15. Экологические последствия загрязнения и истощения вод.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ (ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД) – нарушение биогеохимических циклов веществ, снижение биологической продуктивности при деградации водных экосистем. При этом оценивается реакция популяций и сообществ на антропогенный стресс (см.), которая проявляется в изменении структурных (видовой состав, его разнообразие, биомасса популяций, их пространственное и временное распределение) и функциональных характеристик (первичная продукция, микробиологическая активность, трофические связи в сообществе). Специфика водной среды такова, что наиболее опасным является длительное воздействие загрязнения в малых дозах, приводящее к постепенному накоплению в среде загрязняющих веществ и в конечном итоге к деградации экосистем. Загрязнение вод органическими веществами воздействует на абиотические и биотические факторы как в проточных водах (реки), так и в больших стоячих водоемах (озера, замкнутые моря). В проточных водах слив отходов, богатых органическими веществами, вызывает полное нарушение экосистемы. При этом образуются четыре зоны, которые следуют одна за другой вниз по течению: 1) зона деградации, где воды реки смешиваются с загрязнителем; 2) зона активного разложения, где грибы и бактерии, аэробные, а затем и анаэробные, размножаются и разрушают органическое вещество; 3) зона восстановления, где постепенно происходит очистка воды и восстановление ее начальных характеристик; 4) зона чистой воды. В результате активного развития сапрофитных микроорганизмов в зоне разложения резко падает концентрация растворенного кислорода и снижается численность водорослей. Вспышка автотрофов (сине-зеленые водоросли Oscillatoria, зеленые Ulothrix и др.) происходит в третьей зоне в результате появления нитратов и фосфатов, извлекаемых микроорганизмами-деструкторами из загрязняющих органических веществ. Когда удаление растворенного и взвешенного загрязняющего вещества заканчивается и восстанавливаются начальные условия, вновь появляется фитоценоз чистой воды. Нарушения речных зооценозов — гораздо резче, так как никакие животные чистой воды не могут выжить в зараженной зоне. Э.п.з.в. стоячих водоемов обусловлены их эвтрофикацией.

Обогащение вод питательными элементами вызывает интенсивное развитие, т.е. увеличение численности и биомассы водорослей, что, в свою очередь, обусловливает возрастание численности и биомассы микроорганизмов, простейших, зоопланктона, мейофауны бентоса. Это приводит к увеличению мутности воды, что уменьшает слой фотосинтеза. В воде накапливается большое количество мертвой органики, разложение которой способствует истощению кислорода в нижних слоях воды. В результате изменения окружающих условий снижается видовое разнообразие сообществ, когда чувствительные виды исчезают, а численность индикаторных микроорганизмов (см.) увеличивается. Например, в Балтийском море (импактная экосистема (см.)) в 1980-х годах отмечено массовое распространение 5 родов сапрофитных бактерий, тогда как в Беринговом море (фоновая экосистема) — свыше 10 родов. На последней стадии дистрофикации отмечается начало анаэробного брожения после полного исчезновения кислорода в глубинных слоях воды. Дистрофикация вод принимает автокаталитический характер. Грунты и грунтовые растворы приобретают восстановительные свойства, при этом из железоорганических соединений выделяются фосфаты. Растворение фосфатов вызывает новые "вспышки" фитопланктона и, следовательно, новый избыток органической материи. Это приведет к полному разрушению экосистемы. Загрязнение вод токсичными соединениями приводит к подавлению жизнедеятельности и гибели чувствительных к данному токси канту организмов. Например, ДДТ и другие инсектициды тормозят фотосинтез у фитопланктона. Кроме того, пестициды оказывают сильное отрицательное воздействие на биоценозы вследствие способности концентрирования их в пищевых цепях. Благодаря гомеостазу (см.) антропогенные нарушения на первом этапе сложно отличить от естественных вариаций природных процессов (сезонные и межгодовые колебания гидродинамических условий, климатические изменения, циклы развития биоты и др.). Поэтому для выявления негативных Э.п.з.в. требуются долгопериодные исследования состояния водных экосистем с применением междисциплинарного подхода в импактных и фоновых районах.