Экологические последствия загрязнения гидросферы

Доклад по экологии

на тему «Экологические последствия  загрязнения гидросферы» 

Гидросфера  — важнейший элемент биосферы, объединяет все воды земного шара, включая океаны, моря и поверхностные  воды суши. К гидросфере относят  так же подземные воды, лед и  снег Арктики и Антарктиды, атмосферную  воду и воду, содержащуюся в живых  организмах. Водные массы на поверхности  земли образуют тонкую оболочку, которая  занимает большую часть поверхности  планеты и образует Мировой океан. Водная поверхность планеты составляет 71%, а с учетом ледников и снежного покрова — 86% ее общей поверхности. В отличие от минеральных ресурсов, вода является возобновляемым природным  ресурсом. Находясь в природном круговороте, вода выпадает на землю в виде дождей, твердых осадков, с речными потоками возвращается в моря, затем с поверхности  морской глади испаряется в атмосферу  и вновь превращается в облака, чтобы затем опять выпасть  на землю живительной влагой. Вода обеспечивает существование живых  организмов на Земле и протекание процессов их жизнедеятельности. Она  входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. В  среднем вода составляет около 90% массы  всех растений и 75% массы животных. Климат и погода на Земле во многом зависят  и определяются наличием водных пространств  и содержанием водяного пара в  атмосфере.  В деятельности человека вода находит самое широкое применение. Вода используется в промышленности, выступает в роли теплоносителей, используется в строительстве и. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного  количества воды. Реки, каналы, озера  — важные пути сообщения.

Загрязнение водных экосистем  представляет огромную опасность для  всех живых организмов, в том числе  и для человека.

Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели. Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов - повышение уровня первичной продукции вод благодаря увеличению в них концентрации биогенных элементов, главным образом азота и фосфора. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась. Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке  структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона  благодаря массовому размножению  синезеленых водорослей, вызывающих “цветение” воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для  человека токсины). Возрастание массы  фитопланктона сопровождается уменьшением  разнообразия видов, что приводит к  невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции. Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы синезеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. Сами же синезеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека. Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов - морские и пресноводные организмы, постоянно обитающие в водной среде, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части популяции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м³ сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

Экологические последствия  загрязнения морских экосистем  выражаются в следующих процессах  и явлениях:

- нарушении устойчивости экосистем;

- прогрессирующей эвтрофикации;

- появлении “красных приливов”— - накоплении химических токсикантов в биоте;

- снижении биологической продуктивности;

- возникновении мутагенеза и канцерогенеза ( процесс превращения нормальных клеток, тканей в опухолевые (злокачественные)) в морской среде;

- микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

До определенного предела  морские экосистемы могут противостоять  вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную  и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двустворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых  токсичных пестицидов — ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан) и при благоприятных условиях выводить его из организма. (ДДТ, как известно, запрещен в России, США и некоторых других странах, тем не менее он поступает в Мировой океан в значительном количестве.) Ученые доказали и существование в водах Мирового океана интенсивных процессов биотрансформации опасного загрязнителя — бенз(а)пирена, благодаря наличию в открытых и полузакрытых акваториях гетеротрофной микрофлоры. Установлено также, что микроорганизмы водоемов и донных отложений обладают достаточно развитым механизмом устойчивости к тяжелым металлам, в частности, они способны продуцировать сероводород, внеклеточные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодействуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные формы.

В то же время в океан  продолжают поступать все новые  и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения  прибрежных зон океана. В связи  с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

Для здоровья человека неблагоприятные  последствия при использовании  загрязненной воды, а также при  контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода — планктон — рыбы — человек или вода — почва — растения — животные — человек, и др. При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема 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.

К другим весьма значительным видам воздействия человека на гидросферу следует отнести создание крупных  водохранилищ, коренным образом преобразующих  природную среду на прилегающих  территориях. Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного типа, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока приводит к разнонаправленным последствиям: затоплению плодородных земель, изменению режима подземных вод, подтоплению прилегающих территорий, активизации сейсмической деятельности, с одной стороны, а с другой — повышению устойчивости речного стока, снижению последствий паводков, улучшению условий водоснабжения и т. д. Кроме того, создание водохранилищ путем перегораживания русла водотоков плотинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов: из-за того что многие нерестилища рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудшается естественное воспроизводство многих осетровых и других проходных рыб.

Истощение водных ресурсов следует понимать как недопустимое сокращение их запасов, что приводит к неблагоприятным экологическим  последствиям, нарушает сложившиеся  экологические связи в системе  «человек — биосфера». Практически  во всех крупных промышленных городах  мира, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными  водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки вследствие понижения их уровня в радиусе  до 20 км и более. Так, например, водоотбор  подземных вод в Москве привел к формированию огромной депрессионной  воронки глубиной до 110 м, что в конечном счете ведет к значительному истощению подземных вод. Интенсивная эксплуатация подземных вод при водозаборе и мощный водоотлив из шахт и карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речному стоку, к исчезновению родников, ручьев и малых рек. Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность. Длительная интенсификация эксплуатации месторождений подземных вод в определенных геолого-географических условиях может вызвать также медленное оседание и деформацию земной поверхности, что негативно сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ организмов и всей среды обитания человека. Истощению подземных вод способствует также длительный неконтролируемый самоизлив артезианских вод из скважин.