Экология. Основные виды антропогенных воздействий на биосферу

• Название: Основные виды антропогенных воздействий на биосферу
• Дата: 31.01.2022
• Размер: 451.5 Kb.
• Имя файла: Экология.doc
• Тип: Документы; #347368
• страница: 4 из 11

Кислотные дожди

Одна из важнейших экологических проблем, с которой свя­зывают окисление природной среды, - кислотные дожди. Об­разуются они при промышленных выбросах в атмосферу диок­сида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В ре­зультате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН = 3,5. Максимальная зарегистрированная ки­слотность осадков в Засадной Европе - рН=2,3.

Суммарные мировые антропогенные выбросы двух глав­ных загрязнителей воздуха - виновников подкисления ат­мосферной влаги - SO₂ и NO_X составляют ежегодно — бо­лее 255 млн. т (1994 г.). На огромной территории природная среда закисляется, что весьма негативно отражается на со­стоянии всех экосистем. Выяснилось, что природные экоси­стемы подвергаются разрушению даже при меньшем уровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен для человека. «Озера и реки, лишенные рыбы, гибнущие леса - вот пе­чальные последствия индустриализации планеты» (X. Френч, 1992).

Опасность представляют, как правило, не сами кислот­ные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные веще­ства, но и токсичные тяжелые и легкие металлы - свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или обра­зующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма нега­тивным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб. Резко сокращается развитие фито­планктона, так как фосфаты, активизирующие этот процесс, соединяются с алюминием и становятся менее доступными для освоения. Алюминий снижает также прирост древесины. Токсичность тяжелых металлов (кадмия, свинца и др.) про­является еще в большей степени.

Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских стра­нах страдают от действия сложной смеси загрязняющих ве­ществ, включающей кислотные дожди, озон, токсичные ме­таллы и др. Так, например, гибнут хвойные горные леса в Ба­варии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных ле­сов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость ле­сов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных эко­систем.

Ярким примером негативного воздействия кислотных осад­ков на природные экосистемы является закисление озер. Осо­бенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норве­гии и на юге Финляндии.
Закисление озер в мире

Страна	Состояние озер
Канада	Более 14 тыс. озер сильно закислены; каждому седьмому озеру на востоке страны нанесен биологический ущерб
Норвегия	В водоемах общей площадью 13 тыс. кв.км уничтожена рыба и еще на 20 тыс. кв.км – поражена
Швеция	В 14 тыс. озер уничтожены наиболее чувствительные к уровню кислотности виды; 2200 озер практически безжизненны
Финляндия	8% озер не обладают способностью к нейтрализации кислоты. Наиболее закисленные озера – в южной части страны.
США	В стране около 1000 подкисленных озер и 3000 почти кислотных. Исследования АООС показали, что 552 озера имеют сильную кислотную среду и 964 находятся на грани этого

Объясняется это тем., что значительная часть выбросов серы в таких промышленно развитых странах, как США, ФРГ и Великобритании, выпа­дают именно на их территории, Наиболее у язвимы в этих странах озера, так как коренные породы, слагающие их ложе, обычно представлены гранито-гнейсами и гранитами, не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие, например, от известняков, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению. Сильно закислены и многие озера на севере США.

Закисление озер опасно не только для популяций различ­ных видов рыб (в том числе лососевых, сиговых и др.), но часто впечет за собой постепенную гибель планктона, многочис­ленных видов водорослей и других его обитателей. Озера ста­новятся практически безжизненными.

В нашей стране площадь значительного закисления от вы­падения кислотных осадков достигает несколько десятков мил­лионов гектаров. Отмечены и частные случаи закисления озер (Карелия и др.). Повышенная кислотность осадков наблюдает­ся вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов, а также фрагментарно на побережье Таймыра и Якутии.

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОСФЕРУ

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огром­ное многообразное давление.

На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на био­сферу, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, очевидно, необходимы новые подхо­ды, «осознание реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и ее составляющих» (Лосев, 1989). В полной мере это относится к осознанию такого страш­ного зла, каким является в наше время загрязнение и истоще­ние поверхностных и подземных вод.

Загрязнение гидросферы

Под загрязнением водоемов понимают снижение их био­сферных функций и экологического значения в результате по­ступления в них вредных веществ (Криксунов и др., 1995).

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окра­ски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хло­ридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоак­тивных элементов, болезнетворных бактерий и других загряз­нителей.

Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире - на каждого жителя России приходится свы­ше 30 000 м³/год воды. Однако в настоящее время из-за за­грязнения или засорения около 70% рек и озер России утрати­ли свои качества как источника питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляют загрязнен­ную недоброкачественную воду (Государственный доклад «Во­да питьевая», 1995).

Нарушено исторически сложившееся равновесие в водной среде Байкала - уникальнейшем озере нашей планеты, которое, по подсчетам ученых, могло бы обеспечить чистой водой все человечество в течение почти полустолетия. Только за по­следние 15 лет загрязнено более 100 км³ байкальской воды. На акваторию озера ежегодно поступает более 8500 т нефте­продуктов, 750 т нитратов, 13 тыс. т хлоридов и других за­грязнителей. Ученые полагают, что только размеры озера и огромный объем водной массы, а также способность биоты участвовать в процессах самоочищения спасают экосистему Байкала от полной деградации.

Главные загрязнители вод. Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае пре­вышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех пока­зателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесани­тарному или органолептическому, вода считается загрязнен­ной.

Различают химические, биологические и физические за­грязнители (П. Бертокс, 1980). Среди химических загрязни­телей к наиболее распространенным относят нефть и нефте­продукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные ве­щества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др..
Главные загрязнители воды

Химические загрязнители	Биологические загрязнители	Физические загрязнители
Кислоты Щелочи Соли Нефть и нефтепродукты Пестициды Диоксидины Тяжелые металлы Фенолы Аммонийный и нитритный азот СПАВ	Вмрусы Бактерии Другие болезнетворные организмы Водоросли Лигниты Дрожжевые и плесневые грибки	Радиоактивные элементы Взвешенные твердые частицы Тепло Органолептические (цвет, запах) Шлам Песок Ил глина

Очень опасно загрязняют воду биологические загряз­нители, например вирусы и другие болезнетворные микро­организмы, и физические - радиоактивные вещества, тепло и др.

Основные виды загрязнения вод. Наиболее часто встре­чается химическое и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое

загрязнение.

Химическое загрязнение - наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть орга­ническим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышь­як, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пла­сте вредные химические вещества сорбируются частицами по­род, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок, и т. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязнен­ных вод не происходит. Очаг химического загрязнения под­земных вод в сильно проницаемых грунтах может распростра­няться до 10 хм и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в во­де патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный харак­тер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радио­активное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» ра­диоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхно­стные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отхо­дов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпа­дения их на поверхность земли в виде радиоактивных продук­тов и отходов и последующего просачивания в глубь земли вме­сте с атмосферными водами, так и в результате взаимодейст­вия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусо­ром), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми от­ходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влия­ют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхно­стными или технологическими водами. Так, например, извес­тно, что на площадке Кольской атомной станции, расположен­ной за Полярным кругом, через 7 лет после начала эксплуата­ции температура подземных вод повысилась с 6 до 19 °С вбли­зи главного корпуса. При повышении температуры происхо­дит изменение газового и химического состава в водах, что ве­дет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов — сероводорода, метана. Одно­временно происходит «цветение» воды, а также ускоренное раз­витие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения. По существующим санитарным нор­мам температура водоема не должна повышаться более чем на 3 " С летом и 5 °С зимой, а тепловая нагрузка на водоем не долж­на превышать 12—17 кДж/м³.

Сбрасываемую после использования воду по своему составу делят на 3 вида:

• 
  условно-чистая – это такая вода, сброс которой не приводит к изменениям физико-химического состава водоема в месте стока. Это вода, не требующая предварительной очистки;
  
• 
  нормативно-очищенными сточными водами называются стоки, которые прошли предварительную очистку, и сброс которых не приводит к изменению качества воды в водоеме. Содержание загрязняющих веществ в них соответствует ПДК;
  
• 
  загрязненные сточные воды – это стоки, сброшенные без очистки или недостаточно очищенные, содержание загрязняющих веществ в них выше ПДК.
  

Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод. Процессы загрязнения поверхностных вод обу­словлены различными факторами. К основным из них отно­сятся: 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2)смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3)газодымовые выбросы; 4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод - промышленных, комму­нально-бытовых, коллекторно-дренажных и др.

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы са­мыми разнообразными компонентами в зависимости от специфики от­раслей промышленности.
Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

Отрасль промышленности	Преобладающий вид загрязняющих компонентов
Нефтегазодобыча, нефтепереработка	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиты
Целлюлозно-бумажный комплекс	Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества, азот
Машиностроение, металлобработка, металлургия	Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы
Химическая промышленность	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические углеводороды, неорганика
Горнодобывающая, угольная	Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества
Легкая, текстильная, пищевая	СПАВ, нефтепродукты, органические красители, другие органические вещества

Следует заметить, что в настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продол­жает расти. Так, например, в 1995 г. в оз. Байкал, вместо планируемого прекращения сброса сточных вод из ЦБК (цел­люлозно-бумажного комбината) и перевода их на замкнутый цикл недопотребления, было сброшено сточных вод на 21% больше, чем в 1994 г.

Коммунально-бытовые сточные воды в больших коли­чествах поступают из жилых и общественных зданий, пра­чечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а так­же микроорганизмы, что может вызвать бактериальное за­грязнение.

Методы, применяемые для очистки и обезвреживания сточных вод, следующие: а)механические; б)биологические (биохимические); в)физико-химические; г)обеззараживающие (дезинфицирующие).

• 
  механический метод – наиболее доступен и применяется для удаления нерастворенных и коллоидных частиц органического и минерального происхождения. При этом применяются песколовки, отстойники и др. Механической очистке сточных вод часто предшествует биохимическая;
  
• 
  биохимические методы основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов. Которые, размножаясь, перерабатывают сложные органические соединения, преобразуя их в простые безвредные минеральные вещества. Таким образом, удается избавиться от органических загрязнителей, которые остаются после механической очистки. Сооружения для биологической и биохимической очистки обычно подразделяются на 2 вида: а)биологические пруды, поля фильтрации и орошения; б)высокоинтенсивные искусственные биологические фильтры;
  
• 
  физико-химические методы очистки сточных вод: электролиз воды, коагуляция, экстракция и т.д.;
  
• 
  суть дезинфицирующего метода – растворение органического хлора в воде, исходя из концентрации – 0,6 г органического хлора на 1 тонну воды.
  

Все эти методы очистки стоков преследуют 2 конечные цели:

1.Разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды.

2.Извлечение из сточных вод некоторых ценных веществ.

Однако, даже при достаточно совершенной очистке некоторая часть растворенных минеральных веществ все же остается. Такая вода может стать пригодной для питья лишь после многократного разбавления чистой водой (1:114, в бСССР – 1:150-200).

Эффективным методом борьбы с загрязнением гидросферы является внедрение повторного и оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях. Создание подобной технологии, равно как и строительство сооружений по очистке и использованию отработанных вод, требуют значительных капиталовложений и эксплуатационных затрат. Однако со временем все они окупятся с лихвой экономией чистой воды.

Огромное количество таких опасных загрязняющих ве­ществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фос­фор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных тер­риторий, включая площади, занимаемые животноводчески­ми комплексами. По большей части они попада­ют в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэто­му имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей.

В настоящее время широко известно возникновение патологических изменений в организме, связанных с повышением количества в воде нитратов. Нитраты (при их восстановлении в нитриты) способствуют образованию в крови метгемоглобина, препятствующего нормальному окислительному процессу в организме. Результатом является метгемоглобиния (токсический цианоз). Особенно от этой болезни страдают грудные дети. Питающиеся пищевой молочной смесью, приготовленной на воде с повышенным содержанием нитратов.

В последнее время особое внимание привлекают нитрозамины – вещества, образующиеся при взаимодействии нитратов с олифотическими и ароматическими аминами. Эти содержания широко используются в промышленности. Доказана возможность их синтеза в природных водоемах, а также в организме человеке. Нитрозамины являются весьма активными канцерогенами. Многообразные пути их проникновения в питьевую воду, их хорошая растворимость, а также высокая стабильность, делают воду одним из главных источников поступления нитрозаминов в организм человека.

Значение микроэлементов для жизнедеятельности животных и человека определяется их биологической ролью, так как они участвуют в миральном обмене и влияют на общий обмен веществ в природе как катализаторы биохимических процессов. В воде обнаружено 65 элементов.

Наиболее хорошо изучено влияние на организм человека фтора. Недостаток его в рационе способствует развитию кариеса зубов, при котором нарушается связь между органическими и неорганическими элементами эмали и дентина зубов. При повышенном поступлении в организм человека фтора развивается флюороз, характеризующийся появлением пятен и эрозии эмали на зубах, повышением их стираимости и хрупкости. Большие количества фтора могут также нарушать обмен веществ в организме, вызывать изменения в костях (остеосклероз) и тугоподвижность сосудов.

Из других микроэлементов, которые способны вызывать патологические изменения в организме человека можно назвать свинец, кадмий и стронций.

Известны трагические случаи острых отравлений тяжелыми металлами, возникшие в результате промышленного загрязнения природных вод. Массовое отравление кадмием наблюдалось в Японии среди жителей побережья р. Инитай: заболело около 200 человек, более половины из них закончили жизнь летальным исходом. Причиной отравления послужили воды кадмиевого рудника, использовавшиеся для орошения рисовых полей.

Массовые отравления ртутью в Японии были вызваны сбросом промышленных сточных вод в Йокогамский залив, что привело к накоплению ртути в промысловой рыбе – основном продукте питания местного населения (болезнь Минамата).

Отрасли промышленности РФ и их доля в сбросе загрязненных сточных вод (в%) на 2000 г.:

• 
  деревообрабатывающая – 21%
  
• 
  химическая – 16,9%
  
• 
  э/энегетика – 12,7%
  
• 
  машиностроение – 9,1%
  
• 
  черная металлургия – 8,8%
  
• 
  угольная – 8,6%
  
• 
  цветная металлургия – 6,2%
  
• 
  нефтепереработка – 3,7%
  
• 
  оборонная пром. – 2,1%
  
• 
  легкая прм. – 2%
  
• 
  пищевая пром. – 2%
  
• 
  пр-во строит. материалов – 1,5%
  
• 
  нефтедобыча – 0,4%
  

Значительную опасность представляют газо-дымовые со­единения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Плотность выпадения, например, ам­монийного азота на европейской территории России оцени­вается в среднем 0,3 т/км², а серы от 0,25 до 2,0 т/км².

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных су­дов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.

Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и под­земные воды, в первую очередь в районах крупных промыш­ленных центров. Источники загрязнения подземных вод весь­ма разнообразны.

Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышлен­ных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространст­ву неисправных скважин, через поглощающие скважины, кар­стовые воронки и т. д.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагряз­ненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ог­раничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов и т. д., а распространяются вниз по течению потока на расстоя­ния до 20-30 км и более от источника загрязнения. Это созда­ет реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих рай­онах.

Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии по­верхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов при­родной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным пото­ком в поверхностные водоемы и загрязнять их. Как подчерки­вают многие ученые, круговорот загрязняющих веществ в сис­теме поверхностных и подземных вод предопределяет единст­во природоохранных и водоохранных мер и их нельзя разры­вать. В противном случае меры по охране подземных вод вне связи с мерами по защите других компонентов природной сре­ды будут неэффективными.

Экологические последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опас­ность для всех живых организмов и, в частности, для челове­ка.

Пресноводные экосистемы. Установлено, что под влия­нием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах от­мечается падение их устойчивости вследствие нарушения пи­щевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, мик­робиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно 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. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продол­жительные сроки — несколько десятилетий и менее.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структу­ры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию био­массы фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухуд­шающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопро­вождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции (Яблоков, 1983).

Выделяется 4 стадии дистрификации, т.е. нарушения озерной среды человеческой цивилизацией:

1-я стадия. В озере накапливаются биогенные элементы: фосфаты, нитраты, сульфаты, приносимые впадающими водами, т.е. происходит эфтрофизация озер.

2-я стадия. Обогащение воды питательными элементами приводит к интенсивному развитию водных растений: фитопланктона, различных водорослей, в том числе и сине-зеленых. Вода в озерах становится мутной, вспененной, похожей на «зеленый суп». Повышается концентрация кислорода в поверхностном слое воды. Быстро растущая популяция водорослей вызывает «цветение» воды. Рыбы в таких «цветущих» озерах испытывают серьезные трудности, поскольку ночами весь или почти весь кислород воды растения используют на дыхание, ничего не оставляя рыбам.

3-я стадия. Из-за сильного увеличения мутности воды отмирает значительная часть водорослей на дне озера, что приводит к сильному снижению концентрации кислорода в нижних слоях воды. Детрит подвергается аэробной деградации многочисленными сапрофитами с активным выделением углекислого газа. Образуется вертикальный градиент концентрации растворенного кислорода. Происходит интенсивное отложение донных илов. Благородные виды рыб вымирают и заменяются на карповые.

4-я стадия. После полного исчезновения растворенного кислорода в глубинных слоях воды начинается процесс анаэробного брожения. Характерно гнилостное брожение с выделением аммиака и сероводорода. Под действием сероводорода и железоорганических соединений могут образовываться фосфаты, которые вызывают автокаталитические вспышки размножения придонной флоры водорослей.

Биологическим индикатором дистрификации служит увеличение численности сапрофагов (трубочников, личинок двукрылых насекомых и др.).

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 катастрофически растущей биомассы синезеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей рас­тительностью. Сами же синезеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.

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. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естествен­ному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химиче­ских соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьше­ние биомассы зоопланктона, гибель значительной части популя­ции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняю­щих веществ в Мировой океан в последнее время резко возрос­ли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м³ сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропоген­ному воздействию посредством химических токсикантов, ко­торые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных - морских птиц, например. Сре­ди химических токсикантов наибольшую опасность для мор­ской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

Ежегодно в Мировой океан поступает 25-30 млн. тонн нефти нефтепродуктов. Пути их попадания:

• 
  23% общих загрязнений нефтью и нефтепродуктами приходится на сброс с судов промывочных и балластных вод;
  
• 
  28% - на приток с речными водами;
  
• 
  17% - на потери при переливе нефти с танкеров при загрузке;
  
• 
  16% - на береговые промышленно-сточные воды;
  
• 
  10% - на атмосферные осадки;
  
• 
  5% - на катастрофы танкеров;
  
• 
  15 приходится на шельфовое бурение.
  

Попавшая в морскую среду нефть начинает растекаться, стремясь попасть в мономолекулярный слой (1 г нефти образует пленку площадью в 12 кв.м). Однако практически всегда образуются пятна (слитки) с чистой нефтью в центре, тогда как на периферии пятен появляется водная эмульсия.

Легкие фракции нефти быстро испаряются и т.о. испарение играет огромную роль в перераспределении углеводородов между океаном и атмосферой. Часто случающиеся катастрофы танкеров служат причиной серьезного загрязнения не только моря, но и атмосферы. Оставшиеся после испарения высококипящие фракции нефти образуют смолистые комки, способные погружаться на дно. Раньше этот эффект широко использовался с помощью диспергирующих агентов, погружающих нефть на дно. Однако, впоследствии, этот способ нейтрализации нефти был отвергнут, т.к. дисп. агент (химикат) оказался токсичнее самой нефти.

Помимо растворения и испарения нефть, оказавшись в водной среде, подвергается интенсивному фотохимическому и биологическому окислению (при этом для окисления 1 л нефти требуется столько кислорода, сколько его содержится в 400 тоннах воды). Это приводит к обеднению морской фауны прибрежной зоны (главным образом, из-за потери кислорода).

Наиболее распространенными в водной среде являются ароматические углеводороды, которые считаются и наиболее токсичными. Именно они представляют смертельную опасность для рыб и особенно для мальков. Чрезвычайно токсично также отработанное дизельное топливо, загрязняющее, в первую очередь, портовые акватории вследствие халатности команд судов.

Особенно чувствительны к нефтяному загрязнению представители орнитофауны, поскольку оперение птиц гидрофобно, но лишено защиты от нефти и н/п. Птице достаточно нефтяного пятна в 2-3 кв.см, чтобы она погибла. При попытке птицы очиститься клювом, эти продукты попадают ей в желудок и через 5-7 часов она погибает. Гибнут также лангусты. Креветки и др. моллюски.

Долговременные экологические последствия загрязнения океана и вообще всей гидросферы нефтью и н/п изучены пока недостаточно. Но, известно, что нефть и н/п всегда содержат ПАУ, отличающиеся особой канцерогенной активностью. Главным источником таких опасных веществ является отработанное дизельное топливо, попадающее в водную среду с судов. Однако, в последнее время, стало известно что некоторые морские организмы могут не только аккумулировать ПАУ, но и синтезировать их из сырой нефти.

По Ю. А. Израэлю (1985), экологические последствия за­грязнения морских экосистем выражаются в следующих про­цессах и явлениях:

-нарушений устойчивости экосистем;

-прогрессирующей эвтрофикации;

-появлении «красных приливов»;

-накоплении химических токсикантов в биоте;

-снижении биологической продуктивности;

-возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

-микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

До определенного предела морские экосистемы могут про­тивостоять вредным воздействиям химических токсикантов, ис­пользуя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двустворчатые моллю­ски способны аккумулировать один из самых токсичных пес­тицидов - ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма. (ДДТ, как известно, запрещен в России, США и некоторых других странах, тем не менее, он поступает в Миро­вой океан в значительном количестве.) Ученые доказали и су­ществование в водах Мирового океана интенсивных процессов биотрансформации опасного загрязнителя - бенз(а)пирена, 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 сероводород, внеклеточ­ные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодейст­вуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные формы.

В то же время в океан продолжают поступать все новые и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробио­логического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропоген­ного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиля­ционной емкости как интегральной характеристики способно­сти биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению за­грязняющих веществ.

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непо­средственно при питье, либо в результате биологического на­копления по длинным пищевым цепям типа: вода - планк­тон - рыбы - человек или вода - почва - растения - жи­вотные - человек, и др.

При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков в субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.