Przeczytaj
Zanieczyszczenie wodyZanieczyszczenie wody to stan, w którym zmianie ulegają jej cechy fizykochemiczne oraz biologiczne (bakteriologiczne), spowodowany wprowadzeniem substancji organicznych i nieorganicznych w postaci stałej, płynnej i gazowej oraz ciepła. Zanieczyszczenia powodują zmiany ekosystemu wodnego wpływające niekorzystnie na zasiedlające je organizmy żywe oraz ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych.
Zanieczyszczenia fizyczne wód to zawiesiny nierozpuszczalnych substancji stałych o różnym stopniu rozdrobnienia (np. kurz, pył, cząstki obumarłych roślin i zwierząt, cząstki mineralne gleby, wytrącone koloidalne związki i in.).
Zanieczyszczenia chemiczne wód to substancje organiczne i mineralne, rozpuszczalne w wodzie, zmieniające jej skład chemiczny i stwarzające ryzyko skażenia organizmów wodnych.
Zanieczyszczenia biologiczne wód to różnorodne drobnoustroje, np. wirusy i bakterie chorobotwórcze oraz mikroorganizmy niestanowiące zagrożenia dla zdrowia zwierząt i ludzi, a odgrywające ważną rolę w procesie samooczyszczania się wody.
Źródła zanieczyszczeń
Zanieczyszczenia przedostają się do wód morskich i oceanicznych poprzez:
dopływ z wodami rzecznymi,
spływ powierzchniowy z terenów wybrzeża,
bezpośrednie zrzuty ścieków z miast i zakładów przemysłowych usytuowanych w pasie wybrzeża,
zanieczyszczenia pochodzące ze statków (np. zrzuty wód balastowych, wycieki paliw),
pochłanianie zanieczyszczeń atmosferycznych.
Lokalnie jednak mogą pojawiać się także inne zagrożenia, związane np. z zalegającymi na dnie wrakami statków i materiałami bojowymi z okresu wojny, eksploatacją rurociągów, górnictwem podwodnym (ropy naftowej, gazu ziemnego i innych surowców) czy katastrofami ekologicznymi. Źródła zanieczyszczenia mórz można więc podzielić na lądowe, morskie i atmosferyczne.
Do połowy lat 70. XX wieku morza i oceany traktowane były jak wielki śmietnik, do którego celowo i bezkarnie odprowadzano ścieki, odpady stałe, substancje chemiczne i radioaktywne. W 1972 roku została podpisana tzw. konwencja londyńska, której pełna nazwa brzmi Konwencja o zapobieganiu zanieczyszczeniu mórz przez zatapianie odpadów i innych substancji
, zobowiązująca państwa do podejmowania działań mających na celu zwalczanie i zapobieganie zanieczyszczeniu mórz, które mogłoby wyrządzić szkodę zasobom żywym, florze i faunie morskiej, pogarszać warunki rekreacyjne lub też utrudniać wszystkie inne prawnie dopuszczalne sposoby użytkowania morza
. Zaktualizowana jej forma obowiązuje od 2006 roku i zakazuje wprowadzania do mórz i oceanów wszelkich odpadów i materiałów z wyjątkiem produktów pogłębiania dna.
Źródła lądowe
W skali globalnej zdecydowana większość (ponad 80%) zanieczyszczeń wód morskich powstaje na lądzie. W przypadku mórz śródlądowych wskaźnik ten może być jeszcze wyższy. Przykładem jest Morze Bałtyckie, w przypadku którego zanieczyszczenia lądowe stanowią aż 97%. Substancje chemiczne mogą przedostawać się do morza w różny sposób i pochodzić z różnych źródeł. Zanieczyszczenia wytwarzane na lądzie dostają się do rzek i mórz bezpośrednio z miejskich kanalizacji i ścieków przemysłowych, czasem w postaci odpadów niebezpiecznych i toksycznych oraz odpadów stałych, głównie tworzyw sztucznych. Zagrożenie związane jest nie tylko z obecnością zawartych w nich substancji, ale także reakcjami zachodzącymi pomiędzy różnymi substancjami, w efekcie których mogą powstawać nowe związki o dużo większej szkodliwości.
Przemysł
Wybrzeża mórz i oceanów są miejscem, gdzie od początku rozwoju cywilizacji lokalizowane były miasta i porty, w których z upływem czasu rozwinął się przemysł powiązany z gospodarką morską. Nadmorskie ośrodki przemysłowe są dziś głównym punktowym źródłem zanieczyszczeń wprowadzanych do mórz. Są to z reguły ścieki o różnym składzie chemicznym i zróżnicowanym stopniu oczyszczenia. Substancje te nie kończą tam swej wędrówki, ale trafiają do łańcuchów pokarmowych, ulegając biomagnifikacji, czyli zwiększając wielokrotnie swoje stężenie. Spektakularnym przykładem jest tu przypadek Zatoki Minamata w Japonii, gdzie wielu mieszkańców wybrzeża zmarło w wyniku zanieczyszczeń nagromadzonych w organizmach żywych. Fabryka tworzyw sztucznych zrzucała do morza odpady zawierające rtęć w niskich stężeniach, a gdy zanieczyszczenie to przechodziło przez kolejne poziomy łańcucha pokarmowego, koncentrowało się w tkankach organizmów morskich, aż osiągnęło poziom toksyczny.
Choroba z Minamaty jest zespołem objawów towarzyszących zatruciu rtęcią powodującą uszkodzenie układu nerwowego, zwłaszcza mózgu. Powoduje m.in. zaburzenia wzroku, koordynacji ruchowej, upośledzenie umysłowe, a nawet śmierć.
Nazwa pochodzi od Zatoki Minamata, gdzie istniejąca w latach 50. XX w. wytwórnia tworzyw sztucznych zrzucała do wody ścieki zawierające metylortęć. Jej stężenia w wodzie były stosunkowo niskie i nie wzbudziły zaniepokojenia władz i mieszkańców. Jednak w kolejnych poziomach łańcucha pokarmowego dochodziło do kumulacji związków rtęci. W mięsie dużych drapieżnych ryb i owocach morza, które są podstawowymi składnikami diety mieszkańców tego regionu, jej stężenie było 2–10 tys. razy wyższe niż w wodzie. W efekcie nadmiernej kumulacji w organizmie pojawiły się u ludzi objawy zatrucia. Na obszarze tym w krótkim czasie zdiagnozowano gwałtowny wzrost zachorowań na nieznane wcześniej schorzenia układu nerwowego. Łącznie na tę chorobę – nazwaną później, kiedy poznano już jej przyczyny, chorobą z Minamaty – zapadło blisko 2500 osób, z czego ponad 1700 zmarło. Nie był to jedyny przypadek zatrucia organizmów morskich ściekami przemysłowymi w Japonii. Podobne masowe zatrucie rtęcią pojawiło się w połowie lat 60. XX w. w prefekturze Niigata. Chorobę ta nazwano Niigata Minamata.
Rolnictwo
Istotnym źródłem zanieczyszczeń wód morskich jest także rolnictwo. Pestycydy i herbicydy to substancje chemiczne stosowane na polach uprawnych w celu zwalczania owadów i chwastów. Zawierają one syntetyczne związki chemiczne obce naturalnym układom przyrodniczym. Po zastosowaniu na polach wraz z wodami opadowymi spływają po powierzchni lub przenikają do wód podziemnych, a następnie do rzek, z którymi trafiają do morza. Niestety, w wodzie nie ulegają one biodegradacji, ale wchodzą do łańcucha pokarmowego. W podobny sposób dostarczane są do mórz substancje nawozowe, w tym biogenne, np. związki azotu i fosforu. O tym, jak duży jest wpływ rolnictwa na zanieczyszczenie rzek, a w konsekwencji mórz, świadczy fakt, że wody przybrzeżne w strefie ujścia cieków, w których dorzeczu przeważają pola uprawne, są z reguły znacznie bardziej zanieczyszczone niż w rejonach ujścia rzek płynących przez obszary zalesione. Sytuacja taka występuje np. w Morzu Bałtyckim, gdzie przy ujściu Odry, Wisły, Dźwiny, Newy i rzek uchodzących do północnej części Zatoki Botnickiej notowany jest wielokrotny wzrost stężenia tych substancji w porównaniu z centralną częścią akwenu.
Substancje odżywcze pochodzenia rolniczego zrzucane do morza w dużych ilościach powodują gwałtowny wzrost glonów. Przy rozkładzie ich szczątków zużywany jest zawarty w wodzie tlen i uwalniany siarkowodór, wskutek czego na dnie tworzą się strefy martwych, pozbawionych tlenu wód (hipoksji), co skutkuje masowym wymieraniem ryb i innych organizmów morskich.
W 2004 roku naukowcy zlokalizowali w morzach i oceanach świata 146 stref hipoksji. W cztery lata później było ich już 405. Od tego czasu ich liczba i powierzchnia wielokrotnie wzrosła.
Gospodarka komunalna
Zanieczyszczenia komunalne, podobnie jak zanieczyszczenia rolnicze i przemysłowe, dostają się do mórz bezpośrednio poprzez spływ powierzchniowy z obszaru wybrzeża i zrzuty ścieków z kanalizacji lub pośrednio wskutek dopływu rzekami z obszaru dorzecza. Duży udział mają w nich substancje, które wykorzystujemy na co dzień do celów higienicznych i sanitarnych – środki czyszczące, piorące (zawierające np. podchloryn sodu), destylaty ropy naftowej, fenol i krezol, amoniak i formaldehyd. W dopływających zanieczyszczeniach mogą także pojawiać się substancje lecznicze oraz, co oczywiste, substancje biologiczne, w tym także organizmy chorobotwórcze. Niektóre z nich wywołują uszkodzenia i zatrucie morskich organizmów, inne wchodzą do łańcucha pokarmowego i w konsekwencji trafiają na nasze stoły.
Problemem zanieczyszczenia mórz są także odpady stałe, w których większość stanowią użytkowane na co dzień tworzywa sztuczne. Badacze szacują, że co roku z dopływem rzecznym do mórz i oceanów trafia od 1,15 do 2,41 mln ton plastiku. Całkowitą ilość dostarczanych odpadów określa się na 8, a według niektórych źródeł nawet na 20 mln ton. Odpady te stwarzają poważne zagrożenie dla wód morskich i oceanicznych oraz żyjących w nich organizmów. Cząstki mikroplastiku są zjadane przez ryby i inne zwierzęta morskie i w ten sposób wchodzą do łańcucha troficznego, którego końcowym ogniwem jest zwykle człowiek. Na przykład udział plastiku w diecie żółwi morskich wynosi nawet 74%. Niestrawione cząstki blokują układ pokarmowy, powodując choroby i śmierć zwierząt. Według danych WWF, co roku z tego powodu może ginąć nawet milion ptaków i około 100 tys. morskich ssaków.
Odpady przemieszczają się wraz z biegiem prądów morskich, gromadząc się w miejscach, gdzie powstają zamknięte układy cyrkulacyjne (wiry oceaniczne). Duże skupiska powstały m.in. w północnej i południowej części Oceanu Spokojnego i Atlantyckiego oraz na Oceanie Indyjskim.
Największym skupiskiem odpadów w wodach oceanicznych jest Wielka Pacyficzna Plama Śmieci rozciągająca się od Japonii po wybrzeża Kalifornii i dryfująca w północnej części Oceanu Spokojnego wskutek działania prądów morskich tworzących Wir Północnopacyficzny. Jej powierzchnia wynosi 1,6 mln km², szacowana masa od 80 do nawet 100 tys. ton. W 99,9% jest złożona z tworzyw sztucznych unoszących się w wodzie do głębokości 10 m. W plamie unosi się od 1,1 do nawet 3,6 biliona plastikowych elementów różnej wielkości. Badania przeprowadzone w ostatnich latach wskazują, że z roku na rok zasięg plamy i ilość zawartego w niej plastiku powiększa się. Tworzywa sztuczne ulegają fotodegradacji pod wpływem promieni słonecznych. Nie ulegają jednak całkowitemu zniszczeniu, tylko rozpadają się na coraz drobniejsze cząstki. W procesie tym uwalniane są szkodliwe substancje chemiczne, takie jak bisfenol A, PCB i pochodne polistyrenu.
Źródła morskie
Ważnymi źródłami zanieczyszczenia wód morskich i oceanicznych są statki, prowadzone po dnie rurociągi czy miejsca eksploatacji kopalin w dnie akwenu, którym z reguły towarzyszy nie tylko uwalnianie substancji chemicznych, ale także zwiększony poziom hałasu oraz zanieczyszczenie światłem.
Transport morski
Negatywny wpływ na środowisko morskie mają zrzuty wód balastowych ze statków. W tym przypadku nie występuje jednak zanieczyszczenie chemiczne, ale specyficzne zanieczyszczenie biologiczne. Statki wycieczkowe, duże tankowce i masowce pobierają bowiem wody balastowe w jednym regionie, po czym zrzucają je w porcie zawinięcia, który może leżeć w innej części świata. Tymczasem wody balastowe zawierają zazwyczaj różne organizmy, w tym rośliny, zwierzęta, wirusy i bakterie, które przeniesione w inny region, stają się niekiedy uciążliwymi gatunkami inwazyjnymi. Mogą one wpływać m.in. na różnorodność biologiczną oraz powodować inne zmiany ekologiczne i ekonomiczne ekosystemów wodnych, a niekiedy także problemy zdrowotne ludzi.
Według danych Międzynarodowej Organizacji Morskiej (ang. International Maritime Organization – IMO) największe zagrożenie stwarzają m.in. organizmy będące składnikiem planktonu, różne gatunki alg, także toksycznych, małże (np. racicznica zmienna), żebropławy, kraby (np. wełnistoszczypcy i brzegowy), ryby (np. babka śniadogłowa), a nawet bakterie cholery.
Zanieczyszczenia płynne i stałe zawiera także woda zęzowa gromadząca się w dnie kadłuba statku wraz z innymi substancjami (oleje, paliwo, smary, odpady itp.). Chociaż powinna być ona filtrowana i oczyszczana przed zrzutem, niekiedy może się zdarzyć, że przedostanie się do wód morskich.
Istotnym źródłem zanieczyszczenia wód morskich są także statki wycieczkowe gromadzące na pokładzie kilka tysięcy turystów i zrzucające do oceanu znaczne ilości ścieków. Szacuje się, że duży statek wycieczkowy (ok. 3000 turystów) wytwarza codziennie np. 8 ton zaolejonej wody zęzowej, ok. 960 mIndeks górny 33 tzw. „szarej wody” (ścieki z kuchennych zlewów, pryszniców, pralek i sprzątania na pokładzie statku) i ok. 110 mIndeks górny 33 tzw. „czarnej wody” (ścieki z toalet zawierające szkodliwe bakterie, patogeny, wirusy, pasożyty jelitowe i inne). Podczas tygodniowego rejsu powstaje także około 8 ton odpadów stałych. Większość z nich jest przetwarzana na pokładzie (spalana, rozdrabniana lub mielona) w celu wyrzucenia za burtę.
Z transportem morskim surowców płynnych kojarzone jest zanieczyszczenie wód ropą naftową, produktami ropopochodnymi, olejami i in. Tymczasem wycieki tych substancji ze statków stanowią zaledwie 12% udziału w ich dostawie do mórz i oceanów. Trzy razy więcej ropy odprowadza się do morza poprzez spływy z dróg, rzek i systemów kanalizacyjnych.
Kiedy jednak wystąpi awaria tankowca, zbiornikowca lub platformy wiertniczej, wyciek ropy i produktów ropopochodnych staje się przyczyną katastrofy ekologicznej na ogromną skalę. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), będące składnikami ropy naftowej, są bowiem bardzo trudne do oczyszczenia i utrzymują się przez lata w osadach i środowisku morskim. W celu ograniczenia tego zagrożenia obecnie budowane tankowce mają dwuposzyciowy kadłub. Ma to na celu zmniejszenie ryzyka wycieków w przypadku wejścia na mieliznę lub kolizji.
Istotnym zagrożeniem wód morskich są także wraki okrętów wojennych, zwłaszcza z okresu II wojny światowej. W ich zbiornikach ciągle jeszcze mogą znajdować się miliony litrów paliwa oraz zatopione celowo lub przypadkowo pojemniki z trującymi środkami bojowymi.
Zanieczyszczenie wód morskich nie zawsze musi mieć charakter chemiczny lub biologiczny. Coraz częściej mówi się także o zanieczyszczeniu wód światłem i dźwiękiem. Światło, którego źródłem mogą być np. platformy wiertnicze, zakłóca rytm dobowy zwierząt morskich, w tym cykl migracji, rozmnażania i żerowania. Z kolei hałas emitowany przez statki, urządzenia sonarowe, rurociągi i platformy wiertnicze, zakłóca naturalne odgłosy w środowisku morskim i utrudnia zwierzętom echolokację, dzięki której „widzą” przestrzeń wokół siebie. Zanieczyszczenie hałasem może także powodować uszkodzenia bezkręgowców, w tym meduz i ukwiałów, będących ważnym źródłem pożywienia dla tuńczyków, żółwi morskich i innych stworzeń.
Źródła atmosferyczne
Ocean pochłania około 30% dwutlenku węgla (COIndeks dolny 22), który jest uwalniany do atmosfery. Ze względu na wzrost poziomu dwutlenku węgla w atmosferze spowodowany przez działalność człowieka, w oceanie rozpuszcza się więcej COIndeks dolny 22. Szacuje się, że od początku ery przemysłowej ocean wchłonął z atmosfery około 525 miliardów ton COIndeks dolny 22 (obecnie około 22 milionów ton dziennie). Także inne substancje gazowe obecne w powietrzu atmosferycznym (np. tlenki siarki i azotu) są pochłaniane przez wody oceanów i mogą przyczynić się do ich zanieczyszczenia. Z ich połączenia z wodą powstają bowiem kwasy, które obniżają odczyn wody morskiej. Średnie pH oceanu wynosi obecnie około 8,1 i spadło w czasie ostatnich 200 lat o 0,1. Odpowiada to 26% wzrostowi kwasowości. Badacze przewidują, że do końca wieku pH obniży się o kolejne 0,3 do 0,4 jednostki.
Skutkiem zakwaszenia jest np. rozpuszczanie wapiennych szkieletów koralowców i muszli skorupiaków takich jak np. omułki czy ostrygi. Trzeba pamiętać, że organizmy te ewoluowały w oceanie o stabilnym odczynie, tymczasem zmiana, która zachodzi na naszych oczach, jest najszybszą w czasie ostatnich 50 mln lat i nie daje im możliwości adaptacji do zmieniających warunków. Można się więc spodziewać, że niektóre organizmy wrażliwe na kwaśny odczyn wód wyginą, inne – np. zamieszkujące estuaria – przetrwają lub nawet będą się dobrze rozwijać w bardziej kwaśnych warunkach. Oprócz utraty bioróżnorodności zakwaszenie wpłynie na rybołówstwo i akwakulturę, zagrażając bezpieczeństwu żywnościowemu milionów ludzi, a także turystyce i innym gospodarkom związanym z morzem.
Słownik
niekorzystne zmiany cech fizykochemicznych oraz biologicznych (bakteriologicznych) wody spowodowane wprowadzeniem dużych ilości substancji organicznych i nieorganicznych (stałych, płynnych i gazowych), substancji promieniotwórczych lub energii cieplnej