Реферат: Экологическое состояние реки Амур и залива Петра Великого
Кроме городских промышленных стоков, существенное влияние на загрязнение акватории залива ТМ и некоторыми органическими веществами оказал дампинг. Несмотря на то, что сброс грунтов был прекращен в 1985 г., спустя 5 лет донные осадки в районе дампинга содержали в 3-6 раз более высокие концентрации загрязняющих веществ, чем в среднем по заливу. Средние концентрации загрязняющих веществ (кроме фенолов) в донных осадках б. Золотой Рог значительно выше, чем в осадках Амурского залива.
Среди загрязняющих морскую среду химических веществ особого внимания заслуживают полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и полихлорированные углеводороды (ПХУ), многие представители которых являются канцерогенами и/или мутагенами, а также радионуклиды. Максимальное содержание бензопирена (представитель ПАУ) обнаружено в осадках и в макрофитах, собранных вблизи устья р. Раздольной. По мере удаления от устья реки содержание бензопирена в осадках уменьшалось. Повышенные концентрации бензопирена найдены также в осадках вблизи устья Второй Речки и в районе дампинга. Максимальные концентрации ПХУ обнаружены в северной части залива, что указывает на роль стока р. Раздольной в загрязнении залива этими веществами.
Исследование распределения искусственных радионуклидов в воде и донных осадках зал. Петра Великого, проведенное еще в 1994 г., показало, что на долю этих изотопов приходилось не более 0.05-0.1% естественной радиоактивности воды.
Из тяжелых металлов особого внимания заслуживает ртуть - наиболее токсичный для морских организмов металл. Со сточными водами и осадками Hg поступает в морскую среду в основном в виде неорганических соединений, которые адсорбируются на взвеси и поступают в донные отложения. В результате трансформации и десорбции Hg вновь может переходить в придонную воду. Биологическая деятельность микроорганизмов способствует образованию органических форм Hg - метилртути и диметилртути, во много раз более токсичных, чем неорганическая ртуть. Аномальная зона с концентрациями Hg в воде выявлена у северо-восточного берега б. Алексеева. Источником загрязнения бухты ртутью являются прибрежные родниковые воды.
Попадая в прибрежные воды залива, загрязняющие вещества оказывают влияние на качество морской среды и на населяющие ее организмы. Негативное влияние загрязнения обнаруживается на разных трофических уровнях - от первичных продуцентов до млекопитающих, в том числе человека- и на разных уровнях организации живой материи - от молекулярно-биохимического до биоценотического и экосистемного. Основную опасность для морской биоты представляют следующие явления, связанные с загрязнением среды:
- дефицит кислорода в придонном слое воды, обусловленный расходом растворенного кислорода на окисление органических соединений;
- нарушение баланса питательных веществ, связанное с поступлением в больших количествах в прибрежные воды органических и минеральных соединений азота и фосфора (эвтрофикация водоемов);
- накопление (биоаккумуляция) гидробионтами и передача по трофической цепи загрязняющих веществ, включающихся в метаболизм организма и вызывающих разнообразные токсические эффекты.
Для прибрежной части зал. Петра Великого характерны небольшие глубины, активный фотосинтез и интенсивный водообмен, что способствует хорошей аэрированности вод этого района. Насыщение кислородом поверхностных вод, как правило, выше 100%, в придонном слое концентрация О2 понижена (80-95% насыщения). В сильно загрязненных бухтах и в кутовых частях заливов II и III порядков со слабым водообменом (б. Золотой Рог, заливы Амурский, Уссурийский, Находка, Славянский, Посьета) в придонном слое воды образуются области с дефицитом О2. Относительное содержание растворенного О2 в придонном слое б. Золотой Рог и прол. Босфор Восточный в отдельные периоды снижается до 5-10%, Амурского залива - до 20-40%, Славянского - до 25%, Уссурийского - до 70%, зал. Посьет - до 40-50%. Это создает реальную угрозу для жизнедеятельности чувствительных к дефициту О2 гидробионтов, у которых нарушается дыхание и развивается внутритканевая гипоксия. О наличии таких явлений у морских ежей и мидий , собранных из нескольких районов Амурского залива, свидетельствует изменение концентраций каротиноидов (пигментов, способных связывать кислород за счет сопряженных двойных связей) в органах животных. Обогащение прибрежных вод залива биогенными элементами (фосфор, азот, кремний), необходимых для фотосинтеза одноклеточных водорослей, приводит к усилению продукции фитопланктона.
Следствием гиперэвтрофирования прибрежных вод зал. Петра Великого стали участившиеся с начала 80-х годов “красные приливы” - показатели сильного “цветения” воды, вызванного интенсивным размножением микроорганизмов (Коновалова, 1992). Особую тревогу вызывают случаи интенсивного развития потенциально токсичных динофитовых и рафидофитовых водорослей в Амурском заливе и в б. Золотой Рог, зарегистрированные в 1987-1992 гг.
От загрязнения морской среды в наибольшей степени и в первую очередь страдают мелкие формы организмов. Исследования динамики численности планктотрофных личинок донных беспозвоночных в прибрежных водах г. Владивостока (б. Золотой Рог, пролив Босфор Восточный, Амурский залив) показали, что личинки морских ежей более чувствительны к загрязнению, чем личинки моллюсков, усоногих раков и полихет. Сезонные исследования личиночного планктона в б. Алексеева выявили снижение численности большинства групп донных беспозвоночных в 1986-1990 гг. по сравнению с данными, полученными в начале 70-х гг. для этой же акватории. Общая численность меропланктона в летние месяцы снизилась в 10 раз, что свидетельствует о неблагоприятной экологической ситуации в бухте. Следует отметить, что уменьшение численности меропланктона в загрязенных акваториях может быть не только следствием гибели личинок в результате непосредственного действия на них токсических веществ, но и следствием нарушения у взрослых особей процесса формирования половых клеток (гаметогенеза) под влиянием загрязнения. Исследования 1984-92 гг. показали, что морские ежи и гребешки, обитающие в Амурском заливе и в б. Алексеева, не способны давать полноценное потомство из-за низкого качества продуцируемых ими половых клеток. Оказалось, что гаметогенез - очень чувствительная к загрязнению стадия жизненного цикла морских донных беспозвоночных. Низкое качество половых клеток приводит к появлению потомства, не способного пройти полный цикл развития.
В районах интенсивного антропогенного воздействия, включая крупные заливы и бухты северной части Японского моря, и особенно в локализованных местах развития марикультуры, замечены изменения в составе и структуре популяций массовых видов донных беспозвоночных. Изменяются размерно-возрастная структура и плотность поселения доминирующих и подчиненных видов, происходят качественные изменения в видовых составах. Нарушаются трофические связи. Долговременные наблюдения, как за животными искусственно интродуцированными в существующие биоты, так за самой биотой и ее изменениями, а так же окружающей средой позволяют выявлять факторы, способствующие изменению видового разнообразия, частичной смене первоначальных доминантов и другие популяционные характеристики, свидетельствующие о значительных нарушениях в прибрежных экосистемах. Так в бухте Миноносок залива Посьет после длительного культивирования двустворчатых моллюсков обычно массовые для этого района здесь представлены преимущественно молодью. Если среднее число видов моллюсков в одной пробе в соседних бухтах равно 7-8, то в районе плантаций оно равно 12 и является наивысшим для бухт залива Петра Великого. Это свидетельствует о слабых фациальных различиях для двустворчатых моллюсков и высоких плотностях расселения видов. Обитатели илов и алевритов Raeta pulchella, Theora lubrica достигают предельных взрослых размеров на 4-5 см больше, чем в соседних районах, свободных от марикультуры. Отличия предельных размеров взрослых моллюсков, составляющих 3-4 класса размерного распределения в совокупности с повышенной плотностью дают основания говорить о предельных экологических изменениях в данном месте обитания моллюсков.
В Амурском заливе Японского моря, подверженном постоянному загрязнению, происходят существенные изменения как в составе, структуре массовых видов и наиболее ценных промысловых моллюсков, так и в составе их эпибионтов. С 1986 года началось устойчивое снижение количества молоди гребешка приморского, а после 1990 г. в наиболее загрязненных местах его молоди почти не наблюдалось. Сильно возросла смертность моллюсков, они редко доживают до 8 лет. Поселения гребешка все более стареют, что свидетельствует об ухудшении состояния репродуктивной функции моллюска и нарушении развитии его потомства. В эпибиозе гребешка наиболее существенные изменения произошли в видовом и количественном составе усоногих раков.
Нарушения, происходящие в донных сообществах в местах длительного антропогенного воздействия и марикультурного "хозяйствования" одинаково губительны как для биотической, так и биотической среды. Происходит заиливание и загрязнение донных субстратов, заметно изменяются плотность поселения макро и мейобентоса, происходит элиминация одних видов и развитие других, ухудшаются условия для развития молоди и местных, и интродуцированных видов, возрастает смертность моллюсков, в наиболее загрязненных местах исчезают совсем, ранее массовые виды беспозвоночных. С экологической точки зрения, нарушение процесса воспроизводства морских организмов - одно из наиболее важных последствий загрязнения среды, поскольку именно от успешного воспроизводства зависит благополучие поселений, популяций и, в конечном итоге, видов. Отсутствие нормального воспроизводства донных беспозвоночных в загрязненных акваториях может быть одной из основных причин изменений в донных сообществах зал. Петра Великого, наблюдающихся за последние два-три десятилетия. Так, в Амурском заливе зарегистрированы:
- исчезновение биоценоза морской звезды Luidia quinaria;
- значительное сокращение ареалов обитания Echinoidea, Ophiuroidea, Asteroidea и Bivalvia;
- появление и широкое распространение новых сообществ устойчивых к загрязнению видов полихет и форонид (Tharyx pacifica, Polydora cardialia, Schistomeringos japonica, Chaetozone setosa);
- изменение трофической структуры сообществ в сторону доминирования детритофагов.
По данным исследований состояния донных сообществ, экологическая ситуация в разных районах Амурского залива неодинакова. Район дампинга и район вдоль восточной трансекты оцениваются как подверженные сильному антропогенному стрессу, район вдоль центральной трансекты - умеренному стрессу .
Экологическая ситуация в б. Золотой Рог, в верхней части которой обнаружена “мертвая зона” без живых донных организмов, признана наихудшей. Признаки деградации бентосных сообществ выявлены также при исследовании экологической ситуации в зал. Находка . Очень высокие значения плотности индикатора загрязнения найдены в 1990 г. в восточной части Амурского залива (7100 экз/м2) и в 1995 г. в наиболее загрязненных районах зал. Находка (до 20000 экз/м2). Внутренние части бухт Находка и Новицкого признаны зонами экстремального загрязнения. В 1993 г. в 4-х бухтах зал. Посьета зарегистрированы более низкие значения биомассы бентоса, чем в 1962-63 гг. Говоря о биологических последствиях загрязнения, следует упомянуть о хорошо известной способности бентосных организмов накапливать в своих органах и тканях токсические вещества. Так, бурые водоросли и двустворчатые моллюски могут концентрировать тяжелые металлы из среды в 103-105 раз, что обусловило их использование в качестве организмов-биоиндикаторов. Такая способность представляет реальную угрозу здоровью как самих организмов-биоаккумуляторов, так и представителей более высоких трофических уровней, включая человека, поскольку многие виды макрофито- и зообентоса съедобны и являются объектами промысла и марикультуры. Концентрации ТМ (Cd, Cu, Zn, Fe, Mn) органах гребешков из Амурского залива в 1.3-37 раз выше, чем у моллюсков из зал. Восток. Вызывают тревогу близкие к предельно допустимым санитарным нормам концентрации Cd и Hg в органах съедобных моллюсков (приморского гребешка, мидии), обитающих в б. Алексеева (1998).
Таким образом, результаты физико-химического мониторинга морской среды зал. Петра Великого и данные изучения биологических последствий загрязнения прибрежных акваторий, полученные к началу 90-х годов, свидетельствуют о наличии нескольких районов с крайне неблагополучной экологической ситуацией:
-б. Золотой Рог и прол. Босфор Восточный;
-восточная и северная части Амурского залива;
-внутренние части зал. Находка (бухты Находка и Новицкого).
Подводя итоги все многообразие экологических проблем прибрежных вод, вызванных антропогенным воздействием можно условно разделить на три группы (Шулькин В.М., 2004):
(1) проблемы, вызванные поступлением в прибрежные воды вещества, в том числе потенциально опасных химических соединений, с прилегающей суши, из атмосферы и/или в результате деятельности на акватории;
(2) проблемы вследствие чрезмерного прямого изъятия биологических ресурсов. Выше об этой проблеме не упоминалось, но бесконтрольный, а зачастую браконьерский промысел различных видов биоресурсов, приводит не только к резкому сокращению их численности, но и к полному уничтожению ( в настоящее время можно отметить резкое сокращение популяции трепанга и краба);
(3) проблемы, связанные с уничтожением или деградацией биотопов.
В настоящее время в список основных экологических проблем прибрежных вод, вызванных поступлением сюда дополнительного количества вещества, входят: