3.2.6. Стан екосистем Чорного та Азовського морів
Морська водойма, будучи природною відкритою, термодинамічно нерівноважною хімічною системою, можна (у першому наближенні) уявити «хімічним реактором», що складається з двох блоків: блоку абіотичних фізико-хімічних та геохімічних процесів та блоку біохімічних та екологічних процесів. У першому блоці сконцентровані процеси фотохімічної деструкції розчинених сполук, окислювально-відновних та інших електрохімічних реакцій, гідролізу, розчинення та утворення нерідких фаз, процеси перенесення речовин через фазові межі у водному середовищі. До другого блоку відносять процеси фотосинтезу, обміну речовин та біосинтезу, фіксації неорганічних речовин. Поява в такому реакторі забруднюючих речовин, у тому числі лише антропогенного походження, збільшує стан нерівноважності внаслідок додаткової зміни якісного та кількісного хімічного складу водного середовища у «реакторі». Виникають процеси самоочищення, властиві типу процесів обох блоків. Ці процеси для умов Чорного моря для ряду забруднюючих речовин (наприклад, нафтові та хлоровані вуглеводні) добре вивчені. Але відомі інші процеси деструкції забруднюючих речовин, результатом яких є посилення токсичності водного середовища у випадках утворення з забруднюючих речовин дочірніх сполук, більш токсичних, ніж материнські сполуки (явище вторинної інтоксикації).
Наприклад, сполуки нітратів NO3 - , токсичні власними силами, можуть утворювати NO2 - - більш небезпечне з'єднання здоров'ю людей, оскільки руйнує гемоглобін.
Ртуть у морській воді з малорозчинних сполук може переходити в елементарний стан і при концентраціях 56 мкг/л вода стає насиченою ртуттю, а густина парів ртуті над водноюповерхнею сягає 12 мг/м 3 .
Виходячи зі сказаного, при вирішенні завдань морської екології питання хімії вторинної інтоксикації при забрудненні вод Чорного та Азовського морів заслуговують на найпильнішу увагу.
Зона сполучення суші та моря відіграє ключову роль у забрудненні морських басейнів. Більше 3/4 всіх забруднень, що виробляються на Землі, надходить у моря і океани. При цьому до 90% усієї маси забруднень від берегових джерел накопичується у вузькій прибережній акваторії, що займає в цілому по Світовому океану близько 8% його поверхні і лише 0.5% обсягу.
Прибережна зона моря, безпосередньо пов'язана з сушею, приймає на себе основну масу токсичних і потенційно шкідливих речовин, що призводить в першу чергу до пригнічення та деградації прибережних екосистем, а в багатьох регіонах узбережжя – до кризового екологічного та санітарно-епідеміологічного стану довкілля. Потім за рахунок локальних систем течій, різних механізмів горизонтального і вертикального обміну згубні антропогенні впливу поширюються протягом усього акваторію моря. Таким чином, найважливішими факторами, що впливають на екологічний стан прибережної зони та басейну в цілому, є процеси перемішування та енергомасообміну прибережних акваторій з відкритою частиною водойми.
Специфічні особливості гідрології Чорного моря (обмежений водообмін із сусідніми водоймами, чітке розшарування на поверхневу та глибинну водні маси, присутність різкого шару стрибка солоності між ними, великий шельф у північно-західній частині моря) визначають багато специфічних рис прибережної динаміки вод, обміну. Це, у свою чергу, визначає перенесення та розсіювання забруднень у морському середовищі, потоки забруднюючихречовин у придонному шарі та донних відкладах.
Забруднення Азово-Чорноморського басейну хімічними речовинами антропогенного походження відбувається внаслідок їх винесення з річок зі стоком води, при безпосередньому скиданні неочищених або частково очищених вод із населених пунктів, підприємств промисловості та сільського господарства, за рахунок надходження з опадами з атмосфери, при водообміні через протоки. Керченський та Босфор, а також у результаті прямого скидання з суден. У цьому оцінка джерел забруднення представляє великий інтерес, оскільки дозволяє визначити як основні їх, а й пріоритетні напрями заходів щодо зменшення впливу забруднень на екосистему морів.
Наближена оцінка внеску основних джерел забруднення Чорного моря нафтовими вуглеводнями за 1978-1989 рр. [2]
Маса нафтових вуглеводнів за рік
З Азовського моря
З таблиці випливає, що основними джерелами забруднення моря є річки (41.3%), винесення з берега (35%) та з атмосфери (21%). Причому, при визначенні винесення забруднюючих речовин зі стоком води річок недораховуються вплив дельт, що фільтрує, недостатня кількість інформації про забруднення річок Кавказького узбережжя, повна відсутність відомостей по річках Туреччини, Румунії, Болгарії. Оскільки Чорне море є єдиною системою, то винесення забруднюючих речовин річками Грузії, Туреччини чи Болгарії неминуче позначиться на екологічному стані прибережних вод Криму.
Уточнення вимагає оцінка обсягу припливу забруднюючих речовин із берега, оскільки у 1980-1990 роках. кількість нафтових вуглеводнів, що у Чорне море зі стічними водами, змінювалося широкому діапазоні - від 0.3 (1990 р.) до 48.2 тыс.тонн (1981г.). Поза сумнівом, ця прибуткова складоваБаланс є заниженим, оскільки точно врахувати обсяги скидів з берега в морі практично неможливо. Це також стосується оцінки величини надходження забруднюючих речовин із суден.
Акваторія Чорного моря знаходиться у патологічно брудному стані. Навряд чи є втіхою той факт, що Азовське море ще бруднішим. А оскільки всі азовські потоки неминуче потрапляють у Чорне море, можна впевнено прогнозувати ще більше забруднення моря. Порівняно з іншими морями СНД, Азовське море зазнає більшого антропогенного впливу. Площа його водозбору у 14 разів перевищує площу моря, тоді як для Чорного моря лише у 4 рази. Питоме надходження забруднюючих речовин (л/кв.м) в Азовське море в 40 разів більше, ніж у Чорне море. Зі стоком річок в Азовське море надходить близько 70% від загального обсягу надходжень з усіх джерел нафтовуглеводнів (для порівняння, до Чорного моря - 30%), 70% - фенолів, 80% - синтетичних поверхнево-активних речовин, 60% - біогенів.
Умовно все українське морське узбережжя можна поділити на три окремі зони: Чорноморський берег Криму, узбережжя Азовського моря, північно-західну частину Чорного моря. Кожна з них має свої основні характерні забруднення, свої та чужі джерела забруднюючих речовин.
До наслідків забруднення вод цих зон, залежно від їх природних особливостей, інтенсивності зовнішнього та внутрішнього водообміну, активності гідрологічних та біохімічних процесів, масштабів забруднення та ефективності існуючих природоохоронних заходів можна віднести:
- перенесення та поширення забруднюючих речовин системою течій у райони з меншим ступенем забрудненості;
- накопичення забруднюючих речовин у певних локальних акваторіях за рахунокгідродинамічних, термохалінних, морфометричних та інших факторів;
- зміна хімічного складу морських вод (осолонення, евтрофування, гіпоксія, поява та накопичення токсичних речовин);
- зниження самоочищувальної здатності акваторії, а екстремальних ситуаціях - переважання ефектів накопичення забруднюючих речовин над ефектом самоочищення;
-Зміна рекреаційного рівня морських вод (каламутність, колір, запах, поява патогенної мікрофлори);
-Порушення рівноважного стану морських екосистем, поява екологічних зрушень, зниження продуктивності акваторії.
Ці негативні наслідки «антропогенного преса» можуть бути усунені або їх ефект може бути значно знижений в результаті дії наступних факторів: адвективного перенесення та турбулентної дифузії, щільнісної стратифікації та термохалінної структури вод, відповідним розташуванням та режимом дії джерел забруднення, біохімічним окисленням нестійкої органіки , утилізацією мінеральних компонентів забруднення фітопланктоном З цього випливає, що морфометрія та гідрологічний режим акваторії істотно впливають на процеси трансформації та поширення забруднювачів. Так, наприклад, щільнісна стратифікація визначає ступінь забруднення ПСМ, а площа акваторій, що зазнають впливу стічних вод, значно більше при малих глибинах розташування джерела забруднення або однорідної вертикальної структури вод. Близькість джерела забруднення до потужного струменя течій призводить до посилення адвекції забруднених вод та збільшення швидкостей дифузії, а домінуючим фактором у процесі трансформації біогенного комплексу є температура води. Крім того відомо, що дельти річок є потужними природними фільтрами забруднюючихречовин. Так, наприклад, у Дунайській дельті концентрація нафтовуглеводнів зменшується на 25%, синтетичних поверхнево-активних речовин – на 32%, пестицидів – на 20-100%, фенолів – на 20%.
Район Південного Криму і, насамперед, вузька прибережна зона зазнають інтенсивного хімічного та бактеріологічного забруднення за рахунок надходження стічних вод з суші (скидання господарсько-побутових та промислових стічних вод, зливовий та річковий стік, скидання дренажних вод із сільськогосподарських полів та ін.) та адвекції забруднених вод із сусідніх акваторій. Відносно велика глибина шельфу ПБК, термохалінна структура та динаміка вод, невисока щільність великих джерел забруднення, відсутність прямого стоку великих річок не дозволяють поки що досягати «рівню забруднення» критичних значень. Максимальна глибина шельфу, що безпосередньо перебуває під тиском антропогенного навантаження, становить не більше 80 м, а максимальна концентрація забруднюючих речовин спостерігається на глибині близько 20 м. Глибше забруднення зменшується швидко за своїм абсолютним значенням.
На жаль, немає жодних підстав сподіватися, що найближчим часом антропогенний прес на шельфову зону Криму зменшиться. Це малоймовірно, що з різних частин шельфу співвідношення чинників, формують гідрохімічну структуру та екологічний стан вод, може змінюватися в несприятливу сторону.