Наиболее распространенные токсичные компоненты крупномасштабного загрязнения Мирового океана

Загрязняющие вещества	Степень биологической опасности	Масштаб распространения
Радионуклиды	+ +	Глобальный
Стронций-90	+ +	Глобальный
Цезий-137	+ +	Глобальный
Плутоний-238	+ +	Глобальный
Тритий	+ +	Глобальный
Церий-144	+ +	Глобальный
Хлорорганические токсичные
ДДТ и его метаболиты	+ +	Глобальный
полихлорированные бифенилы	+ +	Глобальный
Альдрин	+ +	Глобальный
Металлы
Метилртуть	+ +	Глобальный
Кадмий	(+)	Глобальный
Ртуть	+ +	Глобальный
Свинец	(+)	Глобальный
Цинк	+	Локальный
Медь	+	Региональный
Хром	(+)	Локальный
Железо	(-)	Локальный
Марганец	(-)	Локальный
Мышьяк	(+)	Региональный
Нефть и нефтепродукты	+	Глобальный

Степень биологической опасности для морских организмов: + + – сильный; + – значительный; (+) – слабый; (-) – незначительный.

Страны, которые имеют выход к морю, злоупотребляют морскими захоронениями разных материалов и веществ, в частности грунта, бурового шлама, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов. Объем захоронений составляет 10 % от общей массы загрязняющих веществ, которые поступают в Мировой океан.

Дампинг — сброс и захоронение отходов в морях и океанах.

Явление распространилось вследствие способности морской среды перерабатывать большое количество органических и неорганических веществ без заметного ущерба для качества воды. Однако дампинг служит причиной ряда отрицательных явлений:

• часть загрязняющих веществ превращается в раствор, изменяя качество воды, другая – сорбируется зависшими веществами и переходит в отложения дна;

• наличие органических веществ приводит к быстрой потере кислорода, появления сероводорода;

• повышается мутность воды, которая служит причиной гибели малоподвижных форм бентоса.

Поэтому при организации и осуществлении дампинга нужно придерживаться таких условий:

• оценка качества, состояния и свойств (физических, химических, биологических) материалов, которые захороняются, их токсичности, стойкости, способности к накоплению и биотрансформации в водной среде и морских организмах;

• осуществление нейтрализации, обеззараживания, реутилизации отходов (если это возможно);

• выбор районов сброса с учетом максимального разбавления веществ, минимального распространения их за границы сброса, положительного объединения гидрологических и гидрофизических условий;

• обеспечение отдаленности районов сброса от мест нереста рыб, от мест жизни редчайших и чувствительных видов гидробионтов, от зон отдыха и хозяйственного использования.

На живые организмы, формирующих гидробиотичексие экосистемы, наиболее заметно влияют биогенные химические вещества, пестициды, тяжелые металлы, галогены. Их наличие приводит к нарушению функционирования биотической составляющей морских экосистем. Реакция морской биоты на действие загрязняющих веществ бывает разная: от постепенного уменьшения размеров особей, перестройки энзиматических систем к неспособности размножаться, вымиранию организмов. Вообще антропогенное загрязнение предопределяет разные отрицательные явления, в частности накопления химически токсичных веществ в биоте; микробиологическое загрязнение прибрежных районов моря; снижение биологической производительности; прогрессирующую эвтрофикацию; возникновение мутагенеза и канцерогенеза; нарушение стойкости экосистем.

Опасные экологические последствия зависят не только от уровня загрязнения, периода существования загрязняющих веществ и процессов их рассеяние и трансформации, а и обусловлены возможностью аккумуляции химических соединений в морских организмах и передачи их трофическими (пищевыми) цепями.

Количество загрязняющих веществ в организме характеризуется коэффициентом накопления — отношением содержания загрязняющего вещества в организме к содержанию ее в морской воде. Средние коэффициенты накопления загрязняющих веществ в планктонных организмах достигают высоких значений: свинца — до 4 • 10⁵, ртути — 3,4 • 10³, кадмия — 2,1 • 10⁴, ПХБ — 4,0 • 10⁴, бенз(а)пирена — 5,0 • 10³.

Антропогенное действие проявляется на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях. Первичные критические нарушения в функционировании гидробионтов под действием загрязняющих веществ возникают на уровне биологических эффектов (изменяется химический состав клетки, характер ферментативных систем, процессов дыхания, роста и размножения, имеют место мутация и канцерогенез, повышается движение и ориентация в пространстве) и морфологических изменений (патология внутренних органов, изменение размеров организма, появление безобразных форм, изменение толщины жабр, нарушение биохимических и физиологических процессов).

В районах с неблагоприятной экологической ситуацией наблюдаются изменения в структуре и функционировании морских биоценозов, которое проявляется в следующих процессах:

• изменение биомассы популяций планктонных и бентосных организмов;

• уменьшение родов и групп гидробионтов, появление нехарактерных для морской среды организмов (например, кишечной палочки);

• увеличение средней биомассы микроорганизмов, фитопланктона, простейших, зоопланктона, бентоса;

• исчезновение отдельных видов высокочувствительных морских организмов и появление новых, адаптированных к химическим условиям.

Действие загрязняющих веществ на морские организмы может быть разным. Биогены (азот, фосфор) действуют на жабры, печень, нервную систему, скелет, чешую. Концентрация 1 мг/л всех форм азота (аммиачной, нитритной, нитратной) снижает способность рыб связывать кислород, появляются признаки интоксикации. Фотосинтез фитопланктона ухудшается на 75-90 % при концентрации хлорорганических пестицидов (ХОП) 1-10 мкг/л, для зоопланктона они токсичны в дозах порядка 10 мкг/л. Пестициды наносят разный вред: ухудшают фотосинтез растений и дыхание животных, нарушают мембранный обмен, функции нервной системы.

Тяжелые металлы не подлежат биодеградации (разрушению) и потому могут накапливаться во всех компонентах экосистем. Наиболее токсичными являются ионные формы тяжелых металлов. Такие металлы, как марганец, медь, цинк, ртуть, хром на 65-80 % находятся в растворенном состоянии и усваиваются гидробионтами. Ртуть и ее соединения в концентрациях 5-10 мкг/л и более приводят к нарушению жизнедеятельности на ранних стадиях развития рыб, снижают скорость роста. Медь и ее соединения токсичны для всех представителей водной фауны и флоры. Растворенные формы солей меди (хлориды, нитраты) токсичны при концентрациях 0,01-0,02 мг/л. Свинец и его соединения ухудшают пищеварительные и тканевые ферменты, накапливаются в тканях больших морских рыб и дельфинов. Токсичность железа зависит от кислотности воды. В щелочной среде токсичность возрастает, поскольку образовываются гидроксиды железа, которые оседают на жабрах, закупоривают и разъедают их. Цинк и его соединения повреждают жабры рыб и приводит к их смерти.

Наличие галогенов в морской воде тоже предопределяет нежелательные явления, в частности низкие концентрации хлора и его соединений (до 0,0001 мг/л) вызывают ухудшение товарного качества рыб (катализатор – фенолы).

Действие брома и его соединений на протяжении 30-70 мин. при дозе 400 мг/л является смертельной, 100 мг/л служит причиной гибели организмов через 1-3 часов, 10 мг/л безопасны для рыб.

Гидробионты усваивают радионуклиды из водной среды через покровные ткани, жаберный аппарат, пищеварительный тракт. Ассимиляция радионуклидов происходит пассивно и активно. Пассивный обмен связан с выравниванием градиентов концентрации солей в воде и тканях, активный процесс накопления обусловлен способностью биологических мембран поглощать радионуклиды из водной среды. Даже если степень загрязнения морской среды радионуклидами сравнительно невысока, живые организмы уязвляются через трофические связи.

Современные урбанизация и производство оказывают содействие росту уровня загрязнения вод Мирового океана. Ежегодно в его воды поступает огромное количество вредных веществ, некоторые компоненты уже служат причиной крупномасштабного загрязнения. Эти процессы приводят к уменьшению его биологической производительности, сокращению поступления кислорода к мировому кругообороту веществ.