В статье рассмотрено воздействие нефти и нефтепродуктов на водные экосистемы, описано поведение нефти в морской воде, характер влияния нефтяного загрязнения на морские организмы. Описаны механизмы загрязнения и последствия разливов нефти. Сделан вывод, что по многим причинам загрязнение нефтью и нефтепродуктами вызывает сложные изменения структуры и функции природных экосистем, а также нарушение метаболических процессов, что приводит к уменьшению видового разнообразия.
Ключевые слова: загрязнение Мирового океана, нефтяное загрязнение, нефтепродукты, негативные эффекты.
Важнейшей экологической проблемой Мирового океана является загрязнение. Источников загрязнения Мирового океана много, основными из них являются:
‒ непосредственные выбросы загрязняющих веществ в океан, например, нефтепродуктов при перевозке;
‒ непосредственное поступление загрязняющих веществ при подводных разработках и добыче минеральных ресурсов;
‒ речной сток;
‒ прямой сток с суши (терригенный сток)
‒ перенос загрязняющих веществ через атмосферу;
‒ подводные выбросы нефти и газа;
‒ аварийные выбросы с судов или подводных трубопроводов;
‒ испытание атомного оружия.
Одной из экологических проблем, возникающих с загрязнением морей и океанов, является воздействие нефти и нефтепродуктов на морские организмы.
В последние десятилетия учёные добились существенного прогресса в понимании того, как нефть поступает в Мировой океан и как она влияет на морские организмы и экосистемы. Это знание привело к разработке правил, практик и решений, которые помогли нам сократить источники загрязнения, предотвращать и правильно реагировать на разливы и т. д. Однако отслеживание источников и последствий разлива нефти в морской среде всё же представляет собой огромную проблему по ряду причин. Во-первых, нефть представляет собой сложную смесь из сотен, а иногда и тысяч химических веществ. Каждый источник нефти и даже общие типы нефти (например, сырая нефть и мазут) могут иметь отличительные составы в зависимости от того, из какого нефтяного месторождения или колодца они вышли, и как они были очищены.
Нефть представляет собой сложную смесь многих компонентов. Эти компоненты включают линейные, разветвленные, циклические, моноциклические ароматические и полициклические ароматические углеводороды. В больших концентрациях молекулы углеводородов являются высокотоксичными для многих организмов. Нефть также содержит следовые количества соединений серы и азота, которые опасны сами по себе и могут реагировать с окружающей средой, в результате чего возникают вторичные ядовитые химические вещества. Преобладание нефтепродуктов в мировой экономике создает условия для распределения большого количества этих токсинов в населенных районах и экосистемах по всему миру.
Причины попадания нефтяных загрязнений в водоемы многочисленны. Это поступление загрязнений с неочищенными или плохо очищенными сточными водами промышленных и транспортных предприятий, жилищно-коммунальных объектов, флота, сельского хозяйства, потери нефти при её добыче и транспортировке, авариях нефтепроводов и продуктопроводов, аварийных повреждениях и гибели танкеров, авариях буровых платформ, с которых добывается нефть или ведется её разведка [6].
Нефть и нефтепродукты могут воздействовать на окружающую среду посредством одного или нескольких механизмов:
‒ физическое удушье с воздействием на физиологические функции;
‒ химическая токсичность, приводящая к летальному или сублетальному эффекту, или нарушающему функционирование клеточных функций;
‒ экологические изменения, прежде всего потеря основных организмов и захват мест обитания оппортунистическими видами;
‒ косвенные последствия, такие как потеря среды обитания или убежища и последующее исчезновение экологически важных видов.
Характер и продолжительность воздействия разлива нефти зависят от широкого спектра факторов. К ним относятся: количество и тип разлитого продукта; его поведение в морской среде; расположение разлива в условиях окружающей среды и физических характеристик; и сроки, особенно в отношении сезона и преобладающих погодных условий.
Другими ключевыми факторами являются биологический состав окружающей среды, экологическая значимость компонентов и их чувствительность к нефтяному загрязнению. Выбор подходящих методов очистки и эффективность проведения операций могут также существенно повлиять на последствия разлива.
Потенциальные последствия разлива также зависят от скорости, с которой загрязнитель разбавляется или рассеивается естественными процессами. Это определяет географическую протяженность затронутого района и определяет чувствительны ли экологические ресурсы к повышенным концентрациям нефти или ее токсичным компонентам в течение значительного периода времени. Аналогичное значение имеет степень, в которой организмы уязвимы и чувствительны к нефтяному загрязнению. Уязвимыми организмами являются те, которые ввиду их расположения в морской среде, как правило, на поверхности моря или на краю воды, с большей вероятностью вступают в контакт с нефтью и нефтепродуктами. Чувствительные организмы — это те, которые будут сильно затронуты воздействием нефти или её компонентов. Менее чувствительные организмы с большей вероятностью выдерживают краткосрочное воздействие.
Большинство нефти плавает на поверхности моря и широко распространяется волнами, ветром и течением. Некоторые нефтепродукты с низкой вязкостью могут рассеиваться естественным образом в верхних нескольких метрах толщины воды, особенно если имеют место обрушающиеся ударные волны — тогда нефтепродукты быстро растворяются.
Несмотря на различные уровни токсичности, все продукты, полученные из нефтепродуктов, оказывают неблагоприятное воздействие на водную экосистему. Примерами неблагоприятных эффектов являются масляные эмульсии в пищеварительных системах у морских млекопитающих, что может привести к снижению способности переваривать питательные вещества, которые могут привести к смерти некоторых животных. Также влияние нефти и нефтепродуктов приводит к капиллярным разрывам и кровоизлияниям. Экосистемные пищевые цепи могут быть затронуты из-за снижения продуктивности водорослей, что несёт в себе опасность для определённых видов [4].
Особенно токсична нефть для рыб. Даже низкие концентрации нефти в воде приводят к нарушению физиологического состояния рыб. При концентрации 6–10 ПДК происходит снижение темпа роста рыбы. Нефть является остротоксичной для рыб: при концентрации 4000 частей на миллион (0.4 %) рыба погибает. Осетровые страдают от расслоения мышц, ослабления оболочки икры, в результате чего теряется репродуктивная способность рыбы. Под действием углеводородов, растворённых в воде, происходит разрушение жабр (при этом наблюдается нарушение водно-солевого обмена и процессов дыхания), происходит воздействие на нервно-мышечную систему, снижается чувствительность организмов к химически опасным веществам [3].
Также очень уязвимыми к воздействию нефти и нефтепродуктов являются морские птицы. Самое очевидное последствие воздействия нефти на птиц — это загрязнение оперения. Оперение обеспечивает птице плавучесть и изоляцию. При смазывании нефтью тонкая структура защитного слоя перьев и изоляция нарушается, вследствие чего морская вода вступает в непосредственный контакт с кожей, что приводит к потере тепла тела и птица в конечном итоге может пострадать от гипотермии. В холодных климатах небольшое нефтяное пятно на оперении птицы может даже привести к её гибели. У многих видов слой жира под кожей птицы действует как дополнительный изоляционный слой и как запас энергии. Этот запас может быстро потребляться, поскольку птица пытается согреться.
Птица, которая страдает от холода, истощения и потери плавучести, может утонуть. Кроме того, оперение, покрытое нефтью, уменьшает способность птицы взлетать и летать в поисках пищи или уклоняться от хищников. Очищая себя, птица разносит нефть по другим участкам тела, заглатывая её. В результате орального воздействия на организм птицы, нефть становится причиной застоя в легких, кровоизлияния в кишечнике или легких, пневмонии или повреждения печени и почек. По возвращении птицы в гнездо нефть может попасть на потомство или яйца. В результате загрязнения яиц нефтью, яичная скорлупа истончается, в результате чего появляется потомство с нарушением развития [3].
Киты, дельфины и другие китообразные могут подвергаться риску от плавающей нефти при выныривании. Хотя крупные тропические морские млекопитающие, такие как травоядные сирены (ламантины и дюгоны), также могут быть уязвимы, сообщения об ущербе от загрязнения нефтью этих животных очень редки. Однако тюлени, выдры и другие морские млекопитающие, которые проводят время на суше, с большей вероятностью будут сталкиваться с последствиями воздействия нефти. Виды, для которых мех служит для регулирования температуры тела, являются наиболее уязвимыми к воздействию нефти и нефтепродуктов, поскольку такие животные могут умереть от переохлаждения или перегрева в зависимости от сезона
Плавающая нефть может представлять угрозу для морских рептилий, таких как черепахи, морские игуаны и морские змеи. Черепахи, в частности, уязвимы в течение сезона гнездования. Потеря яиц и цыплят может произойти, если имеются нефтяные нити на песчаных пляжах или если их гнезда будут разрушены во время проведения операций по очистке территории. Рептилии могут страдать воспалением слизистой оболочки, которое станет причиной восприимчивости к инфекции. Однако задокументировано много случаев, когда измазанные нефтью черепахи были успешно очищены и возвращены в море [2].
Различные виды водорослей встречаются в умеренных и тропических водах. Они поддерживают очень разнообразную и продуктивную экосистему, укрывая многие другие организмы. Заросли морских водорослей уменьшают водные потоки, тем самым увеличивая седиментацию, а их корневые структуры стабилизируют морское дно, защищая прибрежные зоны от эрозии. Плавучая нефть, скорее всего, будет проходить через слои морских водорослей без каких-либо побочных эффектов. Однако, если нефть или её токсичные компоненты смешиваются с мелководными прибрежными водами при достаточно высоких концентрациях, морские водоросли и связанные с ними организмы могут оказаться под вредным воздействием нефти нефтепродуктов [1].
Очень чувствительными к нефти и нефтепродуктам организмами являются кораллы. Наибольший риск для них представляет диспергация нефти.
Береговые линии подвергаются воздействию нефти больше, чем любая другая часть морской среды. Однако большая часть флоры и фауны на берегу по своей природе устойчива, поскольку они должны выдерживать приливный цикл, а также периодическое воздействие обрушения волн, сухих ветров, экстремальных температур, изменений в солености за счет осадков и других тяжелых стрессов, Эта толерантность также дает многим организмам береговой линии способность выдержать эффекты разлива нефти.
Наиболее устойчивыми к воздействию разлива являются скалистые и песчаные берега. Типичным примером воздействия на скалистые берега в умеренном климате является временное исчезновение пателлы обыкновенной (Patella vulgata), которая оказывает контролирующее воздействие на морскую улитку. Морские блюдечка (различные солёно- и пресноводные улитки), которые обитают на микроводорослях, сдерживают рост водорослей и поселение другой фауны. Исчезновение морских блюдец приводит к быстрому распространению оппортунистических зеленых водорослей. Со временем эти водоросли вытесняются другими видами водорослей, и по мере того, как пространство становится доступным для морских блюдец, экологический баланс постепенно восстанавливается [5].
На тропических и субтропических песчаных берегах крабы-приведения (Ocypode sp.) занимают аналогичную экологическую нишу, как и морские блюдца. Их высокая смертность также сопряжена с загрязнением нефтью береговой линии. Несмотря на это, в течение нескольких недель после очистки береговых линий, очень часто крабы повторно колонизируют пляжи в таком же количестве, как раньше.
Таким образом, загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами оказывает серьёзное физическое и токсическое воздействие на водные организмы. Тяжесть эффекта обычно зависит от количества и типа разлитой нефти, условий окружающей среды и чувствительности затронутых организмов и их среды обитания к нефти и нефтепродуктам.
Литература:
- Bautista H. and Rahman K. M. M. (2016). Review On the Sundarbans Delta Oil Spill: Effects On Wildlife and Habitats. International Research Journal, 1(43), Part 2, pp: 93–96. — [Electronic resource]. Access Mode: https://research-journal.org/en/biology-en/review-on-the-sundarbans-delta-oil-spill-effects-on-wildlife-and-habitats/
- Behaviour and Environmental Impacts of Crude Oil Released into Aqueous Environments // The Royal Society of Canada. — November 2015. — 460 p.
- How does oil impact marine life? — October 2017. — [Electronic resource]. Access Mode: https://oceanservice.noaa.gov/facts/oilimpacts.html
- Marine Oil and Gas. — February 2018. — [Electronic resource]. Access Mode: http://www.environmentguide.org.nz/activities/petroleum/environmental-effects/marine-oil-and-gas/
- The Behaviour and Environmental Impacts of Crude Oil. Released into Aqueous Environments. — June 2017. — [Electronic resource]. Access Mode: https://clearseas.org/wp-content/uploads/2017/06/Digest-Behaviour-Environmental-Impacts-Crude-Oil-Released-Into-Aqueous-Environments.pdf
- What Effects Does Oil Drilling Have on the Ocean? — March 2018. — [Electronic resource]. Access Mode: https://sciencing.com/effects-oil-drilling-ocean-16160.html
