Источниками загрязнения Мирового океана являются многие объекты хозяйственной деятельности человека. Основные загрязняющие вещества: промышленные и коммунальные отходы, нефть и нефтепродукты, выбросы автотранспорта, отходы сельского хозяйства и животноводческих комплексов, в том числе пестициды и минеральные удобрения, радиоактивные вещества.
Основными видами загрязнений считаются: физическое (определяемое по запаху, цвету); химическое (повышенная минерализация - наличие хлоридов, сульфатов, нитратов, ионов тяжелых металлов, растворенного сероводорода и других газов); органическое (углеводороды - нефть и нефтепродукты, фенол); биологическое (кишечная палочка, бактерии и другие микроорганизмы); радиоактивное, тепловое, механическое (мутность, наличие несмешивающихся жидкостей). Следует учитывать, что многие вещества накапливаются в организмах, увеличивается их концентрация у животных, находящихся на вершинах трофических пирамид.
Загрязняющие вещества можно разделить на минеральные и органические или, что более логично на: органические нетоксичные, минеральные и органические токсичные (включая радиоактивные), смешанные.
К органическим нетоксичным загрязнениям относятся фекальные стоки, отходы лесосплава, целлюлозные волокна в сбросах бумажных комбинатов и некоторые другие. Они могут вызывать гибель гидробионтов через ухудшение кислородного режима, образование сероводорода или вследствие механического воздействия.
Из минеральных веществ, сбрасываемых в воду, особенно ядовиты для гидробионтов цианиды, соединения мышьяка, свинца и меди. Заметно менее вредны для гидробионтов некоторые кислоты и щелочи, смертельные концентрации которых обычно выражаются граммами на литр. Из токсических органических загрязнений, сбрасываемых в водоемы, наиболее вредны для гидробионтов синтетические моющие средства, фенол, креозол и нафтеновые кислоты, смертельные дозы которых составляют 10-100 мг/л. Особенно опасны нефтеновые кислоты, поскольку содержащие их нефть и ее продукты поступают в воду в огромных количествах. Только при очистке танкеров и судов, двигатели которых работают на нефти, ежегодно сбрасывается в оду более 3 млн. м3 нефтепродуктов.
Наибольшее распространение в качестве загрязнителей поверхностных, а в ряде случаев и подземных вод получили ртуть и свинец. В Швеции многие из пресноводных и морских рыб содержат ртуть в пределах 200-1000 нг/кг. Отмечено повышенное содержание ртути в форменных элементах и плазме крови и волосах людей, питавшихся рыбой. Обнаружена ртуть в мясе орлов, фазанов и других животных. Установлено возрастание ртути по звеньям пищевой цепи. Реки ежегодно вынося в океаны около 5000 т ртути и ее соединений, из которых, например, метилртуть обладает более высокой токсичностью и интенсивно накаливается в тканях гидробионов. Средняя концентрация ртути в морской воде в наши дни составляет 0,03 мкг/л, а донные отложения обогащены ртутью еще больше.
Важную роль в загрязнении воды играет также свинец. Только дожди ежегодно вымывают из атмосферы 250 000 т свинца над океаном и 100 000 т над сушей. Из почв ежегодно поступает 150 000 т свинца. В связи с этим за 45 лет содержание свинца в морской воде возросло с 0,01-0,02 до 0,07 мг/кг.
В значительном количестве в водоемы попадают и другие металлы - цинк, никель, кадмий, хром. При их участии происходит нейтрализация активных центров ряда ферментов, деструктурирование некоторых белков. Возникают сердечно-сосудистые заболевания.
Огромнейшее значение в загрязнении водоемов имеют радиоактивные изотопы, или радионуклиды. Излучения радионуклидов способны перемещать электроны с одних атомов на другие, в результате чего каждый из них приобретает заряд. О величине загрязнения водоемов радионуклидами можно судить по тому, что только США сбросили в Тихий и Атлантический океаны с 1946 по 1963 г. по нескольку десятков тысяч кюри отходов. Радиоактивное загрязнение водоемов происходит и в результате осаждения радионуклидов из атмосферы. Поверхность воды - в 1,5-2 раза более эффективный коллектор радиоактивных аэрозолей, чем суша.
Кроме общеизвестных групп глобальных токсикантов (нефть и нефтепродукты, тяжелые металлы, хлорорганические соединения), следует упомянуть еще два типа веществ, выделение которых в окружающую среду приняло весьма широкие масштабы, - органические жидкости и газы (дихроэтан, фреоны, растворители) и канцерогенные вещества, обладающие бластомогенными свойствами (полициклические ароматические углеводороды типабензопирена).
Нельзя забывать также о процессах эвтрофикации, связанных с выносом в прибрежные воды органических веществ, удобрений, детергентов и иных соединений фосфора и азота, приводящих к интенсивному развитию фитопланктона и некоторых видов донных водорослей и вторичному загрязнению моря продуктами их метаболизма и распада.
В последнее десятилетие наряду с эвтрофированием значительно усилилось загрязнение как поверхностных, так и подземных вод в результате попадания в них токсических компонентов, чужеродных для водных экосистем глубоко нарушающих их нормальное функционирование. Опасность загрязнения связана не только с прямым отрицательным влиянием токсикантов на функционирование гидробионтов, но и тем, что в водной среде токсические компоненты трансформируются, образуют комплексы металлогранических и неорганических соединений, превращаются в другие вещества, зачастую более токсичные, чем исходные. Например, металлы в виде ионов в ряде случаев оказываются менее токсичными по отношению к гидробионтам, чем их металлорганические соединения, имеющие метильные, этильные или фенильные радикалы. Аналогичные изменения в водной среде происходят и с полифенолами, которые превращаются в хиноны, более токсичные, чем исходные соединения.
Не менее важную роль в загрязнении континентальных водоемов и Мирового океана играет нефть и нефтепродукты. Количество поступающей в Мировой океан нефти оценивается в 5-10 млн т в год.
К числу существенных факторов загрязнения природных водоемов относят пестициды (хлорированные углеводороды, включая группу ДДТ, органические фосфаты, мышьяксодержащие препараты и карбаматы), поступающие в водоемы с поверхностным и внутрипочвенным стоком, а также сточными водами.
Нельзя не упомянуть бытовые отходы, которые наряду с эвтрофирующим влиянием могут вызвать и загрязнение природных вод. Так, в США ежегодно в канализацию сбрасывается 15 кг твердых отходов на человека.
Следовательно, не смотря на гигантские объемы водных масс нашей планеты, человек стал одним из существенных звеньев формирования их качественных, а зачастую и количественных показателей.
Проблема обеспечения пресной водой в настоящее время относится к актуальнейшим вопросам, так как дефицит воды в ряде случаев становится лимитирующим фактором в процессе технического прогресса и от решения его в значительной степени зависит будущее человечества.
Интенсивное использование водных запасов поверхностных и подземных источников в промышленном, хозяйственно-питьевом водоснабжении, их загрязнение, эвтрофирование, отепление приводят к сокращению имеющихся на земном шаре сравнительно небольших ресурсов чистой пресной воды (3% всей земной влаги), резкому ухудшению ее качества и нарастанию водного дефицита. При современных масштабах антропогенного влияния на биосферу качество природных вод формируется не только в результате функционирования естественных экосистем, но и за счет производственной деятельности общества, причем влияние человека на гидросферу многогранно, существенно и зачастую носит отрицательный характер.
В результате чего уже сегодня более 200 млн. человек в мире вообще лишены чистой питьевой воды.
Общий запас воды на земном шаре составляет свыше 1370 млн. км3 и слагается в основном из воды Мирового Океана. Объем пресных вод составляет лишь 32,2 млн. км3, в том числе ледников (25 млн. км3), грунтовых и подземных вод (3720 тыс. км3), почвенной влаги (90 тыс. км3), озер (120 тыс. км3), рек (12 тыс. км3) и паров атмосферы (14 тыс. км3).
Имеющиеся запасы водных ресурсов и ряд грандиозных технических решений водных проблем позволяют на сегодня обеспечить мировое водоснабжение почти в необходимом объеме при одновременном сбросе в реки и озера 450 км3 сточных вод, для разбавления которых необходимо более 5500 км3 чистой речной воды, т о есть 1/7 мировых запасов.
Пресные воды составляют ничтожную (около 2% гидросферы) долю от общих запасов воды в природе. Пресная вода, доступная для использования, находится в реках, озерах и подземных водах. Ее доля от всей гидросферы составляет 0,3%. Ресурсы пресной воды распределены крайне неравномерно, часто обилие воды не совпадает с районами повышенной хозяйственной деятельности. В этой связи возникает проблема недостатка пресной воды. Она усугубляется все возрастающими объемами ее использования. Сейчас потребление воды в народном хозяйстве в количественном отношении превышает суммарное использование всех иных природных ресурсов, так как производство в основных отраслях промышленности затрачивает огромное количество пресной воды. Так, для переработки 1 т нефти необходимо затратить около 60 т воды, для изготовления 1 т условной тканевой продукции - 1100 т, синтетического волокна - до 5000 т воды. Для выращивания и получения 1 т зерна пшеницы затрачивается 2 т, а риса - свыше 25 т воды. Вода превращается в самое драгоценное сырье, заменить которое невозможно. Запасы и доступность водных ресурсов диктуют размещение новых производств, а проблема водоснабжения становится одной из важных в жизни и развитии человеческого общества.