Современные экологические проблемы озер и исследования, направленные на их решение

          Интенсивное антропогенное воздействия на природу экосистем больших озер в последние десятилетия привело к серьезным экологическим проблемам, которые связаны, в первую очередь, с уничтожением естественной среды обитания для флоры и фауны.

          Существуют разные типы загрязнения окружающей среды: физическое, химическое, биологическое, радиоактивное, тяжелыми металлами и т.д. Источником антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др.

По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным.

          Антропогенные воздействия на Великие озера привело к возникновению двух проблем: эвтрофирование и токсическое загрязнение вод. Сброс большого количества биогенов в озера послужил толчком к массовому размножению сине-зеленых водорослей, которые начали вытеснять диатомовые, что в конечном итоге привело к изменению состава ихтиофауны. В лидеры по численности вышла американская селедка, вытеснив наиболее ценные породы рыб (сига, головня, хариуса и др.). Помимо биогенов в водоемы стали поступать в значительных количествах загрязняющие компоненты (пестициды, тяжелые металлы, фенолы и др.). Все это повлекло снижение уловов рыбы.

          Загрязнение воды в уникальной экологической системе, которая называется Великие озера, в последнее время стало национальной проблемой двух стран – Соединенных штатов Америки и Канады. Так, например, в июне 1969 года было очень трудно двигаться, потому, что озеро Эри было невероятно загрязнено. Несмотря на то, что такая ситуация происходила не в первый раз, события, произошедшие в июне 1969 года привлекли внимание нации. Именно эту дату можно считать началом борьбы с загрязнением озер. Результатом этой борьбы стали подписанные в 1970 году Свидетельство (Акт) качества воды Великих озер (Great Lakes Water Quality Act) и Свидетельство (Акт) (Чистого) Чистой воды (Water Act). Загрязнение воды озер определяется как изменение или замена химического, физического и биологического состава вод. Загрязнение озер произошло вследствие антропогенной деятельности человека. Основные способы загрязнения людьми акватории Великих озер на протяжении многих столетий включают сброс сточных вод, ядовитое загрязнение вод тяжелыми металлами и пестицидами, эрозия почв, которая стала возможна вследствие развития сельского хозяйства, а также, урбанизация и, как следствие, загрязнение воздуха.
          Веря в то, что экологическая система озер способна к самостоятельной рекреации, на протяжении 18-го и 19-го столетий, озера зачастую использовались как сточные, помойные ямы. Особенно ясно стало заметно такое «предназначение» озером с быстрым ростом промышленности и населения городов. Загрязненные сточные воды, трупы умерших животных достаточно часто сбрасывались в реку, это было отличительной особенностью того времени. При всем этом люди не задумывались над тем, что река течет дальше и, соответственно, внизу по течению реки, вода уже будет либо загрязнена, либо отравлена, а зачастую и то, и другое. Подобного рода отношение к уникальной экологической системе Великих озер начало изменяться в 20-м столетии. Перемена в отношении произошла благодаря тому, что люди узнали и оценили важность наличия чистой пресной воды и поняли, как вода может влиять на здоровье (оказывая как положительный, так и отрицательный эффект). Однако, из-за бурного развития промышленности и халатного отношения многих людей, загрязненными стали не только Великие озера, но и прилегающие реки, а также притоки озер. На сегодняшний день существуют три основных источника загрязнения – так называемое начальное загрязнение, неодноточечное начальное загрязнение и атмосферное загрязнение. Ниже мы вам расскажем о каждом из данных видов загрязнения.
           Когда загрязняющие вещества попадают в воду, например, из водосточной трубы, такой тип загрязнения называется начальным, еще, такой вид загрязнения называют точечным. Основными источниками такого загрязнения являются заводы и фабрики, которые сбрасывают в воды озер сточные воды. Как правило, к сожалению, такого рода сточные воды либо не очищены вообще, либо степень их (сточных вод) очистки невероятно низкая. Химический состав подобного рода сточных вод различный. Это могут различные органические и неорганические вещества, невероятно ядовитые химические вещества, а также различные металлы, в том числе и тяжелые. Иногда достаточно сложно определить, какой именно из точечных источников загрязнения оказывает самое пагубное действие. На сегодняшний день существует такое понятие, как «эффект суммации». Эффект суммации – это когда суммарное отрицательно воздействие нескольких компонентов или нескольких источников загрязнения, гораздо больше, чем сумма эффектов этих источников или этих компонентов. На сегодняшний момент различными природоохранными органами, как государственными, так и не государственными, взяты под контроль все предприятия, которые связаны со сбросом сточных вод. Конечно же, особое внимание уделяют крупным предприятиям, так как, зачастую, крупные предприятия вносят самый большой негативный вклад в экологическую систему Великих озер.
            В отличие от начального загрязнения, определить, кто же, в смысле какое предприятие, является источником неодноточечного загрязнения чрезвычайно сложно. Дело в том, что неодноточечным принято называть такое загрязнение, которое произошло сразу от нескольких источников загрязнения. По мнение экспертов, ученых и экологов, такой вид загрязнения, то есть неодноточечное, представляет наибольшую опасность для экологической системы Великих озер. Подобного рода загрязнением может служить тот период, когда дождь или растаявший снег двигаются по склонам, неся и собирая с собой всю грязь и загрязняющие вещества. Собранная на всем «пути следования» грязь и загрязняющие вещества вместе с потоками дождя или талого снега сбрасываются в реки и озера. К подобного рода загрязняющим веществам, сбрасываемым в реки и озера, относят удобрения и пестициды, которые, чаще всего попадают с сельскохозяйственных угодий, а также с фермерских хозяйств; масло, нефтяные загрязнения, соль, обломки и остатки строительных материалов, остатки крушений, мусор, образовавший в результате жизнедеятельности человека и мертвые животные.
            Атмосферное загрязнение или как его еще называют воздушное смешение – это другая разновидность и форма неодноточечного загрязнения. Различие между этими двумя видами загрязнения заключается в том, что при атмосферном загрязнении загрязняющие вещества попадают не со склонов, а прямиком с неба. Так как существует кругооборот воды (об этом мы вам рассказывали в других разделах), вода в виде дождя или снега попадает на землю или в воду, а затем испаряется с поверхности воды или земли. Загрязняющие вещества, которые попали в воздушные массы в результате испарения, идут по той же самой «проторенной дорожке». То есть загрязняющие вещества попадают в атмосферу в результате испарения, а затем выпадают в виде дождя или снега, а дальнейшую историю вы уже знаете. Проблема заключается в том, что достаточно часто, практически всегда происходит так, что дождь или снег, «сопровождаемые» загрязняющими веществами выпадают не там, где они образовались, то есть не там, где испарились эти самые пресловутые загрязняющие вещества. Самой распространенной формой атмосферного загрязнения являются кислотные дожди, наверняка вы хотя бы один раз слышали о них. Основными источниками атмосферного загрязнения являются заводы и фабрики, которые работают на твердом топливе и мазуте. Дело в том, что на таких предприятиях, печи используются для того, чтобы уничтожать ненужные или забракованные изделия. Сгорание в печах, топливом для которых служит, уголь, такие отходов, как, например, отходы больниц, приводит к тому, что в воздух попадают пары ртути, химических ядов. Дело в том, что такого рода вещества чрезвычайно пагубно влияют на здоровье людей. Животных и окружающую среду в целом. Такие загрязняющие вещества как фтор и мультихлорированные бифенилы могут транспортироваться как по воздуху, так и в воде. 

          Озеро Эри – один из примеров разрушения крупной экосистемы результатами человеческой деятельности. В XVII в. берега озера были заняты лесами, прериями и заболоченными территориями. К середине второй половины XIX в. на месте их разместились сельскохозяйственные угодья. В 1960—1970 годах озеро Эри испытало изменения в качестве воды, связанные с возросшим уровнем фосфоритов в воде и донных отложениях. Это повлекло за собой эвтрофикацию системы из-за коренных изменений в цветении и скорости размножения водорослей. Разложение водорослей спровоцировало расширение сезонных аноксигенных зон в озере (также называемых мёртвыми зонами), что продолжалось в ранних 1970-х. Массы разлагающихся водорослей и загрязнённая береговая линия способствовали распространению мнения об Эри как о мёртвом озере.

Большие размеры озера символизировали незыблемость природы. Вследствие этого людьми не принималось никаких мер по ограничению воздействий на водоем и на его водосбор. Кроме сельскохозяйственных угодий, вокруг озера разместились промышленные предприятия, рыбопромысловые хозяйства, крупные города. К 1970-м г. количество растворенных в воде веществ возросло до 183 мг/л, а содержание азота и фосфора утроилось. Резко возросло количество водорослей (в 15—20 раз). Уменьшилось в целом разнообразие рыб. Исчезли наиболее ценные их них. В результате загрязнений озеро очень интенсивно стало превращаться в смрадный отстойник. Биологический баланс озера Эри нарушен.

          Вопрос о воздействии человека на окружающую среду находится в центре внимания специалистов и экологов сего мира. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современности связаны именно с антропогенным загрязнение природы.

Загрязнением называю поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах, вредных для здоровья человека, животных, состояний растений и экосистем.

Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении. Негативные тенденции этих воздействий на человека и биоту носят не только локальный, но и глобальный характер.

Таким образом изучение различных типов загрязнений окружающей среды, рассмотрение причин их возникновения и вариантов решения складывающихся проблем, а также воздействие различных видов загрязнений на человека, животный и растительный мир является достаточно актуальным вопросом в современных науках.