Каспийское море – замкнутый водоем, не связанный с Мировым океаном, поэтому его уровень подвержен значительным колебаниям, зависящим в основном от климатических факторов (объем притока речных вод, величина испарения с поверхности моря и др.) Последняя фаза понижения уровня началась в 30-х гг. и закончилась в 1976 г. За это время уровень Каспия понизился почти на 3 м.В Каспийском море есть залив Кара-Богаз-Гол – уникальная природная кладовая минерального сырья. Его рапа (концентрированный солевой раствор) содержит чуть ли не все элементы таблицы Менделеева. Кара-Богаз-Гол сообщался с морем проливом с единственным в мире морским водопадом: залив был ниже поверхности Каспия на 3 м. Пытаясь приостановить падение уровня Каспия, весной 1980 г. пролив перекрыли глухой плотиной. Специалисты надеялись, что залив Кара-Богаз-Гол, отсеченный от Каспия, будет высыхать, по крайней мере, лет двадцать, однако случилось непредвиденное: залив высох за три года, а ветры разнося морскую соль на многие километры. Ясно, что со строительством плотины поспешили. Ошибку пришлось исправлять: сейчас в залив поступает каспийская вода. С 1978 г. уровень Каспийского моря повышается в среднем на 15 см. в год. Затопление побережья идет со скоростью 1-2 км в год. Подъем будет продолжаться в ближайшие 10 лет. Причины поднятия уровня точно не установлены. Это может быть связано с увеличением стока рек, деформацией дна, с поступлением вод из-под земли. Интересную гипотезу по этому поводу выдвинул академик Н.А.Шило. Он связывает волнообразный процесс наполнения и обмеления Каспия с наблюдающимися здесь движениями земной коры. Время от времени неотектонические движения то сжимают, то растекают подстилающие Каспий осадочные толщи. При этом содержащиеся в них воды то выдавливаются в море, то снова отбираются от него. Таким образом, на фазу сжатия приходится повышение уровня, а на фазу растяжения – его падение. К территории Российской Федерации относится восточная часть моря, прилегающая к Ростовской области и Краснодарскому краю. Азовское море самое мелководное в мире; средняя глубина его всего 3 м, а наибольшая – 14 м. Это и самое продуктивное море планеты. В 1951 г. Цимлянской плотиной был перекрыт Дон – главная из крупных рек, питавших Азовское море. Цимлянское водохранилище забрало из Азова 80% весенней воды, что привело к сокращению площадей нерестилищ и повышению содержания соли в море.
Многолетняя недостача пресной воды стала замещаться здесь солеными водами Черного моря. По среднемноголетним данным, в Азов поступает от 30 до 40 куб. километров горько-соленой черноморской воды. По научным прогнозам, как только пресный сток снизится до 20 куб. километров в год, Азовское море превратится в водоем, подобный безжизненному Кара-Богаз голу. К 1990 г. средняя соленость Азова увеличилась до 13 промилле, и сейчас идет устойчивый процесс осолонения. На протяжении многих лет не решаются главные задачи: стабилизация режима солености моря путем резкого сокращения безвозвратного изъятия пресноводного стока и снижения уровня загрязнения. В результате в бассейне Азовского моря наблюдается полный дисбаланс всей экологической системы.
Площадь Черного моря составляет 413 488 кв. км, средняя глубина – 1271 м. Многочисленные реки, впадающие в море, незначительная часть которой вытекает через пролив Босфор. В тоже время глубинное течение в этом проливе, наоборот, постоянно подкачивая соленую воду из Мраморного моря, поэтому Черное море напоминает непроточный аквариум, в который компрессоры с нагрузкой нагнетают воздух. Сверху в море – легкая опресненная вода, снизу более тяжелая – сильно соленая, и между ними – своеобразный барьер, именуемый в науке слоем скачка плотности. Нижний слой воды, лишенный жизни, постепенно поднимается. Определить скорость этого процесса очень трудно. Дело в том, что граница между «живой» и «мертвой» водой, проходящая на глубине 100-200 м, неровная: и купола, и впадины находятся в постоянном движении. Анализ данных, характеризующих экологическую обстановку в регионе, свидетельствует, что экосистема Черноморского бассейна испытывает существенную антропогенную нагрузку, отдельные участки акватории утратили способность к самоочищению. Сброс загрязненных сточных вод в Черное море постоянно растет. Это объясняется низкими темпами строительства водоохранных объектов, их неэффективной работой, аварийными сбросами. Традиционными загрязнителями Черного моря являются города Анапа, Сочи, Туапсе, Новороссийск. В 1993 г. городской канализацией города Сочи было сброшено свыше 80 млн. куб. м загрязненных сточных вод. Проблема усугубляется развитием портов на Черноморском побережье, увеличением перевалки экологически опасных грузов, нефти, нефтепродуктов при отсутствии единой схемы развития портов и оценки их воздействия на окружающую среду.
Охрана морей и океанов
Разносторонняя деятельность человека с Мировом океане (интенсивное судоходство, добыча полезных ископаемых на морском дне, использование морей в качестве места сброса и захоронения промышленных и бытовых отходов и т.д.) привела к серьезному загрязнению морской среды. Наиболее распространенными видами загрязнения стали загрязнения нефтью, нефтепродуктами, радиоактивными веществами, отходами промышленных и бытовых сточных вод, выносами химических удобрений и др. Особенно ощутимым стало загрязнение нефтью и нефтепродуктами. В настоящее время из различных источников загрязнения ежегодно в морские воды поступает около 6 млн. тонн нефти. Поскольку само загрязнение может распространяться на огромные территории, решить проблему загрязнения одному государству не под силу. Это потребовало принятия коллективных мер, в результате которых был разработан и принят ряд международных соглашений, регламентирующих вопросы защиты и сохранения морской среды. К таким международным соглашениям относятся: Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью 1954 г; Женевская конвенция об открытом море 1958 г.(Под отрытым морем понимаются все части моря, не входящие ни в территориальное море, ни во внутренние воды любого государства);Договор об Антарктике 1959г.;Международная конвенция относительно вмешательства в открытом море в случаях аварий, приводящих к загрязнению нефтью, 1969г.;Международная конвенция о гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью 1969 г.; Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972г.; Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 г. и другие соглашения. Кроме названных существует также ряд региональных соглашений по данному вопросу.
Пресные воды
Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек, ручьев, озер и атмосферы, которые суммарно составляют около 50 тысяч кубических километров. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л. на одного человека, а в городах-150 л. Огромное количество пресной воды используется в промышленности. На выплавку 1 т. стали необходимо 200 м3 воды, а 1 т. Никеля-4000 м3. На пр-во 1 т. бумаги требуется 100 м3, на изготовление 1 т. синтетического волокна от 2500 до 5000 м3 воды. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые цели около 15%. На орошение 1 га поливных земель уходит 12-14 м3 воды. Ежегодно расходуется более 150 км3 только в России.
Источники загрязнения
Природная вода обладает удивительным даром самоочищения, восстановления своих свойств, окисления проникающих в нее загрязняющих веществ и их нейтрализации. Благодаря этим процессам вода является источником жизни всего земного.Возвращенные в реки и озера воды принято подразделять на чистые (очищенные), условно-чистые и неочищенные (загрязненные). Качественное состояние сбрасываемых вод резко изменяется по сравнению с потребляемыми водными ресурсами за счет загрязнения. Водные источники могут принять загрязненные сточные воды, но до определенного предела. Далее подавляются свойства воды к самоочищению и реки и озера могут превратиться в сточный коллектор, безжизненный и смертельно опасный на многие годы.Загрязняющие воду вещества можно разделить на несколько видов в зависимости от их природы, химического состава и происхождения:
1)Органические вещества бытовых, сельскохозяйственных и промышленных стоков(их разложение происходит под воздействием микроорганизмов и кислорода)
2)болезнетворные микроорганизмы и вирусы в плохо обработанных или необработанных канализационных стоках населенных пунктов и животноводческих ферм;
3)питательные элементы (азот и фосфор), поступающие в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными водами; способствуют увеличению содержания нитритов и нитратов и их эвтрофикации;
4).Неорганические и органические вещества. тяжелые металлы; нефтепродукты (относятся к наиболее распространенным. покрывают поверхность воды тонкой пленкой толщиной 10-4 см2. ); пестициды; синтетические детергенты (моющие средства), фенолы; многие из них не разлагаются, либо медленно разлагаются и способны попасть в пищевые цепи;
5)донные осадки - их увеличение связано с урбанизацией (стоки) и регулированием речного стока многих рек, эрозией почвы и т.д., что способствует гибели донных организмов, загрязнению донных илов;
6)тепловое загрязнение - сброс теплых вод ТЭС и промышленности, влечет изменение естественных условий, снижает содержание кислорода и изменяет скорость обмена веществ. Отсюда многообразие способов очистки, сложность технологических схем, которые лишь частично решают проблему чистоты водных источников Очевидно очистку промышленных стоков следует рассматривать как переходную стадию к оборотному водоснабжению и безводным технологиям, учитывая непрерывно возрастающее количество промстоков.
О состоянии рек Европы можно судить по ситуации на Дунае, в бассейне которого проживает 80 млн. европейцев. В течение года в эту реку поступает 3 тыс. т никеля, 14 тыс. т марганца, 500 т цинка, 36 тыс. т нефтепродуктов, огромное количество хлора, нитратов, пестицидов. Между тем установлено, что только 1 г попавшей в реку нефти способен полностью погубить жизнь в 1 куб. м воды. На проходившем в 1989 г. в Софии Международном симпозиуме по проблемам Дуная отмечалось, что с годами экологическая ситуация на реке не улучшается, а ухудшается. Замеры вблизи устья реки у румынского города Галац показали, что содержание меди в воде за последние 10 лет увеличилось в 10 раз, марганца - в девять, олова- в два раза. Опасно стало использовать дунайскую воду для орошения. Участники симпозиума констатировали также, что только 30-40 % сбрасываемых в Дунай сточных вод подвергается очистке и возможности самой реки для регенерации на пределе. В результате страдают жители придунайских территорий, углубляется и без того сложное экологическое состояние Черного моря. В бедственном положении находятся и другие крупнейшие реки Европы - Рейн, Влтава, Дон.
Очистка сточных вод
Современные методы очистки позволяют удалить различные примеси из сточных вод на 95-96%. В зависимости от степени и характера загрязнения применяют механические, химические и биологические методы очистки сточных вод.
Механическими методами удаляют грубые дисперсные примеси с помощью решеток, сит, фильтров, отстойников, нефтеловушек. Этими методами удаляют нерастворимые примеси из бытовых стоков –до 60%, из промышленных- до 95%.
Химическая очистка- это добавление в сточные воды реагенов, способствующих образованию осадков из коллоидных и некоторых истинных растворов.
Биологическая очистка в естественных условиях происходит на специальных полях орошения или полях фильтрации. Здесь создается сеть магистральных и распределительных каналов и карт(площадок) шириной 20 м и длиной 100-150 м, окруженных земляными валами. Карты периодически заполняют сточными водами. Под воздействием солнечного света, воздуха, микроорганизмов они очищаются и просачиваются в грунт. На поверхности карт образуется перегной. Через несколько лет после прекращения слива сточных вод поля фильтрации используют для выращивания трав, кормовых культур или овощей.
Биологическая очистка вод в искусственных условиях производится в специальных сооружениях – биофильтров и аэротенках. Биофильтр представляет собой сооружение из кирпича или бетона, внутреннее его помещение заполнено прочным пористым материалом: шлаком, гравием, щебнем, керамзитом. На эти пористые материалы нанесена пленка микроорганизмов (бактерий, простейших и др.), которые в процессе жизнедеятельности поедают и разлагают органические вещества, очищая от них воду. В биофильтр периодически подаются сточные воды и воздух, идущий на процессы окисления.
Заключение
Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания. Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве. Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
Используемая литература
1.Глобальные проблемы современного мира. А.С.Левин.(1997);
2.Общая биология 11 класс. В.Б.Захаров, Н.И.Сонин;
3.Энциклопедия Я познаю мир. Экология.