Особливості екосистеми і антропогенного забруднення Чорного моря

Нижче наводиться стисла характеристика ЕС і факторів антропогенного забруднення Чорного моря, яка базується на матеріалах академіка НАН України Ю.П. Зайцева [39].

На місці сучасного Чорного моря в різні відрізки геологічного часу існували басейни, які мали інші рисі біотопу і біоценозу: Сарматське море (5-7 млн. років тому). Мотичне море (2-3 млн. років тому), Понтійське озеро-море (1,5-2 млн. років тому), Чаудинське озеро-море (біля 1 млн. років тому), Давньоевксінський басейн (400-500 тис. років тому),

Карангатське море (100-150 тис. років тому), Новоевксінське море (18-20 тис. років тому). Релікти палеобіоценозів є в сучасному Чорному морі.

Чорное море відноситься до внутрішніх морів, які в тій або іншій мірі оточені сушею; за мірою ізольованості від Світового океану воно поступається тільки Азовському морю. Площа акваторії Чорного моря -423 тис. км², об'єм його вод - 547 тис. км³. Максимальна глибина - 2112 м. Площа шельфу (глибини 150-200 м) біля 100 тис. км², з них 64 тис. км² - в північно-західній частині Чорного моря (ПЗЧМ) навпроти берегів України, Румунії і Болгарії. Ширина шельфу досягає 150-180 км, однак в районах, прилеглих до гористої місцевості звужується до 10-2 км. Довжина берегової лінії складає 4340 км (в тому числі в межах України - 1628 км). Береги характеризуються ландшафтною різноманітністю. Водозбірний басейн нараховує більше 300 річок. Площа водозбірного басейну (більше як 2,3 млн. км²) охоплює території 22 країн Європи і Малої Азії. Місце, де річкові води зустрічаються з морськими, називається гідрофронтом.

Водний баланс Чорного моря виражається такими величинами (км³ в рік); приходні статті - річковий стік (346), атмосферні опади (119), нижньобосфорська течія (176), верхньокерченська течія (32), усього — (694); витратні статті — випаровування (332), верхньобосфорська течія (340), нижньокерченська течія (32), усього - 704 км³ в рік.

Солоність моря в центральних частинах біля поверхні складає близько 18 г/кг, а в ПЗЧМ знижується до 15 г/кг і нижче (особливо в Пригирлових частинах). З глибиною солоність підвищується і на 200 м становить 20,5 г/кг, а на 2000 м - 22,4 г/кг. Максимальні значення солоності (вищі за ЗО г/кг) спостерігались в нижньобосфорській течії.

Температура води в центральній частині моря в літній час досягає 23-24 °С, біля берегів до 28-30°С. Нижче - шар холодної води і на глибині 150 м протягом року зберігається температура 8,6°С; ще глибше вона підвищується до 9 С і такою зберігається до дна. На глибинах від 50 м в центральних частинах моря до 100-150 м і до 100-150 м на шельфі відмічається «холодний проміжний шар» - від 7,2 до 7,5 С. У зимові місяці температура в південних частинах моря знижується до 10-13°С, в північних - до 4-5°С.

Низька солоність і низька зимова температура в Чорному морі були перешкодою для проникнення в неї середземноморських гідробіонтів. Іншою особливістю біотопу є сірководневе зараження; біля 87% об'єму вод позбавлені О₂ і забруднені Н₂S, розташовані на глибинах від 150-200 м і до дна моря. Вміст/У в морській воді коливається від 0,19 мг/дм³ на 150 м, до 0,83 мг/дм³ на 200 м, 2,34 мг/дм³ на 300 м, 8,48 мг/дм³ на 1000 м, і 9,6 мг/дм³ на 2000 м. Верхня межа Н^ коливається, але не виявляє істотних

тенденцій до підйому.

Донні відклади представлені піщаними, мулкими, кам'янистими, галечними, перехідними (мулко-піщаними, галечно-піщаними, глинисто-піщаними) і іншими утвореннями, з якими пов'язані певні угруповання гідробіонтів.

Гідробіонти Чорного моря представлені 3774 видами (в т.ч. 1619 — грибів, водоростей і вищих рослин, 1983 - безхребетних тварин, 168 - риб, 4 - морських ссавців). Для порівняння: в Середземному морі нараховують 8000 видів (в т.ч. 500 видів риб). Однак по масі ЖР на одиницю поверхні і по біологічній продуктивності Чорне море перевершує Середземне.

Основні систематичні групи фітопланктону - діатомові, дінофітові, кокколітофоріди, зелені, евгленові, синьо-зелені; всього 745 видів одноклітинних водоростей.

До складу зоопланктону входить багато різних видів: від одноклітинних найпростіших до ікри і личинок риб. Широку популярність отримали ночесвітки і гребневики-плевробрахії.

Фітобентос представлений 304 видами донних водоростей, пристосованих в основному до глибин 5-10 м (цистозіра, філофора, тостера і ін.), а також дрібними одноклітинними водоростями (400 видів).

Бактерії планктону і бентосу вельми різноманітні. Глибше 200 м (в сірководневій зоні) наявні тільки анаеробні сульфатредуцюючі бактерії, а в кисневій зоні - аеробні бактерії, чисельність яких дуже велика. Організми зообентосу зустрічаються на березі (мармуровий краб), біля кромки моря (молюски) і на глибинах (мідії). Мідія харчується дрібним планктоном і завислими органічними частинками, які збирає, проціджуючи за добу до 200 м³ морської води.

До зообентосу відносяться морські жолуді (балянуси), актинії, устриці, морські таргани, краби, молюск рапана тощо, які разом з фітобентосом утворюють угруповання донних організмів.

Нейстон населяє самий верхній шар води товщиною до 5 см (личинки черв'яків, молюсків, креветок, крабів; ікра, мальки риб і т.д.). Більшість мешканців хоча б короткий період входять до складу нейстону.

Основну частину нектону складають риби; нараховується біля 200 видів іхтіофауни (в т.ч. 186 морських видів); понтичні релікти (тюлька, осетрові, оселедцеві, багато які види бичків); новоевксинські релікти, холодноводні (акула-катран, кілька, мерланка, чорноморський лосось);

середземноморські вселенні, солелюбиві і теплолюбові (хамса, ставрида, сарган, султанка, лобан, скумбрія, пеламіда і ін.); екзотичні види - гамбузія (переселена в 20-і роки з Італії), сонячна риба (доставлена з Америки акваріумистами), піленгас (завезена з опріснених вод Японського моря).

Рептилії представлені водяними вужами, які мешкають у річкових дельтах, лиманах і прибережних водах моря.

Із ссавців в Чорному морі мешкають 3 види дельфінів (афаліна, білобочка, азовка або морська свиня) і тюлень-чернець.

Екологічна обстановка в ПЗЧМ стала помітно гіршати в 60-70 роках XX сторіччя. До основних джерел і видів антропогенного впливу на ЕС Чорного моря відносяться [39]: 1) ріки (скорочення прісноводного стоку, внесення в море різних ЗР); 2) сільське господарство (внесення в море добрив, отрутохімкатів, частинок ґрунту); 3) промисловість (внесення в море ВМ, СПАР, НП); 4) населені пункти (внесення а море неочищених або недостатньо очищених стічних вод, патогенних мікроорганізмів, СПАР, НП); 5) атмосферне випадання (внесення в море фосфатів, нітратів, ртуті, свинцю, пилу); 6) судноплавство (внесення в море НП, екзотів, шумове забруднення морського середовища і т.д.);

7) порти (забруднення акваторій, поглиблення дна, прокладка судноплавних каналів, дампінг, перетворення природи лиманів); 8) рибний промисел (перелов біологічних ресурсів, пошкодження і руйнування донних угруповань на шельфі); 9) видобуток мінеральних ресурсів (пошкодження і руйнування донних угруповань на шельфі); 10) захист берегів (зміна умов мешкання крайових угруповань моря, створення застійних зон, збільшення забрудненості вод і донних відкладів);

11) рекреація (мікробне забруднення моря, засмічення прибережної відходами, які довго не руйнуються, некерований видобуток.дарів моря"),

Багато які ЗР (органічні і мінеральні сполуки, НП, радіонукліди і т.д.) надходять в Чорне море разом із стоком рік. Разом з річковим стоком надходять неочищені або недостатньо очищені промислові, сільськогосподарські і комунально-побутові стоки. Безпосередньо у Чорне море у 2003 р. скинуто 239,3 млн. м³ (в т.ч. 84,5 млн. м³ неочищених і 112 млн. м³ недостатньо очищених) стічних вод [34].

Із судноплавством пов'язане фізичне, хімічне (НП і інші ЗР) і біологічне (мікроорганізми, екзоти) забруднення. Шумове забруднення в "біологічних коридорах" (Босфорській і Керченській протоках, через які проходять відповідно 40 і 10 тисяч суден на рік) створює перешкоди для міграції риб і інших морських тварин.

Днопоглиблювальні роботи і дампінг грунтів порушує умови мешкання бентосних форм.

Перепромисел морських організмів підриває запаси промислових видів і тих гідробіонтів, які з ними пов'язані в угрупованнях. Донні риболовецькі трали переорюють донні відклади, приводять до замулення пісків, мідійних і устричних банок та біоценозів заростей.

Пошуки, розвідка і видобуток вуглеводнів і інших мінеральних ресурсів на шельфі призводять до погіршення якості морського середовища і донних відкладів.

Берегозахисні споруди порушують умови мешкання крайових угруповань, які відіграють важливу роль в природному відтворенні багатьох донних і пелагічних видів. Крім того, вони сприяють утворенню застійних зон з підвищеною бактерійною забрудненістю, тобто знижують рекреаційну значущість прибережних ділянок.

Масова рекреація, безконтрольний вилов морських організмів також негативно впливають на екологічну обстановку на прибережній території. Особливо небезпечним наслідком масової рекреації е мікробне і вірусне забруднення прибережних вод.

Мікробне забруднення також є наслідком антропогенного впливу на морський басейн. Якщо в 1950-х роках на 1 мл морських вод припадало 10-200 кліток (кл.) кишкової палички (Escherichia coli), в 1960-х роках до 90 тис. кл./дм', то в 1980-х роках до 140-620 тис. кл./дм³ (екстремально високі значення на пляжі Аркадія - до 2,4 млн. кл./дм³). Таке збільшення ешеріхії пов'язане із забрудненням прибережної зони моря каналізаційними стоками. Крім ешеріхії, поблизу випуску комунально-побутових стоків і дренажних вод на пляжах відмічалася поява і інших патогенних мікроорганізмів (сальмонела, шігела, холерний вібріон, яйця глиста і т.д.).

У Чорне море ї водами рік і атмосферними опадами щорічно надходить біля 80 т ртуті, 4500 т свинцю, 12000 т цинку, які можуть вступати в трофічні ланцюги. Негативний вплив чинять пестициди; у 70-х роках на глибині 25 м напроти одеського пляжу „Аркадія" затонуло судно „Мозок" з вантажем ДДТ на борту (істотного забруднення вод ДДТ, донних відкладів і гідробіонтів не сталося, оскільки ДДТ був в герметичній тарі, і вдалося вантаж підняти і доставити на берег).

В Чорне море щорічно надходять до 50 тис. т СПАР, які при концентраціях, вищих за 0,1 мг/дм³, від тих, що відмічаються в прибережній зоні, токсичні для морських організмів. Це є однією з причин зникнення в 1970-1980 роках цистозіри.

У Чорне море надходить біля 111 тис. т нафти і НП щороку. Великих аварій танкерів у відкритих водах моря не спостерігалось, але розливи 40-50 тонн відмічалися в ПЗЧМ; Ікринки, личинки можуть загинути навіть при концентрації НІІ біля 1 мг/дм³. Є дані про те, що гідробіонти, існуючі в умовах хронічного нафтового забруднення, пристосовуються до нього. Деякі з них (одноклітинні водорості, гриби, ракоподібні, молюски) можуть зростати на плямах мазуту; нафторуйнівні бактерії харчуються НГТ.

До потенційних забруднювачів Чорного моря можуть бути віднесені хімічні заводи, електрохімічні і металургійні підприємства, цементні заводи, нафтові і інші термінали.

Тривалий час в морської воді зберігаються синтетичні матеріали (капроновий канат зберігається 100-200 років, пластикова пляшка - до 500 років). Пластикові відходи спричиняють шкоду морським організмам, птахам і естетичному вигляду морського побережжя.

Чорне море стало приймачем для екзотів, які попали внаслідок випадкової або навмисної інтродукції. Вони успішно пристосувалися, зайняли екологічні ніші інших організмів і стали причиною еколого-економічних проблем. Прикладом є поява в 1940-1950 рр. молюска рапана родом з Японського моря, що поїдає устриць, мідій і інших молюсків. У ПЗЧМ рапана не отримала масового розмноження. Разом з баластними водами з опріснених вод Північної Атлантики в 1980-і роки попав медузо-подібний гребневик мнеміопсіс (до 10-11 см в довжину), відомий як хижак, що поїдає зоопланктон - кормову базу риб. Наприкінці 1980-х років відмічалось різке зниження зоопланктону і іхтіопланктону, різке падіння уловів хамси. У 1994-1996 рр. чисельність мнеміопсісу стала меншати, що привело до збільшення чисельності кормового зоопланктону, однак проблема мнеміопсісу не втратила гостроти.

Регулювання видобутку біоресурсів в Чорному морі є однією найважливіших умов забезпечення стійкого промислу і збереження біологічної різноманітності в межах всієї ЕС.

Наскільки згубно позначаються антропогенні навантаження на екологічному стані морського середовища можна бачити на прикладі о. Зміїний, який значною мірою не зазнає таких навантажень і характеризується унікальною біологічною різноманітністю [39].