Материал: Лекция 6. Экология гидросферы
действием антропогенных или естественных (природных) факторов
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. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки – несколько десятилетий и менее.
Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают в настоящее время многие крупные озера мира – Великие Американские озера, Балатон, Ладожское,
Женевское, а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки.
Антропогенная эвтрофикация отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов,
резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению сине-зеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшающих ее качества и условия жизни гидробионтов, выделяющих опасные для жизни животных и человека токсины.
Загрязнение рек. 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
(Государственный доклад "Вода питьевая", 1995).
Загрязнение вод в бассейне р.Волга, расположенном в центре европейской части России, как и во многих речных бассейнах, обусловлено переизбытком промышленных, транспортных, коммунальных и сельскохозяйственных стоков. В
настоящее время в Волжском бассейне антропогенная нагрузка на водные ресурсы в
8 раз превышает нагрузку по стране в целом.
Высокий уровень загрязнения наблюдается практически во всех притоках р.Волга, в первую очередь в реках Оке и Каме. В р.Каму поступают стоки анилинокрасильного производства, в других местах стоки завода синтетического каучука привели к накоплению высокотоксичного металла (ртути) в донных
16
отложениях водоемов. ПДК загрязняющих веществ (нефтепродукты, медь и фенолы) в большей или меньшей степени превышены на всех водохранилищах Волжского каскада.
Вода в р.Кубань по всей длине реки загрязняется за счет стоков с орошаемых сельскохозяйственных угодий.
Река Нева относится к типу «загрязненных» из-за сбросов неочищенных стоков Санкт-Петербурга и недостаточной водопропускной дамбы.
Серьезная экологическая проблема – восстановление водности и чистоты
малых рек (рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (нередко и исчезновение),
обмеление и загрязнение. По малым рекам Европейского Севера, Сибири, Дальнего Востока, Камчатки и Сахалина до сих пор сплавляется лес, в т.ч. молевым способом.
Истощение и загрязнение подземных вод. 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; по затрубному пространству неисправных скважин - через скважины и карстовые воронки.
К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные подземные воды (соленые воды и рассолы) или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды - при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.
Загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промышленных предприятий, хранилищ отходов и т.п., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20 – 30 км и более от источников загрязнения. Это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах. Загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их.
17
Практически во всех крупных промышленных городах мира, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Харькове, Донецке и других городах, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными водозаборами,
возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более. Так, например, усиление водоотбора подземных вод в Москве привело к формированию огромной районной депрессии с глубиной до 70-80 м, а в отдельных районах города – до 110 м и более.
По данным Государственного водного кадастра, в 90-е годы ХХ века в России в процессе работы подземных водозаборов отбиралось свыше 125 млн. м3/сут воды.
В результате на значительных территориях резко изменились условия взаимосвязи подземных вод с другими компонентами природной среды, нарушилось функционирование наземных экосистем.
Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речного стока, к прекращению деятельности тысяч родников, многих десятков ручьев и небольших рек.
В связи со значительным снижением уровней подземных вод осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности.
Длительная интенсификация подземных водозаборов в определенных геологогидрологических условиях может вызвать медленное оседание и деформацию земной поверхности. Последнее негативно сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ организмов и всей среды обитания человека.
Истощению подземных вод способствует также длительный неконтролируемый самоизлив артезианских вод из скважин.
Изменения морских экосистем. 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 очистке.
Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях: нарушении устойчивости экосистем;
18
прогрессирующей эвтрофикации; накоплении химических токсикантов в биоте;
снижении биологической продуктивности, возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде, микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.
Обширные пространства России омываются рядом различных по природным условиям морей, расположенных в основном по периферии российской территории.
Наиболее характерный показатель экологического состояния морей – степень их загрязнения.
Для упрощенной сравнительной оценки качества вод различных водных объектов (независимо от присутствия различных загрязняющих веществ), а также для выявления тенденции качества вод по годам, используется индекс загрязненности водных объектов (ИЗВ), в расчетах которого учитывается концентрация загрязняющего вещества и определенное число показателей. При равенстве концентраций предпочтение отдается веществам, имеющим токсикологический признак вредности.
К факторам загрязнения морей относят: сбросы промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов; потери нефти и нефтепродуктов при транспортировке, морском бурении, авариях танкеров и промывке судовых цистерн;
свалка в море грунтов, изъятых при углублении судоходных каналов и береговых работах; ядерные испытания и разрушение затопленных в море контейнеров с радиоактивными и отравляющими веществами; атмосферные переносы загрязняющих веществ.
В море приносятся твердые, жидкие, в некоторых случаях газообразные загрязнители, в том числе синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).
Нитраты поступают больше всего в Азовское, Черное, Балтийское и Японское моря и сравнительно немного в Каспийское море. Приток СПАВ особенно велик в Японское, Балтийское и Черное моря. Фенолы в значительных количествах поступают в Японское и Балтийское моря.
Воды открытых районов и большинства прибрежных вод Каспийского моря
относятся к «загрязненным», взморья реки Терек - к «грязным». Ухудшилось качество вод в районах г.Избербаша и г.Дербента – из «загрязненных» они
19
переведены в «грязные». К наиболее загрязненным районам Каспийского моря относится акватория у Апшеронского полуострова, куда поступают стоки с таких крупных центров нефтехимии, как г.Баку и г.Сумгаит, где традиционно ведется добыча нефти в море.
Загрязненность вод Азовского моря вызвана главным образом поступлением загрязняющих веществ, значительную часть которых приносят стоки рек Дона и Кубани.
Наиболее характерная природно-экологическая черта Черного моря –
отсутствие кислорода в его водах от горизонтов 100 – 200 м и до дна и постоянное содержание в них сероводорода. Глубоководная зона моря - почти безжизненна.
В Балтийское море загрязняющие вещества приносят в основном речные воды и береговой сток. Содержание тяжелых металлов в водах Финского залива превышает средние концентрации для меди в 10 раз, для ртути в 5 – 7 раз, свинца в 8
– 10 раз, кадмия в 3 – 4 раза, цинка в 3 – 4 раза.
Основная часть антропогенной нагрузки приходится на прибрежную зону моря, главным образом Двинского и Кандалакшского заливов и в меньшей степени Онежского залива. В результате загрязнения вод резко сократилось количество моллюсков жемчужниц в речных и морских водах.
В прибрежной зоне Баренцева моря концентрации нефтепродуктов превышают ПДК в десятки раз, фенолов – почти в 20 раз, наблюдается эвтрофирование вод. В открытые районы моря загрязняющие вещества поступают из прибрежной зоны и приносятся из Норвежского моря Нордкапским течением, а
далее Мурманским течением распространяются на восток, затем общей циркуляцией вод разносятся по морю.
Загрязнение вод Карского моря наиболее значительно в устьях рек и приустьевых участках моря. В результате лесосплава по рекам в прибрежных морских водах наблюдается скопление плавающей деловой древесины.
Загрязнителями некоторых участков моря служат «свалки» грунта и «кладбища» кораблей в припортовых водах острова Диксон.
В море Лаптевых загрязнены в основном прибрежные воды и приустьевые участки.
20