Лекция 5. Использование водных ресурсов, недр и почвы.
Воды на Земле достаточно, но запасы пресной воды, пригодные к использованию, составляют 0,8% от общего объема. Вода составляет от 50 до 97% веса растений и животных; человеческий организм на 2/3 состоит из воды.
Водными ресурсами доступными для использования человеком являются:
1. Поверхностные воды: речной сток, озера, болота;
2. Подземные воды:
- безнапорные грунтовые воды, образуются в результате инфильтрации.
Водная поверхность рек, озёр и др. водоёмов или поверхность подземных бензапорных вод называется «зеркало вод»;
- почвенная влага, запасы которой, при отсутствии осадков пополняются за счет капиллярного подъема безнапорной воды;
- напорные артезианские воды – запасы находятся ниже верхнего водонепроницаемого слоя и пополняются подземными потоками из источников, которые могут располагаться на расстояниях в десятки и сотни км, например, из горных ледников.
Вода из колодцев – это воды безнапорного горизонта, артезианскую воду добывают из глубоких скважин. Химический контроль и одной и другой воды может оказаться не лишним.
Для создания запасов воды и нужд гидроэнергетики создаются огромные водохранилища. Но при этом очень часто теряются большие площади лучших с/х земель, наносится ущерб стадам ценных промысловых рыб. Например, волжский каскад гидроэлектростанций почти уничтожил волжские стерлядь, севрюгу и белугу. При этом ущерб значительно превышает стоимость полученной электроэнергии.
Наиболее обеспечены пресной водойКанада, Бразилия и Россия.
Нехватку пресной воды испытывают около 1,2 млрд жителей, в том числе жители Алжира, Голландии, Гонконга, Сингапура и др.
Причины дефицита пресной воды связаны с:
1) орошением – 70% всего водопотребления. Например, на выращивание 1 га хлопчатника требуется 5000–8000 м3, рис – 8000–15 000 м3 воды;
2) промышленными расходами. Например, на выплавку 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат требуется 300 м3 воды, 1 т никеля – 4000 м3, 1 т синтетического каучука – 3600 м3, 1 т капрона – 5600 м3.
3) расходами на коммунальное хозяйство - в благоустроенном городе на личные нужды каждый житель расходует 200-300 л воды в сутки;
Значительная часть забранной из природных водоемов воды, возвращается в эти водоемы загрязненной, не пригодной для дальнейшего использования.
Особенно сильно загрязняют водоемы отходы целлюлозно-бумажных, химических, металлургических, нефтеперерабатывающих предприятий, текстильных фабрик и сельского хозяйства.
Загрязнители водоемов:
1) поверхностно-активные вещества (ПАВ), в том числе синтетические моющие средства (СМС) – придают воде неприятный вкус и запах, образуют пену, замедляют естественное самоочищение водоемов Так 1 мг/л СМС вызывает гибель микроскопических планктонных организмов, 3 мг/л – гибель дафний и циклопов, 5 мг/л – заморы рыбы;
2) удобрения, смытые в водоемы,вызывает размножение сине-зеленых водорослей - эвтрофикация водоемов;
3) соли тяжелых металлов – свинца, железа, меди, ртути.
Отравление органическими соединениями ртути получило название болезни Минаматы, по названию японского города, в окрестности залива, которого химическое предприятие, производившее удобрения долгое время сбрасывало отходы неорганической ртути, которую донные микроорганизмы в своём метаболизме преобразовывали в метилртуть — один из самых токсичных нейротоксинов.
Причинами сокращения водоносности рек являются вырубки лесов, распашки пойм и осушения болот.
Определить степень загрязнения водоемов можно с помощью:
· Прямого измерения концентрации загрязнителей (например, солей тяжелых металлов);
· По количеству О2, поглощенного определенным объемом воды в единицу времени определяют содержание органических веществ;
· При бактериологическом анализе определяют количество бактерий в 1 см3 воды при выращивании колоний на питательных средах в лаборатории;
· Около 800 обитателей пресных водоемов чувствительны к присутствию в воде органических веществ, они служат биоиндикаторамиблагополучия в водных экосистемах.
Недра и их значение для человека
Недра – это верхняя часть земной коры, в которой добывают полезные ископаемые.
Большинство полезных ископаемых – невозобновимые природные ресурсы. При их добыче и переработке происходят огромные потери, а чистая продукция составляет не более 1-5%. Разработка шахтным и открытым методом сильно изменяет природные ландшафты.
Для рационального использования недр необходимо совершенствование методов добычи, транспортировки и переработки полезных ископаемых; максимально полное использование разрабатываемых месторождений (открытый способ, использование сопутствующих компонентов: с Fe - V, Mo, Co, с Cu – Cd, Se, Ga, вместе с нефтью – I, Br, S); использование попутных энергетических ресурсов (тепло, образуемое в процессе обогащения руд), альтернативных источников энергии, вторичного сырья.
Почвенные ресурсы- это невозобновляемые природные ресурсы, почвенный покров вне зависимости от форм его использования.
Образование плодородного гумусового горизонта мощностью 25 см происходит в течение 2–7 тысячелетий.
К основным типам деградации почв относят: эрозию, перевыпас скота, нерациональное ведение с/х, сведение лесов, чрезмерная эксплуатация земель, индустриализация.
К основным видам эрозии почв относится ветровая эрозия (дефляция): - повседневная ветровая эрозия - носит локальный характер и охватывает небольшие площади,
- пыльные бури - перенос больших количеств пыли, возникает обычно при сухой поверхности почвы и скорости ветра 10 м/с и более;
водная эрозия:
- селевые потоки - поток с очень большой концентрацией минеральных частиц, камней и обломков горных пород (до 50—60% объёма потока), внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек и вызываемый, как правило, ливневыми осадками или бурным таянием снегов;
- плоскостная эрозия - дождь смывает тонкий слой поверхности почвы. На ранней стадии плоскостную эрозию трудно обнаружить. Но позднее фермеры замечают, что их урожаи скудеют, земля теряет плодородие;
- овражная эрозия - глубинный размыв рыхлых и связных пород концентрированными водными потоками;
- бороздчатая (струйная) - развивается при дружном таянии снега весной и в результате сильных ливней на склонах, лишенных растительности;
- ирригационная эрозия - возникает при несоблюдении правил и норм полива в орошаемом земледелии.
Россия, Китай, Индия ми США – лидеры по скорости развития эрозии. В этих странах 35% почв подверглись эрозии, и только высокие коэффициенты увлажнения спасают от тотального опустынивания.