Влияние загрязнения воды на водные биоресурсы
В течение жизни водные организмы подвергаются действию различных факторов среды их обитания – экологических факторов. По природе экологические факторы водной среды подразделяют на абиотические (прозрачность, температура, соленость, течения и др.), и биотические (внутривидовые и межвидовые взаимоотношения), природные (извержение подводного вулкана) и антропогенные (загрязнение водной среды, изъятие мест размножения и нагула рыбы и др.). К действию одних факторов организмы адаптированы на генетическом уровне (врожденные), например, к действию периодических факторов (смена дня и ночи, ритм приливов и отливов). К другим факторам – адаптируются на протяжении всей жизни (например, загрязнение среды обитания). Полной адаптации к изменяющимся факторам среды организмы достигают не всегда. К некоторым факторам среды (например, изменение освещенности, солености вод) адаптация может быть частичной. В крайне экстремальных условиях, особенно антропогенного характера (чрезмерное загрязнение вод и донных грунтов нефтепродуктами, тяжелыми и радиоактивными элементами и др.), организмы могут оказаться полностью неспособными к адаптации. Ответные реакции организмов чаще проявляются в виде поведенческих реакций (избегание, иммиграция), физиологических нарушений, изменения биохимических процессов и иных стрессов, но в отдельных случаях могут привести и к летальному исходу. Организмы всегда приспосабливаются ко всему комплексу условий, а не к одному какому-либо фактору. Но в комплексном действии среды значение отдельных факторов неравноценно. Известно, чем сильнее изменяется конкретный параметр среды в пространстве или во времени, тем обычно большее экологическое значение он имеет для организмов. По характеру воздействия экологические факторы условно подразделяются на две группы: прямо действующие – непосредственно влияющие на организм (главным образом на обмен веществ) и процессы его воспроизводства (например, механическое воздействие взвешенных частиц, интоксикация и др.); косвенно действующие – влияющие опосредованно через изменение прямо действующих факторов (например, потребление гидробионтами загрязненного нефтью корма, снижение кормовой базы рыб в результате гибели зоопланктона и фитопланктона в условиях высоких концентраций взвешенных веществ в воде и др.). Взвешенные вещества – вещества неорганического и органического происхождения, находящиеся в воде во взвешенном состоянии (мельчайшие организмы, взвешенные органические остатки, минеральные частицы, шлам, пыль и т.п.). Основные источники загрязнения водоемов взвешенными веществами: - неочищенные сточные воды предприятий (горной, металлургической, лесной промышленности и др.), сельского хозяйства (животноводство), от жизнедеятельности населения; - поверхностный сток с территорий населенных пунктов, предприятий, автомагистралей, сельскохозяйственных земель; - гидростроительство, дноуглубление и дампинг грунтов на подводную свалку, изъятие нерудных строительных материалов (песок, ракуша, гравий и др.); - осаждение из атмосферного воздуха (перевалка пылящих грузов на суда, пыльные бури, сажа от двигателей судов и др.; - аварийные сбросы в море грузов (навалочные минеральные строительные смеси, зерно, сера комовая, каменный уголь и т.п.), буровых вод, сточных вод и др. Наибольшее количество взвешенных веществ, различной природы, поступает в водоем вблизи крупных населенных пунктов и портов. Например, в 2008 г. в поверхностные водоемы Краснодарского края было сброшено 3315,5 млн. м3 сточной воды, из которых 720,4 млн. м3 – без очистки и 137,6 млн. м3 – недостаточно очищенных. Масса взвешенных веществ в их составе – 3060 т. В бассейн Черного моря поступило 10 489 т загрязняющих веществ, из них – 14,68% от взвешенных веществ. Общее количество взвешенных веществ, сбрасываемых ежегодно со сточными водами в Новороссийскую бухту, составляет около 500 т. Основная часть взвешенных веществ поступает в бухту по организованным стокам и составляет 99,3% от их общего количества. Из них максимальное количество образуется в результате жизнедеятельности города – около 350 т, что составляет 75,75% от количества, поступающего по организованным стокам. В портовую часть бухты различные стоки выносят небольшое количество взвешенных веществ – 18,35 т, что составляет всего 4% от общего количества, поступающего в бухту. Более половины этих веществ (59,05%) выносится с водами реки Цемес (около 11 т/год). Основными загрязнителями речных вод взвешенными веществами являются отводимые в реку стоки городского канализационного хозяйства (около 50%) и вагоноремонтного завода (36%). Другие источники загрязнения сбрасывают в акваторию порта в сумме около 8,0 т взвешенных веществ. В среднюю часть бухты взвешенные вещества поступают со сточными водами нефтебазы «Шесхарис» (более 2,5 т/год), Новороссийского судоремонтного завода (более 4,0 т/год), Геопорта и др. В период дождей большое количество взвешенных веществ выносится в море в составе ливневых стоков. Все это приводит к загрязненности морской воды взвешенными веществами и оказывает многогранное воздействие на водные биологические ресурсы. Загрязненность природных вод – содержание в воде загрязняющих веществ, вызывающих нарушение (превышение) установленных норм качества воды [7]. Водные биологические ресурсы – рыбы, водные беспозвоночные, водные млекопитающие, водоросли, другие водные животные и растения, находящиеся в состоянии естественной свободы [7]. При поступлении большого количества взвешенных веществ в водный объект ухудшаются оптические свойства воды (изменяется прозрачность). Уменьшение прозрачности воды резко снижает фотосинтезирующую деятельность фитопланктона и уровень первичной продукции и продуктивности зоопланктона в нейстонных сообществах, а также вызывает нарушение биохимических процессов у бентосных организмов. Снижение фотосинтеза фитопланктона до 2 – х раз и соответствующее уменьшение его продуктивности происходит при повышении содержания взвеси в воде до 20 – 30 мг/л и более и на порядок величин - при концентрации взвеси больше 100 мг/л (Joint I.R. и др.,1981). Наиболее чувствительны к содержанию взвеси в воде зоопланктон (ракообразные) и сапрофиты, пороговая концентрация которых 20 мг/л. Гидробионты страдают от прямого механического воздействия взвеси: повреждение оболочек клеток, покровов и органов при налипании частиц, забивание ротового аппарата, дыхательных отверстий и пр. Увеличение взвешенных веществ сказывается на росте и развитии организмов (замедляет рост, развитие ранних стадий зоопланктеров, нарушение физиологических процессов в клетках и др.). Концентрация взвешенных веществ свыше 100 мг/л, вызывает, как правило, 100% гибель планктона. При кратковременном воздействии неблагоприятного фактора, изменений, отличных от фоновых, как правило, не обнаруживается. В результате поступления в водоём большого количества взвешенных веществ, большой вред причиняется бентосным сообществам, играющим главную роль в формировании и восстановлении кормовой базы рыб и процессах самоочищения воды. При осаждении на дно взвешенных веществ, поступающих в водоём, прекращается или замедляется рост и развитие водных растений, в клетках их накапливаются токсические вещества, снижается фотосинтез, нарушаются другие физиологические и биохимические процессы в клетках. Слой взвеси, покрывающей дно, толщиной до нескольких сантиметров препятствует воспроизводству водорослей (споры не могут прорасти из-за отсутствия твердого субстрата). Многие мелкие донные животные (гаммариды, мелкие моллюски и др.) не способны преодолеть слой толщиной всего 0,5 – 2,0 см. Гибель организмов бентоса, погребенных под слоем оседающих на дно взвешенных веществ, происходит при толщине его, превышающей вертикальные размеры бентосных организмов и при скорости осадконакопления более 0,5 мм/сут. (Лесников, 1986). Некоторые организмы бентоса, в особенности роющие организмы инфауны (подвижные двустворчатые моллюски – детритофаги, брюхоногие моллюски, большинство видов полихет, голотурии и др.) способны выходить на поверхность грунта после погребения их при дампинге (Maurer et al., 1980, 1986). В условиях эксперимента разные виды роющих раковинных моллюсков с длиной тела от 0,3 – 1,3 см (Nucula proxima) до 1,5 – 2,0 см (Mercenaria mercenaria) и 2,5 – 3,5 см (Ilyanassa obsoleta) способны выходить на поверхность из-под слоя осадка толщиной от 4 – 8 до 28 – 32 см через 1 – 8 суток. При этом смертность мерценарии, наиболее быстро роющего моллюска, летом при толщине песка 32 см достигает 10% через 1 сутки, и 17% – через 8 суток. Смертность при толщине осадка 36 см при летних температурах составляет от 55 – 69,5% через 8 суток эксперимента до 47,3 – 91,7% через 15 суток. При толщине слоя песка 20 и 32 см смертность крупной гастроподы – илианассы составляет через 8 суток 62% и 80,9% соответственно. Высокое содержание взвешенных веществ в воде оказывает прямое влияние на организм рыб, структуру ихтиоценозов и состояние рыбных запасов в водоёме. Взрослые рыбы обычно избегают места замутнения вод. При содержании взвеси более 5 мг/л у рыб наблюдаются гистологические изменения в жаберных лепестках, а при концентрации 1 г/л и более – патологические изменения в почках, печени и других органах. Взвешенные вещества отрицательно влияют на процессы воспроизводства рыбных запасов, так как икра и молодь рыб, находящиеся на ранних стадиях развития, очень чувствительны к повышенным концентрациям взвешенных веществ в воде. Полная гибель пелагической икры и личинок рыб наблюдается при концентрациях взвеси более 25 мг/л (Калиничева, 1986), а резкое снижение её численности при концентрациях более 20 – 30 мг/л (Williams, 1984). Острая (летальная) интоксикация морских и солоноватоводных рыб наблюдается при содержании взвеси более 500 – 1000 мг/л (Патин, 2001). В результате осаждения на дно взвешенных веществ происходит перестройка структуры и обеднение видового состава, снижение продукционных показателей сообществ, разрыв трофических связей, обеднение кормовых и уменьшение нерестовых площадей для рыбы. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения, установлены Приказом Федерального агентства по рыболовству № 20 от 18.01.2010 г. Предельно допустимая концентрация взвешенных веществ для морских вод шельфовой зоны морей с глубинами более 8 м составляет 10 мг/л. При сбросе сточных вод в водоёмы, имеющие рыбохозяйственное значение высшей и первой категории – 0,25 мг/л, для второй категории – 0,75 мг/л к фоновому их содержанию. К водоёмам высшей категории рыбохозяйственного значения отнесены моря Азовское, Каспийское, Черное и другие моря России, к первой категории - Новороссийская (Цемесская), Туапсинская и другие бухты Черного моря, ко второй – относятся многие реки Краснодарского края (например, реки Новороссийского района (Цемес, Адерба, Дюрсо и др.), малые реки Кубанской равнины (Абин, Челбас и др.). Состояние экологических систем водоёма, обменные процессы энергии и веществ между отдельными его компонентами, уровень воспроизводства жизни в нем, т.е. качество его водной среды зависят от многих экологических факторов. До активного вмешательства человека качество обеспечивалось самой водной средой (саморегуляция, самоочищение). С развитием техносферы качество водного объекта регулируется водным законодательством путем установления нормативов допустимых воздействий различных факторов на водный объект.
|
