В статье излагаются основные экологические проблемы Балтийского моря, в частности, указано, что основной проблемой в большинстве районов Балтийского моря является эвтрофикация, которая вызвана загрязнением питательными веществами в результате антропогенного воздействия. В статье акцентируется внимание на том, что уникальные условия Балтийского региона ограничивают разнообразие жизни в море, что делает экосистемы исключительно чувствительными к загрязнению, воздействию коммерческих промыслов и морской деятельности, а также внедрению чужеродных видов. Выражено беспокойство, что переполнение судоходными путями Балтийского региона может привести к усилению загрязнения и другим факторам давления на морскую среду. Сделан вывод, что Балтийское море представляет собой сложную и хрупкую экосистему, губительное влияние на которую оказывают как природные, так и антропогенные факторы.
Ключевые слова: Балтийское море, химическое загрязнение, эвтрофирование, экосистема, антропогенное воздействие, изменение климата
Балтийское море является уникальной экологической системой, неотъемлемой частью глобальной экологической системы, которая остро нуждается в защите от разрушительного антропогенного воздействия, обусловленного производством и потреблением ядерной энергии и искусственных радионуклидов, сельским хозяйством, транспортировкой нефти и нефтепродуктов, сточными водами и твёрдыми отходами.
Большая часть Балтийского моря в настоящее время классифицируется как «затронутая эвтрофикацией» [3, с. 135]. Естественный баланс Балтийского моря серьёзно нарушен чрезмерными поступлениями питательных веществ (азота и фосфора) в результате человеческой деятельности. Источниками этих веществ являются удобренные сельскохозяйственные угодья, выбросы в атмосферу, электростанции, промышленные объекты и рыбоводческие фермы, очистные сооружения. Кроме причины антропогенного характера, процессам эвтрофикации способствует то, что Балтийское море естественно восприимчиво к обогащению питательными веществами ввиду природного ограничения вентиляции глубоких вод [3, с. 135]. Эвтрофикация считается самой серьёзной экологической проблемой, с которой сталкивается Балтийское море. Ежегодно в Балтийское море поступают питательные вещества, составляющие в среднем 640 000 тонн азота и 30 000 тонн фосфора [4]. Страной, ответственной за наибольшую долю этого загрязнения питательными веществами, является Польша (34 % фосфора и 27 % азота). Европейский союз установил зоны с повышенным содержанием биогенных веществ и ужесточил ограничения по утилизации удобрений в этих зонах. Все земли Германии, Дании, Финляндии и Литвы являются зонами с повышенным количеством биогенных веществ. В Швеции это примерно 2/3 сельскохозяйственных угодий. Но в Польше, стране, наиболее влияющей на Балтику, всего 2 % земель включены в зону с повышенным количеством биогенных веществ. Далеко не все фермы подвержены ограничениям Европейского Союза, поскольку каждая страна сама определяет территорию специальных зон. А польские власти боятся, что введение жёстких ограничений плохо повлияет на мясную промышленность.
На долю Финляндии приходится 10 % общего объёма поступления фосфора в Балтике и 11 % от потребления азота. Кроме того, из атмосферы ежегодно поступает в Балтийское море более 200 000 тонн азота [2].
В последние десятилетия поступления загрязняющих веществ из городов и промышленных объектов значительно снизились. Однако попытки сдерживать поступления питательных веществ из диффузных источников были менее успешными. Несмотря на сокращение питательных веществ, условия в Балтийском регионе не улучшились. Восстановление замедляется за счёт высвобождения фосфора из обеднённых кислородом осадков морского дна в явлении, известном как внутренняя загрузка, которое также может способствовать росту водорослей. Недавние исследования шведских учёных подтвердили, что восстановление прибрежных морских экосистем от гипоксии с сокращением количества питательных веществ возможно [5, с. 198], однако одного только сокращения количества питательных веществ не всегда достаточно, усилия по восстановлению должны включать действия по катализированию восстановления и снижению пороговых значений для восстановления. Кроме того, несмотря на множественные стрессоры, вызывающие гипоксию, особенно глобальное повышение температуры, результаты исследований показывают, что управление питательными веществами может помочь в восстановлении кислорода в водах Балтийского моря [5, с. 198].
По сравнению с эвтрофикацией, которая имеет долгую историю исследований, информация об опасных веществах и их влиянии на окружающую среду в Балтийском море является достаточно скудной. В течение последних десятилетий эта область была определена как важная и, таким образом, была дополнительно исследована. Опасные вещества — это вещества, которые оказывают неблагоприятное воздействие на экосистему и включают как природные, так и синтетические соединения. Примерами являются стойкие органические загрязнители (СОЗ), такие как ПХД, ДДТ и диоксины, которые могут быть токсичными даже при низких концентрациях. Тяжёлые металлы, такие как ртуть, свинец и кадмий, как правило, токсичны при более высоких концентрациях. Несмотря на усилия по сокращению загрязнения, концентрации опасных веществ в Балтийском море и его морской жизни остаются аномально высокими. Например, уровни диоксинов в волокнах по-прежнему выше уровня безопасности ЕС для пищевых продуктов [12]. Загрязнение опасными веществами представляет собой серьёзную угрозу для окружающей среды Балтийского моря и загрязнение вышеупомянутыми веществами привело к пагубным последствиям для биоразнообразия. Некоторые из этих веществ вредят флоре и фауне, воздействуя на иммунную и гормональную системы, что ухудшает общее состояние здоровья и размножения. Благодаря биоаккумуляционным свойствам они продвигаются по пищевой цепочке до высших видов на более высоких трофических уровнях и представляют угрозу также для людей, которые потребляют рыбу, пойманную в Балтийском море. Длительное нахождение опасных веществ в сочетании с появлением новых химических соединений создаёт серьёзную угрозу для состояния будущего Балтийского моря и здоровья будущих поколений [10, c. 16].
Источниками загрязнения вод Балтийского моря являются промышленность, сельское хозяйство, фармацевтическое производство, выбросы от транспорта, производства энергии, от использования ряда бытовых товаров, от сжигания отходов, из очистных сооружений и т. д. По оценкам, 60 % кадмия, 84 % свинца и 79 % ртути поступают в море из отдалённых источников (в основном из Великобритании, Франции, Бельгии, Республики Чехия, Белоруссии) [10, с. 16]. Например, Белоруссия не находится на берегу Балтийского моря, но 1/3 её территории оказывает на него влияние. Загрязнённая вода попадает в реку Бук и потом попадает в польскую реку Висла, которая впадает в Балтийское море.
Загрязнение ДДТ, ПХД и тяжёлыми металлами являются хорошо известными примерами загрязнителей Балтийского моря, не в последнюю очередь потому, что их негативное воздействие происходит на такие виды, как орлы, тюлени и кайры. В настоящее время загрязняющие вещества, такие как полиароматические углеводороды (ПАУ), диоксины, трибутилолово (TBT), бромированные антипирены (ПБДЭ), перфторированные компаунды (например, перфтороктановый сульфонат, ПФОС) и радиоактивные соединения также высвобождаются и обнаруживаются в Балтийском море [10, с. 17]. Несмотря на усиленное управление и технологии, которые привели к улучшению состояния Балтийского моря в отношении состояния загрязнения в последние десятилетия, Балтийское море по-прежнему сильно загрязнено опасными веществами. Только некоторые прибрежные объекты и западный Каттегат в настоящее время не подвержены воздействию опасных веществ. Концентрации тяжёлых металлов в Балтийском море в 20 раз выше, чем в Северной Атлантике. Такие высокие уровни обусловлены тем, что опасные вещества устойчивы к естественным разрушениям, что делает их чрезвычайно стабильными и долговечными. В сочетании с биоаккумуляцией в тканях животных и людей опасные вещества представляют собой серьёзную экологическую проблему. Уровни диоксинов настолько велики, что несколько видов рыб (например, сельдь и лосось) не могут потребляться человеком ввиду их небезопасности [7].
Ещё одной серьёзной причиной загрязнения Балтийского моря является морская деятельность. На сегодняшний день на Балтийском море приходится примерно 15 % от общего объёма морских перевозок в мире, в то время как в море одновременно задействовано около 2000 судов (главным образом грузовых). Ожидается, что в течение последних десятилетий их количество будет устойчиво возрастать и в последующие 20 лет судоходство будет удвоено. 20 % судов — танкеры, на которые приходится до 166 миллионов тонн нефти. Каждый год происходит 120–140 судоходных происшествий, из которых около 7 % приводят к загрязнению, каждый год в Балтийском море происходит одна крупная авария, в результате которой разлив нефти превышает 100 тонн. Тяжёлая перевозка груза приводит также к ряду дополнительных негативных последствий для морской среды, включая подводный шум и выброс противообрастающих химических веществ. Разливы нефти приводят к гибели морских птиц, животных, к сокращению биомассы фито- и зоопланктона, тем самым снижая доступность пищи для видов на более высоких трофических уровнях.
Причиной сокращения количества гидробионтов является и неконтролируемый промышленный и браконьерский вылов рыбы. Сегодня запасы трески и многих других видов рыб малы по сравнению с уровнями XX-го века, а некоторые остаются низкими и неустойчивыми. На запасы рыбы негативное влияние оказывает сочетание таких факторов как эвтрофикация, загрязнение опасными веществами, разливы нефти, инвазивные виды и изменение климата. Высокое промысловое давление на треску в сочетании с изменением климата, эвтрофикацией и отсутствием притока воды из богатого солями и кислородом Северного моря уменьшило объём воды, подходящей для воспроизводства трески, что стало причиной крупномасштабных изменений в ихтиоцинозе.
Огромной проблемой для экосистемы моря является распространение инвазивных видов. Солоноватая вода Балтийского моря способствует вторжению как обитающих в солёной, так и в пресной воде чужеродных видов. К новым видам экосистемы Балтийского моря относятся мидии, усоногие рачки, полипы и водяные блохи. Также были выявлены потенциальные вредные оккупанты, такие как токсичные динофлагелляты, американский гребневик и азиатский моллюск. Попадают эти организмы в воду в основном через балластные воды, обрастание корпуса и аквакультуру. Выживаемость вводимых видов зависит от биологических характеристик вида и экологических условий. Известно, что высокое биоразнообразие усиливает устойчивость к вторжению, и поскольку экосистема Балтийского моря имеет относительно низкое биологическое разнообразие, это, возможно, может объяснить успех большого вторжения многих инвазивных видов [8]. Инвазивные виды всё чаще признаются серьёзной угрозой для водных экосистем и биоразнообразия. Поскольку инвазивные виды считаются вторым по величине фактором утраты биоразнообразия в целом, разумно ожидать, что также будут затронуты экосистемные услуги, связанные с биоразнообразием Балтийского моря. Эти виды могут оказывать вредное воздействие на местные виды, например, конкурировать за еду или пространство, гибридизировать или распространять болезни и паразиты. Некоторые инвазивные «инженерные» виды могут также изменять среду обитания, приводя к большим сдвигам в экосистеме. Примерами инвазивных «инженерных» видов являются ложная мидия Конрада, которая одновременно вызывает биологическое обрастание. С другой стороны, инвазивный американский полихетный червь Marenzellaria, вторгшийся в Балтийское море в 1985 году, как представляется, усиливает цикл денитрификации и улучшает кислородные условия донной воды, тем самым помогая противодействовать проблеме, связанной с эвтрофикацией [9].
Непоправимый вред на экосистему Балтийского моря приносит сбрасывание в море мусора. Морские обитатели, такие как ластоногие, рыбы и морские птицы проглатывают мусор, запутываются в нём и медленно погибают от травм и голода. Поскольку некоторые опасные вещества могут адсорбироваться микроскопическими частицами, они могут усиливать накопление токсичных веществ в пищевой сети. Более крупные объекты могут вызывать разрушение среды обитания, влияя на качество воды и нанося физический ущерб, например, когда они тянутся вдоль морского дна течениями, соскабливая и разрывая хрупкие и жизненно важные места обитания. Морской мусор приводит к удушению гидробионтов. Помимо этого, морской мусор может способствовать переносу и перемещению инвазивных видов.
Ещё одной проблемой для экосистемы Балтийского моря являются климатические изменения. Изменения уже были обнаружены относительно повышения температуры поверхности моря (SST) в Балтийском море. Среднее значение SST в нём за последние 20 лет увеличилось примерно на 0,7 °C. Кроме того, модельные исследования показывают увеличение температуры воздуха 3–5 °C в 2100 году [10, 8]. За последние два десятилетия засоление морской поверхности уменьшилось из-за низкого притока морской солёной воды через ленточный ареал. Ожидаются также изменения осадков, что будет оказывать влияние на солёность Балтийского моря. Прогнозы для Балтийского моря на конец XXI века свидетельствуют о том, что по сравнению с нынешним климатом будут вероятны более высокие температуры воды, пространственные изменения осадков, более низкая солёность поверхности моря и концентрация кислорода, уменьшение покрытия льдом. Эти изменения, вероятно, окажут значительное воздействие на морскую экосистему, и (несмотря на высокую неопределённость) изменение климата может привести к увеличению биомассы фитопланктона и эвтрофикации, снижению прозрачности воды и усилению истощения кислорода, хотя эти проблемы во многом зависят от поступлений питательных веществ. Прогнозы показывают, что в результате увеличения чистых осадков над определёнными участками водосбора речной сток увеличится с 15 до 22 % [8]. Хотя биомасса трески в основном контролируется смертностью от промысла, новые исследования показывают, что во второй половине XXI века сочетание изменения климата и эвтрофикации может привести к снижению популяции трески [6]. Изменения таких факторов как солёность и температура, являются важными абиотическими параметрами, структурирующими видовой состав пищевых сетей и биоразнообразие в Балтийском море. Будущее изменение климата и его взаимодействие с множественным антропогенным воздействием, таким образом, могут иметь серьёзные последствия для структуры и функционирования экосистем.
Балтийское море представляет собой сложную экосистему, на которую влияют как природные, так и антропогенные факторы. Оно подвергается сильному стрессу в результате экологических проблем, таких как эвтрофикация, опасные химические вещества, чрезмерный промысел, риск разливов нефти, морской мусор и инвазивные виды. В сочетании с текущими и будущими изменениями климата, способность Балтийского моря предоставлять экосистемные товары и услуги подвергается риску. Исследования показывают, что к концу 21-го века изменится абиотическая ситуация. Эти изменения вызовут физиологический стресс для организмов и могут таким образом изменить распределение и обилие видов, обитающих в Балтийском регионе, включая увеличение концентрации фитопланктона. Будущее изменение климата и его взаимодействие с множественным антропогенным воздействием, вероятно, будут иметь основные последствия для структуры и функционирования экосистем. Ухудшение состояния экосистем могут оказывать негативное воздействие на благосостояние людей, отрицательно влияя на социальную экономику в странах, окружающих Балтийское море.
Литература:
- Baltic Sea Alien Species Database, 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.corpi.ku.lt/databases/index.php/aquanis/
- Biogeochemical and environmental drivers of coastal hypoxia / Angela M. Caballero-Alfonso, Jacob Carstensen, Daniel J. Conley // Journal of Marine Systems, 2015. — Р. 190–199.
- Eutrophication Increases Phytoplankton Methylmercury Concentrations in a Coastal Sea — A Baltic Sea Case Study / Anne. L. Soerensen, Amina T. Schartup, Erik Gustafsson, Bo G. Gustafsson, Emma Undeman and Erik Björn // Environ. Sci. Technol., 2016.
- HELCOM (2014a). Eutrophication status of the Baltic Sea 2007–2011 — a concise thematic assessment. Baltic Sea Environmental Proceedings 143, 40 pp. Electronic file available at http://www.helcom.fi/Lists/Publications/BSEP143.pdf. Accessed 15.05.2017.
- Long-term temporal and spatial trends in eutrophication status of the Baltic Sea / Jesper H. Andersen, Jacob Carstensen, Daniel J. Conley, Karsten Dromph, Vivi Fleming-Lehtinen, Bo G. Gustafsson, Alf B. Josefson, Alf Norkko, Anna Villnäs and Ciarán Murray // Biological Reviews, 2017. — Р. 135–149.
- MacKenzie, B., Meier, M. H. R., Lindegren, M., Neuenfeldt, S., Eero, M., Blenckner, T, Tomczak, M.T., Niiranen, S. Impact of climate change on fish population dynamics in the Baltic Sea: a dynamic downscaling investigation, Ambio, 2016. — P. 626–636.
- Meier, M. H. E., Andersson, H.C., Arheimer, and others. Comparing reconstructed past variations and future projections of the Baltic Sea ecosystem — first results from multi-model ensemble simulations, Environmental Research Letters. — 2015.
- Neumann, T., Eilola, K., Gustafsson, B. Müller-Karuls, B., Kuznetsov, i., Meier, M. H. E., Savchuk, O. P. Extremes of temperature, oxygen and blooms in the Baltic Sea in a changing climate. — 2014. Ambio. — P. 574–585.
- Norkko, J., Reed, D. C., Timmermann, K., Norkko, A., Gustafsson, B. G., Bonsdorff, E., Slomp, C. P., Carstensen, J. and Conley, D. J. A welcome can of worms? Hypoxia mitigation by an invasive species. Global Change Biology. — 2016. — Р. 422–434.
- State of the Baltic Sea Background Paper. — 2015. — 34 с.
- Весман А. В. Современные проблемы Балтийского моря // Современные научные исследования и инновации. 2012. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2012/03/10613 (дата обращения: 02.06.2017).
- Рыба Балтийского моря признана опасной для здоровья. — 27.09.2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://rus.tvnet.lv/novosti/obschjestvo/339052-riba_baltiyskogo_morja_priznana_opasnoy_dlja_zdorovja
