La plus grande pollution des océans du monde est causée par. Rapport : Pollution des océans du monde

1. Caractéristiques du comportement des polluants dans l'océan

2. L'écologie anthropique de l'océan - une nouvelle direction scientifique en océanologie

3. Le concept de capacité d'assimilation

4. Conclusions de l'évaluation de la capacité d'assimilation de l'écosystème marin par les polluants sur l'exemple de la mer Baltique

1 Caractéristiques du comportement des polluants dans l'océan. Les dernières décennies ont été marquées par des impacts anthropiques accrus sur les écosystèmes marins du fait de la pollution des mers et des océans. La propagation de nombreux polluants est devenue locale, régionale et même mondiale. Par conséquent, la pollution des mers, des océans et de leur biote est devenue le problème international le plus important, et la nécessité de protéger le milieu marin de la pollution est dictée par les exigences de l'utilisation rationnelle des ressources naturelles.

Par pollution marine, on entend : « l'introduction par l'homme, directement ou indirectement, de substances ou d'énergie dans le milieu marin (y compris les estuaires), entraînant des conséquences néfastes telles que dommages aux ressources vivantes, danger pour la santé humaine, interférence avec les activités marines, y compris pêche, détérioration eau de mer et en diminuant ses propriétés bénéfiques. Cette liste comprend les substances aux propriétés toxiques, les rejets d'eaux chauffées (pollution thermique), les microbes pathogènes, les déchets solides, les solides en suspension, les nutriments et certaines autres formes d'impacts anthropiques.

Le problème le plus urgent à notre époque est devenu le problème de la pollution chimique des océans.

Les sources de pollution des océans et des mers comprennent les suivantes :

Rejet des eaux industrielles et économiques directement dans la mer ou avec le ruissellement des rivières ;

Prélèvement terrestre de diverses substances utilisées dans l'agriculture et la sylviculture ;

Déversement intentionnel de polluants en mer ; fuite de diverses substances pendant les opérations du navire ;

Rejets accidentels de navires ou de pipelines sous-marins ;

Développement des minéraux sur les fonds marins ;

Transport de polluants dans l'atmosphère.

La liste des polluants reçus par l'océan est extrêmement longue. Tous diffèrent par le degré de toxicité et l'échelle de distribution - du côtier (local) au mondial.

De plus en plus de polluants se retrouvent dans les océans. Les composés organochlorés les plus dangereux pour les organismes, les hydrocarbures polyaromatiques et quelques autres se répandent à l'échelle mondiale. Ils ont une grande capacité de bioaccumulation, un fort effet toxique et cancérigène.

L'augmentation constante de l'impact total de nombreuses sources de pollution entraîne une eutrophisation progressive des zones marines côtières et une pollution microbiologique de l'eau, ce qui complique considérablement l'utilisation de l'eau pour divers besoins humains.

Pétrole et produits pétroliers. L'huile est un liquide huileux visqueux, généralement couleur marron foncé et faible fluorescence. L'huile se compose principalement d'hydrocarbures aliphatiques et hydroaromatiques saturés (de C 5 à C 70) et contient 80-85% C, 10-14% H, 0,01-7% S, 0,01% N et 0-7% O 2.

Les principaux composants du pétrole - les hydrocarbures (jusqu'à 98%) - sont divisés en quatre classes.

1. Les paraffines (alcanes) (jusqu'à 90% de la composition totale de l'huile) sont des composés saturés stables C n H 2n-2, dont les molécules sont exprimées par une chaîne droite ou ramifiée (isoalcanes) d'atomes de carbone. Les paraffines comprennent les gaz méthane, éthane, propane et autres, les composés avec 5 à 17 atomes de carbone sont des liquides et ceux avec un grand nombre d'atomes de carbone sont des solides. Les paraffines légères ont une volatilité et une solubilité maximales dans l'eau.

2. Cycloparaffines. (naphtènes)-composés cycliques saturés C n H 2 n avec 5-6 atomes de carbone dans le cycle (30-60% de la composition totale de l'huile). En plus du cyclopentane et du cyclohexane, on trouve dans le pétrole des naphtènes bicycliques et polycycliques. Ces composés sont très stables et difficiles à biodégrader.

3. Hydrocarbures aromatiques (20-40% de la composition totale de l'huile) - composés cycliques insaturés de la série benzénique, contenant 6 atomes de carbone dans le cycle de moins que les naphtènes correspondants. Les atomes de carbone de ces composés peuvent également être remplacés par des groupes alkyle. L'huile contient des composés volatils avec une molécule sous forme d'un seul cycle (benzène, toluène, xylène), puis des hydrocarbures bicycliques (naphtalène), tricycliques (anthracène, phénanthrène) et polycycliques (par exemple pyrène à 4 cycles).

4. Les olephips (alcènes) (jusqu'à 10 % de la composition totale de l'huile) sont des composés non cycliques insaturés avec un ou deux atomes d'hydrogène à chaque atome de carbone dans une molécule à chaîne droite ou ramifiée.

Selon le domaine, les huiles diffèrent sensiblement dans leur composition. Ainsi, les huiles de Pennsylvanie et du Koweït sont classées en huiles paraffiniques, Bakou et Californie - principalement naphténiques, le reste des huiles - de types intermédiaires.

L'huile contient également des composés soufrés (jusqu'à 7 % de soufre), des acides gras (jusqu'à 5 % d'oxygène), des composés azotés (jusqu'à 1 % d'azote) et certains dérivés organométalliques (avec du vanadium, du cobalt et du nickel).

L'analyse quantitative et l'identification des produits pétroliers dans le milieu marin présentent des difficultés importantes non seulement en raison de leur nature multicomposante et des différences dans les formes d'existence, mais également en raison du fond naturel d'hydrocarbures d'origine naturelle et biogénique. Par exemple, environ 90 % des hydrocarbures de faible poids moléculaire tels que l'éthylène dissous dans les eaux de surface de l'océan sont associés à l'activité métabolique des organismes et à la décomposition de leurs résidus. Cependant, dans les zones de pollution intense, le niveau de teneur en ces hydrocarbures augmente de 4 à 5 ordres de grandeur.

Les hydrocarbures d'origine biogénique et pétrolière, selon des études expérimentales, présentent un certain nombre de différences.

1. Le pétrole est un mélange plus complexe d'hydrocarbures avec une large gamme de structures et de poids moléculaires relatifs.

2. L'huile contient plusieurs séries homologues, dans lesquelles les membres voisins ont généralement des concentrations égales. Par exemple, dans la série C 12 -C 22 des alcanes, le rapport des membres pairs et impairs est égal à un, tandis que les hydrocarbures biogéniques de la même série contiennent majoritairement des membres impairs.

3. L'huile contient une gamme plus large de cycloalcanes et d'aromatiques. De nombreux composés tels que les mono-, di-, tri- et tétraméthylbenzènes ne se trouvent pas dans les organismes marins.

4. L'huile contient de nombreux hydrocarbures naphténo-aromatiques, divers hétérocomposés (contenant du soufre, de l'azote, de l'oxygène, des ions métalliques), des substances lourdes de type asphalte - tous sont pratiquement absents des organismes.

Le pétrole et les produits pétroliers sont les polluants les plus courants dans les océans.

Les voies d'entrée et les formes d'existence des hydrocarbures pétroliers sont diverses (dissous, émulsionnés, en pellicule, solides). M. P. Nesterova (1984) note les modes d'admission suivants:

les rejets dans les ports et les zones d'eau proches du port, y compris les pertes lors du chargement des soutes des pétroliers (17 % ~ );

Réinitialiser déchets industriels et les eaux usées (10%);

Égouts pluviaux (5 %) ;

Catastrophes de navires et d'appareils de forage en mer (6 %) ;

Forage en mer (1 %) ;

Retombées atmosphériques (10%)",

Absorption par le ruissellement fluvial sous toutes ses formes (28 %).

Rejets à la mer des eaux de lavage, de ballast et de cale des navires (23 %) ;

Les plus grandes pertes de pétrole sont associées à son transport depuis les zones de production. situations d'urgence, les pétroliers évacuant les eaux de lavage et de ballast par-dessus bord - tout cela détermine la présence de champs de pollution permanents le long des routes maritimes.

La propriété des huiles est leur fluorescence sous irradiation ultraviolette. L'intensité de fluorescence maximale est observée dans la gamme de longueurs d'onde 440-483 nm.

La différence des caractéristiques optiques des films d'huile et de l'eau de mer permet la détection et l'évaluation à distance de la pollution par les hydrocarbures à la surface de la mer dans les parties ultraviolette, visible et infrarouge du spectre. Pour cela, passif et méthodes actives. De grandes masses de pétrole provenant de la terre pénètrent dans les mers le long des rivières, avec des égouts domestiques et pluviaux.

Le devenir des hydrocarbures déversés dans la mer est déterminé par la somme des processus suivants : évaporation, émulsification, dissolution, oxydation, formation d'agrégats d'hydrocarbures, sédimentation et biodégradation.

En pénétrant dans le milieu marin, le pétrole se répand d'abord sous la forme d'un film superficiel, formant des nappes d'épaisseurs diverses. Par la couleur du film, vous pouvez estimer approximativement son épaisseur. Le film d'huile modifie l'intensité et la composition spectrale de la lumière pénétrant dans la masse d'eau. La transmission lumineuse des couches minces de pétrole brut est de 1-10 % (280 nm), 60-70 % (400 nm). Un film d'huile d'une épaisseur de 30 à 40 microns absorbe complètement le rayonnement infrarouge.

Au début des marées noires, l'évaporation des hydrocarbures était d'une grande importance. Selon les observations, jusqu'à 25 % des fractions d'huile légère s'évaporent en 12 heures ; à une température de l'eau de 15 °C, tous les hydrocarbures jusqu'à C 15 s'évaporent en 10 jours (Nesterova, Nemirovskaya, 1985).

Tous les hydrocarbures ont une faible solubilité dans l'eau, qui diminue avec l'augmentation du nombre d'atomes de carbone dans la molécule. Environ 10 mg de composés à C 6 , 1 mg de composés à C 8 et 0,01 mg de composés à C 12 sont dissous dans 1 litre d'eau distillée. Par exemple, à une température moyenne de l'eau de mer, la solubilité du benzène est de 820 µg/l, du toluène - 470, du pentane - 360, de l'hexane - 138 et de l'heptane - 52 µg/l. Les composants solubles, dont la teneur dans le pétrole brut ne dépasse pas 0,01 %, sont les plus toxiques pour les organismes aquatiques. Ils comprennent également des substances telles que le benzo(a)pyrène.

Lorsqu'elle est mélangée à de l'eau, l'huile forme deux types d'émulsions : directe « huile dans eau » et inverse « eau dans huile ». Les émulsions directes, composées de gouttelettes d'huile d'un diamètre allant jusqu'à 0,5 micron, sont moins stables et sont particulièrement caractéristiques des huiles contenant des tensioactifs. Après élimination des fractions volatiles et solubles, l'huile résiduelle forme souvent des émulsions inverses visqueuses, qui sont stabilisées par des composés de haut poids moléculaire tels que les résines et les asphaltènes et contiennent 50 à 80 % d'eau (« mousse au chocolat »). Sous l'influence de processus abiotiques, la viscosité de la "mousse" augmente et elle commence à se coller en agrégats - des morceaux d'huile dont la taille varie de 1 mm à 10 cm (généralement 1 à 20 mm). Les granulats sont un mélange d'hydrocarbures à haut poids moléculaire, de résines et d'asphaltènes. Les pertes d'huile pour la formation d'agrégats sont de 5 à 10 %. Les formations structurées très visqueuses - "mousse au chocolat" et morceaux d'huile - peuvent rester longtemps à la surface de la mer, être emportées par les courants, être rejetées à terre et se déposer au fond . Les mottes de pétrole sont souvent peuplées de périphyton (bleu-vert et diatomées, balanes et autres invertébrés).

Pesticides constituent un vaste groupe de substances créées artificiellement utilisées pour lutter contre les ravageurs et les maladies des plantes. Selon l'usage auquel ils sont destinés, les pesticides sont répartis dans les groupes suivants: insecticides - pour lutter contre les insectes nuisibles, fongicides et bactéricides - pour lutter contre les maladies fongiques et bactériennes des plantes, herbicides - contre les mauvaises herbes, etc. Selon les calculs des économistes, chaque rouble dépensé pour la protection chimique des plantes contre les ravageurs et les maladies, assure la préservation de la récolte et sa qualité dans la culture des céréales et des légumes en moyenne de 10 roubles, des cultures techniques et fruitières - jusqu'à 30 roubles. Dans le même temps, des études environnementales ont établi que les pesticides, en détruisant les ravageurs des cultures, causent de grands dommages à de nombreux organismes bénéfiques et porter atteinte à la santé des biocénoses naturelles. L'agriculture a longtemps été confrontée au défi de passer des méthodes chimiques (polluantes) aux méthodes biologiques (respectueuses de l'environnement) de lutte antiparasitaire.

Actuellement, plus de 5 millions de tonnes de pesticides entrent chaque année sur le marché mondial. Environ 1,5 million de tonnes de ces substances sont déjà entrées dans les écosystèmes terrestres et marins par les voies éoliennes ou aquatiques. La production industrielle de pesticides s'accompagne de l'apparition d'un grand nombre de sous-produits qui polluent les eaux usées.

Dans le milieu aquatique, les représentants des insecticides, des fongicides et des herbicides sont plus courants que les autres.

Les insecticides de synthèse sont divisés en trois groupes principaux : les organochlorés, les organophosphorés et les carbamates.

Les insecticides organochlorés sont obtenus par chloration d'hydrocarbures liquides aromatiques ou hétérocycliques. Il s'agit notamment du DDT (dichlorodiphényltrichloroéthane) et de ses dérivés, dans les molécules desquels la stabilité des groupements aliphatiques et aromatiques augmente en présence conjointe, de divers dérivés chlorés du cyclodiène (eldrine, dil-drine, heptachlore, etc.), ainsi que de nombreux isomères de l'hexachlorocyclohexane (dans -HCCH), dont le lindane est le plus dangereux. Ces substances ont une demi-vie pouvant atteindre plusieurs décennies et sont très résistantes à la biodégradation.

Dans le milieu aquatique, on trouve souvent des polychlorobiphényles (PCB) - dérivés du DDT sans partie aliphatique, au nombre de 210 homologues et isomères théoriques.

Au cours des 40 dernières années, plus de 1,2 million de tonnes de PCB ont été utilisées dans la production de plastiques, de colorants, de transformateurs, de condensateurs, etc. Les biphényles polychlorés pénètrent dans l'environnement en raison des rejets d'eaux usées industrielles et de l'incinération des déchets solides dans les décharges. Cette dernière source libère des PCB dans l'atmosphère, d'où ils tombent avec les précipitations atmosphériques dans toutes les régions du globe. Ainsi, dans des échantillons de neige prélevés en Antarctique, la teneur en PCB était de 0,03 à 1,2 ng/l.

Les pesticides organophosphorés sont des esters de divers alcools de l'acide phosphorique ou de l'un de ses dérivés, le thiophosphorique. Ce groupe comprend les insecticides modernes avec une sélectivité d'action caractéristique par rapport aux insectes. La plupart des organophosphorés sont sujets à une dégradation biochimique assez rapide (moins d'un mois) dans le sol et l'eau. Plus de 50 000 substances actives ont été synthétisées, parmi lesquelles le parathion, le malathion, le phosalong et le dursban sont particulièrement célèbres.

Les carbamates sont, en règle générale, des esters d'acide n-métacarbamique. La plupart d'entre eux ont également une action sélective.

En tant que fongicides utilisés pour lutter contre les maladies fongiques des plantes, les sels de cuivre et certains composés minéraux soufrés étaient auparavant utilisés. Ensuite, les substances organomercuriques telles que le méthylmercure chloré ont été largement utilisées, qui, en raison de leur extrême toxicité pour les animaux, ont été remplacées par les acétates de méthoxyéthylmercure et de phénylmercure.

Le groupe des herbicides comprend des dérivés de l'acide phénoxyacétique, qui ont un fort effet physiologique. Les triazines (par exemple la simazine) et les urées substituées (monuron, diuron, pichloram) constituent un autre groupe d'herbicides, assez bien solubles dans l'eau et stables dans les sols. Le pichlorame est le plus puissant de tous les herbicides. Pour la destruction complète de certaines espèces végétales, seulement 0,06 kg de cette substance par 1 ha est nécessaire.

DDT et ses métabolites, PCB, HCH, deldrine, tétrachlorophénol et autres sont constamment présents dans le milieu marin.

Tensioactifs synthétiques. Les détergents (tensioactifs) appartiennent à un vaste groupe de substances qui abaissent la tension superficielle de l'eau. Ils font partie des détergents de synthèse (CMC), très utilisés dans la vie courante et dans l'industrie. Avec les eaux usées, les surfactants pénètrent dans les eaux de surface continentales et dans le milieu marin. Les détergents synthétiques contiennent des polyphosphates de sodium, dans lesquels les détergents sont dissous, ainsi qu'un certain nombre d'ingrédients supplémentaires toxiques pour les organismes aquatiques: parfums, agents de blanchiment (persulfates, perborates), carbonate de soude, carboxyméthylcellulose, silicates de sodium et autres.

Les molécules de tous les tensioactifs sont constituées de parties hydrophiles et hydrophobes. La partie hydrophile est constituée de groupes carboxyle (COO -), sulfate (OSO 3 -) et sulfonate (SO 3 -), ainsi que d'accumulations de résidus avec des groupes -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 - ou des groupes contenant de l'azote et du phosphore. La partie hydrophobe est généralement constituée d'une ligne droite, comprenant 10-18 atomes de carbone, ou d'une chaîne paraffinique ramifiée, issue d'un cycle benzénique ou naphtalénique avec des radicaux alkyles.

Selon la nature et la structure de la partie hydrophile des molécules de tensioactif, elles sont divisées en anionique (l'ion organique est chargé négativement), cationique (l'ion organique est chargé positivement), amphotère (présentant des propriétés cationiques dans une solution acide, et anionique dans une solution alcaline) et non ionique. Ces derniers ne forment pas d'ions dans l'eau. Leur solubilité est due aux groupements fonctionnels qui ont une forte affinité pour l'eau et à la formation d'une liaison hydrogène entre les molécules d'eau et les atomes d'oxygène inclus dans le radical polyéthylène glycol du tensioactif.

Les plus courants parmi les tensioactifs sont les substances anioniques. Ils représentent plus de 50% de tous les tensioactifs produits dans le monde. Les plus courants sont les alkylarylsulfonates (sulfonols) et les alkylsulfates. Les molécules de sulfonol contiennent un cycle aromatique dont les atomes d'hydrogène sont remplacés par un ou plusieurs groupes alkyle et un résidu d'acide sulfurique comme groupe solvatant. De nombreux alkylbenzènesulfonates et alkylnaphtalènesulfonates sont souvent utilisés dans la fabrication de divers CMC domestiques et industriels.

La présence de surfactants dans les eaux usées industrielles est associée à leur utilisation dans des processus tels que la valorisation par flottation des minerais, la séparation des produits de la technologie chimique, la production de polymères, l'amélioration des conditions de forage des puits de pétrole et de gaz et le contrôle de la corrosion des équipements.

En agriculture, les tensioactifs sont utilisés dans le cadre des pesticides. À l'aide de tensioactifs, des substances toxiques liquides et en poudre insolubles dans l'eau, mais solubles dans les solvants organiques, sont émulsifiées et de nombreux tensioactifs ont eux-mêmes des propriétés insecticides et herbicides.

Substances cancérigènes- ce sont des composés chimiquement homogènes qui présentent une activité transformante et sont capables de provoquer des modifications cancérigènes, tératogènes (violation des processus de développement embryonnaire) ou mutagènes dans les organismes. Selon les conditions d'exposition, ils peuvent entraîner une inhibition de la croissance, un vieillissement accéléré, une toxicogenèse, une perturbation du développement individuel et des modifications du patrimoine génétique des organismes. Les substances ayant des propriétés cancérigènes comprennent les hydrocarbures aliphatiques chlorés avec une courte chaîne d'atomes de carbone dans la molécule, le chlorure de vinyle, les pesticides et, en particulier, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces derniers sont des composés organiques de haut poids moléculaire, dans les molécules desquels le cycle benzénique est l'élément principal de la structure. De nombreux HAP non substitués contiennent de 3 à 7 cycles benzéniques dans la molécule, interconnectés de diverses manières. Il existe également un grand nombre de structures polycycliques contenant un groupe fonctionnel soit dans le cycle benzénique, soit dans la chaîne latérale. Ces dérivés halogénés, aminés, sulfonés, nitrés, ainsi que des alcools, des aldéhydes, des esters, des cétones, des acides, des quinones et d'autres composés aromatiques.

La solubilité des HAP dans l'eau est faible et diminue avec l'augmentation du poids moléculaire : de 16 100 µg/l (acénaphtylène) à 0,11 µg/l (3,4-benzpyrène). La présence de sels dans l'eau n'a pratiquement aucun effet sur la solubilité des HAP. Cependant, en présence de benzène, d'huile, de produits pétroliers, de détergents et d'autres substances organiques, la solubilité des HAP augmente fortement. Parmi le groupe des HAP non substitués, le 3,4-benzpyrène (BP) est le plus connu et le plus répandu dans les conditions naturelles.

Les processus naturels et anthropiques peuvent servir de sources de HAP dans l'environnement. La concentration de BP dans les cendres volcaniques est de 0,3 à 0,9 µg/kg. Cela signifie que 1,2 à 24 tonnes de BP par an peuvent pénétrer dans l'environnement avec les cendres. Par conséquent, la quantité maximale de HAP dans les sédiments de fond modernes de l'océan mondial (plus de 100 μg/kg de masse de matière sèche) a été trouvée dans les zones tectoniquement actives soumises à une action thermique profonde.

Certaines plantes et certains animaux marins seraient capables de synthétiser des HAP. Dans les algues et les herbiers près de la côte ouest Amérique centrale la teneur en BP atteint 0,44 µg/g et chez certains crustacés de l'Arctique - 0,23 µg/g. Les bactéries anaérobies produisent jusqu'à 8,0 μg de PB à partir de 1 g d'extraits lipidiques de plancton. D'autre part, il existe des types particuliers de bactéries marines et du sol qui décomposent les hydrocarbures, y compris les HAP.

Selon L. M. Shabad (1973) et A. P. Ilnitsky (1975), la concentration de fond de BP créée à la suite de la synthèse de BP par les organismes végétaux et l'activité volcanique est de : dans les sols 5-10 µg/kg (matière sèche), dans plantes 1-5 µg/kg, dans les réservoirs d'eau douce 0,0001 µg/l. En conséquence, des gradations du degré de pollution des objets environnementaux sont également dérivées (tableau 1.5).

Les principales sources anthropiques de HAP dans l'environnement sont la pyrolyse de substances organiques lors de la combustion de divers matériaux, bois et combustibles. La formation pyrolytique des HAP se produit à une température de 650-900 °C et en l'absence d'oxygène dans la flamme. La formation de BP a été observée lors de la pyrolyse du bois avec un rendement maximum à 300–350°C (Dikun, 1970).

Selon M. Suess (G976), l'émission globale de BP dans les années 70 était d'environ 5 000 tonnes par an, dont 72 % provenaient de l'industrie et 27 % de tous les types de combustion à ciel ouvert.

Métaux lourds(mercure, plomb, cadmium, zinc, cuivre, arsenic et autres) font partie des polluants courants et hautement toxiques. Ils sont largement utilisés dans divers productions industrielles ah, donc malgré les mesures de traitement, la teneur en composés de métaux lourds dans les eaux usées industrielles est assez élevée. De grandes masses de ces composés pénètrent dans l'océan par l'atmosphère. Le mercure, le plomb et le cadmium sont les plus dangereux pour les biocénoses marines.

Le mercure est transporté vers l'océan avec le ruissellement continental et à travers l'atmosphère. Lors de l'altération des roches sédimentaires et ignées, 3,5 mille tonnes de mercure sont libérées chaque année. La composition de la poussière atmosphérique contient environ 12 000 tonnes de mercure et une part importante d'origine anthropique. À la suite d'éruptions volcaniques et de précipitations atmosphériques, 50 000 tonnes de mercure pénètrent chaque année à la surface de l'océan et 25 à 150 000 tonnes lors du dégazage de la lithosphère.Environ la moitié de la production industrielle annuelle de ce métal (9 à 10 000 tonnes / année) de diverses manières tombe dans l'océan. La teneur en mercure du charbon et du pétrole est en moyenne de 1 mg/kg ; par conséquent, lors de la combustion de combustibles fossiles, l'océan mondial reçoit plus de 2 000 tonnes/an. La production annuelle de mercure dépasse 0,1% de sa teneur totale dans l'océan mondial, mais l'afflux anthropique dépasse déjà l'élimination naturelle par les rivières, ce qui est typique pour de nombreux métaux.

Dans les zones polluées par les eaux usées industrielles, la concentration de mercure en solution et en suspension est fortement augmentée. Parallèlement, certaines bactéries benthiques transforment les chlorures en (mono- et di-) méthylmercure CH 3 Hg hautement toxique. La contamination des fruits de mer a conduit à plusieurs reprises à l'empoisonnement au mercure de la population côtière. En 1977, il y avait 2 800 victimes de la maladie de Minamata au Japon. La raison en était le gaspillage des entreprises de production de chlorure de vinyle et d'acétaldéhyde, dans lesquelles le chlorure de mercure était utilisé comme catalyseur. Les eaux usées insuffisamment traitées des entreprises ont pénétré dans la baie de Minamata.

Le plomb est un oligo-élément typique présent dans tous les composants de l'environnement : dans rochers, sols, eaux naturelles, atmosphère, organismes vivants. Enfin, le plomb est activement dissipé dans l'environnement lors des activités humaines. Il s'agit des émissions des effluents industriels et domestiques, des fumées et poussières des entreprises industrielles, des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne.

Selon V.V. Dobrovolsky (1987), la redistribution des masses de plomb entre la terre et l'océan mondial est la suivante. C. le ruissellement fluvial à une concentration moyenne en plomb dans l'eau de 1 μg/l dans l'océan de plomb soluble dans l'eau s'effectue environ 40 10 3 t/an, dans la phase solide des suspensions fluviales environ 2800-10 3 t/an , en détritus organiques fins - 10 10 3 t /an. Si l'on tient compte du fait que plus de 90% des suspensions fluviales se déposent dans une étroite bande côtière du plateau et qu'une partie importante des composés métalliques solubles dans l'eau sont capturés par des gels d'oxyde de fer, alors le pélagial océanique ne reçoit qu'environ (200-300) 10 3 tonnes dans la composition de suspensions fines et (25- 30) 10 3 tonnes de composés dissous.

Le flux de migration du plomb des continents vers l'océan passe non seulement par le ruissellement des rivières, mais aussi par l'atmosphère. Avec la poussière continentale, l'océan reçoit (20-30)-10 3 tonnes de plomb par an. Son entrée à la surface de l'océan avec les précipitations atmosphériques liquides est estimée à (400-2500) 10 3 t/an à une concentration dans l'eau de pluie de 1-6 µg/l. Les sources de plomb entrant dans l'atmosphère sont les émissions volcaniques (15-30 t/an dans la composition des produits d'éruption pélitiques et 4 10 3 t/an dans les particules submicroniques), les composés organiques volatils de la végétation (250-300 t/an), produits de combustion d'incendies ((6-7) 10 3 t/an) et industrie moderne. La production de plomb est passée de 20 à 103 tonnes/an au début du XIXe siècle. jusqu'à 3500 10 3 t/an au début des années 80 du XXe siècle. Le rejet moderne de plomb dans l'environnement avec les déchets industriels et ménagers est estimé à (100-400) 10 3 t/an.

Le cadmium, dont la production mondiale dans les années 1970 atteignait 15 10 3 tonnes/an, pénètre également dans l'océan par le ruissellement des rivières et par l'atmosphère. Le volume d'enlèvement atmosphérique de cadmium, selon diverses estimations, est de (1,7-8,6) 10 3 t/an.

Rejet de déchets à la mer en vue de leur élimination (dumping). De nombreux pays enclavés produisent des déchets marins divers matériaux et substances, en particulier la terre de dragage, les déblais de forage, les déchets industriels, les débris de construction, les déchets solides, les explosifs et substances chimiques, déchets radioactifs, etc. Le volume des enfouissements représente environ 10 % de la masse totale des polluants entrant dans l'océan mondial. Ainsi, de 1976 à 1980, plus de 150 millions de tonnes de déchets divers ont été déversés annuellement à des fins d'enfouissement, ce qui définit la notion de « dépotoir ».

La base de l'immersion en mer est la capacité de l'environnement marin à traiter une grande quantité de substances organiques et inorganiques sans trop endommager la qualité de l'eau. Cependant, cette capacité n'est pas illimitée. Dès lors, le dumping est considéré comme une mesure forcée, un tribut temporaire à l'imperfection de la technologie par la société. Par conséquent, le développement et la justification scientifique des moyens de réglementer les rejets de déchets dans la mer revêtent une importance particulière.

Les boues industrielles contiennent une variété de substances organiques et de composés de métaux lourds. déchets ménagers contient en moyenne (en poids de matière sèche) 32 à 40 % de matière organique, 0,56 % d'azote, 0,44 % de phosphore, 0,155 % de zinc, 0,085 % de plomb, 0,001 % de cadmium, 0,001 mercure. Boues installations de traitement les effluents municipaux contiennent (sur une base de matière sèche) jusqu'à. 12% de substances humiques, jusqu'à 3% d'azote total, jusqu'à 3,8% de phosphates, 9-13% de matières grasses, 7-10% de glucides et sont contaminés par des métaux lourds. Les matériaux de saisie du fond ont une composition similaire.

Lors du rejet, lorsque le matériau traverse la colonne d'eau, une partie des polluants passe en solution, modifiant la qualité de l'eau, tandis que l'autre partie est sorbée par les particules en suspension et va dans les sédiments du fond. Dans le même temps, la turbidité de l'eau augmente. La présence de substances organiques entraîne souvent la consommation rapide d'oxygène dans l'eau et souvent sa disparition complète, la dissolution des suspensions, l'accumulation de métaux sous forme dissoute et l'apparition de sulfure d'hydrogène. La présence d'une grande quantité de matière organique crée un environnement réducteur stable dans le sol, dans lequel apparaît un type particulier d'eau interstitielle, contenant du sulfure d'hydrogène, de l'ammoniac et des ions métalliques sous forme réduite. Dans ce cas, la réduction des sulfates et des nitrates, des phosphates sont libérés.

Les organismes neustons, pélagiques et benthos sont affectés à des degrés divers par les matières rejetées. Dans le cas de la formation de films superficiels contenant des hydrocarbures pétroliers et des tensioactifs, les échanges gazeux à la frontière sont perturbés air-eau. Cela conduit à la mort des larves d'invertébrés, des larves de poissons et des alevins, et provoque une augmentation du nombre de micro-organismes pathogènes et oxydant l'huile. La présence d'une suspension polluante dans l'eau aggrave les conditions de nutrition, de respiration et de métabolisme des hydrobiontes, réduit le taux de croissance et inhibe la puberté des crustacés planctoniques. Les polluants entrant dans la solution peuvent s'accumuler dans les tissus et les organes des hydrobiontes et avoir un effet toxique sur eux. Le déversement des matériaux de déversement au fond et l'augmentation prolongée de la turbidité de l'eau du fond entraînent le remplissage et la mort par suffocation des formes attachées et inactives du benthos. Chez les poissons, mollusques et crustacés survivants, le taux de croissance est réduit en raison de la détérioration des conditions d'alimentation et de respiration. La composition spécifique de la communauté benthique change souvent.

Lors de l'organisation d'un système de contrôle des rejets de déchets en mer, la définition des zones de déversement, en tenant compte des propriétés des matériaux et des caractéristiques du milieu marin, revêt une importance décisive. Les critères nécessaires pour résoudre le problème sont contenus dans la "Convention pour la prévention de la pollution des mers résultant de l'immersion de déchets et autres matières" (Convention de Londres sur l'immersion, 1972). Les principales exigences de la Convention sont les suivantes.

1. Évaluation de la quantité, de l'état et des propriétés (physiques, chimiques, biochimiques, biologiques) des matières rejetées, de leur toxicité, de leur stabilité, de leur tendance à l'accumulation et à la biotransformation dans le milieu aquatique et les organismes marins. Utiliser les possibilités de neutralisation, de neutralisation et de recyclage des déchets.

2. Sélection des zones de rejet, en tenant compte des exigences de dilution maximale des substances, de leur propagation minimale au-delà du rejet, d'une combinaison favorable de conditions hydrologiques et hydrophysiques.

3. Assurer l'éloignement des zones de rejet des zones d'alimentation et de frai des poissons, des habitats d'espèces rares et sensibles d'hydrobiontes, des zones de loisirs et d'utilisation économique.

Radionucléides technogéniques. L'océan est caractérisé par une radioactivité naturelle due à la présence en son sein de 40 K, 87 Rb, 3 H, 14 C, ainsi que de radionucléides de la série de l'uranium et du thorium. Plus de 90 % de la radioactivité naturelle de l'eau de mer est de 40 K, soit 18,5-10 21 Bq. L'unité d'activité dans le système SI est le becquerel (Bq), égal à l'activité d'un isotope dans lequel 1 événement de désintégration se produit en 1 s. Auparavant, l'unité de radioactivité hors système, curie (Ci), était largement utilisée, correspondant à l'activité d'un isotope dans lequel 3,7-10 10 événements de désintégration se produisent en 1 s.

Les substances radioactives d'origine technogénique, principalement des produits de fission de l'uranium et du plutonium, ont commencé à pénétrer dans l'océan en grande quantité après 1945, c'est-à-dire dès le début des essais d'armes nucléaires et le développement généralisé de la production industrielle de matières fissiles et de nucléides radioactifs. Trois groupes de sources sont identifiés : 1) les essais d'armes nucléaires, 2) le déversement de déchets radioactifs, 3) les accidents de navires à moteur nucléaire et les accidents liés à l'utilisation, au transport et à la production de radionucléides.

De nombreux isotopes radioactifs à courte demi-vie, bien que retrouvés dans l'eau et les organismes marins après une explosion, ne se retrouvent presque jamais dans les retombées radioactives mondiales. Ici, tout d'abord, le 90 Sr et le 137 Cs sont présents avec une demi-vie d'environ 30 ans. Le radionucléide le plus dangereux provenant des restes de charges nucléaires n'ayant pas réagi est le 239 Pu (T 1/2 = 24,4-10 3 ans), qui est une substance chimique très toxique. Au fur et à mesure que les produits de fission 90 Sr et 137 Cs se désintègrent, ils deviennent le principal contaminant. Au moment du moratoire sur les essais atmosphériques d'armes nucléaires (1963), l'activité du 239 Pu dans l'environnement était de 2,5-10 16 Bq.

Un groupe distinct de radionucléides est formé par 3 H, 24 Na, 65 Zn, 59 Fe, 14 C, 31 Si, 35 S, 45 Ca, 54 Mn, 57,60 Co et d'autres résultant de l'interaction des neutrons avec des éléments structuraux et le environnement. Les principaux produits des réactions nucléaires avec les neutrons dans le milieu marin sont les radio-isotopes du sodium, du potassium, du phosphore, du chlore, du brome, du calcium, du manganèse, du soufre et du zinc, qui proviennent d'éléments dissous dans l'eau de mer. C'est une activité induite.

La plupart des radionucléides qui pénètrent dans le milieu marin ont des analogues constamment présents dans l'eau, tels que 239 Pu, 239 Np, 99 TC) le transplutonium n'est pas caractéristique de la composition de l'eau de mer, et la matière vivante de l'océan doit s'adapter à encore eux.

Suite au traitement du combustible nucléaire, une quantité importante de déchets radioactifs apparaît sous forme liquide, solide et gazeuse. La majeure partie des déchets sont des solutions radioactives. Compte tenu du coût élevé du traitement et du stockage des concentrés dans des installations de stockage spéciales, certains pays choisissent de déverser les déchets dans l'océan avec le ruissellement des rivières ou de les déverser dans des blocs de béton au fond de tranchées océaniques profondes. Pour les isotopes radioactifs Ar, Xe, Em et T, des méthodes de concentration fiables n'ont pas encore été développées, de sorte qu'ils peuvent pénétrer dans les océans avec la pluie et les eaux usées.

Lors de l'exploitation des centrales nucléaires sur des navires de surface et sous-marins, dont il existe déjà plusieurs centaines, environ 3,7-10 16 Bq avec les résines échangeuses d'ions, environ 18,5-10 13 Bq avec les déchets liquides et 12,6-10 13 Bq dus aux fuites. Les situations d'urgence contribuent également de manière significative à la radioactivité des océans. A ce jour, la quantité de radioactivité introduite dans l'océan par l'homme ne dépasse pas 5,5-10 19 Bq, ce qui reste faible par rapport au niveau naturel (18,5-10 21 Bq). Cependant, la concentration et l'irrégularité des retombées de radionucléides créent un grave danger de contamination radioactive de l'eau et des hydrobiontes dans certaines zones de l'océan.

2 Écologie océanique anthropique–nouvelle orientation scientifique en océanologie. En raison de l'impact anthropique, des facteurs environnementaux supplémentaires apparaissent dans l'océan qui contribuent à l'évolution négative des écosystèmes marins. La découverte de ces facteurs a stimulé le développement d'une vaste recherche fondamentale sur l'océan mondial et l'émergence de nouvelles orientations scientifiques. Parmi eux se trouve l'écologie anthropique de l'océan. Cette nouvelle direction vise à étudier les mécanismes de réponse des organismes aux impacts anthropiques au niveau d'une cellule, d'un organisme, d'une population, d'une biocénose, d'un écosystème, ainsi qu'à étudier les caractéristiques des interactions entre les organismes vivants et l'environnement dans des conditions modifiées.

L'objet d'étude de l'écologie anthropique de l'océan est le changement performance environnementale océan, et tout d'abord ces changements qui sont importants pour l'évaluation écologique de l'état de la biosphère dans son ensemble. Ces études sont basées sur une analyse complète de l'état des écosystèmes marins, en tenant compte du zonage géographique et du degré d'impact anthropique.

L'écologie anthropique de l'océan utilise pour ses besoins les méthodes d'analyse suivantes : génétique (évaluation des risques cancérigènes et mutagènes), cytologique (étude de la structure cellulaire des organismes marins en conditions normales et pathologiques), microbiologique (étude de l'adaptation des micro-organismes aux polluants toxiques), écologique (connaissance des schémas de formation et de développement des populations et des biocénoses dans des conditions d'habitat spécifiques afin de prédire leur état dans des conditions environnementales changeantes), écologique et toxicologique (étude de la réponse des organismes marins aux effets de pollution et détermination des concentrations critiques de polluants), chimique (étude de l'ensemble du complexe chimique naturel et anthropique en milieu marin).

La tâche principale de l'écologie anthropique de l'océan est de développer des bases scientifiques pour déterminer les niveaux critiques de polluants dans les écosystèmes marins, d'évaluer la capacité d'assimilation des écosystèmes marins, de normaliser les impacts anthropiques sur l'océan mondial, ainsi que de créer modèles mathématiques processus écologiques pour prévoir les situations écologiques dans l'océan.

La connaissance des phénomènes écologiques les plus importants dans l'océan (comme les processus de production-destruction, le passage des cycles biogéochimiques des polluants, etc.) est limitée par un manque d'informations. Il est donc difficile de prévoir la situation écologique de l'océan et la mise en œuvre de mesures de protection de l'environnement. A l'heure actuelle, la mise en place d'une surveillance écologique de l'océan, dont la stratégie est axée sur des observations à long terme dans certaines zones de l'océan, dans le but de créer une banque de données couvrant les changements globaux des écosystèmes océaniques, revêt une importance particulière.

3 Le concept de capacité d'assimilation. Selon la définition de Yu. A. Israel et A. V. Tsyban (1983, 1985), la capacité d'assimilation de l'écosystème marin Un je pour ce polluant je(ou somme des polluants) et pour m-ème écosystème- c'est la capacité dynamique maximale d'une telle quantité de polluants (par rapport à toute la zone ou unité de volume de l'écosystème marin) qui peut être accumulée, détruite, transformée (par des transformations biologiques ou chimiques) et éliminée par sédimentation, diffusion ou tout autre processus par unité de temps transféré en dehors du périmètre de l'écosystème sans perturber son fonctionnement normal.

L'élimination totale (A i) d'un polluant d'un écosystème marin peut s'écrire

où K i est le facteur de sécurité reflétant les conditions environnementales du processus de pollution dans différentes zones de l'écosystème marin ; τ i - temps de séjour du polluant dans l'écosystème marin.

Cette condition est remplie à , où C 0 i est la concentration critique du polluant dans l'eau de mer. Par conséquent, la capacité d'assimilation peut être estimée par la formule (1) à ;.

Toutes les quantités incluses dans le côté droit de l'équation (1) peuvent être mesurées directement à partir des données obtenues dans le processus d'études intégrées à long terme de l'état de l'écosystème marin. Parallèlement, la séquence de détermination de la capacité d'assimilation de l'écosystème marin pour des polluants spécifiques comprend trois étapes principales : 1) calculer les bilans de la masse et de la durée de vie des polluants dans l'écosystème, 2) analyser le bilan biotique dans l'écosystème, et 3) évaluer les concentrations critiques de l'impact des polluants (ou MPC environnementaux) sur le fonctionnement du biote.

Pour répondre aux problématiques de régulation environnementale des impacts anthropiques sur les écosystèmes marins, le calcul de la capacité d'assimilation est le plus représentatif, puisqu'il prend en compte la capacité d'assimilation, la charge environnementale maximale admissible (MPEL) du réservoir de polluant est calculée tout simplement . Ainsi, en mode stationnaire de pollution du réservoir, PDEN sera égal à la capacité d'assimilation.

4 Conclusions de l'évaluation de la capacité d'assimilation de l'écosystème marin par les polluants sur l'exemple de la mer Baltique. En utilisant l'exemple de la mer Baltique, les valeurs de la capacité d'assimilation d'un certain nombre de métaux toxiques (Zn, Сu, Pb, Cd, Hg) et de substances organiques (PCB et BP) ont été calculées (Izrael, Tsyban, Venttsel, Shigaev , 1988).

Les concentrations moyennes de métaux toxiques dans l'eau de mer se sont avérées inférieures d'un ou deux ordres de grandeur à leurs doses seuils, tandis que les concentrations de PCB et de BP n'étaient inférieures que d'un ordre de grandeur. Ainsi, les facteurs de sécurité pour les PCB et le BP se sont avérés inférieurs à ceux des métaux. Lors de la première étape des travaux, les auteurs du calcul, à l'aide des matériaux d'études écologiques à long terme en mer Baltique et de sources littéraires, ont déterminé les concentrations de polluants dans les composants de l'écosystème, les taux de biosédimentation, les flux des substances aux limites de l'écosystème, et l'activité de destruction microbienne des substances organiques. Tout cela a permis de dresser des bilans et de calculer la « durée de vie » des substances considérées dans l'écosystème. La "durée de vie" des métaux dans l'écosystème de la Baltique s'est avérée assez courte pour le plomb, le cadmium et le mercure, un peu plus longue pour le zinc et maximale pour le cuivre. La « durée de vie » des PCB et du benzo(a)pyrène est de 35 et 20 ans, ce qui détermine la nécessité de mettre en place un système de surveillance génétique de la mer Baltique.

Lors de la deuxième étape de la recherche, il a été montré que l'élément le plus sensible du biote aux polluants et aux changements de la situation écologique sont les microalgues planctoniques, et par conséquent, le processus de production primaire de matière organique doit être choisi comme processus « cible ». . On applique donc ici les doses seuils de polluants établies pour le phytoplancton.

Les estimations de la capacité d'assimilation des zones de la partie ouverte de la mer Baltique montrent que le ruissellement existant de zinc, de cadmium et de mercure, respectivement, est 2, 20 et 15 fois inférieur aux valeurs minimales de la capacité d'assimilation de la l'écosystème pour ces métaux et ne présente pas de danger direct pour la production primaire. Dans le même temps, l'offre de cuivre et de plomb dépasse déjà leur capacité d'assimilation, ce qui nécessite la mise en place de mesures particulières pour limiter les flux. L'offre actuelle de BP n'a pas encore atteint la valeur minimale de la capacité d'assimilation, alors que les PCB la dépassent. Cette dernière souligne l'urgente nécessité de réduire davantage les rejets de PCB dans la mer Baltique.

Le problème de la pollution des océans est l'un des plus aigus et des plus urgents aujourd'hui. Est-il possible de le résoudre dans des conditions modernes?

L'océan, comme vous le savez, est le commencement des commencements, la base de toute vie sur notre planète. Après tout, c'est en elle que les premiers organismes vivants de notre histoire géologique. Les océans occupent plus de 70% de la surface de la planète. De plus, il contient environ 95% de toute l'eau. C'est pourquoi la pollution des eaux de l'Océan Mondial est si dangereuse pour l'enveloppe géographique de la planète. Et aujourd'hui, ce problème s'aggrave.

Les océans - la coquille d'eau de la planète

L'océan est une masse d'eau unique et intégrale sur la Terre, baignant le continent. Le terme lui-même a des racines latines (ou grecques) : "oceanus". La superficie totale de l'océan mondial est de 361 millions de kilomètres carrés, soit environ 71% de la surface totale de notre planète. Il est généralement admis qu'il se compose de masses d'eau - des volumes d'eau relativement importants, chacun ayant ses propres propriétés physiques et chimiques.

Dans la structure de l'Océan Mondial, on peut distinguer :

• les océans (il y en a 5 au total, selon l'Organisation hydrographique internationale : Pacifique, Atlantique, Indien, Arctique et Austral, qui sont isolés depuis 2000) ;
• mers (selon la classification acceptée, il y en a intérieures, inter-îles, intercontinentales et marginales);
• baies et baies;
• détroits;
• estuaires.

La pollution des océans est un problème environnemental important du XXIe siècle

Chaque jour, divers produits chimiques pénètrent dans le sol et les eaux de surface. Cela se produit à la suite du fonctionnement de milliers d'entreprises industrielles qui opèrent sur toute la planète. Il s'agit du pétrole et des produits pétroliers, de l'essence, des pesticides, des engrais, des nitrates, du mercure et d'autres composés nocifs. Ils finissent tous dans l'océan. Là, ces substances se déposent et s'accumulent en grande quantité.

La pollution des océans est un processus associé à l'entrée dans ses eaux produits dangereux origine anthropique. De ce fait, la qualité de l'eau de mer se détériore et des dommages importants sont causés à tous les habitants de l'océan.

On sait que chaque année, uniquement à la suite de processus naturels, environ 25 millions de tonnes de fer, 350 000 tonnes de zinc et de cuivre, 180 000 tonnes de plomb pénètrent dans les mers. Tout cela, d'ailleurs, est parfois exacerbé par l'influence anthropique.

Le polluant océanique le plus dangereux aujourd'hui est le pétrole. De cinq à dix millions de tonnes sont déversées chaque année dans les eaux marines de la planète. Heureusement, grâce au niveau actuel de la technologie satellitaire, les contrevenants peuvent être identifiés et punis. Cependant, le problème de la pollution de l'océan mondial reste peut-être le plus aigu dans la gestion moderne de l'environnement. Et sa solution exige la consolidation des forces de toute la communauté mondiale.

Causes de la pollution des océans

Pourquoi l'océan est-il pollué ? Quelles sont les raisons de ces tristes processus ? Ils résident principalement dans le comportement humain irrationnel, et parfois même agressif, dans le domaine de la gestion de la nature. Les gens ne comprennent pas (ou ne veulent pas réaliser) les conséquences possibles de leurs actions négatives sur la nature.

A ce jour, on sait que la pollution des eaux des océans se produit de trois manières principales :

• par le ruissellement des systèmes fluviaux (avec les zones les plus polluées du plateau, ainsi que les zones proches de l'embouchure des grands fleuves) ;
• par les précipitations atmosphériques (c'est ainsi que le plomb et le mercure entrent dans l'Océan, tout d'abord) ;
• en raison d'une activité économique humaine déraisonnable directement dans les océans.

Les scientifiques ont découvert que la principale voie de pollution est le ruissellement des rivières (jusqu'à 65 % des polluants pénètrent dans les océans par les rivières). Environ 25 % sont imputables aux précipitations atmosphériques, 10 % supplémentaires - aux eaux usées, moins de 1 % - aux émissions des navires. C'est pour ces raisons que se produit la pollution des océans. Les photos présentées dans cet article illustrent bien la gravité de ce problème d'actualité. Étonnamment, l'eau, sans laquelle une personne ne peut pas vivre ne serait-ce qu'un jour, en est activement polluée.

Types et principales sources de pollution de l'océan mondial

Les écologistes identifient plusieurs types de pollution des océans. Cette:

• physique;
• biologique (contamination par des bactéries et divers micro-organismes) ;
• chimique (pollution par des produits chimiques et des métaux lourds) ;
• huile;
• thermique (pollution par les eaux chauffées rejetées par les centrales thermiques et les centrales nucléaires) ;
• radioactif;
• transport (pollution par les modes de transport maritimes - pétroliers et navires, ainsi que sous-marins);
• Ménage.

Il existe également diverses sources de pollution de l'océan mondial, qui peuvent être à la fois d'origine naturelle (par exemple, sable, argile ou sels minéraux) et anthropique. Parmi ces derniers, les plus dangereux sont les suivants :

• pétrole et produits pétroliers;
• les eaux usées;
• produits chimiques;
• métaux lourds;
• déchet radioactif;
• Déchets plastiques;
• Mercure.

Examinons de plus près ces contaminants.

Pétrole et produits pétroliers

La plus dangereuse et la plus répandue aujourd'hui est la pollution pétrolière des océans. Jusqu'à dix millions de tonnes de pétrole y sont déversées chaque année. Environ deux millions d'autres sont emportés dans l'océan par le ruissellement des rivières.

La plus grande marée noire s'est produite en 1967 au large de la Grande-Bretagne. À la suite du naufrage du pétrolier Torrey Canyon, plus de 100 000 tonnes de pétrole se sont déversées dans la mer.

Le pétrole pénètre dans la mer et est en train de forer ou d'exploiter des puits de pétrole dans les océans (jusqu'à cent mille tonnes par an). En pénétrant dans l'eau de mer, il forme ce que l'on appelle des " nappes de pétrole " ou " marées noires " de plusieurs centimètres d'épaisseur dans la couche supérieure de la masse d'eau. A savoir, on sait qu'un très grand nombre d'organismes vivants y vivent.

Étonnamment, environ deux à quatre pour cent de la superficie de l'Atlantique est recouverte en permanence de films d'huile ! Ils sont également dangereux car ils contiennent des métaux lourds et des pesticides, qui empoisonnent en outre les eaux océaniques.

La pollution des océans par le pétrole et les produits pétroliers a des conséquences extrêmement négatives, à savoir :

• violation des échanges d'énergie et de chaleur entre les couches de masses d'eau;
• diminution de l'albédo de l'eau de mer ;
• la mort de nombreuses espèces marines ;
• changements pathologiques dans les organes et les tissus des organismes vivants.

les eaux usées

La pollution des océans par les eaux usées est, peut-être, en deuxième position en termes de nocivité. Les plus dangereux sont les déchets des entreprises chimiques et métallurgiques, des usines de textile et de pâte à papier, ainsi que des complexes agricoles. Au début, ils se fondent dans les rivières et autres plans d'eau, puis se retrouvent d'une manière ou d'une autre dans les océans.

Des spécialistes de deux grandes villes - Los Angeles et Marseille - s'emploient activement à résoudre ce problème aigu. À l'aide d'observations satellitaires et de relevés sous-marins, les scientifiques surveillent les volumes d'effluents rejetés, ainsi que leur mouvement dans l'océan.

produits chimiques

Les produits chimiques qui pénètrent dans cet immense plan d'eau de diverses manières ont également un impact très négatif sur les écosystèmes. La pollution des océans par les pesticides, en particulier l'aldrine, l'endrine et la dieldrine, est particulièrement dangereuse. Ces produits chimiques ont la capacité de s'accumuler dans les tissus des organismes vivants, alors que personne ne peut dire exactement comment ils affectent ces derniers.

En plus des pesticides, le chlorure de tributylétain, utilisé pour peindre la quille des navires, a un effet extrêmement négatif sur le monde organique de l'océan.

Métaux lourds

Les écologistes sont extrêmement préoccupés par la pollution des océans par les métaux lourds. En particulier, cela est dû au fait que leur pourcentage dans les eaux marines n'a augmenté que récemment.

Les plus dangereux sont les métaux lourds comme le plomb, le cadmium, le cuivre, le nickel, l'arsenic, le chrome et l'étain. Ainsi, jusqu'à 650 000 tonnes de plomb pénètrent chaque année dans l'océan mondial. Et la teneur en étain dans les eaux marines de la planète est déjà trois fois supérieure à la norme généralement acceptée.

Déchets plastiques

Le 21ème siècle est l'ère du plastique. Des tonnes de déchets plastiques se retrouvent désormais dans les océans, et leur nombre ne fait qu'augmenter. Peu de gens savent qu'il existe des îles entières "en plastique" de taille énorme. À ce jour, cinq "taches" de ce type sont connues - des accumulations de déchets plastiques. Deux d'entre eux se trouvent dans l'océan Pacifique, deux autres dans l'Atlantique et un dans l'Indien.

Ces déchets sont dangereux car leurs petites pièces sont souvent avalées par des poissons marins, à la suite de quoi ils meurent tous, en règle générale.

déchet radioactif

Conséquences peu étudiées, et donc extrêmement imprévisibles, de la pollution des océans par les déchets radioactifs. Ils y arrivent de différentes manières : à la suite du largage de conteneurs de déchets dangereux, d'essais d'armes nucléaires ou de l'exploitation de réacteurs nucléaires. sous-marins. On sait qu'un seul Union soviétique entre 1964 et 1986, il a déversé environ 11 000 conteneurs de déchets radioactifs dans l'océan Arctique.

Les scientifiques ont calculé qu'aujourd'hui les océans du monde contiennent 30 fois plus de substances radioactives que celles qui ont été rejetées à la suite de la catastrophe de Tchernobyl en 1986. En outre, une énorme quantité de déchets mortels est tombée dans les océans après un accident à grande échelle sur centrale nucléaire Fukushima-1 au Japon.

Mercure

Une substance comme le mercure peut aussi être très dangereuse pour les océans. Et pas tant pour un réservoir, mais pour une personne qui mange des "fruits de mer". Après tout, on sait que le mercure peut s'accumuler dans les tissus des poissons et des crustacés, se transformant en formes organiques encore plus toxiques.

Ainsi, l'histoire de la baie japonaise de Minamato est notoire, où les résidents locaux ont été gravement empoisonnés en mangeant des fruits de mer de ce réservoir. Il s'est avéré qu'ils étaient précisément contaminés par du mercure, qui a été déversé dans l'océan par une usine située à proximité.

pollution thermique

Un autre type de pollution de l'eau de mer est la pollution dite thermique. La raison en est le rejet d'eau, dont la température est nettement supérieure à la moyenne de l'océan. Les principales sources d'eau chauffée sont les centrales thermiques et nucléaires.

La pollution thermique de l'océan mondial entraîne des violations de son régime thermique et biologique, altère le frai des poissons et détruit également le zooplancton. Ainsi, à la suite d'études spécialement menées, il a été constaté qu'à une température de l'eau de +26 à +30 degrés, les processus vitaux des poissons sont inhibés. Mais si la température de l'eau de mer dépasse +34 degrés, certaines espèces de poissons et d'autres organismes vivants peuvent mourir complètement.

Sécurité

Évidemment, les conséquences d'une pollution intense des eaux marines peuvent être catastrophiques pour les écosystèmes. Certains d'entre eux sont déjà visibles même maintenant. Par conséquent, pour la protection de l'océan mondial, un certain nombre de traités multilatéraux ont été adoptés, tant au niveau interétatique qu'au niveau régional. Ils comprennent de nombreuses activités, ainsi que des moyens de résoudre la pollution des océans. Ce sont notamment :

• limiter les émissions de substances nocives, toxiques et vénéneuses dans l'océan ;
• mesures visant à prévenir d'éventuels accidents sur les navires et les pétroliers;
• réduction de la pollution des installations participant à l'aménagement du sous-sol des fonds marins ;
• des mesures visant l'élimination rapide et de qualité des situations d'urgence ;
• durcir les sanctions et les amendes en cas de rejet non autorisé de substances nocives dans l'océan ;
• un ensemble de mesures éducatives et promotionnelles pour la formation d'un comportement rationnel et respectueux de l'environnement de la population, etc.

Enfin...

Ainsi, il est évident que la pollution des océans est le problème environnemental le plus important de notre siècle. Et vous devez le combattre. Aujourd'hui, il existe de nombreux polluants dangereux dans les océans : il s'agit du pétrole, des produits pétroliers, de divers produits chimiques, des pesticides, des métaux lourds et des déchets radioactifs, des eaux usées, des plastiques, etc. La solution de ce problème aigu nécessitera la consolidation de toutes les forces de la communauté mondiale, ainsi qu'une mise en œuvre claire et stricte des normes acceptées et des réglementations existantes dans le domaine de la protection de l'environnement.

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1. Pollution pétrolière des océans

Océan mondial, une coquille d'eau continue de la Terre, entourant la terre (continents et îles) et ayant une composition saline commune. Il occupe environ 71% de la surface de la terre (dans l'hémisphère nord - 61%, dans le sud - 81%). La profondeur moyenne est de 3795m, la profondeur maximale est de 11022m. (Fosse mariale dans l'océan Pacifique), le volume d'eau est d'environ 1370 millions de km3. L'océan mondial est divisé en 4 parties : les océans Pacifique, Atlantique, Indien et Arctique. Moins de 20% du nombre total d'espèces d'organismes vivants trouvés jusqu'à présent sur Terre vivent dans les océans. La biomasse totale de l'océan mondial est d'environ 30 milliards de tonnes. matière organique sèche. Cette comparaison est encore plus révélatrice : les océans représentent 98,5 % de l'eau et de la glace sur Terre, tandis que les eaux intérieures n'en représentent que 1,5 %. Alors que la hauteur moyenne des continents n'est que de 840 m, la profondeur moyenne de l'océan mondial est de 3795 m.

La pollution des eaux de l'océan mondial a pris des proportions catastrophiques au cours des 10 dernières années. Cela a été largement facilité par l'opinion répandue sur les possibilités illimitées d'auto-épuration des eaux de l'océan mondial. Beaucoup de gens l'ont compris de telle manière que tous les déchets et ordures en quantité quelconque dans les eaux de l'océan sont soumis à un traitement biologique sans effets néfastes pour les eaux elles-mêmes.

Quel que soit le type de pollution, qu'il s'agisse de la pollution du sol, de l'atmosphère ou de l'eau, tout se résume finalement à la pollution des eaux de l'océan mondial, où toutes les substances toxiques finissent par pénétrer, transformant l'océan mondial en une «décharge mondiale d'ordures». ”.

Il existe les sources suivantes de leur décharge:

- dans les camions-citernes, les citernes de lavage et de vidange des eaux de ballast ;

- dans les navires à cargaison sèche, les rejets d'eau de cale, les fuites de citernes ou de chambres des pompes ;

- déversement lors du chargement et du déchargement ;

- écoulement accidentel lors d'abordage de navires ;

- dans la production sous-marine, l'apparence ne vient pas de la surface, mais du fond.

L'huile est un liquide huileux visqueux de couleur brun foncé et à faible fluorescence. Le pétrole se compose principalement d'hydrocarbures aliphatiques et hydroaromatiques saturés. Les principaux composants du pétrole - les hydrocarbures (jusqu'à 98%) - sont répartis en 4 classes :

1. Paraffines (alcènes) - (jusqu'à 90% de la composition totale) - substances stables dont les molécules sont exprimées par une chaîne droite et ramifiée d'atomes de carbone. Les paraffines légères ont une volatilité et une solubilité maximales dans l'eau.

2. Cycloparaffines - (30 - 60% de la composition totale) composés cycliques saturés avec 5-6 atomes de carbone dans le cycle. En plus du cyclopentane et du cyclohexane, des composés bicycliques et polycycliques de ce groupe se trouvent dans l'huile. Ces composés sont très stables et difficiles à biodégrader.

3. Hydrocarbures aromatiques - (20 - 40% de la composition totale) - composés cycliques insaturés de la série benzénique, contenant 6 atomes de carbone dans le cycle moins que les cycloparaffines. L'huile contient des composés volatils avec une molécule sous la forme d'un seul cycle (benzène, toluène, xylène), puis bicyclique (naphtalène), semi-cyclique (pyrène).

4. Oléfines (alcènes) - (jusqu'à 10% de la composition totale) - composés non cycliques insaturés avec un ou deux atomes d'hydrogène à chaque atome de carbone dans une molécule à chaîne droite ou ramifiée.

Le pétrole et les produits pétroliers sont les polluants les plus courants dans les océans. En pénétrant dans le milieu marin, le pétrole se répand d'abord sous la forme d'un film, formant des couches de différentes épaisseurs. Par la couleur du film, vous pouvez déterminer son épaisseur:

Le film d'huile modifie la composition du spectre et l'intensité de la pénétration de la lumière dans l'eau. La transmission lumineuse des couches minces de pétrole brut est de 11-10 % (280 nm), 60-70 % (400 nm). Un film d'une épaisseur de 30 à 40 microns absorbe complètement le rayonnement infrarouge. Lorsqu'elle est mélangée à de l'eau, l'huile forme une émulsion de deux types : huile directe dans l'eau et eau inversée dans l'huile. Les émulsions directes, composées de gouttelettes d'huile d'un diamètre allant jusqu'à 0,5 micron, sont moins stables et sont typiques des huiles contenant des tensioactifs. Lorsque les fractions volatiles sont éliminées, le pétrole forme des émulsions inverses visqueuses, qui peuvent rester à la surface, être emportées par le courant, s'échouer et se déposer au fond.

Les nappes de pétrole couvrent : de vastes zones des océans Atlantique et Pacifique ; la Chine méridionale et la mer Jaune, la zone du canal de Panama, une vaste zone le long de la côte de l'Amérique du Nord (jusqu'à 500-600 km de large), la zone d'eau entre les îles hawaïennes et San Francisco dans l'océan Pacifique Nord et de nombreuses autres zones sont entièrement couverts. De tels films d'huile sont particulièrement nocifs dans les mers semi-fermées, intérieures et septentrionales, où ils sont apportés par les systèmes actuels. Ainsi, le Gulf Stream et le courant de l'Atlantique Nord transportent les hydrocarbures des côtes de l'Amérique du Nord et de l'Europe vers les zones des mers de Norvège et de Barents. La pénétration de pétrole dans les mers de l'océan Arctique et de l'Antarctique est particulièrement dangereuse, car les basses températures de l'air ralentissent les processus d'oxydation chimique et biologique du pétrole même en été. Ainsi, la pollution par les hydrocarbures est mondiale.

On estime que même 15 millions de tonnes de pétrole suffisent pour recouvrir les océans Atlantique et Arctique d'un film de pétrole. Mais la teneur de 10 g d'huile dans 1 m3 d'eau est préjudiciable aux œufs de poisson. Un film d'huile (1 tonne d'huile peut polluer 12 km2 de surface marine) réduit la pénétration de la lumière solaire, ce qui a un effet néfaste sur la photosynthèse du phytoplancton, principale base alimentaire de la plupart des organismes vivants des mers et des océans. Un litre de pétrole suffit à priver d'oxygène 400 000 litres d'eau de mer. pollution monde océan pétrole

Les films d'huile peuvent : perturber considérablement les échanges d'énergie, de chaleur, d'humidité, de gaz entre l'océan et l'atmosphère. Mais l'océan joue un rôle important dans la formation du climat, produit 60 à 70 d'oxygène, ce qui est nécessaire à l'existence de la vie sur Terre.

Lorsque le pétrole s'évapore de la surface de l'eau, la présence de sa vapeur dans l'air nuit à la santé humaine. Les zones d'eau sont particulièrement distinguées: les mers Méditerranée, du Nord, d'Irlande, de Java; Mexicain, Gascogne, baies de Tokyo.

Ainsi, presque toute la zone de la côte italienne, baignée par les eaux des mers Adriatique, Ionienne, Pyrrhénienne et Ligure, d'une longueur totale d'environ 7 500 km, est polluée par les déchets des raffineries de pétrole et les déchets de 10 000 entreprises industrielles.

La mer du Nord n'en est pas moins polluée par les déchets. Mais c'est une mer de plateau - sa profondeur moyenne est de 80 m, et dans la région de Dogger Bank - jusqu'à récemment, une zone de pêche riche - 20 m. Dans le même temps, les rivières qui s'y jettent, en particulier les plus grandes, telles que : La Tamise n'alimente pas la mer du Nord en eau douce propre, mais, au contraire, elle transporte chaque heure des milliers de tonnes de substances toxiques dans la mer du Nord.

Le danger de la "peste pétrolière" n'est nulle part aussi grand que dans la zone située entre l'Elbe et la Tamise. Cette section, où environ un demi-milliard de tonnes de pétrole brut et de produits pétroliers sont transportés chaque année, représente 50% de toutes les collisions de navires avec un déplacement de plus de 500 tonnes de registre. La mer est également menacée par des milliers de kilomètres de pipelines transportant du pétrole. Il y a aussi des accidents sur les plates-formes de forage.

Si le pétrole recouvre les côtes marécageuses en pente douce du sud-est de la mer du Nord, les conséquences seront bien pires. Ce segment de la côte de l'Esbjerg danois au Helder néerlandais est une région unique de l'océan mondial. Sur les vasières et dans les chenaux étroits qui les séparent, vivent de nombreux petits animaux marins. Ici, des millions d'oiseaux de mer nichent et trouvent leur nourriture, fraient différentes sortes poissons, ici, avant de sortir en pleine mer, leurs juvéniles sont engraissés. Le pétrole va tout détruire.

Le public accorde à juste titre une grande attention aux catastrophes des pétroliers, mais nous ne devons pas oublier que la nature elle-même pollue les mers avec du pétrole. Selon une théorie commune, le pétrole, pourrait-on dire, trouve son origine dans la mer. Ainsi, on pense qu'il est né des restes de myriades des plus petits organismes marins, après la mort de la sédimentation au fond et enterré par des dépôts géologiques ultérieurs. Maintenant, l'enfant menace la vie de la mère. L'utilisation du pétrole par l'homme, son extraction en mer et son transport par voie maritime, tout cela est souvent considéré comme un danger mortel pour les océans.

En 1978, il y avait environ 4 000 pétroliers dans le monde et ils transportaient environ 1 700 millions de tonnes de pétrole par voie maritime (environ 60 % de la consommation mondiale de pétrole). Aujourd'hui, environ 450 millions de tonnes de pétrole brut (15 % de la production mondiale par an) proviennent de gisements situés sous les fonds marins. Aujourd'hui, plus de 2 milliards de tonnes de pétrole sont extraites de la mer et transportées à travers elle. Selon la National Academy of Sciences des États-Unis, sur cette quantité, 1,6 million de tonnes, soit mille trois centièmes, finissent à la mer. Mais ces 1,6 million de tonnes ne représentent que 26 % du pétrole qui, au total, pénètre dans la mer en un an. Le reste du pétrole, environ les trois quarts de la pollution totale, provient des vraquiers (eaux de cale, résidus de carburant et de lubrifiants déversés accidentellement ou intentionnellement dans la mer), de sources naturelles, et surtout des villes, notamment des entreprises situées sur la côte ou sur des fleuves se jetant dans la mer.

Le sort du pétrole qui a pénétré dans la mer ne peut être décrit en détail. Premièrement, les huiles minérales qui pénètrent dans la mer ont une composition et des propriétés différentes ; d'autre part, en mer, ils sont influencés par différents facteurs : vent de forces et de directions différentes, vagues, température de l'air et de l'eau. Il est également important de savoir combien d'huile est entrée dans l'eau. Les interactions complexes de ces facteurs n'ont pas encore été entièrement explorées.

Lorsqu'un pétrolier s'écrase près du rivage, les oiseaux marins meurent : le pétrole colle leurs plumes. La flore et la faune côtières souffrent, les plages et les rochers sont recouverts d'une couche d'huile visqueuse difficile à enlever. Si du pétrole est jeté en pleine mer, les conséquences sont complètement différentes. Des masses importantes de pétrole peuvent disparaître avant d'atteindre le rivage.

L'absorption relativement rapide du pétrole par la mer est due à plusieurs raisons.

L'huile s'évapore. L'essence s'évapore complètement de la surface de l'eau en six heures. Au moins 10% du pétrole brut s'évapore par jour, et en 20 jours environ - 50%. Mais les produits pétroliers plus lourds s'évaporent à peine.

L'huile est émulsifiée et dispersée, c'est-à-dire brisée en petites gouttelettes. Les fortes vagues de la mer favorisent la formation d'émulsions huile dans l'eau et eau dans l'huile. Dans ce cas, un tapis continu d'huile se casse, se transforme en petites gouttelettes flottant dans la colonne d'eau.

L'huile se dissout. Il contient des substances solubles dans l'eau, bien que leur part soit généralement faible.

Le pétrole qui a disparu de la surface de la mer à cause de ces phénomènes est soumis à des processus lents conduisant à sa décomposition - biologique, chimique et mécanique.

La biodégradation joue un rôle important. Plus d'une centaine d'espèces de bactéries, champignons, algues et éponges sont connues pour être capables de convertir les hydrocarbures pétroliers en dioxyde de carbone et en eau. Dans des conditions favorables, en raison de l'activité de ces organismes sur mètre carré par jour à une température de 20--30 ° décompose de 0,02 à 2 g d'huile. Les fractions légères d'hydrocarbures se décomposent en quelques mois, mais les mottes de bitume ne disparaissent qu'après quelques années.

Il y a une réaction photochimique. Sous l'action de la lumière du soleil, les hydrocarbures pétroliers sont oxydés par l'oxygène atmosphérique, formant des substances inoffensives et solubles dans l'eau.

Les résidus d'huile lourde peuvent couler. Ainsi, les mêmes morceaux de bitume peuvent être si densément peuplés de petits organismes marins sessiles qu'après un certain temps, ils coulent au fond.

La décomposition mécanique joue également un rôle. Au fil du temps, les morceaux de bitume deviennent cassants et se brisent en morceaux.

Les oiseaux sont les plus touchés par le pétrole, en particulier lorsque les eaux côtières sont polluées. L'huile colle le plumage, elle perd ses propriétés d'isolation thermique et, de plus, un oiseau taché d'huile ne peut pas nager. Les oiseaux gèlent et se noient. Même le nettoyage des plumes avec des solvants ne sauve pas toutes les victimes. Le reste des habitants de la mer souffre moins. De nombreuses études ont montré que les hydrocarbures qui pénètrent dans la mer ne présentent aucun danger permanent ou à long terme pour les organismes vivant dans l'eau et ne s'y accumulent pas, de sorte que leur pénétration dans une personne la chaîne alimentaire exclu.

Selon les dernières données, des dommages importants à la flore et à la faune ne peuvent être infligés que dans des cas particuliers. Par exemple, beaucoup plus dangereux que le pétrole brut sont les produits pétroliers fabriqués à partir de celui-ci - essence, carburant diesel, etc. Dangereuses concentrations élevées d'hydrocarbures dans le littoral (zone de marée), en particulier sur la côte sablonneuse.

Dans ces cas, la concentration d'huile reste élevée pendant longtemps et cela fait beaucoup de mal. Mais heureusement, de tels cas sont relativement rares. Habituellement, lors d'accidents de pétroliers, le pétrole se disperse rapidement dans l'eau, se dilue et commence à se décomposer. Il a été démontré que les hydrocarbures pétroliers peuvent traverser leur tube digestif et même à travers les tissus sans nuire aux organismes marins : de telles expériences ont été menées avec des crabes, des bivalves, divers types de petits poissons, et aucun effet nocif n'a été trouvé pour les animaux de laboratoire.

La pollution par les hydrocarbures est un facteur redoutable affectant la vie de l'ensemble des océans. La pollution des eaux des hautes latitudes est particulièrement dangereuse, où, en raison des basses températures, les produits pétroliers ne se décomposent pratiquement pas et sont, pour ainsi dire, «préservés» par la glace, de sorte que la pollution par les hydrocarbures peut causer de graves dommages à l'environnement de l'Arctique et Antarctique.

Les produits pétroliers qui se sont répandus sur de vastes étendues de bassins hydrographiques peuvent modifier l'échange d'humidité, de gaz et d'énergie entre l'océan et l'atmosphère. De plus, dans les mers des latitudes tropicales et moyennes, l'influence de la pollution par les hydrocarbures est à prévoir à une échelle moindre que dans les régions polaires, car les facteurs thermiques et biologiques des basses latitudes contribuent à un processus d'auto-épuration plus intensif. Ces facteurs sont également déterminants dans la cinétique de décomposition des produits chimiques. Les caractéristiques régionales du régime des vents entraînent également une modification de la composition quantitative et qualitative des films pétroliers, puisque le vent contribue à l'altération et à l'évaporation des fractions légères des produits pétroliers. De plus, le vent agit comme un facteur mécanique dans la destruction de la pollution cinématographique. D'autre part, l'effet de la pollution par les hydrocarbures sur les caractéristiques physiques et chimiques de la surface sous-jacente dans différentes zones géographiques ne sera pas non plus univoque. Par exemple, dans l'Arctique, la pollution par les hydrocarbures modifie les propriétés de rayonnement réfléchissant de la neige et de la glace. Une diminution de la valeur de l'albédo et un écart par rapport à la norme dans les processus de fonte des glaciers et de glace à la dérive sont lourds de conséquences climatiques.

En résumant ce qui précède, nous pouvons tirer des conclusions sur la façon dont la pollution de l'océan mondial se produit principalement :

1. Pendant le forage en mer, collecte de pétrole dans les réservoirs locaux et pompage dans les principaux oléoducs.

2. À mesure que la production pétrolière offshore augmente, le nombre de ses transports par pétroliers augmente fortement et, par conséquent, le nombre d'accidents augmente également. Ces dernières années, le nombre de gros pétroliers transportant du pétrole a augmenté. La part des superpétroliers représente plus de la moitié du volume total de pétrole transporté. Un tel géant, même après avoir activé le freinage d'urgence, parcourt plus de 1 mile (1852 m) jusqu'à un arrêt complet. Naturellement, le risque de collisions catastrophiques pour ces pétroliers augmente plusieurs fois. En mer du Nord, où la densité du trafic de pétroliers est la plus élevée au monde, environ 500 millions de tonnes de pétrole sont transportées chaque année, 50 (de toutes les collisions) se produisent.

3. L'évacuation du pétrole et des produits pétroliers vers la mer avec les eaux des rivières.

4. L'afflux de produits pétroliers avec précipitations - des fractions de pétrole léger s'évaporent de la surface de la mer et pénètrent dans l'atmosphère, donc environ 10 (pétrole et produits pétroliers de la quantité totale) pénètrent dans l'océan mondial.

5. Drainage des eaux non traitées des usines et des dépôts pétroliers situés sur les côtes maritimes et dans les ports.

Littérature

1 E.A. Sabchenko, I.G. Orlova, V.A. Mikhaïlova, R.I. Lisovsky - Pollution pétrolière de l'océan Atlantique // Priroda.-1983.-No5.-p.111.

2 V.V. Izmailov - L'impact des produits pétroliers sur la couverture de neige et de glace de l'Arctique // Actes de la All-Union Geographical Society.-1980 (mars-avril).

3 DP Nikitine, Yu.V. Novikov, Environnement et l'homme - Moscou: École supérieure.-1986.-416s.

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La vitesse à laquelle les polluants pénètrent dans les océans a considérablement augmenté ces dernières années. Chaque année, jusqu'à 300 milliards de m 3 d'eaux usées sont rejetées dans l'océan, dont 90 % n'ont pas été préalablement traitées. Les écosystèmes marins sont de plus en plus impact anthropique par des toxiques chimiques qui, s'accumulant par les hydrobiontes le long de la chaîne trophique, entraînent la mort de consommateurs même de haut niveau, y compris les animaux terrestres - les oiseaux marins, par exemple. Parmi les toxiques chimiques, les hydrocarbures pétroliers (en particulier le benzo(a)pyrène), les pesticides et les métaux lourds (mercure, plomb, cadmium, etc.) représentent le plus grand danger pour le biote marin et les humains. Dans la mer du Japon, les «marées rouges» sont devenues une véritable catastrophe, conséquence de l'eutrophisation, dans laquelle les algues microscopiques se développent, puis l'oxygène dans l'eau disparaît, les animaux aquatiques meurent et une énorme masse de résidus en décomposition se forme qui empoisonne non seulement la mer, mais aussi l'atmosphère.

Selon Yu.A. Israël (1985), les conséquences environnementales de la pollution des écosystèmes marins se traduisent par les processus et phénomènes suivants (Fig. 7.3) :

• violation de la stabilité des écosystèmes;
• eutrophisation progressive;
• l'apparition de « marées rouges » ;
• accumulation de substances chimiques toxiques dans le biote;
• diminution de la productivité biologique;
• l'apparition de mutagenèse et de carcinogenèse dans le milieu marin;
• pollution microbiologique des zones côtières de la mer.

Riz. 7.3.

Dans une certaine mesure, les écosystèmes marins peuvent résister aux effets nocifs des toxiques chimiques en utilisant les fonctions d'accumulation, d'oxydation et de minéralisation des organismes aquatiques. Par exemple, les mollusques bivalves sont capables d'accumuler l'un des pesticides les plus toxiques - le DDT et, dans des conditions favorables, de l'éliminer du corps. (Le DDT est connu pour être interdit en Russie, aux États-Unis et dans certains autres pays, cependant, il pénètre dans l'océan mondial en quantités importantes.) Les scientifiques ont également prouvé l'existence dans les eaux de l'océan mondial de processus intensifs de biotransformation d'un polluant dangereux - benzo (a) pyrène, grâce à la présence d'une microflore hétérotrophe dans les zones d'eau ouvertes et semi-fermées. Il a également été établi que les micro-organismes des réservoirs et des sédiments de fond ont un mécanisme suffisamment développé de résistance aux métaux lourds, en particulier, ils sont capables de produire du sulfure d'hydrogène, des exopolymères extracellulaires et d'autres substances qui, en interagissant avec les métaux lourds, les transforment en formes les moins toxiques.

Dans le même temps, de plus en plus de polluants toxiques continuent de pénétrer dans l'océan. Les problèmes d'eutrophisation et de pollution microbiologique des zones côtières de l'océan deviennent de plus en plus aigus. À cet égard, il est important de déterminer la pression anthropique admissible sur les écosystèmes marins, d'étudier leur capacité d'assimilation en tant que caractéristique intégrale de la capacité de la biogéocénose à accumuler et éliminer dynamiquement les polluants.

La pollution pétrolière des océans est sans doute le phénomène le plus répandu. De 2 à 4 % de la surface de l'eau des océans Pacifique et Atlantique est constamment recouverte d'une nappe de pétrole. Jusqu'à 6 millions de tonnes d'hydrocarbures pétroliers pénètrent dans les eaux marines chaque année. Près de la moitié de ce montant est associé au transport et au développement des gisements sur le plateau. La pollution pétrolière continentale pénètre dans l'océan par le ruissellement des rivières. Les fleuves du monde transportent chaque année dans les eaux marines et océaniques plus de 1,8 million de tonnes de produits pétroliers.

En mer, la pollution par les hydrocarbures prend de nombreuses formes. Il peut recouvrir la surface de l'eau d'un film mince et, en cas de déversement, l'épaisseur de la couche d'huile peut initialement être de plusieurs centimètres. Au fil du temps, une émulsion huile-dans-eau ou eau-dans-huile se forme. Plus tard, il y a des morceaux de fraction lourde de pétrole, des agrégats de pétrole qui peuvent flotter longtemps à la surface de la mer. Divers petits animaux sont attachés à des morceaux flottants de mazout, dont les poissons et les baleines à fanons se nourrissent volontiers. Avec eux, ils avalent de l'huile. Certains poissons en meurent, d'autres sont imbibés d'huile et deviennent impropres à la consommation en raison d'une odeur et d'un goût désagréables.

Tous les composants sont non toxiques pour les organismes marins. Le pétrole affecte la structure de la communauté des animaux marins. Avec la pollution par les hydrocarbures, le rapport des espèces change et leur diversité diminue. Ainsi, les micro-organismes qui se nourrissent d'hydrocarbures pétroliers se développent abondamment, et la biomasse de ces micro-organismes est toxique pour de nombreuses espèces marines. Il a été prouvé qu'une exposition chronique à long terme même à de petites concentrations d'huile est très dangereuse. Dans le même temps, la productivité biologique primaire de la mer diminue progressivement. Le pétrole a une autre propriété secondaire désagréable. Ses hydrocarbures sont capables de dissoudre un certain nombre d'autres polluants, tels que les pesticides, les métaux lourds, qui, avec le pétrole, se concentrent dans la couche superficielle et l'empoisonnent encore plus. La fraction aromatique de l'huile contient des substances à caractère mutagène et cancérigène, comme le benzo(a)pyrène. De nombreuses preuves ont maintenant été obtenues pour les effets mutagènes des environnements marins pollués. Le benz(a)pyrène circule largement dans les chaînes alimentaires marines et se retrouve dans l'alimentation humaine.

Les plus grandes quantités de pétrole sont concentrées dans une fine couche superficielle d'eau de mer, ce qui revêt une importance particulière pour divers aspects de la vie océanique. De nombreux organismes y sont concentrés, cette couche joue le rôle de " Jardin d'enfants' pour de nombreuses populations. Les films d'huile de surface perturbent les échanges gazeux entre l'atmosphère et l'océan. subissent des changements dans les processus de dissolution et de libération d'oxygène, gaz carbonique, le transfert de chaleur, la réflectivité (albédo) de l'eau de mer change.

Les hydrocarbures chlorés, qui sont largement utilisés comme moyen de lutte contre les ravageurs dans l'agriculture et la foresterie, porteurs de maladies infectieuses, pénètrent dans l'océan mondial avec le ruissellement des rivières et dans l'atmosphère depuis de nombreuses décennies. Le DDT et ses dérivés, les biphényles polychlorés et d'autres composés stables de cette classe se trouvent maintenant dans tous les océans du monde, y compris l'Arctique et l'Antarctique.

Ils sont facilement solubles dans les graisses et s'accumulent donc dans les organes des poissons, des mammifères, des oiseaux marins. Être xénobiotiques, c'est-à-dire substances d'origine totalement artificielle, elles n'ont pas leurs «consommateurs» parmi les micro-organismes et ne se décomposent donc presque pas dans des conditions naturelles, mais ne s'accumulent que dans les océans. En même temps, ils sont extrêmement toxiques, affectent le système hématopoïétique, inhibent l'activité enzymatique et affectent fortement l'hérédité.

Parallèlement au ruissellement des rivières, des métaux lourds pénètrent également dans l'océan, dont beaucoup ont des propriétés toxiques. La valeur totale du ruissellement fluvial est de 46 000 km 3 d'eau par an. Avec lui, jusqu'à 2 millions de tonnes de plomb, jusqu'à 20 000 tonnes de cadmium et jusqu'à 10 000 tonnes de mercure pénètrent dans l'océan mondial. Plus niveaux élevés pollution des eaux côtières et des mers intérieures. rôle important dans la pollution

L'océan joue et l'atmosphère. Par exemple, jusqu'à 30 % de tout le mercure et 50 % du plomb entrant dans l'océan chaque année sont transportés dans l'atmosphère.

En raison de son effet toxique sur le milieu marin, le mercure est particulièrement dangereux. Sous l'influence de processus microbiologiques, le mercure inorganique toxique est converti en des formes organiques beaucoup plus toxiques. Les composés de méthylmercure accumulés par bioaccumulation dans les poissons ou les crustacés constituent une menace directe pour la vie et la santé humaines. Rappelons-nous au moins tristement maladie connue"Minamata", du nom du golfe du Japon, où l'empoisonnement des résidents locaux au mercure s'est si vivement manifesté. Elle a coûté la vie à de nombreuses personnes et miné la santé de nombreuses personnes qui consommaient des fruits de mer de cette baie, au fond de laquelle s'accumulaient beaucoup de mercure provenant des déchets d'une usine voisine.

Le mercure, le cadmium, le plomb, le cuivre, le zinc, le chrome, l'arsenic et d'autres métaux lourds s'accumulent non seulement dans les organismes marins, empoisonnant ainsi les aliments marins, mais nuisent également à la vie marine. Coefficients d'accumulation des métaux toxiques, c'est-à-dire leur concentration par unité de poids dans les organismes marins par rapport à l'eau de mer varie considérablement - de centaines à des centaines de milliers, selon la nature des métaux et les types d'organismes. Ces coefficients montrent comment les substances nocives s'accumulent dans les poissons, les mollusques, les crustacés, le plancton et d'autres organismes.

L'ampleur de la pollution des produits des mers et des océans est telle que, dans de nombreux pays, des normes sanitaires ont été établies pour la teneur en certaines substances nocives. Il est intéressant de noter qu'à seulement 10 fois la concentration naturelle de mercure dans l'eau, la contamination des huîtres dépasse déjà les limites fixées dans certains pays. Cela montre à quel point la limite de la pollution marine est proche, qui ne peut être franchie sans conséquences néfastes pour la vie et la santé humaines.

Cependant, les conséquences de la pollution sont dangereuses, tout d'abord, pour tous les habitants vivants des mers et des océans. Ces conséquences sont variées. Les perturbations critiques primaires du fonctionnement des organismes vivants sous l'influence des polluants se situent au niveau des effets biologiques : après une modification de la composition chimique des cellules, les processus de respiration, de croissance et de reproduction des organismes sont perturbés, des mutations et la cancérogenèse sont possibles ; les mouvements et l'orientation dans le milieu marin sont perturbés. Les changements morphologiques se manifestent souvent sous la forme de diverses pathologies des organes internes: changements de taille, développement de formes laides. Surtout souvent ces phénomènes sont enregistrés dans la pollution chronique.

Tout cela se reflète dans l'état des populations individuelles, dans leurs relations. Ainsi, il y a des conséquences environnementales de la pollution. Un indicateur important de la violation de l'état des écosystèmes est une modification du nombre de taxons supérieurs - poissons. L'action photosynthétique dans son ensemble change de manière significative. La biomasse de micro-organismes, phytoplancton, zooplancton est en croissance. Ce sont des signes caractéristiques d'eutrophisation des masses d'eau marines, ils sont particulièrement importants dans les mers intérieures, les mers type fermé. Dans les mers Caspienne, Noire et Baltique, au cours des 10 à 20 dernières années, la biomasse des micro-organismes a augmenté de près de 10 fois.

La pollution de l'océan mondial entraîne une diminution progressive de la production biologique primaire. Selon les scientifiques, il a diminué de 10 % à ce jour. En conséquence, la croissance annuelle des autres habitants de la mer diminue également.

Quel sera l'avenir proche de l'océan mondial, des mers les plus importantes ? En général, pour l'océan mondial, on s'attend à ce qu'il augmente sa pollution de 1,5 à 3 fois au cours des 20 à 25 prochaines années. En conséquence, il se détériorera et situation écologique. Les concentrations de nombreuses substances toxiques peuvent atteindre un seuil, puis l'écosystème naturel sera dégradé. On s'attend à ce que la production biologique primaire de l'océan puisse diminuer dans un certain nombre de grandes zones de 20 à 30 % par rapport à la production actuelle.

La voie qui permettra d'éviter l'impasse écologique est désormais dégagée. Ce sont des technologies sans déchets et à faibles déchets, la transformation des déchets en ressources utiles. Mais il faudra des décennies pour donner vie à l'idée.

Questions de contrôle

• 1. Quelles sont les fonctions écologiques de l'eau sur la planète ?
• 2. Quels changements l'apparition de la vie sur la planète a-t-elle apporté au cycle de l'eau ?
• 3. Comment se déroule le cycle de l'eau dans la biosphère ?
• 4. Qu'est-ce qui détermine la quantité de transpiration ? Quelle est son échelle ?
• 5. Quelle est l'importance écologique du couvert végétal du point de vue de la géoécologie ?
• 6. Qu'entend-on par pollution de l'hydrosphère ? Comment se manifeste-t-il ?
• 7. Quels sont les types de pollution de l'eau ?
• 8. Quelle est la pollution chimique de l'hydrosphère ? Quels sont ses types et fonctionnalités ?
• 9. Quelles sont les principales sources de pollution des eaux de surface et souterraines ?
• 10. Quelles substances sont les principaux polluants de l'hydrosphère ?
• 11. Quelles sont les conséquences environnementales de la pollution de l'hydrosphère pour les écosystèmes de la Terre ?
• 12. Quelles sont les conséquences pour la santé humaine de l'utilisation d'eau contaminée ?
• 13. Que signifie l'épuisement des eaux ?
• 14. Quelles sont les conséquences environnementales de la pollution des océans ?
• 15. Comment se manifeste la pollution pétrolière de l'eau de mer ? Quelles sont ses implications environnementales ?

L'humanité porte deux coups à la nature : premièrement, elle épuise les ressources, et deuxièmement, elle la pollue. Non seulement la terre est touchée, mais aussi l'océan. L'exploitation croissante des océans a en elle-même un fort impact sur son écosystème. Cependant, il existe également de puissantes sources externes de pollution - les flux atmosphériques et le ruissellement continental. En conséquence, il est aujourd'hui possible de constater la présence de polluants non seulement dans les zones adjacentes aux continents et dans les zones de navigation intensive, mais également dans les parties ouvertes des océans, y compris les hautes latitudes de l'Arctique et de l'Antarctique. Considérons les principales sources de pollution des océans.

Pétrole et produits pétroliers. Le principal polluant de l'océan est le pétrole. Dès le début des années 80. environ 16 millions de tonnes de pétrole pénètrent dans l'océan chaque année, soit environ 10 % de sa production mondiale. En règle générale, cela est dû au transport du pétrole depuis les zones de sa production et aux fuites des puits (chaque année, 10,1 millions de tonnes de pétrole sont ainsi perdues). Une grande quantité de pétrole pénètre dans les mers le long des rivières, avec des égouts domestiques et pluviaux. Le volume de pollution de cette source est de 12 millions de tonnes par an.

En pénétrant dans le milieu marin, l'huile d'abord, formant des couches d'épaisseurs différentes, se répand sous la forme d'un film qui modifie la composition du spectre de la lumière solaire pénétrant dans l'eau et la quantité de lumière absorbée par l'eau. Par exemple, un film de 40 microns d'épaisseur absorbe complètement le rayonnement infrarouge du Soleil, violant ainsi l'équilibre écologique et provoquant la mort d'organismes marins. L'huile "colle" les plumes des oiseaux, causant éventuellement leur mort.

Lorsqu'il est mélangé à de l'eau, il forme des émulsions ("huile dans l'eau" et "eau dans l'huile"), qui peuvent être stockées à la surface de l'océan, emportées par le courant, rejetées sur le rivage et déposées au fond.

Les autres polluants des océans sont les pesticides - substances utilisées pour lutter contre les ravageurs et les maladies des plantes, les insecticides - pour lutter contre les insectes nuisibles, les fongicides et bactéricides - pour traiter les maladies bactériennes des plantes, les herbicides - substances utilisées pour tuer les mauvaises herbes. Environ 11,5 millions de tonnes de ces substances ont déjà pénétré les écosystèmes terrestres et marins. Insecticide organochloré notoire - DDT. Pour la découverte de ses propriétés "cid" (du grec. "tuer"), les scientifiques ont reçu le prix Nobel. Mais il est vite apparu que de nombreux organismes exterminés sont capables de s'y adapter, et le DDT lui-même s'accumule dans la biosphère et est très résistant à la biodégradation : sa demi-vie (le temps pendant lequel la quantité initiale est divisée par deux) est de plusieurs dizaines d'années. Il a été décidé d'interdire la production et l'utilisation du DDT (il a été utilisé en Russie jusqu'en 1993, car il n'y avait rien pour le remplacer), mais il avait déjà réussi à s'accumuler dans la biosphère. Ainsi, des doses notables de DDT ont été trouvées même dans les organismes des manchots. Heureusement, ils ne sont pas inclus dans l'alimentation humaine. Mais accumulé dans les poissons, les crustacés comestibles et les algues, le DDT (ou d'autres pesticides), pénétrant dans le corps humain, peut entraîner des conséquences très graves, parfois tragiques.

Les tensioactifs ou détergents synthétiques sont des substances qui réduisent la tension superficielle de l'eau et font partie des détergents synthétiques largement utilisés dans l'industrie et dans la vie quotidienne. Avec les eaux usées, les tensioactifs synthétiques pénètrent dans les eaux continentales et plus loin dans le milieu marin. Les détergents synthétiques contiennent également d'autres ingrédients toxiques pour les organismes aquatiques : polyphosphates de sodium, agents aromatisants et blanchissants (persulfates, perborates), carbonate de sodium, carboxyméthylcellulose, silicates de sodium, etc.

Les métaux lourds (mercure, plomb, cadmium, zinc, cuivre, arsenic, etc.) sont largement utilisés dans la production industrielle. Ils finissent dans l'océan avec les eaux usées.

Les conséquences auxquelles conduit l'attitude gaspilleuse et négligente de l'humanité envers l'océan sont terrifiantes. La destruction du plancton, des poissons et des autres habitants des eaux océaniques est loin d'être totale. Les dégâts pourraient être beaucoup plus importants. En effet, l'Océan Mondial a des fonctions planétaires générales : c'est un puissant régulateur de la circulation de l'humidité et du régime thermique de la Terre, ainsi que de la circulation de son atmosphère. La pollution peut entraîner des modifications très importantes de toutes ces caractéristiques, qui sont vitales pour le régime climatique et météorologique de la planète entière. Les symptômes de tels changements sont déjà observés aujourd'hui. De graves sécheresses et inondations se répètent, des ouragans destructeurs apparaissent, de fortes gelées surviennent même sous les tropiques, où elles ne se sont jamais produites. Bien sûr, il n'est pas encore possible d'estimer, même approximativement, la dépendance de ces dommages au degré de pollution. Océans, cependant, la relation existe sans aucun doute. Quoi qu'il en soit, la protection de l'océan est l'un des problèmes mondiaux de l'humanité. L'océan mort est une planète morte, et donc toute l'humanité.