экологическая токсикология. Н. В. Иваненко экологическая
 Скачать 1.45 Mb.
|
|
Сорокашестичасовая LC 50 для селенита натрия в воде, мкг/г (По: Р. Nassos et al., 1980) Вид Концентрация Se Oedogonium cardiacum Daphnia magna Culex fatigans, farva < 0,1 < 0,25 < 3,1 Physa sp Gambusia affins > 10,0 > 6,0 Организмы, участвующие в пищевых цепях с содержанием селена выше этого предела, должны рассматриваться как потенциально опасные для рыб и водоплавающих птиц, которые питаются этими организмами. Для животных в общем селен остротоксичен при концентрации в пище более 5 мкг/г, но он необходим при концентрации менее 0,1–0,5 мкг/г. Выяснено, что в некоторых местностях повышенное присутствие селена в растениях (благодаря содержанию его в почве) вызывает у ско- та щелочную болезнь, у животных поражаются суставы, кости, кожа, 65 происходит потеря зрения и т.д. Отравленные животные в конце концов погибают от истощения. Избыток селена в растениях (содержание по- рядка 5 10 -6 %) вызывает облысение овец и болезнь копыт, выпадение перьев у птиц. Селен – довольно сильный политропный яд, поражающий нервную систему, почки, печень. Установлена его токсичность для человека при потреблении 3–5 мг в день. Мышьяк. Биофильный элемент, постоянно содержится в организ- мах растений и животных. Биологическая роль мышьяка выяснена мало, однако известно, что мышьяк относится к ретикуло-эндотелиальным элементам, т.е. принимает участие в процессах выработки иммунных тел и протекания защитных реакций. У лабораторных животных и коз при недостатке мышьяка в специальной диете наблюдалось нарушение воспроизводительных функций, ухудшение общего состояния и увели- чение летальных исходов. Вместе с тем, мышьякодефицитные состоя- ния у человека неизвестны. Кроме того, мышьяк принимает участие в нуклеиновом обмене, т.е. имеет прямое отношение к синтезу белка, и необходим для синтеза ге- моглобина, хотя и не входит в его состав. Известно, что в организме млекопитающих мышьяк содержится в восстановленных формах As, NaAs 3+ , которые рассматривают как по- тенциальные стимуляторы образования металлотионеина из CdCl 2 Мышьяковистые минеральные воды применяют при лечении ане- мии и некоторых желудочно-кишечных заболеваний. Мышьяк – лучшее средство против селенового токсикоза. Этот элемент входит в состав мумие – природного минерально-органического вещества. Также его применяют при лечении сонной болезни на последней стадии. Токсическое действие для растений обычно проявляется на орга- низмах, растущих на отвалах рудников и на почвах, обработанных мышьякосодержащими пестицидами или осадком сточных вод. Об от- равлении мышьяком свидетельствуют такие признаки, как увядание листьев, фиолетовая окраска (за счет увеличения количества антоциа- нина), обесцвечивание корнеплодов и клеточный плазмоз. Однако наи- более распространенные симптомы интоксикации – это замедление темпов роста растений и снижение их урожайности. У водорослей мышьяк аккумулируется в клеточном белке и убива- ет их; или же он накапливается в телах животных, занимающих в пище- вой пирамиде более высокое положение. Мышьяк – высокотоксичный кумулятивный протоплазматический яд, поражающий нервную систему. Смертельная доза 60–200 мг. Хро- ническая интоксикация наблюдается при потреблении 1–5 мг/день. Мышьяк блокирует SH-группы в ферментах, контролирует ткане- вое дыхание, деление клеток, другие жизненно важные функции. Хро- 66 ническое отравление приводит к потере аппетита, сопровождаемой же- лудочно-кишечным расстройством типа гастроэнтерита, и к потере веса. Также отравление мышьяком может вызвать рак легких и кожи, умственные расстройства. Наблюдается резкое обезвоживание организ- ма, сопровождающееся судорогами, гемоглобинурия, гемолитическая анемия, острая почечная недостаточность. Возможна паралитическая форма: оглушение, судороги, потеря сознания, кома, паралич дыхания, коллапс. При ингаляционных отравлениях мышьяковистым водородом быстро развивается тяжелый гемолиз, гемоглобинурия, цианоз, пече- ночно-почечная недостаточность, гемолитическая анемия. Трехвалентный мышьяк тормозит окислительные процессы. Пяти- валентный мышьяк усиливает брожение, повышает гликолиз крови и мышечной ткани и ускоряет распад гексозодифосфата. Канцерогенность неорганических соединений мышьяка доказана для кожи и легких человека. 2. Пестициды Пестициды – собирательный термин, охватывающий химические соединения различных классов, применяемые в сельском хозяйстве, здравоохранении, промышленности, нефтедобыче и др. Пестициды на- чали использовать еще в войсках Александра Македонского для борьбы с паразитами человека (порошок долматской ромашки). В здравоохра- нении пестициды применяют для борьбы с членистоногими – перенос- чиками таких опасных заболеваний, как малярия, чума, туляремия, эн- цефалит, сонная и слоновая болезнь, многие кишечные заболевания. В здравоохранении и ветеринарии, кроме того, пестициды используют в качестве дезинфицирующих средств, в промышленности – для предо- хранения неметаллических материалов (полимеров, древесины, тек- стильных изделий), борьбы с обрастанием морских судов, особенно в южных морях, для борьбы с сероводородобразующими бактериями, для предохранения труб от коррозии. В наибольших масштабах пестициды используют в сельском хо- зяйстве для борьбы с членистоногими (инсектициды и акарициды), не- матодами (нематоциды), грибными (фунгициды) и бактериальными (бактерициды) заболеваниями растений и животных, а также для борь- бы с сорняками (гербициды). К пестицидам относят также регуляторы роста растений (ретарданты), используемые для борьбы с полеганием различных культур, для дефолиации (удаления листьев) и десикации (подсушивания растений на корню), чтобы облегчить уборку урожая, а также для предохранения от заморозков и засухи. Базельскому химику Паулю Герману Мюллеру – руководителю ла- боратории фирмы «Гейги» (Geygy), за обнаружение у ДДТ поразитель- 67 ных инсектицидных свойств была присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины. Основанием для этого послужил тот факт, что с помощью ДДТ впервые удалось провести успешную борьбу с переносчиками малярии и сыпного тифа и таким образом искоренить эти заболевания. Секрет такой чудесной эффективности заключался в широком спектре действия препарата в сочетании с исключительной персистентностью и, по-видимому, лишь незначительной токсичностью, как полагали, для теплокровных. Именно широкий спектр воздействия и устойчивость ДДТ оказа- лись впоследствии коварными сторонами этого вещества. Из-за широ- кого спектра действия вместе с вредными насекомыми уничтожались и полезные. А устойчивость приводила к тому, что ДДТ накапливался в пищевых цепях и оказывал губительное действие на их концевые зве- нья: например, соколы-сапсаны стали исчезать потому, что вследствие отравления ДДТ они откладывали яйца со слишком тонкой скорлупой, которые во время насиживания разбивались. В результате накопления множества подобных сведений за ДДТ ут- вердилась слава чудовищно опасного препарата. Когда в США концен- трация ДДТ в молоке кормящих матерей в результате передачи этого вещества через пищевые цепи достигла уровня в 4 раза выше предельно допустимого, применение ДДТ было запрещено. По химическому составу выделяются 3 основные группы пестицидов: Неорганические соединения (соединения ртути, фтора, бария, серы, меди, а также хлораты и бораты). Пестициды растительного, бактериального и грибного происхож- дения (пиретрины, бактериальные и грибные препараты, антибиотики и фитонциды). Органические соединения, к которым относятся пестициды высо- кой физиологической активности: хлорорганические соединения (гекса- хлорциклогексан, гептахлор и др.); фосфорорганические соединения (хлорофос, метилнитрофос, карбофос и др.); производные карбамино- вой, тио- и дитиокарбаминовой кислот (пиримор, карбин, тиллом); нит- ропроизводные фенолов (нитрафен, каратан); фталимиды (каптан, фта- лан); минеральные масла; органические соединения ртути (гранозан, меркуран и др.); хиноны (дихлон); производные мочевины и др. В зависимости от способности сопротивляться процессам разложе- ния пестициды подразделяются на слабостойкие (сохраняются в окру- жающей среде 1–12 недель), среднестойкие (сохраняются 1–18 месяцев) и очень стойкие (сохраняются два года и более). Очевидно, что слабо- стойкие пестициды в окружающей среде практически не накапливают- ся. В идеальном виде пестицид, оказав требуемое воздействие на вреди- теля, должен был бы сразу разрушиться, образовав безвредные продук- ты разложения. 68 Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные пести- циды: триазин, симтриазин, хлордан, гептахлор – они обнаруживаются в почве спустя десять и более лет после применения. Поступая в почву, пестициды мигрируют вниз по профилю с нисходящими токами дожде- вых и оросительных вод, причем скорость и глубина миграции зависят от дозы токсиканта, его летучести и адсорбируемости, а также от водно- го и теплового режимов почвы. Остаточные количества пестицидов об- наруживают на глубине 200 см и более. Попадая в почвенно-грунтовые воды в малых концентрациях, пес- тициды изменяют к худшему органолептические свойства воды (вкус, запах). Присутствие 5–10 мкг/л дихлорфенола придает воде специфиче- ский запах и делает ее непригодной для питья. В годы массового при- менения ДДТ на хлопковых полях этот пестицид обнаруживали в арте- зианских скважинах на глубине 80 м, а его концентрация в арыках пре- вышала допустимую в 3–4 раза, а иногда и в десятки раз. Современные пестициды за редким исключением обладают низкой токсичностью, приближающейся к токсичности поваренной соли, и во много раз менее ядовиты, чем кофеин. Следует отметить, что современ- ные пестициды в течение одного вегетационного периода полностью разрушаются в окружающей среде. Мировой океан можно считать ак- кумулятором особо стойких пестицидов. Так, для наиболее хорошо изу- ченного из них – ДДТ (4,4´-дихлордифенилтрихлорметилметан) – уста- новлено, что в гидросферу поступило более 25% общего количества использованного препарата. Следовательно, использование долгоживу- щих пестицидов должно быть ограничено или запрещено. Например, применение ДДТ запрещено во всем мире, в бывшем СССР – с 1970-х годов. Последовательность введения запрета на ДДТ в различных стра- нах была следующая: Новая Зеландия, СССР, Венгрия, Швеция, Дания, Финляндия, далее – прочие страны. Для уменьшения возможной опасности разработаны следующие требования к современным пестицидам: 1) низкая острая токсичность для человека, сельскохозяйственных животных и других объектов окружающей среды; 2) отсутствие отрицательных эффектов при длительном воздейст- вии малых доз, в том числе мутагенного, канцерогенного и тератогенно- го действия (тератогенный – повреждающий зародыш); 3) низкая персистентность. Кроме того, рекомендуемые препараты должны обладать следую- щими свойствами: 1) высокая эффективность в борьбе с вредными организмами; 2) экономическая целесообразность использования; 3) доступность сырья и производства. 69 Широкое применение пестицидов связано с их высокой экономиче- ской эффективностью. Несмотря на то, что в перспективе на будущее разработка «корот- коживущих» пестицидов отодвинет эту группу загрязнителей на более низкий уровень в ранжированном по степени опасности ряду загрязни- телей, токсичность этих соединений в отношении биологических систем различного уровня организации неоспорима. Так, на сайте орнитологического международного журнала Ornithomedia в 1995 г. опубликована тревожная статья израильской исследо- вательницы Орны Эшед о причинах смертности грифов на севере Израиля. По мнению ученых, причиной высокой смертности птиц стала ин- токсикация карбаматным пестицидом альдикарб. Это удобрение ис- пользуют израильские фермеры. Альдикарб легко растворим в воде. Эксперты Всемирной организа- ции здравоохранения считают его применение крайне опасным, по- скольку альдикарб высоко токсичен и может угрожать здоровью не только животных, но и человека. Большинство пестицидов относится к высокоактивным органическим соединениям. Эти пестициды по форме концентратов эмульсий являются липофильными соединениями, поэтому хорошо растворяются в липидах клеточных мембран и легко диффундируют в клетке. Проникнув в живую клетку, пестициды изменяют физико-химические свойства цитоплазмы, разрушают мембраны органелл, изменяют реакцию среды, нарушают усло- вия нормального функционирования клеточных белков. Накопление пестицидов в трофической цепи чрезвычайно опасно: так, в морских экосистемах планктон и мальки, селективно поглощающие ток- сиканты, сами служат пищей более крупным организмам, обитающим в океане. Если процесс концентрирования хлорпроизводных углеводородов повторяется на нескольких уровнях трофических цепей, то в конце цепей содержание токсикантов может оказаться очень высоким. Накоплен огромный массив информации о действии ДДТ на живые организмы, о процессах аккумуляции и передачи этого токсиканта через пищевые цепи. Так, в отношении последовательного концентрирования ДДТ известно: если ДДТ распыляют с самолета над каким-нибудь стоя- чим водоемом, то уже через несколько дней его нельзя обнаружить в воде, так как к этому времени он успевает полностью перейти из воды в микроорганизмы (бактерии, водоросли) или же в донный ил водоема. Таким образом, ДДТ переходит в начальные звенья пищевых цепей, и в результате запускается процесс его накопления, которым определяется пагубная роль ДДТ в пищевой цепи. Один из наиболее очевидных примеров простой пищевой цепи, в которой циркулирует ДДТ, – это случай с перелетными дроздами, опи- санный Рашель Карсон. Гриб Ceratocystis ulmi вызывает опустошитель- 70 ную болезнь вязов – так называемую голландскую болезнь. Ее передает вязовый заболотник (Scolytes multistriatus), с которым боролись, обраба- тывая ДДТ отдельные деревья или целые парковые насаждения. Остат- ки осевшего на деревьях ДДТ попадают затем с дождевой водой, а осе- нью и вместе с опадающими листьями в почву или в листовую подстил- ку. Там ДДТ поглощают дождевые черви, поедающие остатки листьев, и он откладывается и даже концентрируется в их телах. Если теперь перелетные дрозды (Turdus migratorius) будут поедать преимуществен- но дождевых червей, то они будут хронически отравляться ДДТ. Непо- средственно погибает только часть дроздов, но у всех без исключения нарушается способность к размножению. Они становятся стерильными или откладывают бесплодные яйца; либо умирают их птенцы, особенно в тех случаях, когда их кормят дождевыми червями, содержащими ДДТ. Именно поэтому побочным результатом борьбы с голландской болез- нью вязов, проводившейся с помощью ДДТ, явилось почти полное ис- чезновение перелетных дроздов на значительных территориях США. Существенное влияние пестициды оказывают на почвенную мик- робиоту. Реакция почвенной микробиоты на пестициды варьирует от высокой устойчивости до сильной чувствительности. Под влиянием пестицидов наиболее заметно снижается численность микроорганизмов- нитрификаторов, почвенных грибов; бактерии и актиномицеты испыты- вают меньший стресс. Влияние пестицидов на микробиоту существенно зависит от вида применяемого пестицида. Из систематических групп микроорганизмов наиболее сильно угнетаются грибы: Penicillium, Fusarium, Humicola, Mucor, Trichoderma. Из бактерий наиболее устойчивы псевдомонады, коринебактерии и флавобактерии. Предполагают, что негативному воз- действию пестицидов более подвержены эволюционно более древние организмы – автотрофные и диазотрофные бактерии, генетическая ос- нова которых формировалась в примитивной биосфере Земли в отсутст- вие физиологически активных соединений. Воздействие пестицидов на почвенную микробиоту не всегда нега- тивно. Поступление в почву органических остатков в результате массо- вой гибели сорняков после применения гербицида может увеличивать численность некоторых групп микрорганизмов. Так, например, обра- ботка почвы каптаном и паратионметилом повышает численность бак- терий, актиномицетов и сапрофитных грибов. Экологические последствия применения пестицидов оцениваются не- однозначно. С одной стороны, при правильном применении пестицидов не только не обнаруживается их повреждающего действия на экосистемы, эта группа соединений даже оказывает положительный эффект. С другой сто- роны, объемы вносимых в настоящее время пестицидов настолько велики, что вызывают значительные экологические сдвиги. Выявлены такие нега- 71 тивные аспекты воздействия пестицидов на биол огические объекты, как мутагенный, канцерогенный, аллергенный. Поэтому современная стратегия охраны окружающей среды ориентируется на постоянное снижение оста- точных количеств пестицидов в окружающей среде. 3. Диоксины Термин «диоксины» – это совершенно некорректное название це- лой группы соединений разных химических классов: диоксинов, фура- нов и бифенилов, все они содержат атомы хлора. Полное название трех составляющих термина – полихлорированные дибензо-пара-диоксины (ПХДД), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) и полихлориро- ванные бифенилы (ПХБ). Очень часто выделяют «диоксины и ПХБ», или «диоксины/фураны и ПХБ». Эти вещества относят к «суперэкотоксикантам», одинаково дейст- вующих на организм человека. Максимальная токсичная доза диокси- нов для человека при однократном введении может быть в пределах 0,1–1,0 мкг/кг. Расчетная средняя смертельная доза диоксина (ЛД 50 ) при однократном поступлении в организм равна 70 мкг/кг массы тела; ми- нимально действующая ориентировочно составляет 1 мкг/кг, что значи- тельно ниже соответствующих доз всех известных синтетических ядов. Впервые опасность диоксинов стала очевидной для широкой обще- ственности в 1970-х гг. Барри Коммонер – один из мировых лидеров в экологии в докладе к общественным слушаниям в Сент-Луисе, Миссу- ри, США, 30 июля 1994 г. приводит следующие факты: «…26 мая 1971 г. около 10 кубометров того, что считалось техническим маслом, было разбрызгано по грунту на находившемся ипподроме в г. Таймз Бич штата Миссури, США, чтобы пыль не мешала скачкам. Три дня спустя ипподром был усеян трупами мертвых птиц, а еще через несколько дней заболели 3 лошади и наездник. К июню умерли 29 лошадей, 11 кошек и 4 собаки. В августе шестилетняя дочь одного из владельцев ипподрома была доставлена в детскую больницу Сент-Луиса с неясными тяжелыми синдромами почечного заболевания. Заболели еще несколько взрослых и детей. И только в августе 1974 г, после того как верхний слой земли на глубину 30 см был удален и вывезен, ипподром стал безопасен для людей, домашних животных и птиц. С этого началось десятилетие спо- ров и домыслов, кульминацией которого стало закрытие и эвакуация всего населения г. Таймз Бич. Потребовалось три года работы, чтобы установить причину всех этих заболеваний и смертей. В грунте, взятом на ипподроме, был обна- ружен диоксин в концентрации 30–53 части на миллион. В результате стало ясно, что «техническое масло» представляло собой химические отходы завода в Вероне, штат Миссури, где производился трихлорфе- 72 нол – промежуточный продукт для получения 2,4,5-Т, гербицида «Оранжевый агент», который распылялся в огромных количествах во время войны во Вьетнаме…». Группа под названием «диоксин» – это 419 различных соединений. Из них 28 чрезвычайно опасны, но по токсичности они сильно различа- ются – от сверхтоксичного 2,3,7,8-ТХДД до токсичного октахлордибе- нофурана или еще менее токсичных ПХБ. В природе, в выбросах про- мышленных предприятий эти соединения перемешаны в самых различ- ных сочетаниях, что делает проблему их распознавания чрезвычайно трудной (как правило, в настоящее время для анализа диоксинов ис- пользуют технику хромато-масс-спектрометрии). Диоксины – не промышленный продукт, его выбрасывают в воздух и в воду химические производства и целлюлознобумажные комбинаты, но главные выбросы дают мусоросжигательные заводы. Диоксины всегда образуются при высоких температурах в присутст- вии атомов хлора. Исключение составляет только производство целлюло- зы, где диоксины образуются при не очень высоких температурах. Диокси- ны очень устойчивы и разрушаются при температурах выше 10000 0 С. В голландских нормах для мусоросжигательных заводов (МСЗ) предусмот- рено: горячие газы должны находиться не менее 2 секунд при температуре 8500 0 С или выше, в присутствии не менее 6% кислорода. При такой конст- рукции сжигателя выбрасываться диоксинов должно не более 0,1 г/м 3 Структура мусора в разных странах имеет свои особенности. Так, в Голландии сжигание больничного мусора дает только 4 г диоксинов в год, тогда как в других странах Запада и в США это мощный источник диоксинов. В России всего несколько МСЗ, тем не менее, мусорные свалки го- рят, и диоксины все-таки образуются. Ярким примером биологических последствий действия диоксинов являются последствия использования химического оружия во время войны во Вьетнаме – необратимое уничтожение первичных тропиче- ских лесов. В дефолиантах, которые распыляли летчики США, была незначительная примесь побочного продукта, который образовывался при производстве гербицида 2,4,5-Т. Этот гербицид был основой всех рас- пылявшихся агентов: «Оранжевого», «Пурпурного», «Розового», «Зелено- го» и других цветов, а примесью были диоксины. США использовали в войне 91 тыс. тонн гербицидов, из них 55 тыс. тонн содержали диоксины – 170 кг (в смесях было от 0,5 до 47 мг/кг токсичного тетрахлордиоксина). Всего было обработано 1,6 млн га, пострадали свыше 2 млн чело- век. Это явление носит название геноцида. У людей, подвергшихся воздействию диоксинов, искажены иммун- ные, компенсаторные механизмы организма, биохимические характери- стики, проявляются неадекватные реакции организма, например, на ле- карственные препараты. Установлено, что даже при отсутствии диокси- 73 нов в крови «диоксиновый фактор» продолжает действовать. По дан- ным 1995 г. диоксиновое отравление вызывают более 19 болезней. Диоксины поражают в первую очередь женщин и детей. Журналистское прозвище диоксинов – химический СПИД. В 1999 году Лионская комиссия по канцерогенным веществам, а вслед за ней US EPA признали диоксин канцерогеном для человека. Со- гласно оценке US EPA риск для заболевания раком составляет 1:1000 (из тысячи заболеет 1 человек, а из группы в 10 млн – 10 тысяч). Для оценки степени опасности диоксинов используют «фактор токсичности», с использованием «Интернациональной шкалы факторов эквивалентной токсичности» I-TEF. Фактор – это коэффициент, на ко- торый умножают концентрацию найденного токсичного диоксина, что- бы получить «эквивалент токсичности». За единицу принят коэффици- ент токсичности 2,3,7,8-ТХДД. Общая токсичность для смеси также называется эквивалентной токсичностью (ЭТ, I-TEQ). Пример расчета I-TEQ (табл. 8): Таблица 8 Содержание диоксинов в говядине, выраженное в эквивалентах токсичности (ЭТ, I-TEQ) Тип диоксина Концентрация, нг/кг Фактор токсичности (I-TEF) Эквиваленты токсичности (нг I-TEQ/кг) 2,3,7,8-ТХДД 0,019 1 0,019 1,2,3,7,8-ПнХДД 0,062 0,5 0,031 1,2,3,6,7,8-ГкХДД 0,496 0,1 0,050 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД 1,157 0,01 0,012 2,3,4,7,8-ПнХДФ 1,783 0,5 0,892 1,2,3,4,7,8-ГкХДФ 4,846 0,1 0,485 Всего: 1,489 Исходя из табл., в говядине содержится четыре диоксина и два фурана. Главный вклад в токсичность мяса дает фуран (менее токсич- ный, чем диоксин) ПнХДФ. Общая токсичность мяса равна 1,5 нг/кг в пересчете на самый токсичный 2378-ТХДД. Норма на содержание диоксинов в мясе равна 0,9 нг/кг. В данном примере эта норма превышена. 74 Больше всего диоксинов человек получает с пищей (конкретно, в западных странах – с мясом и молочными продуктами, для России – нет данных). В России установлена допустимая суточная доза диоксинов – 10 пкг/кг веса человека в день. Норма загрязнения воды, принятая в России, равна 20 пкг диоксинов в литре. В группу риска людей, подвергающихся особой опасности от по- ражения диоксинами, входят: рыбаки или лица, употребляющие в пищу много рыбы, рабочие некоторых химических производств, ветераны войны во Вьетнаме, вьетнамские крестьяне, пострадавшие от катастроф с выбросами диоксинов, грудные дети. Не все пути поступления диоксинов в пищу известны. Кроме пищи диоксины поступают в организм человека также из воз- духа и с пылью (2,2 и 0,8 пг/день соответственно). Питьевая вода не вносит заметного вклада в общую сумму поступающих в организм диоксинов. Проблема диоксинов в России по своей важности стоит в одном ряду с радиоактивным заражением как по масштабам загрязнения, так и по поражающему значению. Главная опасность диоксинов состоит не в острой токсичности, а в длительном трансформирующем действии на биосферу. В присутствии широко распространенных в природе синер- гистов экосистемы начинают разрушаться уже при содержании не- скольких нанограмм на килограмм почвы и долей нанограмма в литре воды. По некоторым расчетам, в настоящее время в природу выброшено несколько сотен тысяч диоксинов, что объясняет наблюдаемые в по- следние десятилетия катастрофические потери органического вещества в биосфере, резкое снижение качества генофонда и прогрессирующий иммунодефицит у всех высших организмов. Во всех промышленно развитых странах мира, кроме бывшего Со- ветского Союза, имеются специальные государственные программы, направленные на резкое уменьшение эмиссии диоксинов. Так, жесткие меры, регулирующие выбросы диоксинов в Нидерландах (The 1989 Combustion Directive) привели к снижению этих выбросов в воздух (в единицах токсичности TEQ) с 614 г/год до 100 г/год к 1995 году. Приня- тие подобных программ в странах Европы и в Японии (в США первая подобная программа была принята в начале 70-х годов в рамках Нацио- нальной программы «Вредные отходы») показывает, что человечество осознает глобальную опасность, возникшую в результате появления этих особо ядовитых ксенобиотиков. 1 августа 1995 года в России на заседании Комиссии по оператив- ным вопросам Правительства РФ (КОВ) был одобрен проект программы «Защита окружающей природной среды и населения от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов на 1995–1996 годы» (программа «Ди- оксин»). Этим проектом Россия официально признала наличие диокси- новой опасности в России и необходимость принятия срочных мер на 75 государственном уровне для борьбы с угрозой диоксинов для здоровья населения. 4. Нефть и нефтепродукты С химической точки зрения сырая нефть представляет собой сложную смесь нескольких тысяч жидких углеводородов (80–90%) с примесью дру- гих органических соединений (нафтеновые кислоты, асфальтены, смолы, меркаптаны и др.), а также воды (до 10%), растворенных газов (до 4%), минеральных солей и микроэлементов. Установлено, что «типичная» нефть содержит в среднем 57% алифатических углеводородов, 29% ароматиче- ских углеводородов, 14% асфальтенов и других соединений. Основными загрязняющими веществами, образующимися в про- цессе добычи и переработки нефти, являются углеводороды (48%) и оксид углерода (44%). Кроме этого, нефть содержит около 30 металлов, среди которых максимальные концентрации (порядка долей %) харак- терны для ванадия и никеля. В отличие от многих антропогенных воздействий, нефтяное загряз- нение оказывает комплексное воздействие на окружающую среду и вы- зывает ее быструю отрицательную реакцию. Так, хронические разливы нефти, нефтепродуктов, соленых пластовых вод, выносимых эксплута- ционными скважинами вместе с нефтью и газом, приводят к уменьше- нию продуктивности земель и деградации ландшафтов. Воздействие нефтепроводов на почвенный покров проявляется в основном в механи- ческом нарушении почвенного покрова при строительстве и ремонтных работах трубопроводов и химическом загрязнении почв при авариях. Для оценки нефти как загрязняющего вещества природной среды предложено использовать следующие признаки: содержание легких фракций, содержание парафинов, содержание серы. Летучие ароматические углеводороды (легкие фракции нефти) – толуол, ксилол, бензол, нафталин и др., обладающие повышенной ток- сичностью для живых организмов, легко разрушаются и удаляются из почвы. Поэтому период острого токсического действия сравнительно небольшой. Парафины не оказывают сильного токсического действия на почвенную биоту или планктон и бентос морей и океанов, но благо- даря высокой температуре отвердения существенно влияют на физиче- ские свойства почвы, изменяют ее структуру. Содержание серы свиде- тельствует о степени опасности сероводородного загрязнения почв и поверхностных вод. Легкая фракция нефти (t кип < 200 0 С), куда входят наиболее простые по строению низкомолекулярные метановые (алканы), нафтеновые (циклопарафины) и ароматические углеводороды – наиболее подвижная часть нефти. 76 Большую часть легкой фракции составляют метановые углеводоро- ды с большим числом углеродных атомов от 5 до 11. Нормальные (не- разветвленные) алканы составляют в этой фракции 50–70%. Метановые углеводороды легкой фракции, находясь в почвах, водной и воздушной средах, оказывают наркотическое и токсическое действие на живые ор- ганизмы. Особенно быстро действуют нормальные алканы с короткой углеродной цепью. Эти углеводороды лучше растворимы в воде, легко проникают в клетки организмов через мембраны, дезорганизуют цито- плазменные мембраны организма. Нормальные алканы, содержащие в цепочке менее 9 атомов углерода, большинством организмов не асси- милируются, хотя могут быть окислены. Их токсичность ослабляется в присутствии нетоксичного углеводорода, который уменьшает общую растворимость алканов. Легкая фракция, мигрируя по почвенному профилю и водоносным го- ризонтам, расширяет, иногда значительно, ореол первоначального загряз- нения. Значительная часть легкой фракции нефти разлагается и улетучива- ется еще на поверхности почвы или смывается водными потоками. Путем испарения из почвы удаляется от 20 до 40% легкой фракции. Метановые углеводороды во фракции, кипящей выше 2000 0 С (пристан С 19 Н 40 , фитан С 20 Н 42 и др.) практически нерастворимы в воде. Их токсич- ность выражена гораздо слабее, чем у низкомолекулярных структур. Содержание твердых метановых углеводородов (парафина) в нефти колеблется от очень малых количеств до 15–20%. Эта характеристика очень важна при изучении нефтяных разливов на почвах. Твердый па- рафин не токсичен для живых организмов, но вследствие высоких тем- ператур застывания (+18 0 С и выше) и растворимости в нефти (+40 0 С) в условиях земной поверхности он переходит в твердое состояние, лишая нефть подвижности. Твердый парафин трудно разрушается, с трудом окисляется на воз- духе. Он надолго может «запечатать» все поры почвенного покрова, лишив почву свободного влаго- и газообмена. Это, в свою очередь, при- водит к полной деградации биоценоза. К циклическим углеводородам в составе нефти относятся нафте- новые (циклоалканы) и ароматические (арены). Общее содержание наф- теновых углеводородов в нефти изменяется в среднем от 35 до 60%. Циклические углеводороды с насыщенными связями окисляются очень трудно, что связано с их малой растворимостью и отсутствием функ- циональных групп. Биодеградация полярных алканов идет легче, окис- ление происходит главным образом по месту присоединения боковой цепи или месту соединения циклов. Ароматические углеводороды – наиболее токсичные компоненты нефти. При концентрации 1% в воде они вызывают гибель всех водных растений. С увеличением содержания ароматических соединений в неф- 77 ти возрастает ее гербицидная активность. Содержание ароматических углеводородов в нефти изменяется от 5 до 55%. Бензол и его гомологи оказывают более быстрое токсическое дей- ствие на организм, чем полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Последние действуют медленнее, но более длительное время, являясь хроническими токсикантами. Ароматические углеводороды трудно поддаются разрушению, обычно медленно окисляясь микроорганизмами. Смолы и асфальтены относятся к высокомолекулярным компонен- там нефти, определяя во многом ее физические свойства и химическую активность. Структурный состав смол и асфальтенов составляют высоко конденсированные полициклические ароматические структуры, со- стоящие из десятков колец, соединенных между собой гетероатомными структурами, содержащими серу, кислород, азот. Смолы – вязкие, мазе- подобные вещества с относительной молекулярной массой 500–1200, асфальтены – твердые вещества, нерастворимые в низкомолекулярных углеводородах с массой 1200–3000. В них содержится основная часть микроэлементов нефти. При нефтяном загрязнении почвенного покрова негативное действие смол и асфальтенов заключается не столько в их химической токсичности, сколько в изменении водно-физических свойств почв. Если нефть просачи- вается сверху, ее смолисто-асфальтеновые компоненты сорбируются в ос- новном в верхнем, гумусовом горизонте, иногда прочно цементируя его. При этом уменьшается поровое пространство почвы. Смолисто- асфальтеновые компоненты гидрофобны. Обволакивая корни растений, они снижают поступление к ним влаги, в результате чего растения засыхают. При поступлении за земную поверхность нефть оказывается в каче- ственно новых условиях существования: из анаэробной обстановки с медленными темпами геохимических процессов она поступает в хоро- шо аэрируемую среду, в которой, помимо абиотических факторов, большую роль играют биогеохимические факторы и прежде всего дея- тельность микроорганизмов. В почвах нефть и нефтепродукты могут находиться в следующих формах: – в пористой среде – в парообразном и жидком легкоподвижном состоянии, в свободной или растворенной водной или водно-эмуль- сионной фазе; – в пористой среде и трещинах – в свободном неподвижном со- стоянии, играя роль вязкого или твердого цемента между частицами и агрегатами почвы; – в связанном состоянии на частицах почвы, в том числе на гуму- совой составляющей почвы; – в поверхностном слое почвы, в том числе в виде плотной орга- номинеральной массы. 78 Будучи смесью различных по строению и свойствам компонентов, нефть разлагается очень медленно – процессы деструкции одних соеди- нений ингибируются другими, при трансформации отдельных компо- нентов происходит образование трудноокисляемых форм и т.д. Скорость деградации нефти, активность самоочищения почв или устойчивое сохранение в них загрязняющих веществ в разных ланд- шафтах заметно различаются. Примечательно, что при авариях нефтепроводов в зимнее время воздействие нефти на окружающую среду имеет свою специфику: рас- тительности, находящейся в состоянии покоя и мерзлым почвам будет нанесен меньший вред, чем летом, несмотря на то, что зимой общая эф- фективность самоочищения от пленок сырой нефти в 3 раза меньше, чем в условиях положительных температур. Здесь основную роль игра- ет испарение со снежной и ледяной поверхности – 50–80% и фотоокис- ление – 15–35%. Пятна нефти нарушают термическое состояние снега и льда, тем самым усиливая их таяние. Благодаря этому образуются про- талины, препятствующие распространению нефти. Прекращение расте- кания нефти и ее локализация будут происходить также за счет увели- чения ее вязкости при низких температурах. Лед способен захватывать нефть с поверхности воды в количестве до 25% собственной массы. Антропогенному загрязнению нефтью и нефтепродуктами под- вержены в той или иной степени все категории природных вод: кон- тинентальные поверхностные и подземные, воды морей и океанов. С первых секунд контакта с морской средой сырая нефть перестает существовать как исходный субстрат и подвергается сложным динами- ческим процессам переноса, рассеяния и трансформации. Особенно бы- стро происходит испарение легких нефтяных фракций: от 30 до 60% нефти исчезает с поверхности моря уже в первые часы и сутки после разлива. Одновременно развиваются процессы растекания и дрейфа нефтяной пленки на поверхности моря (в основном под действием ветра и течений) с растворением и эмульгированием нефти в морской воде в результате ветрового перемешивания верхнего слоя. Растворимость нефтяных углеводородов обычно экспоненциально снижается с увели- чением их молекулярного веса. Поэтому ароматические соединения (особенно такие, как бензол, толуол и др.) быстро переходят в водную фазу в отличие от многих алифатических углеводородов. Эмульгированная нефть накапливается в морских организмах (осо- бенно в моллюсках за счет их фильтрационного питания), а также ис- пользуется в качестве пищевого субстрата для нефтеокисляющих бакте- рий, которые способны быстро разлагать диспергированные в толще воды углеводороды. В результате этих многофакторных и взаимосвязанных про- цессов разлитая в море нефть распределяется на агрегатные фракции, включая поверхностные пленки, растворенные и взвешенные формы, 79 эмульсии, осажденные на дно твердые и вязкие компоненты и аккумулиро- ванные в организмах соединения. Доминирующими миграционными фор- мами в первые часы и сутки являются нефтяные пленки и эмульсии. Нефтяные разливы относятся к числу наиболее сложных и дина- мичных явлений распределения примесей в море. Каждый такой разлив по-своему уникален и неповторим из-за практически бесконечного на- бора конкретных природных и антропогенных факторов в данном месте и в данное время. Особенно сложная картина складывается в ледовых условиях, когда скорость испарения и распада углеводородов резко снижается, а нефть аккумулируется под ледовым покрытием, в его про- галинах и пустотах, сохраняясь здесь до начала таяния льда. С экологических позиций важно различать два основных типа неф- тяных разливов. Один из них включает разливы, которые начинаются и завершаются в открытом море без соприкосновения с береговой линией. Их последствия, как правило, носят временный, локальный и быстро обратимый характер в форме острого стресса. Другой и наиболее опас- ный тип разливов предполагает вынос нефтяного поля на берег, акку- муляцию нефти на побережье и длительные экологические нарушения в прибрежной и литоральной зоне, что можно трактовать как хрониче- ский стресс. Чаще всего оба эти сценария развиваются одновременно, и это особенно вероятно для ситуаций, при которых аварийный разлив происходит в непосредственной близости от берега. Как следует из известной статистики, большинство аварийных си- туаций и нефтяных разливов приходится на прибрежную зону. Так, на- пример, наибольший ущерб побережью от разлива нефти, согласно «Книге рекордов Гиннеса», был нанесен 24 марта 1989 г. в результате аварийного выброса в заливе Принц-Уильямс (Prince Williams) у побе- режья Аляски. Танкер «Вальдес», принадлежащий компании «Экссон Мобил» (Exxon Mobil), натолкнулся на риф и получил пробоину. В ре- зультате в море вылилось 45 000 т нефти. Подверглось загрязнению около 2 400 км побережья Аляски. Погибло около 645 млн птиц, а также морские выдры, тюлени, рыбы. Пострадали люди – не были приняты все меры, чтобы обезопасить принимавших участие в ликвидации по- следствий катастрофы от воздействия паров сырой нефти и других хи- мических веществ, особенно токсичного сероводородного газа. В первый год после катастрофы сбор урожая у местного населения сократился до 77% (по сравнению с предыдущим годом). Около 12% от общего объема разлитой нефти осталось в отложениях на дне, 3% – на берегу. В теплые дни остатки нефти поднимаются на поверхность и продолжают наносить вред экосистеме. В дополнение к детально изученному и описанному в литературе катастрофическому эпизоду с аварией танкера «Вальдес» можно доба- 80 вить ряд аналогичных событий в 90-е годы, включая разливы у берегов США, Великобритании, Японии и других стран. Вероятность выноса нефти на берег в таких случаях зависит от ха- рактера разлива (объем, расстояние от берега и пр.) и конкретных гидроме- теорологических условий в данном месте и в данное время, в первую оче- редь от силы, направления ветра и течений. По данным мировой статисти- ки при больших разливах существует вероятность (в пределах 1–13%) об- ратного смыва вынесенной на берег нефти в сублиторальную зону, где уровни нефтяного загрязнения донных осадков обычно на порядок ниже по сравнению с береговыми и литоральными отложениями. Общая схема раз- вития биологических эффектов и последствий нефтяного загрязнения при остром и хроническом воздействии показана на рис. 7. Разлив нефти Действие в течение часов и суток на локальном уровне Острая интоксикация Гибель Физиолого-биохимические нарушения Поведенческие реакции Сублетальные исходя Нарушения поведения, питания, воспроизводства Изменения структуры и численности популяций Изменения структуры и функций сообществ Действие в течение месяцев и лет на локальном (региональном) уровне Эффекты и последствия Рис. 7. Схема основных стадий, биологических эффектов и последствий нефтяных разливов в море (По: С.А. Патин, 2001) В зависимости от продолжительности и масштаба загрязнения может наблюдаться широкий диапазон поражающих эффектов – от поведенческих аномалий и гибели организмов на начальных стадиях разлива в пелагиали (табл. 9) до структурных и функциональных перестроек в популяциях и сообществах при хроническом воздействии в литорали (табл. 10). 81 Таблица 9 Возможное воздействие на морские организмы и сообщества разливов нефти в пелагиали и прибрежной зоне на шельфе без контакта с береговой линией (По: С.А. Патин, 2001) Группа организмов Ситуация и параметры воздействия Ожидаемые нарушения и стрессы Фито- планктон 1 Изменение интенсивности фотосинтеза, видового состава и другие нарушения, быстро (в течение часов и суток) исчезающие после рассеяния неф- тяного пятна Зоопланк- тон 1 Физиологические и биохимические аномалии, локальное снижение относительной численности и видового разнообразия и другие проявления стрес- сов, исчезающие через несколько суток после рас- сеяния нефтяного пятна Зообентос (пелагиче- ская зона) 1 Регистрируемые изменения и ответные реакции маловероятны из-за отсутствия нефтяного загряз- нения в донных осадках Зообентос (прибреж- ная зона) 2 Возможны сублетальные реакции, снижение чис- ленности и местные нарушения видовой структу- ры бентосных сообществ с периодом восстановле- ния до 1 года и более Ихтиофау- на (пела- гическая зона) 1 Поведенческие реакции в форме избегания взрос- лыми рыбами загрязненных участков; поражения ихтиопланктона; популяционные изменения не- различимы на фоне природных колебаний Ихтиофау- на (при- брежная зона) 2 Ухудшение кормовой базы рыб; возможны наруше- ния миграций проходных рыб и популяционные пе- рестройки локального и обратимого характера Млекопи- тающие 1,2 Реакции избегания, нарушения ареалов обитания, физиологические стрессы и повреждения при кон- такте с нефтью. У животных, покрытых шерстью, прямой контакт с нефтью может привести к гибели Птицы 1,2 Стрессы и гибель при прямом контакте с нефтью; ухудшение условий обитания и размножения на участках, загрязненных нефтью; обратимые попу- ляционные нарушения на локальном уровне Примечание. 1 – временное (до нескольких суток) загрязнение неф- тью поверхностного слоя воды с концентрацией нефтяных углеводоро- дов до 1 мг/л на глубине менее 1 м; 2 – временное (до нескольких месяцев и более) загрязнение прибрежной зоны с концентрацией нефтяных уг- леводородов в воде в пределах 0,1–1 мг/л и их аккумуляцией в донных осадках до уровней 10 2 мг/кг. 82 Таблица 10 Возможные биологические последствия нефтяных разливов в мор- ской литоральной и сублиторальной (мелководной) зоне (По: С.А. Патин, 2001) Тип берега Способность к самоочи- щению Характерное неф- тяное загрязнение** Возможные стрессовые эффекты (экологиче- ские модификации) Вода, мг/л Грунт, мг/кг Открытые скали- стые и каменистые берега Высокая < 0,1 < 10 2 Поражение наиболее чувствительных видов в первые сутки контак- та. Сублетальные эф- фекты. Нарушения структуры сообществ. Время восстановле- ния – до месяца Аккумулятивные берега с пляжами из мелких и средне- зернистых песков Средняя 0,1 – 1,0 10 2 – 10 3 Элиминация ракооб- разных (особенно ам- фипод), доминирование полихет. Снижение биомассы и изменения структуры бентоса. Время восстановле- ния – до 0,5 года Абразивные берега с пляжами из круп- ного песка, гравия и гальки Низкая 1 – 10 10 3 – 10 4 Гибель наиболее уяз- вимых видов донных ракообразных и моллю- сков. Устойчивое сни- жение биомассы и ви- дового разнообразия. Время восстановле- ния – до 1 года Абразионные уча- стки берега с пля- жами, сложенными валунно- галечниковым и гравийным мате- риалом Очень низкая >10 > 10 4 Массовая гибель бен- тосных организмов. Сильное снижение биомассы и видового разнообразия. Время восстановления – более 1 года ** Суммарное содержание нефтяных углеводородов Схематическое изображение стрессовых эффектов и последова- тельности развития реакций основных групп морской биоты в ситуаци- ях нефтяных разливов, при которых нефтяные поля не соприкасаются с береговой линией представлено в табл. 11. 83 Таблица 11 Экологический спектр реакций основных групп морской биоты при нефтяных разливах в открытых водах без соприкосновения нефти с берегом (1 – разливы объемом до 100 т, 2 – разливы объемом до 1000 т) (По: С.А. Патин, 2001) Уровни биологической иерархии Фазы развития стрессовых эффектов* Характеристика эффектов для разных групп биоты Фито- планк- тон Зоо- планк- тон Бентос Рыбы Млеко- питаю- щие*** 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Суборганиз- менный (физиологиче- ский) Толерантность Компенсация Повреждения Организмен- ный Толерантность Компенсация Повреждения Популяцион- ный Толерантность Компенсация Повреждения Порог минимума реакций (10 -4 –10 -1 % от нормы)** Биоценотиче- ский (сообще- ства) Толерантность Компенсация Повреждения Порог нарушения стационарного состояния (10% от нормы) Порог постоянной деструкции (70% от нормы) Экосистемный Толерантность Компенсация Повреждения * Фазы развития стрессовых эффектов: фаза компенсации (на- чальный этап адаптации) – стрессы проявляются в форме первичных обратимых реакций (поведенческих, физиологических и др.); фаза по- вреждений (обычно при условиях хронического стресса) – адаптивные возможности на данном уровне исчерпаны, компенсация последствий возможна только на более высоких уровнях. ** Порог минимума реакций – отклонения от средней нормы для основных параметров популяций (биомасса, численность и др.) в преде- лах местного ареала: в условиях острого стресса – 10 -1 %, в условиях хронического стресса – 10 -4 %. *** При отсутствии контакта млекопитающих с нефтяной пленкой. 84 Эта схема показывает, что бентос остается практически вне сферы воздействия нефти. Реакции всех остальных групп биоты даже при наи- более пессимистических сценариях не выходят за пределы организмен- ного уровня либо ограничиваются первичными откликами на уровне популяций без каких-либо пороговых повреждающих эффектов. При соприкосновении нефтяного полотна с береговой линией ос- новные процессы аккумуляции, перемещения и трансформации нефти будут развиваться в литоральной и супралиторальной области, подвер- женной воздействию ветровых волн, штормов, приливов и отливов. О возможных последствиях нефтяных разливов для биоты лито- ральной и сублиторальной зоны можно судить по осредненным оценкам (табл. 12), основанным на анализе литературных данных (относятся в большей мере к нижней литорали и прилегающей к ней мелководной сублиторали глубиной до нескольких метров, где воздействие нефти на организмы будет проявляться не только за счет ее аккумуляции в дон- ных и береговых отложениях, но и в результате присутствия нефти в воде). Один из наиболее крупных разливов (аналогично ситуации с тан- кером Вальдес) произошел в результате аварии танкера «Sea Empress» в 1996 г. в Ирландском море у юго-западного побережья Уэльса (Англия) с выбросом около 72 тыс. т сырой нефти. Несмотря на благоприятные погодные условия и принятые меры по локализации разлива, авария привела к значительному нефтяному загрязнению литоральной полосы и скалисто-песчаных берегов протяженностью около 200 км. Зарегист- рирована гибель нескольких тысяч морских птиц, однако массовой ги- бели рыб и беспозвоночных не наблюдалось. Не были обнаружены ка- кие-либо существенные нарушения в планктонных сообществах. В то же время повышенные уровни нефтяного загрязнения были отмечены в первые два-три месяца после аварии во всех компонентах прибрежной экосистемы (в основном на глубинах до нескольких мет- ров) – от донных осадков и воды до макробентоса и рыб. Наиболее вы- сокие уровни содержания нефтяных углеводородов в биоте (до 1000 мг/кг) наблюдались в мидиях. Выявлены также первичные стрес- совые эффекты в организмах и локальные перестройки видовой струк- туры донных сообществ, включая физиологические и биохимические реакции на присутствие полициклических углеводородов, снижение скорости роста, гибель амфипод и некоторых других ракообразных. Ка- кие-либо эффекты и последствия на уровне популяционных параметров местных видов (биомасса, численность, воспроизводство), в том числе промысловых, не были обнаружены. 85 Таблица 12 Экологический спектр реакций основных групп морской биоты при нефтяных разливах в литоральной зоне (1 – разливы объемом до 100 т, 2 – разливы объемом до 1000 т) (По: С.А. Патин, 2001) Уровни биологической иерархии Фазы развития стрессовых эффектов* Характеристика эффектов для разных групп биоты Фито- планк- тон Рыбы Бентос Птицы Млеко- питаю- щие*** 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Суборганиз- менный (физиологиче- ский) Толерантность Компенсация Повреждения Организмен- ный Толерантность Компенсация Повреждения Популяцион- ный Толерантность Компенсация Повреждения Порог минимума реакций (10 -4 –10 -1 % от нормы)** Биоцентоиче- ский (сообще- ства) Толерантность Компенсация Повреждения Порог нарушения стационарного состояния (10% от нормы) Экосистемный) Толерантность Компенсация Повреждения Порог постоянной деструкции (70% от нормы) * Фазы развития стрессовых эффектов: фаза компенсации (на- чальный этап адаптации) – стрессы проявляются в форме первичных обратимых реакций (поведенческих, физиологических и др.); фаза по- вреждений (обычно при условиях хронического стресса) – адаптивные возможности на данном уровне исчерпаны и компенсация последствий возможна только на более высоких уровнях. ** Порог минимума реакций – отклонения от средней нормы для основных параметров популяций (биомасса, численность и др.) в преде- лах местного ареала: в условиях острого стресса – 10 -1 %, в условиях хронического стресса – 10 -4 %. *** Как можно видеть, реакции планктона и рыб обычно не выхо- дят за пределы адаптивных изменений (компенсаций) на уровне орга- 86 низма. Такая ситуация объясняется тем, что время и дозы нефтяной интоксикации относительно невелики и воздействию подвергается незначительная часть популяционной численности организмов в толще воды. В бентосе, а также в фауне птиц и млекопитающих ситуация меняется: уровни воздействия и его продолжительность немного воз- растают, и поэтому могут включаться первичные популяционные ме- ханизмы регулирования численности. Время восстановления экологической ситуации по разным крите- риям и на разных участках колебалось от нескольких месяцев до одного года и более. В отличие от чисто пелагических сценариев, такого рода события проходят через две основные фазы, которые можно условно назвать острым и хроническим стрессом. Фаза острого стресса обычно длится несколько суток (иногда недель) и может сопровождаться гибелью кон- тактирующих с нефтью организмов, особенно птиц и млекопитающих. Хронический стресс продолжительностью от нескольких месяцев до нескольких лет развивается в основном за счет нефтяного загрязнения береговых отложений и донных осадков литоральной зоны. Основные эффекты и последствия этого стресса проявляются в форме экологиче- ских модификаций (адаптивных перестроек) донных сообществ. В зависимости от характеристик разлива и конкретных условий масштаб воздействий в литорали может варьировать от локального до субрегионального и от временного до хронического (табл. 12). |