Механизмы устойчивости экосистем
При химическом загрязнении количественной мерой вредного
воздействия выступает объем загрязняющих веществ, который способна ассимилировать геосистема. Основными механизмами ассимиляциивыступают: вынос загрязняющих веществ из оцениваемой системы плоскостным стоком и грунтовыми водами, физико-химическаяи биохимическая деструкция веществ, перевод токсикантовв нерастворимые формы, сорбция глинистыми частицами и органическим веществом почвы.
Ведущими механизмами устойчивости морских экосистем2 к за-
грязнению являются вынос химических ингредиентов, их деструкция и консервация, а к основным компонентам, подверженным загрязнению, относятся вода и донные осадки. Интенсивность выноса загрязняющих веществ (поллютантов) за пределы изучаемой
экосистемы (залив, бухта, отдельная акватория и т.д.) поддерживается главным образом за счет гидродинамических механизмов: волнения,течения. Чем активнее динамика среды, тем выше вероятность выноса поллютантов.
1Геосистема — земное пространство любых размерностей, где отдельные ком-
поненты природы находятся в системной связи друг с другом и которое как определенная целостность взаимодействует с окружающей средой и социумом (термин
В.Б.Сочавы, 1963).
2 Экосистема — надорганизменная биосистема, состоящая из живых и нежи-
выхэлементов среды, между которыми идет обмен веществом, энергией и информацией (термин А.Тенсли, 1935).
Разрушение или трансформация загрязняющих веществ проис-
ходит в результате окисления, гидролиза, микробиологической
деструкции и других процессов, приводящих к их распаду на не-
токсичные компоненты.
Окисляемостъ органических веществ, которая играет заметную
роль в их детоксикации в природной среде, зависит от таких пока-
зателей, как молекулярный вес, количество атомов углерода и
химическая структура. По способности к окислению органические
вещества располагаются следующим образом: предельные и аро-
матические углеводороды < непредельные углеводороды < спир-
ты < кислоты.
Интенсивность микробиологической деструкции зависит от
сложности химического состава вещества и его распространенно-
сти в природной среде. Наиболее эффективно идут процессы раз-
ложения легкоокисляемых органических веществ, сложнее проте-
кает деструкция ксенобиотиков. Однако и они подвержены посте-
пенному разложению.
Характерным примером биологической деструкции является
процесс микробиального дехлорирования полихлорбифенилов в
анаэробной среде, что ведет к утрате ими канцерогенных свойств.
Аналогично, при участии специфических микроорганизмов, ме-
таболизм которых основан на отщеплении хлора, осуществляет-
ся деструкция боевого отравляющего вещества иприта и продук-
тов его гидролиза, превращение их в мало токсичный тиодигли-
коль.
Следующим механизмом является консервация токсичных инг-
редиентов, т.е. их перевод в неподвижные биологически недоступ-
ные формы. Этот механизм реализуется посредством физико-хи-
мических и биохимических процессов: консервации водной расти-
тельностью, хемосорбции взвешенными веществами и донными
осадками, перевода тяжелых металлов в труднорастворимые со-
единения, например, сульфиды.
Эффективность механизмов устойчивости этой группы связана
с емкостью геохимических барьеров (контрастностью и протяжен-
ностью).
Основными показателями устойчивости экосистем к химиче-
скому загрязнению выступают:
процессы перемешивания и разбавления (волнение, турбулент-
ность, течение и т.д.);
концентрация кислорода и микробиологическая активность (об-
щее микробное число);
процент проективного покрытия растительностью (включая
лишайники, мхи и водоросли);
физико-химические свойства поверхностного горизонта (гра-
ница «воздух—почва», «дно —вода» и т.д.);
сорбционные свойства среды (емкость катионного обмена).