ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ «ЭНЕРГИЯ БУДУЩЕГО – 2005»
ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИРОВОГО
ОКЕАНА: ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ
Автор работы:
БАРАНОВА МАРИНА
11 класс, МУ «СОШ № 000» ЗАТО Северск
Руководитель работы:
МАМОНОВА НАТАЛЬЯ ВИКТОРОВНА,
кандидат биологических наук,
учитель биологии МУ «СОШ № 000» ЗАТО Северск
Контактный телефон:
(38рабочий)
Адрес электронной почты:
*****@***ru
При такой площади и объеме Мирового океана просто не верится, что его можно загрязнить, а тем более подвергнуть опасности. Тем не менее, это так. Все естественные загрязнения океана: сток продуктов разрушения горных пород, вынос реками органических веществ, попадание в воду вулканического пепла и т. д.- прекрасно сбалансированы самой природой. Морские организмы приспособлены к подобным загрязнениям, и, более того, они не могут без них жить. В сложной экологической системе Мирового океана все вещества, попадающие в воду естественным путем и в соответствующих количествах и концентрациях, успешно перерабатываются без всякого ущерба для обитателей моря, которые все время продолжает оставаться чистым.
В морскую среду ежегодно привносятся человеком миллиарды тонн отходов, что несет опасность для здоровья людей, ущерб живым ресурсам, помехи морской деятельности и пр. Известно, что немалая часть населения и промышленного потенциала мира сосредоточена в узкой, до 500 километров в глубину, прибрежной полосе континентов, причем, как правило, в близи рек. Эти участки суши являются морскими водосборными бассейнами. Наиболее уязвимы и наименее приспособлены к борьбе с антропогенным воздействием внутреннего моря. С океанами их соединяют узкие и неглубокие проливы, поэтому водообмен идет медленно.
В настоящее время определяется основной круг проблем загрязнения морской среды. Самыми острыми из них признаны присутствие в морской воде отравляющих веществ, источник которых – захороненное на морском дне химическое оружие, радиоактивное заражение морей сточными водами атомных электростанций и заводов по переработке ядерных отходов, антропогенное загрязнение морских вод (и особенно прибрежной зоны); чрезмерно интенсивная эксплуатация морских природных ресурсов; ускоренная эвтрафикация (обогащение органикой) и, как следствие, цветение воды из-за массового распространения сине-зеленых водорослей, уменьшение прозрачности морской воды и снижение биологического разнообразия; деградация мест обитания диких животных и птиц.
За последние десятилетия интенсивность жизни в мировом океане снизилась на треть. Загрязнение морской среды приводит и к глобальным изменениям климата. Нефтяная пленка, покрывающая обширные акватории, нарушает физический обмен между морской водой и атмосферой, более чем на половину уменьшая испарение и приводя к нагреву воды, а также масс воздуха над поверхностью моря. Вследствие этого последние меньше насыщается водяными парами, и круговорот воды в природе замедляется со всеми негативными экологическими последствиями.
Мировой океан пока еще способен к самоочищению, однако его загрязнение, связано со стремительным ростом производства и потребления, особенно в промышленно развитых странах, грозит в ближайшие годы перейти этот предел. В связи с этими заметим, что морские суда не являются главным источником загрязнения Мирового океана, хотя доля их вины значительна. Сточные воды с судов подразделяются на три группы: фановые, или фекальные; хозяйственно-бытовые, включая стоки из камбузов, душей, прачечных и др.; подслановые, или нефтесодержащие. Для фановых сточных вод характерно высокое бактериальное (коли-индекс достигает ), а также органическое загрязнение (химическое потребление кислорода достигает мг/л). Никакая страна не может самостоятельно справиться с этой глобальной проблемой. Среди международных организаций, занятых разработкой и принятием мер по предотвращению и минимизации загрязнения морской среды, ведущее место принадлежит Международной морской организации (ММО). В рамках программы ООН по окружающей среде функционирует глобальная система мониторинга. Большой вклад в решение проблемы вносят Межправительственная океанографическая комиссия ЮНЕСКО (МОК) и Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ). Эти организации приняли множество документов, предусматривающих запрещение, предотвращение, сокращение и регламентацию загрязнения морской среды.
Вместе с тем, несмотря на прогрессивную направленность мер, предлагаемых международными организациями, десятки стран пренебрегает указанными нормами. Прежде всего это связано с крупными затратами, необходимыми для модернизации имеющихся и строительство новых судов. Главное же в том, что современным судам постоянно требуются обслуживание. Необходимы также проектирование, строительство и замена 45 тысяч судов, осуществляющих ныне перевозку коммерческих грузов в мире, и примерно такого же количества вспомогательных судов. Укажем, далее, что очистное оборудование (нефтеводяные сепараторы, автоматизированные системы сброса нефти, различные фильтры, установки обработки твердых остатков и пр.) производятся только в индустриально развитых странах /6/.
Иногда за рубежом появляются в печати фотографии различных водоемов, поверхность которых покрыта какими-то белыми хлопьями. Это не что иное, как последствия загрязнения водоемов моющими средствами – детергентами. Это-то Бреховских и видел в Северном море. Детергенты не только портят внешний вид района, но и крайне вреден для всего животного мира. Бытовые сточные воды – это вода из кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, бытовых помещений промышленных предприятий и другие. В бытовых сточных водах органическое вещество в загрязнениях составляет 58 %, минеральные вещества 42 %.
Борьба с этими загрязнениями происходит по всем линиям. Опять-таки существует микробиологический метод, когда в борьбе помогают микроорганизмы, разлагающие молекулы детергентов на различные составляющие, которые затем можно абсорбировать, перевести в новое состояние, изъять из воды.
Современное сельское хозяйство по количеству и ассортименту различного рода потребляемых им химических веществ занимает весьма «почетное» место в числе загрязнителей Мирового океана. С полей попадают они в реки, а затем в моря и океаны. Именно эти, столь полезные и просто необходимые для прогресса современного земледелия и садоводства вещества весьма пагубно влияют на жизнь океана. Инсектициды, прекрасно уничтожающие вредных насекомых суши, столь же радикально распространяются с некоторыми обитателями моря. Под их удары попадают, например, ракообразные. С появлением внутри вод океана инсектицидов (эти вещества свободно плавают на различных глубинах) связан и процесс ингибиции – подавление жизни фито планктона, т. е. уменьшения продукции фотосинтеза. Но ведь именно фотосинтез дает исходное звено в пищевой цепи океана. Значит, это тоже сигнал для тревоги. Возьмем, например, известный и в свое время широко использовавшийся в сельском хозяйстве препарат ДДТ из семейства хлорорганических соединений. Во многих странах, и в том числе у нас, его применение теперь запрещено ввиду его вредного воздействия на биоту. Однако он все еще распространен в развивающихся странах в силу своей дешевизны и эффективности. Ежегодно производится многие десятки тысяч тонн этого продукта. Значительная часть его через реки, а также атмосферу попадает в воды океана. В океане ДДТ поглощается живыми организмами и с ними попадают к человеку на стол. Опасность заключается в том, что многие морские обитатели концентрируют ДДТ. Например, концентрация этих веществ в теле некоторых устриц оказалось в 70 тысяч раз больше, чем в окружающей воде. Для рыб соответствующие цифры составляют от 100 до 10000!
Аналогичная картина наблюдается и с другими загрязнителями, в частности с ртутью. Могу привести пример, который относится к одной из развитых капиталистических стран. Лет 10 назад вблизи столицы Швеции Стокгольм резко поднялось содержание окиси ртути в тканях рыб. Ситуация обострилась до такой степени, что в приказном порядке пришлось прекратить ловлю рыбы в этом регионе. Оказалось, что причина появления токсических веществ в море – небрежное отношение ряда предпринимателей к охране природы. Ртуть поступала из внутренних водоемов Швеции – рек и озер, куда она попадала со стоком промышленных вод лесной промышленности. Надо сказать, что протесты общественности повлияли. Был предпринят ряд мер, установлен строгий контроль за очисткой стоков, за технологическими процессами и т. д. Положение резко улучшилось уже за 4 года. Все можно сделать, если, конечно, захотеть!
В химическом отношении более безобидным, но в эстетическом отношении совершенно неприменимым является самое обычное замусоривание океана. Даже в самых удаленных районах Мирового океана Бреховских то и дело видел целлофановые пакеты, деревянные ящики, картонные коробки, пустые бутылки, плавающие на поверхности воды. Такого мусора по приблизительным подсчетам сбрасывается в океан (в основном с кораблей) около 6 миллионов тонн в год. Много из этого «богатства» выносится на пляжи. Пляжи загрязняются и с моря, и с берега.
Еще один вид совершенно особого загрязнения океана – отходы атомной промышленности. В океан в определенных местах постоянно сбрасываются жидкие и твердые радиоактивные отходы (с небольшой активностью) в контейнерах. Как будто при этом не появляется непосредственной опасности для океана и его обитателей, поскольку это происходит при полном контроле Международного агентства по атомной энергии, под эгидой которого и были разработаны допустимые нормы сброса радиоактивных материалов в океан. Но все-таки нужно быть очень осторожным. Радиоактивные вещества могут аккумулироваться в организмах морских обитателей. Так, например, за счет биоаккумуляции радиоактивности водорослей возрастает в 1200 раз, а печени рыб – в 300000 раз. Кроме того, это относится не только к любому загрязнению. Недопустимыми нормами являются совсем не те, при которых обитатели моря погибают или при которых сильные дозы радиоактивных или других вредных веществ попадают через рыбу на стол человека. Недопустимыми являются даже самые малые количества различных веществ, если они действуют разными способами на живые организмами, вызывают сложные побочные явления. Так, например, под влиянием загрязняющих веществ может ослабиться сопротивляемость обитателей моря к различным инфекциям. Некоторые загрязняющие вещества, в том числе ароматические углеводороды, обладают наркотическим действием – усыпляют рыб, свинец способен замедлять работу их ферментного аппарата; ДДТ отрицательно влияет на передачу импульсов в первой системе рыб и т. д., и т. д. Вот почему даже к малым радиоактивным загрязнениям океана нужно подходить с осторожностью.
Но дело может принять катастрофический оборот, если в океан начнут сбрасывать высокоактивные вещества, также являющиеся отходами атомной промышленности. Эти соединения и очень вредны, и обладают большим периодом полураспада. Они могут оставаться радиоактивными миллионы лет. Пока во многих странах не найден путь, как избавляться от этих отходов. В свое время, лет 20 тому назад, в США был, выдвинут проект, опускать контейнеры с этими высокоактивными отходами в самые глубокие впадины океана. Предполагалось, что там нет никаких течений, и контейнеры будут, лежат сколько угодно, не заражая океан. Но работами советских ученых было показано, что вода перемещается даже в самых глубоких впадинах, и если контейнеры каким-нибудь образом будут повреждены, то радиоактивность будет разнесена по всему океану.
Более того, оказалось, что самые глубокие впадины – самые опасные места для такого рода хранилищ. Действительно, согласно современным воззрениям как раз здесь одна литосферная плита пододвигается под другую и происходит частные землетрясения и извержения вулканов. Так что на морском дне даже трудно найти более неподходящее место таких сбросов. Советскими учеными была развернута кампания за запрещения такого рода захоронений, и они не состоялись.
Но что же все-таки делать с радиоактивными веществами? Конечно, самый надежный способ, казалось бы, безопасный для Земли, состоит в том, чтобы запустить их космос на какую-нибудь отдаленную орбиту, откуда ничто не возвращается к Земле. Но, во-первых, это не очень просто: при запуске может случиться авария, и тогда наверняка – катастрофа, во-вторых, это очень дорого. Проблема пока не решена. А в США эти вещества пока временно хранятся в громадных бетонных хранилищах с толстыми стенками /2/.
Стыдно в этом сознаваться, но человечество давно уже включило реки, моря и океаны в систему… канализации. Сточные воды сливаются в акватории чаще всего даже без предварительной очистки. «Зачем возиться? Неисчислимые полчища бактерий – могильщиков живо разложат всю нашу гадость на минеральные и органические соединения…», - так примерно пытается человек оправдать свои действия. И – ошибается! В любой экосистеме элементов образуется ровно столько, сколько ей необходимо. Так и могильщиков образуется не более чем нужно для переработки умерших обитателей глубин. На наши же отходы дармовых работников не хватает. И более того: не переработанные отходы умерщвляют морскую живность, что еще прибавляет работы трудягам бактериям.
Промышленные и городские отходы выносят в океан, в основном, реками, сотни миллионов тонн цинка, свинца, меди, мышьяка, кадмия, ртути… Все эти яды откладываются в тканях морских обитателей. Скажем, североморская треска в одном килограмме своей массы содержит до 0,8 грамм ртути, всосавшейся в нее из загрязненной воды. Подсчитано, что, съев 5-8 таких рыбин, человек получает столько смертельно опасной ртути, сколько ее содержится в медицинском термометре /1/.
В сточных водах химических предприятий находится много фенолов, которые не только придают воде резкий, неприятный запах, но и нарушают биологические процессы в водоемах. Стоки многих предприятий, а также шахтные и рудные воды содержат значительные количества цинка и меди. Появившиеся в последние десятилетия в сточных водах синтетические поверхностно – активные вещества резко ухудшает биологическую очистительную способность воды. Даже относительно небольшие концентрации их ведут к прекращению роста водной растительности, неприятному запаху, иногда образуют стойкие скопления пены.
Тепловые и атомные электростанции, потребляющие огромные количества воды и сбрасывающие в водоемы подогретые воды, ведут к тепловому загрязнению водоемов, нарушают их термический, гидрохимический и гидробиологический режимы.
Один из крупных источников загрязнения вод – сельское хозяйство. Основные загрязняющие ингредиенты в поверхностном стоке с сельскохозяйственных угодий – частицы почвы, органическое вещество (гумус), удобрения и пестициды, вредные организмы. Из вынесенных на склоновые земли удобрений вымывается до 20 % азота, 2-5 % фосфора и 10-70 % калия. Вынос пестицидов с богарных земель достигает 1 % от внесенного в почву их количества, с орошаемых – до 4 %.
Поскольку стоки с полей невозможно пропустить через очистные сооружения, опасность загрязнения вод удобрениями и пестицидов огромна. Биогенные вещества способствуют интенсивному «цветению» воды и приводит к нарушению процессов самоочищению. При отсутствии жижесборников и навозохранилищ отходы животноводческих
ферм и комплексов, располагающихся на берегах водоемах и рек, смывают ливневыми стоками или просто спускается в водные объекты. А ведь эти отходы содержат яйца гельминтов и патогенны микроорганизмы. На территории СНГ животноводческие предприятия спускают в водоемы более одного миллиарда метров кубических отходов. Это соответствует по степени загрязнения биогенными элементами количество бытовых вод от городов суммарной численностью населения около 300 000 000 человек.
Многие реки, преимущественно на севре и в горных районах, загрязняются при сплаве леса, прежде всего на тех участках, где осуществляются молевый сплав. До 10% бревен тонут и остаются лежать на дне. На дно же оседает и кора, сдираемая с бревен при их ударах о камни, друг о друга и о берега. Затонувшая древесина медленно разлагается, поглощая из воды кислород и отравляя ее фенолами и другими вредными веществами. В некоторых районах водные объекты загрязняются при добычи полезных ископаемых /5, 7/.
Через пролив Ла-Манш (между Францией и Великобританией), ширина которого составляет 29 км., ежесуточно проходят более 1000 судов, которые часто попадают в аварийные ситуации. Это особенно опасно, если учитывать, что многие из них везут нефть. 12.12.2002 года танкер Erika потерпел катастрофу и западного побережья Франции. Судно, загруженное 30 000 тонн нефтепродуктов, разломилось на двое. Несмотря на содействие флота Испании и других европейских стран, нефтяное пятно все-таки достигло берегов Франции.
В настоящее время команда специалистов и их добровольные помощники пытаются очистить пляжи Франции от нефтяного загрязнения. Толстая пленка нефти, по густоте напоминающая вязкую жевательную резинку, на десятки километров покрыло Французское побережье океана…
По сведениям ученных Калифорнийского университета, только на севере Тихого океана в воде можно найти более 5 000 000 штук старой обуви, 35 000 000 пустых пластиковых бутылок и около 70 000 000 стеклянных. Такая информация появилась после того, как ученные сосчитали все, что было выловлено из океана специальными очистительными командами. Известный покоритель морей Жак Ив Кусто как-то написал: «Море стало сточной канавой. Поэтому не следует удивляться, что мало помалу из этой сточной ямы уходит жизнь».
Во время выбросов нефти особенно страдают птицы, ведь нефть пропитывает перья. После этого перышки начинают промокать и сильно тяжелеют. В результате даже водоплавающая птица может запросто утонуть! А если она попытается выбраться из нефти, то испачкается еще хуже, может ослепнуть и смертельно отравиться.
Больше всего жизнь в мировом океане вредят нефтяные пятна. В результате утечки нефти при ее добычи и транспортировки в мировой океан каждый год попадает от трех до 10 000 000 тонн нефти. Из космоса видно, что около более одной трети всей его поверхности покрыто маслянистой пленкой, которая губит под водой все живое.
Что бы «Устроить» опасную нефтяную пленку размеров в 1 км2, нужно вылить в море всего один литр нефти!
Одни из главных загрязнителей поверхности океана – нефть и нефтепродукты. Экологической катастрофой грозят аварии супертанкеров, перевозящих по несколько сот тысяч тонн нефти. Но основная масса нефтепродуктов сносится в океан с суши. Около 60% загрязнения дают автотранспорт. Это мытье в ручьях, реках, озерах автомашин, слив бензина и масла /4/.
В период между 1973 и 1984 годах в США институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено до 12 000 случаев загрязнения вод нефтью. Большинство зафиксированной разлитой нефти было не значительно и требовал проведения специальной очистки поверхности океана. Общее количество разлитой нефти колеблется от 8,2 миллионов галлонов (1 галлон равен 3,8 литра)в 1977. До 21,5 миллионов галлонов в 1985 году. В период между 1970 – 1982 годах в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров и 17 000 второстепенных случаев разливания нефти.
В годах Советским союзом в водах Ледовитого океана были затоплены ядерные отходы суммарной активностью 2,5 миллионов кюри – в этом числе 15 реакторов и экранная сборка атомного ледокола «Ленин», 13 реакторов аварийных атомных подводных лодок (включая 6 с не выгруженным ядреным топливом). 3 реактора и экранная сборка с частично не выгруженным топливом ледокола «Ленин» были затоплены в Новой Земли.
Черная металлургия. Объем сбрасываемых сточных вод составляет 11934 миллионов м2 , сбор загрязненных сточных вод достиг 850 миллионов метров кубических.
Цветная металлургия. Объем сброса, загрязненных сточных вод превысил 537,6 миллионов метров кубических.
Нефтеперерабатывающая промышленность. В поверхности водоемов предпринимателями отрасли было сброшено 543,9 миллионов метров кубических сточных вод.
Химическая и нефтехимическая промышленность. В природные водные объекты сброшено 2467,9 миллионов метров кубических сточных вод.
Машиностроение. Сброс сточных вод травильных и гальванических цехов предприятий машиностроения, например, в 1993 году составил 2,03 миллиардов метров кубических, в том числе, загрязненных – 0,95 миллиардов метров кубических.
Газообразные токсические вещества, такие, как окись углерода, двуокись серы, поступают в морскую воду из атмосферы. По подсчетам Калифорнийского технологического института в мировой океан с дождями ежегодно осаждается 50 000 свинца, попадающего в воздух с выхлопными газами автомобилей /3/.
Итак, подведем итоги. Океан явно не здоров: под угрозой здоровья тех живых организмов, в частности рыб, которыми мы питаемся. Через них к нам на стол могут попасть очень вредные вещества. В опасности находится климат нашей планеты ибо поверхностная нефтяная пленка изменяет взаимодействие атмосферы и океана.
Нездоровье океана, и особенно прилегающих к нему морей, сказывается и в том, что под влиянием загрязнения изменяется в худшую строну биологические состав его населения. Примером может служить изменение состава рыб и широкое распространение медуз в Черном море /2/.
Литература
1. Агеева наш мир. Книга
2. Бреховских и человек: настоящее и будущее - 1987
3. Новиков , окружающая среда и человек - 1990
4. Петров экология - 1991
5. Подкопаев рекомендации по проведению уроков с учащимися по курсу ОБЖ // Журнал ОБЖ - №
6. Синецкий деятельность в условиях глобализации - №
7. Шибецкий рекомендации по проведению уроков с учащимися по курсу ОБЖ // Журнал ОБЖ - №
