Океану, особенно его прибрежной зоне, принадлежит ведущая роль в поддержании жизни на Земле, поскольку около 70% кислорода, поступающего в атмосферу планеты, вырабатывается в процессе фотосинтеза планктона.

Мировой океан покрывает 2/3 земной поверхности и дает 1/6 часть всех белков животного происхождения, потребляемых населением в пищу.

Океан и моря испытывают нарастающий экологический стресс из-за загрязнения, хищнического вылова рыбы и моллюсков, разрушения исторически сложившихся нерестилищ рыбы, ухудшения состояния берегов и коралловых рифов.

В настоящее время ведущие страны мира принимают меры по охране природы Мирового океана. Это Международная конвенция по китобойному промыслу 1946 года, учреждение 200-мильных экономических зон решением Третьей конвенции ООН по морскому праву, национальные законодательства, регулирующие морской промысел и предусматривающие охрану морских биологических ресурсов. Тем не менее, в настоящее время ни проблема истощения биологических ресурсов океана, ни проблема загрязнения морской воды не решены.
 

1.      МИРОВОЙ ОКЕАН

 

Главная особенность Мирового океана - его огромные, подавляющие размеры. Широко известно избитое, но тем не менее верное замечание о том, что наша планета должна бы называться не Земля, а Океан. Мировой океан занимает 71% всей поверхности планеты. Важнейшее глобальное следствие такого соотношения суши и моря в его влиянии на водный и тепловой баланс Земли. Испарение с поверхности океана является как главным источником воды в глобальном гидрологическом цикле, так и важным компонентом глобального теплового баланса. Мировой океан это также и огромный аккумулятор веществ, содержащий их в растворенном количестве (средняя концентрация растворенных веществ в морской воде, или ее соленость, - 35 г/л).

Также Мировой океан принимает участие в круговороте минеральных веществ на Земле. С речным стоком в океан поступает ил и песок - продукты водной эрозии материковых пород. Этот материал в океане отлагается в виде донных осадков, с участием живых организмов формируя осадочные породы.

По мнению большинства современных учёных, жизнь на Земле появилась именно в океане. Доказательством этого служит то, что минеральный состав внутренней среды организмов (кровь, лимфа) почти идентичен минеральному составу морской воды.

В Мировом океане представлены все типы животных, многие из которых живут только в морской воде, все группы низших и отдельные типы высших растений, многие простейшие и грибы. Микрофлора Мирового океана изучена ещё не полностью, но она также очень многочисленна.

Это обстоятельство играет значительную роль в стабилизации биогеохимичеких циклов и экосферы в целом

Мировой океан активно используется человеком следующим образом:

. Океан - среда для морских перевозок;

. Океан - источник пищевых ресурсов;

. Океан - источник минеральных ресурсов;

. Океан - источник рекреационных ресурсов;

. Океан - геополитический фактор. С глубокой древности и до наших дней экономический потенциал страны и её политическое положение во многом определяются наличием у данной страны выхода к морю. Столицы многих имеющих выход к морю развивающихся стран - это их основные торговые порты (Дакка - столица Бангладеш, Монтевидео - столица Парагвая). Особое положение Великобритании в Европе, благодаря которому её в значительно меньшей степени, чем Германию и Францию, затрагивали европейские вооружённые конфликты, обусловлено тем, что она полностью окружена морем;

. Океан - место захоронения опасных отходов.

Именно с характером использования Мирового океана человеком связаны его основные экологические проблемы.

2.      ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА, ВЛИЯЮЩАЯ НА СОСТОЯНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

 

В ХХ веке давление на природу со стороны человеческого общества резко возросло. Так, за последние 30 лет в мире было использовано столько природных ресурсов, сколько за всю предшествующую историю человечества. Возросли масштабы возвращения в природу отходов, что вызвало угрозу загрязнения окружающей среды. По данным ученых, на сегодняшний день на каждого жителя планеты приходится (условно) 200 кг отходов. Деятельность в бассейнах рек, приводящая к изменениям гидрологического режима морей. Деятельность человека в бассейнах рек (расширение площади пашни, строительство оросительных систем, вырубка лесов, применение удобрений и пестицидов, разнообразное строительство и др.) влияет на гидрологическим режим рек, а через него и на режим морей, в особенности замкнутых.

В начале XX в., вследствие, главным образом, расширения земледелия, антропогенная доля потока наносов с суши в море была больше естественной. В настоящее время плотины на реках и ирригационные системы, построенные преимущественно во второй половине этого столетия, перехватывают и значительно снижают сток наносов и адсорбированных на них биогенных веществ, в особенности соединений фосфора.

Речной сток увеличивающихся в моря затрат также воды на в целом испарение несколько, ниже главным вследствие образом из-за развивающегося орошения. Снижение стока рек приводит к росту солености морских вод в замкнутых морях и заливах.

Порты нуждаются в постоянном проведении землечерпательных работ с перемещением большого количества наносов. Чистые наносы, хотя и вызывают необходимость землечерпания, особого вреда не приносят. Однако около 10% землечерпательного материала бывают загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, биогенными и хлорорганическими соединениями. Проток дельты Невы, Екатериновка, содержит около 40 кг свинца на тонну накопленного на дне песка и ила. На морском дне одного из основных рукавов дельты Рейна, проходящего через крупнейший в мире порт г. Роттердама (Нидерланды), намыт искусственный остров из загрязненных наносов. Остров непригоден для обитания, но может быть использован для производственных целей, например складов. Загрязненными насосами можно в определенной степени управлять: сбрасывать на край шельфа, затем чтобы они потом перемещались благодаря силам гравитации в более глубокую зону материкового склона; покрывать загрязненный материал чистым; сосредотачивать наносы в специальных зонах ограниченного доступа.

Специальной проблемой является сброс промышленных отходов и отстоя очистных сооружений. Эти вещества могут быть чрезвычайно токсичными. Такие сбросы без обработки нельзя назвать иначе, как варварство.

Особая проблема - распространение пластикового мусора на поверхности вод. Даже в открытом океане его встречается много. Это брошенные и потерянные сети, поплавки, упаковка товаров, бутылки и пр. Такой мусор практически не разлагается и остается на поверхности воды или на пляжах очень долгое время. Некоторые морские животные и птицы заглатывают пластиковых мусор, что приводит к неблагоприятным последствиям и даже их гибели.

Перевозка опасных веществ - важный фактор загрязнения вод. В особенности это относится к перевозке нефти и нефтепродуктов. Судоходство обеспечивает примерно половину антропогенного поступления нефти в Мировой океан. Карты загрязнения океана нефтью и основных морских линий в основном совпадают.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Наиболее угрожают чистоте водоемов нефтяные масла. Эти очень стойкие загрязняющие вещества могут распространяться на расстояние более 300 км от источника. Легкие фракции нефти, плавая по поверхности, образуют пленку, изолирующую и затрудняющую газообмен. При этом одна капля нефтяного масла образует, растекаясь по поверхности, пятно диаметром 30-150 см, а 1т - около 12 км нефтяной пленки.

океан гидросфера мусор охрана

Рис.1 - Нефтяное загрязнение в Мировом океане

Толщина пленки измеряется от долей микрона до 2 см. Пленка нефти обладает большой подвижностью, стойка к окислению. Нефтяная пленка прекращает поступление в воду кислорода, нарушает влаго - и газообмен, губит планктон и рыбу. И это только малая часть того вреда, который приносит нефть морской воде и ее обитателям.

3.      ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

 

Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение вод. Значительно реже - радиоактивное, механическое и тепловое.

Химическое загрязнение - наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и др. Этот вид загрязнения носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.).

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлак, ил и др.)

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов - сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

4.      ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

 

Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды, микробиологического загрязнения, эвтрофирования (эвтрофирование вод - повышение биологической продуктивности водных объектов) и других крайне неблагоприятных процессов. Губительное воздействие оказывают тяжелые металлы (кадмий, свинец, никель), фенолы и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке нефтепродуктов, солей, тяжелых металлов и др. В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части численности популяции байкальской нерпы.

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Экологические последствия выражаются в следующих процессах и явлениях:

·        нарушение устойчивости экосистем;

·        прогрессирующая эвтрофикация;

·        накопление химических токсикантов в биоте;

·        возникновение мутагенеза;

·        загрязнение прибрежных районов моря.

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате накопления по длинным пищевым цепям. При этом различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.

5.      МЕРЫ ПО ОЧИСТКЕ И ОХРАНЕ ВОД

 

Наиболее серьезной проблемой морей и океанов в нашем столетии является загрязнение нефтью, последствия которого губительны для всей жизни на Земле. Поэтому в 1954 году в Лондоне прошла международная конференция, ставившаяся целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. На ней была принята конвенция, определяющая обязанности государств в этой области. Позже в 1958 году в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, о территориальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами и другими вредными веществами. Прошедшая в 1973 году в Лондоне конференция приняла документы по предотвращению загрязнения с судов. Согласно принятой конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном положении и не наносят ущерб морю. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе в порт.

Запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки. Институт океанологии РАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров, полностью исключающий попадание нефти в акваторию. Он заключатся в добавлении к промывной воде нескольких поверхностно-активных веществ (препарат МЛ), что позволяет осуществить на самом судне очистку без сброса загрязненной воды или остатков нефти, которую можно впоследствии регенерировать для дальнейшего использования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т нефти.В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Многие современные танкеры имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая оболочка.

Капитаны судов обязаны фиксировать в специальных журналах сведения обо всех грузовых операциях с нефтью и нефтепродуктами, отмечать место и время сдачи или слива с судна загрязненных сточных вод. Для систематической очистки акваторий от случайных разливов применяются плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения растекания нефти используются физико- химические методы. Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться вторично в качестве сорбента. Такие препараты очень удобны из-за простоты применения и невысокой стоимости, однако их массовое производство пока не налажено. Также существуют сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Некоторые из них могут собирать до 90% разлитой нефти. Главное требование, которое к ним предъявляется, - это непотопляемость. После сбора нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить путем разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Но при этом эти вещества должны быть биологически безопасны.

В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай сагге» выпустила реактив ASWW, основной компонент которого - специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью. Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.

Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел американские ученые создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране между корпусами поместили своеобразную штору из этого материала, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно, нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в приготовленную емкость. С 1993 года был запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число их неуклонно растет. Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы стали разрабатываться проекты очистки ЖРО. В 1996 году представители японских, американских и российских фирм подписали контракт на создание установки по переработке ЖРО, скопившихся на Дальнем Востоке России. На реализацию проекта правительство Японии выделило 25,2 млн. долларов. Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением новых методик очисток акваторий невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем странам сообща, - предотвращение загрязнения.
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В настоящее время использование Мирового океана человеком и хозяйственная деятельность людей вызвали где локальные, а где и глобальные экологические проблемы и нарушения функционирования морских экосистем. В результате деятельности человека исчезли отдельные виды фауны, некоторые другие виды находятся на грани уничтожения. Некоторые области морей подверглись сильному загрязнению, которое кардинально нарушило функционирование местных экосистем. Пестициды обнаруживаются там, где их не применяли, и в организмах, против которых эти пестициды не применяли: в организмах полярных животных, китов, в рыбе. Застройка приморских территорий приводит к уничтожению части прибрежных экосистем, неразрывно связанных с океаном. Рыбные ресурсы океана в последнее время истощаются.

Угрозы, которые несёт экологический кризис Мирового океана, на сегодняшний день понятны всему человечеству: это уменьшение улова рыбы, потеря уникальных мест отдыха людей, общее отравление биосферы и затем людей. И уже начали приниматься реальные меры юридического характера (утверждение природоохранных международных конвенций и соглашений, национальных законодательных актов и контроль над их исполнением), меры по искусственному возобновлению биологических ресурсов морей (марикультура), созданы морские заповедники (Флоридский заповедник в США специализирован на охране ламантина). Несмотря на браконьерский лов, началось восстановление популяции усатых китов в Мировом океане. Создаются искусственные насыпные острова для застройки.

И всё же глобальные экологические проблемы океана пока ещё далеки от решения. Одна из важнейших задач современной океанологии - исследование происходящих в океане процессов и предотвращение экологического кризиса - начала реализовываться.