Антропогенное воздействие на гидросферу

План.

           1.0 Введение  (общие сведения)
           2.0 Основная часть
           2.1 Потребление воды в стране и мире
           2.2 Химический шампунь
               (стоки промышленных и сельскохозяйственных производств)
           2.3 Хочу пить? (вода для бытовых нужд)
           2.3 Черные пятна (нефтяные пятна)
           2.4 Влияние на животный и растительный мир
           3.0 Заключение
           4.0 Список литературы




     Вода и жизнь -- понятия неразделимые.  По  этому  реферат  данной
темы необъятен,  и я поэтому рассматриваю лишь некоторые, особенно ак-
туальные проблемы.
     Загрязнение атмосферы,  принявшее крупномасштабный характер,  на-
несло ущерб рекам,  озерам,  водохранилищам,  почвам. Загрязняющие ве-
щества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают
на поверхность Земли.  Эта и без того большая беда значительно усугуб-
ляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток от-
ходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются дейс-
твию различных пестицидов и удобрений,  растут территории свалок. Про-
мышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в  реки.  Стоки  с
полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды --
важнейший резервуар пресных вод.  Загрязнение пресных вод и земель бу-
мерангом  вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой
воде.
     Какая у  нас вода?  В естественном состоянии вода никогда не сво-
бодна от примесей.  В ней растворены различные газы и  соли,  взвешены
твердые частички.  Даже пресной мы называем воду с содержанием раство-
ренных солей до 1 г на литр. Откуда же берется и почему никогда не ис-

                                - 2 -

сякает этот мировой родник пресной воды? Ведь почти все запасы мировой
воды -- это соленые воды Мирового океана и подземных кладовых.
     Пресные водные  ресурсы  существуют благодаря вечному круговороту
воды.  В результате испарения образуется гигантский объем воды, дости-
гающий 525 тыс.  км в год. (из-за неполадок шрифта объемы воды указаны
без кубометров :-(
86% этого  количества  приходится  на  соленые  воды Мирового океана и
внутренних морей -- Каспийского. Аральского и др.; остальное испаряет-
ся  на суше,  причем половина благодаря транспирации влаги растениями.
Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250  мм.  Часть  ее
вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу
и здесь питает реки и озера,  ледники и подземные воды. Природный дис-
тиллятор  питается энергией Солнца и отбирает примерно 20%  этой энер-
гии.
     Всего 2%  гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно
возобновляются.  Скорость возобновления и определяет доступные челове-
честву ресурсы.  Большая часть пресных вод -- 85%  -- сосредоточена во
льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в
океане,  и  составляет  8000 лет.  Поверхностные воды суши обновляются
примерно в 500 раз быстрее,  чем в океане.  Еще быстрее,  примерно  за
10--12 суток,  обновляются воды рек.  Наибольшее практическое значение
для человечества имеют пресные воды рек.
     Реки всегда были источником пресной воды.  Но в современную эпоху
они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по
руслам рек стекают в моря и океаны.  Большая часть использованной реч-
ной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор
рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на пер-
вый взгляд в этом заключается корень зла.  На самом деле  все  обстоит
гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биоло-
гическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органичес-
ких загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая во-
да вновь может стать пригодной для потребления только после многократ-
ного  разбавления  чистой природной водой.  И здесь для человека важно
соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и
водного стока рек.
     Мировой водохозяйственный баланс показал,  что на все виды  водо-
пользования тратится 2200 км воды в год.  На разбавление стоков уходит
почти 20%  ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположе-

                                - 3 -

нии, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточ-
ные 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 "пор-
тит" 10 км речной воды,  а не очищенной -- в 3--5 раз  больше.  Коли-
чество пресной воды не уменьшается,  но ее качество резко падает,  она
становится не пригодной для потребления.
     Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необхо-
димость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от  природно-
го.  Практически  это означает переход на замкнутое водоснабжение,  на
маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную техно-
логию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и
очищенных сточных вод.
     Запасы пресной  воды  потенциально велики.  Однако в любом районе
мира они могут истощиться из-за  нерационального  водопользования  или
загрязнения.  Число таких мест растет,  охватывая целые географические
районы.  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 раз-
вития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84%
всего водозабора,  а в Индии -- 1%. Наиболее водоемкие отрасли промыш-
ленности -- сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бу-
мажная и пищевая.  На них уходит почти 70%  всей воды, затрачиваемой в
промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20%
всей  потребляемой воды.  Главный же потребитель пресной воды -- сель-
ское хозяйство: на его нужды уходит 70--80% всей пресной воды. Орошае-
мое  земледелие  занимает лишь 15--17%  площади сельскохозяйственных
угодий,  а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника
в мире существует благодаря орошению.
     Суммарный сток рек СНГ (СССР) за год составляет 4720 км. Но расп-
ределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регио-
нах,  где проживает до 80% промышленной продукции и находится 90% при-
годных для сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет
всего 20%.  Многие районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг
и юго-восток европейской части СНГ , Прикаспийская низменность, юг За-
падной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы Средней Азии, юг

                                - 4 -

Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные ра-
йоны СНГ,  Прибалтика,  горные районы Кавказа,  Средней Азии,  Саян  и
Дальнего Востока.
     Сток рек изменяется в зависимости от  колебаний  климата.  Вмеша-
тельство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток.
В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а рас-
ходуется  на  испарение и образование растительной массы,  так как при
фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические  соедине-
ния.  Для  регулирования  стока  рек,  не равномерного в течение года,
построено 1500 водохранилищ (они регулируют до  9%  всего  стока).  На
сток  рек  Дальнего Востока,  Сибири и Севера европейской части страны
хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла.  Однако  в
наиболее обжитых районах он сократился на 8%,  а у таких рек,  как Те-
рек, Дон, Днестр и Урал, -- на 11--20%. Заметно уменьшился водный сток
в Волге,  Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовс-
кому морю -- на 23%,  к Аральскому -- на 33%.  Уровень Арала  упал  на
12,5 м.
     Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных  вод
значительно сокращаются из-за загрязнения. Обычно загрязняющие вещест-
ва разделяют на несколько классов в зависимости от их  природы,  хими-
ческого строения и происхождения.
     Органические материалы поступают из бытовых, сельскохозяйственных
или промышленных стоков.  Их разложение происходит под действием мик-
роорганизмов и сопровождается потреблением растворенного в воде кисло-
рода.  Если кислорода в воде достаточно и количество отходов невелико,
то аэробные бактерии довольно  быстро  превращают  их  в  сравнительно
безвредные остатки.  В противном случае деятельность аэробных бактерий
подавляется,  содержание кислорода резко падает,  развиваются процессы
гниения При содержании кислорода в воде ниже 5 мг на 1 литр, а в райо-
нах нереста -- ниже 7 мг многие виды рыб погибают.
     Болезнетворные микроорганизмы и вирусы содержатся в плохо обрабо-
танных или совсем не обработанных  канализационных  стоках  населенных
пунктов и животноводческих ферм.  Попадая в питьевую воду,  патогенные
микробы и вирусы вызывают различные эпидемии, такие, как вспышки саль-
монеллиоза, гастроэнтерита, гепатита и др. В развитых странах в насто-
ящее время распространение эпидемий через  общественное  водоснабжение
происходит редко. Могут быть заражены пищевые продукты, например ово-
щи,  выращиваемые на полях,  которые удобряются шламами после  очистки

                                - 5 -

бытовых сточных вод (от нем. Schlamme -- буквально грязь). Водные бес-
позвоночные, например устрицы или другие моллюски, из зараженных водо-
емов служили часто причиной вспышек брюшного тифа.
     Питательные элементы, главным образом соединения азота и фосфора,
поступают  в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными вода-
ми.  Увеличение содержания нитритов и нитратов в поверхностных и  под-
земных  водах ведет к загрязнению питьевой воды и к развитию некоторых
заболеваний, а рост этих веществ в водоемах вызывает их усиленную эвт-
рофикацию (увеличение запасов биогенных и органических веществ,  из-за
чего бурно развиваются планктон и водоросли,  поглощая весь кислород в
роде).
     К неорганическим и органическим веществам также относятся  соеди-
нения тяжелых металлов, нефтепродукты, пестициды (ядохимикаты), синте-
тические детергенты (моющие средства), фенолы. Они поступают в водоемы
с  отходами промышленности,  бытовыми и сельскохозяйственными сточными
водами.  Многие из них в водной среде либо вообще не разлагаются, либо
разлагаются очень  медленно  и способны накапливаться в пищевых цепоч-
ках.
     Увеличение донных  осадков  относится к одному из гидрологических
последствий урбанизации.  Их количество в реках и  водоемах  постоянно
возрастает  из-за эрозии почв в результате неправильного ведения сель-
ского хозяйства,  сведения лесов,  а также зарегулированности  речного
стока.  Это  явление  приводит к нарушению экологического равновесия в
водных системах, пагубно действует донные организмы.
     Источником теплового  загрязнения служат подогретые сбросные воды
теплоэлектростанций и промышленности.  Повышение температуры природных
вод изменяет естественные условия для водных организмов, снижает коли-
чество растворенного кислорода, изменяет скорость обмена веществ. Мно-
гие обитатели рек,  озер или водохранилищ гибнут,  развитие других по-
давляется.
     Еще несколько  десятилетий  назад  эагрязненные воды представляли
собой как бы острова в относительно  чистой  природной  среде.  Сейчас
картина изменилась,  образовались сплошные массивы загрязненных терри-
торий.
     Нефтяное загрязнение  Мирового  океана,  несомненно,  есть  самое
распространенное явление.  От 2 до 4%  водной поверхности Тихого и Ат-
лантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские во-
ды ежегодно поступает до 6 млн.  т нефтяных углеводородов. Почти поло-

                                - 6 -

вина этого количества связана с транспортировкой и разработкой  место-
рождений  на шельфе.  Континентальное нефтяное загрязнение поступает в
океан через речной сток.
     Реки мира  ежегодно  выносят  в морские и океанические воды более
1,8 млн. т нефтепродуктов.
     В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тон-
кой пленкой покрывать поверхность воды,  а при разливах толщина нефтя-
ного покрытия вначале может составлять несколько сантиметров.  С тече-
нием времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти.  Позже
возникают  комочки тяжелой фракции нефти,  нефтяные агрегаты,  которые
способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазу-
та прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы
и усатые киты.  Вместе с ними они заглатывают и нефть.  Одни  рыбы  от
этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непри-
годны для употребления в липцу из-за неприятного запаха и вкуса.
     Все компоненты нефти- токсичны для морских организмов. Нефть вли-
яет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении
изменяется  соотношение  видов  и  уменьшается  их разнообразие.  Так,
обильно развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводорода-
ми,  а биомасса стих микроорганизмов ядовита для многих морских обита-
телей.  Доказано,  что очень опасно длительное хроническое воздействие
даже небольших концентраций нефти.  При этом постепенно падает первич-
ная биологическая продуктивность моря.  У нефти есть еще одно неприят-
ное 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 му-
тагенной и канцерогенной природы,  например бензпирен. Сейчас получены
многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной
морской среды. Бензпирен активно циркулирует по морским пищевым цепоч-
кам и попадает в пищу людей.
     Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком приповерхност-
ном слое морской воды,  играющем особенно важную  роль  для  различных
сторон  жизни океана.  В нем сосредоточено множество организмов,  этот
слой играет роль "детского сада" для многих  популяций.  Поверхностные
нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Претер-
певают изменения процессы растворения и выделения кислорода,  углекис-
лого газа,  теплообмена,  меняется отражательная способность (альбедо)

                                - 7 -

морской воды.
     Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств
борьбы с вредителями сельского и лесного  хозяйства,  с  переносчиками
инфекционных  болезней,  уже многие десятилетия вместе со стоком рек и
через атмосферу поступают в Мировой океан.  ДДТ и его производные, по-
лихлорбифенилы  и другие устойчивые соединения этого класса сейчас об-
наруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику.
     Они легко  растворимы  в  жирах и поэтому накапливаются в органах
рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т. е. вещест-
вами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микро-
организмов своих "потребителей" и поэтому почти не разлагаются в  при-
родных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем
они остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют фермента-
тивную активность, сильно влияют на наследственность.
     Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы,  мно-
гие из которых обладают токсичными свойствами.  Общая величина речного
стока составляет 46 тыс.  км воды в год.  Вместе с ним в Мировой океан
поступает до 2 млн.  т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т рту-
ти.  Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внут-
ренние  моря.  Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и ат-
мосфера.  Так, например, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в
океан ежегодно, переносится через атмосферу.
     По своему токсичному действию в морской  среде  особую  опасность
представляет ртуть.  Под влиянием микробиологических процессов токсич-
ная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные  орга-
нические формы ртути.  Накопленные благодаря биоаккумуляции в рыбе или
в моллюсках соединения метилированной ртути представляют прямую угрозу
жизни  и  здоровью людей.  Вспомним хотя бы печально известную болезнь
"минамато",  получившую название от японского залива,  где  так  резко
проявилось отравление местных жителей ртутью. Она унесла немало жизней
и подорвала здоровье многим людям,  употреблявшим в липцу морские про-
дукты из этого залива,  на дне которого накопилось немало ртути от от-
ходов близлежащего комбината.
     Ртуть, кадмий,  свинец, медь, цинк, хром, мышьяк и другие тяжелые
металлы не только накапливаются в морских организмах, отравляя тем са-
мым  морские  продукты питания,  но и самым пагубным образом влияют на
обитателей моря.  Коэффициенты накопления токсичных  металлов,  т.  е.
концентрация  их  на  единицу веса в морских организмах по отношению к

                                - 8 -

морской воде,  меняются в широких пределах -- от сотен до сотен тысяч,
в зависимости от природы металлов и видов организмов. Эти коэффициенты
показывают,  как накапливаются вредные вещества в рыбе, моллюсках, ра-
кообразных, планктонных и других организмах.
     Масштабы загрязнения продуктов морей и океанов так велики, что во
многих странах установлены санитарные нормы на содержание  в  них  тех
или других вредных веществ.  Интересно отметить,  что при концентрации
ртути в воде,  только в 10 раз большей  ее  естественного  содержания,
загрязнение  устриц  уже  превышает  норму,  установленную в некоторых
странах.  Это показывает, как близок тот предел загрязнения морей, ко-
торый  нельзя переступить без вредных последствий для жизни и здоровья
людей.
     Однако последствия загрязнения опасны прежде всего для всех живых
обитателей морей и океанов.  Эти последствия  разнообразны.  Первичные
критические нарушения в функционировании живых организмов под действи-
ем загрязняющих веществ возникают на  уровне  биологических  эффектов:
после  изменения  химического состава клеток нарушаются процессы дыха-
ния,  роста и размножения организмов, возможны мутации и канцерогенез;
нарушаются движение и ориентация в морской среде.  Морфологические из-
менения нередко проявляются в виде разнообразных патологий  внутренних
органов:  изменений размеров,  развития уродливых форм. Особенно часто
эти явления регистрируются при хроническом загрязнении.
     Все это отражается на состоянии отдельных популяций,  на их взаи-
моотношениях.  Таким  образом возникают экологические последствия заг-
рязнения.  Важным показателем нарушения состояния  экосистем  является
изменение  числа высших таксонов -- рыб.  Существенно изменяется фото-
синтезирующее действие в целом.  Растет биомасса микроорганизмов,  фи-
топланктона, зоопланктона. Это характерные признаки эвтрофикации морс-
ких водоемов, особенно они значительны во внутренних морях, морях зак-
рытого  типа.  В  Каспийском,  Черном,  Балтийском  морях за последние
10--20 лет биомасса микроорганизмов выросла почти в 10 раз. В Японском
море сущим бедствием стали "красные приливы",  следствие эвтрофикации,
при которой бурно развиваются микроскопические водоросли,  а затем ис-
чезает  кислород в воде,  гибнут водные животные и образуется огромная
масса гниющих остатков, отравляющих не только море, но и атмосферу.
     Загрязнение Мирового океана приводит к постепенному снижению пер-
вичной биологической продукции.  По оценкам ученых,  она сократилась к
настоящему времени на 10%.  Соответственно этому снижается и ежегодный

                                - 9 -

прирост других обитателей моря.
     Каким можно  ожидать  ближайшее будущее для Мирового океана,  для
важнейших морей?
     В целом  для  Мирового  океана  ожидается на ближайшие 20--25 лет
рост его загрязнения в 1,5--3 раза.  Соответственно этому будет  ухуд-
шаться  и экологическая ситуация.  Концентрации многих токсических ве-
ществ могут достигнуть порогового уровня,  затем  наступит  деградация
естественной экосистемы.  Ожидается,  что первичная биологическая про-
дукция океана может понизиться в ряде крупных районов  на  20--30%  по
сравнению с нынешней.
     Сейчас уже ясен путь, который позволит людям избежать экологичес-
кого тупика.  Это  безотходные и малоотходные технологии,  превращение
отходов в полезные ресурсы.  Но потребуются десятилетия для воплощения
идеи в жизнь.



Список литературы

1. Ю.А. Израэль, Ф.Я. Ровинский "Берегите биосферу",
     Москва "Педагогика" 1987г.
2. Джон Куллини "Леса Моря", Ленинград, Гидрометеоиздат 1981г.
3. В.И. Артамонов "Растения и чистота природной среды",
     Москва "Наука", 1986г.
4. В.В. Плотников, "На перекрестках ЭКОЛОГИИ", Москва "Мысль" 1985г.