Ни на одной планете Солнечной системы, кроме Земли, не обнаружено на поверхности водных масс, которые образуют прерывистую гидросферу. Гидросфера включает в себя:
воды Мирового океана,
озера,
реки,
водохранилища,
ледники,
атмосферные пары,
подземные воды.
Акватория мирового океана составляет 70,8% поверхности Земли. Что же касается запасов, то в Мировом океане сосредоточены 94% от общего количества воды в гидросфере. Из-за большой солености эти запасы почти не используются для хозяйственных нужд.
Наибольшие запасы пресных вод (около 80% мировых) сосредоточены в природных льдах в горных ледниках, на ледниках Гренландии и Антарктиды. Пресная вода в ледниках консервируется в твердом состоянии на очень длительный период, а объем пресной воды, доступный для использования очень мал и составляет за вычетом ледников лишь 0,4% от всей гидросферы.
Однако самые большие запасы воды на нашей планете сосредоточены в ее недрах. В.И.Вернадский оценивал все воды земной коры примерно равными по объему водам в Мировом океане. Но значительная ее часть находится в состоянии химически, связанными с минералами. В основном это термальные, высокотермальные воды. Их химический состав изменяется от чистейших пресных вод до глубины крепких рассолов. Пресные подземные воды большей частью располагаются поверхностно, на глубине 1,5-2 км уже начинаются соленые. Бассейны подземных пресных или минерализованных вод иногда образуют гигантские артезианские водохранилища.
На территории нашей страны имеется более 20 тысяч рек и ручьев, более чем 10 тысяч озер, большая часть которых сосредоточена в Витебской области и более 150 водохранилищ. Территория Беларуси имеет хорошие условия для пополнения запасов подземных вод. Однако в большой степени поверхностные воды особенно в конце 80 годов подверглись антропогенному загрязнению. Белорусская вода содержит нефтепродукты, нитраты, фенолы, соли тяжелых металлов. К сожалению возросла минерализация крупнейших рек Беларуси. И в последнее время отмечено, что многие загрязнители попали в подземные водоносные слои (проблема Солигорска).
Мировое использование и потребление пресной воды непрерывно возрастало в начале 20 века и продолжает увеличиваться ускоренными темпами. Главный рост водопотребления связан не с простым увеличением количества населения планеты, как это иногда представляют, а с бурным ростом производства и развитием земледелия. Максимальное водопотребление связано с сельским хозяйством, которое к настоящему времени составляет около 70-75%, а доля промышленного водопотребления согласно прогнозам к 2002 году возрастет и составит всего 30-32% от общего. Что же касается коммунального водопотребления, то хотя общий его объем с начала века вырос в 10 раз его доля остается незначительной (5-10%).
Наибольшее водопотребеление отмечается в Азии (примерно 60% от общего мирового, преимущественно на орошение) и наименьшее в Австралии всего 1%. Много воды безвозвратно теряется при испарении, инфильтрации из водохранилищ и каналов. Например потери воды из каналов составляют до 30-50% их водозабора. На общем пока почти благополучном мировом фоне практически счерпаны все подземные и речные воды в Калифорнии, Бельгии, Рурском бассейне, Израиль, Саудовская Аравия, Средней Азии. Свыше 50 стран мира у же сейчас вынуждены решать сложную проблему снабжения населения питьевой водой.
Проблема нехватки воды определяется прежде всего, 2 причинами:
1) географической неравномерностью распределения водных ресурсов
2) неравномерность распределения населения. Около 60 % суши, на которой проживает треть населения мира, — это засушливые районы, испытывающие острый недостаток пресной воды.
Если сформулировать в целом количественный аспект проблемы водных ресурсов, то можно сказать, что в глобальном масштабе проблемы недостатка пресной воды не существует, пока ее запас достаточно велик для удовлетворения все нужд растущего человечества. В то же время в ряде регионов мира возникла и принимает и уже приняла угрожающие меры локальная проблема нехватки воды в связи с неравномерностью распределения водных ресурсов, что в первую очередь требует соответствующего изменения управления водными ресурсами. Эта проблема многократно усложняется другим печальным аспектом — ухудшением качества воды.
Пути преодоления водного кризиса имеются, и человечество несомненно решит эту проблему, хотя и дорогой ценой. Сейчас уже ни у кого не вызывает сомнений та простая истина, которая была издревле известна жителям пустынь, что за воду надо платить и платить дорого. Для восполнения недостатка пресной воды в той или иной точке планеты существует несколько способов:
1) Опреснение соленой воды и превращение ее в пригодную для питья и бытовых нужд. Самый простой и из известных — это дистилляция или перегонка, известная человеку с древнейших времен. Пока это наиболее перспективный способ опреснения морской воды, хотя требует больших затрат и расхода электроэнергии. Второй путь это непосредственное использование солнечной энергии для нагревания и перегонки воды,
2) межбассейновое перераспределение речного стока (вилейская система),
3) использование айсбергов Антарктики в качестве источника пресной воды и уже сейчас рассматривается достаточно серьезно и существует ряд проектов по буксировке айсбергов к берегам США, Австралии, Саудовской Аравии (к примеру скажем, что достаточно крупный айсберг может обеспечить полугодовую потребность в пресной воде для всей Австралии),
4) строительство сверхглубоких скважин в ряде стран, имеющих безводнные пустыни,
5) Совершенствование оборотного водоснабжения. В Японии, например, введена в действие система, при которой вода сначала используется населением, а потом после первичной очистки подается на промышленные нужды. В Израиле в больших объемах введено вторичное использование воды в теплицах.
Загрязнение пресных экосистем и вод Мирового океана. Главная проблема пресных вод нашего времени — это прогрессивно растущие их загрязнение отходами промышленности, сельского хозяйства и быта. Если сброс сточных вод не превышает природные способности гидросферы к самоочищению, то длительное время ничего неприятного не происходит. В противном случае имеет место деградация и отравление пресной воды. Расчеты показывают, что уже сейчас на разбавление сточных вод тратится до 50% всего речного стока мира. Строительство дорогостоящих очистных сооружений лишь отодвигает сроки качественного истощения водных ресурсов, но не решает проблему, что и создает проблему чистой воды в целом. Речь идет не о количественной нехватке водных ресурсов а о чистоте воды. Пути загрязнения пресных вод:
1) промышленное загрязнение- отходы производства синтетических материалов детергенты, моющие средства (они стойки химически, биологически, не разрушаются водными микроорганизмами и не оседают), соли тяжелых металлов.
2) смываемые дождевые осадки с полей синтетических пестицидов и продуктов их метаболизма, которые отличаются большой стойкостью в биосфере: как известно следы ДДТ были найдены в теле белых медведей в Арктике и пингвинов в Антарктике, а некоторые слаборазвитые страны и теперь употребляют ДДТ.
3) снос в с полей избытка минеральных удобрений, особенно азотных и фосфорных, следствием чего является эутрофикация, цветение многих водоемов, особенно крупных водохранилищ с медленным движением воды и обильными мелководьями.
4) загрязнение вод нефтью и нефтяными продуктами. Этот вид загрязнений резко сокращает способность воды к самоочищению за счет газонепроницаемой поверхности пленки. Например 1 тонна нефти покрывает поверхность воды тонкой пленкой на площади 12 км2.
5) биологичечкие загрязнители, содержащие отходы живых клеток (производств кормового белка, медпрепаратов)
6) термальное загрязнение отработанными водами тепловых и атомных электростанций. Химически эти воды чистые, но они вызывают резкие изменения в составе биоты.
7) засоление вод, используемых в орошаемом земледелии и сбрасываемых с дренажным стоком или фильтрационными водами.
Для определения класса загрязненности поверхносных вод применяются такие градации: очень чистая вода, чистая, умеренно чистая,умеренно загрязненная, загрязненная, грязная, очень грязная. Наиболее загрязненной на территории Беларуси является река Свислочь ниже г Минска. По данным Мин. природных ресурсов в 1992 г в реку ежесуточно сьрасывалось 705 м3сточных вод. Грязные реки: Мухавец, Днепр, Ясельда, р. Улла, в-ще Лошица, в-ще Заславское.
Еще в большей степени от загрязнений страдают малые реки (длиной не более 100 км), что кстати наблюдалось и в Беларуси из за антропогенной эррозии, что приводит к заилению и воздействию крупных животноводческих комплексов. Из-за своей немноговодности и малой протяженности малые реки наиболее уязвимые звенья в речных экосистемах по чувствительности к антропогенным нагрузкам.
Загрязнение океана связано главным образом с поступлением огромного количества антропогенных вредных веществ до 30 тыс. различных соединений в количестве 1,2 млрд. тонн ежегодно. Основные пути попадания загрязняющих веществ — 1) прямой сброс и поступление токсикантов с речным стоком, из атмосферного воздуха,
2) в результате уничтожения или затопления отходов и ядовитых газов прямо в морских акваториях,
3) морским транспортом и во время аварий танкеров. В водах мирового океана уже сконцентрировано около 500 тыс. тонн ДДТ и с каждым годом это количество возрастает. Особую опасность для морских экосистем как я уже говорил представляет собой нефтяное загрязнение. Уже сейчас более 20% поверхности океана покрыто нефтяными пленками. Такие тончайшие пленки способны нарушить важнейшие физико-химические процессы в океане, негативно сказывающиеся на уже сложившиеся устойчивые гидроценозы, скажем отмирание кораллов, которые очень чувствительны с чистоте воды. Достаточно напомнить аварию 18 марта 1967 г танкера “Торри Каньен” с грузом сырой нефти у берегов Великобритании. Он наскочил на рифы и вся нефть — 117 тысяч тонн. вылилась в море. Человечество тогда впервые осознало, какую опасность могут представлять аварии крупнотоннажных танкеров. При ликвидации аварии, для того чтобы поджечь и таким образом уничтожить вылившуюся нефть, танкер бомбили с воздуха, Было сброшено 98 бомб, 45 тонн. напалма и 90 тонн. керосина. В результате катастрофы только морских птиц погибло около 8000.
4) радиоактивное загрязнение. Основными источниками радиоактивного загрязнения являются: 1) испытания ядерного оружия.2) ядерные отходами, которые непосредственно выбрасываются в море, 3) аварии ядерных подводных лодок, 4) захоронение радиоактивных отходов. Во время испытаний ядерного оружия, особенно до 1963 г, когда испытания проводились а атмосфере, а атмосферу было выброшено огромное количество радионуклидов, что впоследствии с осадками попало и в мировой океан. За четверть века США, Англия, Франция 259 взрывов в атмосфере, суммарной мощностью 106 мегатонн. А страна, которая больше всех кричала за запрещение ядерных испытаний (СССР) призвела 470 ядерных взрывов мошностью более 500 мегатонн. Например, только на архипелаге Новая Земля было произведено 130 ядерных взрывов и из них 87 в атмосфере. Здесь была взорвана ядерная бомба мощностью более 200 мегатонн - мировой рекорд. Работа трех подземных атомных реакторов и радиохимического завода по производству плутония, а также остальных производств в Красноярске -26. привела к радиоактивному загрязнению Енисея на протяжении 1500 км и эти радиоактивные загрязнения попали в Ледовитый океан. Значительную опасность представляют, затопленные в Карском море (около архипелага Новая Земля) 11 тыс контейнеров с радиоактивными отходами, а также 15 аварийных реакторов с атомных лодок.