Экологические проблемы Мирового океана
План:
1.0. Введение (общие сведения).
2.0. Основная часть:
2.1. Мировой океан, запасы воды на Земле.
2.2. Уязвимые звенья экологической системы Мирового океана.
2.3. Нефть и нефтепродукты.
2.4. Сточные воды промышленных предприятий.
2.5. Тепловое загрязнение водных ресурсов.
2.6. Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества.
2.7. Минеральное, органическое, бактериальное и биологическое загрязнения.
2.8. Синтетические поверхностно-активные вещества.
2.9. Пестициды.
3.0. Водоросли.
3.1. Загрязнение морей.
1.0. Введение.
Вода — самое распространенное неорганическое соединение, » самый важный минерал» на Земле. Вода — это основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле — фотосинтезе. Растения на 90%, а животные на 75% состоят из воды. Потери 10 — 20% воды живым организмом приводит к его гибели. Человек умирает без воды на восьмые сутки. Водные растворы -необходимое условие миграции большинства химических элементов, только при наличии воды происходят сложные реакции внутри организмов.
И, наконец, вода необходима для многих сторон хозяйственной деятельности людей — промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Достаточно сказать, что почти все географические открытия были совершены мореплавателями, а освоение и заселение континентов совершалось в основном по водным путям, И почти все крупнейшие города мира возникли на месте конечных пунктов речного или морского пути. Именно долины крупных рек были колыбелью первых цивилизаций. Историю человечества можно проследить не только по развитию водной энергетики — от водяного колеса до современной турбины, но и по развитию водного транспорта — от наполненных воздухом звериных шкур и выдолбленных стволов деревьев до современных трансокеанских судов.
Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой. Помимо этого человек, не подразумевая, к каким серьезным последствиям приведет его вмешательство в природную среду, загрязняет ее, используя для своих нужд. Этим двум серьезным проблемам я и посвятила свою курсовую работу.
2.1.Мировой Океан, запасы воды на Земле.
Вода на Земле образует геологическую оболочку, называемую гидросферой. Гидросфера объединяет все свободные воды Земли, то есть не связанные физически и химически с минералами земной коры, которые могут передвигаться под влиянием солнечной энергии и сил гравитации, переходить из одного агрегатного состояния в другое.
Гидросфера находится в тесной связи с другими сферами Земли — литосферой, атмосферой и биосферой.
Водные пространства — акватории занимают значительно большую часть поверхности земного шара по сравнению с сушей. По современным данным, акватория Мирового океана составляет 70,8% , а на долю суши приходится 29,2% поверхности Земли. Однако последняя включает около 3% площади, занятой внутриматериковыми водами (реки и озера), примерно 11% площади занято твердой водой — льдом (ледники в горах) , на полярных островах (Антарктида и Гренландия) и около 4% занято болотами и заболоченными землями. Если бы Земля представляла собой идеально ровный шар без впадин и гор, ее покрыл бы океан глубиной в 4000 метров. Большие запасы воды на нашей планете создают впечатление о ее неисчерпаемом изобилии. Однако, следует иметь в виду, что гидросфера — самая тонкая оболочка Земли. На воду во всех ее состояниях и во всех сферах приходится меньше 0,001 массы планеты. Разное состояние и различные качества воды, а также особенности ее круговорота на Земле приводят к тому, что лишь незначительная часть запасов воды оказывается доступной и пригодной для практического использования.
Воды океана всех рек и озер составляют менее 5% от массы воды океана. Вся атмосфера, вся атмосфера, если бы ее можно было сжать до плотности воды, покрыла бы планету 10 — метровым слоем. Океан — колыбель жизни на Земле и обитель половины существующих ныне типов организмов.Чтобы уравновесить чаши весов, на которых лежала вся океаническая рыба, на другую чашу мы должны были бы положить гирю в 1 млрд. т. А это лишь 1/36 часть всей живой массы океана!
Океан поистине неисчерпаемый источник полезных ископаемых. Нефть, благородные металлы, редкоземельные элементы хранят океанские недра и океанские воды. Запас только железомарганцевых конкреций, устилающих в некоторых местах дно одного лишь Тихого океана, достигает 1,5 млрд. т. Кроме 71 млрд. т марганца (в 300 раз больше, чем из всех вместе взятых месторождений суши!), при разумной эксплуатации из них можно извлечь более 2 млрд. т. никеля, 1 млрд. т кобальта,1,2 млрд. т меди. Значительный энергетический потенциал заключен в океанических волнах, приливах, термальных градиентах, морских течениях. Дно океана дает около четверти суммарной мировой добычи нефти. Предполагается, что к 2000 году морская добыча нефти повысится еще на 50%. По оценкам специалистов, морские ресурсы магнетита, ильменита, рутила, олова, золота, платины и других элементов не сопоставимы с их запасами на суше. В железо — марганцевых конкрециях содержится около 30 элементов таблицы Менделеева. Океан обеспечивает 90% мировой добычи брома, 60% магния, 30% поваренной соли, большую часть алмазов.
Океан служит одним из важнейших источников пищевых ресурсов для человечества, поставляя 25% белков животного происхождения. Велико его транспортное значение — более 75% мирового грузооборота приходится на его долю. Океан в значительной мере влияет на процесс климатообразования, на поддержание в состоянии равновесия основных частей атмосферы. Океан — потенциальный источник сырья для термоядерных энергостанций будущего.
Запасы воды и активность водообмена в различных частях гидросферы
Части гидросферы Объем, тыс. км? Процент от общего объемаМировой океан137032393,96Подземные воды600004,12В том числе зоны активного водообмена40000,27Ледники240001,65Озера2800,019Почвенная влага850,006Пары атмосферы140,001Речные воды1,20,0001
Площадь Мирового Океана равна 361,3 млн.км?, средняя глубина — 3790 м. Из — за большой солености эти запасы воды практически мало используются для практических нужд.
Наибольшие запасы пресных вод сосредоточены в природных льдах. Масса полярных и горных ледников составляет 24 млн. м?, грунтовый лед (многолетняя мерзлота) — 200 тыс. км?, Около 35 тыс. км? морского льда и айсбергов входят в объем воды океана, а 1,6 тыс. км? атмосферного льда — в объем паров атмосферы. Если весь лед равномерно распределить по поверхности земного шара, он покроет ее слоем 53 м. Если растопить эти массы льда, то уровень океана повысился бы на 64 м. При этом оказались бы затопленными 1,5 млн. км? плодородных, наиболее населенных прибрежных равнин, а площадь суши соответственно уменьшилась бы на 1%. Ледники занимают особое место в круговороте воды на Земле, так как они сохраняют влагу в твердом состоянии на много лет. В среднем снежинка, выпавшая на ледник, покоится в нем более 8 тыс. лет, прежде чем она вновь превратится в воду и попадет в активный круговорот воды .
2.2. Уязвимые звенья экологической системы Мирового Океана.
В начале 60 -х гг., Когда «неисчерпаемые» запасы сырья на суше стали быстро таять, взоры и мысли обратились к Мировому Океану. Делая упор, прежде всего на его огромные размеры, заговорили об «океане возможностей», подразумевая биологические, минеральные, энергетические и другие ресурсы, его гигантскую емкость как резервуара для сбросов отходов производства. Однако вскоре убедились, что океан под действием мощного антропогенного пресса оказался весьма уязвим. И уже сейчас видно, что не с «океаном возможностей», а скорее с «океаном проблем» будут иметь дело наши потомки в XXI в., причем проблем в основном экологических. Человечество наносит два удара по природе: во — первых, истощает ресурсы, во — вторых, загрязняет ее. Оба эти удара поражают не только сушу, но и океан. Возрастающая эксплуатация Мирового океана уже сама по себе оказывает все более сильное воздействие на его экосистему. Однако имеются и мощные внешние источники загрязнения — атмосферные потоки и материковый сток. В результате на сегодняшний день можно констатировать наличие загрязняющих веществ не только в зонах, прилегающих к материкам, и в районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая высокие широты Арктики и Антарктики.
Количественное истощение водных ресурсов. В настоящее время человечество потребляет на свои хозяйственно — бытовые нужды 12% речного стока. Испарившаяся в процессе производства влага снова может включаться в планетарный влагооборот, и , таким образом, «истинно безвозвратной» является только вода, которая связывается химически в различных видах создаваемой производством продукции. Мировое производство ежегодно химически связывает около 100 млн.м ? свободной воды. Пока это в три раза меньше, чем недра Земли высвобождают из связанного состояния. Однако, учитывая темпы развития производства и рост его «водоемкости», эти величины уже лет через 20 могут сравняться. Темпы роста водопотребления составляют 5 — 6% за пять лет, а по отдельным странам достигают 10 — 12%.
Главные потребители промышленность и сельское хозяйство. Научно — технический прогресс расширил возможности для непрерывного роста производства. К числу отраслей промышленности , потребляющих большие количества воды, относится энергетика, где вода используется в системах охлаждения. При этом на каждый киловатт энергии, выработанной ТЭС, расходуется около 3 л воды, а на АЭС в два с лишним раза больше (Львович,1969). Масштабы этих расходов станут ясны, если вспомнить, что мировое производство энергии превысило 4 млн. кВт х ч/год.
Значительное количество воды в таких отраслях производства, как горнодобывающая, и в особенности обрабатывающая, промышленность (металлургическая, химическая и др.). Это связано прежде всего с их энергоемкостью (необходимость охлаждения), а также с широким применением флотации и химической технологии (вода как растворитель и реагент).
Еще большие количества воды в сельском хозяйстве. Для производства 1т сухой растительной массы растения в различных условиях тепло — и влагообеспеченности используют только на транспирацию от 150 — 200 до 800 — 1000 м? воды. Примерно столько же используется на непродуктивное испарение и еще около четверти этого количества воды задерживается в самой биомассе (Пенмэн, 1972). Отмечая чрезвычайно высокую водоемкость сельскохозяйственного производства, важно подчеркнуть, что вода потребляется не только на орошаемых, но и на неполивных угодьях.
В современных условиях сильно увеличиваются потребности человечества в воде на коммунально-бытовые нужды. Ныне житель города в среднем по земному шару расходует на эти цели около 150 л в сутки, в сельской местности этот показатель не превышает 54 л (Львович, 1969). Однако, учитывая увеличение доли городского населения с 33% в 1960 г. до 51% в 2000г. в целом по нашей планете и до 85 — 90% в экономически развитых странах, а также выравнивание культурно — бытовых условий города и деревни, следует ожидать повышения этой нормы до 400 л в сутки. В 2000 г. водопотребление на коммунально — бытовые нужды составит уже 920 км?/год для всего населения земного шара (Мартынов, Солнцев,1976).Из этого количества безвозвратный расход воды на хозяйственно — бытовые нужды людей, как и в настоящее время, вряд ли превысит 20% и в общей сумме мог бы составить 180 км?/год, оставшиеся 740 км? — это сточные канализационные воды. Если сбрасывать их в реки, то загрязнится в несколько раз больший объем речного стока (даже при самых совершенных методах очистки).
Суммарный водозабор на земном шаре оценивается в настоящее время в 3300 — 3530 км?/год, составляя немного меньше 1000 м?/год на душу населения.
Из анализа водопользования за пять — шесть прошлых десятилетий и перспективных расчетов вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водозабора составляет 4 — 5%.В 2000 г., когда по прогнозам, промышленное производство возрастет в 15 раз, сельскохозяйственное — в 3 раза, выработка электроэнергии — примерно в 18 раз, безвозвратный расход воды может возрасти в 10 раз. Если предположить, что такой прирост сохранится в будущем (а это тесно связано с ростом населения и объема производства, а также техническим уровнем последнего), то к 2230 г. человечество может исчерпать все водные запасы в геосфере, а пресные воды — уже к 2100 г.
В связи с этим вопрос о возможной нехватке воды для промышленного и бытового потребления, а также для нормального функционирования географической оболочки Земли приобретает большую актуальность. Дефицит воды наблюдается и сейчас, но в дальнейшем он может стать серьезным тормозом в развитии хозяйства.
Быстрый рост населения и бурное развитие промышленности привели к тому, Что недостаток воды начали испытывать, не только территории, которые природа «обделила» водой, но и многие из тех районов, которые еще недавно считались полностью обеспеченными. Острую нехватку воды начали повсюду ощущать большие города и крупные индустриальные центры. Пример возрастания трудностей обеспечения водой дают большинство штатов США, где (без штата Аляска и штата Гавайские острова) 80%населения сосредоточено на 10% территории. В 1900 г. США использовали лишь 6% водных ресурсов, в 1960 г. — 27% (из них 1/3 составлял безвозвратный водозабор); к 2000 г. здесь полагают использовать 65% максимально возможного зарегулированного стока(1600 км?/год, из которого около 600 км?/год пойдет на охлаждение тепловых и атомных электростанций). Сброс теплой воды в таком количестве, естественно, вызовет нагревание внутренних водоемов и прибрежных морских вод, температура которых ниже сбрасываемых, что может вызвать обеднение и изменение их фауны.
Наряду с интенсивным ростом затрат воды на хозяйственные и бытовые нужды существует и другая причина количественного истощения водных ресурсов. Это изменение человеком водного баланса отдельных территорий путем распашки лугов, вырубки лесов, осушения пойменных болот, строительства водохранилищ, что ведет к резкому увеличению затрат на испарение и уменьшению запасов грунтовых вод, вызывающих сокращение водоносности рек. Большие потери воды имеют также место в оросительных системах (за счет фильтрации воды из оросительных каналов, прямого испарения из открытых каналов и т.д.).
Качественное истощение водных ресурсов. Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Главными его источниками служат:
а) сточные воды промышленных предприятий;
б) сточные воды коммунального хозяйства городов и др. населенных пунктов;
в) стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и др. сельскохозяйственных объектов;
г) атмосферные выпадения загрязнителей на поверхность водоёмов и водосборных бассейнов. Кроме этого неорганизованный сток воды осадков («ливневые стоки», талые воды) загрязняет водоёмы существенной частью техногенных терраполлютантов
Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на планете.
Общий объем промышленных, сельскохозяйственных и коммунально — бытовых стоков достигает 1300 км.воды некоторым оценкам, до 1800 км?), для разбавления которых требуется примерно 8,5 тыс. км_? воды, т.е. 20% полного и 60% устойчивого стока рек мира.
Причем по отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних глобальных значений.
Общая масса загрязнителей гидросферы огромна — около 15 млрд.т в год Группы веществМлн.т /годЗатонувшие суда, плавающий и погруженный мусор1300Взвешенные вещества техногенного происхождения1400Растворенные неорганические вещества400 В том числе минеральные удобрения680Соли тяжелых металлов93Синтетические органические вещества2500В том числе моющие средства, СПАВ15Фенолы и др. циклические углеводороды5Пестициды2Биогенная органика1200Нефтепродукты12Аэрогенные выпадения техногенной природы (пыль)1800
2.3 Нефть и нефтепродукты.
Основным загрязнителем морей, значение которого быстро возрастает, является нефть. Этот вид загрязнителя попадает в море разными путями: при спуске воды после промывки цистерн из — под нефти, при аварии судов, в особенности нефтевозов, при бурении морского дна и авариях на морских нефтепромыслах и т.д.
Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно — коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти — углеводороды (до 98%) — подразделяются на 4 класса:
1.Парафины (алкены);
2.Циклопарафины;
3.Ароматические углеводороды;
4.Олефины.
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.
Толщина пленки измеряется от долей микрона до 2 см. Пленка нефти обладает большой подвижностью, стойка к окислению. Средние фракции нефти образуют взвешенную водную эмульсию, а тяжелые (мазут) оседают на дно водоемов, вызывая токсическое поражение водной фауны. К началу 80 — х годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. В период за 1962-79 гг. в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн.т нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн.т нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2 млн.т в год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн.т нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину.
Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую «нефть в воде» и обратную «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефти, содержащих поверхностные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
У берегов Англии и Франции в результате гибели танкера «Торри Каньон» (1968) в океан было выброшено 119 тыс. т нефти. Нефтяная пленка толщиной 2 см покрыла поверхность океана на площади 500 км?. Известный норвежский путешественник Тур Хейердал в книге с символическим названием «Уязвимое море» свидетельствует: «В 1947 плот «Кон-Тики» за 101 сутки прошел около 8 тыс. км в Тихом океане; экипаж на всем пути не видел никаких следов человеческой деятельности. Океан был чист и прозрачен. И для нас было настоящим ударом, когда мы в 1969 году, дрейфуя на папирусной лодке «Ра», увидели, до какой степени загрязнен Атлантический океан. Мы обгоняли пластиковые сосуды, изделия из нейлона, пустые бутылки, консервные банки. Но особенно бросался в глаза мазут».
2.4. Сточные воды промышленных предприятий.
Но вместе с нефтепродуктами в океан буквально вываливаются сотни и тысячи тонн ртути, меди, свинца, соединений, входящих в состав применяемых в сельскохозяйственной практике химических веществ и просто бытовых отходов. В некоторых странах под давлением общественности приняты законы, запрещающие выброс неочищенных стоков во внутренние водоемы — реки, озера и т.д. Чтобы не нести «лишних расходов» расходов на устройство необходимых сооружений, монополии нашли удобный для себя выход. Они сооружают отводные каналы, несущие сточные воды прямо… к морю, не щадят при этом и курортов: в Ницце был прорыт канал длиной 450 м, в Каннах — 1200. И закон не нарушен, и затраты- сущая безделица…В результате, например, воды у побережья Бретани, полуострова на северо-западе Франции, омываемого волнами Ла-Манша и Атлантического океана превратились в кладбище для живых организмов.
На огромных песчаных пляжах северного побережья Средиземного моря безлюдно стало даже в разгар курортного сезона: щиты предупреждают о том, что вода опасна для купания.
Сброс отходов привел к массовой гибели обитателей океана. Знаменитый исследователь подводных глубин Жак Ив Кусто, возвратившийся в 1970 году после длительного плавания на судне «Каллипсо» по трем океанам, в статье «Океан на пути к смерти» писал, что за 20 лет жизнь сократилась на 20 %, а за 50 лет навсегда исчезло не менее тысячи видов морских животных.
Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.
Черная металлургия. Объем сбрасываемых сточных вод составляет 11934 млн м?, сброс загрязненных сточных вод достиг 850 млн м?.
Цветная металлургия. Объем сброса загрязненных сточных вод превысил 537,6 млн м?. Сточные воды загрязнены минеральными веществами, солями тяжелых металлов(медь, свинец, цинк, никель, ртуть и др.) , мышьяком, хлоридами и др.
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Главный источник образования сточных вод в отрасли — производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки.
Нефтеперерабатывающая промышленность. В поверхностные водоемы предприятиями отрасли было сброшено 543,9 млн м? сточных вод. В результате в водоемы попали в значительном количестве нефтепродукты, сульфаты, хлориды, соединения азота, фенолы, соли тяжелых металлов и др.
Химическая и нефтехимическая промышленность. В природные водные объекты сброшено 2467,9 млн. м? сточных вод, вместе с которыми в водоемы попали нефтепродукты, взвешенные вещества, азот общий, азот аммонийный, нитраты, хлориды, сульфаты, фосфор общий, цианиды, кадмий, кобальт, медь, марганец, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, спирты, бензол, формальдегид, фенолы, поверхностно-активные вещества, карбамиды, пестициды, полуфабрикаты.
Машиностроение. Сброс сточных вод травильных и гальванических цехов предприятий машиностроения, например, в 1993 году составил 2,03 млрд. м?, в первую очередь нефтепродуктами, сульфатами, хлоридами, взвешенными веществами, цианидами, соединениями азота, солями железа, меди, цинка, никеля, хрома, молибдена, фосфора, кадмия.
Легкая промышленность. Основное загрязнение водоемов происходит от текстильного производства и процессов дубления кож. В сточных водах текстильной промышленности наличествуют взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения фосфора и азота, нитраты, синтетические поверхностно-активные вещества, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, фтор. Кожевенного производства — соединения азота, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества, жиры и масла, хром, алюминий, сероводород, метанол, фенальдегид.
Бытовые сточные воды — это вода из кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, бытовых помещений промышленных предприятий и др. Для фановых сточных вод характерно высокое бактериальное (коли- индекс достигает 10 в десятой-двенадцатой степени), а также органическое загрязнение (химическое потребление кислорода достигает 1500-2000 мг/л). Объем фановых вод сравнительно невелик — суточный объем их, например, на всех судах бассейна Волги не превышает 5-6 тыс. м?.
Загрязнения вод суши. Микробное загрязнение вод происходит в результате поступления в водоемы патогенных микроорганизмов.
2.5. Тепловое загрязнение водных ресурсов.
Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обусловливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.
2.6. Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества.
Опасность, непосредственно угрожающая здоровью человека, связана также со способностью некоторых ядовитых веществ в течение длительного времени сохранять активность. Ряд из них, как ДДТ, ртуть, не говоря уж о радиоактивных веществах, могут накапливаться в морских организмах и по питательной цепочке передаваться на большие расстояния. 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. Известно, что заметные дозы концентрации ДДТ были обнаружены сравнительно недавно в организмах пингвинов. Пингвины, к счастью не входят в пищевой рацион человека, но накопившийся в рыбе, съедобных моллюсках и в водорослях тот же ДДТ или свинец, попадая в человеческий организм, может привести к очень серьезным, порой трагическим, последствиям. Случаи отравления препаратами ртути, введенными с пищей, встречаются во многих западных странах. Но, пожалуй, наиболее известна болезнь «Минимата», названная так по имени города в Японии, где она была зарегистрирована в 1953 году.
Симптомы этой неизлечимой болезни — расстройство речи, зрения, паралич. Вспышка ее отмечалась в середине 60-х годов совсем в другом районе Страны восходящего солнца. Причина одна и та же: химические компании сбрасывали содержащие ртуть соединения в прибрежные воды, там они поражали животных, употребляемых местным населением в пищу. Достигнув определенного уровня концентрации в организме человека, эти вещества и вызывали заболевание. Итог — несколько сот прикованных к больничной койке людей и почти 70 погибших.
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.
С окончанием первой мировой войны перед соответствующими органами государств Атланты возник вопрос, что делать с запасами трофейного германского химического оружия. Было решено утопить его в море. В конце второй мировой войны, видимо, вспомнив об этом. Ряд капиталистических стран выбросили у побережья Германии и Дании более 20 тыс. т отравляющих веществ. В 1970 году поверхность воды там, куда были сброшены боевые отравляющие вещества, покрылась странными пятнами. К счастью, дело обошлось без серьезных последствий.
Большую опасность представляет загрязнение Мирового океана радиоактивными веществами. Опыт показал, что в результате произведенного США в Тихом океане взрыва водородной бомбы (1954) район в 25600 км? обладал смертоносным излучением. За полгода площадь заражения достигла 2, 5 млн. км?, этому способствовало течение.
Заражению радиоактивными веществами подвержены растения и животные. В их организмах происходит биологическая концентрация этих веществ, передаваемых друг другу через цепи питания. Зараженные мелкие организмы поедаются более крупными, в результате чего у последних образуются опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность воды, а некоторых рыб, представляющих собой одно из высших звеньев в цепи питания, даже в 50 тысяч раз.
В 1963 году Московский договор о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой прекратил прогрессировавшее радиоактивное массовое загрязнение Мирового океана.
Однако источники этого загрязнения сохранились в виде заводов по очистке урановой руды и переработке ядерного горючего, атомных электростанций, реакторов.
Куда опасней предпринимавшиеся некоторыми государствами попытки аналогичного «решения» проблемы удаления радиоактивных отходов.
В отличие от сравнительно малостойких отравляющих веществ периода двух мировых войн, радиоактивность, например, стронция-89 и стронция-90 сохраняется в любой среде десятки лет. Какими бы прочными ни были емкости, в которых захоронены отходы, всегда существует опасность их разгерметизации в результате активного воздействия внешних химических агентов, громадного давления в морских глубинах, ударов о твердые предметы в шторм — да мало ли какие причины возможны? Не так давно во время шторма у берегов Венесуэлы, были найдены контейнеры с радиоактивными изотопами. В этом же районе одновременно появилось много мертвого тунца. Расследование показало. Что именно данный район был избран американскими кораблями для сброса радиоактивных веществ. Подобное имело место с захоронениями в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены, планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи. С целью предупреждения опасности как радиоактивного, так и иных видов загрязнения океана в Лондонской конвенции 1972 года, Международной конвенции 1973 года и других международно-правовых актах предусмотрены определенные санкции за ущерб от загрязнения. Но это — в случае обнаружения и загрязнения, и виновника. А пока, с точки зрения предпринимателя, океан — самое надежное и самое дешевое место для свалки. Необходимы дополнительные научные исследования и разработка способов нейтрализации радиоактивных загрязнений в водоемах.
2.7. Минеральное, органическое, бактериальное и биологическое загрязнения Мирового океана.
Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и др.
Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Загрязнения вызываются остатками растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла и др.
2.8.Синтетические поверхностно-активные вещества.
Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ, попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, силикаты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы, СПАВ делятся на анионактивные, катионактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ, являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Наряду с СПАВ широко распространенными химическими загрязнениями водоемов являются пестициды, которые поступают в водоемы с дождевыми и талыми водами (поверхностный сток), смывающими их с растений и почвы, при авиа- и наземной обработке сельскохозяйственных угодий и лесов, при непосредственной обработке водоемов, с дренажно-коллекторными водами , образующимися в сельскохозяйственном производстве при выращивании хлопка и риса, со сточными водами обработанных сельскохозяйственных угодий и со стоками предприятий производящих их.
2.9. Пестициды.
Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы:
1.инсектициды для борьбы с вредными насекомыми;
2.фунгициды и бактерициды — для борьбы с бактериальными болезнями растений;
3.гербициды против сорных растений.
Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн. т пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн. т этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы — производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1,2 млн. т полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходов на свалках. Последний источник поставляет ПХБ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во всех районах земного шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03- 1,2 кг/ л.
3.0. Водоросли.
В составе хозяйственно-бытовых сточных вод содержится большое количество биогенных элементов (в том числе азота и фосфора), которые способствуют массовому развитию водорослей и эфтрофикации водоемов.
Водоросли окрашивают воду в различные цвета, и поэтому сам процесс получил название «цветение водоемов». Представители сине-зеленых водорослей окрашивают воду в голубовато-зеленый цвет, иногда в красноватый, образуют на поверхности почти черную корку. Диатановые водоросли придают воде желтовато-коричневый цвет, хризофитовые — золотисто-желтый, хлорококковые — зеленый. Под влиянием водорослей вода приобретает неприятный запах, изменяет ее вкус. При их отмирании в водоеме развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей потребляют кислород, вследствие чего в водоеме создается его дефицит. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. Отмирающие водоросли в процессе разложения выделяют также фенол, индол, скатол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригодной для питья и даже для купания.
3.1. Загрязнение морей.
У ученых Германии, Дании, Великобритании, Нидерландов, Норвегии и Бельгии, занимающихся проблемами охраны окружающей среды, есть все основания бить тревогу. Экологическое равновесие в Северном море резко нарушено вследствие сброса ядовитых промышленных отходов ряда химических предприятий, принадлежащих транснациональным корпорациям, а также применения хищнических методов рыболовства.
Дальнейшее загрязнение морских и речных вод в государствах Северо-западной Европы может привести к непоправимым последствиям, которые испытают на себе будущие поколения жителей прибрежных районов Северного моря.
Ежегодно в море вытекает около миллиона тонн нефти из буровых вышек, прохудившихся нефтепроводов, из портов, промышленных предприятий и рек.
В рыбе, обитающей в Северном море, накапливаются ядохимикаты, применяемые для защиты растений.
Адриатическое море стоит на пороге экологической катастрофы. Вызвано это тем, что в воду Адриатики сбрасывается 64% промышленных и почти половина канализационных отходов Италии. Тысячи танкеров промывают водами некогда голубой Адриатики свои емкости. Результаты не замедлили сказаться. В Венеции большая часть улова тунца реквизируется инспекторами здравоохранения. В них слишком высоко содержание ртути. Катастрофическое положение сложилось и на побережье Эмилии-Романьи. Дожди смывают здесь в море минеральные удобрения с полей и пищевые отходы. Они в сочетании с теплом местного мелководья вызвали биологический взрыв — разрослись морские водоросли, которые абсорбируют из воды, содержащийся в ней кислород, отчего рыба начинает задыхаться.
Средиземное море — самое грязное в мире. Самым загрязненным участком Средиземного моря является Саронический залив, по берегам которого раскинулись Афины и примыкающий к ним город-порт Пирей. Здесь сбрасываются в море тысячи кубометров неочищенных сточных вод, промышленных и бытовых отходов, которые медленно, но неотвратно уничтожают в заливе все живое. Причина? Отсутствие очистных сооружений на многих промышленных предприятиях, плачевное состояние городской канализационной сети и ее неразвитость — 40% жителей столицы По-прежнему вынуждены пользоваться примитивными выгребными ямами.
Известный французский ученый Жак- Ив Кусто , посвятивший свою жизнь исследованию морей и океанов, советует туристам, проводящим свой отдых на Средиземноморье, воздерживаться от употребления в пищу рыбы, выловленной из этого моря. Он утверждает, что количество ртути и олова в мясе обитателей его вод превышает все допустимые нормы. Если правительства стран, расположенных на побережье этого моря, даже предпримут необходимые шаги для устранения загрязнения морских вод, потребуется 80 лет, чтобы восстановилась фауна и флора этой акватории. Отходы промышленных предприятий, горы мусора на некогда великолепных пляжах, сброс канализационных отходов в море и привели к тому, что редкий смельчак рискнет здесь купаться.
Такая проблема, как загрязнение коснулась практически всех морей, просто у каждого моря разная степень загрязнения. Я рассмотрела примеры у таких морей, где эта проблема очень остро стоит.
3.2. Тяжелые металлы.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк), относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Наибольшую опасность для водной среды из металлов представляет ртуть и ее соединения, особенно метилртутные. Средняя концентрация ртути в океанической воде составляет 0,15 мг/м?, а всего в Мировом океане содержится 210 млн. т ртути (Dyrssen, 1972).
Попадая в водоем, ртуть поглощается гидробионтами, аккумулируется в донных отложениях в концентрациях, значительно превышающих исходную. Так, если содержание ртути в стоках итальянского завода ANIC (Равенна) составляло всего 0,0001, то в рыбах акватории сброса — 0,45-5,69 (Ui Jun, 1971). Как правило, воды суши загрязнены ртутью в большей степени по сравнению с морскими, и концентрации ее в пресноводных гидробионтах . Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс. тонн ртути. (Walker, 1971) на 1-3 порядка выше, чем в флоре и фауне морей и океанов.
Накапливаясь в различных видах гидробионтов, ртуть может вредить живым организмам.
Значительный вред водам и гидробионтам причиняет загрязнение свинцом и его соединениями. Наибольшая концентрация свинца в поверхностном слое океанических вод (до 0,07 мг/м?) характерна для северного полушария, так как здесь используется почти 90% мирового производства свинца (Dyrssen , 1972).
Заключение
Охрана природы — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов.
Список литературы
Р.Кэррингтон; Биология моря; Ленинград; 1966 год
Детская энциклопедия.
В.В Плотников. «На перекрестках экологии». М.:Мысль, 1985.
