Главная » Документы » Антропогенные воздействия на гидросферу и ее защита. Антропогенные воздействия на гидросферу и литосферу Антропогенные воздействия на атмосферу гидросферу почву

Антропогенные воздействия на гидросферу и ее защита. Антропогенные воздействия на гидросферу и литосферу Антропогенные воздействия на атмосферу гидросферу почву

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Антропогенное воздействие на гидросферу

1. Использование пресной воды

гидросфера антропогенный очистка

Водные ресурсы оказали на развитие человечества, пожалуй, самое большое влияние из всех природных ресурсов и по-прежнему продолжают оставаться одной из основных предпосылок прогресса цивилизации. В развивающихся странах по меньшей мере 1/5 часть городского населения и 2/3 сельского населения испытывают недостаток в пресноводных ресурсах. Наличие и доступность воды также являются проблемой для стран, имеющих большое количество запасов воды, которая непригодна к использованию вследствие загрязнения. Проблемы загрязнения воды, ее нехватки и нерационального использования остро стоят во многих развитых странах . При недостатке воды она может использоваться многократно (рисунок 1).

Вода используется во всех сферах жизнедеятельности человека. Почти 70% воды, забираемой из рек, озер и водоносных горизонтов, используется в сельском хозяйстве, главным образом для орошения. Оставшиеся 30% используются в промышленности и в быту. Для разных стран и регионов эти цифры могут значительно изменяться.

Рисунок 1 - Круговорот воды в обществе (по )

2. Источники и последствия антропогенных воздействий на гидросферу

Основными источниками загрязнения водоемов являются:

1) недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов;

2) отходы производства при разработке рудных ископаемых;

3) отходы производства при обработке и сплаве лесоматериалов;

4) воды шахт, рудников;

5) сбросы водного и железнодорожного транспорта;

6) смыв ядохимикатов ливневыми стоками;

7) газодымовые выбросы, оседающие из атмосферы

8) утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод, которые содержат самые разнообразные компоненты (таблица 1).

Таблица 1 - Приоритетные загрязнители водных экосистем

Виды сточных вод	Загрязняющие вещества
Коммунально-бытовые	Органические вещества, микроорганизмы, яйца гельминтов, медь, цинк, железо, никель, кадмий, марганец, ртуть, кобальт
Поверхностные сточные воды	Нефтепродукты, кадмий, никель, хром, свинец, песок
Смыв с сельскохозяйственных территорий	Пестициды, азот аммонийный, азот нитратный, фосфор, калий
Сточные воды предприятий нефтегазодобычи, нефтепереработки	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиды
Сточные воды ЦБК, предприятий лесной промышленности	Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества, азот
Сточные воды предприятий машиностроения, металлообработки, металлургии	Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы
Сточные воды предприятий химической промышленности	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические углеводороды
Сточные воды предприятий горнодобывающей, угольной промышленности	Флотореагенты, фенолы, взвешенные вещества
Сточные воды предприятий текстильной, пищевой промышленности	СПАВ, нефтепродукты, красители

Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появлении неприятных запахов, привкусов; в изменении химического состава воды, появлении в ней опасных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности и откладывании их на дне водоемов.

Сточные воды атомных электростанций загрязняют водоемы радиоактивными отходами. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей может быть в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут. Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность, подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.

Загрязняются реки и при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота. Нагретые сточные воды тепловых ЭС и др. производств причиняют «тепловое загрязнение», которое угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше насыщение ее кислородом, резко изменяется термический режим, что отрицательно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах синезеленых водорослей и возникновения так называемого «цветения воды».

В большой степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства , широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.

Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями , которые попадают с полей вместе с дождевой и талой водой. пестициды способны накапливаться в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке питания попадать в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

Кроме поверхностных вод загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны (рисунок 2).

Загрязняющие вещества могут проникать в подземные воды различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников, по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д. .

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Следует отметить, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промышленных предприятий, хранилищ отходов и т. д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20-30 км и более от источника загрязнения, что может создавать угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.

Рисунок 2 - Схема источников загрязнения подземных вод (по ):

I - грунтовые воды, II - напорные пресные воды, III - напорные соленые воды, 1 - трубопроводы, 2 - места хранения отходов обогащения полезных ископаемых, 3 - дымовые и газовые выбросы, 4 --подземные захоронения промстоков, 5 - шахтные воды, 6 - терриконы, 7 - карьерные воды, 8 - заправочные станции, 9 - бытовое загpязнение,10 - водозабор, подтягивающий соленые воды, 11- объекты животноводства,12 - внесение удобрений и пестицидов.

Загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов природной среды. Так, загрязняющие вещества из подземных вод могут выноситься в поверхностные водоемы фильтрационным потоком. Из последнего следует, что достичь эффективности природоохранных мероприятий в отношении поверхностных и подземных вод можно только при комплексном подходе.

Загрязнение гидросферы и его экологические последствия. Под загрязнением водных ресурсов понимают появление в водоеме несвойственных ему механических, физических, химических и биологических компонентов или повышение их концентрации по сравнению с фоновыми, приводящее к снижению биосферных функций и экологического значения водоема, а также наносящее ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на следующие типы:

1) механическое - повышение содержания механических примесей (песок, шлам, ил, мусор и др.), свойственное в основном поверхностным видам загрязнений. Этот вид загрязнения ухудшает органолептические показатели вод;

2) химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия. Является наиболее стойким и далеко распространяющимся. Оно может быть органическим (фенолы, пестициды и др.) и неорганическим (кислоты, щелочи, соли), токсичным (тяжелые металлы, цианиды) и нетоксичным ;

3) бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и водорослей, зачастую носящее временный характер;

4) радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах, куда попадают при сбросе и захоронении радиоактивных отходов, при взаимодействии подземных вод с радиоактивными горными породами, просачивании радиоактивных веществ вглубь земли вместе с атмосферными водами и др.;

5) тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС, что приводит к изменению газового и химического состава, выделению сероводорода и метана, «цветению» воды и др.

Наиболее часто встречаются химическое и биологическое загрязнение.

Первичными и побочными продуктами промышленности являются стойкие органические загрязнители (СОЗ). СОЗ представляют собой малолетучие химически прочные соединения, которые могут оставаться в окружающей среде в течение длительного времени, не подвергаясь разложению. В связи с очень медленным разрушением СОЗ накапливаются во внешней среде и переносятся на большие расстояния потоками воды, а также воздуха, подвижными организмами. Они накапливаются в высоких концентрациях в воде и основных пищевых продуктах - в частности в рыбе. При этом, даже малые концентрации некоторых стойких органических загрязнителей приводят к развитию болезней иммунной и репродуктивной систем, врожденным дефектам, порокам развития, онкологическим заболеваниям. Под воздействием СОЗ имело место резкое снижение численности популяций таких морских млекопитающих, как тюлени, дельфины, белуга. Согласно Стокгольмской конвенции (первое международное соглашение, нацеленное на прекращение производства и использования некоторых наиболее токсичных веществ в мире, вступило в силу 17 мая 2004 г.) к СОЗ отнесено 12 веществ: токсафен, альдрин, диэльдрин, эндрин, мирекс, ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), хлордан, гептахлор, гексахлорбензол (ГХБ), полихлорированные диоксины (ПХДД), полихлорированные фураны (ПХДФ), полихлорированные бифенилы (ПХБ). Из отмеченных веществ первая группа (8) - это устаревшие и запрещенные пестициды. Все они, кроме ДДТ, не только давно запрещены к производству, но и к использованию. ДДТ же до сих пор используют против опасных насекомых, переносчиков возбудителей тяжелых заболеваний, как малярия, клещевой энцефалит. Вторая группа включает промышленные продукты, которые используются в настоящее время. К ним относятся полихлорированные бифенилы. ПХБ устойчивы, токсичны, способны к биоаккумуляции. Они могут накапливаться в жировых тканях животных и человека, существовать там долгое время. ПХБ присутствуют повсеместно и обнаруживаются, даже в тканях животных, обитающих в диких ландшафтах. Гексахлорбензол (также вторая группа) может содержаться в промышленных отходах на промышленных предприятиях деревообрабатывающих заводов, они образуются при сжигании отходов. ГХБ токсичен для водной флоры и фауны, а также для наземных растений и животных, для человека. Третья группа веществ - ПХДД и ПХДФ (их обычно называют диоксины и фураны) обладает чрезвычайно высокой токсичностью и сильнейшим образом воздействует на иммунную систему человека. Их допустимая суточная доза (ДСД) исчисляется пиктограммами - величиной в миллион миллионов раз меньше грамма. Вместе с тем, в последнее время диоксины широко распространились по всему миру и обнаруживаются в тканях людей и животных. В Беларуси после её присоединения к Стокгольмской конвенции проводятся мероприятия по сокращению и ликвидации выбросов стойких органических загрязнителей .

В водоемах и водотоках происходит естественный процесс самоочищения воды. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, водоемы и водотоки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век, в связи с резким увеличением количества отходов, происходит нарушение процессов самоочищения. Возникает необходимость обезвреживать и очищать сточные воды.

В общем, в водоемы поступает большое количество загрязняющих веществ. В перечне основных из них имеется 12 (приводятся по публикации Гуревича В.Л., Левковича В.В., Скориной Л.М., Станилевич Н.В. «Обзор документов ВОЗ и ЕС по обеспечению качества питьевой воды», 2008):

1. Органогалогеновые соединения и вещества, которые могут образовывать такие соединения в водной среде.

2. Фосфорорганические соединения.

3. Оловоорганические соединения.

4. Вещества, препараты или продукты распада того, что, как было доказано, имеет канцерогенные или мутагенные свойства, а также свойства, которые через водную среду могут влиять на репродуктивную функцию организма, функции щитовидной железы или другие функции, связанные с эндокринной системой.

5. Устойчивые углеводороды, устойчивые и биоаккумулируемые органические токсичные вещества.

6. Цианиды.

Металлы и их соединения.

8. Мышьяк и его соединения.

9. Биоциды и продукты защиты растений.

10. Взвеси.

11. Вещества, способствующие евтрофированию (в частности нитраты и фосфаты).

12. Вещества, неблагоприятно влияющие на кислородный баланс.

Загрязнение как пресноводных, так и морских водных экосистем приводит к серьезным последствиям.

Пресноводные экосистемы . Присутствие загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах влечет за собой в ряде случаев гибель биоты, снижение темпа роста гидробионтов, плодовитости, падение устойчивости биоценозов вследствие нарушения пищевых связей, микробиологического загрязнения, евтрофирования и др.

Последнее время все большее внимание уделяется процессу е втрофuрования (эвтрофирования , эвтрофикации ) водоемов. Лимнологам и гидроэкологам известно, что термин евтрофирование означает процесс, в ходе которого создается хорошее питание (с греч. eu - хорошо, trophe - пища, питание). Термин «eutroph» был введен в лимнологию Науманном и Тинеманом в 1928 г. для обозначения одного из типов озер по органической продуктивности. В русскоязычной литературе термин «евтрофирование» как синоним английского «eutrophication» впервые применил Л.Л. Россолимо в 1967 г. для обозначения комплекса изменений в режиме водоемов, которые возникают в результате хозяйственной деятельности человека и приводят к повышению их продуктивности. В дальнейшем появилось много сообщений о явлениях повышения продуктивности водоемов в результате воздействия антропогенного фактора - так называемое антропогенное евтрофирование.

Современные авторы отмечают, что евтрофирование - это явление перехода воды от состояния, характеризующегося низким содержанием биогенных веществ (в первую очередь, азота и фосфора), к состоянию, характеризующемуся высоким содержанием биогенных веществ.

Евтрофирование - естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно. Природные биогенные вещества попадают в водоем при разложении живых организмов. Однако в последние десятилетия процесс евтрофирования ускорен последствиями антропогенной деятельности. Дополнительно привносимые человеком биогенные вещества включают, например, нитраты из удобрений, фосфаты из моющих средств и других элементов в виде отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. В современных условиях евтрофирование водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки - несколько десятилетий и менее.

Следствием чрезмерного антропогенного насыщения воды биогенными веществами является массовый рост водорослей, на разложение которых после их отмирания расходуется большое количество кислорода. Кроме этого, в массе развиваются синезеленые водоросли, вызывающие «цветение» воды, ухудшающие ее качество, условия жизни гидробионтов и выделяющие опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины. Также в водоеме происходит перестройка структуры трофических связей, возрастание массы фитопланктона, уменьшение разнообразия видов, что приводит к снижению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции . Нередки заморные явления (рисунок 3).

Рисунок 3 - Последствия евтрофирования водоемов (по )

С самого начала появления данной проблемы в общих чертах было ясно, что главной причиной евтрофирования служит повышенная антропогенная нагрузка водоемов биогенными элементами, влекущая за собой повышение продукции фитопланктона. Однако, как выяснилось, евтрофирование может затрагивать все особенности биологического и гидрохимического режимов, приводить к изменению биолимнологического типа водоемов. Нередко евтрофирование отождествляют с загрязнением, однако это разные явления, разные последствия антропогенных воздействий на природные воды. Загрязнения нарушают биотический круговорот, сбалансированность отдельных его проявлений и, как правило, приводят к снижению биологической продуктивности.

В отличие от этого при евтрофировании повышенная нагрузка природных вод биогенными элементами увеличивает их первичную биологическую продуктивность. Но сбалансированное повышение продуктивности во всех звеньях или на всех этапах продукционного процесса не может идти безгранично. По мере евтрофирования условия утилизации возрастающей продукции фитопланктона неизбежно ухудшаются в результате снижения прозрачности воды, уменьшения и возможно исчерпания запасов кислорода, обеднения видового состава, накопления органических донных отложений и многих других явлений. Это создает возможность возникновения вторичного, или «биологического» загрязнения, например, в результате чрезмерного «цветения воды» синезелеными водорослями. Увеличение рыбопродуктивности, возможное на начальных стадиях евтрофирования олиготрофных вод, сопровождается заменой ценных промысловых рыб менее ценными. При дальнейшем евтрофировании неуклонно наступает ухудшение условий нагула рыб, рыбохозяйственной и водохозяйственной эксплуатации водоема. Евтрофирование - это процесс значительно большего значения, чем последствия локальных загрязнений. Причины его много сложней и трудней устранимы. Отрицательные последствия евтрофирования в значительной степени проявились после зарегулирования Волги, Днепра, Дона плотинами гидроэлектростанций. Создавшиеся условия аккумуляции биогенных элементов в крупнейших водохранилищах этих рек, а в первые годы их существования бурное поступление биогенных элементов из затопленного ложа, обусловили массовую вспышку развития синезеленых водорослей, вызывающих интенсивное «цветение воды», превышающее известное ранее на озерах и реках. В результате возникло явление биологического загрязнения, резко снизившее качество воды. Высокая биомасса водорослей создала помехи в водоснабжении и рекреационном использовании водохранилищ. В отдельных случаях имели место и заморы рыб.

Процессы антропогенного евтрофирования охватили многие крупные озера мира - Великие американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы синезеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью.

В общем, масштабы евтрофирования водоемов и отрицательные последствия его оказались значительными в разных странах. Они сильно затронули интересы водопользователей и привлекли к себе широкое внимание. Это потребовало разработки мероприятий по восстановлению естественного качества вод, улучшению комплексного использования водных ресурсов, разработки научных основ обеспечения их охраны.

Из мер, предложенных для борьбы с евтрофированием, следует назвать такие, как нормирование удобрений, ограничение стока биогенных элементов с сельскохозяйственных угодий, борьбу с эрозией почв, создание емкостей, прудов-накопителей дренажных вод в районах орошаемого земледелия, создание лесополос и лугов как барьеров по берегам водоемов и водотоков, использование высшей водной растительности как биопоглотителей с последующей их уборкой, применение методов доочистки хозяйственных стоков от биогенных элементов. Существенное значение в предупреждении евтрофирования и борьбе с ним, как и с загрязнением в целом, имеют также общегосударственные природоохранные мероприятия.

М.И. Львович кратко сформулировал решение отмеченных проблем следующим образом: предупреждение появления грязных сточных вод, всемерная экономия воды, повторное использование сточных вод, снижение расходование воды на единицу промышленной и сельскохозяйственной продукции, перестройка производства на безводную технологию и замкнутое оборотное водоснабжение, прекращение сброса сточных вод.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы, фенолы, СПАВ и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м 3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке . Морские экосистемы испытывают все большее антропогенное воздействие посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами в трофических цепях, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий).

Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях (рисунок 4):

1) нарушении устойчивости экосистем;

2) прогрессирующем евтрофировании;

3) появлении «красных приливов»;

4) накоплении химических токсикантов в биоте;

5) снижении биологической продуктивности;

6) возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

7) микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

До определенного предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двустворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов - ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма.

Рисунок 4 - Экологические последствия загрязнения Мирового океана (по )

Доказано, что в Мировом океане существуют интенсивные процессы биотрансформации опасного загрязнителя бенз(а)пирена с помощью гетеротрофной микрофлоры. Установлено, что микроорганизмы водоемов и донных отложений обладают достаточно развитым механизмом устойчивости к тяжелым металлам (они способны продуцировать сероводород, внеклеточные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодействуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные формы).

Однако, в океан продолжают поступать все новые и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы евтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана.

Истощение подземных и поверхностных вод. Под истощением вод понимается недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). Истощение вод приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек биосфера.

Истощение подземных вод . Практически во всех крупных промышленных городах мира, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Харькове, Донецке и других городах, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более. Например, усиление водоотбора подземных вод в Москве привело к формированию огромной районной депрессии с глубиной до 70-80 м, а в отдельных районах города - до 110 м и более .

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению условий взаимосвязи подземных и поверхностных вод, к нарушению функционирования наземных экосистем, к ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысяч родников, многих ручьев и небольших рек. Снижение уровня подземных вод влечет за собой иссушение леса, гибель влаголюбивой растительности, осушение заболоченных территорий с большим видовым разнообразием растительности.

Продолжительная эксплуатация подземных водозаборов в определенных геолого-гидрогеологических условиях может вызвать медленное оседание и деформации земной поверхности, приводящие к затоплению пониженных участков.

Истощение поверхностных вод . Проявляется в прогрессирующем снижении их минимально допустимого стока и приводит к дефициту пресной воды. Связано это не только с неблагоприятными климатическими и гидрологическими условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит ко возрастающему загрязнению вод, снижению способности водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпитывающего водотоки и водоемы.

Серьезную экологическую проблему представляет собой восстановление водности и чистоты малых рек (длиной не более 100 км), являющихся наиболее уязвимым звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию, приведшему к их истощению, обмелению, загрязнению, а нередко и исчезновению. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды в них стало неудовлетворительным.

К негативным экологическим последствиям приводит и изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из рек, впадающих в водоемы. Как известно, уровень некогда многоводного Аральского моря начиная с 60-х гг. 20 века понижается в связи с высоким перезабором воды из Амударьи и Сырдарьи. В результате объем Аральского моря сократился более чем наполовину, уровень моря снизился на 13 м, а соленость воды увеличилась в 2,5 раза. Осушенное дно Аральского моря стало крупным источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сырдарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых зарослей появляются бесплодные солончаки. Трансформация фитоценозов на берегу Аральского моря и в дельтах Амударьи и Сырдарьи происходит на фоне высыхания озер, проток, болот и повсеместного снижения уровня грунтовых вод, обусловленного падением уровня моря . Приведенные данные иллюстрируют закон целостности биосферы, в соответствии с которым изменение одного звена влечет за собой сопряженное изменение всех остальных.

Следует отметить, что кроме истощения подземных и поверхностных вод, к весьма значительным видам воздействия человека на гидросферу относится создание крупных водохранилищ, которое коренным образом преобразует природную среду на прилегающих территориях.

Создание крупных водохранилищ (особенно равнинного типа), для аккумуляции и регулирования поверхностного стока приводит как к положительным, так и отрицательным последствиям (рисунок 5) в окружающей природной среде.

Рисунок 5 - Экологические последствия создания Водохранилищ (по )

Как видно из рисунка, негативных последствий больше и они масштабнее. Кроме того, необходимо учитывать, что при создании водохранилищ путем перегораживания русла рек плотинами значительно изменяются условия существования большинства гидробионтов - многие нерестилища рыб оказываются отрезанными плотинами, ухудшается или прекращается естественное воспроизводство многих проходных рыб.

3. Загрязненная: вода и здоровье человека

Заболевания человека и неблагоприятные последствия для его здоровья при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней подразделяются на четыре типа:

1) заболевания, вызываемые при употреблении воды, зараженной болезнетворными микроорганизмами (тиф, холера, дизентерия, полиомиелит, гастроэнтерит, вирусный гепатит А);

2) заболевания кожи и слизистой, возникающие при использовании загрязненной воды для умывания, стирки, уборки (от трахомы до проказы);

3) заболевания, вызываемые моллюсками и насекомыми, живущими в воде (шистосоматоз и ришта);

4) заболевания, вызываемые поступлением в организм загрязняющих веществ, накапливающихся в пищевых цепях.

Подсчитано, что в среднем человек выпивает за свою жизнь 75 тонн воды. Поэтому очень важно понимать, что она может и укреплять ваше здоровье, и влиять на него крайне негативно. Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире. Еще французский ученый Луи Пастер говорил: «80% своих болезней мы выпиваем». По данным ВОЗ более 80% всех заболеваний передается через воду или вызвано ее недостатком, по причине использования воды с неудовлетворительным качеством за последние 10 лет умерло больше людей, чем за все войны этого же периода. По этой же причине ежегодно около 2 млн. человек слепнет, около 5 млн. умирает, причем, более 90% из них составляют дети в возрасте до 5 лет. Загрязненная питьевая вода на 30% сокращает продолжительность жизни

Вода содержит множество примесей, а также микроорганизмов, среди которых могут быть довольно вредные для организма человека (таблица 2).

В последнее время большое внимание привлекают такие компоненты, содержащиеся в воде, как аммонийный, нитритный, нитратный азот , которые попадают в водоемы, водотоки разными путями. Обнаружение азота в воде в значительной степени связано с разложением белковосодержащих органических соединений, поступающих в водоемы, водотоки со сточными бытовыми и промышленными водами. Кроме указанного пути возможно поступление азота в водоисточники с атмосферными осадками, поверхностным стоком, при рекреационном использовании водоемов, водотоков. Существенным источником попадания азота в воды являются животноводческие комплексы. Большую опасность для водоемов представляет поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий, где используются химические удобрения, так как в их состав часто входит азот. Один из источников поступления его в воды - земли, подвергнутые осушительной мелиорации. Все увеличивающееся применение азотных удобрений, загрязнение окружающей среды азотсодержащими промышленными и бытовыми отходами приводит к возрастанию содержания аммонийного, нитритного, нитратного азота в воде, к загрязнению ими воды.

Вместе с тем установлено, что они могут оказывать отрицательное действие на человека, животных. Большая опасность заключается в том, что нитриты и нитраты способны в организме человека частично превращаться в высококанцерогенные (вызывающие раковые заболевания) нитрозосоединения. Последние обладают также мутагенными и эмбриотоксическими свойствами. Нитриты представляют определенную опасность также потому, что могут вызывать отравление животных. Они способствуют разрушению витамина А в организме животных, снижают активность пищеварительных ферментов, вызывают расстройство желудочно-кишечного тракта. В доброкачественной воде нитритов не должно быть или могут содержаться только их следы. Очень высокие концентрации нитратов в воде действуют на животных токсически, вызывая поражение нервной системы. При употреблении воды, содержащей 50-100 мг/дм 3 нитратов, повышается уровень метгемоглобина в крови и возникает заболевание метгемоглобинемия. Сами по себе нитраты не обладают выраженным свойством

Таблица 2 - Влияние загрязняющих веществ на организм

Вещества	Органы и последствия воздействия
Алюминий
	Слизистые оболочки, кожа, кровь, иммунная система
	Развитие болезни Итай-Итай, злокачественных опухолей, мертворождаемости, повреждения костей, поражения почек, врожденных заболеваний, осложнения беременности и родов

	ЦНС, поражение двигательных нервных окончаний
Марганец и его соединения	Развитие анемии, нарушение функционального состояния центральной нервной системы
	ЖКТ, почки, печень
Нитраты и нитриты	Кровь, ССС, метгемоглибинемия
	Кости, скелет, зубы
	Почки, печень, ЖКТ
	Кровь, почки
	Поражение кожи

Стронций	Деминерализация костей, удлинение сроков заращивания родничков у младенцев, "стронциевый" рахит
	Даже в минимальных количествах свинец может вызвать отставание в умственном развитии детей
	"Хлор - самый опасный убийца нашего времени. Предотвращая одну болезнь, он вызывает другую. После того, как в 1904 году началось хлорирование воды, началась и современная эпидемия сердечных болезней, рака и слабоумия" (Доктор Прайс, госпиталь Сагино). Риск заболевания раком среди тех, кто пьет хлорированную воду, на 93% выше, чем среди тех, кто пьет воду, в которой хлор отсутствует. Хлорированная питьевая вода практически удваивает риск заболевания раком мочевого пузыря. С хлором связаны заболевания печени, желудка, прямой и ободочной кишки, а также заболевания сердца, атеросклероз, особенно артериальный, анемия, высокое давление и аллергические реакции. Есть также свидетельства, что хлор способен разрушать белки нашего организма и оказывать неблагоприятное влияние на кожу и волосы.

вступать в соединение с гемоглобином крови с образованием метгемоглобина. Образование метгемоглобина наблюдается после восстановления нитратов в нитриты непосредственно в тканях организма или под воздействием микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Образовавшийся метгемоглобин не способен переносить кислород, поэтому при значительном его содержании в крови возникает кислородное голодание, когда поступление кислорода к тканям (при снижении его содержания в крови) или способность тканей использовать кислород оказываются ниже, чем их потребность в нем. Вследствие этого в жизненно важных органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени. Метгемоглобин может выделяться с мочой, повреждая почки.

Степень выраженности метгемоглобинемии при поступлении нитратов во внутреннюю среду организма зависит от возраста и дозы нитратов, а также от индивидуальных особенностей организмов. Уровень метгемоглобина при одних и тех же дозах нитратов тем выше, чем меньше возраст организма. Установлена и видовая чувствительность к метгемоглобинообразующему действию нитратов. Чувствительность человека к нитратам превышает чувствительность к ним некоторых животных.

В связи с опасностью, которую представляет минеральный азот, в разных странах нормируется содержание аммонийного, нитритного и нитратного азота в воде. В настоящее время признается необходимость сочетания интересов здравоохранения с общеэкологическими проблемами. Санитарное состояние водоемов удастся сохранить на удовлетворительном уровне только при нормальном протекании в них основных процессов самоочищения.

Оценка современного состояния качества воды в Беларуси, бассейне Днепра свидетельствует о наличии химического и других видов загрязнения. Так, по данным литературы в реки региона сбрасываются различные химические ингредиенты, 12 из них отмечаются почти регулярно - взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, фосфаты, азот аммонийный, нитритный и нитратный, СПАВ, медь, цинк, никель, хром.

В связи с опасностью, которую представляют загрязняющие вещества, попадающие в окружающую среду, в том числе в водоемы, в разных странах и в Беларуси осуществляется экологическое нормирование. Система нормативно-технического обеспечения включает нормативы ПДК и ПДС. ПДК (предельно-допустимая концентрация) - это количество вредного вещества в окружающей среде при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени, практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Пороговые значения вещества, при которых в организме еще не может произойти никаких необратимых патологических изменений, принимаются в качестве ПДК. Значение ПДК устанавливается органами здравоохранения. Имеются ПДК для многих вредных, опасных веществ. Применительно к таким веществам верхний предел не должен превышаться, ни при каких условиях. Основным средством для соблюдения ПДК является установление ПДС (предельно-допустимых сбросов). Они являются научно-техническим нормативом, установленным для каждого источника загрязнения, исходя из условия, что сбросы загрязняющих веществ не создадут концентраций, превышающих установленные нормативы.

На территории Республики Беларусь действуют санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы, отраженные в ряде документов:

1.Сборник гигиенических нормативов по разделу коммунальной гигиены. Республиканские санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы. Министерство здравоохранения Республики Беларусь. - Мн., 2004. - 96 с.

2. 13.060.10 Вода естественных источников. СанПин 2.1.2.12-33-2005. Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения.

3. 13.060.20 Питьевая вода. СанПин. Гигиенические требования к питьевой воде, расфасованной в емкости (Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 29.06.2007 № 59).

4. СанПин 2.1.4.12-23-2006. Санитарная охрана и гигиенические требования к качеству воды источников централизованного питьевого водоснабжения населения (Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 22.11.2006 № 141).

5. 13.060.50 Исследования воды для определения содержания химических веществ. ГН 2.1.5.10-20-2003. Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

6. ГН 2.1.5.10-21-2003. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

СП 2.1.4.12-3-2005. Санитарные правила для хозяйственно-питьевых водопроводов.

Приведенный перечень документов отражен в Каталоге СанПин по состоянию на 01.05. 2008 г. (НП РУП «Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации - Бел ГИСС, Минск, 2008).

Значения ПДК 16 показателей, принятых в странах Днепровского бассейна (РБ, РФ, Украина), ЕС, США, ВОЗ приводятся в книге .

ПДК некоторых показателей, имеющихся в указанной работе, для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения следующие: рН - 6-9 (РБ и РФ), 6,5-8,5 (Украина), кислород, мг/дм 3 (концентрация других показателей приводится в таких же единицах) - 4 (РБ, РФ, Украина), БПК 5 - 6,0 (РБ), 2,0-4,0 (РФ), 4,0 (Украина), аммонийный азот-N - 1,0 (РБ), 2,0 (РФ, Украина), нитритный азот-N - 0,99 (РБ), 0,91 (РФ) и 1,0 (Украина), нитратный азот-N - 10,2 (РБ, РФ, Украина), РО 4 -Р - 0,2 (РБ), 1,14 (РФ, Украина), нефтепродукты - 0,3 (РБ, РФ, Украина), фенолы - 0,001 (РБ, РФ, Украина), СПАВ - 0,5 (РБ, РФ). Нормы для источников питьевого водоснабжения: рН - 6,5-8,5 (ЕС), аммонийный азот-N - 0,39 (ЕС), 1.5 (ВОЗ), нитритный азот-N - 0,91 (ВОЗ), нитратный азот-N - 11,3 (ЕС, ВОЗ), РО 4 -Р - 0,15 (ЕС).

4. Общие сведения о методах очистки сточных вод

Очистка сточных вод - это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Схема очистки сточных вод дана на рисунке 6.

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Защита водных ресурсов и их рациональное использование - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дают возможность полностью ликвидировать сбрасывание сточных вод в поверхностные водоемы. В промышленности актуальным становится более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект.

Рисунок 6 - Вариант принципиальной схемы очистки сточных вод

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятиями, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей. Необходимыми являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения, так как большое количество воды на предприятиях расходуется для этих целей. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения в развитых странах выделяются ассигнования.

В общем, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Литература

Размещено на Allbest.ru

1. Алекин, О. А. Основы гидрохимии / О. А. Алекин. - Л. : Гидрометеоиздат, 1970.

2.Автоматизированная система контроля эффективности водоохранных мероприятий в бассейне реки Енисей (АСКВод <<Енисей>>). - М. : ВДНХ СССР, 1986. - 15 с.

3.Водные ресурсы Енисейского региона: сб. материалов 4-й конф., посв. Междунар. дню воды 22 марта / ЕнБВУ Федерального агенства водных ресурсов. --- Красноярск, 2009. --- С. 71---78

4.Гидрологические основы водопользования ресурсами малых рек бассейнов Верхнего Енисея, Верхнего Чулыма и Нижней Ангары: рекомендации / СибНИИГиМ. --- Красноярск, 1990.

5.Давыдов, Л. К. Общая гидрология / Л. К. Давыдов, А. А. Дмитриева, Н. Г. Конкина. --- Л. : Гидрометеоиздат, 1973. --- С.~221--335.

6.Знаменский, Вит. А. Динамика массотока в водотоке / Вит. А. Знаменский; ФГУП СибНИИГиМ. --- Красноярск, 2006. --- С. 38.

7.Знаменский, В. А. К оценке возможности использования водных объектов для сброса сточных вод / В. А. Знаменский. // Водные ресурсы. - M., 1980. \No~3. --- С. 76.

8.Знаменский Вит. А. Нормирование антропогенного воздействия на речную воду / Вит. А. Знаменский; ФГУП <<СибНИИГиМ>>. --- Красноярск, 2007. --- 44~с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Роль гидросферы в природе и жизни человека. Источники загрязнения вод, влияние антропогенной деятельности на гидросферу. Глобальные и региональные экологические последствия в Мировом океане. Дефицит воды, управление водными ресурсами, их очистка и охрана.

курсовая работа , добавлен 24.05.2016

Понятие антропогенных факторов и общий механизм их влияния на гидросферу. Гидросфера как водная среда жизни. Антропогенные источники ионизирующего излучения. Абиотические и биотические экологические факторы. Классификация техногенных воздействий.

реферат , добавлен 29.06.2010

Вода в атмосфере, на поверхности и в глубине земли, ее физическое состояние: испарение, конденсация и экологическая очистка. Зависимость человека от круговорота воды и его влияние на этот процесс. Этапы стандартной очистки и дезинфекции сточных вод.

курсовая работа , добавлен 29.08.2014

Функции воды в экосфере. Геоэкологические аспекты водного хозяйства, управление водопотреблением. Показатели и источники загрязнения природных вод. Антропогенная деятельность, влияющая на гидросферу. Пути решения геоэкологических проблем морей и океанов.

реферат , добавлен 08.11.2013

Свойства воды и ее роль в жизни человека. Питьевой режим и баланс воды в организме. Влияние водных ресурсов на здоровье. Основные источники загрязнения питьевой воды. Этапы водоподготовки, гарантирующие ее качество: характеристика способов ее очистки.

контрольная работа , добавлен 14.01.2016

Круговорот воды в биосфере. Последствия влияния человека на гидросферу: уменьшение объема переносимых водных масс; уменьшение количества кислорода; увеличение токсичности. Тепловое загрязнение природных вод промышленностью и сельским хозяйством.

презентация , добавлен 24.09.2014

Анализ показателей качества питьевой воды и ее физико-химическая характеристика. Изучение гигиенических требований к качеству питьевой воды и основные источники ее загрязнения. Значение воды в жизни человека, влияние водных ресурсов на его здоровье.

курсовая работа , добавлен 17.02.2010

Свойства природных вод. Антропогенное воздействие на гидросферу. Определение химических свойств природных вод. Химические показатели воды. Содержание тяжелых металлов в воде и донных отложениях озера "Яльчик". Обобщающие показатели качества воды.

курсовая работа , добавлен 02.10.2014

Мировые запасы пресной воды, темпы и причины их уменьшения. Источники загрязнения природной воды. Существующие в данной области и проблемы, направления и перспективы их преодоления. Перспективы применение подземных вод как основной источник пресной воды.

контрольная работа , добавлен 23.04.2015

Роль воды в жизни человека. Исследование качества водопроводной воды в в деревне Уть, источники загрязнения. Результаты исследования проб воды. Влияние химических примесей в воде на здоровье человека. Пути решения данной экологической проблемы.

Антропогенные воздействия на гидросферу Загрязнение гидросферы Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. На нынешнем этапе развития техносферы когда в мире еще в большей степени возрастаем воздействие человека на гидросферу это выражается в проявлении такого страшного зла каким является химическое и бактериальное загрязнение вод.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Антропогенные воздействия на гидросферу и литосферу

1. Загрязнение гидросферы
2. Защита гидросферы
Антропогенное воздействие на литосферу
1. Деградация земель
2. Воздействие на породы и их массивы
3. Воздействие на недра
4. Защита литосферы

1. Антропогенные воздействия на гидросферу

Загрязнение гидросферы

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастаем воздействие человека на гидросферу, это выражается в проявлении такого страшного зла, каким является химическое и бактериальное загрязнение вод.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире на каждого жителя России приходится свыше1-30 000 м3/год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения. В результате около половины населения потребляют загрязненную недоброкачественную воду. Только в 1998 г. в поверхностные водные объекты России предприятиями промышленности, коммунального и сельского хозяйства было сброшено более 60 км 3 сточных вод, 40% из которых относились к категории загрязненных. Лишь десятая часть из них проходила нормативную очистку. Наиболее часто встречаются химическое и бактериальное загрязнения, реже радиоактивное, механическое и тепловое.

Химическое загрязнение наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов иди при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д. Однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер. Радиоактивное загрязнение воды весьма опасно даже при очень малых концентрациях радиоактивных веществ. Наиболее вредны «долгоживущие» и подвижные в воде радиоактивные элементы (сттронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Они попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании радиоактивных отходов, захоронении их на дне и др., в подземные же воды в результате просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами или в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий и выделению ядовитых газов - сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, вследствие ускоренного развития микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

К основным источникам загрязнения поверхностных вод относятся:

1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод;

2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

3) газодымовые выбросы;

4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др.

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами (фенолами, нефтепродуктами, сульфатами, СПАВ, фторидами, цианидами, тяжелыми металлами и др.), в зависимости от специфики отраслей промышленности.

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т.д.

Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны. Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т.д.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязаненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, почв, других компонентов природной среды.

Экологические последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека.

Пресноводные экосистемы. Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается снижение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других негативных процессов, снижающих темпы роста, плодовитость гидробионтов, а в ряде случаев могущих привести их к гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов. Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д. Антропогенная эвтрофикация водоемов протекает в непродолжительные сроки - до нескольких десятилетий, в то время как сроки естественной эвтрофикации столетия и тысячелетия.

Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы сине-зеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью.

На пресноводные экосистемы, помимо избытка биогенных веществ, губительное воздействие оказывают и другие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, загрязнение этими компонентами Байкала привело к обеднению гидробионтов, уменьшению биомассы зоопланктона, гибели значительной части численности популяции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд м 3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами, по трофической цепи приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы: ртуть, свинец,

кадмий и др.

До определенного предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двухстворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов ДДТ и при благоприятных условиях выводить их из организма.

В то же время в океан поступают все новые и новые токсичные загрязняющие вещества, все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана.

Экологические последствия истощения вод

Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек - биосфера.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводит изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, значительному ухудшению речного стока, к прекращению деятельности тысячи родников, многих десятков ручьев и небольших рек. Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность - гидро- и гигрофиты и др.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем снижении их минимально допустимого стока. На территории России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90% общего годового стока с территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море где проживает свыше 65% населения России, приходится менее 8% общего годового стока. Это главная причина появления проблемы переброски вод северных рек на юг.

Именно в этих районах наблюдается истощение поверхностных водных ресурсов, и дефицит пресной воды продолжает расти. При превышении безвозвратного изъятия объемов поверхностного стока более чем в 2 раза создается ситуация экологического бедствия.

Серьезнейшая экологическая проблема восстановление водности и чистоты малых рек (рек длиной не более 100 км) самого уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение.

В настоящее время состояние малых рек и озер, особенно на европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

К весьма серьезным экологическим последствиям может приводить изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоемы рек. Примером может служить трагедия Аральского моря, когда «человек убил целое

море». Уровень некогда многоводного Аральского моря с 60-х гг. XX в. катастрофически понижается в связи с недопустимым объемом забора воды из питающих Арал рек Амударьи и Сырдарьи.

Осушенное дно Аральского моря становится сегодня крупнейшим источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сырдарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых зарослей появляются бесплодные солончаки. Перезабор воды из Амударьи и Сырдарьи и сокращение моря вызвали такие экологические изменения приаральского ландшафта, которые могут быть охарактеризованы как опустынивание. Приведенные данные свидетельствуют об антропогенном нарушении закона целостности биосферы, которое значительно коварнее природного, так как в отличие от него носит ациклический и, по существу, необратимый характер.

Защита гидросферы

Поверхностная гидросфера

Поверхностные воды охраняют от засорения (загрязнения крупным мусором), загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод предотвращают путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод.

Важнейшая и наиболее сложная проблема защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения;
очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;
очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверностных вод сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод представляется весьма актуальной и экологически важной задачей. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения их сточными водами является разработка и внедрение безводной и безотходной технологии производства, начальным этапом которой является создание оборотного водоснабжения.

При организации системы оборотного водоснабжения в нее включают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать замкнутый цикл использования производственных и бытовых сточных вод. При таком способе водоподготовки сточные воды все время находятся в обороте и попадание их в поверхностные водоемы полностью исключено.

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико-химический, химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов (комбинированный способ). В процессе очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоем.

При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов (рис. 1). Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают.

Рис. 1. Схема устройства радиального отстойника: входная труба; 2 отводящая труба; 3 шламосборник; 4 канал вывода шлама; 5 механический скребок

На рис. 1 показан отстойник сильнозагрязиенных промстоков, которые до его сооружения сливались на открытый грунт. Сверху видна полимерная масса, похожая на лед. Эта масса выжигается непосредственно на поверхности пруда на открытом воздухе, загрязняя атмосферу. Определенная часть загрязняющих веществ из отстойника просачивается в нижележащие водоносные горизонты. По этим причинам подобную утилизацию вредных отходов производства нельзя считать экологически безопасной и следует рассматривать лишь как временную меру.

Химические и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод.

К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором различные окислители. С их помощью сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.

При физико-химической очистке используются:

коагуляция - введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются;
сорбция - способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение. Методом сорбции возможно извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующая их утилизация;
флотация пропускание через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно-активные вещества, нефть, масла и другие загрязнения и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой.

Для очистки коммунально-бытовых промстоков целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий широко используется биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.). Очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды и др.) и в искусственных сооружениях (аэротенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

Традиционными сооружениями очистки бытовых и некоторых видов промышленных сточных вод являются аэротенки специальные закрытые резервуары, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесени, дрожжей, водных грибов, коловраток и др.), а также твердого субстрата.

В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод:

электрохимические методы, основанные на процессах анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции и электрофлотации;
мембранные процессы очистки (ультрафильтры, электродиализ и др.);
магнитная обработка, позволяющая улучшить флотацию взвешенных частиц;
радиационная очистка воды, позволяющая в кратчайшие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;
озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы;
внедрение новых селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования, и др.

Известно, что значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, смываемые поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий. Для предотвращения попадания загрязняющих стоков в водоемы необходим комплекс мероприятий, включающих: 1) соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов; 2) очаговую и ленточную обработку пестицидами вместо сплошной; 3) внесение удобрений в виде гранул и по возможности вместе с поливнойводой; 4) замену ядохимикатов биологическими способами за щиты растений, и т. д.

Очень сложна утилизация животноводческих стоков, губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время наиболее экономичной признана технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции. При этом тверда: часть превращается в компост и ее вывозят на поля. Жидкая часть (навозная жижа) концентрацией до 18% проходит через реактор и превращается в гумус. При разложении органики выделяются метан, двуокись углерода и сероводород. Энергию этого биогаза используют для производства тепла и энергии.

Одним из перспективных способов уменьшения загрязнения поверхностных вод является закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты через систему поглощающих скважин (подземное захоронение) (рис. 2). При этом способе о падает необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод и в сооружении очистных сооружений.

Рис. 2. Схема «захоронения» промышленных сточных вод в глубокие водоносные горизонты: 1 накопительная емкость; 2 нагнетательная скважина; 3 - наблюдательные скважины; 4 зона активного водообмена (пресные воды); 5 зона замедленного водообмена; 6 зона застойного режима (соленые воды); 7 - закаченные промышленные стоки.

Однако, по мнению многих ведущих специалистов, данный метод целесообразен для изоляции лишь небольших количеств высокотоксичных сточных вод, не поддающихся очистке существующими технологиями. Эти опасения связаны с тем, что очень трудно оценить возможные экологические последствия усиленного заводнения даже хорошо изолированных глубокозалегающих горизонтов подземных вод. К тому же технически очень сложно полностью исключить возможность проникновения удаляемых высокотоксичных промстоков на поверхность земли или в другие водоносные горизонты через затрубные пространства скважин.

Все большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и агротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек, а также образование эрозий, оползней, обрушение берегов т. д. Выполнение комплекса этих работ позволит уменьшить объем, загрязненного поверхностного стока, и будет способствовать чистоте водоемов. В этой связи огромное значение придается снижению процессов эвтрофикации водоемов, в частности водохранилищ, гидротехнических каскадов. Ширина водоохранной зоны рек может составлять от 0,1 до 1,52,0 км, включая пойму реки, террасы и склон коренного берега. Назначение водоохранной зоны позволяет предотвратить загрязнение, засорение и истощение водного объекта. В пределах водоохранных зон запрещается распашка земель, выпас скота, применение ядохимикатов и удобрений, производство строительных работ и др.

Поверхностная гидросфера органично связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и с другими компонентами окружающей природной среды. Учитывая неразрывную взаимосвязь всех ее экосистем, невозможно обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без защиты от загрязнения атмосферы, почв, подземных вод и др.

Для защиты поверхностных вод от загрязнения в ряде случаев необходимо идти на радикальные меры: закрытие или перепрофилирование загрязняющих производств, полный перевод сточных вод на замкнутый цикл водопотребления и т. д. Так, например, кардинальное решение проблемы предотвращения загрязнения Байкала состоит не в том, чтобы сбрасывать в него даже хорошо очищенные, но все же губительные для водных организмов промстоки и пылегазовые выбросы, а в том, чтобы полностью исключить их попадание в озеро и в атмосферу.

Подземная гидросфера

Основные мероприятия по защите подземных вод, проводимые в настоящее время, заключаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхностных вод, эта большая и сложная проблема может быть успешно решена лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей природной среды.

Для борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, пригодных для целей питьевого водоснабжения, предусматривают различные меры, в том числе: регулирование режима водоотбора подземных вод; более рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.

В последние годы для предупреждения истощения подземных вод все чаще применяют искусственное пополнение их запасов путем перевода поверхностного стока в подземный. Пополнение осуществляется путем инфильтрации (просачивания) воды из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища) в водоносные пласты. Подземные воды получают при этом дополнительное питание, что позволяет увеличивать производительность водозаборов без истощения естественных запасов.

Меры борьбы с загрязнением подземных вод: подразделяют на: 1) профилактические и 2) специальные, задача которых локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.

Ликвидировать очаг загрязнения, т. е. извлечь из подземных вод и горных пород загрязняющие вещества, весьма сложно, на это могут уйти многие годы. Поэтому профилактические меры являются главными в природоохранных мероприятиях. Предотвратить загрязнение подземных вод можно различными путями. Для этого совершенствуют методы очистки сточных вод, чтобы исключить попадание загрязненных стоков в подземные воды. Внедряют производства с бессточной технологией, тщательно экранируют чаши бассейнов с промышленными стоками, снижают опасные газодымовые выбросы на предприятиях, регламентируют использование пестицидов и удобрений на сельскохозяйственных работах и т. д.

Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной охраны.

Зоны санитарной охраны (ЗСО) это территории вокруг водозаборов, создаваемые для исключения возможности загрязнения подземных вод. На их территории запрещается размещение любых объектов, могущих вызвать химическое или бактериальное загрязнения (шламохранилища, животноводческие комплексы, птицефабрики и т. д.). Запрещается также использование минеральных удобрений и пестицидов, промышленная рубка леса. Ограничивается или запрещается и другая производственная и хозяйственная деятельность человека.

Специальные мероприятия по защите подземных вод от загрязнения направлены на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта (завесы, противофильтрационные стенки), а также на перехват загрязненных подземных вод с помощью дренажа. Для ликвидации локальных очагов загрязнения ведут длительные откачки загрязненных подземных вод из специальных скважин.

Мероприятия по защите подземных вод от истощения и загрязнения проводятся в общем комплексе природоохранных мер.

2. Антропогенные воздействия на литосферу

Деградация почв (земель)

Деградация почвы это постепенное ухудшение ее свойств, "которое сопровождается уменьшением содержания гумуса и снижением плодородия. Как известно, почва один из важнейших компонентов окружающей природной среды, непосредственно связанный с приповерхностной частью литосферы. Ее образно называют «мостом между живой и неживой природой». Почва обеспечивает существование биосферы, является ее основой, она биологический адсорбент и нейтрализатор загрязнений.

Следует учитывать, что почва практически невозобновимый природный ресурс. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе - почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Эти процессы ведут к весьма опасной по своим далеко идущим последствиям дегумификации потере гумуса. Дегумификация возрастает и за счет неумеренного внесения в почву минеральных удобрений. За последнее столетие почвы Черноземья потеряли от трети до половины содержания гумуса. Но даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия не дает почве возможность выполнить в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т.е. ухудшать свои свойства.

К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера: эрозия, загрязнение, вторичное засоление, заболачивание, опустынивание. В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем, причина неустойчивого состояния которых в их упрощенном фитоценозе, не обеспечивающем оптимальную саморегуляцию. Огромный экологический ущерб почвам наносит эрозия.

Эрозия почв (от лат. erosio разъедание) разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными.

По аналогии выделяют также промышленную эрозию (разрушение почв при строительстве и при разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются ветровая эрозия (ей подвержены 34% суши) и водная эрозия, активно действующая на 31% поверхности суши. В засушливых районах мира эродировано 60% от общей площади, из них 20% сильно эродированы.

Интенсивность ветровой эрозии (дефляции) зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.

При очень сильных и продолжительных ветрах возникают пыльные бури. Они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни и безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв. Пыльные бури загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека. В нашей стране пыльные бури неоднократно возникали в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии и др.

В настоящее время крупнейший источник пыли Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на сотни километров. Общая масса переносимой ветром ныли в районе Арала достигает 90 млн т/г. Другой крупный пылевой очаг Черные земли Калмыкии.

Подводной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают водную эрозии плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее развита является производственная и иная деятельность человека: появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей природной среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия. Оврагов только на территории Русской равнины 5 млн га, и площадь их увеличивается: ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигаю100-20о Г a .

Поверхностные горизонты почв легко загрязняются. Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: 5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. По данным ВОЗ, отравлению пестицидами мире каждый год подвергаются до 2 млн. человек, из них 40 тыс. с летальным исходом.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения, которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет, и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов, так как обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. Вот почему применение наиболее опасного из них ДДТ в нашей стране и в большинстве развитых стран запрещено. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для фауны и флоры. Можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при транспортировке и хранении. Из различных удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, способность которых к самоочищению, как известна, ограничена.

Огромный вред для функционирования почв представляют газодымовые выбросы промпредприятий. Почва способна накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы, радионуклиды и радиоизотопы, оседающие из этих выбросов.

Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Поволжье и др. Причины загрязнения: аварии на нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи у аварийные и технологические выбросы и т.д. В Западной Сибири свыше 20 тыс. га загрязнены нефтью толщиной слоя не менее 5 см. На Тюменском Севере площади оленьих пастбищ уменьшились на 12,5% (6 млн га), замазученными оказались 30 тыс. га.

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30%, в России : 18% общей площади орошаемых земель. Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофи-ты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Оно сопровождается деградационными процессами в биоценозах, накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей природной среды в целом, является опустынивание. Опустынивание это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. На территории СНГ опустыниванию подвержено Приаралье, Прибалхашье, земли в Калмыкии и Астраханской области и, некоторые другие районы. Все они относятся к зонам экологического бедствия.

Непродуманная хозяйственная деятельность на этих территориях привела к необратимым деградационным изменениям природной среды и, что особенно опасно, ее эдафической части. Например, там, где по условиям рельефа, качеству почвы мощности травостоя можно было выпасать только одну овцу, выпасалось в десятки раз больше. В результате пастбища превратились в эродированные земли. Это привело к резкому снижению биоразнообразия и разрушению природных экосистем. Многие экологи считают, что в списке злодеяний против окружающей среды на второе место после гибели лесов можно поставить «опустынивание».

Воздействия на горные породы и их массивы

К числу основных антропогенных воздействий на горные породы относят: статические и динамические нагрузки, тепловые, электрические и другие воздействия.

Это наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы статические нагрузки. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород примерно на глубине 70100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются: 1) в вечномерзлых льдистых по -

родах, на участках залегания которых часто наблюдаются оттаивание, пучение и другие неблагоприятные процессы; 2) в сильносжимаемых породах, например, заторфованных, илистых и др.

Вибрации, удары, толчки и другие динамические нагрузки типичны при работе транспорта, ударных и вибрационных строительных машин, заводских механизмов и т.д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пески, водонасыщенные лессы, торф и др.). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются (равномерно или неравномерно), структурные связи нарушаются, возможно внезапное разжижение и образование оползней, отвалов, плывунов и других ущербообразующих процессов. Другим видом динамических нагрузок являются взрывы, действие которых сходно с сейсмическими.

Повышение температуры горных пород наблюдается при подземной газификации углей, в основании доменных и мартеновских печей и др. В ряде случаев температура пород повышается до 4050°С, а иногда и до 100°С и более (в основании доменных печей). В зоне подземной газификации углей при температуре 10001600°С породы спекаются, «каменеют», теряют свои первоначальные свойства. Как и другие виды воздействия, тепловой антропогенный поток влияет не только на состояние горных пород, но и на другие компоненты окружающей природной среды: почвы, подземные воды, растительность. Создаваемое в горных породах искусственное электрическое поле (электрифицированный транспорт, ЛЭП и др.) порождает блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они проявляются на городских территориях, где имеется наибольшая плотность источников электроэнергии. При этом изменяются электропроводность, электросопротивляемость и другие электрические свойства пород.

Динамическое, тепловое и электрическое воздействие на горные породы создает физическое «загрязнение» окружающей природной среды.

Массивы горных пород в ходе инженерно-хозяйственного освоения подвергаются мощному антропогенному воздействию. При этом развиваются такие опасные геологические процессы, как оползни, карст, подтопление, просадки и др. Особенно легко всевозможным нарушениям подвержены массивы вечномерзлых пород, так как они весьма чувствительны к любому антропогенному воздействию. Все эти процессы, если они вызваны деятельностью человека и нарушают природное равновесие, называют ущербообразующими, т.е. наносящими экологический (а, как правило, еще и экономический) ущерб окружающей природной среде.

Оползни представляют собой скольжение горных пород вниз по склону под действием собственного веса грунта и нагрузки: фильтрационной, сейсмической или вибрационной. Большой ущерб природной среде ежегодно наносят оползневые процессы на берегах Черноморского побережья Кавказа, Крыма, в долинах Волги, Днепра, Дона и многих других рек и горных районов.

Оползни нарушают устойчивость массивов горных пород, негативно влияют на многие другие компоненты окружающей природной среды (нарушение поверхностного стока, истощение ресурсов подземных вод при их вскрытии, образование заболоченностей, нарушение почвенного покрова, гибель деревьев и т.д.). Известно немало примеров оползневых явлений катастрофического характера, приводящих к значительным человеческим жертвам.

Массивы горных пород, в которых развивается карст, называются закарстованными. Карст широко распространен в мире, в том числе и в России: в Башкирии, в центральной части Русской равнины, в Приангарье, на Северном Кавказе и во многих других местах.

Хозяйственное освоение закарстованных массивов горных пород ведет к существенному изменению природной среды. Карстовые процессы заметно оживляются: образуются новые провалы, воронки и др. Их образование связывают с интенсификацией отбора подземных вод. Одним из важных направлений в сохранении окружающей природы является охрана карстовых пещер уникальных памятников природы.

Подтопление пример ответной реакции геологической среды на антропогенное воздействие. Под подтоплением понимают любое повышение уровня грунтовых вод до критических величин (менее 12 м до УГВ).

Подтопление территорий негативно влияет на экологическое состояние природной среды. Массивы горных пород переувлажняются и заболачиваются. Активизируются оползни,

карст и другие процессы. В лессовых грунтах возникают просадки, в глинах набухание. На подтопленной территории, в результате вторичного засоления почв угнетается растительность, возможно химическое и бактериальное загрязнение грунтовых вод, ухудшается санитарно-эпидемиологическая обстановка.

Причины подтопления разнообразны, но практически всегда связаны с деятельностью человека. Это утечки воды из подземных водонесущих коммуникаций, засыпка естественных дрен оврагов, асфальтирование и застройка территории, нерациональный полив садов, скверов, подпор подземных вод глубокими фундаментами, фильтрация из водохранилищ, прудов охладителей АЭС и др.

В России подтоплено свыше 700 городов и поселков городского типа, в том числе такие города, как Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Волгоград, Иркутск, Новосибирск, Саратов, Тюмень и др.

На севере Евразии и Америки породы верхней части земной коры постоянно находятся в мерзлом состоянии и только летом оттаивают на глубину несколько десятков сантиметров. Такие породы называют многолетнемерзлыми (или вечномерзлыми), а территорию областью многолетней мерзлоты (или криолитозоной). На территории нашей страны она занимает более 50% суши и значительную часть шельфа северных морей. Происхождение вечной мерзлоты связывают с последним оледенением четвертичного периода.

В последние десятилетия в сферу строительного освоения в районах вечной мерзлоты вовлекаются все новые территории: север Западной Сибири, шельф арктических морей, земли Нерюнгринского месторождения угля и др.

Вторжение человека не проходит бесследно для «хрупких» природных экосистем Севера: разрушается почвенный слой, изменяется рельеф, режим снегового покрова, возникают болота, нарушаются взаимосвязи и взаимодействия экосистем. Движение тракторов и других видов транспорта, особенно гусеничного, а также малейшее загрязнение воздуха диоксидом серы разрушают покровы мха, лишайников и др., приводят к резкому снижению устойчивости экосистем.

Воздействия на недра

Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Экологические и некоторые другие функции недр как природного объекта достаточно многообразны. Являясь естественным фундаментом земной поверхности, недра активно влияют на окружающую природную среду. В этом состоит их главная экологическая функция.

Основное природное богатство недр минерально-сырьевые ресурсы, т.е. совокупность полезных ископаемых, заключенных в них. Добыча (извлечение) полезных ископаемых с целью их переработки главная цель пользования недрами.

Важно подчеркнуть также, что в наши дни недра должны рассматриваться не только в качестве источника полезных ископаемых или резервуара для захоронения отходов, но и та часть среды обитания человека в связи со строительством метрополитенов, подземных городов, объектов гражданской обороны и т.д.

Экологическое состояние недр определяется прежде всего силой и характером воздействия на них горнодобывающей, строительной и иной деятельности. В современный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны. Толь ко в России действуют несколько тысяч карьеров для открыто: разработки полезных ископаемых, из них самые глубокие - Коркинские угольные карьеры в Челябинской области (боле 500 м). Глубина угольных шахт нередко превышает 1500 м.

Недра нуждаются в постоянной экологической защите, в первую очередь от истощения запасов сырья, а также от загрязнения их вредными отходами, сточными водами и т.д. С другой стороны, разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды и ее качество в целом. Нет в мире другой отрасли хозяйства, которую можно было бы сравнить с горнодобывающей промышленностью, по силе негативного воздействия на природные экосистемы, исключая разве что природные и техногенные катастрофы, подобно аварии на Чернобыльской АЭС.

Защита литосферы

Защита почв (земель)

Защита почв от прогрессирующей деградации и необоснованных потерь наиболее острая экологическая проблема в земледелии, которая еще далека от своего решения.

В число основных звеньев экологической защиты почв входят:

защита почв от водной и ветровой эрозии;
организация севооборотов и системы обработки почв с целью повышения их плодородия;
мелиоративные мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);
рекультивация нарушенного почвенного покрова;
защита почв от загрязнения, а полезной флоры и фауны от уничтожения;
предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.

Защита почв должна осуществляться на основе комплексного подхода к сельскохозяйственным угодьям как сложным природным образованиям (экосистемам) с обязательным учетом региональных особенностей.

Для борьбы с эрозией почв необходим комплекс мер: землеустроительных (распределение угодий по степени их устойчивости к эрозионным процессам), агротехнических (почвозащитные севообороты, контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, при которой задерживается сток, химические средства борьбы и т. д.), лесомелиоративных (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы, лесные насаждения на оврагах, балках и т. д.) и гидротехнических (каскадные пруды и т. д.).

При этом учитывают, что гидротехнические мероприятия останавливают развитие эрозии на определенном участке сразу же после их устройства, агротехнические через несколько лет, а лесомелиоративные через 1020 лет после их внедрения.

Для почв, подверженных сильной эрозии, необходим весь комплекс противоэрозионных мер: полосное земледелие, т.е. такая организация территории, при которой прямолинейные контуры полей чередуются с полезащитными лесными полосами, почвозащитные севообороты (для защиты почв от дефляции), облесение оврагов, бесплужные системы обработки почв (применение культиваторов, плоскорезов и т. п.), различные гидротехнические мероприятия (устройство каналов, валов, канав, террас, сооружение водотоков, лотков и др.) и другие меры.

Для борьбы с заболачиванием почв в районах достаточного или избыточного увлажнения в результате нарушения природного водного режима применяют различные осушительные мелиорации. В зависимости от причин заболачивания это может быть понижение уровня грунтовых вод с помощью закрытого дренажа, открытых каналов или водозаборных сооружений, строительство дамб, спрямление русла реки для защиты от затопления, перехват и сброс атмосферных склоновых вод и др. Однако чрезмерное осушение больших площадей может вызвать нежелательные изменения в экосистемах переосушку почв, их дегумификацию и декальцинирование, а также вызвать обмеление малых рек, усыхание лесов и т. д.

Для предупреждения вторичного засоления почв необходимо устраивать дренаж, регулировать подачу воды, применять полив дождеванием, использовать капельное и прикорневое орошение, выполнять работы по гидроизоляции оросительных каналов и т. д.

Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вредными веществами используют экологические методы защиты растений (биологические, агротехнические и др.), повышают природную способность почв к самоочищению, не применяют особо опасные и стойкие инсектицидные препараты и др.

Например, широко используется разведение и выпуск в агроэкосистемы насекомых-хищников: божьей коровки, жужелицы, муравьев и др. (биологическая защита), внедрение в природные популяции видов или особей, не способных давать потомство (генетический метод защиты), оптимизация размеров отдельных полей для подавления нежелательных видов (агротехнический метод) и т. д.

В США и в ряде стран Западной Европы организована система биологического земледелия, при которой полностью исключено применение пестицидов и минеральных удобрений и где получают «экологически чистые» продукты. Интенсивно ведутся работы по созданию пестицидных препаратов на основе природных ингредиентов (смесь зеленого перца с чесноком и табаком, пудра из ромашки, настои из багульника, живокости, софоры, лука и др).

Изъятие пахотных земель для капитального строительства и других целей может быть допущено лишь в исключительных случаях в соответствии с действующим законодательством. Для сохранения продуктивности земель необходимо вводить научно обоснованные нормы земельных площадей, расширять использование для строительства условно непригодных для сельского хозяйства земель, прокладывать коммуникации под землей, повышать этажность застройки городов и населенных пунктов и т. д.

Охрана недр

Одним из основных принципов охраны окружающей природной среды является рациональное использование природных ресурсов. Для предотвращения возможного их истощения и сохранения запасов недр очень важно соблюдать принцип наиболее полного извлечения из недр основных и попутных полезных ископаемых. Подсчитано, что если повысить отдачу недр всего на 1 %, можно дополнительно получить 9 млн т угля, около 9 млрд м 3 газа, свыше 10 млн т нефти, около 3 млн т железной руды и других полезных ископаемых. Все это позволит сократить глубину и масштабы неоправданного проникновения в земные недра, а следовательно, значительно уменьшить отходы горнодобывающих предприятий и оздоровить экологическую обстановку.

Одной из важных проблем, связанных с охраной и рациональным использованием недр, является комплексное использование минерального сырья, включая проблему утилизации отходов.

Отходы при разработке недр бывают твердыми («пустые» горные породы, минеральная пыль), жидкими (шахтные, карьерные и сточные воды) и газообразными (газы, выделяемые из отвалов). Основные направления утилизации отходов и улучшения экологической обстановки это использование их в качестве сырья, в промышленном и строительном производстве, в дорожном строительстве, для закладки выработанного пространства и для производства удобрений. Жидкие отходы после соответствующей очистки используют для хозяйственно-питьевого водоснабжения, орошения и т. д., газообразные для отопления и газоснабжения.

При пользовании недрами охраняют также земную поверхность, поверхностные и подземные воды, рекультивируют выработанные участки, предотвращают вредное воздействие на другие компоненты природной среды и качество окружающей среды в целом.

Процесс рекультивации подразделяют на два основных этапа: техническая и биологическая рекультвация. На этапе технической рекультивации засыпают карьерные, строительные и другие выемки, частично разбирают терриконы, отвалы, хвостохранилища, закладывают «пустыми» породами выработанные подземные пространства. После завершения процесса осадки поверхность земли выравнивают. Биологическая рекультивация проводится после технической для создания растительного покрова на подготовленных участках. С ее помощью восстанавливают продуктивность нарушенных земель, формируют зеленый ландшафт, создают условия для обитания животных, растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты, предохраняя их от водной и ветровой эрозии, создают сенокосно-пастбищные угодья и т. д.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
8877.		АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОТИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА. ОСОБОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	111.19 KB
	Наибольшее количество промышленных отходов образует угольная промышленность предприятия черной и цветной металлургии тепловые электростанции промышленность строительных материалов. В России к опасным отходам относят около 10 от всей массы твердых отходов. Огромное количество небольших захоронений радиоактивных отходов иногда забытых рассеяно по всему миру. Очевидно что проблема радиоактивных отходов со временем будет еще более острой и актуальной.
583.		Естественные и антропогенные опасности	9.08 KB
	Естественные и антропогенные опасности Опасностью называют различные явления процессы объекты способные в определенных условиях наносить ущерб здоровью человека или иным его ценностям а также представляющие угрозу для жизни человека. Антропогенные опасности возникают в результате воздействия человека на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности техническими средствами выбросами различных продуктов и т.Чем выше преобразующая деятельность человека тем выше уровень и число антропогенных опасностей вредных и...
10605.		Антропогенные опасности и защита от них. Психология безопасности жизнедеятельности	41.77 KB
	Юриспруденция квалификация степени выпускника бакалавр Тверского филиала МГЭИ и может оказаться полезной в самостоятельном изучении проблематики безопасности жизнедеятельности человека и среды его обитания охраны труда экологической безопасности. Система безопасности труда ее основные задачи. В психологии выделяется несколько отраслей в том числе психология труда инженерная психология психология безопасности. В оптимальных условиях промежуточные и конечные цели труда достигаются при невысоких нервнопсихических...
964.		Методика логопедического воздействия при дислалии	121.05 KB
	Среди нарушений произносительной стороны речи наиболее распространенными являются избирательные нарушения в ее звуковом фонемном оформлении при нормальном функционировании всех остальных операций высказывания рис. Эти нарушения проявляются в дефектах воспроизведения звуков речи: искаженном ненормативном их произнесении заменах одних звуков другими смешении звуков и реже их пропусках. Преобладающими стали полиморфные формы нарушения звукопроизношения проявляющиеся в дефектном произношении сразу многих звуков из разных...
11286.		ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ	34.92 KB
	Местными программами действий по охране природной среды предусматриваются меры по достижению реальных позитивных конфигураций охраны естественной среды и усовершенствования общественно-финансового состояния людей путем осуществления мер по сохранению состояния находящейся вокруг среды
551.		Прогнозирование и оценка зон воздействия взрывных процессов	5.61 KB
	К свободным воздушным взрывам относят такие взрывы которые происходят на значительной высоте от поверхности земли. При этом усиление ударной волны между центром взрыва и объектом за счет отражения не должно происходить. Избыточное давление на фронте и длительность фазы сжатия зависят от энергии взрыва высоты центра взрыва над поверхностью Земли условий взрыва и расстояния от эпицентра. При наземных взрывах воздушная ударная волна от взрыва усиливается за счет отражения.
14478.		СОЦИАЛЬНЫЕ СЕТИ КАК ИНСТРУМЕНТ ПОЛИТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ	941.11 KB
	Рассмотреть существующие технологии и средства политического воздействия как в период информационной войны, так и в «мирное» время. Проанализировать специфику аудитории социальных сетей, принципы их функционирования, особенности коммуникации в социальных сетях. Отследить в социальных сетях контент политической направленности и проанализировать его.
4946.		Теоретические подходы в изучении эффектов воздействия в СМК	44.91 KB
	Средства массовой коммуникации как один из факторов формирования информационного пространства личности. Философский взгляд на проблемы коммуникации в современном мире. Стратегия изучения эффективного воздействия средств массовой коммуникации. Роль средств массовой коммуникации в формировании общероссийской идентичности и гражданского патриотизма.
19438.		ЛИЧНОСТЬ КАК ОБЪЕКТ И СУБЪЕКТ УПРАВЛЕНЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ	32.17 KB
	Социально-психологическая характеристика личности. С этой точки зрения структура личности - лишь одно из определений ее единства и целостности т. более частная характеристика личности интеграционные особенности которой связаны с мотивацией отношениями и тенденциями личности. Поведение личности как объекта управления строится на основе соответствующих социальных норм.
20109.			45.41 KB
	Гражданское общество является средой реализации творческих инициатив граждан в решении социальных, экономических, культурных проблем. Роль инструмента в этом процессе, с помощью которого осуществляется взаимодействие между социально активными гражданами и обществом, играют средства массовой информации. Значение средств массовой информации для общества и функционирования государства трудно переоценить. Основная задача СМИ заключается в информировании людей по различным вопросам жизнедеятельности государства и общества

Вода и жизнь - понятия неразделимые. Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок. Промышленные 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 бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете, основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в своей биомассе. Потери 10-20% воды живыми организмами приводят к их гибели.

Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится всего 2%. Большая часть пресных вод (85%) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. К тому же роль человека по мере его развития становится все более значительной в этом круговороте.

Круговорот воды в биосфере происходит следующим образом. Вода выпадает на поверхность Земли в виде осадков, образующихся из водяного пара атмосферы. Определенная часть выпавших осадков испаряется прямо с поверхности, возвращаясь в атмосферу водяным паром. Другая часть проникает в почву, всасывается корнями растений и затем, пройдя через растения, испаряется в процессе транспирации. Третья часть просачивается в глубокие слои литосферы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные воды. Четвертая часть в виде поверхностного, речного и подземного стока стекает в водоемы, откуда также испаряется в атмосферу. Наконец, часть используется животными и потребляется человеком для своих нужд. Вся испарившаяся и вернувшаяся в атмосферу вода конденсируется и вновь выпадает в качестве осадков.

Таким образом, один из основных путей круговорота воды - транспирация , т.е. биологическое испарение, осуществляется растениями, поддерживая их жизнедеятельность. Количество воды, выделяющееся в результате транспирации, зависит от вида растений, типа растительных сообществ, их биомассы, климатических факторов, времени года и других условий.

Интенсивность транспирации и масса испаряющейся при этом воды могут достигать весьма значительных величин. У таких сообществ, как леса (с большой фитомассой и листовой поверхностью) или болота (с водонасыщенной моховой поверхностью) транспирация в целом вполне сравнима с испарением открытых водоемов (океана) и нередко даже превышает его. В среднем для растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от 2000 до 6000 м 3 воды с 1 м 2 в год.

Величина суммарного испарения (с почвы, с поверхности растений и через транспирацию) зависит от физиологических особенностей растений и их биомассы, поэтому служит косвенным показателем жизнедеятельности и продуктивности сообществ. Растительность в целом выполняет роль грандиозного испарителя, существенно влияя при этом на климат территории. Растительный покров ландшафтов, особенно леса и болота, имеет также огромное водоохранное и водорегулирующее значение, смягчая перепады стока (паводки), способствуя удержанию влаги, препятствуя иссушению и эрозии почв.

Какая у нас вода? В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, взвешены твердые частички. Даже пресной мы называем воду с содержанием растворенных солей до 1 г на литр. Откуда же берется и почему никогда не иссякает 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, достигающий 525 тыс. км 3 в год, 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей - Каспийского, Аральского и др. Остальная часть испаряется 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 дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии.

Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод (85%) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8 тыс. 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. Нов современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного 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 водопользования тратится 2200 км 3 воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30-35 тыс. км 3 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 3 очищенной сточной воды «портит» 10 км 3 речной воды, а не очищенной - в 3-5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится непригодной для потребления.

Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на «сухую» или безотходную технологию, 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 зависит от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии - 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности - сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, используемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 70-80% всей пресной воды. Орошаемое 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 за год составляет 4720 км. Но распределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регионах, где производится до 80% промышленной продукции и находится 90% пригодных для сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие районы недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части России, юг Западной Сибири и Казахстана и некоторые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего Востока. Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток.

В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соединения. Для регулирования стока рек, неравномерного 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 сокра- тилсяна8%,аутакихрек,как Терек, Дон,ДнестриУрал, -на 11-20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье.

В итоге сократился приток воды к Азовскому 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 вещества разделяют на несколько классов в зависимости от их природы, химического строения и происхождения.

Органические материалы поступают из бытовых, сельскохозяйственных или промышленных стоков. Их разложение происходит под действием микроорганизмов и сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода. 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 л, а в районах нереста - ниже 7 мг многие виды рыб погибают.

Болезнетворные микроорганизмы и вирусы содержатся в плохо обработанных 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 сальмонеллиоза, гастроэнтерита, гепатита и др. В развитых странах в настоящее время распространение эпидемий через общественное водоснабжение происходит редко. Могут быть заражены пищевые продукты, например овощи, выращиваемые на полях, которые удобряются шламами после очистки бытовых сточных вод (от нем. schlamme - буквально грязь). Водные беспозвоночные, например устрицы или другие моллюски, из зараженных водоемов служили часто причиной вспышек брюшного тифа.

Питательные элементы, главным образом соединения азота и фосфора, поступают в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Увеличение содержания нитритов и нитратов в поверхностных и подземных водах ведет к загрязнению питьевой воды и к развитию некоторых заболеваний, а рост этих веществ в водоемах вызывает их усиленную эвтрофикацию (увеличение запасов биогенных и органических веществ, из-за чего бурно развиваются планктон и водоросли, поглощая весь кислород в воде).

К неорганическим и органическим веществам также относятся соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, пестициды (ядохимикаты), синтетические 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 цепочках.

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 сельского хозяйства, сведения лесов, а также зарегулированное™ речного стока. Это явление приводит к нарушению экологического равновесия в водных системах, пагубно действует на донные организмы.

Источником теплового загрязнения служат подогретые сбросные воды теплоэлектростанций и промышленности. Повышение температуры природных вод изменяет естественные условия для водных организмов, снижает количество растворенного кислорода, изменяет скорость обмена веществ. Многие обитатели рек, озер или водохранилищ гибнут, развитие других подавляется.

Еще несколько десятилетий назад загрязненные воды представляли собой как бы острова в относительно чистой природной среде. Сейчас картина изменилась, образовались сплошные массивы загрязненных территорий.

Под загрязнением гидросферы понимают снижение ее биосферных функций, экономического и экологического значения в результате поступления вредных веществ.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5- 15мг/л при ПДК 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоемах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пе- нообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Наибольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий, производящих ядохимикаты, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.

Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире - на каждого жителя России приходится свыше 30 000 м 3 /год воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества источника питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляют загрязненную недоброкачественную воду.

Нарушено исторически сложившееся равновесие в водной среде Байкала - уникальнейшего озера нашей планеты, которое, по подсчетам ученых, могло бы обеспечивать чистой водой все человечество в течение почти полустолетия. Только за последние 15 лет загрязнено более 100 км 3 байкальской воды. В озеро ежегодно поступает более 8500 т нефтепродуктов, 750 т нитратов, 13 тыс. т хлоридов и других загрязнителей. Ученые полагают, что только размеры озера и огромный объем водной массы, а также способность биоты участвовать в процессах самоочищения спасают экосистему Байкала от полной деградации.

Таким образом, на нынешнем этапе развития человечества, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на геосферы Земли, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, очевидно, необходимы новые подходы, осознание реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и ее составляющих. В полной мере это относится к осознанию такого страшного зла, каким является в наше время загрязнение и истощение поверхностных и подземных вод, загрязнение вод Мирового океана.

Понятие гидросферы

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Вода: является средой, в которой зародилась и продолжается жизнь; обеспечивает существование биосферы и человека; вместилище колоссальных биоресурсов (рыба, млекопитающие, моллюски и др); влияла на расселение человека, формирование и развитие цивилизации.

Человечество постоянно стремится к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу значительное многообразное давление.

Гидросфера - это прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой (литосферой) и включающая всю совокупность морей, океанов, озер, рек, болот и подземных вод.

Распределение водных масс в биосфере

Океаны и моря покрывают почти ¾ всей земной поверхности и содержат около 97 % всего количества воды на Земле. На долю пресной воды (необходима для обеспечения жизнедеятельности организмов), которая существует благодаря круговороту веществ, приходится лишь 3 %. Пресная вода содержится в ледниках (79%), из нее состоят подземные воды (20 %) и оставшийся 1 % приходится на долю воды участвующей в круговороте. Из количества воды, участвующей в круговороте - 52 % приходится на озера (52%), 38 и 8 % - это почвенная и атмосферная влага соответственно и по 1 % пресной воды приходится на реки и биологические воды в живых организмах.

Антропогенное воздействие на гидросферу проявляется в загрязнении и истощение поверхностных и подземных вод.

Загрязнение гидросферы

Загрязнение поверхностных и подземных вод - это снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Проявляется загрязнение в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, цвета, вкуса и др.), в увеличении содержания сульфитов, хлоридов, нитратов, тяжелых металлов, в сокращении растворенного кислорода, в появление радиоактивных элементов и болезнетворных бактерий и т.д.

Загрязнение вод может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным, искусственным). Естественное загрязнение вод происходит при извержении вулканов, разрушении берегов, при эрозионных процессах в почве, при засолении пресных вод солеными и др. Антропогенное загрязнение связано с хозяйственной деятельностью человека.

Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод

· Сброс неочищенных сточных вод (промышленные, коммунальные, коллекторно-дренажные) (таб. 4).

Таблица 4.

Объем сброса сточных вод в поверхностные водоемы России

(конец 90-х годов)

Отрасли хозяйства	Сброс сточных вод, млн. км 3	Из них загрязненных
Всего, млн. км 3	% от сброса сточных вод
Промышленность			24,1
В том числе: энергетика			4,4
Черная металлургия			71,5
Цветная металлургия			56,5
Химическая и нефтехимическая			82,1
Машиностроение и металлообработка			42,9
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная			87,3
Строительных материалов			65,5
Сельское хозяйство			31,0
Транспорт			65,1
Жилищно-коммунальное хозяйство			91,1
Прочие отрасли экономики			66,9

Сточные воды оказывают наибольшее негативное воздействие на гидросферу.

· Смыв ядохимикатов (пестициды) и удобрений (минеральные и органические) ливневыми осадками. Попадание этих веществ в водоемы происходит при неправильном хранении и внесении в почву.

· Газодымовые выбросы (аэрозоли, пыль), содержащие твердые частицы, оксиды серы и азота, тяжелые металлы, углеводороды и др. Перечисленные вещества попадают в водные объекты в процессе механического оседания или с осадками.

· Утечка нефти и нефтепродуктов, которые происходят при авариях на нефтепроводах и нефтеналивных судах, при сбросе балластных вод с судов и др.

В подземные (грунтовые) воды загрязняющие вещества проникают при просачивании в почву промышленных и коммунально-бытовых стоков из хранилищ, отстойников, по неисправным скважинам, через карстовые воронки и т.д. При этом грунтовые воды имеют самый низкий коэффициент самоочищения.

Главные загрязнители воды

1. Химические - кислоты, щелочи, соли, нефть и нефтепродукты, диоксины, пестициды, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитратный азот, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).

От химических загрязнителей, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в грунтовые воды вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

2. Биологические - вирусы, бактерии (в том числе и болезнетворные), водоросли, дрожжевые и плесневые грибки. Этот вид загрязнений носит обычно временный характер.

3. Физические - радиоактивные элементы, тепло, органолептические (изменяющие цвет, запах), шлам, песок, ил, глина.

4. Механические - твердые промышленные и бытовые отходы (мусор).

В России, обладающей самым высоки водным потенциалом (30 000 км3 в год на человека), 70 % рек и озер утратили свои качества из-за загрязнения. В акваторию Байкала ежегодно сбрасывается 85000 т. нефтепродуктов, 750 т. нитратов, 13 000 т. хлоридов и других загрязнителей.

Экологические последствия загрязнения гидросферы

Как в пресноводных, так и в морских экосистемах происходит: нарушение устойчивости водных экосистем и пищевых пирамид, микробиологическое загрязнение, «цветение воды» (вызывается эвтофикацией), накопление химических токсинов в биоте, снижение биологической продуктивности, возникновение мутагенеза и канцерогенеза.

Эвтрофикация - процесс обогащения водоемов питательными веществами (азот, фосфор, калий и др.), при котором создаются благоприятные условия для развития фитопланктона (сине-зеленые водоросли и другие водные растения) и вода начинает «цвести» (приобретает зеленую, желто-бурую, красную окраску). При этом массовый рост, размножение и дальнейшее отмирание фитопланктона сопровождаются потреблением растворенного в воде кислорода и накоплением ядовитых веществ – сероводорода и углекислоты и др. При этом резко ухудшается качество воды, гибнет от заморов рыба.

Процессы антропогенной эвтрофикации происходят на Великих Американских озерах, Ладожском озере, у берегов Индии, Австралии, Японии, Черного моря и др.

Загрязненные подземные воды могут распространяться вниз по течению потока на расстояния до 20-30 км и более от источника загрязнения. Что может создать реальную угрозу для питьевого водоснабжения. Кроме того, загрязнение подземных вод может негативно сказаться и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв и других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их.

Сегодня каждый пятый человек в мире не имеет в своем распоряжении чистой питьевой воды. Каждый второй употребляет воду, не прошедшую адекватной очистки.

Около 2 млрд. человек живут в неудовлетворительных санитарных условиях, 3 млн. детей умирают ежегодно от употребления зараженной болезнетворными микроорганизмами воды, 80 % болезней в развивающихся странах происходит от грязной воды.

Истощение гидросферы и

его экологические последствия

Истощение поверхностных и грунтовых вод - это недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод).

Истощение поверхностных вод - это результат безвозвратного изъятия вод на орошение, промышленное производство, коммунально-бытовые нужды и т.д.

Истощение подземных вод обычно является результатом интенсивной добычи подземных вод в районах водозаборов, а также значительного водоотлива при строительстве шахт и карьеров. Это приводит к нарушению взаимосвязи поверхностных и грунтовых вод. Истощение подземных вод приводит к ухудшению речного стока, иссушению родников, небольших рек, иссушению территорий и гибели растительности.

В 1999 г. в программе ООН по окружающей среде (ЮНЕП) сообщается о том, что нехватка воды станет одной из самых насущных проблем нового тысячелетия. Более 1 млрд. человек не имеют в настоящий момент постоянного доступа к пресной воде. Подсчитано, что к 2050 г. не менее 2 млрд. человек будут жить в регионах с серьезной нехваткой воды.

Больших затрат воды требуют сельское хозяйство и промышленность. На долю сельского хозяйства приходится около 70 % потребляемой человеком воды. Доля водопотребления промышленности за 20 век возросла в десять раз.

В России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90 % выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море), где проживает свыше 65 % населения России, приходится менее 8% общего годового стока. Сток многих малых рек, особенно на европейской части России, снизился более чем на половину.

Ярким примером истощения поверхностных вод является регрессия Аральского моря, произошедшая в результате перезабора на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в него рек - Амурдарьи и Сырдарьи. Осушенное дно становится источником пыли и солей.

Неоднозначным является вопрос со строительством водохранилищ. Создание крупных водохранилищ приводит к разнонаправленным последствиям в окружающей среде (таб. 5).

Таблица 5.

Экологические последствия создания водохранилищ

Кроме того, перегораживание русла водотоков плотинами при создании водохранилищ чревато негативными последствиями для большинства гидробионтов (оказываются недоступными нерестилища, ухудшается естественное воспроизводство многих рыб).

Состояние гидроресурсов

на территории Омской области

Главной водной магистралью области является река Иртыш. Иртыш является притоком реки Обь. Вся длина Иртыша от истока до впадения в Обь 4370 км. Исток Иртыша находится в хребтах Монгольского Алтая. В переводе с тюркского слово ²Иртыш² означает ²землерой² (река в верхнем течении стремительно спускается с гор и с силой размывает берега). Протекая на территории Омской области на протяжении 1174 км, Иртыш имеет все черты, характерные для равнинных рек: правый берег высокий, крутой, нередко изрезанный оврагами, левый - пологий, переходит в равнину. Глубина реки может достигать - 15 м. Скорость течения до 1,5 м/сек. В летние месяцы температура воды в Иртыше - +19 - +20ºС. Иногда достигает +26 - +29ºС. Толщина льда в зимнее время достигает 1 и более метров. Ширина русла на юге Омской области составляет 600 – 700 м, на севере – 900 – 1000 м.

Река Иртыш, как все реки Омской области имеет смешенное питание с преобладанием дождевой и снеговой воды. Летом и осенью большое значение имеют воды из больших водораздельных болот, которые приносятся в Иртыш его притоками.

Единственный приток Иртыша в южной половине области - река Омь (в переводе с тюркского её название означает ²тихая, спокойная²). Она вытекает из западной части Бакчаровского болота (Васюганские болота) в Новосибирской области в 150 км от реки Оби. Омь имеет общую длину 1091 км, но по территории Омской области протекает лишь на расстоянии 294,7 км.

Наиболее крупные притоки Иртыша в северной половине области (имеют протяжённость более 160 км) - Тара, Оша, Ишим, Шиш, Туй, Уй, Бича.

Общая длина речной сети в области превышает 19000 км.

В области более 16 тыс. озёр, в том числе 245 солёных. Крупных озёр 12.

Наиболее крупные озёра находятся в Крутинском районе. Самое большое - Салтаим. Площадь водного зеркала 146 км2. Западнее Салтаима расположено озеро Тенис. Площадь водного зеркала 124 км2. Самое маленькое в этой системе озер - озеро Ик. Площадь водного зеркала - 71,4 км2. Озера рыбные, в них разводят такие виды ценных рыб, как пелядь, рипус, карп.

Озера степной и лесостепной зон области, в основном соленые с минерализацией от 5 г/л до 19 г/л и потому являются непригодными для целей орошения и рыборазведения. Тридцать озер имеют целебные грязи.

Болота занимают примерно 25,7 % территории Омской области. Больше всего болот сконцентрировано на севере в Большеуковском, Тевризском, Тарском, Знаменском, Муромцевском районах. Помимо этого, значительно, заболоченна центральная часть области в Тюкалинском, Большереченском, Называемском районах.

Кроме того, в Омской области имеются значительные ресурсы подземных вод. Пресные грунтовые воды, как правило, залегают до глубины 61-250 м, ниже они переходят в солоноватые воды и рассолы. Основные ресурсы подземных вод сосредоточены в северных районах.

Также в области разведаны месторождения минеральных и йодо-бромных вод используемых в лечебных целях.

Основной проблемой водных ресурсов Омской области является их загрязнение сточными водами промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства (86 %). По объему сброса загрязненных сточных вод город Омск стоит на 9 месте по России. В водные объекты области в зависимости от объема производства поступает до 269 млн. м3 загрязненных сточных вод, в том числе в городе - 230 млн. м3 , из которых 86 % - неочищенных или недостаточно очищенных.

Свою лепту в загрязнение поверхностных вод Омского Прииртышья вносит также речной флот и мелиорация. Загрязнение при мелиорации происходит в результате того, что основной фонд дачных участков находится в долине Иртыша (часто в пределах 2-3 километровой зоны), а орошение этих территорий вызывает интенсивный снос в водоемы больших объемов различных удобрений и ядохимикатов. А в некоторых случаях эти загрязняющие вещества, попадают в водную среду с дренажными водами.

Бедствием для малых рек и озер является размещение на их берегах животноводческих ферм, нефтебаз, автозаправочных станций, дачных участков, стихийных свалок и ряд др.

Если Иртыш за счет большой массы воды, течения, фильтрующей способности песка, солнечной радиации и объема поступающего в воду кислорода как-то способен сопротивляться и бороться с загрязнением, то у малых рек, и озер нет такой возможности.

Качественный состав речных вод в сельской местности формируется под влиянием загрязнений, поступающих с поверхностными стоками. Дождевые и талые воды обеспечивают поступление в водоемы значительных масс азота и фосфора, минеральных и органических удобрений, что приводит к эвтрофикации Заморы рыбы от недостатка кислорода в воде стали частым явлением в наших водоемах. Так, в 1991 году на озере Ик погибло более 120 тонн рыбы.

Степень загрязнения рек области в ряде районов характеризуется как чрезвычайно высокая. В Иртыше и малых реках обнаружены соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, фенолы, пестициды, которые поступают в водоемы с отходами предприятий, бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами.

Не лучше обстоит дело и с грунтовыми водами. Грунтовые воды в Омской области залегают на небольшой глубине. Вдоль Иртыша, Оми, Тары грунтовые воды залегают на глубине 5-10 м, в южной части 5-15 м, в центральной части 1-3 м. Основными источниками загрязнения подземных вод являются свалки, подземная канализация, утечка бензина на автозаправочных станциях, пестициды и удобрения, применяемые на полях и индивидуальных садовых участках, а также соль, которой посыпают дороги в зимнее время.

Согласно данным областного мониторинга и санитарно-эпидемиологического надзора, вода в Иртыше за последние годы оценивается как «грязная» и «очень грязная». Высокие концентрации вредных веществ отмечаются на всем протяжении Иртыша, начиная от границы с Казахстаном до села Усть-Ишим.

Притоки Иртыша, на которых проводился водный мониторинг, также подвержены химическому и биологическому загрязнению. Так р. Омь содержит в своих водах нефтепродукты, фенолы, цинк, соединения железа, меди, марганца в концентрациях превышающих ПДК. Продолжается загрязнение северных рек.

Угроза выноса загрязняющих веществ в Иртыш исходит и со стороны г. Павлодара (Казахстан), где расположены: химический комбинат, алюминиевый и нефтеперерабатывающий заводы.

Защита гидросферы

В целях предотвращения загрязнения и истощения поверхностных и грунтовых вод применяют следующие мероприятия.

· Экономное расходование воды.

В сельском хозяйстве для экономии воды применяют различные приемы снегозадержания (за счет полезащитных лесных полос, устройства снежных валов и др.) и экономного полива почв (дождевание, капельный метод). Благодаря методам экономного полива почв экономия воды может достигать 60 %

В промышленности экономия воды достигается путем совершенствования технологического процесса и внедрения оборотного водоснабжения. При оборотном водоснабжении сточные воды не выбрасываются в реку, а тут же на предприятии подвергаются очистке и возвращаются в производство. Этим достигается экономия свежей воды и одновременно предотвращается загрязнение рек или других водных объектов.

· Разработка условий спуска сточных вод в водоемы, которые основаны на санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к качеству воды.

За основу качества воды берутся нормы соблюдения ПДК загрязняющих веществ, сброшенных в водоемы.

· Совершенствование методов очистки сточных вод.

К основным способам очистки сточных вод относятся: механическая (для удаления грубодисперсных и мелкодисперсных примесей), физико-химическая (для удаления из сточных вод растворенных примесей органических и неорганических веществ с помощью химических реагентов) и биологическая (разрушение растворенных примесей органических веществ культурами микроорганизмов) очистки. Указанные методы зачастую применяются в комплексе. Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют обеззараживание (дезинфекция).

· Создание водоохранных зон (ширина от 100 до 300 м и более) и соблюдение в них специального режима предусматривающего ограничение хозяйственной деятельности.

Водоохранные зоны создаются на всех водных объектах, но особенно актуально это мероприятие для сохранения малых рек. В пределах этих зон запрещается распашка земель, выпас скота, строительные работы и др.

· Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты (подземное захоронение).

При этом способе нет необходимости в очистке и обезвреживании сточных вод.

· Регулирование режима водозабора подземных вод.

· Рациональное размещение водозаборов по площади.

· Определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования.

· Введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин и др.

· Организация зон санитарной охраны на территориях вокруг источников централизованного питьевого водоснабжения, с целью исключения возможности загрязнения подземных вод.

· Использование дренажа и длительной откачки загрязненных подземных вод с целью ликвидации очага загрязнения.

· Издание природоохранных актов направленных на охрану вод от загрязнения и истощения.

Так, например, в РФ, согласно закона «Об охране окружающей природной среды» и водного законодательства, запрещается бесконтрольный сброс в водоемы производственных, бытовых и других видов отходов и отбросов, а также эксплуатация предприятий не обеспеченных водоочистными сооружениями.