Наслідком цих впливів є привнесення у водне середовище нових, невластивих їй речовин - забруднювачів, що погіршують якість води. забруднення, що надходять у водне середовище, класифікують по різному, залежно від підходів, критеріїв і завдань.
Так, звичайно виділяють хімічне, фізичне й біологічне забруднення. Хімічне забруднення являє собою зміну природних хімічних властивостей вода за рахунок збільшення вмісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глинисті частки), так і органічної природи (нафта і нафтопродукти, органічні залишки, повеохностноактівние речовини, пестициди).
Неорганічних чеський забруднення
Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це сполуки миш'яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору Більшість з них потрапляє у воду в результаті людської діяльності.
Важкі метали поглинаються rhymon. fawmoHOM, а потім передаються по харчовому ланцюзі більше високоорганізованим on-i ан-і ^ мам. j - оксічсскіі 3i ^ iy-> eKi некошрих наіоілес расірос ^ Аненій Зсірязншслеі гідросфери представлений у таблиці:
Крім перерахованих в таблиці речовин, до небезпечних заразливий водного середовища можна віднести неорганічні кислоти і підстави, які обумовлюють широкий діапазон рН промислових стоків (1,0 - 11,0) і здатних змінювати рН водного середовища до значень 5,0 пли вище 8,0, тоді як риба в прісній і морській воді може існувати тільки в інтервалі рН 5,0 - 8,5.
Відходи, що містять ртуть, свинець, мідь локалізовані в окремих районах у берегів, однак деяка їхня частина виноситься далеко за межі територіальних вод. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських екосистем, пригнічуючи розвиток фітопланктону. Відходи, що містять ртуть, зазвичай нагромаджуються в донних відкладеннях заток або естуаріях рік.
Подальша її міграція супроводжується накопиченням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів. Так, сумну популярність придбала хвороба Мінамата, вперше виявлену японськими вченими в людей, що вживали в їжу рибу, виловлену в затоці Мінамата, у який безконтрольно скидали промислові стоки з техногенною ртуттю.
Органічне забруднення.
Серед внесених в океан з суші розчинних речовин, велике значення для мешканців водного середовища мають не тільки мінеральні, біогенні елемнти, а й органічні залишки. Винесення в океан органічної речовини оцінюється в 300 - 380 лшн. т. / рік. Стічні води, що містять суспензії органічного походження або розчинена органічна речовина, пагубновліяютна стан водойм.
Осідаючи, суспензії заливають дно і затримують розвиток або повністю припиняють життєдіяльність даних мікроорганізмів, що беруть участь в процессесамоочіщенія вод. При гнитті даних опадів можуть утворюватися шкідливі сполуки й отруйні речовини, такі як сірководень, які призводять до забруднення всієї води в річці. Наявність суспензій утрудняють також проникнення світла в глиб води і уповільнює процеси фотосинтезу.
Значний обсяг органічних речовин, більшість з яких не властива природним водам, скидається в річки разом з промисловими і побутовими стоками. Наростання забруднення водоймищ і водостоків спостерігається у всіх промислових країнах. Інформація про зміст деяких органічних речовин у промислових стічних водах надана нижче:
У зв'язку зі швидкими темпами урбанізації і кілька уповільненим будівництвом очисних споруд або їх незадовільною експлуатацією водні басейни і грунт забруднюються побутовими відходами. Особливо відчутно забруднення в водоймах з уповільненим плином або непротічних (водосховища, озера). Розкладаючись у водному середовищі, органічні відходи можуть стати середовищем для патогенних організмів.
Вода, забруднена органічними відходами, стає практично непридатною для пиття та інших потреб. Побутові відходи небезпечні не тільки тим, що є джерелом деяких хвороб людини (черевний тиф, дизентерія, холера), але і тим, що вимагають дня свого розкладання багато кисню.
Нафта і нафтопродукти
Нафта являє собою в'язку маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і володіє слабкої флуорисценцией. Нафта складається переважно т насичених аліфатичних і гндроароматіческіх вуглеводнів. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98 ° -'о) - підрозділяються на 4 класи:
а) Парафін (алкени). - (до 90% від загального складу) - підвалина-чівие речовини, молекули яких виражені прямим і розгалуженим ланцюгом атомів вуглецю. Легкі парафіни мають максимальну летючість і розчинність в воді.
б) Ціклопарафіни, - (30 - 60% від загального складу) насичений-ні циклічні сполуки з 5-6 атомами вуглецю в кільці. Крім циклопентана і циклогексану в нафті зустрічаються біциклічні і поліциклічні сполуки цієї групи. Ці сполуки дуже стійкі й погано піддаються биоразложению.
в) Аролгатіческіе вуглеводні. - (20 - 40% від загального сос-тава) - ненасичені циклічні сполуки ряду бензолу, що містять у кільці на б атомів вуглецю менше, ніж цяклопарафіни. У нафти присутні леткі сполуки з молекулою у вигляді одинарного кільця (бензол, толуол, ксилол), потім біциклічні (нафталін), напівциклічні (пірен).
г) Олефіни (алкени). - (до 10% від загального складу) - нена-насичення нециклічні сполуки з одним або двома атомами водню у кожного атома вуглецю в молекулі, що має пряму або розгалужену ланцюг.
Нафта і нафтопродукти є найбільш поширеними забруднюючими речовинами в Світовому океані. До початку 80-их років в океан щорічно надходило близько б млн. Т. Нафти, що становило 0,23% світового видобутку. Найбільші втрати нафти, пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, слив в кишеню танкерами промивних і баластних вод, - все це обумовлює присутність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів.
Великі маси нафти надходять у моря по ріках, з побутовими і зливовими стоками. Обсяг забруднень із цього джерела складає 2,0 млн. Т. / Рік. З стоками промисловості щороку потрапляє 0,5 млн. Т. Нафти. Потрапляючи в морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, утворюючи шари різної потужності. За кольором плівки можна визначити її товщину.
Нафтова плівка змінює склад спектра я інтенсивність проникнення у воду світла. Пропускання світла тонкими плівками сирої нафти становить 1-1 (Р / о (280 нм), 60-7 <Ж, (400н. и). Пленка толщтшой 30-40 мкм полностью полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти".
Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0, S мкм, менш стійкі й характерні для нафт, що містять поверхнево-активні речовини. При видаленні летучих фракцій, нафта утворює в'язкі зворотні емульсії, які могуг зберігатися на поверхні, переноситися течією, викидатися на берег і осідати на дно.
Пестициди становлять групу штучно створених речовин, використовуваних для боротьби зі шкідниками та хворобами рослин.
Пестициди діляться на наступні групи:
· Інсектициди - для боротьби зі шкідливими комахами,
· Фунгіциди й бактерициди - для боротьби з бактеріальними хворобами рослин,
· Гербіциди - проти бур'янів рослині.
Встановлено, що пестициди знищуючи шкідників, шкодять багатьом корисним організмам і підривають здоров'я біоценозів. У сільському господарстві давно вже стоїть проблема переходу від хімічних (забруднюючих середовищ) ") до біологічних (екологічно чистих) методів боротьби зі шкідниками. В даний час більше 3 .шн. т. пестицидів надходить на світовий ринок. Близько 1,5 млн. Т. Цих речовин уже ввійшло до складу наземних і морських екосистем золовим і водним шляхом.
Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води. У водному середовищі частіше інших зустрічаються представники інсектицидів, фунгецвдов і гербіцидів.
Синтезовані інсектициди діляться на три основні групи: хлороорганические, фосфорооргантескіе і карбонати.
Хлороорганические інсектициди отримують шляхом хлорування ароматичних і гетероциклічних рідких вуглеводнів. До них відносяться ДДТ і його похідні, в молекулах яких стійкість аліфатичних і ароматичних груп у спільній присутності зростає, усілякі хлоровані похідні хлородиєну (елдрин).
Ці речовини мають період напіврозпаду до декількох десятків років і дуже стійкі до біодеградації. У водному середовищі часто зустрічаються поліхлорбіфеніли - похідні Д. ЦТ без алифатической частини, що нараховують 210 гомологів та ізомерів. За останні 40 років використано більш 1,2 млн. Т. Поліхлорбіф> еніл у виробництві пластмас, барвників, трансформаторів, конденсаторів. Поліхлорбіфеніли (ПХБ) потрапляють в навколишнє середовище в результаті скидань промислових стічних вод і спалювання твердих відходах на смітниках.
Синтетичні поверхнево-активні речовини
Детергенти (СПАР) належать до великої групи речовин, по-шскающіх поверхневий натяг води. Вони входять до складу синтетичних миючих засобів (CMC), широко застосовуваних у побуті та промисловості. Разом зі стічними водами СПАР попадають у материкові води й морське середовище.
CMC містять поліфосфати натрію, у яких растворкни детергенти, а також ряд додаткових інгредієнтів, токсичних для водних організмів: ароматизуючі речовини, відбілюючі реагенти (персульфати, пврборати), кальцинована сода, карбокашетшцеллюлоза, силікати натрію.
Залежно від природи і структури гідрофільної частини молекули СПАР поділяються па аніоноактівние, катіоноактивні, амфоте-рнив і неіоногенні. Останні не утворюють іонів у воді.
Найбільш поширеними серед СПАР є аніоноактівние речовини. На їх частку припадає понад 50Уо всіх вироблених у світі СПАР. Присутність СПАР в стічних водах промишленнрсті пов'язано з використанням їх у таких процесах, як флотатпюніое збагачення руд, поділ продуктовхіміч. еских технологій, отримання полімерів, поліпшення умов буріння нафтових до газових свердловин, боротьба з корозією устаткування. У сільському господарстві СПАР застосовується в складі пестицидів.
канцерогенні речовини
Хімічно однорідні з'єднань-ня, що проявляють активність, що трансформує і здатність викликати канцерогенні, теткзтогвнние (натчіеніе пгюцеесор-ембріонального розвитку) або мутагенні зміни в організмах. Залежно від умов впливу вони можуть - приводити до інгібування росту, прискорення старіння, порушення індивідуального розвитку і зміни генофонду організмів. До речовин, що володіють канцерогенними властивостями, відносяться хлоровані аліфатичні вуглеводні, вінілхлоріо, і особливо, поліцікпіческіе ароматичні вуглеводні (ПАВ). Максимальна кількість ПАУ в сучасних даних опадах Світового океану (більше 100 лисиць / КШ лшсси. Сухої речовини) виявлено в тентонически активних зонах, схильним до глибинного термічного впливу. Основні антропогенні джерела ПАУ в навколишньому середовищі - це піроліз органічних речовин при спалюванні різних матеріалів, деревини і палива.
Важкі метали
Для морських біоценозів найбільш небезпечні ртуть, свинець і кадмій. Ртуть переноситься в океан з материковим стоком і через атмосферу. При вивітрюванні осадових і вивержених порід щорічно виділяється 3,5 тис. Т. Ртуті. У складі атмосферного пилу міститься близько 12 тис. Т. Ртуті, причому значна частина - ангропогенного проіхожденія. Близько половини річного промислового виробництва цього металу (910 тис. Т. / Рік) різними шляхами потрапляє в океан.
У районах, що забруднюються промисловими водами, концентрація ртуті в розчині й суспензіях сильно підвищується. При цьому деякі бактерії переводять хлориди у високотоксичну метіяртут'. Зараження морепродуктів неодноразово приводило до ртутного отруєння прибережного населення. До 7977 року налічувалося 2800 жертв хвороби Миномата, причиною якої послужили відходи підприємств з виробництва хлорвінілу й ацетальдегіду, на яких як каталізатор використовувалася хлористий ртуть. Недостатньо очищені стічні води підприємств надходили в затоку Мінамата.
Свинець - типовий розсіяний елемент, що міститься у всіх компонентах навколишнього середовища: у гірських породах. грунтах, природних водах, атмосфері, живих організмах. Нарешті, свиней активно розсіюється в навколишнє середовище в процесі господарської діяльності людини.
Це викиди з промисловими і побутовими стоками, з димом і пилом промислових підприємств, з вихлопними газами двигунів внутрішнього згоряння. Міграційний потік свинцю з континенту в океан йде не тільки з річковими стоками, але і через атмосферу. З континентальним пилом океан отримує (20-30) * 10 ^ 3 т. Свинцю в рік.
Скидання відходів у море із цілю поховання.
Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морське поховання різних матеріалів і речовин, зокрема грунту, вийнятого при днопоглиблювальних роботах, бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів, Обсяг поховань склав близько 10 % від всієї маси забруднюючих речовин, що надходять у Світовий океан.
Підставою для дамшшга в море служить можливість морського середовища до переробки великої кількості органічних і неорганічних речовин без особливого збитку води. Однак ця здатність не безмежна. Тому дамппнг розглядається як вимушений захід, тимчасова данина суспільства недосконалості технології.
У шлаках промислових виробництв присутні різноманітні органічні речовини і сполуки важких металів. Побутове сміття в середовищ-ньому містить (на масу 'сухого вегцес ^ пва) 32-4 (Р /' про органічних'еществ; 0,56% азоту; 0,44% фосфору; 0,155% цинку; 0,085% свинцю 0,001% ртуті 0,001% кадмію. Під час проходження скинутого матеріалу крізь стовп води, частина забруднюючих речовин переходить в розчин, змінюючи якість води, інша сорбується частинками суспензії і переходить в донньге відкладення. Одночасно підвищуються каламутність води.
Наявність органічних речовин чисто призводить до швидкому) 'витрати кисню у воді й не їдко до його повного зникнення, розчинення суспензій, нагромадженню металів в розчиненої формі, появі сірководню. Присутність блипого кількості органічних речовин створює в ґрунтах стійке відновну середу, в якій виникає особливий тип мулових вод - містять сірководень, аміак, іони металів. Впливу що скидалися матеріалів різного рівня піддаються організми бентосу.
У випадку утворення поверхневих плівок, що містять нафтові вуглеводні й СПАР, порушується газообмін на межі повітря - вода. Забруднюючі речовини, які у розчин, можуть акумулюватися в тканинах і органах гпдробіантов і впливати на них.
Скидання матеріалів демпінгу на. дно і тривала підвищена мутність води призводить до загибелі від задухи малорухомі форми бентосу. У риб, що вижили, молюсків і ракоподібних скорочується швидкість росту за рахунок погіршення умов харчування й дихання. Нерідко змінюється видовий склад цієї спільноти.
ПЗМ організації системи контролю за скидами відходів у море вирішальне значення має визначення районів демпінгу, визначення динаміки забруднення морської води і донних відкладень. Для виявлення можливих обсягів скидання в море необхідно проводити розрахунки всіх забруднюючих речовин у складі матеріального скидання.
Теплове забруднення.
Теплове забруднення поверхні водоемрв і прибережних морських акваторій виникає в результаті скидання нагрітих стічних вод електростанціями і деякими промисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох випадках спричиняється підвищення температури води у водоймах на 6-8 градусів Цельсія.
Площа ттятен "взгретих вод
в прибережних районах може досягати 30 кв. км. Більш стійка температурна стра-тіфікація перешкоджає водообміну поверхневих і донних шаром. - Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає, оскільки з ростом температури підсилюється активність аеробних бактерій, що розкладають органічну речовину. Посилюється видове різноманіття фдггопланктона і всієї флори водоростей.
На підставі узагальнення матеріалу можна зробити висновок, що ефекти антропогенного впливу на водне середовище проявляються на індивідуальному і популяційно-бноценотіческом рівнях, і тривала дія забруднюючих речовин призводить до спрощена-нию екосистеми.