Перенос, трансформация и накопление загрязнителей в окружающей среде
Общая характеристика. В биосфере происходит непрерывный перенос разных видов загрязнения как в пространстве, так и из одной компоненты окружающей среды в другие ее компоненты. Рассматривают два вида переносов в биосфере: абиотический и биотический. Кроме этого важное экологическое значение имеет трансформация загрязняющих веществ, т.е. образование за счет физико-химических процессов новых веществ, иногда значительно более вредных, чем исходные. Эти процессы являются основной причиной вторичного загрязнения окружающей среды. В качестве примера такой трансформации можно привести образование ядовитого смога в результате фотохимических процессов в атмосфере промышленных центров, которые могут происходить при некоторых особых метеорологических условиях.
Абиотический перенос загрязнения в окружающей среде. Абиотический перенос загрязнения в пространстве связывается с действием физических механизмов в компонентах окружающей среды, например, атмосферный перенос фтор- и хлорсодержащих углеводородов в верхние слои атмосферы, что рассматривается как основная причина разрушения озонового экрана биосферы. Другим примером может служить перенос радиоактивного загрязнения в результате Чернобыльской катастрофы с атмосферными массами под действием ветра в Подмосковье, в Беларусь, в Скандинавию. В качестве третьего примера может быть назван речной перенос в северные районы Сибири химических загрязняющих веществ, сбрасываемых в реки промышленными предприятиями Кузбаса, что является одной из основных причин загрязнения речного бассейна Оби и прибрежных морей Северного Ледовитого океана.
Абиотический перенос загрязнения из одной компоненты среды в другую также происходит под действием геофизических факторов. Например, последствием такого переноса является загрязнение гидросферы пестицидами в результате их смыва дождями с полей. Это пример переноса загрязнений из почвы в водную среду. А кислотное загрязнение почвы (серной и азотной кислотами) может быть вызвано путем вымывания осадками из атмосферы оксидов серы и азота (перенос из атмосферы в почву).
Биотический перенос загрязнения. Этот вид переноса загрязнения связан с движением пищи по трофическим цепям в экосистемах. Загрязняющие вещества, присутствующие в пище, не усваиваются организмами подобно органическим веществам пищи по принципу Линдемана, а накапливаются в организмах, что приводит к аккумуляции загрязнения в организмах, располагающихся на верхних трофических уровнях экосистем. Примером такого биотического переноса пестицидов может служить следующая трофическая цепь:
I II III IV V
ФИТОПЛАНКТОН – ЗООПЛАНКТОН – РАКООБРАЗНЫЕ – РЫБЫ – БАКЛАНЫ
первый уровень которой представлен фитопланктоном в морской воде, загрязненной пестицидами, смываемыми с полей и доставляемыми речной водой в прибрежные моря. Эта трофическая цепь демонстрирует возможность аккумуляции пестицидов в рыбе и птицах, находящихся соответственно на 4-м и 5–м трофических уровнях.
Другим примером биотического переноса может служить накопление радиоактивного цезия-137 в мясе млекопитающих по трофической цепи:
ЛИШАЙНИК - ОЛЕНЬ - ЧЕЛОВЕК.
Последний пример объясняет известные факты радиоактивного загрязнения мяса оленей, потребляемого человеком. Одна из региональнях проблем связана с тем, что северные олени, мясо которых употребляют в пищу представители коренных национальностей ХМАО (ханты, манси) и пришлое население, питаются ягелем и мхами, которые аккумулируют атмосферную пыль. Поэтому в мясе этих животных, как результат прошлых ядерных испытаний, накапливается много стронция-90. Так, в организме эскимосов Аляски стронция-90 в 4 раза больше, чем у жителей США. У шведских лапландцев в 30-40 раз больше, чем у жителей Южной Швеции.
Биотический перенос, как отмечено выше, сопровождается накоплением загрязнения в организмах на верхних трофических уровнях. Для иллюстрации ниже в табл. 3 приведены экспериментальные данные о коэффициентах накопления некоторых радиоактивных элементов в организмах, обитающих в морской воде.
Таблица 3