Роль мирового океана в биосфере. Загрязнения океана

Мировой океан играет ключевую роль в формировании глобальных круговоротов биогенных компонентов и продуктивности биосферы. В биохимических круговоротах Мировой океан функционирует как крупный резервуар биогенных компонентов. Суммарная биопродуктивность океана составляет значительную часть продуктивности биосферы.

Существование человечества всё больше связывают с использованием ресурсов Мирового океана. Океаны являются важнейшим источником продовольствия, энергии, воды, углеводородов и ископаемых. Биоресурсы океана используются в качестве продовольствия, кормов для скота, в фармацевтической и косметологической промышленности.

В обеспечении продовольствием населения Земли большие надежды связывают с марикультурой. Сейчас 80% продукции марикультуры приходится на Индо – Тихоокеанский регион, в частности на Индию, КНР, Республику Корея, Японию, Филиппины, и, кроме того, также на США и Францию. Считается, что к началу 21 века потребность в морепродуктах будет на 30 – 40% выше максимального разумного лова, а мировой объём марикультуры будет доведён до 40 – 50 млн. т. в год.

Мировой океан играет важнейшую роль в смягчении климата Земли благодаря своей гигантской инерции, переносу тепла к полюсам и формированию облачного покрова. Таким образом, загрязнение Мирового океана может привести к изменениям, касающимся глобальной экодинамики.

Наибольший вклад в загрязнение Мирового океана вносит нефтяное загрязнение. Впервые загрязнение нефтью с судов было признано важной проблемой ещё во времена первой мировой войны, но лишь в 1954 г. была заключена Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью («Ойлпол – 54»). В 60 – х гг. резко возрос объём морских перевозок нефти с 210 млн. т. в 1948 г. до 865 млн. т. в 1967.

Поворотным моментом во взглядах на нефтяное загрязнение была авария на танкере Torrey Canion в 1967 г. В результате целой цепи навигационных ошибок танкер сел на скалы у юго – западного побережья Великобритании. В море вылилось 119 тыс. тонн нефти, значительная часть которой выплеснулась на побережье. С последствиями загрязнения боролись всеми возможными в то время способами: от использования «детергентов» до бомбёжки и использования напалма. Но ничего не смогло предотвратить ужасного удара по прибрежным флоре и фауне. Эта авария помогла осознать всю опасность морских перевозок нефти для окружающей среды.

С 1973 г. действует конвенция «МАРПОЛ – 73/78», которая установила ряд жёстких требований к количеству перевозок, сбросам с судов, техническому устройству и оборудованию судов и контролю перевозок.

Подавляющий объём загрязнения морской среды нефтью вносят морские порты и береговые промышленные предприятия, на втором месте находятся дноуглубительные работы. Промышленные стоки и отходы составляют 60,8% нефтяного загрязнения, загрязнение от нефтяных терминалов и нефтеперерабатывающих заводов составляет 1,2%, от нефтегазовых установок, платформ и скважин в море – 2,1 от танкерного судоходства – 11,3, от остального судоходства (не танкерного) – 14,4%.

Судьба нефтепродуктов, попадающих в морские воды, пока ещё недостаточно изучена. Нефть представляет собой смесь различных веществ, из которых 50 – 88% (в зависимости от происхождения) приходится на углеводороды, а остальная честь – на соединения, содержащие помимо углерода и водорода, кислород, азот, серу. Часть нефтепродуктов с низкой молекулярной массой (4 – 12 атомов углерода – сырой нефти эта фракция может составлять до 50%) довольно быстро испаряется с поверхности воды. Не исключено, однако, что она может вновь попасть в океан.

Часть нефтепродуктов растворяется в морской воде и распространяется в её толще. При этом в ходе химико – биологических превращений новые химические вещества, более растворимы, чем исходные. Так, например, растворимость в воде H октановой кислоты в 600 раз больше, чем H октанового спирта, из которого она образуется.

Нефтепродукты быстро образуют с водой стойкие эмульсии, которые затем превращаются в нефтяные комки и сгустки. Дальнейшее разложение нефтепродуктов приводит к увеличению их удельной массы, они оседают на дно, но затем в следствие образования газов вновь всплывают на поверхность.

Под действием кислорода и ультрафиолетового излучения нефтепродукты окисляются. В окислении их важную роль играют микроорганизмы (бактерии). Таким образом, нефтепродукты включаются в пищевую цепь водной экосистемы. В то же время нефтепродукты оказывают негативное воздействие на морские экосистемы. Они подавляют фотосинтез водорослей, нарушают хеморецепторные реакции у морских животных, вызывают нарушение репродуктивных и пищевых функций и т.д. канцерогенные компоненты нефтепродуктов (например, бензпирен) не только вызывает заболевание у гидробионтов, но и опасны для человека, т.к. передаются и концентрируются в трофических цепях.

Считается, что в Мировом океане растворённые углеводороды содержаться в количествах примерно 400 – 1300 млн. т. обнаруживаются на глубинах порядка 1000 м.

Существенный вклад в мировое загрязнение морей вносят аварии. В мире происходит огромное количество аварий. В банке данных одной из фирм США, которая занимается мониторингом аварийных ситуаций, на 1997 г. насчитывалось 300 млн. зафиксированных аварий, причём их прирост составляет примерно 12 – 14 млн. аварий в год.

По оценкам специалистов, в середине 80 – х гг. в Мировой океан ежегодно попадало около 10 млн. т. нефти и нефтепродуктов, 50 тыс. т. ДДТ и других пестицидов, 5 тыс. т. ртути, 6 млн. т. фосфора, 2 млн. т. свинца и различного рода пластики и пластмассы. Основными источниками загрязняющих веществ в Мировом океане являются: естественные поступления из атмосферы и дна – 20%, наземные источники – 44%, судоходство – 35%; прочие источники составляют 1%.

В отличие от тенденций к увеличению числа и масштабов аварий в других отраслях статистика отмечает неуклонное снижение как числа крупных аварий с разливом нефти, так и количества попадающей в море нефти. Так, в 90—х гг. среднегодовое количество крупных разливов нефти (более 700 т. в каждый) снизилось по сравнению с 70 – ми гг. более чем втрое, а среднегодовое количество разлитой нефти – в 2.3 раза. Некоторые крупнейшие аварии оказались практически вне поля зрения общественности, так как они произошли в открытом океане и не причинили серьёзного вреда побережью. В то же время другие инциденты, хотя и более мелкого масштаба, стали причиной появления крупнейших международных соглашений.

Влияние разливов нефти в морской среде в значительной степени зависит от того, насколько эта нефть достигнет чувствительных животных. Крупные разливы в открытом океане могут быть менее опасны, чем небольшие разливы вблизи береговой зоны или колоний птиц. В связи с этим для оценки риска загрязнения важно определить параметры, характеризующие перенос и рассеивание загрязнения. Обычно более лёгкие фракции нефти, разлитой в море, испаряются а оставшаяся часть рассеивается под действием ветра и волн и подвергается разложению. В высоких широтах, например, в Арктике, естественные процессы самоочищения проходят медленно, а ситуация усугубляется тем, что лёд может «капсулировать» нефть и она затем перемещается вместе со льдом. Нефть, высвобождающаяся из льда весной, может нанести большой ущерб природе.

На защищённых песчаных и илистых берегах эффект разлива нефти может быть более сильным и сохраняться в течении многих лет.

Согласно статистике, 80 – 85% аварий с морскими судами связанно с «человеческим фактором». В 1995 г. приняты поправки к конвенции 1978 г., которые повышают требования к квалификации моряков и ужесточают ответственность судоходной компании и государств за выполнение этих требований.

Морские воды России также загрязнены нефтью и нефтепродуктами, что является достаточно серьёзной проблемой. Данные мониторинга химического загрязнения морей России ежегодно публикуются в Госдокладах и Обзорах состояния окружающей природной среда в РФ. По данным Росгидромета, в 1997 г. содержание нефтепродуктов в водах Белого моря не велико: 0,06 мкг/л (менее 1,2 ПДК); в наиболее загрязнённых районах оно составляет 2 – 8 ПДК. Однако загрязнена не только водная толща, но и придонные слои воды (до 7 ПДК).

Помимо нефти и нефтепродуктов воды Мирового океана загрязнены тяжёлыми металлами, хлорорганическими пестицидами, фенолами.

Загрязняющие вещества поступают в океан в процессе атмосферного переноса. Атмосфера может быть эффективным, а иногда доминирующим звеном в цепочке переноса загрязняющих веществ в Мировой океан. О масштабах процесса говорит то, что это сопоставимо с поступлениями из рек.

Таблица.1 - Глобальные поступления примесных металлов в Мировой океан

Состояние	Свинец 1	Кадмий 2	Медь 3	Никель 4	Цинк 5	Мышьяк 6	Железо 7
Атмосферный приток
Раствор	50-100	1,9-3,3	14-45	8-11	33-170	2,3-5	1,6-4,8
Твёрдый	6-2	0,4-0,7	2-7	14-17	11-55	1,3-3	14-42
Речной приток
Раствор		0,3					1,3
Твёрдый

Условные обозначения: 1-6-в 109 г. в год; 7- в 1012 г. в год

Как видно из таблицы, реки являются основными поставщиками частиц металлов. Для растворённых форм металлов вклады атмосферы и рек примерно одинаковы для меди и никеля, тогда как для цинка, кадмия и особенно для свинца доминирует атмосферный приток.

Данные, приведённые в таблице, основаны на оценках, сделанных в середине 80-х гг. серьёзные усилия по снижению выбросов в атмосферу свинца (источником которого являются двигатели внутреннего сгорания, работающие на этиловом бензине), предпринимаемые в настоящее время, должны привести к снижению концентрации свинца в океанских водах.

Таблица 2 - Атмосферный и речной приток хлорорганических соединений

Дата добавления: 2015-07-13