Экологические проблемы Мирового океана
Мировой океан используется человеком следующим образом:
1. Океан – среда для морских перевозок
2. Океан – источник пищевых ресурсов
3. Океан – источник минеральных ресурсов
4. Океан – источник рекреационных ресурсов
5. Океан – геополитический фактор. С глубокой древности и до наших дней экономический потенциал страны и её политическое положение во многом определяются наличием у данной страны выхода к морю. Столицы многих имеющих выход к морю развивающихся стран – это их основные торговые порты (Дакка – столица Бангладеш, Монтевидео – столица Парагвая). Особое положение Великобритании в Европе, благодаря которому её в значительно меньшей степени, чем Германию и Францию, затрагивали европейские вооружённые конфликты, обусловлено тем, что она полностью окружена морем.
6. Океан – место захоронения опасных отходов [2]
Именно с характером использования Мирового океана человеком связаны его основные экологические проблемы.
Химическое загрязнение океана
Нефтяное загрязнение океана
Наибольшую проблему сейчас представляет загрязнение океана нефтью и нефтепродуктами. Источники загрязнения океана нефтепродуктами следующие ([2], стр. 433):
1. Истечение нефти из месторождений на дне океана
2. Аварии на нефтедобывающих платформах (как в Мексиканском заливе), нефтепроводах
3. Попадание нефти в океан с дождевыми водами портовых городов, речным стоком. Обусловлено тем, что человек, потребляя углеводороды нефти, в действительности потребляет очень мало: структура углеродного скелета молекулы углеводорода изменяется мало, и из выхлопных труб автомобилей в воздух, на поверхность земли и в воду поступает большое количество окисленных органических соединений (оксид этилена, альдегиды, кетоны, органические кислоты, гетероциклические соединения, как, например, бензапирен). Кроме того, при использовании горюче-смазочных материалов (ГСМ) и топлива утечки – обычное дело, эти нефтепродукты попадают в океан с дождевыми водами
4. Морской транспорт: аварии с участием танкеров, докование, утечки нефти при погрузке и разгрузке, сброс нефти с танкеров вместе с промывочными водами
5. Береговые нефтеперерабатывающие заводы, промышленные стоки
6. Атмосферное загрязнение парами летучих компонентов нефти и продуктами её неполного сгорания (бензапирен и др.)
В 1975 году большая часть нефтяного загрязнения океана приходилась на морской транспорт и смыв нефти с городских территорий.
Особо опасны растворимые компоненты нефти, оказывающие токсическое действие на морских обитателей при попадании внутрь организма. Это содержащиеся в нефти соединения серы, азота, тяжёлые металлы.
Наиболее тяжёлое последствие разлива нефти – образование нефтяной плёнки: нарушается газообмен, ухудшается поступление света в воду, фитопланктон гибнет в результате прекращения фотосинтеза. Гибель фитопланктона и затем зоопланктона приводит к полному разрушению пищевых цепей океана в месте разлива нефти, там исчезает рыба.
Тяжёлые компоненты нефти (мазут) оседают на дне, это приводит к гибели бентоса. После этого естественные донные сообщества могут восстанавливаться десятилетиями.
Загрязнение океана тяжёлыми металлами
Масштабы этого загрязнения не столь велики, как масштабы нефтяного загрязнения. Это обусловлено тем, что основной источник поступления в окружающую нас среду тяжёлых металлов – предприятия металлургической промышленности – находятся в большинстве случаев вдали от берегов океана. Одно из исключений – металлургический завод в Минамата (Япония). Сбросы с предприятия сточной воды, загрязнённой большим количеством кадмия и ртути, привели к массовой заболеваемости населения, живущего на морском побережье рядом с предприятием. Завод был закрыт.
Также опасным загрязнителем океана является ртуть. Она используется в сельском хозяйстве и промышленности. Загрязнение ртутью приводит к снижению первичной продуктивности морских вод. Ежедневно в Мировой океан поступает 5000 тонн ртути.
Другой источник загрязнения окружающей нас среды и, следовательно, океана, тяжёлыми металлами – автотранспорт:
1. Тяжёлыми металлами могут загрязняться ГСМ при использовании
2. Тетраэтилсвинец Pb(CH3)4 – добавка, увеличивающая октановое число бензина. Это вещество является высокотоксичным, при сгорании содержащего её бензина свинец поступает атмосферу. Применение тетраэтилсвинца запрещено во многих странах, включая Россию.
Другие виды химического загрязнения океана.
1. Загрязнение Мирового океана пестицидами. Наиболее показательный пример – ДДТ, который ранее массово использовался против многих вредителей, а затем поступал в океан вместе с речным и дождевым стоком с полей. ДДТ очень устойчив к разложению и в значительных количествах накапливается в организмах, находящихся на высоких ступенях океанских пищевых цепей (хищники); он был выявлен в жире китов и белых медведей Арктики, в организме пингвинов в Антарктике. ДДТ и другие долгоживущие пестициды особенно опасны для людей в связи с тем, что человек – конечный потребитель многих биологических ресурсов океана и, следовательно, находится на вершине пищевой цепи. В его организме ДДТ может накапливаться в значительных количествах, приводя к многим заболеваниям, в том числе раковым
2. Загрязнение отходами химической промышленности (фтор, хлор, роданид, отходы производства синтетических смол) в основном происходит через атмосферу и речной сток
3. Загрязнение океана кислыми и основными промышленными стоками, кислотные дожди могут локально влиять на рН воды
4. Загрязнение океана бытовыми стоками, содержащими поверхностно-активные вещества и др. токсины
Табл. 1. Степень токсичности отдельных загрязнителей гидросферы для морской фауны (прочерк – нет токсического эффекта, + - слабый токсический эффект, ++ - средний токсический эффект, +++ - сильный токсический эффект, ++++ - гибель организмов) [5].
| Вещество | Планктон | Ракообразные | Моллюски | Рыбы |
| Медь | +++ | +++ | +++ | +++ |
| Цинк | + | ++ | ++ | ++ |
| Свинец | - | + | + | +++ |
| Ртуть | ++++ | +++ | +++ | +++ |
| Кадмий | - | ++ | ++ | ++++ |
| Хлор | - | +++ | ++ | +++ |
| Роданид | - | ++ | + | ++++ |
| Цианид | - | +++ | ++ | ++++ |
| Фтор | - | - | + | ++ |
| Сульфид | - | ++ | + | +++ |
Другие виды загрязнений океана
Физическое загрязнение
Океан можно сравнить с огромной тепловой машиной; тёплые и холодные течения в океане, сниженные перепады температур, характерные для климата приморских территорий – некоторые эффекты работы этой тепловой машины, нагреваемой солнечным излучением и охлаждаемой на полюсах. Вода имеет большую теплоёмкость, а её объём в океане огромен. Поэтому тепловое загрязнение океана возможно только временно и локально.
Механизм и последствия шумового загрязнения океана мало изучены, но этот вид загрязнения может создаваться морским транспортом при его большом сосредоточении (в портах), что может являться одной из причин отсутствия рыбы в крупных портах. Скорость звука в воде выше, чем в воздухе.
Световое и электромагнитное загрязнение океана практически невозможно, так как в отличие от воздуха вода практически не пропускает электромагнитное излучение и плохо пропускает свет.
Наиболее опасно для океана радиоактивное загрязнение. Основные его источники – сброс радионуклидов с промышленными отходами и испытания ядерного оружия. На сегодняшний день атоллы, где взрывались американские ядерные бомбы, непригодны для жизни. Большую опасность представляют долгоживущие изотопы различных элементов. Радиоактивные изотопы стронция являются долгоживущими и свободно распространяются по всему океану. Стронций способен замещать кальций в костях, это приводит к раковым заболеваниям.
На сегодняшний день испытания ядерного оружия запрещены.
Определённую потенциальную опасность представляет собой строительство атомных электростанций в сейсмоопасных зонах на берегу моря: при авариях и чрезвычайных ситуациях на таких объектах последствия могут оказаться катастрофическими. Практически ни одно, даже сейсмостойкое здание, не может устоять при сильнейших землетрясениях.
Биологическое загрязнение.
Биологическое загрязнение океана невелико по сравнению с химическим. Основные причины:
1. Смыв химических удобрений с полей может приводить к развитию в океане цианобактерий, но чаще такое возникало при попытках преднамеренного искусственного апвеллинга: в Северном море в воду добавляли азотные удобрения для увеличения запасов рыбы, но результат отличался от ожидаемого [2]. Поэтому попытки создания искусственного апвеллинга сейчас почти не ведутся
2. Сброс в прибрежные зоны морей больших количеств растительных отходов приводит к созданию на дне в районах этих зон анаэробных условий и развитию гнилостной микрофлоры. Гниение органических веществ на дне моря отравляет воду
Одна из версий увеличения численности акул в районе Шарм-Эль-Шейха (Египет) в Красном море, ставшего, возможно, причиной увеличения частоты нападений акул на отдыхающих в последние недели, предполагает, что акулы были привлечены к побережью большим количеством баранины, сброшенной с кораблей.