Исгочники загрязнения гидросферы

Лекция № 6 АНТРОПОГЕННОЕ ВООЗДЕЙСТВИЕ НА ГидросферУ, ОХРАНА И ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

Распределение воды в гидросфере

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере.

Таблица 1 - Распределение водных масс в гидросфере Земли

Для многих живых существ вода служит средой обитания. Таким образом, главнейшей особенно­стью гидросферы является изобилие жизни в ней.

Рассмотрим некоторые особенности размещения и функцио­нирования воды в отдельных частях гидросферы.

Мировой океан. Общая площадь Мирового океана в 2,5 раза превышает площадь суши. Основная площадь суши сосредоточе­на в Северном полушарии, а основная площадь воды - в Южном.

Понятия «Мировой океан» и «океаны» различны по объему, так как последние — часть Мирового океана. Основные океаны Земли - Атлантический, Индийский и Тихий, причем последний превосходит по площади все материки вместе взятые.

Добыча полезных ископаемых и животных, перемещение по океану связаны с его загрязнениями. Загрязнителями океана яв­ляются также близко расположенные промышленные комплексы и транспортные системы.

Воды суши. К ним относятся материковые воды, переносимые реками, сосредоточенные в озерах, болотах, ледниках, снежном покрове и заключенные в земной коре. Самая большая река ми­ра - Амазонка, ее сток в океан составляет 16% стока всех рек ми­ра. В ее бассейне расположен самый большой лесной массив пла­неты. Планетарный резерв пресной воды высокого качества со­средоточен в озере Байкал, которое содержит пресной воды больше, чем все пресные озера мира. Территория Земли на 2% покрыта болотами. В России и Белоруссии расположено свыше всех болот.

Ледники покрывают 16 млн км² суши, основная их часть распо­ложена в Антарктиде. Если бы все ледники растаяли, то уровень Мирового океана поднялся по сравнению с нынешним на 64 м.

Поземные воды (подземная гидросфера). Пресные, соленые и геотермальные (температура свыше 30°С) воды залегают под поч­вой на разной глубине в земной коре. Часто образуют водоносные пласты. Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз боль­ше объема поверхностных пресных вод озер, рек, болот и пр.

Воды в атмосфере. Представляют собой главным образом во­дяной пар или его конденсат; почти весь водяной пар (80%) сосре­доточен в тропосфере. Атмосферный воздух при данной темпера­туре может содержать только определенное количество водяного
пара. Достигнув этого количества, водяной пар конденсируется, превращаясь в туман или облака. Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может содержать. Выпадающий дождь является естественным очистителем атмосферного воздуха от загрязнений, но может стать причиной загрязнения литосферы (кислотные дожди).

Если бы все количество влаги в воздухе сконденсировалось и упало на Землю в виде осадков, то её покрыло бы слоем воды толщиной в 25 м.

Биологическая вода. Это важнейшая составляющая живого вещества, на долю которой приходится в среднем 80% общей мас­сы живого существа. Общий объем биологической воды оценивается около 1000 км³. Необходимость воды для организмов очень велика. Например, человек за год потребляет около 10 т воды, на образование 1 кг биомассы расходуется около 500 кг.

Охрана водных ресурсов

Пресная вода расходуется на удовлетворение хозяйственно-бытовых нужд населения, промышленностью, сельским хозяйством. Различают возвратное потребление - с возвращением забранной воды в источник (коммунальное хозяйство, промышленность, водохрани­лища) и безвозвратное водопотребление - с расходом ее на фильтра­цию, испарение и т.п. (в основном, в сельском хозяйстве). Хотя запа­сы речных вод невелики (1200 км³ или 0,0001% объема всей гидро­сферы), именно речная вода обеспечивает основной объем потреб­ляемой воды в быту и народном хозяйстве, так как речные воды облада­ют значительной способностью к возобновлению и самоочищению.

Загрязнения воды

Согласно рекомендациям Всемирной организации здоровья (ВОЗ) вода в водоеме (водотоке) считается загрязненной, если в ре­зультате изменения ее состава или состояния вода становится менее пригодной для любых видов водопользования, в то время как в при­родном состоянии она соответствовала предъявляемым требованиям. Определение касается физических, химических и биологических свойств, а также наличия в воде посторонних жидких, газообразных, твердых и растворенных веществ.

Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды различные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, назы­вается источником загрязнения. Вещество, нарушающее нормы качества воды, — загрязняющим. Природные воды могут быть заг­рязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на груп­пы.

К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся в молекулярном или ионном состоянии: различ­ные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алю­миния, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их на­личие с помощью химического анализа, потому что растворен­ные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами.

Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. При длительном отстаивании час­тицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаж­даться.

Вода может иметь загрязнения биологического характера: бак­терии, вирусы, водоросли, простейшие, черви и т. д. Бактерии образу­ют устойчивые взвеси, а водоросли — целые «подводные луга», на дне водоемов может быть много червей.

Различают три группы источников загрязнения Мирового океана:

морские - военные корабли, суда различного назначения и другие установки и устройства, эксплуатируемые в морской среде; трубопроводы, установки и устройства, используемые при разведке и разработке природных ресурсов морского дна и его недр;

наземные - реки, озера и другие водные системы, куда загряз­няющие вещества попадают с грунтовыми водами, а также в ре­зультате сбросов сточных и нагретых вод с различных береговых объектов, захоронений радиоактивных отходов и других особо вредных веществ;

атмосферные - различные промышленные предприятия, транспортные средства и другие объекты, откуда могут происхо­дить выбросы в атмосферу вредных газообразных отходов.

Основными источниками загрязнения материковых вод являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем оро­шения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадка­ми и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.

Сточные воды – использованные на бытовые и производственные нужды и в результате этого загрязненные, а также воды, стекающие с территорий населенных мест, промышленных предприятий и сельскохозяйственных полей.

Исгочники загрязнения гидросферы

1 Атмосферные воды подразделяются на ливневые и талые (от таяния снега и льда). Концентрация загрязнения в них может достигать значительных размеров.

2 Городские сточные воды, включающие преимущественно стоки от кухонь, душевых бань, прачечных, столовых, больниц, т.е. бытовые стоки, содержащие фекалии, моющие средства (детергенты), микроорганизмы, в том числе патогенные.

3 Промышленные сточные воды: черная металлургия, химиче­ская, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленность, энергетика и др.

4 Сельскохозяйственные стоки, содержащие смытые в про­цессе эрозии частицы почвы, биогены, входящие в состав удобрений, пестициды, помет сельскохозяйственных животных.

К наиболее опасным загрязнителям гидросферы относятся соли тяжелых металлов, фенолы, пестициды, нефтепродукты, насыщенная бактериями биогенная органика, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), минеральные удобрения.

Охрана водоемов от загрязнений осуществляется в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» (1988). Правила включают в себя общие требования к водопользователям в части сброса сточных вод в водоемы.

Правилами установлены две категории водоемов:

1 - водоемы питьевого и культурно-бытового назначения;

2 - водоемы рыбо-хозяйственного назначения.

Правилами установлены нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов:

• содержание плавающих примесей и взвешенных частиц,

• запах,

• привкус,

• окраска,

• температура воды,

• значение рН,

• состав и концентрация минеральных примесей,

• растворенный в воде кислород,

• биологическая потребность воды в кислороде (БПК),

• состав и предельно допустимая концентрация (ПДК) ядовитых и вредных
веществ и болезнетворных бактерий.

Установлены ПДК для более 400 вредных основных веществ в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 100 вредных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения.

Главный путь защиты гидросферы, так же, как и атмосферы и литосферы- поиск технологий, исключающих образование вредных примесей в сточных водах.