Havforurensning

Havforurensning er stoffer mennesker tilfører havet med skadelig virkning. Typiske kilder til forurensningen er avløpsvann, industri- og landbruksavfall, partikler og søppel. Selv om skipsfart innebærer en betydelig forurensning av havene, er den mest omfattende forurensningen et resultat av landbaserte aktiviteter, og slippes ut i havet via elver og kloakk. Luftforurensning er også en medvirkende faktor ved blant annet karbondioksid, nitrogen, fosfor og støvpartikler som mennesker slipper ut i atmosfæren ender i havet.
Følgende typer forurensning gjør betydelig skade: plastsøppel, olje, karbondioksid, næringsstoffer, tungmetaller, radioaktivt avfall, miljøgifter, sedimenter, varme, smittebærende organismer og støy.
Plastsøppel varierer i størrelse, fra store originalmaterialer som fiskegarn, flasker og poser, ned til fragmenter av plastmaterialer, kjent som mikroplast. Synlig søppel flyter ofte i overflaten, men en stor del av forsøplingen blandes i sjøvannet.
Mange kjemikalier, som kan være giftige, spres med partikler, for eksempel mikroplast. Partiklene tas opp av plankton og etter hvert av bunndyr som ernæres av sedimenter eller ved å filtrere vannet. Siden disse utgjør mat for mange organismer i havet, konsentreres giftstoffene i de høyere nivåene av næringskjedene.
Når plantevernmidler slippes ut i marine økosystemer, blir de raskt tatt opp i de marine næringsvevene. De kan forårsake mutasjoner og sykdommer. På lignende måte kan giftige metaller forårsake endringer i vev, biokjemi og atferd og hemme levende organismers reproduksjon og utvikling.
Avrenning av næringsstoffer som nitrogen og fosfor, fra intensivt landbruk og avløpsvann, øker næringsinnholdet i vannet og kan forårsake skadelig algeoppblomstring av planteplankton. Dette kan være skadelig for eksempel ved å skade korallrev eller føre til tap av biologisk mangfold. Økte nivåer av karbondioksid i havene forårsaker havforsuring.
Verdenshavet dekker omtrent tre fjerdedeler av jordens overflate og har en gjennomsnittlig dybde på rundt 3800 m. For å beskrive forurensende substanser i havet er det fire mekanismer som har betydning:
Verdenshavet er et gigantisk «kjemisk system» som er en del av de globale biogeokjemiske kretsløpene som kontrollerer strømning og lagring av jordens materialer. Havet spiller en viktig rolle som sluk for materialer fra andre deler av geosfæren.
Vannmassene i havet har kontinuerlige materialstrømmer (flukser) av en rekke forskjellige substanser. Forurensningskilder til disse er:
Havet er meget stort og dets kontinuerlige bevegelse fører til at naturlige og syntetiske materialer blir spred og fortynnet. Havforurensning er menneskeskapte utslipp av stoffer eller energi som endrer sjøvannets egenskaper eller påvirker det fysiske, kjemiske eller biologiske naturmiljøet. Imidlertid vil ikke en forurensning være så lett å indentifisere, fordi noen stoffer som karakteriseres som forurensning blir produsert i store mengder også i naturlige prosesser. Et eksempel er vulkaner som slipper ut store mengder karbondioksid, metan, svovelforbindelser og nitrogenoksider. Menneskelige utslipp av disse stoffene forårsaker global oppvarming og sur nedbør. En skiller derfor mellom naturlig og menneskeskapt forurensning.
Ingen kan si i hvor stor grad menneskeskapt forurensning har påvirket havet. Da de første oseanografer begynte å gjøre undersøkelser var den industrielle revolusjon kommet godt i gang, og påvirkningen var allerede da merkbar. Siden den gang har syntetiske stoffer spred seg ut til alle steder i havet. I moderne tid er det knapt mulig å finne noen upåvirkede habitater eller organismer.
Landbruksavrenning og urbant overvann representerer de største kildene til forurensning av vann og grunnvannsforurensning i verden. Nitrogen og fosfor er blant de viktigste næringsstoffene som gjør skade, både fra landbruksavrenning og urbant overvann. Stoffene (næringsstoffer) i urbant overvann er hovedsakelig fra avrenning fra landskap i byer og tettsteder, som gjødsel, vaskemidler og planteavfall.
Landbruksforurensning er forurensningen som kommer som et biprodukt fra husdyrhold, dyrkning av mat, dyrefôr og avlinger for biodrivstoff. Avføring fra husdyr er en stor del av det som blir til forurensning. Selv om avføringen brukes som gjødsel blir den ofte spred i større mengder ut over jordene enn bakkenes naturlige absorpsjonshastighet, noe som fører til avrenning til vannkilder. I USA er landbruksavrenning regnet som den største kilden til forurensning av overflatevann. Det er vanlig at husdyrgjødsel på store amerikanske farmer samles opp i store dammer i påvente av spredning ut over jordene. Over tid blir dette en giftig blanding av antibiotikarester, kjemikalier og bakterier. Ofte forekommer det overløp, lekkasjer og søl, noe som får innholdet til å lekke ut i jord og grunnvann.
Spillvann (kloakk, avløpsvann fra bebyggelse og industri) er en av de største forurensningskildene i kystområder og kan komme fra både industri og husholdninger. Det største problemet med spillvann er at kystområder kan tilføres for mye næringsstoffer. Miljøgifter og plastsøppel tilføres havet med spillvann. Det representerer også både en estetisk ulempe og en helserisiko for mennesker, samt virker som smittebærer (patogen) i det marine miljøet. Spillvann kommer ut i havet på forskjellige måter, det være seg som ubehandlet kloakkvann, eller med forskjellig grad av rensning. Det er også vanlig at kloakkslam dumpes i havet.
Skip kan forurense farvann og hav på mange måter, som utslipp av ballastvann fra fjerne farvann, lensevann og utslipp etter rensing av tanker. Oljesøl kan ha ødeleggende effekter og kan forårsakes ved utslipp av drivstoff eller lekkasje fra tankskip. I tillegg til å være skadelig for livet i havet, er hydrokarboner, som finnes i råolje, svært vanskelig å fjerne fra hav og kyst. Slik forurensning ligger i årevis i sedimenter og i det marine miljøet før de brytes ned.
En stor del av verdens varetransport skjer med containerskip og mer enn 250 millioner containere krysser havene hvert år. I dårlig vær kan disse forskyves og falle i havet. Det er registrert gjennomsnittlig rundt 1500 tapte containere hvert år fra 2008 til 2023, men tallet kan være høyere. På grunn av disse tapene er det store mengder varer og halvfabrikata, for eksempel plastprodukter, kjemiske stoffer og tungmetaller som havner i havet.
Forurensning til havet skjer gjennom atmosfæren, for eksempel tilførsel av næringsstoffer som nitrogen, jern og fosfor, giftstoffer som bly og kvikksølv, gasser som karbondioksid som påvirker sjøvannets pH-nivå. Dette påvirker igjen økosystemer i havet og jordens klima.
Støv som kommer med vinden, men også større ting som plastposer, blåses på havet fra søppelfyllinger og andre områder. Støv fra Sahara som beveger seg rundt den sørlige periferien av hestebreddene (under de subtropiske høytrykksområdene) beveger seg inn i Karibia og Florida i løpet av den varme årstiden når ryggen bygges og beveger seg nordover gjennom det subtropiske Atlanterhavet. Støv kan også tilskrives en global transport fra Gobi- og Taklamakan- ørkenene over Korea, Japan og det nordlige Stillehavet til Hawaii-øyene.
Gruveindustri er en av verdens største produsenter av avfall og mye av gruveavfallet deponeres på land. Imidlertid er også deponering av gruveavfall på havbunnen aktuelt, enten ved kysten eller på dypt hav, noe som kan få konsekvenser på mange forskjellige økosystemer. Hva slags konsekvenser avhenger av sammensetningen av malmen og prosessene som brukes for utvinning. Gruveavfall består typisk av silt, metaller som sink, kobber, arsen, kadmium, kvikksølv og bly, videre er det snakk om prosesskjemikalier, for eksempel fra flotasjon og en stor mengde sulfider. Et generelt problem med gruvevirksomhet er syreholdig gruveavrenning, noe som skjer om gruveavfallet inneholder sulfider og eksponeres for vann og atmosfærens gasser. Avrenning fra gruver finner veien ut i vann og vassdrag og når tilslutt ut i havet.
Et eksempel er Sulitjelma gruber som siden slutten av 1800-tallet har tilført forurensning til Skjerstadfjorden, mange kilometer unna.
Gruvedrift i havdypene kan i fremtiden bli attraktivt. Mineraler og metall fra havbunnen kan gi meget stor fortjeneste, men har potensial til å forårsake stor skade.
I samme øyeblikk som substanser slippes ut i havet blir de transportert med havstrømmene. På globalt nivå er sirkulasjonen ved havoverflaten overveiende drevet av vinder, mens dyphavet er drevet av gravitasjon. Selv om substanser kan være tilstede overalt i havet, er konsentrasjonen av forurensning fra elver og atmosfære høyest nært land og farvann ved kysten. I slike områder er også strømningsforhold påvirket av lokale forhold.
Vannmassene i havet er ikke noe statisk reservoar der substanser som har blitt tilført blir akkumulert i geologisk tidsskala. Sjøvann må heller betraktes som en «kjemisk reaktor» hvor substanser kontinuerlig blir fjernet over tidsskalaer som varierer med hva slags type stoff det er snakk om. Stoffene som skilles ut «forsvinner» i havets sluk, som i all hovedsak skjer ved dannelse av sedimenter på havbunnen. Driveren bak utskillelse og forsvinning av substanser fra sjøvannet er kjemiske prosesser der partikler og oppløste substanser reagerer. Disse reaksjonene kan deles inn i tre hovedtyper:
Forurensning som når havet blir med i de store havstrømmene og deltar i biokjemiske nedbrytingsprosesser. Til slutt ender substansene opp i bunnsedimentene, som da kan betraktes som et sluk. Forurensning påvirker vannet, levende organismer og sedimentene på havbunnen og har størst innvirkning nær kysten og havområder rett utenfor.
Menneskeskapte substanser som tilføres havet, og naturmiljøet for øvrig, kan deles inn i to kategorier:
Forurensninger gjør skade ved å påvirke organismers mekaniske eller biokjemiske prosesser direkte eller indirekte. Mange forurensninger gir endringer som tar livet av organismer omtrent øyeblikkelig. Andre endringer gir svekkelse av en organisme over flere uker og måneder, endrer populasjonsdynamikken eller bringer et helt samfunn ut av balanse.
Organismenes respons på en forurensning avhenger av følsomhet for konsentrasjonen og giftigheten av stoffet. Noen stoffer er skadelige for organismer selv i svært små mengder. For eksempel vil noen arter av kiselalger få svekket evne til å utføre fotosyntese om forbindelser av klorerte hydrokarboner kommer i vannet i konsentrasjoner på bare noen billiontedeler. Andre forurensninger kan til å begynne med se ufarlige ut, som avrenning av gjødsel som stimulerer til algevekst i elveutløp (estuar). Det er også eksempler på forurensninger som er farlige for noen og ufarlige for andre organismer. Et eksempel er råolje som kan skade dyreplankton og ødelegge fjærene til sjøfugler, samtidig kan visse bakterier få kraftig vekst.
Levetiden for et forurensende stoff kan variere mye. Noen kan være tilstede i miljøet i tusenvis av år, mens andre forsvinner i løpet av bare minutter. Det finnes stoffer som brytes ned til ufarlige forbindelser, for eksempel ved at sollys bryter opp lange molekyler. Andre stoffer er knapt biologisk nedbrytbare og lar seg ikke påvirke av vann, luft, sollys eller levende organismer. Årsaken er at syntetiske stoffer de er byget opp av ikke ligner på noe i naturen ellers.
Avløpsvann som spillvann, overflateavrenning fra landbruk og avrenning (overvann) fra veier, anleggsplasser, bygninger, havner, kanaler og havner, kan frakte næringsstoffer som karbon, nitrogen, fosfor og sporstoffer ut i havet. Næringsstoffene finnes i større partikler, i mindre kolloider, og i oppløst form som blant annet nitrat-, ammonium- og fosfationer. Dette næringsrike vannet kan få alger og planteplankton (biomasse) til å vokse kraftig i kystområder, kjent som algeoppblomstring eller eutrofiering.
Etterhvert som biomassen nedbrytes trengs mye oksygen. Om ikke vannmassene har mulighet til å tilføre oksygen i store nok mengder oppstår oksygenunderskudd. Spesielt blir problemet med oksygenunderskudd stort om ubehandlet avløpsvann slippes ut i elver, estuarer og kystområder med liten vannutveksling med havet utenfor. Oksygenunderskudd fører til problemer for arter som bentiske dyr (bunndyr), fisk og migrerende arter som gjennom livet går fra land til sjø eller omvendt. I tillegg vil også underliggende sedimenter få begrenset liv. På kysten av det sørvestlige Florida har skadelig algeoppblomstring funnet sted i over 100 år. Disse algeoppblomstringene har vært en årsak til at arter av fisk, skilpadder, delfiner og reker dør. Uheldige helseeffekter kan også oppstå for de som bader i vannet.
Det mest synlige beviset på eutrofiering er rødt tidevann, gult skum og tykt grønt slim. Algeoppblomstring skyldes at dominant planteplankton vokser svært kraftig og utkonkurrerer andre organismer. Store mengder med alger kan tett igjen gjellene hos fisk og tar opp alt tilgjengelig oksygen i havområdet. I kystnære områder er det antatt at lave oksygennivåer er hovedårsaken til massedød av fisk. Situasjon kan forverres med global oppvarming ettersom oppvarming reduserer vertikal blanding av vannet.
Østersjøen er et av verdens mest forurensede hav, der den største negativ innvirkning på økosystemet er overgjødsling forårsaket av stor tilførsel av fosfor og nitrogen. Dette fører til flere skadelige effekter på vannkvalitet som død havbunn, algeoppblomstring, høy fiskedødelighet og uklart vann. Det er gjort mye for å redusere tilstrømningen av næringsstoffer, som behandling av avløpsvann og tiltak i landbruket. I tillegg til disse problemene med overgjødsling er det problemer med forhøyede nivåer av farmasøytiske stoffer og søppel, spesielt plastavfall. Oksygenunderskudd er ellers et problem utenfor kysten av New York (New York Bight), deler av Kattegat og Skagerrak og i flere norske fjorder.
Olje er en naturlig del av havmiljøet og undersjøiske lekkasjer av olje fra havbunnen har forekommet i millioner av år. På grunn av dette har det oppstått marine organismer, spesielt bakterier, som kan ta næring fra råolje og bryte den ned. Imidlertid har oljetilførselen i havet økt betydelig i moderne tid på grunn av ulykker med tankskip, utslipp fra oljerigger, lekkasjer fra oljeraffinerier og olje i avløpsvann. På begynnelsen av 2000-årene er det estimert at mellom 150 000 og 450 000 sjøfugler dør hvert år på grunn av oljesøl. Utslipp av råolje er mindre skadelig enn raffinert olje.
Konsekvensene av et oljeutslipp varierer med flere faktorer, som sted og avstand fra kysten, mengde, sammensetningen av oljen, årstid, strømforhold i havet, været og sammensetning og diversitet til det marine samfunnet.
Utslipp av råolje er mest vanlig og skjer i større kvanta enn utslipp av raffinert olje. De fleste bestanddeler i råolje er ikke lettløselige i vann, men de delene som er det kan gjøre stor skade på unge organismer. De uoppløselig komponentene skaper en klebrig overflate på havet som ikke lar gasser slippe gjennom, tetter til fordøyelsesorganene til organismer, dreper larver og hindrer fotosyntese. Til tross for disse problemene er ikke råolje spesielt giftig og er i tillegg biologisk nedbrytbar. I løpet av rundt fem år vil de fleste marine livsformer ha tatt seg opp i et område som har fått et moderat stort oljeutslipp. Et eksempel er utslipp på 907 millioner liter råolje i den Persiske bukt i Gulf krigen i 1991. Skadene var relativt kortvarige og det forventes ikke store biologiske skader på lang sikt.
De lettflyktige komponentene av oljeutslipp til havs fordamper og forsvinner opp i luften, mens de tyngre tjærelignende delen blir igjen. Bølgene før disse bestanddelene til å danne baller av forskjellig størrelse. En del av disse ballene synker ned på havbunnen og blir der enten tatt opp av bunnorganismer eller de forsvinner ned i sedimentene. Etter noen år vil bakterier bryte ned oljerestene, men skjer utslippet i nordlige farvann hvor det er kaldt tar prosessen mye lengre tid. Det er derfor mye mer alvorlig med oljeutslipp i polare havområder.
Hvert år slippes det ut 900 millioner liter brukt motorolje, noe som er 22 ganger mer enn den oljemengden som ble sluppet ut etter «Exxon Valdez»-forliset. Brukt motorolje er mer giftig enn råolje eller raffinert olje fordi den er kreftfremkallende og inneholder metalliske komponenter.
Hele 80 % av avfallet i havet er plast. Mesteparten av plastforurensning i havet er forårsaket av forsøpling, for en stor del engangsprodukter av plast (plastposer, flasker og lignende) som havner i vassdrag og til slutt i havet. Andre kilder til plastforsøpling er industriproduksjon og omtrent 20 % av havets plastavfall kommer fra fiskefartøyer. Plastsøppel holder seg i førstningen flytende i kystfarvann, men tas etterhvert med ut på åpent hav og transporteres bokstavelig talt hvor som helst i verden. På sin vei i havet kan plastgjenstander bidra til å transportere fremmede arter, til skade for marine økosystemer. Plasten brytes ned i mikroskopiske partikler (mindre enn 5 mm) eller flyter rundt og ender opp med å danne såkalte søppeløyer i senter av roterende havstrømmer, kalt gyre. Den største er Great Pacific Garbage Patch, som ligger mellom Hawaii og California. Der store mengder plastpartikler sirkulerer sakte rundt i en virvel på størrelse med Texas. På grunn av få øyer i området blir ikke søplet skyllet på land, slik at gyren stadig akkumulerer mer avfall.
Det finnes ikke sikker oversikt over hvor plasten i havet til slutt tar veien, men det antas at bare 1 % blir flytende på overflaten og 5 % driver mot land og skylles opp på strendene. Mesteparten av plasten synker til bunns. Havet opptrer dermed som et sluk for plastforurensning.
Den største enkelttypen av plastforurensning, rundt 10 %, og i tillegg størsteparten av store plastobjekter i havene er kasserte og tapte garn fra fiskebåter. Disse utgjør en alvorlig fare for fisk og sjøpattedyr som setter seg fast og tilslutt dør. Det er funnet flaskekorker i magen til skilpadder og sjøfugler, som har dødd på grunn av blokkering av luftveiene eller fordøyelseskanal.
Plastprodukter inneholder en rekke kjemiske stoffer som tilsettes for å forbedre deres egenskaper. Eksempler er flammeherdere for å motstå varme, nonylfenol for å redusere oksidasjon, triklosan for å kontrollere mikrobiell nedbryting og mykgjørere for å få produktet mykt. Spesielt har det blitt forsket på kjemikalier som påvirker fertilitet og overlevelse hos hannfisk og andre marine organismer. En har registrert endring av hormonnivå og tilfeller der vannlevende organismer blir preget av både hannlige og hunnlige kjønnskarakterer.
Plast tar vanligvis mellom 500–1000 år å nedbryte. Selv da blir det til mikroplast, uten egentlig å nedbrytes. Miljøgifter, bakterier og virus binder seg til plastpartiklene, og organismer som får i seg plastpartikler blir skadelidende. Mikroplast kommer inn i og blir en del næringskjedene og kan oppdages overalt, for eksempel i drikkevann, mat og i jorden.
Mikroplast er med i vannets kretsløp, karbonkretsløpet og flere andre biogeokjemisk kretsløp. Det er derfor et spørsmål om plast kan påvirke viktige globale prosesser i forbindelse med biologisk mangfold, økosystemer og klima. Plastmaterialer er kreftfremkallende og kan påvirke kroppens endokrine system og forårsake nevrologiske-, reproduktiv- og immunforstyrrelser. 17 % av artene som er berørt av tilstedeværelsen av plast i havet er på verdens naturvernunions rødliste for truede arter.
Plastavfall i havet øker kontinuerlig. Estimater anslår at det er 86 millioner tonn marint plastavfall i havet i slutten av 2013, forutsatt at 1,4 % av den globale plasten produsert fra 1950 til 2013 har havnet i havet og har samlet seg der. Det globale forbruket av plast er estimert til å være 300 millioner tonn per år fra og med 2022, med rundt 8 millioner tonn som havner i havet som makroplast. En studie fremhevet av World Economic Forum advarer om at plastforurensning av havet kan firedobles innen 2050 og at havene da kan inneholde en større masse plast enn fisk. Med mikroplast som potensielt vil øke femti ganger innen 2100. Studien fremhevet at det haster med å ta tak i plastforurensning, som truer det marine biologiske mangfoldet og kan presse noen arter til randen av utryddelse.
Laboratorieundersøkelser har vist at akvatiske organismer som utsettes for mikroplast får negative helseeffekter som økt immunsystemrespons, redusert matinntak, vekttap, energitap, redusert vekst, redusert fertilitet og negativ påvirkning av fremtidige generasjoner. Konsekvensene på økosystemer av mikroplast er imidlertid ikke godt forstått.
Produktiviteten til havets planteplankton har blitt redusert merkbart i verdens hav, for eksempel har produktiviteten for planteplankton i Nord-Atlanteren gått ned med 10 % fra midten av 1800-tallet og frem til rundt 2020. Forskjellige hypoteser for hva årsaken er har vært fremsatt og en mulig forklaring er at sirkulasjonen i havet har blitt endret på grunn av temperaturstigning. En annen forklaring er svekkelse på grunn av redusert ozonlag. En tredje mulig forklaring er mikroplast og at den svært store mengden av disse små partiklene tiltrekker seg oljelignende giftige substanser som PCB, dioksider og bromerte flammehemmere. Når så planteplankton kommer i kontakt med disse oppstår en uheldig påvirkning.
Miljøgifter som ikke brytes ned eller som brytes ned svært sakte i havet skaper spesielle problemer. Eksempler på persistente giftstoffer (organiske miljøgifter som har alvorlige helse- og miljøeffekter) er PCB (PCB), DDT, TBT, plantevernmidler, furaner, dioksiner, fenoler, radioaktivt avfall og PFAS. Noen giftstoffer kan akkumuleres i vevet til mange arter av akvatisk liv ved bioakkumulering. De er også kjent for å samle seg i bentiske miljøer, som elvemunninger og slam.
Konsentrasjonen av syntetiske organiske kjemikalier i sjøvann er vanligvis meget lav, men for noen organismer høyt oppe i næringskjedene kan konsentrasjonen bli høy. Dette er er kjent som bioforsterkning og spesielt er toppredatorer, altså dyr som er øverst i næringskjedene, utsatt. Spesielt gir PCB skader ved at dyrs oppførsel endres og fertilitet svekkes, samt at immunsystemet, hormonproduksjonen og nervesystemet svekkes. Dyr som blir påvirket er sel, sjøløver og delfiner. Selv om produksjon av nytt utstyr inneholdene PCB har vært forbudt i flere år, finnes det fortsatt i jord, luft, sedimenter og biota.
DDT er en svært giftig kjemikalie som tidligere ble brukt som plantevernmiddel i svært store mengder, og er skadelig for nervesystemet, DNA, hormonforstyrrende og kreftfremkallende. Store mengder av stoffet har kommet ut i havet gjennom avrenning eller har blitt dumpet direkte. DDT påvirker marine økosystemer ved å akkumuleres fra lave trofiske nivåer og tas opp i næringskjeden til høyere nivåer som arktisk torsk og sel, fra fisk som deretter spises av delfiner, og fra torsk og ål til sel.
Et lignende problem er de såkalte hormonhermende kjemikaliene som gir hormonell påvirkning uten at de er naturlige hormoner. Hormonhermere kan føre til reproduksjonsforstyrrelser hos fisk, dyr og fugler. Det er blant annet påvist abnorm utvikling av kjønnskarakteristika både for dyr og mennesker. De aktuelle kjemikaliene er forskjellige stoffer bestående av DDT, klordekon og sterol.
Perfluorerte stoffer (PFAS) er en voksende klasse av menneskeskapte giftstoffer som inneholder svært sterke karbon-fluorbindinger som gjør disse kjemikaliene ekstremt vanskelige å bryte ned. De har unike egenskaper som gjør dem nyttige for produkter som brannskum, klær, tepper og innpakning for hurtigmat. Disse nyttige egenskapene i produksjon gir problematiske egenskaper i miljøet og organismer fra planter til mennesker. Fordi PFAS ikke brytes ned i miljøet, har de blitt sirkulert gjennom luften og vannet til praktisk talt alle områder av atmosfæren, land og hav. Disse kjemikaliene har mange negative effekter på livet i havet, som betydelig hemmet vekst av planteplankton over tid, akkumulering i sel, isbjørn, samt delfiner.
PFAS tilhører kategorien av såkalte nye miljøgifter. Det mangler internasjonal regulering for de fleste av disse stoffene, men myndigheter og forskere prøver å kartlegge forekomst og problemene disse skaper. Andre eksempler er klorparafiner, fosfororganiske forbindelser og dekloraner som er persistente forbindelser som kan tas opp og akkumuleres i levende organismer. De er toksiske og i noen tilfeller kreftfremkallende. De brukes blant annet som tilsetninger til materialer ved høytemperaturprosesser, i maling og som flammehemmere. Siloksaner er en gruppe organiske forbindelser som brukes i kosmetikk og kommer ut i havet via avløpsvann. Enkelte siloksaner kan være persistente og toksiske.
Et spesielt problem med avløpsvann er farmasøytiske stoffer som rensesystemer ikke er konstruert for å skille ut. Farmasøytiske stoffer består av høyaktive stoffer som kan ha forskjellige virkninger på organismer selv ved lav konsentrasjon. De kan derfor ha innvirkninger på mange biologiske systemer og negativ betydning for økosystemer. Måledata fra mange forskjellige land har avdekket 631 forskjellige farmasøytiske stoffer i marine miljøer, blant annet antibiotika, ikke-steroide antiinflammatoriske midler (NSAIDs), smertestillende medisiner, lipidsenkende medisiner, østrogener og medisiner fra andre terapeutiske grupper.
Dyr og organismer i havet utsettes for belastning på grunn av tap av habitater og klimaendringer, slik at økende forurensning blir en stressfaktor i tillegg. Selv meget små konsentrasjoner av forurensninger kan ha skadelige fysiske konsekvenser, så vel som påvirkning av evne til reproduksjon og immunitet. Skader kan gi seg utslag i biokjemiske, cellulære skader, metabolsk svekkelse, redusert vekst og endret oppførsel. For hele populasjoner kan forurensning påvirke alder og antall, dødelighet og andre demografiske forhold.
Utslipp av karbondioksid (CO2) til atmosfæren fører til havforsuring ved at CO2 tas opp av havet. Det vil si at havets pH-verdi reduseres, noe som truer spesielt organismer med kalkskall (kalsiumkarbonat) som korallrev, plankton og skalldyr. Side den industrielle revolusjon har syrenivået i havet blitt endret med rundt 30 % (2015) og mot 2100 er det prognosert en økning på rundt 100–150 %. Økningen kan få alvorlige konsekvenser for produksjon av planteplankton og dermed for næringskjedene i havet.
Oppløst karbondioksid i sjøvann øker konsentrasjonen av hydrogenioner i havet, og senker derfor havets pH-verdi. CO2 løses opp i sjøvann og det skjer en kjemisk reaksjon der det dannes karbonsyre (H2CO3). Via ytterligere kjemiske reaksjoner dannes til slutt hydrogenkarbonat (HCO3). HCO3 er en type uorganisk karbon, som ikke innlemmes i organisk karbonforbindelser via fotosyntese. Det blir derfor til uoppløselige ioniske salter, hvorav størstedelen er kalsiumkarbonat (Ca2CO3) som er uoppløselig, og blir til bunnfall. For øvrig er HCO3 en svak syre og noen av dette stoffet dissosieres til CO3 og H. Økning av konsentrasjonen av H fører til en lavere pH-verdi og havforsuring.
Mange arter av dyreplankton og planteplankton har eksoskjelett av kalsiumkarbonat og trenger derfor karbonationer for å bygge opp skjelettet. Med mindre karbonationer reduseres produksjonen av plankton i havet. Plankton er laveste nivå for havets næringskjede ved at det er mat for de større dyrene, endringene kan gi store endringer av havets produktivitet, noe som også truer grunnlaget for fiskeri og matproduksjon. Forskningen rundt de biologiske konsekvensene er usikker, men studier viser at konsekvensene varierer mellom arter og steder.
Tungmetaller gjør skade på organismer blant annet ved å påvirke stoffskiftet i celler. Typiske tungmetaller som slippes ut i havet er kvikksølv, bly, kopper og tinn. Menneskelig aktiviteter fører til utslipp av 5 ganger så mye kvikksølv og 17 ganger så mye bly som naturlig tilførsel gir. Bly og kvikksølv er spesielt uheldig ved at det forårsaker hjerneskader hos fostre dersom mor som spiser sjømat med høye konsentrasjoner av disse tungmetallene, noe som har økt kraftig siden 1990. Derfor advarer amerikanske myndigheter kvinner og barn helt fra å spise sverdfisk, hai og kongemakrell, mens tunfisk og noen andre fiskeslag kan spises i begrenset mengde.
Flere faktorer avgjør hvor skadelig det er for organismer å bli utsatt for denne typen substanser: Utviklingsnivå, som egg, larve, voksen, størrelse og kjønn, historie, i betydningen av om organismen har vært utsatt tidligere, lokasjon, hva slags næringsstoffer den inntar og generelle miljøparametere som temperatur, salinitet, pH, lysforhold, oksygeninnhold og lignende.
Tungmetall utgjør størst skade for organismer når de inngår i organiske kjemiske forbindelser.
Fra 1946 og frem til begynnelsen av 1990-årene ble hundretusenvis av ståltønner med radioaktivt avfall dumpet i havet. Praksisen begynte i USA og fortsatte i Europa, hvor mer enn 200 000 tønner, hver på rundt 200 liter, ble dumpet i den nordøstlige delen av Atlanterhavet. Avfallet ble dumpet på svært store dyp hvor det var antatt at det ikke fantes noen levende organismer.
Den mest omfattende hendelsen med tilførsel av radioaktive stoffer var Fukushima-ulykken utenfor kysten av det østlige Japan, der tusenvis av tonn radioaktivt forurenset vann fra det skadede atomkraftverket strømmet ut i havet. Selv om havet har kapasitet til å fortynne kjernefysisk forurensning, blir det funnet tegn på spredning av radioaktivt materiale i havområder utenfor Japan, blant annet forhøyede konsentrasjoner av radioaktivt cesium og jod i småfisk langt sør for Fukushima.
Hvordan denne forurensningen vil påvirke livet i havet, eller mennesker, er fortsatt uklart. Både kortlivede radioaktive grunnstoffer, som jod-131, og stoffer med lengre levetid, som cesium-137, med en halveringstid på 30 år, kan bli tatt opp av plante- og dyreplankton, tare og annet marint liv og deretter gå oppover i næringskjeden til fisk, sjøpattedyr og mennesker.
Sedimenter er partikler av mineraler, for en stor del jord og stein, som føres med vann, avsettes langs vann og vassdrag og kommer tilsist ut i havet. Sedimentene sies å være suspendert når de flyter rundt i vannet, men avsettes på bunnen når vannet er stillestående. For mye sedimenter i et vassdrag eller i marint miljø anses som en forurensning. Sedimentering er en naturlig prosess, men mange menneskelige aktiviteter på land kan gi større transport av sedimenter ut i havet. Aktiviteter som jordbearbeiding eller endring av vegetasjonen, som skog- og jordbruksaktiviteter, kan fremskynde prosessen og mengden sedimenter betydelig.
Store mengder sedimenter i havmiljøet er skadelig. Finkornet sediment er mer skadelig enn grovkornet. Sedimenter reduserer mengden sollys som når ned under vann og kan dermed hemme fotosyntesen for organismene. Redusert lys kan hemme veksten eller drepe sjøgress, tang og tare, og kan til slutt begrave dem. Sediment reduserer sikten under vann der mange dyr må kunne se for å jakte på byttet sitt. For eksempel kan ikke seler og pingviner finne og fange byttet sitt hvis havet er «tåkete». En annen problemstilling er at flimmerhår og gjeller til dyr som hjertemuslinger og blåskjell tettes igjen. I et sunt økosystem renser slike dyr vannet ved å fjerne sediment og binde det til havbunnen. Sedimenter frakter også forurensninger som fosfor, miljøgifter, bakterier, legemidler og metaller rundt i havmiljøet.
Marint liv kan være følsomt for støy eller lydforurensning fra kilder som passerende skip, seismiske undersøkelser i forbindelse med oljeleting og med lavfrekvent sonarer. Marine organismer lever i en verden som i stor grad er definert av akustisk informasjon. Mange fiskearter viser stressresponser når de utsettes for støy, ved at de får økt produksjon av kortisol eller andre biokjemiske responser. Nesten alle marine dyr lar seg påvirke av støy, fra små plankton til store hvaler.
Termisk forurensing i havet er områder hvor vannets temperatur er betydelig høyere enn hva som er normalt. Denne typen forurensning kommer fra utslipp av store mengder varmt vann fra en fabrikk eller et kraftverk. Varme- og kjernekraftverk bygges ofte ved havet eller ved en elv hvor store mengder vann kan tas inn og brukes som kjølevann. Vannet som slippes ut nedstrøms kraftverket har høyere temperatur enn da det ble pumpet opp. Dermed øker temperaturen i vannet i nærheten av slike kraftverk.
Mange marine organismer er følsome for vanntemperatur. Dermed kan temperatur over eller under organismens foretrukne temperatur føre til stress eller endog død. For eksempel har en funnet ut at fisk ikke kan overleve i temperaturer over et vist nivå for lengre enn en gitt tid.
Avløpsvann er spesielt et problem i kystområder og kan komme fra både industri og husholdninger. Konsentrasjonen av bakterier (patogener) er høy, noe som gir helserisiko for mennesker og kan forårsake at fisk og sjømat får en rekke sykdommer. Dog er levetiden for de fleste bakterier med opprinnelse fra landjorden kort i sjøvann, typisk bare 12–24 timer.
Forsøpling av havet vil på sikt være en trussel mot økosystemene, svekket matforsyningen, skape større forskjeller mellom landene og gi redusert helse for alle verdens mennesker. I tillegg kommer de estetiske problemene med forurensning og søppel.
Ikke-bærekraftig befolkningsvekst og høyt forbruk av forbruksgoder betyr at stadig større produksjon av kjemiske stoffer som til slutt ender opp i havet. Eksisterende forvaltningspraksis, politikk og teknologiutvikling har vist seg å ikke strekke til når det gjelder hensiktsmessig ressursutvinning, produktdesign, produksjon, bruk, gjenbruk og gjenvinning.
Mulige tiltak er at verdens befolkning, på individuelt nivå, forurenser mindre. Det krever sosial og politisk vilje, sammen med et skifte i bevissthet slik at flere mennesker respekterer miljøet og er mindre tilbøyelige til å forurense. Konkrete handlinger på individnivå går ut på å redusere søppelmengden, unngå plastforsøpling, ikke kjøp drikkevann solgt på plastflasker og delta på strandrydding. På et operativt nivå er det nødvendig med regelverk og internasjonal statlig deltakelse.
I 2017 vedtok FN en resolusjon som fastsetter mål for bærekraftig utvikling, inkludert redusert havforurensning som et målt mål under bærekraftsmål 14 (Livet i havet). Det internasjonale samfunnet har blitt enige om at å redusere forurensning i havene er en prioritet, som følges som en del av bærekraftsmål 14 som aktivt søker å oppheve disse menneskelige påvirkningene på havene. Tittelen på mål 14.1 er: «Innen 2025, forhindre og betydelig redusere havforurensning av alle slag, spesielt fra landbaserte aktiviteter, inkludert havavfall og næringsforurensning.»
Siden 1970 har bevisstheten om havforurensninger vokst. Det samme har politisk vilje til å ta opp saken. Mange globale og regionale programmer og instrumenter er utviklet og igangsatt, men de har påviselig ikke lyktes med å nå mål om et godt havmiljø.
Dumping av radioaktivt avfall i internasjonalt farvann ble utført i stort omfang fra midten av 1940-årene og utover. Dette var ansett som akseptabelt siden det ikke fantes noen reguleringer, men fra slutten av 1960-årene ble dumpingen overvåket av det internasjonale atomenergibyrået. I midten av 1970-årene ble det satt begrensninger for denne praksisen og på begynnelsen av 1990-årene ble praksisen stoppet og gjort ulovlig. I tillegg til dumpingen av radioaktive materialer er det anslått at millioner av tonn med forskjellig avfall årlig ble dumpet i havet frem mot 1970-årene. Det dreide seg om så forskjellige ting som gruveavfall, industriavfall og aske fra kraftstasjoner. Etterhvert ble samfunnet stadig mer bekymret for konsekvensen av å dumpe avfall i havet. Blant annet så en konsekvensen av akkumulering av avfall og giftige stoffer som ble ført med strømmene og skadet eller ødela habitater og økosystemer, ga helseskader og truet kystnæringer.
Havforurensning var et stort diskusjonstema under FNs konferanse om menneskelig miljø i 1972, som ble avholdt i Stockholm. Det året ble også undertegnet av konvensjonen om forebygging av havforurensning ved dumping av avfall og annet materiale, kalt London-konvensjonen. Londonkonvensjonen forbød ikke havforurensning, men den etablerte svarte og grå lister for stoffer som skulle forbys (svart) eller reguleres av nasjonale myndigheter (grå). Cyanid og høyaktivt radioaktivt avfall ble for eksempel satt på svartelisten. London-konvensjonen gjaldt kun for avfall dumpet fra skip, og gjorde dermed ingenting for å regulere avfall som slippes ut som væsker fra rørledninger.
Det er forskjellige måter havet blir forurenset på, derfor har det vært utarbeidet flere lover, regler og traktater opp gjennom historien. For å beskytte havet mot forurensning er det utviklet regler internasjonalt.
I tillegg til disse internasjonale lovene og reglene har EU en rekke direktiver for beskyttelse av havmiljøet. Eksempler er direktiv for fugleliv (1979), avløpsvann (1991), habitater (1992) og avfallsbehandling (2008).