Антропогенные воздействия на гидросферу — файл n1.doc

Очистка вод

До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. Обычно загрязняющие вещества разделяют на несколько классов в зависимости от их природы, химического строения и происхождения. Органические материалы поступают из бытовых, сельскохозяйственных или промышленных стоков. Их разложение происходит под действием микроорганизмов и сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода. Если кислорода в воде достаточно и количество отходов невелико, то аэробные бактерии довольно быстро превращают их в сравнительно безвредные остатки. Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на «сухую» или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод.

Загрязнение нефтью

Помимо загрязнения отходами, воды нашей планеты страдают от загрязнения нефтью. Нефтяное загрязнение Мирового океана, несомненно, есть самое распространенное явление. От 2 до 4% водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой.В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а при разливах толщина нефтяного покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. С течением времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, которые способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть.У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы, например бензпирен. К сожалению на данный момент единственным способом локализации нефтяного загрязнения является инициатива сотрудников Greenpeace

Статистика

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 —35 тыс. км пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды «портит» 10 км речной воды, а не очищенной — в 3—5 раз больше. Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии — 1%. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 70—80% всей пресной воды.

вывод

В целом для Мирового океана ожидается на ближайшие 20—25 лет рост его загрязнения в 1,5—3 раза. Соответственно этому будет ухудшаться и экологическая ситуация. Концентрации многих токсических веществ могут достигнуть порогового уровня, затем наступит деградация естественной экосистемы. Ожидается, что первичная биологическая продукция океана может понизиться в ряде крупных районов на 20—30% по сравнению с нынешней. Сейчас уже ясен путь, который позволит людям избежать экологического тупика. Это безотходные и малоотходные технологии, превращение отходов в полезные ресурсы. Но потребуются десятилетия для воплощения идеи в жизнь.

Роль гидросферы в жизни человека

Без воды ни человек, ни животные, ни растения на планете существовать бы не смогли. Еще в 6 веке до нашей эры древнегреческий математик и философ Фалес Милетский предполагал, что вода является первичной основой жизни на Земле. Гидросфера играет основную роль в формировании климата, без нее климат был бы гораздо более суровым и менее устойчивым. А для возникновения и существования жизни, как известно, необходимо поддержание температурного режима на определенном уровне.

Почему человек не может прожить без воды? Потому что она обеспечивает действие всех процессов в человеческом организме. Кислород и питательные вещества доставляются ко всем клеткам при помощи жидкости. Вода обеспечивает регуляцию температурного режима, участвует в процессе преобразования пищи в энергию, выводит из организма шлаки, помогает в усваивании питательных веществ, а также выполняет множество других необходимых функций.

Воды Мирового океана – среда обитания сотен тысяч видов живых организмов. Человеку она позволяет перемещаться, используя водные виды транспорта. Вода является источником электрической энергии и разных видов необходимого человеку сырья (в том числе, и лекарственного).

Интересные сведения о воде

• Средняя глубина Мирового океана – 4 км
• Если бы существующие ледники одновременно растаяли, уровень воды на Земле поднялся бы на 64 метра. Это примерная высота 8-ми этажного дома. Под водой бы оказалась 1/8 часть суши.
• Вода – единственное вещество на Земле, плотность которого в твердом состоянии меньше, чем в жидком.
• По сравнению с другими известными жидкостями вода имеет наибольшую теплоемкость.
• Ежегодно с поверхности планеты испаряется более 500 тысяч кубометров воды. И столько же приносят Земле дожди и снегопады.
• Большая часть запасов пресной воды нашей планеты находится в ледниках.
• Соленые воды составляют 96,4% от общего объема гидросферы.

Несмотря на то, что вода – вещество, к наличию которого все давно привыкли, ее свойства до сегодняшнего дня до конца не изучены. Вода доступна и широко распространена, однако всех ее свойств не знают даже ученые. Ежегодно публикуются новые научные работы, связанные с изучением ее свойств. Вода обладает целым рядом свойств, которые до сих пор считаются уникальными и даже аномальными.

Есть много любопытных сведений о воде. Так, самой полноводной рекой на планете является Амазонка, а самой длинной – Нил. Самая чистая вода, по сведениям ЮНЕСКО – в Финляндии. Самый сильный ливень за всю историю наблюдений произошел в 1952 году на острове Реюньон. За сутки там выпало 1870 миллиметров осадков. Чилийская пустыня Атакама – самое безводное место на планете. Но вода приносит не только жизнь, иногда она приносит несчастья и разрушения. Так, во время наводнения 1887 года в Китае погибло около 900 тысяч человек, а крупные градины ежегодно убивают десятки людей и около 1% растительности на Земле.

6.3. Антропогенное воздействие на гидросферу

Вода относится к числу наиболее важных природных ресурсов, таких, как воздух и энергоносители. Вода необходима для всех форм жизни на Земле. Совокупность всех источников воды на нашей планете – морей, озер, рек, прудов, болот, подземных вод – называется гидросферой. Общее количество воды на Земле – 1386 млн км3. Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза превышает территорию суши. Из общего количества воды на Земле доля пресных вод составляет 2,5 %, или 35 млн км3. Это 8 млн км3 пресной воды на каждого жителя планеты. Однако большая часть пресной воды труднодоступна. Около 70 % пресной воды заключено в ледниковых покровах полярных стран и горных ледниках. Обширные запасы пресной воды находятся в верхней части земной коры на разной глубине. Это запасы подземных вод. Пресные воды, как правило, находятся на глубине 150–200 м, ниже они становятся солеными водами. Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз превышает совокупный объем озер, рек и болот. Площадь всех озер земного шара несколько превышает 2 млн км2.

Вода является единственной природной жидкостью, имеющейся на поверхности Земли в огромном количестве. Только это вещество в природе существует во всех трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Казалось бы, на Земле присутствует достаточное количество этого нужного для жизни природного ресурса, тем не менее, недостаток воды на сегодняшний день является одной из важнейших экологических  проблем.

Загрязнение водных систем представляет большую опасность, поскольку водные экосистемы чрезвычайно чувствительны к воздействию загрязнителей.

Качество поверхностных вод трансграничных водоемов

Качество воды трансграничных водных объектов, расположенных на участках границы Российской Федерации с 12 государствами, оценивалось по результатам режимных наблюдений, проведенных в 2017 г. на 53 водных объектах (48 рек, 2 протоки, 2 озера, 1 водохранилище) в 69 пунктах, 68 створах, на 73 вертикалях. Критические показатели загрязненности воды трансграничных водных объектов установлены для 19 пунктов наблюдений, расположенных на 18 водных объектах.

Наиболее распространенные загрязняющие вещества в воде водных объектов на границе Российской Федерации с сопредельными государствами

Нарушение норм качества воды в пограничных районах Российской Федерации чаще всего было в пределах от 1 до 10 ПДК, отмечены единичные случаи выше этих значений ПДК.

Наименее загрязнены участки рек в основном на западной части границы Российской Федерации: с Королевством Норвегия (р. Патсо-йоки), с Финляндской Республикой (реки Патсо-йоки, Лендерка, Вуокса), с Эстонской Республикой (р. Нарва), с Республикой Беларусь (р. Ипуть), с Украиной (реки Десна, Ворскла, Сейм и Псёл). На юге границы наименее загрязнены участки рек Терек (Грузия), Иртыш (Республика Казахстан), Менза и Онон (Монголия). Вода здесь характеризовалась как «условно чистая» или «слабо загрязненная».

Наиболее загрязненные участки рек, вода которых характеризовалась как «грязная», отмечены в 2017 г. на границе с Королевством Норвегия (р. Колос-йоки); с Республикой Беларусь (р. Днепр и р. Сож); с Украиной (реки Северский Донец, Кундрючья, Большая Каменка, Миус и вдхр. Белгородское); с Республикой Казахстан (реки Илек (п. Веселый), Уй, Тобол, Ишим); с Монголией (р. Ульдза-Гол); с Китайской Народной Республикой (реки Уссури, Раздольная, Аргунь (п. Молоканка), Амур (с. Черняево), протока Прорва). В остальных пунктах наблюдений вода характеризовалась как «загрязненная».

Раздел доклада в формате PDF

Антропогенное воздействие на гидросферу

         Основными источниками обеспечения водой человечества являются речной сток и подземные воды.

         В настоящее время половина населения планеты испытывает водный голод. Это связано с неравномерным распределением ее, ростом народонаселения, развитием промышленности, сельского хозяйства, резким увеличением водопотребления, загрязнением гидросферы.

         Украина является малообеспеченной страной водными ресурсами. Каскад водохранилищ на Днепре создал большой резерв в воде, но и привел к негативным последствиям.

         Для обеспечения пресной водой применяют различные методы:

·        создают водохранилища на реках, регулирующие речной сток; при этом затапливаются большие территории земель и другие негативные последствия (см. экологические проблемы ГЭС);

·        в целях экономии земельных ресурсов создают подземные коллекторы, водохранилища, куда закачивают воду в паводковый период;

·        используют подземные воды;

·        опресняют морскую соленую воду (в мире насчитывается более 800 опреснительных станций);

·        некоторые страны импортируют пресную воду, транспортируют ее по трубопроводам, судами, автотранспортом и даже самолетами;

·        существуют проекты по перевозке твердой воды в виде айсбергов из Антарктиды к прибрежным районам Южной Африки, Америки, Аравийского полуострова.

         Одновременно с поисками путей получения пресной воды, ведется борьба с ее потерями, загрязнением, снижением водопотребления.

         Выделяют следующие способы использования воды: водопользование и водопотребление. Водопользование – это использование воды в качестве среды или механического источника без изъятия ее из водного объекта, например, для водного транспорта, рыбного хозяйства, гидроэнергетики, лесосплава и т. д. Водопотребление сопровождается забором воды из источника для нужд населения, промышленности, сельского хозяйства и т. д.

         Водопотребление на нужды населения характеризуется удельным водопотреблением – суточный объем воды в литрах, необходимый для обеспечения всех потребностей одного жителя города или села. Удельное водопотребление в городах значительно больше, чем в селах и зависит от степени благоустройства (наличия водопровода, канализации, централизованного отопления и т.д.) и колеблется в больших пределах: в городах – 200-600 л/сутки, в сельской местности – 50-200 л/сутки. К снижению водопотребления приводит оборудование квартир потребителей счетчиками, своевременный ремонт коммуникаций, снижение потерь и т. д.

         Промышленное водопотребление зависит от схемы водоснабжения, отрасли промышленности. Схема водоснабжения может быть прямоточной и оборотной.

         При прямоточной схеме водоснабжения: вода из водного объекта подается на промышленное предприятие, используется в технологическом процессе, затем поступает на очистные сооружения и после соответствующей очистки сбрасывается в водный объект. При такой схеме водоснабжения расход воды очень большой.

         При оборотной схеме водоснабжения отработанная вода после соответствующей очистки не сбрасывается в водный объект, а используется в технологическом процессе. Расход воды в этом случае намного меньше.

         Водопотребление различных производств значительно отличается. Так, например, средний расход воды на 1 тонну готовой продукции в м3 составляет:

         добыча и обогащение железной руды – 2-4;

         производство стали –150 — 200;

         производство целлюлозы – 400-500;

         производство синтетического волокна – 1000-1100;

         производство синтетического каучука – до 3000.

         Но наибольшее количество воды потребляет атомная станция, ~ в 2-3 раза больше чем тепловая.

         Сельскохозяйственное потребление. Наибольшее количество воды используется на орошение, и оно зависит от климатических условий, вида орошаемых культур, состояния оросительных систем, способов полива. Значительные объемы воды требуются при орошении овощных культур, хлопчатника, риса и т.д.

         При орошении происходят потери воды на испарение, возвращается же вода в водные объекты с подземными водами в небольшом объеме и с другим химическим составом.

Водные объекты с наибольшими уровнями загрязнения по гидрохимическим показателям

Экстремально высокое загрязнение и высокое загрязнение поверхностных пресных вод в 2017 г. было зарегистрировано в 2 743 случаях по 37 основным загрязняющим веществам. Экстремально высокие уровни загрязнения были отмечены на 128 водных объектах в 623 случаях, тогда как в предыдущем 2016 г. — на 136 водных объектах в 638 случаях. Высокие уровни загрязнения — на 330 водных объектах в 2 120 случаях, в предыдущем 2016 г. — на 323 водных объектах в 2 353 случаях. В целом динамика показателей количества случаев экстремально высокого и высокого загрязнения поверхностных вод суши за период 2007-2017 гг. демонстрирует относительно ровный тренд без выраженных годовых колебаний значений общего количества случаев.

Динамика количества случаев ВЗ и ЭВЗ поверхностных вод суши на территории Российской Федерации, 2007-2017 гг.

Как и в предыдущие годы, наибольшее количество экстремально высокого и высокого поверхностных загрязнения вод, на уровне 75% от общего количества таких случаев по наблюденным речным бассейнам, в 2017 г. отмечено в бассейнах рек Волга, Обь и Амур.

Экстремально высокое и высокое загрязнение поверхностных пресных вод Российской Федерации в 2017 г.

Распределение случаев ВЗ и ЭВЗ по бассейнам рек (в % от общего количества случаев на территории Российской Федерации) за период 2007-2017 гг.

В административно-территориальном разрезе в 2017 г. случаи экстремально высокого и высокого загрязнения поверхностных вод были зафиксированы в 58 субъектах Российской Федерации. Более половины (59,1%) таких случаев пришлось на водные объекты Свердловской (18,6%), Московской (9,4%), Нижегородской (6,8%), Челябинской (5,4%), Мурманской (4,2%), Иркутской (3,9%) областей, Приморского (5,2%) и Хабаровского (5,6%) краев.

Распределение случаев ЭВЗ и ВЗ по субъектам Российской Федерации, 2007-2017 гг.