Экологические аспекты ихтиотоксикологии - Лукьяненко В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Вполне понятно, что поступление кислот в рыбохозяйственные водоемы с промышленными сточными водами и с атмосферными осадками также приводит к изменению величины pH в кислую сторону. Особо велика роль серной кислоты (H2S04) в закислении пресных водоемов планеты. Стремительно растущие потребности человечества в энергии в значительной мере удовлетворяются за счет сжигания органического топлива — угля, нефти и газа. Ежегодная мировая добыча угля составляет более двух миллиардов тонн, а нефти - около трех миллиардов. В каждой тонне сожженного угля содержится около 1% серы. Образующиеся при этом окислы серы (S02, S03) выбрасываются в атмосферу, где они, соединяясь с парами воды, превращаются в H2S03, диссоциирующую на Н*, HSO3 и SO3. Под влиянием катализаторов (ионы железа) происходит образование сильной
минеральной кислоты — H2S04. Помимо окислов серы при сжигании углеводородов в атмосферу поступают также двуокись углерода и окислы азота, причем удельный вес последних возрастает при сжигании нефти и нефтепродуктов. Окислы азота преобразуются в другую сильную минеральную кислоту HN03. Именно эти две сильные минеральные кислоты — серная и азотная — определяют кислотность атмосферных осадков (дождь или снег), поступающих в рыбохозяйственные водоемы, причем серной кислоте принадлежит ведущая роль (60—70%) по сравнению с азотной (20-30%).
Стремительное развитие промышленного производства, сопровождающееся увеличением потребности в энергии и нарастающим сжиганием природных углеводов, привело к широкомасштабному загрязнению атмосферы. Достаточно сказать, что в США выбросы в атмосферу окислов серы и азота достигли 48 млн. т [370], а в Центральной и Западной Европе — 57 млн. т одних только окислов серы [405]. Особая опасность поступающих в атмосферу окислов серы и азота состоит в том, что с внедрением высоких (более 200 м) дымоотводных труб резко возросла возможность их переноса с воздушными массами на огромные расстояния. Вследствие этого кислые осадки выпадают не только в местах выброса окислов, но и далеко от них. Так, например, в Швецию до 80% окислов серы поступает из индустриальных центров соседних стран [269] .
Кислые осадки стали — одна из главных причин прогрессирующего снижения величины pH в водоемах Северной Европы и Северной Америки, начало которого приходится на 50-е годы и резко возросло в последние два десятилетия. Так, например, из 150 обследованных озер штата Онтарио в США в 60 озерах величина pH была ниже 5,5, а в 33 из них — ниже 4,5. В ряде озер за неполные десять лет концентрация водородных ионов возросла в 200 раз [246]. Многолетнее поступление кислот с осадками в водоемы Северной Америки и Европы привело во многих из них к снижению величины pH на 1—2 единицы по сравнению с той, которая имела место всего лишь 30—40 лет назад [356, 399].
Прогрессирующее снижение величины pH отмечается в реках и озерах Северной Европы, в частности в Швеции и Норвегии. Более трети обследованных озер юго-запада Швеции уже в начале 70-х годов имели pH 5,0, а средний уровень pH для 21 озера был равен 4,4 единицы [220, 221]. Снег более загрязнен кислотами, чем дождь, вследствие чего резкое увеличение концентрации водородных ионов в реках и озерах происходит весной с поступлением талых вод, величина pH которых может находиться в пределах 2,9—3,8 единицы. В реках Норвегии, например, величина pH снижается весной до 4,0 [478]. Более половины годового поступления ионов водорода (от 36 до 77%) в водоемы Северной Америки бывает в апреле [432].
Повышение концентрации водородных ионов вызывает существенные экологические изменения в водоемах, оказывает отрицательное воздействие на структуру и функцию водной экосистемы в целом и отдельных ее звеньев. Увеличение кислотности пресных вод приводит к обеднению биоценозов и снижению рыбопродуктивности водоемов.
Обеднение видового состава фитопланктона отмечено многими авто-
рами. Так, например, в озерах Швеции с нормальным уровнем pH фитопланктон представлен примерно в равном соотношении золотистыми, сине-зелеными, зелеными и пирофитовыми водорослями. Снижение уровня pH до 4,0 приводит к уменьшению числа видов первых трех групп водорослей и доминирующими становятся пирофитовые водоросли [220, 221]. Аналогичные изменения отмечены и в озерах Канады.
Хотя обеднение видового состава фитопланктона водоема при кислотном загрязнении регистрировал почти каждый, кто изучал этот вопрос (за редким исключением — [594]), однако биомасса и продукция фитопланктона могут оставаться без существенных изменений, если в "закисленном" водоеме достаточно фосфора [221, 557]. Вероятно, это связано и с тем, что в кислых водах биомасса некоторых видов водорослей, например Мопдео-tia sp., может резко возрастать.
Сходные по направленности изменения, т. е. обеднение видового состава под влиянием высоких концентраций водородных ионов, отмечены и у зоопланктона [220, 221, 397, 557]. В кислых озерах Канады зоопланктон представлен 1—7 видами, из которых доминирующими бывают один или два, в то время как в озерах с более зысокой величиной pH — 9—16 видами, причем доминируют обычно 3—4 вида. В таких озерах дафнии и коловратки малочисленны, а преобладают босминиды. Можно думать, что снижение видового разнообразия зоопланктона и изменение доминирующих групп в кислых озерах определяются не только повышенной концентрацией водородных ионов, но и сопутствующим ему снижением содержания фосфора. Во всяком случае, внесение фосфорных удобрений в такие озера приводит к увеличению видового разнообразия и биомассы фитопланктона [315], а также к резкому возрастанию (почти на 3 порядка) численности зоопланктона [312].
