Загрязнение океана. Загрязнение морей и океанов

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд м 3 сточных вод, 90% которых предварительно не очищены. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных - морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.). В Японском море сущим бедствием стали «красные приливы», следствие эвтрофикации, при которой бурно развиваются микроскопические водоросли, а затем исчезает кислород в воде, гибнут водные животные и образуется огромная масса гниющих остатков, отравляющих не только море, но и атмосферу.

По мнению Ю.А. Израэля (1985), экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях (рис. 7.3):

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.

Рис. 7.3.

До определенного предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двустворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов - ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма. (ДДТ, как известно, запрещен в России, США и некоторых других странах, тем не менее он поступает в Мировой океан в значительном количестве.) Ученые доказали и существование в водах Мирового океана интенсивных процессов биотрансформации опасного загрязнителя - бенз(а)пирена, благодаря наличию в открытых и полузакрытых акваториях гетеротрофной микрофлоры. Установлено также, что микроорганизмы водоемов и донных отложений обладают достаточно развитым механизмом устойчивости к тяжелым металлам, в частности, они способны продуцировать сероводород, внеклеточные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодействуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные формы.

В то же время в океан продолжают поступать все новые и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

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. Реки мира ежегодно выносят в морские и океанические воды более 1,8 млн т нефтепродуктов.

В море 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 неприятного запаха и вкуса.

Все компоненты нетоксичны 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. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы, например бенз(а)пирен. Сейчас получены многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной морской среды. Бенз(а)пирен активно циркулирует по морским пищевым цепочкам и попадает в пищу людей.

Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком приповерхностном слое морской воды, имеющем особенно важное значение для различных сторон жизни океана. В нем сосредоточено множество организмов, этот слой играет роль «детского сада» для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, меняется отражательная способность (альбедо) 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 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 ксенобиотиками, т.е. 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 остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют 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 3 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 органические формы. Накопленные благодаря биоаккумуляции в рыбе или в моллюсках соединения метилированной ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей. Вспомним хотя бы печально известную болезнь «Минамата», получившую название от японского залива, где так резко проявилось отравление местных жителей ртутью. Она унесла немало жизней и подорвала здоровье многих людей, употреблявших в пищу морские продукты из этого залива, на дне которого накопилось немало ртути от отходов близлежащего комбината.

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 пагубно 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.

Масштабы загрязнения продуктов морей и океанов так велики, что во многих странах установлены санитарные нормы на содержание в них тех или других вредных веществ. Интересно отметить, что при концентрации ртути в воде только в 10 раз большей ее естественного содержания загрязнение устриц уже превышает норму, установленную в некоторых странах. Это показывает, как близок тот предел загрязнения морей, который нельзя переступить без вредных последствий для жизни и здоровья людей.

Однако последствия загрязнения опасны, прежде всего, для всех живых обитателей морей и океанов. Эти последствия разнообразны. Первичные критические нарушения в функционировании живых организмов под действием загрязняющих веществ возникают на уровне биологических эффектов: после изменения химического состава клеток нарушаются процессы дыхания, роста и размножения организмов, возможны мутации и канцерогенез; нарушаются движение и ориентация в морской среде. Морфологические изменения нередко проявляются в виде разнообразных патологий внутренних органов: изменений размеров, развития уродливых форм. Особенно часто эти явления регистрируются при хроническом загрязнении.

Все это отражается на состоянии отдельных популяций, на их взаимоотношениях. Таким образом, возникают экологические последствия загрязнения. Важным показателем нарушения состояния экосистем является изменение числа высших таксонов - рыб. Существенно изменяется фотосинтезирующее действие в целом. Растет биомасса микроорганизмов, фитопланктона, зоопланктона. Это характерные признаки эвтрофикации морских водоемов, особенно они значительны во внутренних морях, морях закрытого типа. В Каспийском, Черном, Балтийском морях за последние 10-20 лет биомасса микроорганизмов выросла почти в 10 раз.

Загрязнение Мирового океана приводит к постепенному снижению первичной биологической продукции. По оценкам ученых, она сократилась к настоящему времени на 10%. Соответственно этому снижается и ежегодный прирост других обитателей моря.

Каким будет ближайшее будущее для Мирового океана, для важнейших морей? В целом для Мирового океана ожидается на ближайшие 20-25 лет рост его загрязнения в 1,5-3 раза. Соответственно этому будет ухудшаться и экологическая ситуация. Концентрации многих токсических веществ могут достигнуть порогового уровня, затем наступит деградация естественной экосистемы. Ожидается, что первичная биологическая продукция океана может понизиться в ряде крупных районов на 20-30% по сравнению с нынешней.

Сейчас уже ясен путь, который позволит людям избежать экологического тупика. Это безотходные и малоотходные технологии, превращение отходов в полезные ресурсы. Но потребуются десятилетия для воплощения идеи в жизнь.

Контрольные вопросы

1. В чем заключаются экологические функции воды на планете?
2. Какие изменения в круговорот воды внесло появление жизни на планете?
3. Как происходит круговорот воды в биосфере?
4. От чего зависит величина транспирации? Каковы ее масштабы?
5. В чем заключается экологическое значение растительного покрова с позиций геоэкологии?
6. Что понимается под загрязнением гидросферы? В чем оно проявляется?
7. Какие выделяют виды загрязнения вод?
8. Что собой представляет химическое загрязнение гидросферы? Каковы его виды и особенности?
9. Каковы основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод?
10. Какие вещества относятся к основным загрязнителям гидросферы?
11. Каковы для экосистем Земли экологические последствия загрязнения гидросферы?
12. Какие последствия для здоровья человека представляет использование загрязненной воды?
13. Что понимается под истощением вод?
14. Каковы экологические последствия загрязнения Мирового океана?
15. Как проявляется нефтяное загрязнение морской воды? Каковы его экологические последствия?

Реферат

Загрязнение морей и океанов

В течение последних нескольких десятков лет происходит загрязнение океанов и морей такими вредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы и другие вредные вещества. Загрязнение происходит в результате сброса в реки, а затем и в океан сточных вод различных промышленных предприятий, стока с полей и лесов, обработанных пестицидами, и потерь нефти при ее перевозках танкерами. Газообразные токсические вещества, такие, как оксид углерода (II), оксид серы (IV), попадают в морскую воду через атмосферу. По подсчетам Калифорнийского технологического института в Мировой океан вместе с дождем ежегодно поступает 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух вместе с выхлопными газами автомобилей. Вблизи береговой линии в районах больших городов в морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Степень загрязнения вод в океане все возрастает. Нередко способность воды к самоочищению оказывается уже недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Поля загрязнения формируются в основном в прибрежных водах крупных промышленных центров и устьев рек, а также в районах интенсивного судоходства и нефтедобычи. Течениями загрязнения распространяются очень быстро и оказывают вредные воздействия на зоны океанов, наиболее богатые животными и растительностью, наносят серьезный ущерб экономике и состоянию морских экосистем.

К числу наиболее вредных химических загрязнений, как указано в принятой в конце 1972 г. Международной конвенции по предотвращению загрязнений морей сбросами отходов, относятся нефть и нефтепродукты. В современном капиталистическом мире потребление нефти во всех ее видах ежегодно обходится в астрономическую сумму - 740 млрд. Дол. А стоимость добычи нефти равна всего 80 млрд. дол. Отсюда стремление нефтяных монополий заполучить в свое распоряжение новые и Новые месторождения черного золота. В связи с ростом добычи, транспортировки, переработки и потребления нефти и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения природы. Растет загрязнение нефтяными продуктами и водной среды. «Океан умирает, он болен по вине человека»,- эти слова Тура Хейердала хорошо известны. Еще в 1969 г. вовремя плавания через Атлантический океан на папирусном судне «Ра» он отмечал, что поверхность моря была свободна от глобул нефти и дегтя только в течение нескольких дней за весь двухмесячный период путешествия. В настоящее время положение не улучшилось.

По оценке национальной Академии наук США в середине 70-х годов только в морскую среду попадало примерно 6 млн. т нефти. К концу 70-х годов выбросы нефти в моря и океаны возросли до 10 млн. т/год. Наибольший вред наносят разливы нефти в результате катастроф танкеров и аварий на морских буровых платформах. Число таких аварий необычайно велико: только в США в 1972-1976 гг. береговой охраной регистрировалось в среднем 12,3 тыс. случаев таких выбросов в год.

При сохранении числа аварий прослеживается тенденция к увеличению масштабов единовременных выбросов нефти главным образом из-за аварий супертанкеров. Выбросы нефти в конце 60-х - начале 70-х годов в результате катастроф таких танкеров, как «Белен» и «Торри Каньон», меркнут в сравнении с разливом 220 тыс. т нефти при аварии танкера «Амоко Кадис» в марте 1978 г. Анализ последствий этой аварии для окружающей среды, выполненный 20 месяцев спустя, показал, что в течение последующих трех - пяти лет добыча устриц в пораженной акватории будет невозможна, а осевшая на дно нефть будет выбрасываться на поверхность штормами по крайней мере в течение 10 ближайших лет. Прогноз подтвердился. Возрастает и «лепта», вносимая в загрязнение водной среды морскими буровыми платформами. Загрязнение имеет место при добыче нефти на шельфе. В апреле 1977 г. в Северном море в 270 км от норвежского города Ставангер на крупнейшей платформе норвежских разработок нефтяного месторождения вырвался фонтан нефти высотой в 60 м. Больше недели понадобилось, чтобы перекрыть нефтяной фонтан. За это время в воды Северного моря было выброшено 25 тыс. т нефти. Площадь нефтяного пятна достигла 4000 км2. Попытки собрать нефть с поверхности воды продемонстрировали почти полную беспомощность находящейся на вооружении нефтедобывающих компаний техники по удалению нефтяных пятен. С помощью своеобразных «пылесосов» с поверхности моря удалось собрать всего лишь 800 т нефти. Большая часть разлитой нефти затонула и будет еще долго отравлять придонную флору и фауну Северного моря. Авария поставила под угрозу излюбленные места развития сельди и потомства скумбрии, которая нерестится в этих местах. По мнению некоторых ученых, воздействие катастрофы должно было сказываться по меньшей мере в течение трех лет.

Увеличение потребления нефтепродуктов во всем мире привело в последние годы к значительному росту танкерного флота. В мире действует гигантский танкерный флот общей вместимостью более 120 млн. брутт-регистровых тонн - это свыше трети вместимости всех морских транспортных средств. В последние годы наметилась тенденция резкого увеличения грузоподъемности танкеров. Уже плавают 230 судов, обладающих грузоподъемностью 200 тыс. т и более, в том числе два «полумиллионника». Строятся и более мощные танкеры. Это значительное достижение инженерной мысли, но в то же время и колоссальная потенциальная опасность для вод Мирового океана. Подсчитано, что 200 тыс. т нефти достаточно, чтобы превратить все Балтийское море в биологическую пустыню. В портах не удается выгрузить нефть до конца. Около 1% ее теряется на испарение и остается на стенках и днищах танкеров. Приходится их промывать, и это чаще всего делают в открытом море. Пустой танкер теряет управляемость. Чтобы избежать этого, в танкеры закачивают морскую воду в качестве балласта (обычно более 30% тоннажа судна). Перед новой загрузкой балласт выкачивают вместе с остатками.нефти. По подсчетам специалистов танкеры и другие суда, которые промывают свои трюмы в открытом море, оставляют в нем более 2 млн. т/год нефти. Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки 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.

Нефтяное загрязнение наносит жестокий удар по биологическому равновесию моря. Пятно не пропускает солнечные лучи, замедляет обновление кислорода в воде. В результате перестает размножаться планктон - основной продукт питания морских обитателей. В верхних пяти - десяти сантиметрах водной толщи развивается богатейшее сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесь находится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных животных, которые во взрослом состоянии населяют водную толщу и дно морей и океанов. На поверхности океана накапливаются и вещества-загрязнители, в том числе нефть и нефтепродукты. Растворимые компоненты нефти очень ядовиты. Их присутствие приводит к гибели морских обитателей и прежде всего рыб, чем наносится серьезный ущерб экономике ряда стран мира. Растворимые компоненты нефти нередко становятся причиной гибели морских птиц, отрицательно влияют на вкусовые качества мяса морских животных. Если оплодотворенную икру рыбы поместить в аквариум с весьма незначительной концентрацией нефтепродуктов, то большинство зародышей погибает, а многие из уцелевших оказываются уродами.

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. Нефтяное загрязнение - грозный фактор, влияющий на жизнь всего Мирового океана. Особенно опасно загрязнение высокоширотных вод, где из-за низкой температуры нефтепродукты практически не разлагаются и как бы «консервируются» льдами, поэтому нефтяное загрязнение может нанести серьезный ущерб окружающей среде Арктики и Антарктики

Позже в 1958 году в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, о территориальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами и другими вредными веществами. Прошедшая в 1973 году в Лондоне конференция приняла документы по предотвращению загрязнения с судов. Согласно принятой конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном положении и не наносят ущерб морю. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе в порт.

Запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки. Институт океанологии РАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров, полностью исключающий попадание нефти в акваторию. Он заключатся в добавлении к промывной воде нескольких поверхностно-активных веществ (препарат МЛ), что позволяет осуществить на самом судне очистку без сброса загрязненной воды или остатков нефти, которую можно впоследствии регенерировать для дальнейшего использования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т нефти.

В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Многие современные танкеры имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая оболочка.

Для систематической очистки акваторий от случайных разливов применяются плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения растекания нефти используются физико-химические методы. Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться вторично в качестве сорбента. Такие препараты очень удобны из-за простоты применения и невысокой стоимости, однако их массовое производство пока не налажено. Также существуют сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Некоторые из них могут собирать до 90% разлитой нефти. Главное требование, которое к ним предъявляется, - это непотопляемость.

После сбора нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить путем разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Но при этом эти вещества должны быть биологически безопасны.

В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай санге» выпустила реактив ASWW, основной компонент которого - специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью.

Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.

С 1993 года был запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число их неуклонно растет. Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы стали разрабатываться проекты очистки ЖРО.

В 1996 году представители японских, американских и российских фирм подписали контракт на создание установки по переработке ЖРО, скопившихся на Дальнем Востоке России. На реализацию проекта правительство Японии выделило 25,2 млн. долларов.

Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением новых методик очисток акваторий невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем странам сообща, - предотвращение загрязнения

Ежедневно с земли в океан поступает до 5 тыс. т ртути, используемой в сельском хозяйстве и промышленности. Отходы, содержащие ртуть, свинец и медь, локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнения ртутью существенно снижают первичную продуктивность морских вод. В зонах наибольшей концентрации ртути отмечается уменьшение количества мельчайших зеленых водорослей, синтезирующих органические вещества и выделяющих кислород. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепочке более высокоорганизованным организмам.

В результате в рыбах, морских млекопитающих, птицах тяжелые металлы могут накапливаться в опасных концентрациях. Так, отдельные виды рыб в Средиземном море содержат в два-три раза больше ртути, чем считается безопасным, согласно стандартам, принятым Всемирной организацией здравоохранения. Владельцы расположенного в небольшом японском городке Мина-мате (остров Кюсю) химического комбината в безудержной погоне за прибылью долгие годы сбрасывали в океан сточные воды комбината, насыщенные ртутью. В результате прибрежные воды и рыбы оказались отравленными ею. Питание отравленной рыбой привело к гибели десятков местных жителей, сотни людей получили тяжелые психопаралитические заболевания. В июле 1972 г. специальная комиссия официально подтвердила 231 случай заболеваний, в том числе 59 случаев со смертельным исходом.

Четыре месяца спустя эта цифра увеличилась до 292. Ко времени, когда суд вынес свое заключение о причине заболевания, официально признанных больными было уже 370 человек. В марте 1973 г. их количество увеличилось до 397, а к настоящему времени оно достигло 602 человека, из которых 79 умерли. Минамата стала подлинной «промышленной Хиросимой» Японии, а термин «болезнь Минаматы» широко применяется теперь в медицине для обозначения отравления людей промышленными отходами. Трагедия Минаматы еще раз напоминает людям, к чему может привести бездумное, хищническое отношение человека к окружающей его природной среде

Мировая продукция пестицидов (химические средства для уничтожения вредных насекомых) достигает 200 тыс. т/год. Относительная химическая устойчивость многих из этих соединений, а также характер распространения способствовали их поступлению в моря и океаны в больших объемах. Постоянное накопление в воде хлорорганических веществ представляет серьезную угрозу для жизни людей. Установлено, что существует определенное равновесие между уровнем загрязнения воды хлорорганическими веществами и их концентрациями в жировых тканях рыб и морских млекопитающих. Пестициды обнаружены в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у Западного побережья Англии, Исландии, Португалии, Испании. ДДТ и гексахлоран обнаружены в значительных количествах в печени и жире тюленей и антарктических пингвинов, хотя препараты ДДТ в условиях Антарктиды и не применялись. Пары ДДТ и других хлорорганических веществ могут концентрироваться на взвешенных коллоидных частицах атмосферного воздуха или соединяться с капельными частицами аэрозолей и в таком состоянии переноситься на большие расстояния. Другим возможным источником появления этих веществ в Антарктиде может быть загрязнение океана в результате интенсивного применения их в США и Канаде. Вместе с океанической водой ядохимикаты достигают Антарктиды.

В моря и океаны через реки непосредственно с суши, с судов и барж сбрасываются жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии, отстойный шлам, отбросы). Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. В поверхностном слое моря в огромных количествах развиваются бактерии. И не только полезные, играющие важную роль в жизни нейстона и всего моря. В последнее время вблизи крупных городов все чаще появляются патогенные виды бактерий, возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний. Это следствие выпуска в море бытовых сточных вод без предварительной биологической очистки. Бытовые отбросы опасны не только тем, что они являются фактором передачи некоторых болезней человека, главным образом кишечной группы (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислород поглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент для процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Если коммунальные отбросы поступают в воду в очень больших количествах, может наступить значительное снижение растворимого кислорода, необходимого для жизни морских организмов. В последние десятилетия особым видом твердых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети и др.).

Эти материалы, будучи более легкими, чем вода, длительное время плавают на поверхности, загрязняют морские побережья. Пластмассовые отходы - серьезная опасность для судоходства. Они опутывают гребные винты судов, засоряют трубопроводы системы охлаждения морских двигателей и нередко являются причиной кораблекрушений. Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих, вызванные механической закупоркой легких мелкими обрезками синтетической упаковки. Загрязняют моря и особенно их прибрежные части фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов, количество которых постоянно увеличивается как вследствие возрастания интенсивности судоходства, так и с ростом благоустройства судов. Величина водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов, т. е. 300-400 л/сут и более на одного человека

Страдают от загрязнения моря и особенно те, в которых условия самоочищения не совсем благоприятны. Весьма уязвимо в экологическом отношении Средиземное море. Для рельефа дна Средиземного моря вблизи побережья Франции и Северной Африки характерны глубокие впадины. Континентального шельфа в этих районах практически нет. Поступающие через Гибралтар воды образуют поверхностные течения, которые не достигают дна. Кроме того, Средиземное море относительно спокойно. Отсутствие интенсивного перемещения водной толщи и создает неблагоприятные условия для его очистки. На дно моря оседает огромное количество вредных химических компонентов, содержащихся в отходах. В результате все возрастающего загрязнения нанесен огромный ущерб рыбным запасам средиземноморского бассейна. По подсчетам ученых Франции, Италии и Испании количество рыбы в море быстро уменьшается. Практически исчезла мелкая морская рыба, идущая на изготовление анчоусов, редко встречаются сардины. Отравление прибрежных вод делает их непригодными для нереста. В течение ближайших двадцати лет потребуется 5 млрд. дол. для очистки Средиземного моря и предотвращения дальнейшего загрязнения его вод. К такому заключению пришли участники конференции по мерам защиты побережья Средиземного моря от промышленных и других отходов.

По данным Национального института океанографии Индии, ежегодно 75 млн. м3 промышленных отходов сбрасывается в Аравийское море в районе одного из крупнейших индустриальных центров страны - Бомбея. Здесь сосредоточено 2,5 тыс. химических, текстильных, нефтеперерабатывающих и других предприятий, причем на многих из них отсутствует эффективное очистительное оборудование. В результате морской флоре и фауне побережья причинен значительный ущерб. Балтийское море сыграло важную роль в истории европейских государств и в наши дни имеет большое значение для стран, расположенных на его берегах. Здесь живут сейчас около 140 млн. человек. Большинство промышленных и бытовых отходов - результат жизни и деятельности этого громадного количества людей - сбрасывается в воды моря. Нефтеперегонные установки, химические, бумажные и сталелитейные заводы, порты 60 крупных городов неуклонно разрастаются, усиливается движение танкеров, туристских, грузовых и пассажирских пароходов, моторных и парусных яхт и других судов. Между тем сравнительная замкнутость, недостаточный водообмен с Мировым океаном, довольно небольшая глубина и некоторые другие физико-географические факторы не способствуют быстрому самоочищению балтийских вод. На берегах Северного моря расположены страны с большой плотностью населения и высокоразвитой промышленностью. В связи с этим в море выносится реками огромное количество нечистот. В последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти, также загрязняющая водный бассейн. Прибрежные районы Северного моря мелководны, приливы и отливы незначительны.

Все это не способствует самоочищению моря, поэтому возникла реальная угроза гибели фауны и флоры моря. В настоящее время загрязнение Мирового океана - одна из серьезных проблем человечества. Французский ученый Жак Ив Кусто, совершивший продолжительные плавания в Атлантический, Индийский и Тихий океаны, в статье «Океан - на пути к смерти» пишет, что жизнь в океане уменьшилась - на 40%, она исчезает с потрясающей быстротой. В течение 50 лет исчезли более тысячи видов морских животных, их уже невозможно восстановить. Специалисты-океанологи, выражая серьезную озабоченность по поводу загрязнения Мирового океана, считают, что только совместными усилиями всех стран мира можно защитить океан и сохранить его богатства для настоящих и будущих поколений

Важную роль в борьбе с загрязнениями морей имеет Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью. Она была принята в 1958 г. и дополнена в 1960 и 1971 гг. В 1958 г. была создана межправительственная Морская консультативная организация, основная роль которой вначале ограничивалась контролем за соблюдением положений Конвенции. Придавая важное значение борьбе за охрану морской среды, Советский Союз активно участвовал в Международной конференции, созванной в Лондоне в октябре 1973 г. На конференции была принята Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов. Конвенция 1973 г. касается не только нефти, но и других перевозимых вредных веществ, а также отходов (сточные воды, мусор), образующихся на судах в результате их эксплуатации. Конвенция содержит статью, согласно которой каждое судно обязано иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка соответствуют правилам предотвращения загрязнения моря. Соблюдение этой статьи проверяется во время специальных инспекций при заходе судов в порты. Нарушителям грозят ощутимые санкции.

Прежнее соглашение охраняло чистоту морей лишь в сравнительно узкой полосе так называемых запретных зон. Теперь «запретной» становится вся акватория Мирового океана. В Приложениях к основному документу изложены международные стандарты допустимых сливов, даны рекомендации по оснащению судов оборудованием, необходимым для сохранения чистоты моря. Конвенция устанавливает особо жесткие нормы содержания нефти в воде, сбрасываемой танкерами. Если вместимость судов более 70 тыс. брутто-регистровых т, у них должны быть специальные емкости для приема чистого балласта. В них вообще запрещается грузить нефть. Для всех особых районов (Балтийское, Средиземное, Черное моря и др.) принят единый режим: полный запрет слива нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов вместимостью свыше 400 брутто-регистровых т. Все сбросы с них должны выкачиваться только в береговые приемные устройства

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно - Уральский государственный университет»

Факультет «Физико-металлургический факультет»

Кафедра «Физическая химия»

По дисциплине: «Экология»

Тема: «7.Загрязнение мирового океана»

Преподаватель: к.т.н., доцент Антоненко В. И.

Челябинск 2015 г.

ВВЕДЕНИЕ

МИРОВОЙ ОКЕАН

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА, ВЛИЯЮЩАЯ НА СОСТОЯНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

МЕРЫ ПО ОЧИСТКЕ И ОХРАНЕ ВОД

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Роль Мирового океана в функционировании биосферы как единой системы трудно переоценить. Водная поверхность океанов и морей покрывает большую часть планеты. При взаимодействии с атмосферой океанские течения в значительной мере определяют формирование климата и погоды на Земле. Все океаны, включая замкнутые и полузамкнутые моря, имеют непреходящее значение в глобальном жизнеобеспечении населения земного шара продуктами питания.

Океану, особенно его прибрежной зоне, принадлежит ведущая роль в поддержании жизни на Земле, поскольку около 70% кислорода, поступающего в атмосферу планеты, вырабатывается в процессе фотосинтеза планктона.

Мировой океан покрывает 2/3 земной поверхности и дает 1/6 часть всех белков животного происхождения, потребляемых населением в пищу.

Океан и моря испытывают нарастающий экологический стресс из-за загрязнения, хищнического вылова рыбы и моллюсков, разрушения исторически сложившихся нерестилищ рыбы, ухудшения состояния берегов и коралловых рифов.

В настоящее время ведущие страны мира принимают меры по охране природы Мирового океана. Это Международная конвенция по китобойному промыслу 1946 года, учреждение 200-мильных экономических зон решением Третьей конвенции ООН по морскому праву, национальные законодательства, регулирующие морской промысел и предусматривающие охрану морских биологических ресурсов. Тем не менее, в настоящее время ни проблема истощения биологических ресурсов океана, ни проблема загрязнения морской воды не решены.

1.МИРОВОЙ ОКЕАН

Главная особенность Мирового океана - его огромные, подавляющие размеры. Широко известно избитое, но тем не менее верное замечание о том, что наша планета должна бы называться не Земля, а Океан. Мировой океан занимает 71% всей поверхности планеты. Важнейшее глобальное следствие такого соотношения суши и моря в его влиянии на водный и тепловой баланс Земли. Испарение с поверхности океана является как главным источником воды в глобальном гидрологическом цикле, так и важным компонентом глобального теплового баланса. Мировой океан это также и огромный аккумулятор веществ, содержащий их в растворенном количестве (средняя концентрация растворенных веществ в морской воде, или ее соленость, - 35 г/л).

Также Мировой океан принимает участие в круговороте минеральных веществ на Земле. С речным стоком в океан поступает ил и песок - продукты водной эрозии материковых пород. Этот материал в океане отлагается в виде донных осадков, с участием живых организмов формируя осадочные породы.

По мнению большинства современных учёных, жизнь на Земле появилась именно в океане. Доказательством этого служит то, что минеральный состав внутренней среды организмов (кровь, лимфа) почти идентичен минеральному составу морской воды.

В Мировом океане представлены все типы животных, многие из которых живут только в морской воде, все группы низших и отдельные типы высших растений, многие простейшие и грибы. Микрофлора Мирового океана изучена ещё не полностью, но она также очень многочисленна.

Это обстоятельство играет значительную роль в стабилизации биогеохимичеких циклов и экосферы в целом

Мировой океан активно используется человеком следующим образом:

Океан - среда для морских перевозок;

Океан - источник пищевых ресурсов;

Океан - источник минеральных ресурсов;

Океан - источник рекреационных ресурсов;

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;

Океан - место захоронения опасных отходов.

Именно с характером использования Мирового океана человеком связаны его основные экологические проблемы.

2.ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА, ВЛИЯЮЩАЯ НА СОСТОЯНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

В начале XX в., вследствие, главным образом, расширения земледелия, антропогенная доля потока наносов с суши в море была больше естественной. В настоящее время плотины на реках и ирригационные системы, построенные преимущественно во второй половине этого столетия, перехватывают и значительно снижают сток наносов и адсорбированных на них биогенных веществ, в особенности соединений фосфора.

Речной сток увеличивающихся в моря затрат также воды на в целом испарение несколько, ниже главным вследствие образом из-за развивающегося орошения. Снижение стока рек приводит к росту солености морских вод в замкнутых морях и заливах.

Использование земель в береговой полосе. Чем ближе к границе раздела между водой океана и сушей, тем обычно больше плотность использования земли и, соответственно, выше деградация земель береговой полосы. В этой полосе острее всего также и конкуренция в использовании земли между жилыми кварталами, портовыми и промышленными сооружениями. Главная область загрязнения - порты, куда загрязненная вода попадает с судов, стекает с городских территорий, поступает вместе с наносами рек.

Порты нуждаются в постоянном проведении землечерпательных работ с перемещением большого количества наносов. Чистые наносы, хотя и вызывают необходимость землечерпания, особого вреда не приносят. Однако около 10% землечерпательного материала бывают загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, биогенными и хлорорганическими соединениями. Проток дельты Невы, Екатериновка, содержит около 40 кг свинца на тонну накопленного на дне песка и ила. На морском дне одного из основных рукавов дельты Рейна, проходящего через крупнейший в мире порт г. Роттердама (Нидерланды), намыт искусственный остров из загрязненных наносов. Остров непригоден для обитания, но может быть использован для производственных целей, например складов. Загрязненными насосами можно в определенной степени управлять: сбрасывать на край шельфа, затем чтобы они потом перемещались благодаря силам гравитации в более глубокую зону материкового склона; покрывать загрязненный материал чистым; сосредотачивать наносы в специальных зонах ограниченного доступа.

Специальной проблемой является сброс промышленных отходов и отстоя очистных сооружений. Эти вещества могут быть чрезвычайно токсичными. Такие сбросы без обработки нельзя назвать иначе, как варварство.

Особая проблема - распространение пластикового мусора на поверхности вод. Даже в открытом океане его встречается много. Это брошенные и потерянные сети, поплавки, упаковка товаров, бутылки и пр. Такой мусор практически не разлагается и остается на поверхности воды или на пляжах очень долгое время. Некоторые морские животные и птицы заглатывают пластиковых мусор, что приводит к неблагоприятным последствиям и даже их гибели.

Перевозка опасных веществ - важный фактор загрязнения вод. В особенности это относится к перевозке нефти и нефтепродуктов. Судоходство обеспечивает примерно половину антропогенного поступления нефти в Мировой океан. Карты загрязнения океана нефтью и основных морских линий в основном совпадают.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Наиболее угрожают чистоте водоемов нефтяные масла. Эти очень стойкие загрязняющие вещества могут распространяться на расстояние более 300 км от источника. Легкие фракции нефти, плавая по поверхности, образуют пленку, изолирующую и затрудняющую газообмен. При этом одна капля нефтяного масла образует, растекаясь по поверхности, пятно диаметром 30-150 см, а 1т - около 12 км нефтяной пленки.

океан гидросфера мусор охрана

Рис.1 - Нефтяное загрязнение в Мировом океане

Толщина пленки измеряется от долей микрона до 2 см. Пленка нефти обладает большой подвижностью, стойка к окислению. Нефтяная пленка прекращает поступление в воду кислорода, нарушает влаго - и газообмен, губит планктон и рыбу. И это только малая часть того вреда, который приносит нефть морской воде и ее обитателям.

3.ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение вод. Значительно реже - радиоактивное, механическое и тепловое.

Химическое загрязнение - наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и др. Этот вид загрязнения носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.).

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлак, ил и др.)

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов - сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

4.ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Экологические последствия выражаются в следующих процессах и явлениях:

5.МЕРЫ ПО ОЧИСТКЕ И ОХРАНЕ ВОД

Наиболее серьезной проблемой морей и океанов в нашем столетии является загрязнение нефтью, последствия которого губительны для всей жизни на Земле. Поэтому в 1954 году в Лондоне прошла международная конференция, ставившаяся целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. На ней была принята конвенция, определяющая обязанности государств в этой области. Позже в 1958 году в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, о территориальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами и другими вредными веществами. Прошедшая в 1973 году в Лондоне конференция приняла документы по предотвращению загрязнения с судов. Согласно принятой конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном положении и не наносят ущерб морю. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе в порт.

Капитаны судов обязаны фиксировать в специальных журналах сведения обо всех грузовых операциях с нефтью и нефтепродуктами, отмечать место и время сдачи или слива с судна загрязненных сточных вод. Для систематической очистки акваторий от случайных разливов применяются плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения растекания нефти используются физико- химические методы. Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться вторично в качестве сорбента. Такие препараты очень удобны из-за простоты применения и невысокой стоимости, однако их массовое производство пока не налажено. Также существуют сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Некоторые из них могут собирать до 90% разлитой нефти. Главное требование, которое к ним предъявляется, - это непотопляемость. После сбора нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить путем разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Но при этом эти вещества должны быть биологически безопасны.

В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай сагге» выпустила реактив ASWW, основной компонент которого - специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью. Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.

Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел американские ученые создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране между корпусами поместили своеобразную штору из этого материала, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно, нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в приготовленную емкость. С 1993 года был запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число их неуклонно растет. Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы стали разрабатываться проекты очистки ЖРО. В 1996 году представители японских, американских и российских фирм подписали контракт на создание установки по переработке ЖРО, скопившихся на Дальнем Востоке России. На реализацию проекта правительство Японии выделило 25,2 млн. долларов. Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением новых методик очисток акваторий невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем странам сообща, - предотвращение загрязнения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время использование Мирового океана человеком и хозяйственная деятельность людей вызвали где локальные, а где и глобальные экологические проблемы и нарушения функционирования морских экосистем. В результате деятельности человека исчезли отдельные виды фауны, некоторые другие виды находятся на грани уничтожения. Некоторые области морей подверглись сильному загрязнению, которое кардинально нарушило функционирование местных экосистем. Пестициды обнаруживаются там, где их не применяли, и в организмах, против которых эти пестициды не применяли: в организмах полярных животных, китов, в рыбе. Застройка приморских территорий приводит к уничтожению части прибрежных экосистем, неразрывно связанных с океаном. Рыбные ресурсы океана в последнее время истощаются.

Угрозы, которые несёт экологический кризис Мирового океана, на сегодняшний день понятны всему человечеству: это уменьшение улова рыбы, потеря уникальных мест отдыха людей, общее отравление биосферы и затем людей. И уже начали приниматься реальные меры юридического характера (утверждение природоохранных международных конвенций и соглашений, национальных законодательных актов и контроль над их исполнением), меры по искусственному возобновлению биологических ресурсов морей (марикультура), созданы морские заповедники (Флоридский заповедник в США специализирован на охране ламантина). Несмотря на браконьерский лов, началось восстановление популяции усатых китов в Мировом океане. Создаются искусственные насыпные острова для застройки.

И всё же глобальные экологические проблемы океана пока ещё далеки от решения. Одна из важнейших задач современной океанологии - исследование происходящих в океане процессов и предотвращение экологического кризиса - начала реализовываться.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Экология: учеб. / Л. В. Передельский, В. И. Коробкин, О. Е. Приходченко. - М. : Проспект, 2009.- 512 с

Моря и океаны покрывают значительную часть нашей планеты. Именно мировой океан определяет климат Земли, является домом для десятков тысяч различных форм жизни – от одноклеточных водорослей до тигровой акулы и синего кита. Загрязнение океана – одна из глобальных проблем XXI века.

Загрязнение мирового океана: что попадает в океан

Большая часть мусора попадает в океан, во-первых, прямым путём – когда люди сбрасывают отходы непосредственно в воды океанов и морей, – во-вторых, через канализационные стоки, реки и прибрежные зоны обитания.

Согласно результатам исследований Всемирного фонда дикой природы, более 80% загрязнения морской среды происходит в результате человеческой деятельности, осуществляемой на суше. Эта цифра говорит о том, что человечество, несмотря на предпринимаемые усилия, не научилось поддерживать своё существование без нанесения серьёзного урона экологии океана.

Нефть и продукты нефтепереработки

Загрязнение океана нефтедобычей

Разливы нефти наносят огромный ущерб морской среде, но на самом деле они отвечают только за примерно 12% нефти, поступающей в моря каждый год. Согласно исследованию Национального исследовательского совета США, 36% данного вида отходов поступают через стоки и реки как отходы городов и промышленности.

Разливы нефти в океане приводят к долгосрочным последствиям.

Морская нефтедобыча – одна из причин загрязнения океана токсичными продуктами и роста уровня парниковых газов. Нефтедобыча в США приводит к тысячам разливов нефти ежегодно.

Эта нефть может сохраняться десятилетиями и наносить необратимый ущерб хрупким морским экосистемам. В 2010 году в Мексиканском заливе произошёл мощный взрыв платформы морского бурения Deepwater Horizon британской компании “Бритиш петролеум”, в результате которого в море выделились миллионы баррелей нефти. Площадь нефтяного пятна составила около пяти процентов от площади Мексиканского залива. Разливы нефти ликвидировали с помощью химических дисперсантов, которые сами по себе являются загрязнителями для океана.

Удобрения

Удобрения попадают в океаны с полей, сельскохозяйственных ферм, газонов. Входящие в состав удобрений вещества вызывают эвтрофикацию – расцветание водорослей, которые истощают растворенный в воде кислород и препятствуют жизни морских обитателей, Происходит общее ухудшение качества воды.

Эвтрофикация уже создала огромные мертвые зоны в нескольких частях мира, например, в Мексиканском заливе и Балтийском море.

Пластик в океане

Многие экологи называют океан “мусорным супом”. В океане плавают миллионы тонн мусора, и большая его часть – это пластик.

Твердый мусор пробирается к океану. Пластиковые пакеты, воздушные шары, стеклянные бутылки, обувь, упаковочный материал – если не утилизировать правильно, эти отходы могут оказаться в океане.

Постоянное загрязнение пластиком представляет серьезную опасность для морской жизни. Животные запутываются в этом мусоре, могут глотать его как еду.

Было обнаружено, что высокие концентрации пластического материала, особенно части полиэтиленовых пакетов, становятся препятствиями в дыхательных путях и пищеварительной системе многих морских видов, включая китов, дельфинов, черепах.

Этот мусор впоследствии может вернуться из океана на берег, загрязняя прибрежные зоны обитания.

Пластик является серьёзной проблемой, поскольку он не подвержен биологическому разложению и, следовательно, остается в воде намного дольше (до 1000 лет дольше), чем другие формы мусора. Около 80 процентов морского мусора поступает с суши – с береговой линии, доставляется с помощью рек, приходит с городских улиц во время сильного дождя через ливневые стоки и переливы канализации.

Необходимо как можно больше пластика из отходов правильно утилизировать.

Отходы канализации

Во многих частях мира сточные воды попадают в океан, минуя процесс фильтрации. Так, 80% городских сточных вод попадают в Средиземное море, не подвергаясь обработке.

Эти сточные воды также способствуют эвтрофикации, вызывают болезни человека, являются причиной, из-за которой могут закрывать пляжи.

Токсичные химикаты

Ученые определяют концентрацию микропластика в устрицах и моллюсках

Почти каждый морской организм, от крошечного планктона до китов и белых медведей, подвержен воздействию опасных химических веществ, таких как пестициды и химикаты, используемые в обычных потребительских продуктах.

Некоторые из этих химических веществ попадают в море через преднамеренный сброс. На протяжении веков океан был удобной свалкой для отходов, образующихся на суше. К 1970-м годам практика сбросов отходов в океаны стала повсеместной – утилизировали в море всё, включая такие токсичные материалы, как пестициды, химическое оружие и радиоактивные отходы.

Сброс наиболее токсичных материалов был запрещен Лондонской конвенцией 1972 года о предотвращении загрязнения моря, а новый договор 1996 года еще больше ограничил то, что может быть сброшено в море. Однако всё ещё есть проблемы с уже сброшенным токсичным материалом.

Химические вещества также поступают в море из наземных видов деятельности. Химические вещества могут попадать в воду, почву и воздух в процессе их производства, использования или удаления, а также в результате случайных утечек или горении материалов, содержащих эти химикаты. Химические вещества распространяются на большие расстояния в воздухе и воде, включая океанские течения.

Люди когда-то полагали, что океан настолько велик, что все загрязняющие вещества будут разбавлены и рассеяны до безопасного уровня. Но на самом деле они не исчезли – они продолжают находиться в океане, отравляя жизнь в нём.

Окисление океана как следствие загрязнения

Сжигание ископаемого топлива загрязняет не только атмосферу, но и океан. Мировой океан поглощает до четверти всех антропогенных выбросов углерода, что изменяет рН поверхностных вод и приводит к окислению моря.

Эта проблема обостряется – океаны сейчас окисляются быстрее, чем примерно за последние 300 миллионов лет. Подсчитано, что к концу этого века, если мы будем идти в ногу с нашей нынешней скоростью выбросов, поверхностные воды океана могут стать почти на 150 процентов более “кислыми”, чем сейчас.

Что происходит, когда нарушаются биохимические процессы в океане? – Идут изменения в морских экосистемах и прибрежной экономике, которые зависят от них.

Для начала возьмём рифы и моллюсков. Чтобы построить свои раковины и скелеты, таким существам, как мидии, моллюски, кораллы и устрицы, требуется карбонат кальция (то же соединение, что и в мелу и известняке). Но уровень карбоната в океане снижается, когда повышается кислотность, угрожая выживанию этих животных. Двустворчатые моллюски находятся в начале пищевой цепочки, поэтому повышение окисление океана негативным образом влияет на рыб, морских птиц и млекопитающих. Более кислые воды также способствуют обесцвечиванию коралловых рифов и затрудняют некоторым видам рыб распознавание хищников, а другим – охоту на добычу.

Загрязнение океана: влияние токсичных веществ на морскую фауну и здоровье людей

Маленькие живые существа, такие как планктон в океанах, находящиеся в начале пищевой цепочки, впитывают химикаты в течении своей жизни. Так как планктон и другие небольшие существа достаточно устойчивы к разрушению, в их телах накапливаются химические вещества в большей концентрации, чем в окружающей воде или почве.

Эти организмы, в свою очередь, поглощают другие мелкие животные, и концентрация токсичных веществ снова возрастает. Эти животные затем съедаются крупными животными, которые могут перемещаться на большие расстояния с еще большей концентрацией химических веществ внутри своих тел.

Животные, находящиеся выше по пищевой цепочке, такие как тюлени, могут иметь уровни загрязнения в миллионы раз выше, чем окружающая среда. И белые медведи, которые питаются тюленями, могут иметь уровни загрязнения в 3 миллиарда раз выше, чем их окружающая среда.

Загрязнение моря

В результате люди могут нанести большой вред своему организму, питаясь морепродуктами и животными жирами.

Рак, повреждения иммунной системы, проблемы с поведением, зачатием и деторождением у людей – одни из последствий производства химических веществ, которые как неконтролируемым, так и намеренным образом попадают в моря и океаны.

Привет дорогие читатели! Сегодня хотелось бы поговорить с вами о загрязнении океана.

Океан (подробнее о том что такое океан ) занимает около 360 млн. км 2 поверхности земного шара. К сожалению, человек использует его как место сброса отходов, что наносит огромный вред местной флоре и фауне.

Сушу и океан связывают реки (подробнее о реках ), впадающие в моря (более подробно о том что такое море ) и несущие различные загрязнители. Не распадающиеся при контакте с почвой (о почве более подробно можете ) химические вещества, такие как нефтепродукты, нефть, удобрения (особенно нитраты и фосфаты), инсектициды и гербициды в результате выщелачивания попадают в реки, а затем в океан.

Океан в итоге превращается в место сброса этого коктейля из ядов и питательных веществ. Основные загрязнители океанов – это нефтепродукты и нефть. А загрязнение воздуха, бытовой мусор и сточные воды значительно усугубляют наносимый ими вред.

Выносимые на пляжи нефть и пластмассовые предметы остаются вдоль отметки уровня прилива. Это свидетельствует о загрязнении морей, а также о том, что многие отходы не разлагаются микроорганизмами.

Исследования Северного моря показали, что реками были перенесены около 65% обнаруженных там загрязняющих веществ.

Еще 7% загрязнителей поступили от прямых сбросов (в основном сточные воды), 25% — из атмосферы (включая 7000 т свинца от выхлопов автомобилей), а остальное – от сливов и сбросов отходов с судов.

Отходы в море сжигают десять штатов США (более подробно об этой стране ). В 1980 году таким способом их было уничтожено 160 000 т, но с тех пор эта цифра уменьшилась.

Экологические катастрофы.

С нефтью связаны все серьезные случаи загрязнения океана. Ежегодно в океан сознательно сбрасывается от 8 до 20 млн. баррелей нефти. Это происходит в результате практики мытья танкеров и трюмов, которая широко распространена.

Такие нарушения раньше оставались часто безнаказанными. Сегодня же, с помощью спутников, можно собрать все необходимые улики, а также привлечь к ответственности виновных.

Танкер «Эксон Вальдес» в 1989 году, в районе Аляски, сел на мель. В океан разлито было почти 11 млн. галлонов нефти (около 50 000 тонн), а образовавшееся от этого пятно растянулось вдоль побережья на 1600 км.

Владельца судна – нефтяную компанию «Эксон мобил», суд обязал выплатить штраф штату Аляска, только по делу об уголовной ответственности, 150 млн. долларов, это самый крупный в истории экологический штраф.

Суд из этой суммы простил компании 125 млн. долларов в признание ее участия в ликвидации последствий катастрофы. Но «Эксон» заплатил еще 100 млн. долларов за ущерб природе и еще в течение 10 лет 900 млн. долларов по гражданским искам.

Последняя выплата аляскинским и федеральным властям была совершена в сентябре 2001 года, но правительство может до 2006 года еще подать иск на сумму до 100 млн. долларов, в случае обнаружения экологических последствий, которые, во время суда, нельзя было предусмотреть.

Претензии частных лиц и компаний, также составляют огромную сумму, по многим из этих претензий до сих пор длятся тяжба.

«Эксон Вальдес» — один из самых известных, но, тем не менее, многих случаев разлива нефти в море.

Местом малых и больших экологических бедствий, которые связанны с перевозкой крайне опасных грузов, остается, конечно же, океан.

Так было и с судами «Акацури мару» , которое в 1992 году перевозило из Европы (подробнее об этой части света ) в Японию большую партию радиоактивного плутония для переработки, а так же «Кэрен Би» , на борту которого в 1987 году, было 2000 тонн токсичных отходов.

Сточные воды.

Сточные воды, помимо нефти, относятся к наиболее вредным отходам. Они в малых количествах способствуют росту рыб и растений и обогащают воду, а в больших – разрушают экосистемы.

Марсель (Франция) и Лос-Анджелес (США) – это два крупнейших в мире места сбросов стоков. Уже более двух десятилетий, специалисты там занимаются очисткой загрязненных вод.

Растекание сбрасываемых выпускными коллекторами стоков, четко видно на снимках со спутника. Подводные съемки свидетельствуют о вызванной ими гибели морских организмов (подводные пустыни, усеянные органическими остатками), но принятые в последние годы восстановительные меры позволили значительно улучшить ситуацию.

На снижение опасности канализационных стоков направлены усилия по их разжижению, при этом бактерии (подробнее о бактериях ) убивает солнечный свет.

В Калифорнии такие меры оказались эффективными. Там сбрасываются в океан бытовые стоки – результат жизнедеятельности почти 20-ти миллионов жителей.

Металлы и химикаты.

Содержание металлов, ПХД (полихлордифенилов), ДДТ (долго сохраняющийся в природе токсичный пестицид на основе хлор-органического соединения) в водах уменьшилось в последние годы, а вот количество мышьяка необъяснимо увеличилось.

ДДТ с 1984 года запрещен в Англии, но в некоторых африканских районах его по-прежнему используют.

Такие тяжелые металлы как никель, кадмий, свинец, хром, медь, цинк и мышьяк относятся к опасным химическим веществам, которые способны нарушить экологический баланс.

Согласно подсчетам, до 50 000 тонн этих металлов ежегодно сбрасывается только в Северное море. Пестициды эндрин, дильдрин и альдрин, которые накапливаются в животных тканях, вызывают еще большую тревогу.

Отдаленные последствия применения таких химикатов пока неизвестны. ТБТ (трибутилтин) также губителен для морских обитателей. Его применяют для покраски килей кораблей, что препятствует обрастанию их водорослями и ракушками.

Уже доказано, что ТБТ изменяет пол самцов-трубачей (вид ракообразных), и в результате этого вся популяция – женские особи, а это, естественно, исключает возможность размножения.

Существуют заменители, которые не оказывают пагубного воздействия на живую природу. Например, это может быть соединение на основе меди, которое в 1000 раз менее токсично для растений и животных.

Воздействие на экосистемы.

Все океаны страдают от загрязнения. Но загрязненность вод в открытом море меньше, чем в прибрежных водах, так как в этом районе больше источников загрязнителей: от интенсивного движения морских судов до береговых промышленных установок.

У восточных берегов Северной Америки и вокруг Европы устраивают, на мелководных континентальных шельфах, садки для разведения рыб, мидий и устриц, которые уязвимы для загрязнителей, для водорослей (подробнее о водорослях ) и для токсичных бактерий.

На шельфах, кроме этого, также ведутся нефтепоисковые работы, а это, естественно, увеличивает риск разлива нефти и загрязнения.

Средиземное море (частично внутреннее) соединяется с Атлантическим океаном, и раз в 70 лет оно им полностью обновляется.

До 90% сточных вод сюда поступало из 120 прибрежных городов, а другие загрязнители приходятся на долю 360 млн. человек, проводящих отпуск или живущих в 20 странах Средиземноморья.

Средиземное море превратилось в огромную загрязненную экосистему, в которую ежегодно поступает около 430 млрд. тонн отходов.

Морские побережья Италии, Франции и Испании самые загрязненные. Это можно объяснить работой предприятий тяжелой промышленности и наплывом туристов.

Из местных млекопитающих хуже всех пришлось средиземноморским тюленям-монахам. Из-за возросшего туристического потока, они стали редко встречаться.

А на острова, их отдаленные места обитания, теперь можно быстро добраться на катере, благодаря чему, эти места стали еще доступными и для аквалангистов. Кроме этого, большое количество тюленей погибает, запутавшись в рыболовных сетях.

Во всех океанах, где температура воды не опускается ниже 20°С, обитают зеленые морские черепахи. Но гнездовья этих животных, как в Средиземном море (в Греции), так и в океане, находятся под угрозой.

У пойманных черепах на острове Бали (Индонезия) отбирают яйца. Это делают для того, чтобы молодым черепашкам дать возможность подрасти, а потом их выпустить на волю, когда у них появится больше шансов выжить в загрязненных водах.

Цветение воды.

Цветение воды, которое происходит из-за массового развития водорослей или планктона, является другим распространенным видом загрязнения океанов.

Разрастанием водорослей Chlorochromulina holylepis было вызвано буйное цветение вод Северного моря у берегов Дании и Норвегии. В результате всего этого промысел лосося серьезно пострадал.

Такие явления уже некоторое время известны в водах умеренного пояса, но в тропиках и в субтропиках «красный прилив» впервые был замечен в 1971 году вблизи Гонконга. Такие случаи, впоследствии, часто повторялись.

Считают, что связанно это явление с промышленными выбросами большого количества металлических микроэлементов, которые действуют как биостимуляторы роста планктона.

Устрицы, как и другие двустворчатые моллюски, играют важную роль в фильтрации воды. Раньше, в относящейся к штату Мэриленд части Чесапикского залива, устрицы фильтровали воду за 8 дней. Сегодня, из-за загрязнения и цветения воды, они на это затрачивают 480 дней.

Водоросли, после цветения, умирают и разлагаются, чем способствуют размножению бактерий, которые поглощают жизненно важный кислород.

Все морские животные, которые добывают пищу путем фильтрации воды, очень чувствительны к загрязнителям, которые накапливаются в их тканях.

Загрязнения плохо переносят кораллы, которые состоят из гигантских колоний одноклеточных организмов. Сегодня нависла серьезная угроза над этими живыми сообществами – коралловыми рифами и атоллами.

Опасность для человека.

Содержащиеся в сточных водах вредные организмы плодятся в моллюсках и вызывают у человека многочисленные болезни. Бактерия Escherichia coli – самая распространенная бактерия, она же является индикатором заражения.

В морских организмах накапливаются ПХД. Эти промышленные загрязняющие вещества являются ядом для человека и для животных.

Они являются стойкими хлорсодержащими соединениями, как и другие загрязнители океанов, например, ГХГ (гексахлоциклогексан), применяемый в антисептиках для древесины и пестицидах. Эти химикаты выщелачиваются из почвы и попадают в море. Там они проникают в ткани живых организмов, и таким образом, проходят через пищевую цепь.

Люди могут съесть рыб с ГХГ или ПХД, также их могут съесть и другие рыбы, а их потом съедят тюлени, которые, в свою очередь, станут пищей для белых медведей или некоторых видов китов.

Концентрация химических веществ растет каждый раз, при их переходе из одного уровня животных на другой.

Белый медведь, который ничего не подозревает, ест тюленей, а вместе с ними поглощает и токсины, которые содержались в десятках тысяч зараженных рыб.

Считают, что загрязняющие вещества виновны и в повышении восприимчивости морских млекопитающих к чумке, которая поразила в 1987—1988 гг. Северное море. Тогда погибли не менее 11 тысяч длинномордых и обыкновенных тюленей.

Вероятно, металлические загрязнители в океане стали также причиной появления кожных язв и увеличения печени у рыб, включая камбалу, 20% популяции которой в Северном море поражены этими болезнями.

Токсичные вещества, попадающие в океан, могут быть вредными не для всех организмов. В таких условиях могут процветать некоторые низшие формы.

Многощетинковые черви (полихеты) живут в относительно загрязненных водах и часто служат экологическими индикаторами относительной загрязненности.

Для контроля санитарного состояния океанов продолжается изучение возможности использования морских нематод.

Законодательство.

Предпринимались попытки сделать океан чище законодательным путем, но эту ситуацию трудно контролировать. В 1983 году 27 стран подписали Картахенскую конвенцию о защите и развитии морской среды в Карибском регионе.

Были предприняты и другие попытки установить контроль над сбросом отходов в океан, включая Конвенцию ООН о континентальном шельфе (1958), Конвенцию ООН по морскому праву (1982) и Конвенцию о предотвращении загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (1972).

Морские резерваты – хороший, но не оптимальный путь защиты ареалов и живой природы прибрежных вод.

Они были созданы в Новой Зеландии еще в 1960-е гг., а также у берегов Северной Америки и Европы.

Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) объявил атолл Така-Боне-Роте (Индонезия) «районом бедствия». Он занимает площадь 2220 км 2 и включает обычные и барьерные коралловые рифы.

А в общем, флора и фауна океана по-прежнему из всех сил пытается выжить в условиях продолжающегося загрязнения среды человеком.

Вот мы с Вами и рассмотрели загрязнение океана 😉 До встречи в новых постах рубрики глобальные проблемы человечества! А если не хотите пропустить выход свежих статей, подписывайтесь на обновления блога по почте 🙂