Причины загрязнения Мирового океана: последствия возникновения загрязненных вод Тихого и других океанов, кратко о путях решения проблемы, основные следствия происходящего

Основные причины

Под загрязнением океана понимается воздействие тех или иных агентов на водную экосистему, с выходом за пределы границ оптимальных значений. В результате природная система выводится из равновесия, изменяются режимы экологических факторов.

В качестве загрязняющего агента может выступать любое вещество, присутствующее в составе воды, почвы, воздуха, также загрязнение Мирового океана зависит от деятельности человека, то есть имеет антропогенное происхождение.

Большая часть отходов производства тем или иным путем попадает в воды океана. Отходы чаще всего сбрасываются в водоемы и реки, после чего выносятся в моря и океаны. Ниже рассмотрим основные причины загрязнения Мирового океана.

Сброс промышленных и хозяйственно-бытовых стоков

К промышленным сточным водам относят производственные, образующиеся при производстве той или иной продукции, и технологичные стоки, происхождение которых связано с использованием воды в качестве охладителей или при промывке технического оборудования и деталей.

В промышленных стоках могут содержаться разные комбинации загрязненных веществ и их концентрации, зависящие от следующих критериев:

1. Типа производства и характера технологического процесса.
2. Видов выпускаемой продукции и состава исходных материалов.
3. Технологического режима.
4. Состава входящей воды.

В сточных водах предприятий нефтедобывающей отрасли содержатся пластовые воды, поступающие из скважин и воды производственных нужд. Пластовые воды высоко минерализированы. Нефтяные стоки промышленных нефтедобывающих предприятий также содержат нефтяные кислоты и примеси разного характера.

Нефть попадает в морские воды из насосных и бурильных установок при ее добыче, особенно подводным способом.

Сточные воды нефтеперерабатывающей отрасли могут содержать:

• нефтепродукты;
• сероводород;
• сульфаты;
• остатки катализаторов;
• растворителей;
• механические примеси.

Также встречается свободно плавающая нефть на поверхности сточных вод и в виде эмульсии.

Стоки целлюлозно-бумажных предприятий отличаются содержанием органических веществ. Например, сульфитные или сульфатные щелока (в зависимости от способа производства целлюлозы).

В сточных водах целлюлозной отрасли встречается большое количество взвешенных частиц, постепенно оседающих на дно водоемов и достигающих нескольких метров толщины.

Из предприятий по производству минеральных удобрений наибольший вклад в загрязнение океана привносят азотно-туковые комбинаты.

Их сточные воды содержат:

• азот (нитратный и аммонийный);
• хлориды;
• сульфаты.

Стоки заводов по производству пластмасс и химических волокон содержат 25-30% щелочных вод, а 65-70% приходится на кислые воды.

В стоках наблюдается присутствие:

• цинка;
• серной кислоты;
• сульфатов;
• сероуглерода и сероводородов;
• нерастворенных частиц.

Некоторые предприятия по производству пластмасс скидывают со стоками вязкую или твердую разноцветную пенообразную массу, которая плавает на поверхности океана, сохраняясь до нескольких лет.

Предприятия угледобывающей отрасли поставляют в Мировой океан шахтные воды, содержащие много взвешенных частиц тяжелых металлов:

• меди и цинка;
• марганца и алюминия;
• железа окисного и закисного.

Также эти сточные сбросы могут содержать свободную серную кислоту и растворенные соли. После попадания шахтных стоков в воды на дне и берегах водоемов откладывается гидрат окиси железа, проявляющийся на поверхности воды в виде ржавых пятен.

Заводы коксогазовой и коксохимической отрасли используют в производстве большие объемы древесины, торфа, каменного угля.

Вследствие перегонки веществ получают следующие отходы:

• жидкие продукты отгона, содержащие органические соединения;
• смолы;
• спирты;
• аммиак;
• органические кислоты;
• сероводород;
• тиосульфат;
• цианиды.

Особенно вредное воздействие на водную сферу оказывают отходы смолистых веществ этой отрасли, откладывающиеся на дне водоемов, пагубно влияющие на растительность. А на окисление органических веществ необходимо большое количество кислорода.

К хозяйственно-бытовым стокам относятся канализационные воды, сбрасываемые с жилого сектора, общественных и коммунальных предприятий. Это сточные воды, загрязненные различными отходами человеческой жизнедеятельности.

Стоки состоят из воды, включающей органические и неорганические вещества (бытовую химию, косметические средства, пищевые остатки, фекалии).

Органические загрязнители часто содержат:

• патогенные микроорганизмы;
• бактерии;
• яйца гельминтов.

К этой же категории относятся поверхностные стоки — дождевые воды, смывающие грязь и нефтепродукты с улиц и территорий населенных пунктов и городов.

Также существует обширная группа загрязнителей — синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) или детергенты, которые применяются как в быту, так и в промышленности.

Поступление с суши сточных вод от сельскохозяйственной деятельности

Сельскохозяйственная индустрия требует использования минеральных удобрений и химических препаратов — пестицидов. Эти вещества проникают в грунтовые воды, смываются дождевыми потоками и попадают в озера и реки, моря и океаны. Возможные последствия — накопление в Мировом океане сульфатов и хлоридов, фосфора, калия и азота.

Согласно информации, приведенной в издании Организации Объединенных Наций «Вторая оценка состояния Мирового океана» (2021 год), в 20 столетии мировое количество биологически активного проникающего фосфора и азота в результате антропогенной деятельности увеличилось вдвое.

Более половины случаев проникновения азота и фосфора в прибрежные экосистемы зарегистрировано именно в антропогенных источниках. Элементы попадают в крупные морские экологические системы вследствие различной сельскохозяйственной деятельности. Крупнейший источник фосфора и азота — синтетические удобрения, количество применения которых во всем мире увеличивалось в геометрической прогрессии.

Для борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных растений применяют пестициды — искусственно созданные вещества. В мире производится до 200 тыс. тонн пестицидов в год.

Благодаря их химической устойчивости и простому распространению вещества в значительных объемах поступают в Мировой океан. Хлорорганические компоненты накапливаются в воде и концентрируются в жировой ткани морских млекопитающих и рыб.

Захоронение на морском дне загрязняющих веществ

Практика захоронения радиоактивных отходов получила старт с началом «атомной эры». Первый опыт произошел в 1946 году, недалеко от Калифорнии, в США. Подобные захоронения проводили Нидерланды, Япония, Великобритания и другие страны.

В период 1950-1992 гг. Советским Союзом затоплены ядерные отходы на дне Северного Ледовитого океана общей активностью 2.5 млн кюри. В это число вошло 15 реакторов атомного ледокола «Ленин», 13 реакторов аварийных подводных лодок, включая 6 единиц заполненных ядерным топливом.

А 3 реактора с экранной сборкой, частично заполненной ядерным топливом выше упомянутого ледокола, отправились на морское дно возле Новой Земли.

Великобритания практиковала затопление радиоактивных отходов в Ирландском море, Франция — в Северном море.

Правительственной российской комиссией был сделан вывод, что реакторы атомных подводных лодок несут особую потенциальную опасность в районах захоронения. Контроль радиоактивной обстановки тогда почти не велся.

Страны с выходом к Мировому океану, кроме радиоактивных отходов, захороняют в океане другие вещества и материалы:

• химические и взрывчатые компоненты;
• промышленные отходы;
• строительный мусор;
• буровой шлам.

Большая часть сбрасываемых в воды отходов приходится на взвешенный грунт с портов и дна гавани при углублении фарватеров, а также доставаемый экскаваторами при строительстве. Взвешенный грунт покрывает сверху обитателей морского дня тонким слоем грязи, из-под которого не все особи могут выбраться на поверхность.

Выбросы, связанные с деятельностью морских судов

Порядка 60% добываемой в мире нефти перевозится на судах. В результате перекачки и утечки нефтепродуктов из цистерн и танков загрязняется Мировой океан. Судами также часто, несмотря на запрет, при мытье танков за борт выбрасываются синтетические моющие средства и нефтепродукты.

Под воздействием морских волн такого рода сбросы сбиваются в комки нефтепродуктов, которые плавают на водной поверхности длительное время, не разлагаясь.

Значительный вред акватории океана наносят аварии танкеров, при которых в морские воды выливается тысячи тонн нефти, покрывая толстым слоем пленки обширные площади, вызывая гибель водоплавающих птиц и подводных организмов.

На каждое судно среднего размера, оснащенное механическим двигателем, приходится порядка 250 г потерь нефтепродуктов на километр пути. Океанические воды также загрязняются подсланевыми (льяльными) водами. Пик загрязненности на замерзающих акваториях приходится на конец навигации. В морских зонах с отсутствием эффективных очистных сооружений загрязнения увеличиваются с каждым годом.

Морская добыча полезных ископаемых

Глубина океана на отметке ниже 200 метров является обширной, наиболее труднодоступной средой обитания. Морское дно содержит множество минералов, присутствующих на суше. О наличии в глубинах океанических вод месторождений полезных ископаемых известно еще с 1860-х годов. Это залежи золота и серебра, железа и цинка, руд.

Также в Мировом океане существуют минеральные образования, вызывающие особый коммерческий интерес:

1. Полиметаллические конкреции (залегающие в абиссальных равнинах по всему океану), содержащие цинк и свинец, медь и железо, кобальт и никель, а также ниобий и титан, литий и молибден.
2. Кобальтовые корки (на глубине 400-7000 м, на склонах подводных гор и вершинах). Содержат редкоземельные элементы, железо, редкие металлы, никель и медь, марганец и кобальт. Самым перспективным для добычи кобальтовых корок считается район подводных гор Магеллана в Тихом океане.
3. Полиметаллические сульфиды (на глубине 2000 метров, на границе тектонических пластин). Отличаются наличием золота и серебра, цинка и меди, железа.

Добыча полезных ископаемых с морского дна океана чревата:

• распылением донных отложений;
• уничтожением субстрата обитания живых организмов;
• физическим повреждением флоры и фауны.

Экологический ущерб Мировому океану также возможен при:

• наличии неполадок в системах транспортировки и подъема оборудования;
• образовании утечек в гидравлических системах;
• световом и шумовом загрязнении.

Атмосферные осадки

С помощью ветров и дождей в Мировой океан переносятся загрязнения, накопленные в воздушных массах. Это порядка миллиона тонн углеводородов, 5 тысяч тонн ртути, 200 тысяч свинца, а также половина всего объема содержащихся в океанических водах пестицидов.

За 2 десятка лет возросла кислотность воды, выпадающей в океан с атмосферными осадками. Это не что иное, как промышленные выбросы в виде газа и пыли. Углеводороды, соединяясь с водой, в атмосфере превращаются в кислоту и выпадают вниз в виде кислотных дождей. Увеличение кислотности воды в водоемах приводит к массовой гибели рыбы.

Над прибрежной зоной океана способом атмосферного переноса в виде влажных атмосферных осадков выпадают соединения азота, образованные как вследствие сжигания ископаемого топлива, так и в результате испарений аммиака (сельскохозяйственная деятельность).

На атмосферные осаждения азота, поступающие в прибрежную океаническую зону, во всем мире приходится 4% от общего количества азота антропогенной природы.

Цветение Черного моря

Одна из актуальных проблем Черного моря – это цветение воды, переизбыток водорослей, то есть эвтрофикация. Растения используют большую часть кислорода, растворимого в воде. Животным и рыбам его не хватает, следовательно они гибнут. На снимках со спутников можно увидеть, как отличается цвет воды Черного моря от других.

Экологические проблемы Чёрного моря и пути их решения

По оценкам международных экологических организаций, Чёрное море является одним из наиболее загрязнённых на нашей планете. Проблема усугубляется уникальной особенностью моря, которая заключается в том, что обитаемым является лишь поверхностный слой воды. Его толщина составляет около 100-150 метров при средней глубине 1200 метров.

В последние годы учёные зарегистрировали повышение уровня сероводорода: по некоторым оценкам, слой чистой воды сократился до 80-100 метров. По мнению исследователей, к столь плачевным результатам привели, в основном, антропогенные факторы – загрязнение воды промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми отходами. Если не прекратить этот процесс, то уже через несколько десятилетий воды Чёрного моря станут полностью безжизненными и смертельно опасными для любых живых существ. Рассмотрим основные экологические проблемы Чёрного моря.

Загрязнение нефтепродуктами

Очередная проблема – это загрязнение нефтепродуктами. Данная акватория занимает первое место по степени загрязнения нефтью. Наиболее грязные участки – это прибережные районы, особенно порты. Иногда случаются аварийные разливы нефти, и экосистеме требуется несколько лет, чтобы восстановиться.

Черное море загрязняется промышленными и бытовыми отходами. Это и мусор, и химические элементы, и тяжелые металлы, и жидкие вещества. Все это ухудшает состояние воды. Различные предметы, плавающие в воде, воспринимаются обитателями моря как еда. Они умирают, поглощая их.

Решение экологических проблем Черного моря

Кроме того, необходим контроль за вредными промышленными и бытовыми выбросами в море. Необходимо регулировать процессы вылова рыбы и создавать условия для улучшения жизни морских животных. Еще нужно использовать технику для очищения воды и прибережных зон. Сами люди могут позаботиться об экологии Черного моря, не бросая мусор в воду, требуя от органов управления улучшать экологическую ситуацию акватории. Если мы будем неравнодушными к экологическим проблемам, каждый внесет небольшой вклад, то мы сможем спасти Черное море от экологической катастрофы.

Появление чужеродных видов

Не меньшей проблемой считается появление в воде Черного моря чужеродных видов. Наиболее устойчивые из них приживаются в акватории, размножаются, уничтожают местные виды планктона и изменяют экологию моря. Чужеродные виды и другие факторы в свою очередь приводят к уменьшению биологического разнообразия экосистемы.

Твёрдые отходы

Загрязнение морских вод твёрдыми бытовыми отходами сегодня является огромной проблемой, общей для всех приморских государств. Прежде всего, речь идёт о разных видах пластиковой упаковки – плёнке, бутылках, контейнерах и т.д. Мусор нередко целенаправленно сбрасывают в море с кораблей, но случается и так, что во время зимних штормов его смывает в воду со свалок, расположенных в прибрежной зоне.

Куски пластика покрывают морское дно и плавают в воде. Рыбы, дельфины, морские птицы проглатывают куски пластика и погибают из-за непроходимости кишечника. Кроме того, плавающий на поверхности пластик уменьшает поглощение водой кислорода, из-за чего у морских обитателей возникают проблемы с дыханием.

Браконьерство

И еще одна проблема – это браконьерство. Она не столь глобальная, как предыдущие, но не менее опасная. Требуется повысить меры наказания за незаконный и бесконтрольный вылов рыбы.

Чтобы сохранить экосистему и улучшить экологию моря, нужна эффективная деятельность всех стран, расположенных на черноморском побережье. На законодательном уровне была подписана Конвенция о защите Черного моря от загрязнений. Также созданы органы координации природоохранных программ акватории.

Разливы нефти

Аварии на морских судах и добывающих скважинах приводят к образованию на поверхности воды плёнки из нефти или нефтепродуктов. Основная опасность заключается в том, что эта плёнка препятствует поступлению в воду кислорода, что приводит к массовой гибели живых существ.

Кроме того, оперение садящихся на воду птиц пропитывается нефтью, из-за чего они не могут взлететь и гибнут. Впоследствии нефтяные отходы оседают на дно и на долгие годы отравляют участок прибрежной зоны.

Промышленные стоки

Сброс в море промышленных жидких отходов и канализационных стоков строго запрещён законодательными актами всех стран Черноморского бассейна. Однако предприятия, не желая возводить и эксплуатировать дорогостоящие очистные сооружения, предпочитают прокладывать сточные трубы на глубину свыше 100 метров и на расстояние до 2,6 километров от берега.

Стоки содержат промышленные отходы, в том числе нефтехимические продукты, ПАВ, а также отходы жизнедеятельности человека и домашних животных. В морской воде зарегистрировано повышенное содержание соединений свинца, никеля, ртути, цинка, а также цианиды и другие токсичные вещества.

Главный фактор

Исходя из приведенных выше причин загрязнения океана, можно сделать вывод, что определяющим фактором загрязнения, главной причиной является антропогенное воздействие, то есть деятельность человека.

Оценка общего влияния человека на Мировой океан впервые была представлена в научном труде ученых Национального центра NCEAS при Калифорнийском университете в Санта-Барбаре. Согласно проведенному исследованию, отрицательное влияние человеческой деятельности на океан в течение десяти лет возросло в два раза.

В опубликованной работе отмечено, что человек своей деятельностью влияет на 59% Мирового океана.

Это:

• загрязнение вод химикатами и нефтепродуктами;
• поступление загрязненного стока с суши;
• истощение рыбных запасов;
• развитие коммерческого рыболовства.

Особую тревогу вызывают воды Ближнего Востока, Западной Африки, Австралии, Восточные Карибские острова.

Исследователи выделяют наиболее пострадавшие экосистемы:

• водоросли;
• коралловые рифы;
• манговые заросли прибрежных мест обитания.

Командой ученых австралийского университета Сиднея и Института морских наук на основании собранных данных из разных промышленных отраслей создана карта антропогенных влияний на Мировой океан.

Исследованием охвачена информация об изменении водной среды из-за строительства:

• аквакультурных хозяйств и торговых портов;
• искусственных рифов и туннелей;
• телекоммуникационных кабелей и ветряных электростанций;
• мостов и нефтяных вышек.

Одно лишь шумовое загрязнение, исходящее от торговых портов распространяется на расстояние порядка 20 км.

По мнению группы ученых, влияние человека на загрязнение Мирового океана начало нарастать в середине 20 столетия. Исследователи выяснили, что к 2028 году увеличение площади морской инфраструктуры составит 50-70%, что вызывает тревогу в отношении еще большего усиления загрязнения Мирового океана с помощью человека.

Проникновение новых агрессивных видов

Развитие судоходства привело к неожиданному результату: некоторые моллюски, прикрепившись к обшивке кораблей, проникли в экосистему Чёрного моря, что привело к гибели определённых видов морских обитателей, а другие виды поставило на грань уничтожения.

Так, в середине ХХ века в Чёрное море попали рапаны – хищные моллюски из Японского моря, питающиеся другими видами моллюсков, преимущественно обитающих в раковинах. Из-за рапанов были полностью уничтожены традиционные для черноморской экосистемы донациллы, лорипесы, морские черенки, гастраны. Численность мидий и устриц снизилась до катастрофического минимума, а ведь именно эти моллюски очищают воду от излишка водорослей. В Японском море популяцию рапана регулируют морские звёзды, но в Чёрном море нет условий для их выживания.

Ещё один хищный пришелец – гребневик мнемиопсис, который поставил на грань гибели многие виды рыб, так как питается их икрой и поедает зоопланктон, тем самым отбирая возможность прокормиться у других видов морских обитателей. Всего на сегодняшний день учёные зарегистрировали 13 видов живых существ, появившихся в Чёрном море. Помимо перечисленных, сюда вошли рыба пеленгас, моллюск песчаная мия, голубой краб и т.д.

Последствия

Загрязнение океанических вод приводит к серьезным экологическим последствиям, которые выражаются в следующем:

1. Нарушение устойчивости экосистем.
2. Прогрессирование эвтрофикации.
3. Замедление биологической продуктивности морских жителей.
4. Микробиологическое загрязнение прибрежных морских зон.
5. Накопление в бионте химических токсикантов.
6. Мутагенез и канцерогенез морской среды.

Нарушение устойчивости экосистем

Говоря о проблеме кратко — исчезают многие виды морских организмов или нарушается их жизнедеятельность.

Прогрессирование эвтрофикации

Процесс эвтрофикации происходит таким образом. Водоемы насыщаются биогенными элементами, поступающими со сточными водами и смывами удобрений с полей. В результате нарастает бурное развитие водорослей и фитопланктона. Водоросли окрашивают воду («цветение водоемов», «красные приливы»).

Процесс окисления органических веществ водорослей требует большого количество кислорода, создается его дефицит.

Водоросли отмирают, в воде начинаются гнилостные процессы, изменяется ее вкус, запах становится неприятным (метановое и аммиачное зловоние).

На дне океана скапливаются отложения сероводорода (липкие, черного цвета). Разложение отмирающих водорослей сопровождается выделением ядовитых веществ. Недостаток кислорода, убежищ и пищи приводит к гибели рыбы, моллюсков, ракообразных. Вода утрачивает санитарно-гигиенические свойства, становится непригодной не только для питья, но и для купания.

Замедление биологической продуктивности (воспроизведения) морских жителей

В результате загрязнения Мирового океана наблюдается уменьшение плодовитости и сокращение продукции зоо- и фитопланктона, снижение скорости роста у мидий и моллюсков. Уменьшается биомасса организмов, животных и растений.

Микробиологическое загрязнение прибрежных морских зон

Вследствие загрязнения прибрежных территорий океана:

• промышленными сточными водами;
• фекально-хозяйственными стоками городской канализации;
• сельскохозяйственными водами после орошения полей;
• сточными водами судов и объектов, расположенных в портах

возможны следующие последствия:

1. • снижение жизнеспособности экосистемы;
   • угроза здоровью людей.

Накопление в бионте химических токсикантов

Токсические элементы химической природы накапливаются в Мировом океане в результате хозяйственной деятельности человека по всем направлениям. А естественную токсичность водная среда приобретает вследствие поступления токсинов, выработанных гидробионтами в процессе их жизнедеятельности.

Содержащиеся в сточных водах химические вещества способны:

• вызывать нарушения функционирования тех или иных организмов, вплоть до смерти;
• изменять ход всех процессов внутри водоема, что может привести к изменению структуры биотических комплексов и к появлению признаков деградации водных экосистем.

Отдельный вид токсического загрязнения — ацидофикация, возникающая вследствие подкисления воды атмосферными кислотными осадками.

Последствия воздействия:

• кислотные болезни рыб;
• гибель зоопланктона;
• перестройка планктонных сообществ.

Мутагенез и канцерогенез морской среды

Вследствие накопления в водной среде химических компонентов возможно изменение наследственных свойств обитателей (мутагенез).

Среди основных мутагенов выделяют:

• вирусы, бактерии, болезнетворные микроорганизмы;
• асбест;
• рентгеновские лучи, радионуклиды;
• соли тяжелых металлов;
• пестициды.

К природным источникам канцерогенов принадлежат:

• коксохимические превращения;
• деятельность вулканов;
• геохимические процессы.

Антропогенные пути поступления канцерогенов:

• захороненные контейнеры с радиоактивными отходами;
• нефтяные разливы;
• сточные воды.

Эвтрофикация (размножение микроскопических водорослей)

Этот процесс в обиходе нередко называют цветением воды. Из-за резкого увеличения количества одноклеточных водорослей вода меняет цвет. Наиболее часто это явление происходит вблизи устья Дуная, так как воды этой реки приносят в акваторию Чёрного моря большое количество минеральных азотных удобрений. Обилие питательных веществ приводит к бесконтрольному размножению водорослей.

Проблема заключается в том, что они поглощают растворённый в воде кислород и снижают прозрачность воды. В результате происходит массовая гибель обитателей более глубоких слоёв воды – моллюсков, головоногих, рыб, которые страдают от нехватки кислорода и солнечного света.