Загрязнение Мирового океана, пути поступления и распределения загрязненных веществ

Попадая в водоем, ртуть поглощается  гидробионтами, аккумулируется в донных отложениях в концентрациях, значительно  превышающих исходную. Так, если содержание ртути в стоках итальянского завода ANIC (Равенна) составляло всего 0,0001, то в рыбах акватории сброса - 0,45-5,69. Как правило, воды суши загрязнены ртутью в большей степени по сравнению с морскими, и концентрации ее в пресноводных гидробионтах . Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс. тонн ртути. (Walker, 1971) на 1-3 порядка выше, чем в флоре и фауне морей и океанов.

Накапливаясь в различных видах  гидробионтов, ртуть может вредить  живым организмам. Значительный вред водам и гидробионтам причиняет  загрязнение свинцом и его  соединениями. Наибольшая концентрация свинца в поверхностном слое океанических вод (до 0,07 мг/м) характерна для северного  полушария, так как здесь используется почти 90% мирового производства свинца [12].

2.5 Тепловое загрязнение

Тепловое загрязнение поверхности  водоемов и прибрежных морских акваторий  возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и  некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях  обуславливает повышение температуры  воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в  прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная  стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость  кислорода уменьшается, а потребление  его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. На основании обобщения материала  можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы [13].

2.6  Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества

Опасность, непосредственно угрожающая здоровью человека, связана также  со способностью некоторых ядовитых веществ в течение длительного  времени сохранять активность. Ряд  из них, как ДДТ, ртуть, не говоря уж о радиоактивных веществах, могут  накапливаться в морских организмах и по питательной цепочке передаваться на большие расстояния. ДДТ и его  производные, полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в  Мировом океане, включая Арктику  и Антарктику. Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются  в органах рыб, млекопитающих, морских  птиц. Будучи ксенобиотиками, т.е. веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов  своих "потребителей" и поэтому  почти не разлагаются в природных  условиях, а только накапливаются  в Мировом океане. Вместе с тем, они остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность. Известно, что заметные дозы концентрации ДДТ были обнаружены сравнительно недавно  в организмах пингвинов. Пингвины, к  счастью не входят в пищевой рацион человека, но накопившийся в рыбе, съедобных  моллюсках и в водорослях тот, же ДДТ или свинец, попадая в человеческий организм, может привести к очень серьезным, порой трагическим, последствиям.

Симптомы этой неизлечимой болезни - расстройство речи, зрения, паралич. Вспышка  ее отмечалась в середине 60-х годов  совсем в другом районе Страны восходящего  солнца. Причина одна и та же: химические компании сбрасывали содержащие ртуть  соединения в прибрежные воды, там  они поражали животных, употребляемых  местным населением в пищу. Достигнув  определенного уровня концентрации в организме человека, эти вещества и вызывали заболевание. Итог - несколько  сот прикованных к больничной койке людей и почти 70 погибших.

Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств  борьбы с вредителями сельского  и лесного хозяйства, с переносчиками  инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан [14].

С окончанием первой мировой войны  перед соответствующими органами государств Атланты возник вопрос, что делать с запасами трофейного германского  химического оружия. Было решено утопить  его в море. В конце второй мировой  войны, видимо, вспомнив об этом. Ряд  капиталистических стран выбросили  у побережья Германии и Дании  более 20 тыс. т отравляющих веществ. В 1970 году поверхность воды там, куда были сброшены боевые отравляющие вещества, покрылась странными пятнами. К  счастью, дело обошлось без серьезных  последствий.

Большую опасность представляет загрязнение  Мирового океана радиоактивными веществами. Опыт показал, что в результате произведенного США в Тихом океане взрыва водородной бомбы (1954) район в 25600 км обладал  смертоносным излучением. За полгода  площадь заражения достигла 2, 5 млн. км, этому способствовало течение. Заражению  радиоактивными веществами подвержены растения и животные. В их организмах происходит биологическая концентрация этих веществ, передаваемых друг другу  через цепи питания. Зараженные мелкие организмы поедаются более крупными, в результате чего у последних  образуются опасные концентрации. Радиоактивность  некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность  воды, а некоторых рыб, представляющих собой одно из высших звеньев в  цепи питания, даже в 50 тысяч раз.

В отличие от сравнительно малостойких  отравляющих веществ периода  двух мировых войн, радиоактивность, например, стронция-89 и стронция-90 сохраняется  в любой среде десятки лет. Какими бы прочными ни были емкости, в  которых захоронены отходы, всегда существует опасность их разгерметизации  в результате активного воздействия  внешних химических агентов, громадного давления в морских глубинах, ударов о твердые предметы в шторм. Не так давно во время шторма у берегов Венесуэлы, были найдены контейнеры с радиоактивными изотопами. В этом же районе одновременно появилось много мертвого тунца. Расследование показало. Что именно данный район был избран американскими кораблями для сброса радиоактивных веществ. Подобное имело место с захоронениями в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены, планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи. С целью предупреждения опасности как радиоактивного, так и иных видов загрязнения океана в Лондонской конвенции 1972 года, Международной конвенции 1973 года и других международно-правовых актах предусмотрены определенные санкции за ущерб от загрязнения. Но это - в случае обнаружения и загрязнения, и виновника. А пока, с точки зрения предпринимателя, океан - самое надежное и самое дешевое место для свалки [15].

        2.7 Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ)

        Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов [16].

       2.8  Соединения с канцерогенными веществами

       Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов.

        К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). . Максимальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) 0обнаружено в тентонически активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива [16].

       3 Пути сокращения загрязнения Мирового океана

        Общемировое водопотребление на хозяйственные и бытовые нужды составляет примерно 9% суммарного стока рек. Поэтому не прямое водопотребление гидроресурсов вызывает нехватку пресных вод в тех или иных регионах земного шара, а их качественное истощение.

За последние  десятилетия все более значительную часть круговорота пресных вод  стали составлять промышленные и  коммунальные стоки. На промышленные и  бытовые нужды потребляется около 600-700куб. км воды в год. Из этого объема безвозвратно расходуется 130-150куб. км, а около 500куб. км отработанных, так  называемых сточных вод сбрасывается в реки, озера и моря.

        Важное место в предохранении гидроресурсов от качественного истощения принадлежит очистным сооружениям. Очистные сооружения бывают разных типов в зависимости от основного способа обезвреживания нечистот. При механическом методе нерастворимые примеси удаляют из сточных вод через систему отстойников и разного рода ловушек. В прошлом этот способ находил самое широкое применение для очистки промышленных стоков. Сущность химического метода заключается в том, что на очистных станциях в стоки вносят реагенты. Они вступают в реакцию с растворенными и нерастворенными загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в отстойниках, откуда их удаляют механическим путем. Но этот способ непригоден для очистки стоков, содержащих большое количество разнородных загрязнителей.

        Для очистки промышленных стоков сложного состава применяют электролитический (физический) метод. При этом способе электрический ток пропускают через промстоки, что приводит к выпадению большинства загрязняющих веществ в осадок. Электролитический способ очень эффективен и требует относительно небольших затрат на сооружение очистных станций. У нас в стране в городе Минске целая группа заводов с помощью этого метода добилась очень высокой степени очистки стоков. При очистки бытовых стоков наилучшие результаты дает биологический метод. В этом случае для минерализации органических загрязнений используют аэробные биологические процессы, осуществляемые с помощью микроорганизмов. Биологический метод применяют как в условиях, приближенных к естественным, так и в специальных биоочистных сооружениях. В первом случае хозяйственно-бытовые стоки подаются на поля орошения.

           Здесь  сточные  воды фильтруются через почвогрунты и при этом проходят бактериальную очистку. На полях орошения скапливается огромное количество органических удобрений, что позволяет выращивать на них высокие урожаи. Сложную систему биологической очистки загрязненных рейнских вод для целей водоснабжения ряда городов страны разработали и применяют голландцы. На Рейне построены насосные станции с фильтрами частичной очистки. Из реки вода закачивается в неглубокие канавы на поверхность речных террас. Через толщу алмовиальных отложений она фильтруется, пополняя грунтовые воды. Грунтовые воды подаются по скважинам на дополнительную очистку и  затем  поступают  в  водопровод.  Очистные сооружения решают проблему сохранения качества пресных вод лишь до определенной стадии развития экономики конкретных географических регионов. Затем наступает момент, когда местных гидроресурсов уже не хватает для разбавления возросшего количества очищенных стоков. Тогда начинается прогрессирующее загрязнение гидроресурсов, наступает их качественное истощение. Кроме того, на всех станциях очистки по мере роста стоков встает проблема размещения значительных объемов отфильтрованных загрязняющих веществ. Таким образом, очистка промышленных и коммунальных стоков дает лишь временное решение местных задач охраны вод от загрязнения [6].

            Кардинальные пути защиты от загрязнения и разрушения природноаквальных и сопряженных с ними природных территориальных комплексов заключается в уменьшении или даже полном прекращении сброса в водоемы отработанных, в том числе и очищенных сточных вод. Совершенствование технологических процессов постепенно решает эти задачи. На все большем числе предприятий применяют замкнутый цикл водообеспечения. В этом случае отработанные воды проходят лишь частичную очистку, после которой они снова могут быть использованы в ряде отраслей промышленности. Полное осуществление всех мер, направленных на прекращение сбросов нечистот в реки, озера и водохранилища, возможно только в условиях сложившихся территориально-производственных комплексов. В пределах производственных комплексов для организации замкнутого цикла водоснабжения можно использовать сложные технологические связи между различными предприятиями. В будущем очистные сооружения не будут сбрасывать отработанные воды в водоемы, а станут одним из технологических звеньев цепи замкнутого водообеспечения. Прогресс техники, тщательный учет местных гидрологических, физико- и экономико-географических условий при планировании и формировании территориально-производственых комплексов позволяет в перспективе обеспечить количественное и качественное сохранение всех звеньев круговорота пресной воды, превратить ресурсы пресных вод в неисчерпаемые. Все чаще для пополнения ресурсов пресных вод используются другие части гидросферы. Так, разработана достаточно эффективная технология опреснения морских вод. Технически проблема опреснения морской воды решена. Однако для этого требуется много энергии, и поэтому опресненная вода еще очень дорога. Значительно дешевле опреснять солоноватые подземные воды. С помощью гелиоустановок эти воды опресняют на юге США, на территории Калмыкии, Краснодарском крае, Волгоградской области.

На международных  конференциях по проблемам водных ресурсов обсуждаются возможности переброски пресной воды, законсервированной в  виде айсбергов. Впервые предложил  использовать айсберги для водоснабжения  засушливых районов земного шара американский географ и инженер Джон Айзекс. По его проекту от берегов Антарктиды айсберги должны транспортироваться судами в холодное Перуанское течение и далее по системе течений к берегам Калифорнии. Здесь они прикрепляются к берегу, и пресная вода, образующаяся при таянии, будет подаваться по трубам на материк. Причём за счёт конденсации на холодной поверхности айсбергов количество пресной воды окажется на 25% большим, чем содержится в них самих [1].