Химическое загрязнение гидросферы. Эвтрофикация, нефтяная пленка, концентрация загрязнений по трофическим цепям.

Загрязнение континентальных и океанических вод - это проблема наших дней. Водный кризис шунтуя промышленно развитые страны, окраинные моря, развивающиеся примы с засушливым климатом, где сельскохозяйственное производство ограничено отсутствием влаги.

Многочисленны твердые загрязняющие вещества могут растворяться в воде или же во взвешенном состоянии переноситься на огромные расстояния от мест сброса. Вследствие гомогенности водной среды отравляющие вещества оказывают воздействие на все организмы, обитающие ниже по течению реки, а в некоторых случаях и в море,

куда она впадает.

Другая особенность проблемы загрязнения вод состоит в том, что вода содержит относительно небольшое количество растворенного кислорода. С повышением температуры воды содержание кислорода в воде падает, а при одинаковой температуре оно значительно меньше в морской воде, чем в пресной. Кислород относится к лимитирующим факторам для большинства организмов как в пресных, так и в соленых водах. Факторы, сдерживающие развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями называются лимитирующими,

Относительно низкое содержание кислорода в водной среде чревато опасными последствиями для фауны пресных и морских вод:

пресноводные и морские животные для удовлетворения метаболических потребностей нуждаются в интенсивной циркуляции, которая обеспечивает жабрам контакт с огромным объемом воды, что необходимо для того, чтобы извлечь, достаточна количество кислорода. Это сильно увеличивает риск поглощения летальных (смертельных) доз того или иного токсичного вещества;

морские животные могут ощущать недостаток кислорода, если под воздействием естественных или искусственных факторов температура воды повышается.

Температура служит ограничивающим биотическим фактором в океанических и континентальных водах, так как большинство живущих в них организмов -стенотермные, то есть могут переносить лишь небольшие колебания температур. В связи с этим колебания температуры, выходящие за пределы естественных, могут вызвать катастрофические потрясения в биоценозах водной среды. В частности, тепловое загрязнение, возникающее вследствие сброса теплых вод в реки электростанциями является в настоящее время одной из основных проблем загрязнения окружающей среды.

Среди многочисленных факторов, способствующих загрязнению воды, различают следующие: биологические (микроорганизмы и способные к брожению органические вещества), химические (всевозможные токсичные или изменяющие состав водной среды вещества) и физические (нагревание, радиоактивность).

Биологическое загрязнение вод

Биологическое загрязнение приводит к сильному бактериологическому загрязнению воды, способствует распространению таких серьезных патогенных заболеваний, как тиф, дизентерия, кишечные инфекции.

Кроме городских сточных вод биологическому загрязнению способствуют стоки вод различных предприятий пищевой промышленности: боен, молочных и сахарных заводов, сыроварен и т.д. По загрязнению код органикой целлюлозно-бумажная промышленность стоит на одном из первых мест, так как ЦБК выбрасывает воды, богатые органическими соединениями (глюцидами), обладающими способностями к быстрому брожению. ЦБК средней мощности загрязняет воду в той же степени, что и город с населением 6500/000 жителей.

Органическое загрязнение обычно оценивают биохимическим потреблением кислорода за 5 сут. (БПК5). Это позволяет определить, какое количество кислорода необходимо микроорганизмам-деструкторам для полной минерализации всего нестойкого органического вещества, содержащеюся в одном литре загрязненной воды. В Париже БПК₅ равно 70г/сут. на одного человека. Вода считается питьевой, если количество содержащихся в ней органических веществ соответствует БПК₅ менее 5мг/л, что намного превышает величину БПК$ для Парижа.

Химическое загрязнение вод

Химическое загрязнение вод происходит в результате выброса в них различных химических соединений, используемых в сельском хозяйстве, а также отходов металлургических и других предприятий.

Такими соединениями, обладающими высокой токсичностью, являются производные ртути. Мировое производство ртути в настоящее время превысило 10 тыс. в год. Кроме того, еще 3 тыс. т ежегодно выбрасывается в атмосферу при сжигании ископаемого топлива. Около 20% этого количества находит применение в промышленности, остальное же попадает в окружающую среду. Ежегодно реки приносят в океан около 5 тыс. т ртути.

Загрязнение континентальных и океанических вод углеводородами - одно из основных видов загрязнения гидросферы современным цивилизованным обществом. Тот факт, что сущее ту юг районы моря, где нефтеналивным судам разрешено сбрасывать воду после промывки танков, попирает все основы океанографии. В некоторых районах морей, несмотря на обилие рыбы, ее невозможно употреблять в пищу из-за неприятного вкуса, который придает ей нефть. Основным источником загрязнений океанической среды является перевозка нефти, аварии на подводных скважинах и на нефтеналивных судах, а также на нефтяных разработках в открытом

море.

Производство и использование пестицидов - опасный источник загрязнения морских и континентальных вод. Другой источник загрязнения прибрежных и континентальных вод - обработка инсектицидами огромных площадей, осуществляемая с воздуха. Обработка пестицидами лесов и сельскохозяйственных культур приводит к накоплению в поверхностных слоях почв токсичных веществ, которые попадают в водоносный слой или выносятся в реки дождевой эрозией. Так, хлорорганические пестициды были обнаружены в морских организмах, потому что первые поглощаются нефтью, которой загрязнены реки, моря и океаны.

Экологические последствия химического загрязнения природных вод

При органическом загрязнении вод никакой вид рыб, никакое беспозвоночное, обитаюшее в чистой воде, не могут выжить в зараженной зоне.

Для озёр, болот, прудов и других стоячих вил характерны большая площадь поверхности и небольшая скорость движения воды. В связи с этим смена воды и её обогащение кислородом происходит очень медленно. Все озера неизбежно исчезнут с лица Земли вследствие поступления продуктов эрозии, приносимых впадающими в них реками, а также бурного развития водной растительности и других организмов, вселяющих данный фитоценоз. Этот процесс, называемый эвтрофикацией, происходит результате повышения продуктивности вод озера и спит с увеличением количества питательных веществ, в частности; фосфатов и нитратов, что способствует быстрому осту водных растений. При этом постепенно ускоряется седиментация, т.е. озеро уменьшается, затягивается илом и постепенно исчезает.

В естественных условиях эвтрофикациня происходит очень медленно, в масштабе геологических эпох.

Процесс обогащения озёрных или морских вод минеральными солями также называется эвтрофикацией.

Человек ускоряет эвтрофикацию, так как сбрасывает в озёра и закрытые моря значительные количества органических веществ, способных к брожению, а также сточных вод, богатых фосфатами (моющие средства, химические удобрения) и

нитратами.

Сегодня все большие альпийские озёра и самая большая в мире экосистема Великих озёр находится под угрозой или на пути к ускоренной эвтрофикации. В состоянии полной эвтрофикации озёрная система, так же как и текучие воды, перенасыщенные органическими отходами, уже полностью заражены и совершенно

безжизненны.

При химическом загрязнении многие пестициды, в частности, все гербициды, токсичны для фитопланктона, что приводит к снижению численности рыб. Кроме того, рыбы чувствительны к некоторым загрязняющим веществам, что связано с особенностями их жаберной циркуляции. Пестициды (даже такие безопасные, как аминотриазол) воздействуют на гонады и стерилизуют животных.

При загрязнении морских вод углеводородами (нефть) часто гибнет икра и молодь. При использовании  моющих средств для очистки морских вод от нефти гибнут моллюски, мидии, крабы, креветки и другие обитатели моря.

На примере загрязнения ртутью видно, какие ужасные последствия имеет пагубное влияние современной технологии на биосферу. Вследствие того, что некоторые производные ртути распадаются с помощью бактерий (биодеградируют) очень слабо, ртуть имеет тенденцию накапливаться в организмах живых существ.

Тепловое загрязнение

При тепловом загрязнении вод (выбросе тепла в окружающую среду) происходит разрушение биоценозов. Тепловое загрязнение возникает, когда ископаемое топливо и расщепление урана добавляют тепло  к солнечной радиации. Основной источник теплового загрязнения вод - производство электроэнергии, хотя в некоторых районах сталелитейные и другие отрасли тяжёлой промышленности также могут в значительной степени способствовать этому загрязнению.

При этом происходит сброс тёплой воды в пресноводную или морскую среду, и повышается температура природных вод.

Повышение температуры способствует гибели водорослей с высокими пищевыми свойствами (для беспозвоночных и позвоночных) и увеличению водорослей с низкими аналогичными свойствами, поэтому видовое разнообразие и количество беспозвоночных сокращается.