ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА

Моря и океаны занимают около 71% земной поверхности, в них сосредоточено около 96,5% всего объёма вод планеты. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% её площади. На долю ледников приходится 1,6% запасов воды в гидросфере, а их площадь составляет около 10% площади континентов. Важнейшее свойство гидросферы – единство всех видов природных вод (океанов и морей, вод суши, водяного пара в атмосфере, подземных вод), которое осуществляется в процессе круговорота воды в природе.

Воды Мирового океана, вдаваясь в сушу, образуют моря и заливы. Моря - это относительно изолированные части океана (например, Охотское, Черное, Балтийское и др.), а заливы вдаются в сушу не столь значительно, как моря, и по свойствам вод мало отличаются от Мирового океана.

Вода представляет собой одну из наиболее важных компонент биосферы, обеспечивающих жизнь на нашей планете, и является ее неотъемлемой составной частью. Обладая рядом аномальных свойств, она влияет на протекающие в экосистемах сложнейшие физико-химические и биологические процессы.

В последние десятилетия ХХ века человек стал оказывать весьма существенное влияние на гидросферу и водный баланс планеты. Антропогенные преобразования вод на всех континентах уже достигли глобальных масштабов, нарушили естественный режим даже крупнейших озер (Мичиган, Байкал, Балхаш и др.) и рек (Амазонка, Ганг, Волга и др.) земного шара.

Качество воды оценивается комплексом разнообразных показателей, большинство которых применяется для оценки загрязненности водных экосистем любого происхождения.

Загрязненность водных экосистем – эффект совокупного воздействия загрязняющих веществ на водные организмы, выраженный набором показателей, характеризующих уровень и направление (прогресс, регресс) развития отдельных сообществ.

В зависимости от степени загрязненности воды и вида водопользования число и набор показателей, достаточных для характеристики ее качества, может существенно изменяться. Основными показателями качества воды являются ионный состав, общее солесодержание, цветность, запах и вкус, жесткость, щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

Оценка качества воды производится по комплексу признаков и согласно критериям, учитывающим условия нормального во времени функционирования водной экологической системы.

Состояние экологических систем водоёма, обменные процессы энергии и веществ между отдельными его компонентами, уровень воспроизводства жизни в нем, т.е. качество его водной среды зависят от многих экологических факторов. До активного вмешательства человека качество обеспечивалось самой водной средой (саморегуляция, самоочи­щение). С развитием техносферы качество водного объекта регулируется водным законодательством путем установления нормативов допустимых воздействий различных факторов на водный объект.

Хозяйственная деятельность человека, связанная с реализацией эконо­мических, культурных, рекреационных и иных интересов, оказывает негативное воздействием на водный объект. В результате этой деятельности человек вносит биологические, химические и физические изменения в водную среду. Эти изменения чаще всего являются вредными для живых организмов, обитающих в водоеме или его части. Обычно допустимая норма воздействия определяется по реакции наиболее чувствительного к изменениям водной среды вида организмов.

Водоем – водный объект в углублении суши, характеризующийся замедленным движением воды или полным его отсутствием. Различают естественные водоемы, представляющие собой природные скопления воды во впадинах, и искусственные водоемы – специально созданные скопления воды в искусственных или естественных углублениях земной поверхности [7].

В результате воздействия антропогенной нагрузки на водную экосистему происходят изменения пространственной структуры, видового состава и иных качественных и количественных показателей экосистемы и отдельных ее составляющих, т.е. нарушается функциональная целостность экосистемы. При сильных и продолжительных воздействиях развивается ситуация, когда в экосистеме процессы саморегуляции и самовосстановления не в состоянии вернуть её в динамическое равновесие и такую ситуацию можно рассматривать как деградацию водного объекта.

Обычно под деградацией водных объектов (экосистем) подразумевается утеря водными объектами самых различных свойств (водохозяйственного, рыбохозяйственного, рекреационного потенциалов и др.), потенциально используемых человеком. В целом, антропогенную деградацию водных экосистем можно определить как процесс, который обусловлен комплексом антропогенных факторов, сопровождающийся изменением не только экологического состояния водоемов, но и их ресурсно-эксплуатационных параметров. В процессе антропогенной деградации водные экосистемы преобразуются в природно-техногенные или техногенные.

В настоящее время состояние большого числа водных объектов России, вне зависимости от их генезиса, вида, масштабов и местоположения, можно рассматривать как одну из фаз закономерно протекающего процесса их деградации на фоне усиливающейся антропогенной нагрузки. В процессе деградации водных экосистем различают следующие фазы [4]:

Первая фаза: динамическое равновесное (гомеостатическое) состояние – интенсивность процессов самоочищения и самовосстановления полностью компенсирует существующее антропогенное воздействие на водоем или его часть. Постоянные и крупные источники загрязнения вод отсутствуют. Ухудшения экологического состояния водоема, определенное по гидрохимическим и гидробиологическим показателям, на протяжении 5-10 лет не наблюдается.

Вторая фаза: антропогенно - напряженное состояние – антропогенная нагрузка увеличивается спорадически (относительно редко и без определенной периодичности), отмечаются временные изменения гидрохимических и микробиологических показателей, снижение численности отдельных видов. Значимых изменений в структурно-функциональной организации водных экосистем не происходит.

Третья фаза: антропогенно - кризисное состояние – в отдельные периоды в экосистемах процессы самоочищения и самовосстановления не справляются с антропогенной нагрузкой, наблюдается устойчивый тренд ухудшения гидрохимических показателей, изменения качественных и количественных характеристик водных биоценозов, постепенная трансформация структуры водной экосистемы.

Четвертая фаза: устойчивое кризисное или катастрофическое состояние – качество водной среды в большинстве случаев не соответствует установленным требованиям (воды можно отнести к категории загрязненных и сильно загрязненных), хроническое загрязнение среды. Отмечается существенная перестройка водных сообществ: резкое снижение числа (или исчезновение) видов, наиболее чувствительных к загрязнению – олигосапробов, увеличение (вспышки) оппортунистических видов (фитопланктон, микрофлора, некоторые виды макрофитов), характерных для загрязненных вод – полисапробов, общее снижение биоразнообразия экосистем.

Пятая фаза: развитие чрезвычайной экологической ситуации – качество водной среды не отвечает установленным требованиям и нормам, наблюдается устойчивое превышение лимитирующих показателей вредности (токсикологический, санитарный, санитарно-токсикологический, органолептический, рыбохозяйственный). Полная деградация водных экосистем (нарушение функциональной целостности). Экологическое состояние экосистемы можно оценить, как экологический коллапс – экосистема не подлежит восстановлению, водный объект не может быть использован для какого-либо вида водопользования.

Следовательно, закономерным финалом увеличения антропогенной нагрузки на водные экосистемы является развитие процесса антропогенной деградации, прежде всего, самой водной среды, как сферы обитания живых организмов, и возникновение чрезвычайной экологической ситуации. При переходе водного объекта (или его части) во вторую фазу экологического состояния (антропогенно-напряженную) без принятия специальных мер дальнейшее развитие процессов деградации становится неизбежным.

Уже сегодня во многих районах нашей планеты наблюдаются большие трудности в обеспечении водоснабжения и водопользования вследствие качественного и количественного истощения водных ресурсов, что связано, в первую очередь, с загрязнением и нерациональным использованием воды.

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов Земли независимо от места их обитания. Сегодня во многих морях и, особенно в их шельфовой зоне, сложилась кризисная или близкая к ней ситуация. В результате интенсивного загрязнения моря с суши (сточные, ливневые и дренажные воды и др.), дампинге грунтов при ремонтном черпании в портах, аварийных разливах токсичных веществ в море и иных негативных воздействиях на водный объект, наблюдаются процессы деградации экосистем, часть биоценозов в прибрежной зоне полностью или частично изменена (уничтожена), процессы самоочищения - нарушены.

Негативное воздействие на водный объект – антропогенная де­ятельность человека, связанная с реализацией эконо­мических, культурных, рекреационных интересов.

Для выхода из сложившейся ситуации необходимо, в первую очередь, привести темпы загрязнения морских экосистем в равенство с темпами самоочищения и самовосстановления этих экосистем. Природно-ресурсный потенциал экосистем должен быть равен или больше уровня темпов изменения морской среды, как сферы жизни многих организмов.

Особая роль в вопросе обеспечения устойчивого функционирования естественных или сложившихся экологических систем, сохранения биологического разнообразия, улучшения состояния экологической системы в пределах водных объектов или их участков и предотвращения негативного воздействия в результате хозяйственной и иной деятельности принадлежит экологическим нормативам (нормативы качества) – величина антропогенной нагрузки, рассчитанная на основании экологических регламентов и получившая правовой статус.

В настоящее время используются разные нормативы каче­ства водной среды, функции которых различны. Одни нормативы (например, рыбохозяйственные) дают оценку среды обитания флоры и фауны, другие (санитарные) – лимитируют вредные химические или микробиологические воздействия и пр. Однако все нормативы объединяет то, что они определяют качество водной среды, используемой человеком для тех или иных целей.

К количественным и качественным показателям состояния водного объекта относятся: расход воды, скорость течения, глубина водного объекта, температура воды, рН, БПК и другие гидрохимические и гидробиологические показатели, принятые по ГОСТ 17.1.1.01-77 [3]. Для оценки экологического состояния водного объекта, его характеристики по совокупности количественных и качественных показателей применительно к видам водопользования используют критерии качества вод.

Критерий качество вод – признак или комплекс признаков, по которым производится оценка качества воды. Например, экологический критерий качества вод учитывает условия нормального во времени функционирования водной экологической системы, рыбохозяйственный - пригодность ее для обитания и развития промысловых рыб и промысловых водных организмов.

Для определения силы воздействия на водную экосистему антропогенных факторов различной природы Матковским А.К. предложен индекс отклонения от фонового состояния экосистемы. Индекс достаточно надежно регистрирует любое существенное воздействие на водоем, которое проявляется в виде изменений количественных и качественных характеристик зообентоса или зоопланктона.

В отличие от других используемых в гидробиологии индексов для оценки качества вод, индекс отклонения от фонового состояния экосистемы не характеризует состояние водной среды в рассматриваемый период, а устанавливает степень негативного воздействия на водоём или его часть. Исходя из этого, данный индекс может быть применен в мониторинговых исследованиях в качестве одного из критериев при определении пределов допустимости вредного воздействия на водный объект.