Экологические последствия загрязнения гидросферы

Наиболее изученным на сегодня последствием загрязнения пресноводных экосистем является процесс эвтрофирования (или эвтрофикации) водоемов.

Этот естественный процесс характерен для геологического прошлого нашей планеты. Обычно он протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.

Ускоренная, или так называемая антропогенная, эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ – азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов и резкому возрастанию биомассы фитопланктона. Благодаря массовому размножению сине-зеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшается ее качество и условия жизни гидробионтов. Кроме того сине-зеленые водоросли выделяют токсины, представляющие опасность для человека и других организмов. Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.

Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира (Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др.), а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь, малые реки. На этих реках кроме биомассы сине-зеленых водорослей, катастрофически растущей в толще воды, также происходит зарастание берегов.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др.

Печальным примером негативного воздействия антропогенных загрязнений на уникальные природные экосистемы может служить озеро Байкал. Байкал – одно из древнейших озер мира, существующее уже около 25 млн лет. Это крупнейшее хранилище самой высококачественной пресной воды (пятая часть ее мировых запасов). Ежегодно в Байкале воспроизводится около 60 км³ неповторимой по качеству воды. Редкая чистота воды обеспечивается жизнедеятельностью его уникального животного и растительного мира. Из более 2,5 тысячи видов животных и растений, найденных в озере, почти тысяча являются эндемичными, т. е. больше нигде в мире не встречаются. Грубым вторжением в жизнь озера явилось строительство целлюлозоперерабатывающих комбинатов в городах Байкальске и Селенгинске. Сточные воды, попадающие в Байкал, серьезно изменяют солевой состав озера. В значительных количествах в них присутствуют фенолы, сульфаты, хлориды, взвешенные вещества и другие поллютанты. Все это приводит к целому ряду взаимосвязанных изменений в экосистеме озера. Гибнут многочисленные планктонные организмы, играющие ведущую роль в процессах фильтрации воды. Замедлились темпы роста, снизилась плодовитость байкальских рыб, нерпы (байкальского тюленя). Отмечается накопление токсических веществ в тканях животных, населяющих озеро. Негативно влияет на данную уникальную экосистему и тепловое загрязнение вследствие сброса подогретых вод. Даже совершенно чистая вода выше +12 – +15 °С губительна для мелководных организмов, а выше +4 °С – для глубоководных обитателей Байкала.

Морские экосистемы до определенного предела могут противостоять вредным воздействиям химических загрязнителей благодаря накопительной, окислительной и минерализующей функциям гидробионтов. Так, например, двухстворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов – ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма. Доказана возможность биотрансформации бензапирена 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 некоторые вещества, которые при взаимодействии с тяжелыми металлами превращают их в менее токсичные соединения. Однако способность морских организмов к накоплению химических веществ таит в себе и существенную опасность, так как накопленные токсические соединения передаются по трофическим цепям и могут приводить к гибели консументов, в том числе наземных животных и морских птиц. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бензапирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. С антропогенными воздействиями ряд специалистов связывают и участившиеся случаи так называемых «красных приливов». «Красный прилив» – явление, вызванное бурным размножением микроскопических водорослей, имеющих красноватую или бурую окраску. Большое количество таких водорослей обуславливает дефицит кислорода в воде, появление в ней аммиака и сероводорода, что приводит к гибели морских животных, рыбы и моллюсков. Некоторые виды водорослей способны вырабатывать сильные токсины. Накапливаясь в тканях морских беспозвоночных, эти вещества могут вызвать отравление людей при использовании в пищу загрязненных токсинами морепродуктов.

Загрязнение океанических вод приводит к существенному снижению биологической продуктивности Мирового океана, который ежегодно производит более 500 млрд т органического вещества. Человек использует менее 2% этого количества, добывая, в основном за счет лова рыбы, 20% животного белка, потребляемого в мире. На показатели биопродуктивности непосредственно влияет нерегулируемый вылов. Большие потери в морских экосистемах происходят в результате непреднамеренной добычи непромысловых объектов. Например, на 1 т доставляемых с промысла креветок обычно приходится до 3 т мертвой рыбы, которую выбрасывают в море. Ловля лосося жаберными сетями ежегодно губит сотни тысяч морских птиц и более 20 тыс. дельфинов. Однако накапливаются сведения о снижении продуктивности морских экосистем в результате химического загрязнения. Отмечено резкое снижение подобных показателей для Азовского моря, которое подвержено загрязнению удобрениями. В Балтийском море сильные загрязнения уничтожили всякую биологическую жизнь на 1/4 его акватории.