить до їх накопичення і шкідливого впливу. Дуже широко в морських водах розповсюдились пестициди, половина яких надходить із повітря, а решта виноситься із агроекосистем поверхневим стоком. Дампінг радіоактивних відходів призвів до підвищення радіоактивності деяких районів (Ірландське море, Японське море, північно-східна частина Атлантики, тихоокеанське узбережжя США та ін.).
Особливості екосистеми і антропогенного забруднення Чорного моря
Нижче наводиться стисла характеристика ЕС і факторів антропогенного забруднення Чорного моря, яка базується на матеріалах академіка НАН України Ю.П. Зайцева [34].
На місці сучасного Чорного моря в різні відрізки геологічного часу існували басейни, які мали інші рисі біотопу і біоценозу: Сарматське море (5-7 млн. років тому), Мотичне море (2-3 млн. років тому), Понтійське озеро-море (1,5-2 млн. років тому), Чаудинське озеро-море (біля 1 млн. років тому), Давньоевксінський басейн (400-500 тис. років тому), Карангатське море (100-150 тис. років тому), Новоевксінське море (18-20 тис. років тому). Релікти палеобіоценозів є в сучасному Чорному морі.
Черное море відноситься до внутрішніх морів, які в тій або іншій мірі оточені сушею; за мірою ізольованості від Світового океану воно поступається тільки Азовському морю. Площа акваторії Чорного моря - 423 тис. км2 , об'єм його вод - 547 тис. км3. Максимальна глибина - 2112 м. Площа шельфу (глибини 150-200 м) біля 100 тис. км2, з них 64 тис. км2 - в північно-західній частині Чорного моря (ПЗЧМ) навпроти берегів України, Румунії і Болгарії. Ширина шельфу досягає 150-180 км, однак в районах, прилеглих до гористої місцевості звужується до 10 - 2 км. Довжина берегової лінії складає 4340 км (в тому числі в межах України - 1628 км). Береги характеризуються ландшафтною різноманітністю. Водозбірний басейн нараховує більше 300 річок. Площа водозбірного басейну (більше як 2,3 млн. км2) охоплює території 22 країн Європи і Малої Азії. Місце, де річкові води зустрічаються з морськими, називається гідрофронтом.
Водний баланс Чорного моря виражається такими величинами (км3 в рік): приходні статті - річковий стік (346), атмосферні опади (119), нижньобосфорська течія (176), верхньокерченська течія (32), усього - (694); витратні статті - випаровування (332), верхньобосфорськц, течія (340), нижньокерченська течія (32), усього - 704 км3 в рік.
Солоність моря в центральних частинах біля поверхні складає близько 18 г/кг, а в ПЗЧМ знижується до 15 г/кг і нижче (особливо в пригирлових частинах). З глибиною солоність підвищується і на 200 м становить 20,5 г/кг, а на 2000 м - 22,4 г/кг. Максимальні значення солоності (вищі за ЗО г/кг) спостерігались в нижньобосфорській течії.
Температура води в центральній частині моря в літній час досягає 23-24 °С, біля берегів до 28-30°С. Нижче - шар холодної води і на глибині 150 м протягом року зберігається температура 8,6°С; ще глибше вона підвищується до 9°С і такою зберігається до дна. На глибинах від 50 м в центральних частинах моря до 100-150 м і до 100-150 м на шельфі відмічається «холодний проміжний шар» - від 7,2 до 7,5°С. У зимові місяці температура в південних частинах моря знижується до 10-13°С, в північних - до 4-5°С.
Низька солоність і низька зимова температура в Чорному морі були перешкодою для проникнення в неї середземноморських гідробіонтів. Іншою особливістю біотопу є сірководневе зараження; біля 87% об'єму вод позбавлені О2 і забруднені H2S міститься на глибинах від 150-200 м і до дна моря. Вміст H2S в морській воді коливається від 0,19 мг/дм3 на 150 м, до 0,83 мг/л на 200 м, 2,34 мг/дм3 на 300 м, 8,48 мг/дм3 на 1000 м, і 9,6 мг/дм3 на 2000 м. Верхній кордон H2S коливається, але не виявляє істотних тенденцій до підйому.
Донне відкладення представлені піщаними, мулкими, кам'янистими, галечними, перехідними (мулко-піщаними, галечно-піщаними, глинисто-піщаними) і іншими утвореннями, з якими пов'язані певні угруповання гідробіонтів.
Гідробіонти Чорного моря представлений 3774 видами (в т.ч. 1619 - грибів, водоростей і вищих рослин, 1983 - безхребетних тварин, 168 - риб, 4 -морських ссавців). Для порівняння: в Середземному морі нараховують 8000 видів (в т.ч. 500 видів риб). Однак по масі ЖР на одиницю поверхні і по біологічній продуктивності Чорне море перевершує Середземне. Основні систематичні групи фітопланктону -діатомові, дінофітові, кокколітофоріди, зелені, евгленові, синьо-зелені; всього 745 видів одноклітинних водоростей. До складу зоопланктону входить багато різних видів: від одноклітинних найпростіших до ікри і личинок риб. Широку популярність отримали ночесвітки і гребневики-плевробрахії. Фітобентос представлений 304 видами донних водоростей, пристосованих в основному до глибин 5010 м (цистозіра, філофора, тостера і ін.), а також дрібними одноклітинними водоростями (400 видів). Бактерії планктону і бентосу вельми різноманітні. Глибше 200 м (в сірководневій зоні) наявні тільки анаеробні сульфатредуцюючі бактерії, а в кисневій зоні - аеробні бактерії, чисельність яких велика (до значна 75 млн. в 1 мл води в нейстоні).
Організми зообентосу зустрічаються на березі (мармуровий краб), біля кромки моря (молюски) і на глибинах (мідії). Мідія харчується дрібним планктоном і завислими органічними частками, які збирає, проціджуючи за добу до 200 м3 морської води. До зообентосу відносяться морські жолуді (балянуси), актинії, устриці, морські таргани, краби, молюск рапана, мії і т.д., які разом з фітобентосом утворюють угруповання донних організмів. Нейстон населяє самий верхний шар води товщиною до 5 см (личинки черв'яків, молюсків, креветок, крабів; ікра, мальки риб і т.д.). Як відмічає Ю.П. Зайцев, більшість мешканців хоча б короткий період входять до складу нейстону. Основну частину нектону складають риби; нараховується біля 200 видів іхтіофауни (в т.ч. 186 морських видів):
>понтичні релікти (тюлька, осетрові, оселедцеві, багато які види бичків);
> новоевксинські релікти, холодноводні (акула-катран, кілька, мерланка, чорноморський лосось);
> середземноморські вселенці, солелюбиві і теплолюбові (хамса, ставрида, сарган, султанка, лобан, скумбрія, пеламіда і інш.);
> екзотичні види - гамбузія (переселена в 20-і XX ст. роки з Італії), сонячна риба (доставлена з Америки акваріумистами), піленгас (завезена з опріснених вод Японського моря).
Рептилії представлені водяними вужами, які мешкають у річкових дельтах, лиманах і прибережних водах моря. Із ссавців в Чорному морі мешкають 3 види дельфінів (афаліна, білобочка, азовка або морська свиня) і тюлень-чернець.
Екологічна обстановка в ПЗЧМ стала помітно гіршати в 60-70 роках XX сторіччя. До основних джерел і видів антропогенного впливу на ЕС Чорного моря відносяться [34]:
)ріки (скорочення прісноводного стоку, внесення в море різних ЗР);
2) сільське господарство (внесення в море добрив, пестицидів, часток ґрунту);
3) промисловість (внесення в море важких металів, детергентів, НП);
4) населені пункти (внесення в море неочищених або недостатньо очищених стоків, патогенних мікроорганізмів, детергентів, НП);
5) атмосферне випадання (внесення в море фосфатів, нітратів, ртуті, свинцю, пилу);
6) судноплавство (внесення в море НП, екзотів, шумове забруднення морського середовища і т.д.);
7) порти (забруднення акваторій, поглиблення дна, прокладка судноплавних каналів, дампінг, перетворення природи лиманів);
8) рибний промисел (перелов біологічних ресурсів, пошкодження і руйнування донних угруповань на шельфі);
9) видобуток мінеральних ресурсів (пошкодження і руйнування донних угруповань на шельфі);
10) захист берегів (зміна умов мешкання крайових угруповань моря, створення застійних зон, збільшення забрудненості вод і донного відкладення);
11)рекреація і туризм (мікробне забруднення моря, засмічення прибережної відходами, які довго не руйнуються, некерований видобуток «дарів моря».
Багато які ЗР (органічні і мінеральні сполуки, НП, радіонукліди і т.д.) надходять в Чорне море разом із стоком рік. Разом з річковим стоком надходять неочищені або недостатньо очищені промислові, сільськогосподарські і комунально-побутові стоки. Із судноплавством пов'язане фізичне, хімічне (НП і інші ЗР) і біологічне (мікроорганізми, екзоти) забруднення. Шумове забруднення в "біологічних коридорах" (Босфорській і Керченській протоках, через які проходять відповідно 40 і 10 тисяч суден на рік) створює перешкоди для міграції риб і інших морських тварин.
Днопоглиблювальні роботи і дампінг ґрунтів порушує умови мешкання бентосних форм. Перепромисел морських організмів підриває запаси промислових видів і тих гідробіонтів, які з ними пов'язані в угрупованнях. Донні риболовецькі трали переорюють донні відкладення, змулюють осідання, приводять до замулення піски, мідійні і устричні банки та біоценози заростей. Пошуки, розвідка і видобуток вуглеводнів і інших мінеральних ресурсів на шельфі приводять до погіршення якості морського середовища і донного відкладення. Берегозахісні споруди порушують умови мешкання крайових угруповань, які вщіграють важливу роль в природному відтворенні багатьох донних і пелагічних видів. Крім того, вони сприяють утворенню застійних зон з підвищеною бактерійною забрудненістю, тобто знижують рекреаційну значущість прибережних ділянок. Масова рекреація, безконтрольний вилов морських організмів також негативно впливають на екологічну обстановку на прибережній території. Особливо небезпечним наслідком масової рекреації є мікробне і вірусне забруднення прибережних вод.
Антропогенна евтрофікація ПЗЧМ почалася у зв'язку зі збільшенням вмісту фосфатів і нітратів у річковому стоці в 1970-х роках. Якщо в 1950-х роках вміст фосфатів становив 10,5 мг/дм3, нітратів 22,5 мг/дм3, то 1976- 1980 pp. відповідно 197,9 і 188,8 мг/дм3, що було наслідком "зеленої революції". Це привело до бурхливого розвитку фітопланктону, кількість якого збільшилася від 670 мг/м3 в 1950-і роки до 30000 мг/м3 в 1980-і роки. Велика кількість фітопланктону сприятливо вплинула на розвиток біомаси фітоїдного зоопланктону (ночесвітка, медуза аурелія і т.д.). Наприклад, біомаса ночесвітки зросла в десятки разів, а медузи від 0,67 т в 1950-х роках до 222 млн. т в 1981-1982 pp. Крім того, знизилася прозорість води, що утруднило процеси фотосинтезу і привело до загибелі водоростей на глибинах 20-60 м; з цієї ж причини площа філофорного поля з 11 тис. км2 і біомаси з 10 млн. т в 1950-х роках скоротилися до 0,5 тис. км2 по площі і 0,2 млн. т по біомасі в 1980-х роках, що привело до деградації "фауни філофори". Через евтрофікацію в 1970-1980-х pp. зникла світлолюбна цистозіра на глибинах 15-20 м і пов'язані з нею гідробіонти. Велика кількість відмерлого фітопланктону обумовила збільшення концентрації органічної речовини в донному відкладенні від 2-3 г/м2 за добу на глибині 10 м в 1950-х роках до 150 г/м2 за добу у 1980-і роки. Значна витрата кисню, необхідного для розкладання мертвого планктону, була причиною гіпоксіїі навіть аноксії (повна відсутність кисню) і заморів риб і інших донних тварин; в 1973-1990 pp. втрати в межах ПЗЧМ становили 60 млн. т (в т.ч. 5 млн. т риб). Антропогенна евтрофікація була причиною загибелі мідій і інших фільтраторів, що привело до збільшення ступеня забрудненості морських вод (1 м2 площі, заселеної мідіями, фільтрує за добу 15-20 м3 морських вод). Загалом, ситуація в 90-і роки дещо поліпшилася, а замори стали спостерігатися рідше і на менших площах.
Мікробне забруднення також є наслідком антропогенного впливу на морський басейн. Якщо в 1950-х роках на 1 мл морських вод припадало 10-200 кліток (кл.) кишкової палички (ешеріхії), в 1960-х роках до 90 тис. кл./л, то в 1980-х роках до 140-620 тис. кл./л (екстремально високі значення на пляжі Аркадія - до 2,4 млн. кл./л). Таке збільшення ешеріхії пов'язане із забрудненням прибережної зони моря каналізаційними стоками. Крім ешеріхії, поблизу випуску комунально-побутових стоків і дренажних вод на пляжах відмічалася поява і інших патогенних мікроорганізмів (сальмонела, шігела, холерний вібріон, яйця глиста і т.д.).
У Чорне море з водами рік і атмосферними опадами щорічно надходить біля 80 т ртуті, 4500 т свинцю, 12000 т цинку, які можуть вступати в трофічні ланцюги. Негативний вплив чинять пестициди; у 70-х роках на глибині 25 м напроти одеського пляжу «Аркадія» затонуло судно «Моздок» з вантажем ДДТ на борту (істотного забруднення вод ДДТ, донного відкладення і гідробіонтів не сталося, оскільки ДДТ був в герметичній тарі, і вдалося вантаж підняти і доставити на берег). В Чорне море щорічно надходять до 50 тис. т СПАР, які при концентраціях, вищих за 0,1 мг/дм3, від тих, що відмічаються в прибережній зоні, токсичні для морських організмів. Це є однією причин зникнення в 1970-1980 роках цистозіри.
У Чорне море надходить біля 111 тис. т нафти і НП щороку. Великих аварій танкерів у відкритих водах моря не спостерігалось, але розливи 40-50 тонн відмічалися в ПЗЧМ. Ікринки, личинки можуть загинути навіть при концентрації НП біля 1 мг/л. Є дані про те, що гідробіонти, існуючі в умовах хронічного нафтового забруднення, пристосовуються до нього. Деякі з них (одноклітинні водорості, гриби, ракоподібні, молюски) можуть зростати на плямах мазуту; нафторуйнівні бактерії харчуються НП.
До потенційних забруднювачів Чорного моря можуть бути віднесені хімічні заводи, електрохімічні і металургійні підприємства, цементні заводи, нафтові і інші термінали.
Тривалий час в морської воді зберігаються синтетичні матеріли (капроновий канат зберігається 100-200 років, пластикова пляшка - до 500 років). Пластикові відходи спричиняють шкоду морським організмам, птахам і естетичному вигляду морського побережжя.
Чорне море стало приймачем для екзотів, які попали внаслідок випадкової або навмисної інтродукції. Вони успішно пристосувалися, зайняли екологічні ніші інших організмів і стали причиною еколого-економічних проблем. Прикладом є поява в 1940-1950 pp. молюска рапана родом з Японського моря, що поїдає устриць, мідій і інших молюсків. У ПЗЧМ рапана не отримала масового розмноження. Разом з баластними водами з опріснених вод Північної Атлантики в 1980-і роки попав медузо-подібний гребневик мнеміопсіс (до 10-11 см в довжину), відомий як хижак, що поїдає зоопланктон - кормову базу риб. Наприкінці 1980-х років відмічалось різке зниження зоопланктону і іхтіопланктону, різке падіння уловів хамси. У 1994-1996 pp. чисельність мнеміопсісу стала меншати, що привело до збільшення чисельності кормового зоопланктону, однак проблема мнеміопсісу не втратила гостроти.
Регулювання видобутку біоресурсів в Чорному морі є однією найважливіших умов забезпечення стійкого промислу і збереження біологічної різноманітності в межах всієї EC.
Наскільки згубно позначаються антропогенні навантаження на екологічний стан морського середовища можна бачити на прикладі о. Зміїний, який значною мірою не зазнає таких навантажень і характеризується унікальною біологічною різноманітністю [34].
Чорне море визнане як найбільш забруднене в світі. Дана ситуація повинна послужити прикладом для майбутніх поколінь, людського розуміння щодо необхідності порятунку і захисту спільних міжнародних ресурсів. Як відмічає Ю.П. Зайцев [34], стійкий розвиток морської ЕС потребує безперервної міжнародної співпраці на основі Стратегічного Плану Дій по відновленню і охороні Чорного моря, прийнятого в 1996 р. шістьма причорноморськими країнами.
|
