22.1. Джерела токсичного забруднення

Одним з найбільш шкідливих проявів антропогенного впливу на водні екосистеми та гідросферу в цілому є хімічне забруднення, яке може призводити до отруєння водного середовища та його живого населення. Серед хімічних речовин, що надходять у водойми із стічними водами (токсикогеннивл стоком) та атмосферними опадами, більша частина отруйна для гідробіонтів. Речовини, які проявляють таку дію, називають токсикантами, а сам процес надходження отруйних речовин у водні об'єкти — токсифікацією

Токсичні речовини бувають природного походження і такі, до синтезовані людиною. Останні мають назву ксенобіотики.

Отруєна токсикантами вода із середовища життєзабезпечення перетворюється у середовище токсичне, тобто агресивне, вороже для нормального існування гідробіонтів. У такому середовищі перебіг біологічних процесів відбувається за новими закономірностями життя, розмноження і розвитку гідробіонтів. Істотно змінюються процеси формування і динаміка популяцій та структура гідробіоценозів.

Перелік ксенобіотиків, які надходять у наземні і водні екосистеми, з кожним роком зростає. За даними міжнародних природоохоронних організацій кількість синтезованих і виділених з природних джерел токсичних речовин вже перевищила б млн і продовжує зростати щорічно приблизно на 5 %. Деякі з них не тільки токсичні, але й впливають на спадковість водяних тварин, спричиняють виникнення пухлин (у риб) та народження виродливих особин.

Стічні води промислових підприємств, як правило, містять цілий комплекс токсикантів різної хімічної природи.

Основні токсичні компоненти стічних вод різних виробництв наведено нижче

Галузь народного Токсичні компоненти

господарства стічних вод

Чорна металургія Важкі метали, сполуки заліза,

ціаніди, роданіди

Кольорова металургія Мідь, цинк, свинець, олово,

хром, молібден, ванадій

та інші важкі метали

Вугільна промисловість Високомінералізовані шахтні

води

Гірничо-рудна промисловість Важкі та кольорові метали

Газова і коксохімічна Феноли

промисловість

Нафтова і нафтохімічна

промисловість Нафта і нафтопродукти (газ,

бензин, мазут, вуглеводні)

Атомна енергетика Важкі метали, радіонукліди

Хімічна промисловість Луги, кислоти, солі,

пестициди, детергенти,

важкі метали,

поверхнево-активні речовини,

продукти органічного синтезу

Військово-промисловий

комплекс Важкі метали, радіонукліди,

компоненти ракетного палива,

нафтопродукти

Водний транспорт Нафта і нафтопродукти

Целюлозо-паперова промисловість Феноли, крезоли,

ортокрезоли, меркаптани,

лігнін

Текстильна промисловість Барвники, детергенти

Цукрова промисловість Сапоніни, хлорорганічні

пестициди

Сільське господарство Інсектициди, гербіциди,

дефоліанти, фосфати,

нітрати, сечовина, гній

Міське комунальне господарство Фосфати, детергенти,

органічні сполуки, солі,

луги, кислоти

Медична промисловість Антибіотики, фармацевтичні

препарати, бактеріальне

забруднення

Вплив токсикантів на водні екосистеми має комплексний характер, а роль окремих компонентів не завжди можна виділити і оцінити. Сільськогосподарський стік з полів містить, в основному, залишки пестицидів в поєднанні з мінеральними і органічними добривами. Протягом останніх десятиліть забруднення водних екосистем залишками пестицидів було однією з найгостріших проблем. Токсиканти надходили у водойми з сільськогосподарськими стоком після масових авіаобпилень полів, з стічними водами підприємств, що переробляють цукрові буряки та підприємств, на яких вироблялись інсектициди.

Хімічні підприємства різних країн продовжують випускати багато нових хімічних засобів захисту рослин, які надходять в Україну. Проте їх застосування обмежене. Ці речовини підлягають попередньому вивченню з точки зору токсичності для людини і довкілля. Створена спеціальна державна комісія, яка дає дозвіл на їх застосування після ретельної екологічної і токсикологічної оцінки.

У 50—80-ті pp. XX ст. у різних країнах світу широко застосовувались біоциди для боротьби з так званими шкідливими, або «смітними» гідробіонтами — личинками кровососних комах (інсектициди), кліщів (акарициди), водяних макрофітів (гербіциди), водоростями-збудниками «цвітіння» води (альгіциди), молюсками (молюскоциди), «смітними» рибами (іхтіоциди). Проте дослідження впливу біоцидів на гідробіонтів і водні екосистеми в цілому засвідчило, що вони мають багато небажаних побічних наслідків та істотно порушують екологічну рівновагу у водоймах, в зв'язку з чим їх застосування останнім часом обмежується або зовсім забороняється.

Крім забруднення антропогенного походження токсичність водного середовища може бути зумовлена метаболізмом самих гідробіонтів (природна токсичність). Так, під час масового розвитку синьозелених водоростей («цвітіння» води) у водне середовище надходить значна кількість токсичних метаболітів, що може призводити до загибелі зоопланктону та риб. Серед них найбільш небезпечні алкалоїди, які викликають тяжкі отруєння нервової системи у людей і тварин.

Водорості Microcystis aeruginosa виділяють у воду цілий комплекс токсичних речовин переважно пептидної природи, a Aphanizomenon flos-aquae — речовини, близькі за своєю дією до сакситоксинів динофітових водоростей. Серед морських представників токсичного фітопланктону найбільш відома золотиста водорость Prymnesium parvum, яка викликає так звані «червоні припливи», а на Атлантичному узбережжі США стали звичайними «бурі припливи», які пов'язані з масовим розвитком різних видів динофітових водоростей, здебільшого токсичних.

У Японії (затока Suruga Bay) поширений молюск Babylonia Japonica, із шлункових залоз якого виділені кілька токсинів, що мають бактеріальне походження.

Тетрадотоксин, яким смертельно отруїлося чимало людей утворюється в організмі багатьох видів риб, що належать до родини голкочеревних, або скалозубових (Tetraodontidae). Цей токсин виробляється і у багатьох морських безхребетних. Так, восьминіг Hepalochlaena maculosa виділяє його у воду під час полювання, внаслідок чого риби та інші тварини втрачають рухливість. Цей же токсин утворюється в організмах молюска Charonia sauliae, морських зірок Astropecten polyacanthusi, у червоної морської водорості Sania [98].

Вивченням впливу токсичного забруднення на гідробіонтів, їх угруповання та екосистему в цілому займається водна токсикологія, або екотоксикологія, яка є одним з напрямків антропогенної гідроекології.