Deniz kirliliği

Denizlerin kirlenmesi sonucunda istilacı türlerin yayılmaktadır. Deniz kirliliğinin kaynaklarının çoğu kara kökenlidir. Kirlilik sıklıkla, tarımsal yüzeysel akış, rüzgârın savurduğu atık ve tozlar gibi yayılı kirlilik kaynaklıdır. Su kirliliğinin bir çeşidi olan besin maddesi kirliliği, denizlere aşırı oranda besin maddesi deşarjı ile oluşan kirliliklerdir. Su yüzeylerinin ötrofikasyonunun asıl sebebidir ve azot ile fosfor gibi aşırı besin maddelerinin yosun üremesini artırması sonucunu doğurur.

Potansiyel olarak toksik kimyasallar küçük partiküllere bulaştıktan sonra plankton ve çoğu depolama ya da deniz suyunu filtreleme yoluyla beslenen bentosa geçer. Bu şekilde toksinler okyanustaki besin zinciri boyunca yukarıya doğru konsantrasyonları artarak ilerler. Birçok partikül kimyasal olarak oksijen tüketerek birleştiğinden haliçler anoksik hâle gelir.

Pestisitler deniz ekosistemlerine karıştığında çok kısa sürede deniz besin ağına girer. Besin ağına girdikten sonra pestisitler mutasyonlara ve insanlara olduğu kadar deniz besin ağına da zarar verecek hastalıklara neden olurlar.

Toksik metaller de deniz besin ağlarına girebilir. Bunlar deniz canlılarının dokularının, biyokimyalarının, davranışlarının ve üremelerinin değişikliğine neden olduğu gibi gelişimlerini de durdurabilmektedir. Aynı zamanda hayvan yemlerinde yüksek oranda balık kaynaklı besin maddesi de kullanıldığından deniz canlılarından gelen toksinler kara hayvanlarına geçtikten sonra et ve süt ürünlerinde ortaya çıkmaktadır.

Her ne kadar deniz kirliliğinin tarihi eskilere dayansa da deniz kirliliğine karşı önlem almak için önemli uluslararası sözleşmeler ancak yirminci yüzyılda yürürlüğe konmuştur. Deniz kirliliği 1950'lerden başlayarak Birleşmiş Milletler Deniz Hukuku Sözleşmesi konferanslarında tartışılan bir konu olmuştur. Birçok bilim insanı okyanusların muazzam büyüklükleri nedeniyle seyrelteme kapasitelerinin sınırsız olduğuna ve kirliliği zararsız boyutlara indirebileceğine inanmaktaydı.

1950'lerin sonunda ve 1960'ların başında ABD Atom Enerjisi Komisyonu tarafından lisans almış şirketler tarafından ABD kıyılarına, Birleşik Krallık Windscale nükleer atık işleme merkezinden İrlanda Denizi'ne ve Fransa Atom Enerjisi Komiserliği tarafından Akdeniz'e radyoaktif atıkların atılması konusunda çeşitli tartışmalar olmuştur. Akdeniz tartışmasının ardından Jacques Cousteau deniz kirliliğinin durdurulması seferberliğinde dünya çapında tanınan bir kişi olmuştur. Torrey Canyon petrol tankerinin 1967 yılındaki kazası ve Kaliforniya kıyılarında 1969 yılında olan Santa Barbara petrol sızıntısı ile birlikte deniz kirliliği uluslararası basında manşetlere çıkmıştır.

Deniz kirliliği 1972 yılında Stockholm'de yapılan Birleşmiş Milletler İnsan Çevresi Konferansı'nın önemli tartışma konularından birisi olmuştur. Aynı yıl Londra Konvansiyonu olarak da bilinen Atıkların veya Diğer Maddelerin Depolanması Nedeniyle Ortaya Çıkan Deniz Kirlenmesine dair Konvansiyon kabul edilmiştir. Londra Konvansiyonu deniz kirliliğini yasaklamamış ancak yasak maddeleri içeren kara ve ulusal örgütler tarafından düzenlenecek gri listeler oluşturmuştur. Siyanür ve yüksek oranda radyoaktif atıklar kara listeye konmuştur. Ancak Londra Konvansiyonu yalnızca gemilerden atılan atıklar için uygulandığından boruhatlarından sıvı olarak yapılan atıkların düzenlenmesi konusunda bir yararı olmamıştır.

Deniz ekosistemlerinin kirlilik kaynakları farklı şekillerde kategorilendirilebilir. Genel olarak deniz kirliliğinin kaynağı üçe ayrılarak incelenebilir: atıkların doğrudan deşarjı, yağmur nedeniyle oluşan yüzeysel akışlar ve atmosferden açığa çıkan kirleticiler.

Kirleticilerin denize ulaşmasında yaygın bir yol akarsulardır. Denizlerden su buharlaşması yağışlardan fazla olduğunda denge kıtaların üzerinde olan yağışlarla sağlanır ve bu şekilde akarsulara karışan su tekrar denize döner. Staten Island'ın güneyine ve kuzeyine sularını döken New York'taki Hudson Nehri ile New Jersey'deki Raritan Irmağı açık denizdeki zooplanktonlarda cıva kirliliğinin kaynağıdır. Deniz suyunu filtreleyerek beslenen Copepoda alt sınıfından kabuklularda görülen en yüksek cıva konsantrasyonu bu akarsuların ağzında değil ama 70 km güneyinde Atlantic City yakınlarında tespit edilmiştir. Deniz suyuna karışmış toksinler birkaç gün içinde planktonlara geçer.

Kirlilik genellikle noktasal kirlilik ya da yayılı kirlilik olarak sınıflandırılır. Tek, belirlenebilir ve yerel bir kirlilik kaynağı tespit edilebiliyorsa bu noktasal kirliliktir. Örneğin lağımın ya da endüstriyel atıkların doğrudan deniz suyuna deşarjı gibi. Bu tür kirlilikler özellikle gelişmekte olan ülkelerde görülmektedir. Eğer kirliliğin kaynağı belirli değil ve yaygın olarak görülüyorsa yayılı kirliliktir. Bu kirlilikleri kontrol etmek zor olmaktadır. Tarımsal kaynaklı yüzeysel akışlar ve rüzgârın taşıdığı atıklar bu tarz kirliliklerdir.

Bakır, altın gibi metallerin madenciliği başka bir deniz kirliliği kaynağıdır. Zararlı maddelerle zehirlenen toprak, akarsulara karışarak taşınır ve denizlere ulaşır. Yaygın bir sanayi atığı olan bakırın çıkarılma işlemi sırasında kullanılan kimyasal maddeler, toprağa karışır ve toprağı zehirler. Bu zehirli toprak, yeraltındaki ve yerüstündeki akarsular aracılığıyla denizlere ulaşarak yavaş yavaş denizleri de zehirler. Denizlerin kirlenmesi ya da daha doğru bir tâbirle kirletilmesi sonucunda, gözle görülemeyen en küçüğünden, yeryüzünün en büyük memeli hayvanlarına kadar tüm deniz canlılarının yaşam döngülerinde geri döndürülemeyecek önemde hasarlar oluşur.

Özellikle madencilik sektörünün, çevre koruma hususunda özenli ve dikkatli olduğu söylenemez. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı'nın verilerine göre ABD'nin batısında su kaynaklarının %40'ı madencilik nedeniyle kirlenmiştir. Bu kirliliğin büyük bölümü denizlere karışarak tüm yeryüzüne yayılmaktadır.

Tarım alanlarından, kentlerden, yol, bine, liman ve kanal inşaatlarından kaynaklanan yüzeysel akışlar karbon, azot, fosfor ve diğer minerallerden oluşan partikül ve topraği denizlere taşır. Besin maddesi yönünden zengin olan bu sular su yosunlarının ve fitoplanktonun yosun patlaması olarak bilinen şekilde kıyılarda aşırı olarak artmasına ve tüm oksijeni kullanarak oksijen azlığına neden olur. Kıyı bölgelerde, yollar ve otoyollardan gelen kirli yüzeysel akışlarda önemli bir kirlilik kaynağı olmaktadır.

Deniz kirliliğinde gemi kaynaklı farklı kirlilik nedenleri bulunur. Petrol sızıntısının etkileri önemli ölçüde harap edici olabilmektedir. Ham petrolde bulunan polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAHs) deniz yaşamına toksik etkisinin yanı sıra temizlenmeleri çok güçtür ve deniz tabanında yıllarca kalabilmektedir.

Petrol sızıntıları deniz kirliliğinde en medyatik olaylardan biridir. Her ne kadar bir tanker kazası uluslararası basında manşetlere çıksa da denizlerdeki petrolün çoğu balast sularını denize döken tankerler, kaçak yapan boru hatları ve kanalizasyona akıtılan motor yağları gibi çok daha fazla küçük kaynaktan gelmektedir.

Dökme yük gemilerinden atılan kargo atıkları limanları, su yollarını ve okyanusları kirletmektedir. Çoğu durumda, kanunlarca yasaklanmış olmasına rağmen gemiler bilerek yasadışı atıkları denize deşarj etmektedir. Her yıl genellikle fırtınalar sırasında konteyner gemilerinden 10.000'den fazla konteynerın denize düşüp kaybolduğu tahmin edilmektedir. Gemiler ayrıca doğal yaşamı rahatsız eden gürültü kirliliği de yaratmaktadır. Balastlarından gelen su zararlı su yosunları ile diğer istilacı türleri yayar.

Denizde alınan ve limanda salınan balast suyu istenmeyen egzotik deniz türlerinin taşınmasında ana nedendir. Örneğin, Karadeniz, Hazar Denizi ve Azak Denizi'ne özgü istilacı tatlısı sebra midyelerinin Büyük Göller'e muhtemelen gemilerin balast suyuyla taşındığı düşünülmektedir. Tek bir istilacı türün bütün bir deniz ekosistemine zararına örnek olarak görünüşte zararsız bir denizanası olan ve günümüzde dünya üzerindeki tüm haliçlerde yaşayan Mnemiopsis leidyi gösterilebilir. İlk olarak 1982 yılında Karadeniz'e bir geminin balast suyu ile sokulduğu düşünülmektedir. Burada popülasyonu hızla katlanarak artan denizanası 1988 yılına gelindiğinde yerel balık avcılığına büyük bir darbe vurmuştur. 1984 yılında 204.000 ton avlanan hamsi avı 1993'te 200 tona, 1984'te 24.600 ton avlanan çaça avı 1993'te 12.000 tona, 1984 yılında 4.000 ton avlanan karagöz istavrit avı ise 1993 yılında sıfıra düşmüştür. Arık denizanası balık larvaları da dahil olmak üzere zooplanktonları tükettiği için sayıları önemli ölçüde azalmıştır ancak hâlâ ekosistemi tehdit altında tutmaktadır.

İstilacı türler, istila ettikleri bölgede yeni hastalıkların yayılmasını hızlandırabilir, yeni genetik özellikleri sokabilir, sualtı coğrafyasını değiştirebilir ve yerel türlerin besin bulmasını zorlaştırabilir. Yalnızca ABD'de istilacı türler yıllık 138 milyar US$ ekonomik kayba neden olmaktadır.

Bir başka deniz kirliliği kaynağı atmosferik kirliliktir. Plastik poşetlerin de içinde bulunduğu atık ve çöpler, çöplüklerden rüzgâr vasıtasıyla denizlere ulaşır. Sahra Çölü'nden kalkan toz subtropikal yüksek basınç alanının güney sınırı boyunca hareket eder ve sıcak mevsimde basınç alanının kuzeye doğru hareketiyle Karayipler ile Florida'ya taşınır. Gobi ve Taklamakan çöllerinden kalkan toz ise Kore ve Japonya üzerinden Pasifik Okyanusu'nun kuzeyinden Hawaii Adaları'na kadar taşınır. 1970'lerden beri Afrika'da kuraklık dönemlerinin artışıyla birlikte toz miktarında da önemli artışlar olmuştur. Karayiplere ve Florida'ya taşınan toz miktarında yıldan yıla büyük farklılıklar gözlemlenir; ancak toz akış miktarı Kuzey Atlantik salınımının pozitif evresinde daha büyüktür. USGS, toz bulutları ile Karayipler ve Florida'daki mercan kayalıklarının sağlığını 1970'lerden beri birbiri ile ilişkilendirmiştir.

İklim değişikliği deniz sıcaklıklarını artırmakta ve atmosferde bulunan karbondioksit oranını da yükseltmektedir. Yükselen karbondioksit oranları da okyanusların asitlenmesine neden olmaktadır. Bu da sonuç olarak su ekosistemlerini ve balık dağılımlarını değiştirmekte ve sürdürülebilir balıkçılığı dolayısıyla buna bağlı yaşayan toplulukları etkilemektedir. Sağlıklı okyanus ekosistemleri aynı zamanda iklim değişikliğini azaltmak için önemlidir.

Okyanus tabanından mineral çıkarılması süreci olan derin deniz madenciliği görece yenidir. Okyanus maden alanları genellikle deniz yüzeyinden 1.400 ila 3.700 metre derinlikte bulunan büyük polimetalik nodüller ile aktif ya da sönmüş hidrotermal bacalardır. Hidrotermal bacalar içinde gümüş, altın, bakır, mangan, kobalt ve çinko gibi kıymetli metaller barındıran büyük sülfür yatakları oluşturur. Bu yataklar hidrolik pompalar ya da kova sistemleri ile kazılarak işlenmek üzere cevherleri deniz yüzeyine çıkarır. Tüm madencilik işlemlerinde olduğu gibi derin deniz madenciliği de çevresine verdiği zararlar ile tartışmalara konu olmaktadır.

Derin deniz madenciliği yeni olduğu için çevre üzerine etkileri tam olarak bilinememektedir. Ancak uzmanlar okyanus tabanının bir kısmının koparılarak alınmasının bentik bölgede karışıklığa neden olacağından, suyun toksikliğini artıracağından ve sediment bulanıklığı yaratacağından emindirler. Okyanus tabanının bir bölümünün kaldırılması bentosu etkiler ve madenin yerine ve tipine göre kalıcı zararlar verebilir. Maden yapılan alandaki doğrudan etkisinin dışında kaçaklar, sızıntılar ve korozyon o bölgenin kimyasal yapısını da değiştirebilir.

Derin deniz madenciliğinin sonuçları arasında en büyük etkiyi sediment bulanıklığı yaratır. Çıkarılan mineraller ayıklandıktan sonra kalan sedimentin ince toz partikülleri halinde tekrar denize salınması su üstünde bulanık hâlde yüzen partiküllere neden olur. Bu bulanık su tabana yakın ya da su yüzünde olabilir. Atıkların madenin yapıldığı yere tekrar pompalanması sonucu tabana yakın bulanıklık oluşur. Yüzen partiküller suyun türbiditesini yani bulanıklığını artırarak bentik canlıların suyu filtreleyerek çalışan beslenme sistemlerini tıkar. Yüzeydeki sediment bulanıklıkları daha ciddi sorunlara yolaçar. Partiküllerin boyutlaruna ve su akıntılarına bağlı olarak çok geniş alanlara yayılabilirler. Suya ışığın girmesini engelleyerek ve zooplanktonları etkileyerek bölgedeki besin ağının önemli ölçüde etkilenmesine neden olur.

Okyanusların asitlenmesinin potansiyel sonuçları tam olarak anlaşılamamıştır ancak kalsiyum karbonattan ibaret olan yapılar çözülme tehlikesiyle karşı karşıyadırlar. Bu durum mercan resiflerini etkilediği gibi su kabuklularını da etkilemektedir.

NOAA biliminsanlarının 2008 yılında Science dergisinde yayımladığı araştırmaya göre Kuzey Amerika'nın Pasifik Okyanusu kıyısında dört millik kıta sahanlığı boyunca görece daha asitli deniz suyunun toplandığı ortaya çıkarılmıştır. Bölgesel deniz yaşamının çoğunun doğduğu ve yaşadığı bu bölge çevre açısından çok kritik bir bölgedir. Araştırma yalnızca Vancouver'dan Kaliforniya'nın kuzeyine kadar olan bölgeyi içerse de diğer kıta sahanlıklarının da benzer etki altında olması çok muhtemeldir.

Diğer bir sorun da okyanus tabanının altında bulunan metan hidrat yataklarıdır. Burada bulunan önemli miktardaki, sera gazlarından metan gazının okyanusların sıcaklığının artmasıyla salınması söz konusu olabilecektir. 2004 yılında küresel metan hidrat yataklarının potansiyeli bir ila beş milyon kilometreküp olarak tahmin edilmiştir. Eğer tüm bu yataklar okyanus tabanı altında muntazam olarak dağılmış olsaydı 3 ila 14 metre arasında bir kalınlığa tekabül edecekti. Bu tahmin 500 ila 2.500 gigaton karbon (GtC) anlamına gelir. Diğer tüm fosil yakıt rezervi küresel olarak 5.000 GtC olarak tahmin edilmektedir.

Ötrofikasyon, bir ekosistem içinde azot ve fosfor bileşikleri gibi kimyasal besin maddelerinin artmasıdır. Etkileri o ekosistemde aşırı bitki üremesi ve çürümesi ile birlikte oksijen azlığı, su kalitesinde kötüleşme ile birlikte hayvan popülasyonlarında azalmadır.

Ötrofikasyonun ana kaynağı çiftlik hayvanları ve insan atıkları ile birlikte tarımsal gübre olarak kullanılan kimyasalların akarsular yoluyla denizlere karışmasıdır. Suyun içinde aşırı derecede oksijen tüketen kimyasalların bulunması oksijen azlığına zol açar ve sonucunda ekolojik açıdan ölü bölgeler ortaya çıkar.

Kara kaynaklı besin maddelerinin dar bir kanal boyunca yüzeysel akış yoluyla denize karıştığı haliçler doğal olarak ötrofik olmaya meyillidirler. World Resources Institute, özellikle Batı Avrupa, ABD ve Doğu Asya'da 375 hipoksik kiyı bölgesi belirlemiştir. Okyanuslarda, balık ve deniz memelilerini öldüren ve kıyıya ulaştığında insanlar ile evcil hayvanlarda soluma sorunlarında yol açan kızıl gelgit yosun patlamalarına sıklıkla rastlanmaktadır.

Yüzey akışına ek olarak atmosferik insan kaynaklı azot fiksasyonu sonucu amonyak da denizlere karışır.2008 yılında yapılan bir araştırmada bu kaynağın okyanusların dış azot kaynağının üçte birini ve yıllık deniz biyolojik üretiminin de %3'ünü oluşturduğunu ortaya koymuştur. Çevremizde reaktif azotun birikmesinin atmosfere karbondioksit salınımı kadar ciddi sonuçlar doğuracağı önerilmiştir.

Haliçlerdeki ötrofikasyon için bir çözüm yolu olarak buralarda bulunan istiridye gibi deniz kabuklularının popülasyonlarının yenilenmesidir. İstiridyeler su içinden azotu ayırır ve suda asılı katıları filtreleyerek zararlı yosun patlamalarını ve anoksik durumları engeller. Deniz suyunu filtreleyerek beslenme işlevinin sı kalitesi için yararlı olduğu düşünülmektedir. Bu şekilde fitoplankton yoğunluğu kontrol edilmekte ve deniz kabuklularının toplanmasıyla birlikte sistemdeki besinler toplanabilmektedir. Deniz suyu kalitesinin artırılması için deniz kabukluları popülasyonlarının üretilmesi üzerine temel çalışmalar Odd Lindahl ve çalışma arkadaşları tarafından İsveç'te midyeler üzerinde yapılmıştır.

Deniz atıkları asıl olarak deniz yüzeyinde yüzen ya da su içinde asılı kalan insan kaynaklı çöplerdir. Bu atıkların yaklaşık %80'i plastiktir ve II. Dünya Savaşı'nın sonundan beri miktarı artmaktadır. Okyanuslardaki lastik kütlesinin 100 milyon metrik ton kadar olduğu tahmin edilmektedir.

Çöpe atılmış plastik poşetler gibi tüm plastik atıklar denizlere karıştığında doğal yaşamı ve balık havzalarını tehdit etmektedir. Bu tehditler deniz canlılarının atıklara dolaşması, boğulmaları ve plastik atıkları yutmalarıyla olmaktadır. Özellikle plastikten yapılmış balık ağları balıkçılar tarafından denizde kaybedilmekte ya da bilerek bırakılmaktadır. Hayalet ağlar denen bu ağlara balıklar, yunuslar, deniz kaplumbağaları, köpekbalıkları, dugonglar, timsahlar, deniz kuşları, yengeçler ve diğer canlılar dolaşarak hareketleri kısıtlanmakta, aç kalmalarına neden olmakta, yaralanmalar ve enfeksiyonlarla sonuçlanmakta ve nefes almak için yüzeye çıkmak zorunda kalanların da boğulmasına neden olmaktadır.

Deniz üstünde ya da içinde yaşayan birçok canlı, doğal avlarına benzediği durumda yanlışlıkla denizde yüzen atıkları yutmaktadır. Hacimli ve dolaşık olan bir plastik atık hayvanın sindirim siteminden kolaylıkla geçip atılamadığında burada kalarak besinlerin geçişini engellemekte ve hayvanın açlıktan ya da enfeksiyondan ölmesine neden olmaktadır.

Plastikler diğer birçok madde gibi parçalanmadığı için birikmektedir. Güneş ışınlarına maruz kaldıklarında ışığın etkisiyle parçalanabilirler ancak bunun için kuru olmaları gerekir ve su bu süreci engeller. Denizlerde, güneş ışığı ile parçalanmış olan plastikler daha da küçük parçalara ayrışır ancak moleküler düzeyde polimerler geride kalır. Denizde yüzen plastik parçaları zooplankton boyutlarına kadar parçalandığında denizanaları tarafından tüketilmeye çalışılmakta ve böylece de besin zincirine dahil olmaktadırlar. Uzun süre dayanabilen bu plastik parçaların çoğu deniz kuşları ve hayvanlarının midesine girer.

Plastik atıklar Okyanus akıntı sistemlerinin merkezinde toplanmaya meyillidir. Özellikle Büyük Pasifik çöp alanı oldukça yüksek oranda plastik partikül yoğunluğuna sahiptir. 1999 yılında alınan örneklerde o bölgede plastik partikül sayısının, zooplankton sayısının altı katı kadar olduğu görülmüştür. Midway Adasına tüm Hawaii Adalarına olduğu gibi bu çöp alanından oldukça yüksek oranda atık gelmektedir. Yüzde doksanı plastik olan bu atıklar Midway Adasının kıyılarına vurarak burada yaşayan yerel kuş popülasyonlarına tehdit oluşturmaktadır. Midway Adası yaklaşık 1,5 milyonluk popülasyonu ile Laysan albatrosunun küresel popülasyonunun üçte ikisine ev sahipliği yapar. Bu albatrosların tamamına yakınının sindirim sistemlerinde plastik vardır ve yavrularının üçte biri ölmektedir.

Plastik malzemelerin yapımında kullanılan toksik eklentiler su ile temas edildiğinde çevreye yayılabilir. Suda kalan hidrofobik kirleticiler plastik atıkların içinde bir araya gelerek yüzeyde toplanır ve plastik bu şekilde karada olduğundan daha öldürücü hâle gelir. Hidrofobik kirleticiler aynı zamanda yağlı dokularda birikerek besin zincirinde ilerlerler. Bazı plastik eklenti maddelerinin yendiğinde endokrin sistemi bozduğu, diğerlerinin bağışıklık sistemini çökerttiği ve üreme oranlarını azalttığı bilinmektedir. Deniz yüzeyinde kalan atıklar aynı zamanda PCB'ler, DDT ve PAH'lar gibi inatçı organik kirleticileri de absorbe eder. Toksik etkilerinin yanı sıra sindirildiklerinde bu maddeler hayvan beyni tarafından yanlışlıkla estradiol olarak algılanarak hormon üretiminde bozukluklara yol açarak doğal yaşamı etkiler.

Plastiklerin dışında deniz ortamında hızlıca parçalanmayan diğer toksinler de sorunlara yol açmaktadır. İnatçı toksinler arasında PCB'ler, DDT, TBT, pestisitler, furanlar, dioksinler, fenoller ve radyoaktif atıklar sayılabilir. Ağır metaller görece yüksek yoğunluklu ve düşük konsantrasyonlarda toksik ya da zehirli olan metalik kimyasal elementlerdir. Ağır metallere örnek olarak cıva, kurşun, nikel, arsenik ve kadmiyum verilebilir. Bu tür toksinler biyobirikim denen bir süreç ile suda yaşayan canlıların yağ dokularında birikirler. Aynı zamanda haliçler gibi bentik ortamda da birikirler.