Екологічні наслідки забруднення морського середовища
Лекція №9
Тема: ЗАБРУДНЕННЯ ВОД СВІТОВОГО ОКЕАНУ
ТА ЙОГО ОХОРОНА
1. Поняття про забруднення та основні забруднюючі речовини в океані.
Стосовно водного середовища джерелам забруднення (забруднювачем) вважається джерело, яке вносить в океани і моря забруднювальні речовини, мікроорганізми чи тепло. Забруднювальною речовиною називається речовина, яка викликає порушення норми якості води. До джерел забруднення відносять підприємства нафтовидобувної і нафтопереробної промисловості, відходи морського транспорту, промислові та господарсько-побутові стічні води, сільськогосподарське виробництво. У морське середовище забруднювальні речовини можуть потрапляти водним, підземним та еоловим шляхом.
Нафта і нафтопродуктиє найбільш поширеними забруднювальними речовинами у Світовому океані. У наш час в океан щорічно надходить така кількість нафтових вуглеводнів, що становить 0,25 % світового видобутку нафти за рік. Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, зливання за борт танкерами промивних ібаластних вод - все це зумовлює наявність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів. У зв'язку із швидким розвитком видобутку нафти на шельфі не зменшуються втрати при бурінні та скиданні нафти в резервуари. Значним джерелом забруднення є винесення в океан материкових вод, які містять нафтопродукти у відходах промисловості та судноплавства. За сучасними даними, у Світовий океан надходить вже понад 10 млн т нафти і нафтопродуктів.
Надійшовши в морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді поверхневої плівки, утворюючи нафтові плями - сліки різної потужності. При цьому відбувається випаровування легких фракцій: нафта втрачає до 50 % свого складу, дизельне пальне - до 75 %, дуже ефективно йде усунення бензинових і керосинових фракцій. Близько 5 % розлитої нафти розчиняється у воді. Через кілька днів (до 10) після розлиття у сліку залишаються важкі фракції з температурою кипіння вище 370 °С. Паралельно йде сорбція (вибіркове поглинання) вуглеводнів на завислих частинках, емульгування (утворення емульсій) нафтових залишків, а в подальшому - ущільнення та осідання в донні відклади.
Сильно забруднені нафтою і нафтопродуктами Ірландське, Північне, Середземне, Аравійське, Південнокитайське, Жовте моря, а також Мексиканська, Венесуельська, Біскайська та Перська затоки.
У цілому частка нафти в морі визначається сумою таких процесів: випаровування, емульгування, розчинення, окислення, седиментація та біодеградація (розкладання нафти під дією мікроорганізмів). Співвідношення між цими процесами вимагає детального вивчення. Самоочищення моря від нафтопродуктів переважно зумовлюється хімічним і мікробіологічним окисненням до простих сполук, інші процеси сприяють лише видозміненню та перерозподілу нафти із сліку. Хімічне окиснення нафтових компонентів можливе під впливом деяких каталізаторів (ванадій тощо) та ультрафіолетової радіації. Але швидкість біодеградації суттєво вища. Відомо понад 200 видів морських бактерій і грибів, які з різною швидкістю і вибірковістю утилізують вуглеводні.
Важкі метали (ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь, арсен тощо) - поширені і досить токсичні забруднювальні речовини. Вони широко застосовуються в різних виробництвах, тому промислові стічні води, незважаючи на очисні заходи, містять сполуки важких металів. Певна кількість цих сполук надходить в океан через атмосферу.
У світовій практиці застосовується близько 100 тис. препаратів на основі 900 хімічних сполук. Понад 250 тис. т пестицидів надходять щорічно на світовий ринок, близько 1,5 млн т уже ввійшло до складу водних і наземних екосистем водним та еоловим шляхом.
Усі пестициди токсичні і викликають швидке отруєння організмів, для яких вони призначені. Пестициди слабко розчиняються у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках і жирових тканинах тварин.
Як виявлено дослідженнями, багато хімічних сполук у морському середовищі проявляють канцерогенні та мутагенні властивості.
Екологічні наслідки забруднення морського середовища
Практично всі забруднювальні речовини є токсичними і здатні концентруватися в організмах з підвищенням трофічного рівня в морських екосистемах.
Нафтове забруднення утруднює газообмін води з атмосферою, зменшує запас розчиненого кисню, необхідного для живих організмів. Так, на повне окиснення 1 л нафти витрачається стільки кисню, скільки розчинено в середньому в 400000 л морської води.
Тяжчими бувають наслідки нафтового забруднення у високих широтах океану. Якщо в помірній зоні океану 50 % нафти окиснюється повністю через тиждень, то в арктичних морях розлита нафта може зберігатися близько 50 років.
Дизельне пальне набагато токсичніше, ніж сира нафта, і може призводити до масової загибелі риб у районах забруднення.
Нафтова плівка на поверхні океану може мати вплив на деякі важливі фізичні процеси. Поверхневий натяг у нафти в 3-4 рази менший, ніж у чистої води, тому 1 т нафти може покрити плівкою 12 км2 поверхні океану; теплопровідність (молекулярна) набагато вища, ніж у води; обмін газами через нафтову плівку на 50 % слабший, ніж через водну поверхню. Звідси очевидно, що покриття нафтою плівкою значних просторів океану буде впливати на випаровування, теплообмін між океаном і атмосферою, а це може призвести до зміни клімату.
У деяких місцях, особливо в портах, кількість нафти і нафтопродуктів у донних відкладах перевищує 20 % від їх сирої ваги. При хвильовому перемішуванні накопичена в донних відкладах нафта знову надходить у поверхневі пласти і слугує джерелом вторинного забруднення морського середовища.
Підраховано, що при очищенні танкерів втрачається близько 1 % нафти від загального обсягу перевезень. Такий захід, як дозвіл на відкачування баластних вод не ближче 30-100 миль від берега, не розв'язує проблеми ліквідації забруднення моря, а лише дещо зменшує небезпеку надходження нафти і нафтопродуктів до берегової лінії.
При отруєнні живих клітин пестицидами відбувається сорбція отрути, розчинення жирів і ліпоїдів, порушуються окисно-відновні та осмотичні процеси, поверхнево-молекулярні та біоелектричні явища. Накопичення пестицидів у живих організмах призводить до різкого зниження їх репродуктивної здатності.
Екологічні наслідки забруднення морського середовища за Ю. Ізраелем та О. Цибань можуть проявлятися в таких ефектах:
1. Біологічні ефекти забруднення, серед яких виділяються фізіологічні наслідки, що викликають в організмах зміни адаптивного характеру або зміни окремих функцій організму - дихання, росту, розмноження, виживання та ін.;
2. Популяційно-біоценотичні ефекти забруднення включають зміну середньої біомаси популяцій, зміну кількості родів або сімейств морських організмів, зміну співвідношення між чисельністю окремих таксономічних груп гідробіонтів і значний розвиток індикаторних видів.