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Impacts anthropiques sur l'hydrosphère et sa protection. Impacts anthropiques sur l'hydrosphère et la lithosphère Impacts anthropiques sur l'atmosphère, l'hydrosphère, le sol

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Impact anthropique sur l'hydrosphère

1. Utilisation d'eau douce

nettoyage anthropique de l'hydrosphère

De toutes les ressources naturelles, les ressources en eau ont peut-être eu le plus grand impact sur le développement de l’humanité et restent l’une des principales conditions préalables au progrès de la civilisation. Dans les pays en développement, au moins un cinquième de la population urbaine et deux tiers de la population rurale manquent de ressources en eau douce. La disponibilité et l’accessibilité de l’eau constituent également un problème pour les pays disposant de grandes quantités d’eau inutilisables en raison de la pollution. Les problèmes de pollution de l'eau, de pénurie et d'utilisation irrationnelle sont graves dans de nombreux pays développés. En cas de manque d’eau, elle peut être utilisée à plusieurs reprises (Figure 1).

L'eau est utilisée dans toutes les sphères de la vie humaine. Près de 70 % de l’eau prélevée dans les rivières, lacs et aquifères est utilisée dans l’agriculture, principalement pour l’irrigation. Les 30 % restants sont utilisés dans l’industrie et dans la vie quotidienne. Ces chiffres peuvent varier considérablement selon les pays et les régions.

Figure 1 - Cycle de l'eau dans la société (par )

2. Sources et conséquences des impacts anthropiques sur l'hydrosphère

Les principales sources de pollution de l’eau sont :

1) eaux usées insuffisamment traitées provenant d'entreprises industrielles et municipales, de grands complexes d'élevage ;

2) les déchets de production issus de l'exploitation des gisements de minerai ;

3) les déchets de production provenant de la transformation et du rafting du bois ;

4) l'eau des mines ;

5) les rejets du transport fluvial et ferroviaire ;

6) évacuation des pesticides avec les égouts pluviaux ;

7) émissions de gaz et de fumées provenant de l'atmosphère

8) fuites de pétrole et de produits pétroliers.

Le plus grand dommage aux réservoirs et aux cours d'eau est causé par le rejet d'eaux usées non traitées, qui contiennent une grande variété de composants (tableau 1).

Tableau 1 - Polluants prioritaires des écosystèmes aquatiques

Types d'eaux usées	Polluants
Utilitaires	Substances organiques, micro-organismes, œufs d'helminthes, cuivre, zinc, fer, nickel, cadmium, manganèse, mercure, cobalt
Eaux usées de surface	Produits pétroliers, cadmium, nickel, chrome, plomb, sable
Rinçage des zones agricoles	Pesticides, azote ammoniacal, azote nitrate, phosphore, potassium
Eaux usées provenant des entreprises de production de pétrole et de gaz et de raffinage du pétrole	Produits pétroliers, tensioactifs, phénols, sels d'ammonium, sulfures
Eaux usées des usines de pâtes et papiers et des entreprises de l'industrie du bois	Sulfates, substances organiques, lignines, corps résineux et gras, azote
Eaux usées des entreprises de construction mécanique, de métallurgie et de métallurgie	Métaux lourds, substances en suspension, fluorures, cyanures, azote ammoniacal, produits pétroliers, phénols, résines
Eaux usées des usines de l’industrie chimique	Phénols, produits pétroliers, tensioactifs, hydrocarbures aromatiques
Eaux usées des entreprises minières et charbonnières	Réactifs de flottation, phénols, matières en suspension
Eaux usées des entreprises de l’industrie textile et alimentaire	Tensioactifs, produits pétroliers, colorants

Les polluants pénétrant dans les plans d'eau naturels entraînent des changements qualitatifs dans l'eau, qui se manifestent principalement par des modifications des propriétés physiques de l'eau, en particulier l'apparition d'odeurs et de goûts désagréables ; dans les changements dans la composition chimique de l'eau, l'apparition de substances dangereuses, la présence de substances flottantes à la surface et leur dépôt au fond des réservoirs.

Eaux usées centrales nucléaires polluer les plans d’eau avec des déchets radioactifs. Les substances radioactives sont concentrées par les plus petits micro-organismes planctoniques et les poissons, puis transmises par la chaîne alimentaire à d'autres animaux. Il a été établi que la radioactivité des habitants planctoniques peut être des milliers de fois supérieure à celle de l'eau dans laquelle ils vivent. Les eaux usées présentant une radioactivité accrue doivent être enfouies dans des piscines souterraines sans drain et des réservoirs spéciaux.

Les rivières sont également polluées lors de la construction hydroélectrique et avec le début de la période de navigation, la pollution par les navires de la flotte fluviale augmente. Eaux usées chauffées les centrales thermiques et autres industries provoquent une « pollution thermique », qui menace de conséquences assez graves : dans l'eau chauffée, sa saturation en oxygène est moindre, le régime thermique change fortement, ce qui affecte négativement la flore et la faune des réservoirs, tandis que des conditions favorables se présentent pour développement massif d'algues bleu-vert dans les réservoirs et apparition de ce que l'on appelle les « proliférations d'eau ».

Pollue fortement les plans d’eau détergents produits synthétiques , largement utilisé dans la vie quotidienne. Ils sont également largement utilisés dans l’industrie et l’agriculture. Les produits chimiques qu'ils contiennent, pénétrant dans les rivières et les lacs avec les eaux usées, ont un impact significatif sur le régime biologique et physique des masses d'eau. En conséquence, la capacité de l'eau à saturer en oxygène est réduite et l'activité des bactéries qui minéralisent la matière organique est paralysée.

Dans le cadre de l'intensification de l'élevage, les eaux usées des entreprises de ce secteur agricole sont de plus en plus visibles.

La pollution de l'eau est une préoccupation majeure pesticides et engrais minéraux, qui proviennent des champs avec la pluie et l'eau de fonte. Les pesticides peuvent s'accumuler dans le plancton, le benthos et les poissons et pénétrer dans le corps humain par la chaîne alimentaire, affectant à la fois les organes individuels et le corps dans son ensemble.

En plus des eaux de surface, elles sont également polluées Les eaux souterraines, principalement dans les zones des grands centres industriels. Les sources de pollution des eaux souterraines sont très diverses (Figure 2).

Les polluants peuvent pénétrer dans les eaux souterraines de diverses manières : par l'infiltration d'eaux usées industrielles et domestiques provenant des installations de stockage, des bassins de stockage, des décanteurs, par l'espace annulaire des puits défectueux, par les puits d'absorption, les dolines, etc.

Les sources naturelles de pollution comprennent les eaux souterraines ou l'eau de mer hautement minéralisées (salées et saumâtres), qui peuvent être introduites dans l'eau douce et non polluée lors du fonctionnement des ouvrages de prise d'eau et du pompage de l'eau des puits.

Il convient de noter que la pollution des eaux souterraines ne se limite pas aux zones des entreprises industrielles, des installations de stockage de déchets, etc., mais s'étend en aval jusqu'à des distances allant jusqu'à 20 à 30 km ou plus de la source de pollution, ce qui peut poser un problème. menace pour l'approvisionnement en eau potable dans ces zones.

Figure 2 - Schéma des sources de pollution des eaux souterraines (par ) :

I - eaux souterraines, II - eau douce sous pression, III - eau salée sous pression, 1 - pipelines, 2 - sites de stockage des déchets de traitement des minéraux, 3 - émissions de fumées et de gaz, 4 - enfouissements souterrains de déchets industriels, 5 - eaux de mine, 6 - terrils, 7 - eaux de carrière, 8 - stations-service, 9 - ménages pollution, 10 - captage d'eau, puisage d'eau salée, 11 - installations d'élevage, 12 - application d'engrais et de pesticides.

La pollution des eaux souterraines affecte également négativement l’état écologique des eaux de surface, de l’atmosphère, des sols et d’autres éléments de l’environnement naturel. Ainsi, les polluants des eaux souterraines peuvent être transportés vers les masses d’eau de surface par le flux de filtration. Il résulte de ce dernier qu'il n'est possible d'atteindre l'efficacité des mesures de protection de l'environnement concernant les eaux de surface et souterraines qu'avec une approche intégrée.

La pollution de l'hydrosphère et ses conséquences environnementales. Sous pollution ressources en eau comprendre l'apparition dans un réservoir de composants mécaniques, physiques, chimiques et biologiques inhabituels ou une augmentation de leur concentration par rapport au fond, entraînant une diminution des fonctions de la biosphère et de l'importance écologique du réservoir, ainsi que des dommages à l'économie nationale, la santé et la sécurité de la population.

La pollution des eaux de surface et souterraines peut être divisée selon les types suivants :

1) mécanique- teneur accrue en impuretés mécaniques (sable, boues, limons, déchets, etc.), caractéristiques principalement des pollutions superficielles. Ce type de pollution détériore les caractéristiques organoleptiques de l'eau ;

2) chimique- la présence de substances organiques et inorganiques ayant des effets toxiques et non toxiques dans l'eau. C'est la plus persistante et la plus répandue. C'est possible organique(phénols, pesticides, etc.) et inorganique(acides, alcalis, sels), toxique(métaux lourds, cyanures) et non toxique;

3) bactérien et biologique- la présence de divers micro-organismes pathogènes, champignons et algues dans l'eau, souvent de nature temporaire ;

4) radioactif- la présence de substances radioactives dans les eaux de surface ou souterraines, où elles pénètrent lors du rejet et de l'enfouissement de déchets radioactifs, lors de l'interaction des eaux souterraines avec des roches radioactives, l'infiltration de substances radioactives en profondeur dans la terre avec les eaux atmosphériques, etc.

5) thermique- rejet des centrales thermiques et nucléaires dans les eaux chauffées, ce qui entraîne des modifications de la composition gazeuse et chimique, un dégagement d'hydrogène sulfuré et de méthane, un « épanouissement » de l'eau, etc.

Les types de contamination les plus courants sont chimiques et biologiques.

Les principaux et sous-produits de l'industrie sont des polluants organiques persistants (POP). Les POP sont des composés peu volatils et chimiquement stables qui peuvent rester dans environnement pendant longtemps sans être soumis à la décomposition. En raison de leur destruction très lente, les POP s'accumulent dans le milieu extérieur et sont transportés sur de longues distances par les courants d'eau, mais aussi par l'air, et par les organismes mobiles. Ils s'accumulent en concentrations élevées dans l'eau et les aliments de base, en particulier le poisson. Dans le même temps, même de faibles concentrations de certains polluants organiques persistants conduisent au développement de systèmes immunitaires et systèmes reproducteurs, anomalies congénitales, anomalies du développement, cancer. Sous l'influence des POP, les populations de mammifères marins comme les phoques, les dauphins et les bélugas ont fortement diminué. Selon la Convention de Stockholm (le premier accord international visant à mettre fin à la production et à l'utilisation de certaines des substances les plus toxiques au monde, entré en vigueur le 17 mai 2004), 12 substances sont classées comme POP: le toxaphène, l'aldrine, dieldrine, endrine, mirex, DDT (dichlorodiphényltrichloroéthane), chlordane, heptachlore, hexachlorobenzène (HCB), dioxines polychlorées (PCDD), furanes polychlorés (PCDF), biphényles polychlorés (PCB). Parmi les substances relevées, le premier groupe (8) sont des pesticides obsolètes et interdits. Tous, à l'exception du DDT, sont depuis longtemps interdits non seulement de production, mais également d'utilisation. Le DDT est encore utilisé contre des insectes dangereux, porteurs d'agents pathogènes de maladies graves telles que le paludisme et l'encéphalite à tiques. Le deuxième groupe comprend les produits industriels actuellement utilisés. Ceux-ci comprennent les biphényles polychlorés. Les PCB sont stables, toxiques et bioaccumulables. Ils peuvent s’accumuler dans les tissus adipeux des animaux et des humains et y subsister longtemps. Les PCB sont omniprésents et peuvent même être trouvés dans les tissus des animaux vivant dans des paysages sauvages. L'hexachlorobenzène (également le deuxième groupe) peut être contenu dans les déchets industriels des entreprises industrielles des usines de transformation du bois ; ils se forment lors de la combustion des déchets. Le HCB est toxique pour la flore et la faune aquatiques, ainsi que pour les plantes et animaux terrestres et pour les humains. Le troisième groupe de substances - les PCDD et PCDF (généralement appelés dioxines et furanes) sont extrêmement toxiques et ont un effet important sur le système immunitaire humain. Leur dose journalière admissible (DJA) est calculée en pictogrammes - un million de millions de fois inférieure à un gramme. Cependant, les dioxines se sont récemment largement répandues dans le monde entier et se retrouvent dans les tissus humains et animaux. Au Bélarus, après son adhésion à la Convention de Stockholm, des mesures sont prises pour réduire et éliminer les émissions de polluants organiques persistants.

Dans les réservoirs et les cours d'eau, un processus naturel d'auto-purification de l'eau se produit. Même si les rejets industriels et domestiques étaient faibles, les réservoirs et les cours d'eau eux-mêmes y faisaient face. À notre époque industrielle, en raison d’une forte augmentation de la quantité de déchets, les processus d’auto-épuration sont perturbés. Il est nécessaire de neutraliser et de purifier les eaux usées.

En général, de grandes quantités de polluants pénètrent dans les plans d’eau. La liste des principaux comprend 12 (donnée d'après la publication de Gurevich V.L., Levkovich V.V., Skorina L.M., Stanilevich N.V. « Revue des documents de l'OMS et de l'UE sur la garantie de la qualité de l'eau potable », 2008) :

1. Composés organohalogénés et substances pouvant former de tels composés dans un milieu aquatique.

2. Composés organophosphorés.

3. Composés organostanniques.

4. Substances, préparations ou produits de dégradation dont il a été démontré qu'ils ont des propriétés cancérigènes ou mutagènes, ou des propriétés qui, à travers le milieu aquatique, peuvent affecter la fonction reproductive de l'organisme, la fonction thyroïdienne ou d'autres fonctions liées au système endocrinien.

5. Hydrocarbures persistants, substances toxiques organiques persistantes et bioaccumulables.

6. Cyanures.

Métaux et leurs composés.

8. Arsenic et ses composés.

9. Biocides et produits phytopharmaceutiques.

10. Pesez.

11. Substances favorisant l'eutrophisation (notamment nitrates et phosphates).

12. Substances qui affectent négativement l'équilibre de l'oxygène.

La pollution des écosystèmes aquatiques d’eau douce et marins entraîne de graves conséquences.

Écosystèmes d'eau douce. La présence de polluants dans les écosystèmes d'eau douce entraîne dans certains cas la mort du biote, une diminution du taux de croissance des organismes aquatiques, de la fertilité, une diminution de la stabilité des biocénoses du fait de la perturbation des liaisons alimentaires, de la pollution microbiologique, de l'eutrophisation, etc.

Récemment, de plus en plus d'attention a été accordée au processus erétrophoration(eutrophisation, eutrophisation) corps d'eau . Les limnologues et les hydroécologues savent que le terme eutrophisation fait référence au processus par lequel bonne nourriture(du grec eu - bien, trophée - nourriture, nutrition). Le terme « eutrophe » a été introduit en limnologie par Naumann et Thienemann en 1928 pour désigner un des types de lacs basés sur la productivité organique. Dans la littérature de langue russe, le terme « eutrophisation » comme synonyme de l'anglais « eutrophisation » a été utilisé pour la première fois par L.L. Rossolimo en 1967 pour désigner un ensemble de changements dans le régime des réservoirs qui résultent de l'activité économique humaine et conduisent à une augmentation de leur productivité. Par la suite, de nombreux rapports sont apparus sur les phénomènes d'augmentation de la productivité des réservoirs en raison de l'influence de facteurs anthropiques - ce qu'on appelle l'eutrophisation anthropique.

Les auteurs modernes notent que eutrophisation est le phénomène de transition de l'eau d'un état caractérisé par une faible teneur en nutriments (principalement azote et phosphore) à un état caractérisé par une teneur élevée en nutriments.

L'eutrophisation est un processus naturel caractéristique de tout le passé géologique de la planète, il se déroule généralement très lentement et progressivement. Les nutriments naturels pénètrent dans le réservoir lors de la décomposition des organismes vivants. Cependant, au cours des dernières décennies, le processus d'eutrophisation a été accéléré par les conséquences des activités anthropiques. De plus, les nutriments introduits par l'homme comprennent, par exemple, les nitrates provenant des engrais, les phosphates provenant des détergents et d'autres éléments sous forme de déchets animaux, d'aérosols atmosphériques, etc. Dans les conditions modernes, l'eutrophisation des plans d'eau se produit dans un laps de temps beaucoup plus court - plusieurs décennies ou moins.

Une conséquence de la saturation anthropique excessive de l'eau en nutriments est la croissance massive d'algues dont la décomposition, après leur mort, consomme une grande quantité d'oxygène. De plus, des algues bleu-vert se développent dans la masse, provoquant une « floraison » de l'eau, détériorant sa qualité, les conditions de vie des organismes aquatiques et libérant des toxines dangereuses non seulement pour les organismes aquatiques, mais aussi pour l'homme. Dans le réservoir, il y a également une restructuration de la structure des relations trophiques, une augmentation de la masse de phytoplancton, une diminution de la diversité des espèces, ce qui entraîne une diminution de la capacité des écosystèmes à l'homéostasie et à l'autorégulation. La mortalité n'est pas rare (Figure 3).

Figure 3 - Conséquences de l'eutrophisation des masses d'eau (par )

Dès le début de l'émergence de ce problème, il était généralement clair que la principale raison de l'eutrophisation était l'augmentation de la charge anthropique des plans d'eau en nutriments, entraînant une augmentation de la production de phytoplancton. Cependant, il s'est avéré que l'eutrophisation peut affecter toutes les caractéristiques des régimes biologiques et hydrochimiques et entraîner des modifications du type biolimnologique des masses d'eau. L'eutrophisation est souvent identifiée à la pollution, mais il s'agit de phénomènes différents, de conséquences différentes des impacts anthropiques sur les eaux naturelles. Pollution perturber le cycle biotique, l'équilibre de ses manifestations individuelles et, en règle générale, entraîner une diminution de la productivité biologique.

Contrairement à cela, lorsque eutrophisation la charge accrue des eaux naturelles en nutriments augmente leur productivité biologique primaire. Mais une augmentation équilibrée de la productivité dans tous les maillons ou à toutes les étapes du processus de production ne peut se dérouler sans limites. À mesure que l'eutrophisation progresse, les conditions d'utilisation de la production croissante de phytoplancton se détériorent inévitablement en raison de la diminution de la transparence de l'eau, de la diminution, voire de l'épuisement des réserves d'oxygène, de l'épuisement de la composition des espèces, de l'accumulation de sédiments organiques du fond et de nombreux autres phénomènes. Cela crée la possibilité d’une pollution secondaire ou « biologique », due par exemple à une prolifération excessive d’algues bleu-vert. Augmentation de la productivité du poisson possible en étapes initiales L'eutrophisation des eaux oligotrophes s'accompagne du remplacement des poissons commerciaux de valeur par des poissons de moindre valeur. Avec la poursuite de l'eutrophisation, les conditions d'alimentation des poissons et d'exploitation de la pêche et de la gestion de l'eau du réservoir se détériorent régulièrement. L'eutrophisation est un processus bien plus important que les conséquences de la pollution locale. Ses causes sont beaucoup plus complexes et difficiles à éliminer. Les conséquences négatives de l'eutrophisation se sont manifestées dans une large mesure après la régulation de la Volga, du Dniepr et du Don par des barrages hydroélectriques. Les conditions créées pour l'accumulation de nutriments dans les plus grands réservoirs de ces rivières et, au cours des premières années de leur existence, l'apport rapide de nutriments à partir du lit inondé, ont conduit à une épidémie massive de développement d'algues bleu-vert, provoquant une intense « floraison d’eau », dépassant celle connue auparavant dans les lacs et les rivières. En conséquence, le phénomène de pollution biologique est apparu, réduisant fortement la qualité de l’eau. La biomasse élevée d'algues a interféré avec l'approvisionnement en eau et l'utilisation récréative des réservoirs. Dans certains cas, des poissons ont également été tués.

Les processus d'eutrophisation anthropique ont affecté de nombreux grands lacs du monde - les Grands Lacs américains, Balaton, Ladoga, Genève, etc., ainsi que les réservoirs et les écosystèmes fluviaux, principalement de petites rivières. Sur ces rivières, en plus de la biomasse d'algues bleu-vert en croissance catastrophique, les berges sont envahies par une végétation plus haute.

De manière générale, l'ampleur de l'eutrophisation des masses d'eau et ses conséquences négatives se sont révélées importantes dans différents pays. Ils affectèrent grandement les intérêts des usagers de l’eau et attirèrent une large attention. Cela nécessite l'élaboration de mesures visant à restaurer la qualité naturelle de l'eau, à améliorer l'utilisation intégrée des ressources en eau et à développer une base scientifique pour assurer leur protection.

Parmi les mesures proposées pour lutter contre l'eutrophisation, il faut citer le rationnement des engrais, la limitation du ruissellement des nutriments des terres agricoles, la lutte contre l'érosion des sols, la création de conteneurs et de bassins de stockage pour les eaux de drainage dans les zones d'agriculture irriguée, la création de ceintures forestières et les prairies comme barrières aux berges des réservoirs et des cours d'eau, l'utilisation de la végétation aquatique supérieure comme biopuits avec leur nettoyage ultérieur, l'utilisation de méthodes de post-traitement des eaux usées domestiques à partir de nutriments. Les mesures nationales de protection de l'environnement sont également essentielles pour prévenir et combattre l'eutrophisation, ainsi que la pollution en général.

MI. Lvovitch a brièvement formulé la solution aux problèmes évoqués comme suit : prévenir l'apparition d'eaux usées sales, économiser l'eau de toutes les manières possibles, réutiliser les eaux usées, réduire la consommation d'eau par unité de produits industriels et agricoles, restructurer la production vers une technologie sans eau et fermer l'approvisionnement en eau de recyclage. , arrêtant le rejet des eaux usées.

Outre l'excès de nutriments, d'autres polluants ont également un effet néfaste sur les écosystèmes d'eau douce : métaux lourds, phénols, tensioactifs, etc.

Écosystèmes marins. La vitesse à laquelle les polluants pénètrent dans les océans de la planète a fortement augmenté ces dernières années. Chaque année, jusqu'à 300 milliards de m3 d'eaux usées sont déversés dans l'océan, dont 90 % ne sont pas prétraitées. Les écosystèmes marins subissent un impact anthropique croissant en raison des substances chimiques toxiques qui, lorsqu'elles s'accumulent par les hydrobiontes dans les chaînes trophiques, entraînent la mort de consommateurs même de haut niveau, y compris les animaux terrestres. Parmi les substances chimiques toxiques, les plus grands dangers pour le biote marin et les humains sont les hydrocarbures pétroliers (en particulier le benzo(a)pyrène), les pesticides et les métaux lourds (mercure, plomb, cadmium).

Les conséquences environnementales de la pollution des écosystèmes marins s'expriment dans les processus et phénomènes suivants (Figure 4) :

1) violation de la stabilité des écosystèmes ;

2) eutrophisation progressive ;

3) l'apparition de « marées rouges » ;

4) accumulation de substances chimiques toxiques dans le biote ;

5) réduction de la productivité biologique ;

6) l'apparition de mutagenèse et de carcinogenèse dans le milieu marin ;

7) pollution microbiologique des zones côtières de la mer.

Dans une certaine mesure, les écosystèmes marins peuvent résister aux effets nocifs des substances chimiques toxiques, en utilisant les fonctions cumulatives, oxydantes et minéralisantes des organismes aquatiques. Par exemple, les bivalves sont capables d'accumuler l'un des pesticides les plus toxiques, le DDT, et, dans des conditions favorables, de l'éliminer du corps.

Figure 4 - Conséquences environnementales de la pollution des océans (par )

Il a été prouvé que dans l'océan mondial, il existe des processus intensifs de biotransformation du dangereux polluant benzo(a)pyrène à l'aide de la microflore hétérotrophe. Il a été établi que les micro-organismes des plans d'eau et des sédiments de fond ont un mécanisme de résistance aux métaux lourds assez développé (ils sont capables de produire du sulfure d'hydrogène, des exopolymères extracellulaires et d'autres substances qui, en interagissant avec les métaux lourds, les transforment en formes moins toxiques) .

Cependant, de plus en plus de polluants toxiques continuent de pénétrer dans les océans. Les problèmes d'eutrophisation et de pollution microbiologique des zones océaniques côtières deviennent de plus en plus aigus.

Épuisement des eaux souterraines et des eaux de surface. Sous épuisement de l'eau fait référence à une réduction inacceptable de leurs réserves sur un certain territoire (pour les eaux souterraines) ou à une réduction du débit minimum autorisé (pour les eaux de surface). L’épuisement des ressources en eau entraîne des conséquences environnementales néfastes et perturbe les liens écologiques existants dans le système humain-biosphère.

Épuisement des eaux souterraines. Dans presque toutes les grandes villes industrielles du monde, notamment Moscou, Saint-Pétersbourg, Kiev, Kharkov, Donetsk et d'autres villes où les eaux souterraines longue durée ont été exploités par de puissantes prises d'eau, d'importants entonnoirs de dépression (dépressions) avec des rayons allant jusqu'à 20 km ou plus sont apparus. Par exemple, l’augmentation des prélèvements d’eau souterraine à Moscou a conduit à la formation d’un énorme dépression régionale avec une profondeur allant jusqu'à 70 à 80 m et dans certaines zones de la ville - jusqu'à 110 m ou plus.

L'exploitation intensive des eaux souterraines dans les zones de captage d'eau et le drainage puissant des mines et carrières entraînent des modifications des conditions de relation entre les eaux souterraines et les eaux de surface, une perturbation du fonctionnement des écosystèmes terrestres, des dommages au débit des rivières et l'arrêt de l'activité. de milliers de sources, de nombreux ruisseaux et petites rivières. Une diminution des niveaux des eaux souterraines entraîne le dessèchement des forêts, la mort de la végétation qui aime l'humidité et le drainage des zones humides avec une grande diversité d'espèces végétales.

L'exploitation à long terme des prises d'eau souterraines dans certaines conditions géologiques et hydrogéologiques peut provoquer un lent affaissement et une déformation de la surface terrestre, conduisant à l'inondation des zones basses.

Épuisement des eaux de surface. Elle se manifeste par une diminution progressive de leur débit minimum admissible et conduit à une pénurie d'eau douce. Cela est dû non seulement à des conditions climatiques et hydrologiques défavorables, mais également à l'intensification de l'activité économique humaine, qui entraîne une pollution croissante de l'eau, une diminution de la capacité des masses d'eau à s'auto-purifier, un épuisement des réserves d'eau souterraine et, par conséquent. , à une diminution du débit printanier qui alimente les cours d’eau et les réservoirs.

Un problème environnemental sérieux est la restauration de la teneur en eau et de la pureté des petites rivières. (pas plus de 100 km de long), qui constituent le maillon le plus vulnérable des écosystèmes fluviaux. Ils se sont révélés être les plus sensibles à l'impact anthropique, ce qui a conduit à leur épuisement, à leur faible profondeur, à leur pollution et souvent à leur extinction. Le débit des petites rivières a diminué de plus de moitié et la qualité de leur eau est devenue insatisfaisante.

Le prélèvement de grandes quantités d’eau à des fins économiques entraîne également des conséquences négatives sur l’environnement. des rivières qui se jettent dans les plans d’eau. Comme on le sait, le niveau de la mer d’Aral, autrefois abondante, a augmenté depuis les années 60. Le 20ème siècle est en déclin en raison de la forte réabsorption de l'eau de l'Amou-Daria et du Syr-Daria. En conséquence, le volume de la mer d'Aral a été réduit de plus de moitié, le niveau de la mer a baissé de 13 m et la salinité de l'eau a été multipliée par 2,5. Le fond asséché de la mer d'Aral est devenu une source majeure de poussière et de sels. Dans le delta de l'Amou-Daria et du Syr-Daria, des marais salants arides apparaissent à la place des forêts de tugai et des fourrés de roseaux mourants. La transformation des phytocénoses sur les rives de la mer d'Aral et dans les deltas de l'Amou-Daria et du Syr-Daria se produit dans un contexte d'assèchement des lacs, des canaux, des marécages et d'une diminution généralisée des niveaux des eaux souterraines provoquée par une baisse du niveau de la mer. Les données présentées illustrent la loi de l'intégrité de la biosphère, selon laquelle un changement dans un maillon entraîne un changement concomitant dans tous les autres.

Il convient de noter qu'outre l'épuisement des eaux souterraines et des eaux de surface, des types d'impacts humains très importants sur l'hydrosphère incluent la création de grands réservoirs, qui transforment radicalement l'environnement naturel des territoires adjacents.

La création de grands réservoirs (notamment de type plat) pour l'accumulation et la régulation du ruissellement de surface entraîne des conséquences à la fois positives et négatives (Figure 5) sur le milieu naturel.

Figure 5 - Conséquences environnementales de la création de retenues (par )

Comme le montre la figure, les conséquences négatives sont plus nombreuses et à plus grande échelle. De plus, il faut tenir compte du fait que lors de la création de réservoirs en bloquant les lits des rivières avec des barrages, les conditions de vie de la plupart des organismes aquatiques changent considérablement - de nombreuses frayères de poissons sont coupées par des barrages et la reproduction naturelle de nombreux poissons migrateurs se détériore. ou s'arrête.

3. Polluée : l’eau et la santé humaine

Les maladies humaines et les effets néfastes sur la santé dus à l'utilisation d'eau contaminée, ainsi qu'au contact avec celle-ci, sont divisés en quatre types :

1) maladies causées par l'eau potable contaminée par des agents pathogènes (typhoïde, choléra, dysenterie, polio, gastro-entérite, hépatite virale A) ;

2) les maladies de la peau et des muqueuses qui surviennent lors de l'utilisation d'eau contaminée pour se laver, se laver, nettoyer (du trachome à la lèpre) ;

3) maladies causées par les mollusques et les insectes vivant dans l'eau (bilharziose et ver de Guinée) ;

4) maladies causées par l'absorption de polluants qui s'accumulent dans les chaînes alimentaires.

On estime qu’une personne moyenne boit 75 tonnes d’eau au cours de sa vie. Par conséquent, il est très important de comprendre que cela peut à la fois renforcer votre santé et avoir un impact extrêmement négatif sur celle-ci. C’est un fait paradoxal : l’eau est essentielle à la vie, mais elle est aussi l’une des principales causes de maladies dans le monde. Le scientifique français Louis Pasteur a déclaré : « Nous buvons 80 % de nos maladies. » Selon l'OMS, plus de 80 % de toutes les maladies sont transmises par l'eau ou causées par son manque, en raison de l'utilisation d'eau de qualité insatisfaisante au cours des 10 dernières années, des personnes sont mortes. plus de gens que pour toutes les guerres de la même période. Pour la même raison, chaque année, environ 2 millions de personnes deviennent aveugles, environ 5 millions meurent et plus de 90 % d’entre elles sont des enfants de moins de 5 ans. L'eau potable contaminée réduit l'espérance de vie de 30 %

L'eau contient de nombreuses impuretés, ainsi que des micro-organismes, dont certains peuvent être très nocifs pour le corps humain (tableau 2).

Récemment, une grande attention a été attirée sur les composants contenus dans l'eau, tels que ammonium, nitrite, azote nitrate qui pénètrent dans les plans d’eau et les cours d’eau de différentes manières. La détection de l'azote dans l'eau est largement associée à la décomposition des composés organiques contenant des protéines entrant dans les réservoirs et les cours d'eau avec les eaux usées domestiques et industrielles. En plus de la voie indiquée, il est possible que l'azote pénètre dans les sources d'eau depuis précipitation, le ruissellement de surface, lors de l'utilisation récréative des réservoirs et des cours d'eau. Les élevages de bétail constituent une source importante d’azote pénétrant dans les eaux. Le ruissellement de surface des terres agricoles où des engrais chimiques sont utilisés, car ils contiennent souvent de l'azote, constitue un grand danger pour les masses d'eau. L'une des sources de son entrée dans les eaux sont les terres soumises à la remise en état du drainage. L'utilisation toujours croissante d'engrais azotés et la pollution de l'environnement par les déchets industriels et ménagers contenant de l'azote entraînent une augmentation de la teneur en ammonium, nitrite et nitrate d'azote dans l'eau et une pollution de l'eau par ceux-ci.

Cependant, il a été établi qu’ils peuvent avoir des effets négatifs sur les humains et les animaux. Le grand danger est que les nitrites et les nitrates puissent être partiellement transformés dans le corps humain en composés nitroso hautement cancérigènes (causant le cancer). Ces derniers possèdent également des propriétés mutagènes et embryotoxiques. Les nitrites présentent également un certain danger car ils peuvent provoquer des intoxications chez les animaux. Ils contribuent à la destruction de la vitamine A dans le corps des animaux, réduisent l'activité des enzymes digestives et provoquent des troubles gastro-intestinaux. Une eau de bonne qualité ne doit pas contenir de nitrites ou ne peut en contenir que des traces. De très fortes concentrations de nitrates dans l'eau ont un effet toxique sur les animaux, provoquant des dommages au système nerveux. Lorsque l'on boit de l'eau contenant 50 à 100 mg/dm3 de nitrates, le niveau de méthémoglobine dans le sang augmente et la maladie méthémoglobinémie apparaît. Les nitrates eux-mêmes n'ont pas de propriété prononcée

Tableau 2 - Effet des polluants sur l'organisme

Substances	Organes et conséquences de l'exposition
Aluminium
	Muqueuses, peau, sang, système immunitaire
	Développement de la maladie d'Itai-Itai, de tumeurs malignes, de mortinaissances, de lésions osseuses, de lésions rénales, de maladies congénitales, de complications de la grossesse et de l'accouchement

	SNC, dommages aux terminaisons nerveuses motrices
Manganèse et ses composés	Développement d'anémie, perturbation de l'état fonctionnel du système nerveux central
	Tractus gastro-intestinal, reins, foie
Nitrates et nitrites	Sang, système cardiovasculaire, méthémoglibinémie
	Os, squelette, dents
	Reins, foie, tractus gastro-intestinal
	Sang, reins
	Lésions cutanées

Strontium	Déminéralisation des os, prolongation de la cicatrisation des fontanelles chez le nourrisson, rachitisme « strontium »
	Même en quantités minimes, le plomb peut provoquer un retard mental chez les enfants.
	"Le chlore est le tueur le plus dangereux de notre époque. Tout en prévenant une maladie, il en provoque une autre. Après le début de la chloration de l'eau en 1904, l'épidémie moderne de maladies cardiaques, de cancer et de démence a commencé" (Dr Price, Hôpital Saginaw). Le risque de cancer chez ceux qui boivent de l’eau chlorée est 93 % plus élevé que chez ceux qui boivent de l’eau sans chlore. L'eau potable chlorée double presque le risque de cancer de la vessie. Le chlore est associé à des maladies du foie, de l'estomac, du rectum et du côlon, ainsi qu'à des maladies cardiaques, à l'athérosclérose, notamment aux maladies artérielles, à l'anémie, à l'hypertension artérielle et à des réactions allergiques. Il est également prouvé que le chlore peut détruire les protéines de notre corps et avoir des effets néfastes sur la peau et les cheveux.

se combine avec l'hémoglobine dans le sang pour former la méthémoglobine. La formation de méthémoglobine est observée après la réduction des nitrates en nitrites directement dans les tissus de l'organisme ou sous l'influence de la microflore du tractus gastro-intestinal. La méthémoglobine résultante n'est pas capable de transporter l'oxygène. Par conséquent, lorsque sa teneur dans le sang est importante, un manque d'oxygène se produit lorsque l'apport d'oxygène aux tissus (avec une diminution de sa teneur dans le sang) ou la capacité des tissus à leur consommation d’oxygène est inférieure à leurs besoins. En conséquence, des changements irréversibles se produisent dans les organes vitaux. Le système nerveux central, le muscle cardiaque, les tissus rénaux et le foie sont les plus sensibles au manque d’oxygène. La méthémoglobine peut être excrétée dans l'urine, endommageant les reins.

La gravité de la méthémoglobinémie lorsque les nitrates pénètrent dans l'environnement interne de l'organisme dépend de l'âge et de la dose de nitrates, ainsi que des caractéristiques individuelles des organismes. Le taux de méthémoglobine aux mêmes doses de nitrates est d'autant plus élevé que l'organisme est jeune. La sensibilité des espèces à l’effet des nitrates sur la formation de méthémoglobine a également été établie. La sensibilité humaine aux nitrates dépasse la sensibilité de certains animaux.

En raison du danger que représente l'azote minéral, la teneur en azote d'ammonium, de nitrite et de nitrate dans l'eau est normalisée dans différents pays. La nécessité de combiner les intérêts de santé publique avec les questions environnementales générales est désormais reconnue. L'état sanitaire des réservoirs ne peut être maintenu à un niveau satisfaisant que si les processus fondamentaux d'auto-épuration s'y déroulent normalement.

Une évaluation de l'état actuel de la qualité de l'eau en Biélorussie et dans le bassin du Dniepr indique la présence de pollutions chimiques et autres. Ainsi, selon la littérature, divers ingrédients chimiques sont déversés dans les rivières de la région, 12 d'entre eux sont observés presque régulièrement - substances en suspension, sulfates, chlorures, phosphates, ammonium, nitrites et nitrates d'azote, tensioactifs, cuivre, zinc, nickel. , chrome.

En raison du danger que représentent les polluants pénétrant dans l'environnement, y compris les plans d'eau, une réglementation environnementale est mise en œuvre dans différents pays et en Biélorussie. Le système de support réglementaire et technique comprend les normes MPC et PDS. MPC (concentration maximale admissible) est la quantité d'une substance nocive dans l'environnement avec un contact ou une exposition constante pendant une certaine période de temps, qui n'a pratiquement aucun effet sur la santé humaine et n'entraîne pas de conséquences néfastes sur sa progéniture. Les valeurs seuils d'une substance auxquelles aucun changement pathologique irréversible ne peut encore se produire dans le corps sont acceptées comme MPC. La valeur MAC est établie par les autorités sanitaires. Il existe des concentrations maximales admissibles pour de nombreuses substances nocives et dangereuses. Pour ces substances, la limite supérieure ne doit en aucun cas être dépassée. Le principal moyen de respecter les MPC est l’établissement de MPD (décharges maximales autorisées). Il s'agit de normes scientifiques et techniques établies pour chaque source de pollution, à condition que les rejets de polluants ne créent pas des concentrations dépassant les normes établies.

Sur le territoire de la République de Biélorussie, il existe des normes sanitaires, des règles et des standards d'hygiène reflétés dans un certain nombre de documents :

1. Recueil des normes d'hygiène pour la section d'hygiène municipale. Règles sanitaires, normes et standards d'hygiène républicains. Ministère de la Santé de la République de Biélorussie. - Mn., 2004. - 96 p.

2. 13.060.10 Eau de source naturelle. SanPin 2.1.2.12-33-2005. Exigences hygiéniques pour la protection des eaux de surface contre la pollution.

3. 13.060.20 Eau potable. SanPin. Exigences hygiéniques pour l'eau potable conditionnée dans des conteneurs (Résolution du ministère de la Santé de la République de Biélorussie du 29 juin 2007 n° 59).

4. SanPin 2.1.4.12-23-2006. Protection sanitaire et exigences hygiéniques concernant la qualité de l'eau provenant des sources d'approvisionnement centralisé en eau potable de la population (Résolution du médecin hygiéniste en chef de la République de Biélorussie du 22 novembre 2006 n° 141).

5. 13.060.50 Analyser l'eau pour déterminer la teneur en produits chimiques. GN 2.1.5.10-20-2003. Niveaux approximatifs admissibles (TAL) de substances chimiques dans l'eau des plans d'eau à usage domestique, potable et culturel.

6. GN 2.1.5.10-21-2003. Concentrations maximales admissibles (CMA) de substances chimiques dans l'eau des plans d'eau à usage domestique, potable et culturel.

SP 2.1.4.12-3-2005. Règles sanitaires pour les systèmes d'adduction d'eau domestique et potable.

La liste de documents ci-dessus est reflétée dans le catalogue SanPin au 01.05. 2008 (NP RUE "Institut d'État biélorusse de normalisation et de certification - Bel GISS, Minsk, 2008).

Les valeurs MPC de 16 indicateurs adoptés dans les pays du bassin du Dniepr (RB, RF, Ukraine), UE, USA, OMS sont données dans l'ouvrage.

Les concentrations maximales admissibles de certains indicateurs disponibles dans ce travail pour les masses d'eau à des fins domestiques, potables et culturelles sont les suivantes : pH - 6-9 (RB et RF), 6,5-8,5 (Ukraine), oxygène, mg/dm 3 ( la concentration des autres indicateurs est donnée dans les mêmes unités) - 4 (RB, RF, Ukraine), DBO 5 - 6,0 (RB), 2,0-4,0 (RF), 4,0 (Ukraine), azote d'ammonium -N - 1,0 (RB ), 2,0 (RF, Ukraine), azote nitrique-N - 0,99 (RB), 0,91 (RF) et 1,0 (Ukraine), azote nitrate-N - 10,2 (RB, RF, Ukraine), RO 4 -R - 0,2 ( RB), 1,14 (RF, Ukraine), produits pétroliers - 0,3 (RB, RF, Ukraine), phénols - 0,001 (RB, RF, Ukraine), tensioactif - 0,5 (RB, RF). Normes pour les sources d'approvisionnement en eau potable : pH - 6,5-8,5 (UE), azote ammoniacal-N - 0,39 (UE), 1,5 (OMS), azote nitrite-N - 0,91 (OMS), azote nitrate -N - 11,3 (UE, OMS), PO 4 -P - 0,15 (UE).

4. Informations générales sur les méthodes de traitement des eaux usées

Nettoyage des canalisations- est le traitement des eaux usées dans le but d'en détruire ou d'en éliminer les substances nocives. Retirer les eaux usées de la pollution est un processus complexe. Comme toute autre production, elle contient des matières premières (eaux usées) et des produits finis (eau purifiée). Le schéma de traitement des eaux usées est illustré à la figure 6.

Les méthodes de traitement des eaux usées peuvent être divisées en mécaniques, chimiques, physico-chimiques et biologiques ; lorsqu'elles sont utilisées ensemble, la méthode de traitement et de neutralisation des eaux usées est dite combinée. L'utilisation d'une méthode ou d'une autre dans chaque cas spécifique déterminé par la nature de la pollution et le degré de nocivité des impuretés.

La protection des ressources en eau et leur utilisation rationnelle constituent l’un des problèmes les plus importants qui nécessitent des solutions urgentes. L'un des principaux domaines de travail visant à protéger les ressources en eau est la transition vers des cycles d'approvisionnement en eau fermés (sans drainage), dans lesquels les eaux usées traitées ne sont pas rejetées, mais sont réutilisées dans des processus technologiques. Les cycles fermés d'approvisionnement en eau industrielle permettent d'éliminer complètement le rejet d'eaux usées dans les plans d'eau de surface. Dans l'industrie, l'introduction plus large de processus technologiques produisant peu de déchets et sans déchets, qui ont le plus grand impact sur l'environnement, devient pertinente.

Figure 6 - Variante du schéma de base du traitement des eaux usées

Il est possible de réduire considérablement la pollution des eaux rejetées par les entreprises en séparant les impuretés précieuses des eaux usées. Il est nécessaire de développer et de mettre en œuvre les derniers équipements utilisant une quantité minimale d'eau pour le refroidissement, car une grande quantité d'eau dans les entreprises est consommée à ces fins. La transition du refroidissement par eau au refroidissement par air réduira la consommation d'eau dans diverses industries de 70 à 90 %. L’introduction de méthodes très efficaces de traitement des eaux usées, notamment physiques et chimiques, peut avoir un impact significatif sur l’augmentation de la circulation de l’eau.

Des allocations sont allouées à la mise en œuvre d'un ensemble de mesures visant à protéger les ressources en eau de la pollution et de l'épuisement dans les pays développés.

D'une manière générale, la protection et l'utilisation rationnelle des ressources en eau sont l'un des maillons du problème mondial complexe de la conservation de la nature.

Littérature

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1. Alekin, O. A. Fondamentaux de l'hydrochimie / O. A. Alekin. - L. : Gidrometeoizdat, 1970.

2. Système automatisé de surveillance de l'efficacité des mesures de protection de l'eau dans le bassin de l'Ienisseï (ASKVod<<Енисей>>). - M. : VDNKh URSS, 1986. - 15 p.

3.Ressources en eau de la région d'Ienisseï : collecte. matériaux de la 4ème conférence, dédiés. Aéroport international. Journée de l'eau 22 mars / EnBVU Agence fédérale des ressources en eau. --- Krasnoïarsk, 2009. --- P. 71---78

4. Principes hydrologiques d'utilisation de l'eau des petits cours d'eau des bassins du Haut Ienisseï, du Haut Chulym et du Bas Angara : recommandations / SibNIIGiM. --- Krasnoïarsk, 1990.

5. Davydov, L. K. Hydrologie générale / L. K. Davydov, A. A. Dmitrieva, N. G. Konkina. --- L. : Gidrometeoizdat, 1973. --- P.~221--335.

6. Znamenski, Vit. A. Dynamique du débit massique dans un cours d'eau / Vit. A. Znamenski ; FSUE SibNIIGiM. --- Krasnoïarsk, 2006. --- P. 38.

7. Znamensky, V. A. Évaluer la possibilité d'utiliser des plans d'eau pour l'évacuation des eaux usées / V. A. Znamensky. // Ressources en eau. - M., 1980. \No~3. --- P. 76.

8. Znamenski Vit. A. Normalisation de l'impact anthropique sur l'eau des rivières / Vit. A. Znamenski ; Entreprise unitaire de l'État fédéral<<СибНИИГиМ>>. --- Krasnoïarsk, 2007. --- 44~s.

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Impacts anthropiques sur l'hydrosphère Pollution de l'hydrosphère L'existence de la biosphère et de l'homme a toujours reposé sur l'utilisation de l'eau. L’humanité s’est constamment efforcée d’augmenter sa consommation d’eau, exerçant ainsi des pressions énormes et diverses sur l’hydrosphère. Au stade actuel de développement de la technosphère, alors que l'impact humain mondial sur l'hydrosphère augmente encore plus, cela se traduit par la manifestation d'un mal aussi terrible que la pollution chimique et bactérienne de l'eau.

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Impacts anthropiques sur l'hydrosphère et la lithosphère

1. Pollution de l'hydrosphère
2. Protection de l'hydrosphère
Impact anthropique sur la lithosphère
1. Dégradation du sol
2. Impact sur les roches et leurs massifs
3. Impact sur le sous-sol
4. Protection de la lithosphère

1. Impacts anthropiques sur l'hydrosphère

Pollution de l'hydrosphère

L’existence de la biosphère et de l’homme a toujours reposé sur l’utilisation de l’eau. L’humanité s’est constamment efforcée d’augmenter sa consommation d’eau, exerçant ainsi des pressions énormes et variées sur l’hydrosphère. Au stade actuel de développement de la technosphère, alors que l'impact humain mondial sur l'hydrosphère augmente encore plus, cela se traduit par la manifestation d'un mal aussi terrible que la pollution chimique et bactérienne de l'eau.

La pollution de l'eau se manifeste par des modifications des propriétés physiques et organoleptiques (altération de la transparence, de la couleur, des odeurs, du goût), une augmentation de la teneur en sulfates, chlorures de nitrate, métaux lourds toxiques, une diminution de l'oxygène de l'air dissous dans l'eau, l'apparition de substances radioactives. éléments, bactéries pathogènes et autres polluants. La Russie possède l’un des potentiels hydriques les plus élevés au monde : chaque habitant de la Russie représente plus de 1 à 30 000 m3/an d’eau. Cependant, à l'heure actuelle, en raison de la pollution ou du colmatage, environ 70 % des rivières et des lacs russes ont perdu leur qualité de source d'approvisionnement en eau potable. En conséquence, environ la moitié de la population consomme de l’eau contaminée et de mauvaise qualité. Rien qu'en 1998, des entreprises industrielles, municipales et agricoles ont déversé plus de 60 km dans les plans d'eau de surface de la Russie. 3 eaux usées, dont 40 % ont été classées polluées. Seul un dixième d’entre eux a fait l’objet d’une autorisation réglementaire. Les plus courantes sont les contaminations chimiques et bactériennes, moins souvent radioactives, mécaniques et thermiques.

La pollution chimique est la plus courante, la plus persistante et la plus étendue. Il peut être organique (phénols, acides naphténiques, pesticides, etc.) et inorganique (sels, acides, alcalis), toxique (arsenic, composés du mercure, plomb, cadmium, etc.) et non toxique. Lorsqu'ils sont déposés au fond des réservoirs ou lors de la filtration dans la formation, les produits chimiques nocifs sont absorbés par les particules de roche, oxydés et réduits, précipités, etc. Cependant, en règle générale, une auto-épuration complète des eaux contaminées ne se produit pas. La source de contamination chimique des eaux souterraines dans les sols hautement perméables peut s'étendre jusqu'à 10 km ou plus.

La pollution bactérienne s'exprime par l'apparition dans l'eau de bactéries pathogènes, virus, protozoaires, champignons... Ce type de pollution est temporaire. La contamination radioactive de l'eau est très dangereuse même à de très faibles concentrations de substances radioactives. Les plus nocifs sont les éléments radioactifs « à vie longue » mobiles dans l'eau (strontium 90, uranium, radium 226, césium, etc.). Ils se retrouvent dans les eaux de surface lors du déversement de déchets radioactifs, de leur enfouissement au fond, etc., ainsi que dans les eaux souterraines à la suite d'une infiltration profonde dans la terre avec les eaux atmosphériques ou à la suite de l'interaction des eaux souterraines avec des roches radioactives.

La pollution mécanique se caractérise par la pénétration de diverses impuretés mécaniques dans l'eau (sable, boues, limons, etc.). Les impuretés mécaniques peuvent altérer considérablement les caractéristiques organoleptiques de l'eau.

La pollution thermique est associée à une augmentation de la température de l’eau suite à son mélange avec des eaux de surface ou de traitement plus chaudes. À mesure que la température augmente, la composition gazeuse et chimique de l'eau change, ce qui entraîne la prolifération de bactéries anaérobies et la libération de gaz toxiques - sulfure d'hydrogène et méthane. Dans le même temps, la « floraison » de l'eau se produit en raison du développement accéléré de la microflore et de la microfaune, ce qui contribue au développement d'autres types de pollution.

Les principales sources de pollution des eaux de surface comprennent :

1) rejet d'eaux usées non traitées dans les plans d'eau ;

2) l'élimination des produits chimiques toxiques par les précipitations ;

3) émissions de gaz et de fumées ;

4) fuites de pétrole et de produits pétroliers.

Le plus grand dommage aux réservoirs et aux cours d'eau est causé par le rejet d'eaux usées non traitées - industrielles, municipales, de drainage, etc.

Les eaux usées industrielles polluent les écosystèmes avec une grande variété de composants (phénols, produits pétroliers, sulfates, tensioactifs, fluorures, cyanures, métaux lourds, etc.), selon les industries spécifiques.

L’ampleur de la pollution pétrolière des eaux naturelles est énorme. Des millions de tonnes de pétrole polluent chaque année les écosystèmes marins et d'eau douce lors d'accidents de pétroliers, dans les champs pétroliers des zones côtières, lors du rejet des eaux de ballast des navires, etc.

Les sources de pollution des eaux souterraines sont très diverses. Les polluants peuvent pénétrer dans les eaux souterraines de diverses manières : par l'infiltration d'eaux usées industrielles et domestiques provenant des installations de stockage, des bassins de stockage, des décanteurs, etc., par l'espace annulaire des puits défectueux, par les puits d'absorption, les dolines karstiques, etc.

Il convient également de garder à l'esprit que la pollution des eaux souterraines affecte négativement l'état écologique des eaux de surface, des sols et d'autres éléments de l'environnement naturel.

Conséquences écologiques de la pollution de l'hydrosphère

La pollution des écosystèmes aquatiques représente un énorme danger pour tous les organismes vivants et en particulier pour l'homme.

Écosystèmes d'eau douce. Sous l'influence des polluants dans les écosystèmes d'eau douce, leur stabilité diminue, en raison de la perturbation de la pyramide alimentaire et de la rupture des connexions de signaux dans la biocénose, de la pollution microbiologique, de l'eutrophisation et d'autres processus négatifs qui réduisent le taux de croissance, la fertilité des milieux aquatiques. organismes et, dans certains cas, peuvent entraîner leur mort.

Le processus d'eutrophisation des masses d'eau est le plus étudié. L'eutrophisation anthropique est associée à l'entrée dans les plans d'eau de quantités importantes de nutriments - azote, phosphore et autres éléments sous forme d'engrais, de détergents, de déjections animales, d'aérosols atmosphériques, etc. L'eutrophisation anthropique des masses d'eau se produit sur une courte période - jusqu'à plusieurs décennies, tandis que la période d'eutrophisation naturelle s'étend sur des siècles et des millénaires.

Les processus d'eutrophisation anthropique couvrent de nombreux grands lacs du monde Grands Lacs américains, lac Balaton, Ladoga, Genève, etc., ainsi que des réservoirs et des écosystèmes fluviaux, principalement de petites rivières. Sur ces rivières, en plus de la biomasse d'algues bleu-vert en croissance catastrophique, les berges sont envahies par une végétation plus haute.

Outre l'excès de nutriments, les écosystèmes d'eau douce sont également affectés par d'autres substances : métaux lourds (plomb, cadmium, nickel, etc.), phénols, tensioactifs, etc. Par exemple, la pollution du lac Baïkal par ces composants a conduit à l'épuisement des ressources naturelles. organismes aquatiques et diminution de la biomasse du zooplancton, mort d'une partie importante de la population de phoques du Baïkal, etc.

Écosystèmes marins. La vitesse à laquelle les polluants pénètrent dans les océans de la planète a fortement augmenté ces dernières années. Chaque année, jusqu'à 300 milliards de m3 sont déversés dans l'océan 3 eaux usées, dont 90 % ne sont pas prétraitées. Les écosystèmes marins sont de plus en plus soumis à l'impact anthropique du fait des substances chimiques toxiques qui, lorsqu'elles s'accumulent par les organismes aquatiques, tout au long de la chaîne trophique, entraînent la mort de consommateurs même de haut niveau, y compris les animaux terrestres. oiseaux de mer, Par exemple. Parmi les substances chimiques toxiques, les plus grands dangers pour le biote marin et pour l'homme sont les hydrocarbures pétroliers (en particulier le benzo(a)pyrène), les pesticides et les métaux lourds : mercure, plomb,

cadmium, etc.

Dans une certaine mesure, les écosystèmes marins peuvent résister aux effets nocifs des substances chimiques toxiques, en utilisant les fonctions cumulatives, oxydantes et minéralisantes des organismes aquatiques. Par exemple, les mollusques bivalves sont capables d'accumuler l'un des pesticides les plus toxiques, le DDT, et, dans des conditions favorables, de l'éliminer de l'organisme.

Dans le même temps, de plus en plus de polluants toxiques pénètrent dans l'océan et les problèmes d'eutrophisation et de pollution microbiologique des zones océaniques côtières deviennent de plus en plus aigus.

Conséquences environnementales de l'épuisement des eaux

L'épuisement des eaux doit être compris comme une réduction inacceptable de leurs réserves sur un certain territoire (eaux souterraines) ou une diminution du débit minimum autorisé (pour les eaux de surface). Les deux entraînent des conséquences environnementales néfastes et perturbent les liens écologiques établis dans le système homme-biosphère.

L'exploitation intensive des eaux souterraines dans les zones de prise d'eau et le drainage puissant des mines et carrières entraînent une modification des relations entre les eaux de surface et les eaux souterraines, une détérioration significative du débit des rivières et l'arrêt de l'activité de milliers de sources, de plusieurs dizaines de ruisseaux. et petites rivières. De plus, en raison d'une diminution significative des niveaux des eaux souterraines, d'autres changements négatifs de la situation écologique sont observés : les zones humides avec une grande diversité d'espèces de végétation sont asséchées, les forêts sont asséchées, la végétation qui aime l'humidité - hydro et hygrophytes, etc. - sont en train de mourir.

L'épuisement des eaux de surface se manifeste par une diminution progressive de leur débit minimum admissible. Sur le territoire de la Russie, le débit des eaux de surface est réparti de manière extrêmement inégale. Environ 90 % du ruissellement annuel total du territoire de la Russie est transporté vers les océans Arctique et Pacifique, vers les bassins versants internes (les mers Caspienne et Azov, où vit plus de 65 % de la population russe, représentent moins de 8 % du ruissellement annuel total, ce qui constitue la principale raison du problème du transfert des rivières des eaux du nord vers le sud.

C’est dans ces régions que les ressources en eaux de surface s’épuisent et que les pénuries d’eau douce continuent de s’aggraver. Lorsque le retrait irrémédiable des volumes de ruissellement de surface dépasse plus de 2 fois, une situation de catastrophe environnementale se crée.

Le problème environnemental le plus grave est la restauration de la teneur en eau et de la pureté des petites rivières (rivières d'une longueur maximale de 100 km), le maillon le plus vulnérable des écosystèmes fluviaux. Ils se sont avérés les plus sensibles aux impacts anthropiques. Une utilisation économique mal conçue des ressources en eau et des terres adjacentes a provoqué leur épuisement (et souvent leur disparition), leur faible profondeur et leur pollution.

Actuellement, l'état des petits cours d'eau et des lacs, en particulier dans la partie européenne de la Russie, est catastrophique en raison de la forte augmentation de la charge anthropique qui pèse sur eux. Le débit des petites rivières a diminué de plus de moitié et la qualité de l'eau n'est pas satisfaisante. Beaucoup d’entre eux ont complètement cessé d’exister.

Le prélèvement de grandes quantités d’eau des rivières se déversant dans les réservoirs à des fins économiques peut avoir des conséquences environnementales très graves. Un exemple est la tragédie de la mer d’Aral, où « un homme a tué tout un

mer". Le niveau de la mer d'Aral, autrefois abondante, depuis les années 60. XX V. diminue de manière catastrophique en raison du volume inacceptable de prélèvement d'eau des rivières alimentant l'Aral - Amudarya et Syrdarya.

Le fond asséché de la mer d'Aral est aujourd'hui en train de devenir la plus grande source de poussière et de sels. Dans le delta de l'Amou-Daria et du Syr-Daria, des marais salants arides apparaissent à la place des forêts de tugai et des fourrés de roseaux mourants. La réabsorption de l'eau de l'Amudarya et du Syrdarya et le rétrécissement de la mer ont provoqué des changements environnementaux dans le paysage de la mer d'Aral qui peuvent être qualifiés de désertification. Les données présentées indiquent une violation anthropique de la loi de l'intégrité de la biosphère, qui est bien plus insidieuse que la loi naturelle, puisque, contrairement à elle, elle est de nature acyclique et essentiellement irréversible.

Protection de l'hydrosphère

Hydrosphère de surface

Les eaux de surface sont protégées du colmatage (contamination par de gros débris), de la pollution et de l'épuisement. Pour éviter le colmatage, des mesures sont prises pour empêcher l'entrée dans les plans d'eau de surface et les rivières de déchets de construction, de déchets solides, de résidus de rafting en bois et d'autres éléments qui affectent négativement la qualité de l'eau, l'habitat du poisson, etc. L'épuisement des eaux de surface est évité par un contrôle strict au-dessus du débit d'eau minimum autorisé.

Le problème le plus important et le plus difficile est la protection des eaux de surface contre la pollution. A cet effet, les mesures de protection de l'environnement suivantes sont prévues :

développement de technologies sans déchets et sans eau ; introduction de systèmes d'approvisionnement en eau de recyclage;
traitement des eaux usées (industrielles, municipales, etc.);
injection d'eaux usées dans des aquifères profonds ;
purification et désinfection des eaux de surface utilisées pour l’approvisionnement en eau et à d’autres fins.

Le principal polluant des eaux de surface étant les eaux usées, le développement et la mise en œuvre de méthodes efficaces de traitement des eaux usées semblent être une tâche très urgente et importante pour l'environnement. Le moyen le plus efficace de protéger les eaux de surface de la pollution par les eaux usées est le développement et la mise en œuvre d'une technologie de production sans eau et sans déchets, dont la première étape est la création d'un approvisionnement en eau recyclée.

Lors de l'organisation d'un système d'approvisionnement en eau de recyclage, celui-ci comprend un certain nombre d'installations et d'installations de traitement, ce qui permet de créer boucle fermée utilisation des eaux usées industrielles et domestiques. Avec cette méthode de traitement de l'eau, les eaux usées sont constamment en circulation et leur entrée dans les plans d'eau de surface est totalement exclue.

En raison de la grande diversité de la composition des eaux usées, il existe différentes méthodes pour leur épuration : mécanique, physico-chimique, chimique, biologique, etc. Selon le degré de nocivité et la nature des contaminants, le traitement des eaux usées peut être effectué par n'importe qui. méthode ou un ensemble de méthodes (méthode combinée). Le procédé de traitement consiste à traiter les boues (ou excédents de biomasse) et à désinfecter les eaux usées avant de les rejeter dans un réservoir.

Lors du traitement mécanique, jusqu'à 90 % des impuretés mécaniques insolubles plus ou moins dispersées (sable, particules d'argile, tartre, etc.) sont éliminées des eaux usées industrielles par tamisage, décantation et filtration, et jusqu'à 60 % des eaux usées ménagères. À ces fins, des grilles, des dessableurs, des filtres à sable et des décanteurs de différents types sont utilisés (Fig. 1). Les substances flottant à la surface des eaux usées (huiles, résines, huiles, graisses, polymères, etc.) sont retenues par les hydrocarbures et les pièges à hydrocarbures et autres types de pièges ou brûlées.

Riz. 1. Schéma d'un décanteur radial : tubulure d'entrée ; 2 tuyaux de sortie ; 3 collecteurs de boues ; 4 canaux de sortie des boues ; 5 grattoirs mécaniques

En figue. La figure 1 montre un bassin de décantation pour eaux usées industrielles fortement polluées, rejeté en pleine terre avant sa construction. Une masse polymère semblable à de la glace est visible d'en haut. Cette masse est brûlée directement à la surface du bassin à l’air libre, polluant l’atmosphère. Une certaine partie des polluants du bassin de décantation s'infiltre dans les aquifères sous-jacents. Pour ces raisons, une telle élimination des déchets de production dangereux ne peut pas être considérée comme respectueuse de l’environnement et ne doit être considérée que comme une mesure temporaire.

Les méthodes de traitement chimique et physico-chimique sont les plus efficaces pour traiter les eaux usées industrielles.

Les principales méthodes chimiques comprennent la neutralisation et l'oxydation. Dans le premier cas, des réactifs spéciaux (chaux, carbonate de sodium, ammoniac) sont introduits dans les eaux usées pour neutraliser les acides et les alcalis ; dans le second, divers agents oxydants sont ajoutés. Avec leur aide, les eaux usées sont débarrassées des composants toxiques et autres.

Utilisations du nettoyage physico-chimique :

coagulation - l'introduction de coagulants (sels d'ammonium, fer, cuivre, boues usées, etc.) dans les eaux usées pour former des sédiments floculants, qui sont ensuite facilement éliminés ;
sorption - la capacité de certaines substances (argiles bentonites, charbon actif, zéolites, gel de silice, tourbe, etc.) à absorber la pollution. La méthode de sorption permet d'extraire des substances solubles précieuses des eaux usées et de leur élimination ultérieure ;
flottation faisant passer l’air à travers les eaux usées. Les bulles de gaz capturent les tensioactifs, l'huile, les huiles et autres contaminants lorsqu'ils se déplacent vers le haut et forment une couche semblable à une mousse facilement amovible à la surface de l'eau.

Pour l'épuration des eaux usées industrielles municipales provenant des pâtes et papiers, du raffinage du pétrole et des entreprises alimentaires, la méthode biologique (biochimique) est largement utilisée. La méthode est basée sur la capacité des micro-organismes à utiliser pour leur développement des composés organiques et certains composés inorganiques contenus dans les eaux usées (sulfure d'hydrogène, ammoniac, nitrites, sulfures, etc.). Le nettoyage est réalisé dans des conditions naturelles (champs d'irrigation, champs de filtration, bassins biologiques, etc.) et dans des structures artificielles (bassins d'aération, biofiltres, canaux d'oxydation par circulation).

Les installations traditionnelles pour le traitement des eaux usées domestiques et de certains types d'eaux usées industrielles sont des réservoirs d'aération - des réservoirs fermés spéciaux à travers lesquels passent lentement les eaux usées enrichies en oxygène et mélangées à des boues activées. Les boues activées sont un ensemble de micro-organismes hétérotrophes et de petits animaux invertébrés (moisissures, levures, champignons aquatiques, rotifères, etc.), ainsi qu'un substrat solide.

DANS dernières années de nouveaux sont activement développés méthodes efficaces, contribuant au verdissement des procédés de traitement des eaux usées :

méthodes électrochimiques basées sur les processus d'oxydation anodique et de réduction cathodique, d'électrocoagulation et d'électroflottation ;
procédés de purification par membrane (ultrafiltres, électrodialyse, etc.) ;
traitement magnétique pour améliorer la flottation des particules en suspension ;
purification par rayonnement de l'eau, permettant dès que possible soumettre les contaminants à l'oxydation, à la coagulation et à la décomposition ;
l'ozonation, dans laquelle aucune substance ne se forme dans les eaux usées qui affecte négativement les processus biochimiques naturels ;
introduction de nouveaux types sélectifs de absorbants pour l'isolation sélective des composants utiles des eaux usées pour le recyclage, etc.

On sait que les pesticides et les engrais emportés par le ruissellement des terres agricoles jouent un rôle important dans la contamination des plans d’eau. Pour éviter l'entrée d'effluents polluants dans les plans d'eau, un ensemble de mesures est nécessaire, parmi lesquelles : 1) le respect des normes et délais d'application des engrais et des pesticides ; 2) traitement focal et en bande avec des pesticides au lieu d'un traitement continu ; 3) appliquer des engrais sous forme de granulés et, si possible, avec de l'eau d'irrigation ; 4) remplacement des pesticides par des méthodes biologiques de protection des plantes, etc.

Il est très difficile d’éliminer les déjections animales, ce qui a un effet néfaste sur les écosystèmes aquatiques. Actuellement, la technologie dans laquelle les eaux usées nocives sont séparées par centrifugation en fractions solides et liquides est reconnue comme la plus économique. En même temps, il est solide : une partie est transformée en compost et est emportée dans les champs. La partie liquide (boue) avec une concentration allant jusqu'à 18 % traverse le réacteur et se transforme en humus. Lorsque la matière organique se décompose, du méthane, du dioxyde de carbone et du sulfure d'hydrogène sont libérés. L’énergie de ce biogaz est utilisée pour produire de la chaleur et de l’électricité.

L'un des moyens prometteurs de réduire la pollution des eaux de surface est l'injection des eaux usées dans des aquifères profonds via un système de puits d'absorption (évacuation souterraine) (Fig. 2). Avec cette méthode, il n’est pas nécessaire de procéder à un traitement et à une élimination coûteux des eaux usées ni à la construction d’installations de traitement.

Riz. 2. Schéma de « rejet » des eaux usées industrielles dans des aquifères profonds : 1 réservoir de stockage ; 2 puits d'injection ; 3 - puits d'observation ; 4 zones d'échange d'eau actif (eau douce); 5 zones d'échange d'eau lent ; 6 zones de stagnation (eaux salées) ; 7 - eaux usées industrielles injectées.

Cependant, selon de nombreux experts de premier plan, cette méthode ne permet d'isoler que de petites quantités d'eaux usées hautement toxiques qui ne peuvent pas être traitées avec les technologies existantes. Ces préoccupations sont dues au fait qu’il est très difficile d’évaluer les conséquences environnementales possibles d’une inondation accrue des horizons d’eaux souterraines profondes, même bien isolés. De plus, il est techniquement très difficile d'éliminer complètement la possibilité de pénétration des eaux usées industrielles hautement toxiques éliminées à la surface de la terre ou dans d'autres aquifères à travers l'anneau des puits.

Les mesures agroforestières et agrotechniques jouent un rôle de plus en plus important dans la protection des eaux de surface contre la pollution et le colmatage. Avec leur aide, il est possible de prévenir l'envasement et la prolifération des lacs, réservoirs et petites rivières, ainsi que la formation d'érosion, de glissements de terrain, d'effondrement des berges, etc. La réalisation d'un ensemble de ces travaux réduira le volume des eaux de ruissellement de surface polluées et contribuera à la propreté des plans d’eau. À cet égard, une grande importance est attachée à la réduction des processus d'eutrophisation des masses d'eau, notamment des réservoirs et des cascades hydrauliques. La largeur de la zone de protection des eaux fluviales peut être comprise entre 0,1 et 1,5 x 2,0 km, y compris la plaine inondable de la rivière, les terrasses et la pente de la berge rocheuse. La désignation d'une zone de protection des eaux permet de prévenir la pollution, le colmatage et l'épuisement d'un plan d'eau. Dans les zones de protection des eaux, le labourage des terres, le pâturage du bétail, l'utilisation de pesticides et d'engrais, les travaux de construction, etc. sont interdits.

L'hydrosphère de surface est organiquement liée à l'atmosphère, à l'hydrosphère souterraine, à la lithosphère et à d'autres composants de l'environnement naturel. Compte tenu de l’interconnexion inextricable de tous ses écosystèmes, il est impossible d’assurer la propreté des réservoirs de surface et des cours d’eau sans protection contre la pollution de l’atmosphère, des sols, des eaux souterraines, etc.

Pour protéger les eaux de surface de la pollution, il est nécessaire dans certains cas de prendre des mesures radicales : fermeture ou réaffectation d'industries polluantes, conversion complète des eaux usées vers un cycle fermé de consommation d'eau, etc. Par exemple, la solution fondamentale au problème de la prévention de la pollution du lac Il ne s'agit pas d'y déverser des eaux usées industrielles, des émissions de poussières et de gaz, même bien purifiées, mais néanmoins nocives pour les organismes aquatiques, mais d'empêcher complètement leur entrée dans le lac et dans l'atmosphère.

Hydrosphère souterraine

Les principales mesures actuellement prises pour protéger les eaux souterraines visent à empêcher l’épuisement des réserves d’eau souterraine et à les protéger de la pollution. Quant aux eaux de surface, ce problème vaste et complexe ne peut être résolu avec succès qu'en lien inextricable avec la protection de l'ensemble de l'environnement naturel.

Pour lutter contre l'épuisement des réserves d'eau douce souterraine aptes à l'approvisionnement en eau potable, diverses mesures sont envisagées, notamment : la régulation du régime de prélèvement des eaux souterraines ; placement plus rationnel des prises d'eau par zone ; déterminer le montant des réserves opérationnelles comme limite de leur utilisation rationnelle ; introduction d'un mode de fonctionnement par grue pour les puits artésiens à écoulement automatique.

Ces dernières années, pour éviter l'épuisement des eaux souterraines, la reconstitution artificielle de leurs réserves est de plus en plus utilisée en convertissant le ruissellement de surface en écoulement souterrain. La reconstitution s'effectue par infiltration (infiltration) d'eau provenant de sources de surface (rivières, lacs, réservoirs) dans les aquifères. Dans le même temps, les eaux souterraines reçoivent une nutrition complémentaire, ce qui permet d'augmenter la productivité des prélèvements d'eau sans épuiser les réserves naturelles.

Mesures de lutte contre la pollution des eaux souterraines : sont divisées en : 1) préventives et 2) spéciales, dont la tâche est de localiser ou d'éliminer la source de pollution.

Éliminer la source de pollution, c’est-à-dire extraire les polluants des eaux souterraines et des roches, est très difficile et peut prendre de nombreuses années. Les mesures préventives sont donc les principales mesures de protection de l’environnement. La pollution des eaux souterraines peut être évitée de différentes manières. Pour y parvenir, les méthodes de traitement des eaux usées sont améliorées pour empêcher les eaux usées contaminées de pénétrer dans les eaux souterraines. Ils introduisent des installations de production dotées d'une technologie sans drain, protègent soigneusement les cuvettes des piscines avec les eaux usées industrielles, réduisent les émissions de gaz et de fumées dangereuses dans les entreprises, réglementent l'utilisation de pesticides et d'engrais dans les travaux agricoles, etc.

La mesure la plus importante pour prévenir la pollution des eaux souterraines dans les zones de captage d'eau est la création de zones de protection sanitaire autour de celles-ci.

Les zones de protection sanitaire (SZZ) sont des zones autour des prises d'eau créées pour éliminer toute possibilité de contamination des eaux souterraines. Sur leur territoire, il est interdit de placer tout objet susceptible de provoquer une pollution chimique ou bactérienne (stockages de boues, complexes d'élevage, élevages de volailles, etc.). L'utilisation d'engrais minéraux et de pesticides ainsi que l'exploitation forestière industrielle sont également interdites. Les autres activités de production humaine et économiques sont également limitées ou interdites.

Des mesures particulières de protection des eaux souterraines contre la pollution visent à isoler les sources de pollution du reste de l'aquifère (rideaux, murs imperméables), ainsi qu'à intercepter les eaux souterraines contaminées par le drainage. Pour éliminer les foyers locaux de pollution, un pompage à long terme des eaux souterraines contaminées à partir de puits spéciaux est effectué.

Les mesures visant à protéger les eaux souterraines contre l'épuisement et la pollution sont mises en œuvre dans le cadre d'un ensemble général de mesures environnementales.

2. Impacts anthropiques sur la lithosphère

Dégradation des sols (terres)

La dégradation du sol est une détérioration progressive de ses propriétés, qui s'accompagne d'une diminution de la teneur en humus et d'une diminution de la fertilité. Comme on le sait, le sol est l'un des composants les plus importants de l'environnement naturel, directement lié à la partie proche de la surface. de la lithosphère, appelée au sens figuré « le pont entre la nature vivante et la nature inanimée ». Le sol assure l'existence de la biosphère, en est la base, il est un adsorbant biologique et un neutralisant de la pollution.

Il ne faut pas oublier que le sol est une ressource naturelle pratiquement non renouvelable. Toutes ses principales fonctions écologiques se limitent à un indicateur général : la fertilité des sols. En aliénant les cultures principales (céréales, racines, légumes, etc.) et secondaires (paille, feuilles, fanes, etc.) des champs, une personne brise partiellement ou totalement le cycle biologique des substances, perturbe la capacité du sol à s'auto-assimiler. -régule et réduit sa fertilité. Ces processus conduisent à une déshumification, une perte d’humus aux conséquences très dangereuses. La déshumification augmente également en raison de l'application excessive d'engrais minéraux au sol. Au cours du siècle dernier, les sols de la région des Terres Noires ont perdu entre un tiers et la moitié de leur teneur en humus. Mais même une perte partielle d'humus et, par conséquent, une diminution de la fertilité ne donnent pas au sol la possibilité de remplir pleinement ses fonctions écologiques et il commence à se dégrader, c'est-à-dire détériorer ses propriétés.

D'autres raisons, principalement de nature anthropique, conduisent également à la dégradation des sols : érosion, pollution, salinisation secondaire, engorgement, désertification. Les sols des agroécosystèmes sont les plus dégradés, la raison de l'état instable étant leur phytocénose simplifiée, qui ne permet pas une autorégulation optimale. L'érosion provoque d'énormes dommages environnementaux aux sols.

L'érosion des sols (de lat.érosion érosion) destruction et démolition des horizons supérieurs les plus fertiles et des roches sous-jacentes par le vent (érosion éolienne) ou les écoulements d'eau (érosion hydrique). Les terres détruites par l'érosion sont dites érodées.

Par analogie, l'érosion industrielle (destruction des sols lors de la construction et de l'exploitation des carrières), l'érosion militaire (cratères, tranchées), l'érosion des pâturages (lors du pâturage intensif du bétail), l'érosion d'irrigation (destruction des sols lors de la construction de canaux et violation des normes d'irrigation), etc. distingué.

Mais le véritable fléau de l’agriculture dans notre pays et dans le monde reste l’érosion éolienne (34 % des terres y sont sensibles) et l’érosion hydrique, active sur 31 % des terres émergées. Dans les zones arides du monde, 60 % de la superficie totale est érodée, dont 20 % sont gravement érodés.

L'intensité de l'érosion éolienne (déflation) dépend de la vitesse du vent, de la stabilité du sol, de la présence de végétation, des caractéristiques du relief et d'autres facteurs. Les facteurs anthropiques ont un impact énorme sur son développement. Par exemple, la destruction de la végétation, le pâturage non réglementé du bétail et l'utilisation inappropriée de mesures agrotechniques intensifient considérablement les processus d'érosion.

Les tempêtes de poussière se produisent avec des vents très forts et prolongés. Ils sont capables de disperser jusqu'à 500 tonnes de terre sur 1 hectare de terre arable en quelques heures et d'emporter irrévocablement la couche supérieure de sol la plus fertile. Les tempêtes de poussière polluent l’air et les masses d’eau et nuisent à la santé humaine. Dans notre pays, des tempêtes de poussière se sont produites à plusieurs reprises dans la région de la Basse Volga, dans le Caucase du Nord, en Bachkirie, etc.

Actuellement, la plus grande source de poussière est la mer d’Aral. Les images satellite montrent des panaches de poussière qui s’étendent sur des centaines de kilomètres de la mer d’Aral. La masse totale de cendres transportées par le vent dans la région de la mer d'Aral atteint 90 millions de tonnes/an. Une autre grande source de poussière des Terres noires de Kalmoukie.

L'érosion sous-marine fait référence à la destruction des sols sous l'influence d'écoulements d'eau temporaires. L'érosion hydrique peut être divisée en érosion planaire, fluviale, ravinée et côtière. Comme dans le cas de l'érosion éolienne, les conditions de manifestation de l'érosion hydrique sont créées par des facteurs naturels, et la principale raison de son développement sont les activités industrielles et autres activités humaines : l'émergence de nouveaux équipements lourds de travail du sol, la destruction de la végétation et des forêts. , pâturage excessif, travail du sol par versoirs, etc.

Parmi les différentes formes d'érosion hydrique, l'érosion ravinée cause des dommages importants à l'environnement et, en premier lieu, aux sols. Il y a 5 millions d'hectares de ravins sur le seul territoire de la plaine russe, et leur superficie augmente : les pertes quotidiennes de sol dues au développement des ravins atteignent 100-20o G un.

Les horizons superficiels du sol sont facilement pollués. Principaux polluants du sol : 1) pesticides (produits chimiques toxiques) ; 2) engrais minéraux ; 3) déchets et déchets industriels ; 4) émissions de gaz et de fumées de polluants dans l'atmosphère : 5) pétrole et produits pétroliers.

Plus d’un million de tonnes de pesticides sont produites chaque année dans le monde. Actuellement, l’impact des pesticides sur la santé publique est assimilé à l’impact des substances radioactives sur l’homme. Selon l'OMS, jusqu'à 2 millions de personnes dans le monde sont intoxiquées chaque année par des pesticides, dont 40 000 sont mortelles.

Parmi les pesticides, les plus dangereux sont les composés organochlorés persistants, qui peuvent persister dans les sols pendant de nombreuses années, et même leurs faibles concentrations résultant d'une accumulation biologique peuvent devenir dangereuses pour la vie des organismes, car elles ont des propriétés mutagènes et cancérigènes. C'est pourquoi l'utilisation du plus dangereux d'entre eux, le DDT, est interdite dans notre pays et dans la plupart des pays développés. L’impact des pesticides est très négatif non seulement pour l’homme, mais aussi pour la faune et la flore. On peut affirmer avec certitude que les dommages environnementaux globaux résultant de l'utilisation de pesticides polluant les sols dépassent de loin les avantages de leur utilisation.

Les sols sont également pollués par les engrais minéraux s’ils sont utilisés en quantités excessives et perdus lors du transport et du stockage. À partir de divers engrais, les nitrates, sulfates, chlorures et autres composés migrent dans le sol en grande quantité.

Les déchets et déchets industriels entraînent une pollution intensive des sols. Le pays génère chaque année plus d’un milliard de tonnes de déchets industriels, dont plus de 50 millions de tonnes sont particulièrement toxiques. De vastes étendues de terres sont occupées par des décharges, des décharges de cendres, des décharges de résidus, etc., qui polluent intensément les sols dont la capacité d'auto-épuration, comme on le sait, est limitée.

Les émissions de gaz et de fumée des entreprises industrielles nuisent énormément au fonctionnement des sols. Le sol est capable d'accumuler des polluants très dangereux pour la santé humaine, par exemple des métaux lourds, des radionucléides et des radio-isotopes déposés par ces émissions.

L'un des graves problèmes environnementaux en Russie est la contamination des terres par du pétrole et des produits pétroliers dans les zones productrices de pétrole telles que la Sibérie occidentale, la région de la Volga, etc. Causes de la pollution : accidents sur les oléoducs, technologie de production pétrolière imparfaite, accidents et émissions technologiques, etc. En Sibérie occidentale, plus de 20 000 hectares sont contaminés par du pétrole avec une épaisseur de couche d'au moins 5 cm. Dans le nord de Tioumen, la superficie des pâturages de rennes a diminué de 12,5% (6 millions d'hectares), 30 000 hectares ont été huilé.

Au cours du processus d’activité économique, les gens peuvent accroître la salinisation naturelle des sols. Ce phénomène est appelé salinisation secondaire et se développe avec un arrosage excessif des terres irriguées dans les zones sèches. Dans le monde, environ 30 %, en Russie : 18 % de la superficie totale des terres irriguées, est soumise à des processus de salinisation secondaire et d'alcalinisation. La salinisation des sols affaiblit leur contribution au maintien du cycle biologique des substances. De nombreux types d'organismes végétaux disparaissent, de nouvelles plantes halophytes (solyanka, etc.) apparaissent. Le pool génétique des populations terrestres diminue en raison de la détérioration des conditions de vie des organismes et les processus de migration s'intensifient.

L'inondation des sols est observée dans les zones gorgées d'eau, par exemple dans la zone de Terre non noire de Russie, dans les basses terres de Sibérie occidentale et dans les zones de pergélisol. Elle s'accompagne de processus de dégradation dans les biocénoses et de l'accumulation de résidus non décomposés en surface. L'engorgement détériore les propriétés agronomiques des sols et réduit la productivité forestière.

L’une des manifestations mondiales de la dégradation des sols, et de l’ensemble de l’environnement naturel en général, est la désertification. La désertification est un processus de modifications irréversibles du sol et de la végétation et d'une diminution de la productivité biologique, qui dans des cas extrêmes peut conduire à la destruction complète du potentiel de la biosphère et à la transformation du territoire en désert. Dans la CEI, la région de la mer d'Aral, la région de Balkhach, les terres de Kalmoukie et d'Astrakhan ainsi que d'autres régions sont exposées à la désertification. Tous appartiennent à des zones de catastrophe environnementale.

Une activité économique mal conçue dans ces territoires a conduit à des changements de dégradation irréversibles de l'environnement naturel et, ce qui est particulièrement dangereux, de sa partie édaphique. Par exemple, là où, en raison des conditions du relief, de la qualité du sol et de l'épaisseur de l'herbe, un seul mouton pouvait être pâturé, des dizaines de fois plus l'étaient. En conséquence, les pâturages se sont transformés en terres érodées. Cela a conduit à un déclin brutal de la biodiversité et à la destruction des écosystèmes naturels. De nombreux écologistes estiment que dans la liste des atrocités contre l'environnement, la désertification peut venir en deuxième position après la destruction des forêts.

Impacts sur les roches et leurs massifs

Les principaux impacts anthropiques sur les roches comprennent : les charges statiques et dynamiques, les impacts thermiques, électriques et autres.

Il s'agit du type d'impact anthropique le plus courant sur les roches : les charges statiques. Sous l'influence des charges statiques des bâtiments et des structures atteignant 2 MPa ou plus, une zone de changement actif des roches se forme à une profondeur d'environ 70 x 100 m. Dans ce cas, les changements les plus importants sont observés : 1) dans la glace du pergélisol domaines -

l'accouchement, dans les zones où des dégels, des soulèvements et d'autres processus défavorables sont souvent observés ; 2) dans des roches hautement compressibles, par exemple tourbe, limon, etc.

Les vibrations, chocs, chocs et autres charges dynamiques sont typiques lors du fonctionnement des machines de construction de transport, de chocs et de vibrations, de mécanismes d'usine, etc. Les plus sensibles aux secousses sont les roches meubles et sous-consolidées (sables, loess saturés d'eau, tourbe, etc.). La résistance de ces roches diminue sensiblement, elles se compactent (uniformément ou inégalement), les connexions structurelles sont perturbées, une liquéfaction soudaine et la formation de glissements de terrain, de décharges, de sables mouvants et d'autres processus causant des dommages sont possibles. Un autre type de charges dynamiques sont les explosions, dont l'effet est similaire à celui des charges sismiques.

Une augmentation de la température des roches est observée lors de la gazéification souterraine du charbon, à la base des hauts fourneaux et des fours à sole, etc. Dans certains cas, la température des roches s'élève jusqu'à 4050°C, et parfois jusqu'à 100°C. ou plus (à la base des hauts fourneaux). Dans la zone de gazéification souterraine du charbon à une température de 1 000 à 600°C, les roches sont frittées, « pétrifiées » et perdent leurs propriétés originelles. Comme d'autres types d'impacts, les flux de chaleur anthropiques affectent non seulement l'état des roches, mais également d'autres composantes du milieu naturel : sols, eaux souterraines, végétation. Un champ électrique artificiel créé dans les roches (transports électrifiés, lignes électriques, etc.) génère des courants et des champs vagabonds. Ils sont plus visibles dans les zones urbaines, où se trouve la plus forte densité de sources d’électricité. Dans le même temps, la conductivité électrique, la résistivité électrique et d'autres propriétés électriques des roches changent.

Les effets dynamiques, thermiques et électriques sur les roches créent une « pollution » physique du milieu naturel environnant.

Lors du développement technique et économique, les masses rocheuses sont soumises à de puissants impacts anthropiques. Dans le même temps, se développent des processus géologiques dangereux tels que glissements de terrain, karst, inondations, affaissements... Les masses rocheuses du pergélisol sont particulièrement sensibles à toutes sortes de perturbations, car elles sont très sensibles à tout impact anthropique. Tous ces processus, s'ils sont provoqués par l'activité humaine et perturbent l'équilibre naturel, sont dits générateurs de dommages, c'est-à-dire causer des dommages environnementaux (et, en règle générale, également économiques) à l'environnement naturel.

Les glissements de terrain sont le glissement de roches sur une pente sous l’influence du poids et de la charge du sol : filtration, sismique ou vibration. De graves dommages à l'environnement naturel sont causés chaque année par des glissements de terrain sur les rives de la mer Noire du Caucase, de Crimée, dans les vallées de la Volga, du Dniepr, du Don et de nombreux autres fleuves et régions montagneuses.

Les glissements de terrain perturbent la stabilité des massifs rocheux et affectent négativement de nombreuses autres composantes du milieu naturel environnant (perturbation du ruissellement de surface, épuisement des ressources en eaux souterraines lors de leur ouverture, formation de marécages, perturbation de la couverture des sols, mort des arbres, etc.). Il existe de nombreux exemples de phénomènes de glissements de terrain de nature catastrophique, entraînant d'importantes pertes humaines.

Les masses rocheuses dans lesquelles se développe le karst sont appelées karst. Le karst est répandu dans le monde, y compris en Russie : en Bachkirie, dans la partie centrale de la plaine russe, dans la région d'Angara, dans le Caucase du Nord et dans de nombreux autres endroits.

Le développement économique des massifs rocheux karstiques entraîne des modifications importantes du milieu naturel. Les processus karstiques s'intensifient sensiblement : de nouveaux gouffres, entonnoirs... se forment. Leur formation est associée à l'intensification de l'extraction des eaux souterraines. L'un des domaines importants dans la préservation de l'environnement est la protection des grottes karstiques - des monuments naturels uniques.

Les inondations sont un exemple de réponse de l'environnement géologique à l'impact anthropique. Par inondation, on entend toute augmentation du niveau de la nappe phréatique jusqu'à des valeurs critiques (moins de 1 x 2 m jusqu'au niveau de la nappe phréatique).

L'inondation des territoires affecte négativement l'état écologique du milieu naturel. Les masses rocheuses deviennent gorgées d'eau et marécageuses. Les glissements de terrain s'intensifient

karst et autres processus. Dans les sols loess, un affaissement se produit et dans les argiles, un gonflement se produit. Dans la zone inondée, en raison de la salinisation secondaire des sols, la végétation est supprimée, une contamination chimique et bactérienne des eaux souterraines est possible et la situation sanitaire et épidémiologique s'aggrave.

Les causes des inondations sont variées, mais sont presque toujours liées à l'activité humaine. Il s'agit des fuites d'eau des communications souterraines acheminant l'eau, du remblayage des ravins des drains naturels, de l'asphaltage et de l'aménagement du territoire, de l'arrosage irrationnel des jardins, des places, du refoulement des eaux souterraines par des fondations profondes, de la filtration des réservoirs, des étangs des refroidisseurs des centrales nucléaires, etc.

En Russie, plus de 700 villes et villages ont été inondés, parmi lesquels Moscou, Saint-Pétersbourg, Nijni Novgorod, Rostov-sur-le-Don, Volgograd, Irkoutsk, Novossibirsk, Saratov, Tioumen, etc.

Au nord de l'Eurasie et de l'Amérique, les roches de la partie supérieure de la croûte terrestre sont constamment gelées et ne dégèlent qu'en été sur une profondeur de plusieurs dizaines de centimètres. Ces roches sont appelées pergélisol (ou pergélisol) et le territoire est appelé région du pergélisol (ou pergélisol). Sur le territoire de notre pays, il occupe plus de 50 % des terres et une partie importante du plateau des mers du nord. L'origine du pergélisol est associée à la dernière glaciation du Quaternaire.

Au cours des dernières décennies, de plus en plus de nouveaux territoires ont été impliqués dans le domaine du développement de la construction dans les zones de pergélisol : le nord de la Sibérie occidentale, le plateau des mers arctiques, les terres du gisement de charbon de Neryungri, etc.

L’invasion humaine ne laisse pas de trace sur les écosystèmes naturels « fragiles » du Nord : la couche de sol est détruite, la topographie et l’enneigement changent, des marécages apparaissent, les relations et interactions des écosystèmes sont perturbées. La circulation des tracteurs et autres moyens de transport, notamment à chenilles, ainsi que la moindre pollution de l'air par le dioxyde de soufre détruisent les couvertures de mousses, lichens, etc., entraînant une forte diminution de la stabilité des écosystèmes.

Impacts sur le sous-sol

Le sous-sol est la partie supérieure de la croûte terrestre, à l'intérieur de laquelle l'exploitation minière est possible. Les fonctions écologiques et autres du sous-sol en tant qu'objet naturel sont très diverses. En tant que fondement naturel de la surface terrestre, le sous-sol influence activement l’environnement naturel environnant. C'est leur principale fonction écologique.

La principale richesse naturelle du sous-sol réside dans les ressources minérales, c'est-à-dire la totalité des minéraux qu'ils contiennent. Extraction (extraction) de minéraux en vue de leur transformation L'objectif principal utilisation du sous-sol.

Il est également important de souligner qu'aujourd'hui, le sous-sol doit être considéré non seulement comme une source de minéraux ou un réservoir pour l'élimination des déchets, mais aussi comme une partie de l'environnement humain en relation avec la construction de métros, de villes souterraines, d'installations de protection civile, etc.

L'état écologique du sous-sol est déterminé principalement par la force et la nature de l'impact de l'exploitation minière, de la construction et d'autres activités sur ceux-ci. À l’époque moderne, l’ampleur de l’impact anthropique sur l’intérieur de la Terre est énorme. Rien qu'en Russie, il existe plusieurs milliers de carrières à ciel ouvert, dont les plus profondes sont les carrières de charbon Korkinsky dans la région de Tcheliabinsk (plus de 500 m). La profondeur des mines de charbon dépasse souvent 1 500 m.

Le sous-sol a besoin d'une protection constante de l'environnement, principalement contre l'épuisement des matières premières, ainsi que contre la pollution par les déchets nocifs, les eaux usées, etc. D’autre part, l’aménagement du sous-sol a un impact néfaste sur presque toutes les composantes du milieu naturel et sur sa qualité dans son ensemble. Il n'existe aucun autre secteur économique au monde qui puisse être comparé à l'industrie minière en termes de force de son impact négatif sur les écosystèmes naturels, à l'exception peut-être des catastrophes naturelles et d'origine humaine, comme l'accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl. usine.

Protection de la lithosphère

Protection des sols (terres)

La protection des sols contre la dégradation progressive et les pertes déraisonnables constitue le problème environnemental le plus urgent en agriculture, qui est encore loin d’être résolu.

Les principaux maillons de la protection environnementale des sols comprennent :

protection des sols contre l'érosion hydrique et éolienne ;
organisation de rotations de cultures et de systèmes de travail des sols afin d'augmenter leur fertilité ;
mesures de réhabilitation (lutte contre l'engorgement, la salinisation des sols, etc.) ;
remise en état de la couverture du sol perturbée ;
protection des sols contre la pollution et protection de la flore et de la faune bénéfiques contre la destruction ;
empêcher le retrait injustifié de terres de l’usage agricole.

La protection des sols doit être réalisée sur la base d'une approche intégrée des terres agricoles en tant que formations naturelles complexes (écosystèmes), avec une prise en compte obligatoire des caractéristiques régionales.

Pour lutter contre l'érosion des sols, un ensemble de mesures est nécessaire : gestion des terres (répartition des terres selon leur degré de résistance aux processus d'érosion), agrotechnique (rotations de cultures protectrices des sols, système de courbes de cultures qui retarde le ruissellement, lutte chimique agents forestiers, etc.), la remise en état des forêts (ceintures forestières de protection des champs et de régulation des eaux, plantations forestières dans les ravins, ravines, etc.) et l'ingénierie hydraulique (étangs en cascade, etc.).

Dans le même temps, il est pris en compte que les mesures d'ingénierie hydraulique arrêtent le développement de l'érosion dans une certaine zone immédiatement après leur mise en œuvre, les mesures agrotechniques - après quelques années et les mesures de remise en état des forêts - 10 à 20 ans après leur mise en œuvre.

Pour les sols soumis à une forte érosion, toute une série de mesures anti-érosives sont nécessaires : l'agriculture en bandes, c'est-à-dire une telle organisation du territoire dans laquelle les contours rectilignes des champs alternent avec des brise-vent de forêts, des rotations de cultures protectrices des sols (pour protéger les sols de la déflation), le boisement des ravins, des systèmes de culture des sols sans labour (utilisation de cultivateurs, de faucheuses, etc. .), diverses mesures d'ingénierie hydraulique (construction de canaux, puits, fossés, terrasses, construction de cours d'eau, de plateaux, etc.) et autres mesures.

Pour lutter contre l'engorgement des sols dans les zones d'humidité suffisante ou excessive suite à une perturbation du régime naturel de l'eau, diverses méthodes de récupération du drainage sont utilisées. Selon les causes de l'engorgement, il peut s'agir d'abaisser le niveau de la nappe phréatique au moyen de drainages fermés, de canaux ouverts ou d'ouvrages de prise d'eau, de construction de barrages, de redressement du lit de la rivière pour se protéger des inondations, d'interception et d'évacuation des eaux de pente atmosphérique, etc. Un drainage excessif de vastes zones peut provoquer des changements indésirables dans les écosystèmes - assèchement excessif des sols, leur déshumification et décalcification, ainsi que provoquer un rétrécissement des petites rivières, un assèchement des forêts, etc.

Pour éviter la salinisation secondaire des sols, il est nécessaire d'aménager le drainage, de réguler l'approvisionnement en eau, de recourir à l'irrigation par aspersion, de recourir à l'irrigation goutte à goutte et aux racines, de réaliser des travaux d'imperméabilisation des canaux d'irrigation, etc.

Pour éviter la contamination des sols par les pesticides et autres substances nocives, ils utilisent des méthodes environnementales de protection des plantes (biologiques, agrotechniques, etc.), augmentent la capacité naturelle des sols à s'auto-purifier, n'utilisent pas de préparations insecticides particulièrement dangereuses et persistantes, etc.

Par exemple, l'élevage et le lâcher d'insectes prédateurs dans les agroécosystèmes : coccinelles, carabes, fourmis, etc. (protection biologique), introduction dans les populations naturelles d'espèces ou d'individus incapables de produire une progéniture (méthode génétique de protection), optimisation de la taille des champs individuels pour la suppression des espèces indésirables (méthode agrotechnique), etc.

Aux États-Unis et dans plusieurs pays d'Europe occidentale, un système d'agriculture biologique a été organisé, dans lequel l'utilisation de pesticides et d'engrais minéraux est complètement éliminée et où sont obtenus des produits « respectueux de l'environnement ». Un travail intensif est en cours pour créer des préparations pesticides à base d'ingrédients naturels (mélange de poivron vert avec de l'ail et du tabac, poudre de camomille, infusions de romarin sauvage, pied d'alouette, sophora, oignon, etc.).

La saisie de terres arables à des fins de construction d'équipements et à d'autres fins ne peut être autorisée que dans des cas exceptionnels conformément à la législation en vigueur. Pour maintenir la productivité des terres, il est nécessaire d'introduire des normes scientifiquement fondées pour la superficie des terres, d'étendre l'utilisation des terres conditionnellement impropres à l'agriculture pour la construction, d'installer des communications souterraines, d'augmenter le nombre d'étages dans les villes et villages, etc.

Protection du sous-sol

L'un des principes fondamentaux de la protection de l'environnement est l'utilisation rationnelle des ressources naturelles. Pour éviter leur éventuel épuisement et préserver les réserves du sous-sol, il est très important de respecter le principe de l'extraction la plus complète des minéraux principaux et associés du sous-sol. On estime que si l’on augmente le rendement du sous-sol de seulement 1 %, on peut obtenir en plus 9 millions de tonnes de charbon, soit environ 9 milliards de m3. 3 de gaz, plus de 10 millions de tonnes de pétrole, environ 3 millions de tonnes de minerai de fer et d'autres minéraux. Tout cela réduira la profondeur et l'ampleur de la pénétration injustifiée dans les entrailles de la terre, et réduira donc considérablement les déchets des entreprises minières et améliorera la situation environnementale.

L'un des problèmes importants liés à la protection et à l'utilisation rationnelle du sous-sol est l'utilisation intégrée des matières premières minérales, y compris le problème de l'élimination des déchets.

Les déchets issus de l’aménagement du sous-sol peuvent être solides (roches « déchets », poussières minérales), liquides (mines, carrières et eaux usées) et gazeux (gaz rejetés par les décharges). Les principales orientations pour le recyclage des déchets et l'amélioration de la situation environnementale sont leur utilisation comme matières premières dans la production industrielle et de construction, dans la construction de routes, pour combler les espaces exploités et pour la production d'engrais. Les déchets liquides, après traitement approprié, sont utilisés pour l'approvisionnement en eau domestique et potable, l'irrigation, etc., les déchets gazeux pour le chauffage et l'approvisionnement en gaz.

En utilisant le sous-sol, ils protègent également la surface de la terre, les eaux de surface et souterraines, récupèrent les zones exploitées et préviennent les effets nocifs sur d'autres composantes de l'environnement naturel et sur la qualité de l'environnement en général.

Le processus de valorisation est divisé en deux étapes principales : la valorisation technique et biologique. Au stade de la remise en état technique, les carrières, les constructions et autres fouilles sont comblées, les terrils, les décharges, les résidus sont partiellement démantelés et les espaces souterrains exploités sont remplis de « déchets ». Une fois le processus de tassement terminé, la surface du sol est nivelée. La réhabilitation biologique est réalisée après la réhabilitation technique pour créer une couverture végétale dans les zones préparées. Avec son aide, la productivité des terres perturbées est restaurée, un paysage vert se forme, des conditions sont créées pour l'habitat des animaux, des plantes, des micro-organismes, les sols en vrac sont renforcés, les protégeant de l'érosion hydrique et éolienne, des terres de foin et de pâturage sont créées. , etc.

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L'eau et la vie sont des concepts indissociables. La pollution atmosphérique, devenue à grande échelle, a causé des dégâts aux rivières, aux lacs, aux réservoirs et aux sols. Les polluants et les produits de leur transformation atteignent tôt ou tard la surface de la Terre depuis l'atmosphère. Ce problème déjà important est considérablement aggravé par le fait que les déchets s'écoulent directement dans les plans d'eau et sur le sol. De vastes superficies de terres agricoles sont exposées à divers pesticides et engrais, et les zones de décharge augmentent. Les entreprises industrielles rejettent leurs eaux usées directement dans les rivières. Le ruissellement des champs se déverse également dans les rivières et les lacs. Les eaux souterraines, le plus important réservoir d’eau douce, sont également polluées. La pollution de l'eau douce et des terres est un boomerang qui revient aux humains dans la nourriture et l'eau potable.

L'eau est le composé inorganique le plus répandu sur notre planète, la base de tous les processus vitaux, la seule source d'oxygène dans le principal processus moteur sur Terre : la photosynthèse. L'eau est présente dans toute la biosphère : non seulement dans les réservoirs, mais aussi dans l'air, dans le sol et chez tous les êtres vivants. Ces dernières contiennent jusqu'à 80 à 90 % d'eau dans leur biomasse. La perte de 10 à 20 % d'eau par les organismes vivants entraîne leur mort.

La majeure partie de l'eau est concentrée dans les mers et les océans. Les eaux douces ne représentent que 2 %. La majeure partie de l'eau douce (85 %) est concentrée dans les glaces des zones polaires et des glaciers. Le renouvellement de l’eau douce résulte du cycle de l’eau.

Avec l'avènement de la vie sur Terre, le cycle de l'eau est devenu relativement complexe, puisqu'au simple phénomène d'évaporation physique (la transformation de l'eau en vapeur) s'ajoutent des processus plus complexes associés à l'activité vitale des organismes vivants. De plus, le rôle de l'homme, à mesure qu'il se développe, devient de plus en plus important dans ce cycle.

Le cycle de l'eau dans la biosphère se déroule comme suit. L'eau tombe à la surface de la Terre sous forme de précipitations formées par la vapeur d'eau atmosphérique. Une certaine partie des précipitations s'évapore directement de la surface et retourne dans l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau. L'autre partie pénètre dans le sol, est absorbée par les racines des plantes puis, en passant à travers les plantes, s'évapore par le processus de transpiration. La troisième partie s'infiltre dans les couches profondes de la lithosphère jusqu'aux horizons aquifères, reconstituant les eaux souterraines. La quatrième partie, sous forme de ruissellement de surface, fluvial et souterrain, s'écoule dans des réservoirs, d'où elle s'évapore également dans l'atmosphère. Enfin, une partie est utilisée par les animaux et consommée par les humains pour leurs besoins. Toute l’eau qui s’évapore et retourne dans l’atmosphère se condense et retombe sous forme de précipitations.

Ainsi, l’une des principales voies du cycle de l’eau est transpiration, c'est à dire. l'évaporation biologique est réalisée par les plantes, soutenant leurs fonctions vitales. La quantité d'eau libérée suite à la transpiration dépend du type de plantes, du type de communautés végétales, de leur biomasse, des facteurs climatiques, de la période de l'année et d'autres conditions.

L'intensité de la transpiration et la masse d'eau qui s'évapore au cours de ce processus peuvent atteindre des valeurs très significatives. Dans les communautés telles que les forêts (avec une grande phytomasse et une grande surface de feuilles) ou les marécages (avec une surface de mousse saturée d'eau), la transpiration en général est tout à fait comparable à l'évaporation des masses d'eau ouvertes (océan) et la dépasse souvent même. En moyenne pour les communautés végétales climat tempéré la transpiration varie de 2 000 à 6 000 m 3 d'eau pour 1 m 2 par an.

La quantité d'évaporation totale (du sol, de la surface des plantes et par transpiration) dépend des caractéristiques physiologiques des plantes et de leur biomasse et sert donc d'indicateur indirect de l'activité vitale et de la productivité des communautés. La végétation dans son ensemble agit comme un énorme évaporateur, influençant considérablement le climat de la région. La couverture végétale des paysages, en particulier les forêts et les marécages, a également une énorme importance en matière de protection et de régulation de l’eau, atténuant les changements du ruissellement (inondations), favorisant la rétention de l’humidité et empêchant le dessèchement et l’érosion des sols.

De quel type d'eau disposons-nous ? Dans son état naturel, l’eau n’est jamais exempte d’impuretés. Divers gaz et sels y sont dissous et des particules solides sont en suspension. On appelle même l’eau douce si elle contient des sels dissous jusqu’à 1 g par litre. D’où vient cette source mondiale d’eau douce et pourquoi ne tarit-elle jamais ? Après tout, presque toutes les réserves d’eau mondiales sont constituées d’eaux salées de l’océan mondial et de réserves souterraines.

Les ressources en eau douce existent grâce au cycle éternel de l’eau. À la suite de l'évaporation, un gigantesque volume d'eau se forme, atteignant 525 000 km 3 par an, 86 % de cette quantité provient des eaux salées de l'océan mondial et des mers intérieures - la Caspienne, l'Aral, etc. sur terre, la moitié due à la transpiration de l'humidité par les plantes. Chaque année, une couche d'eau d'environ 1 250 mm d'épaisseur s'évapore. Une partie retombe dans l'océan avec les précipitations, une autre partie est transportée par les vents vers la terre et alimente ici les rivières et les lacs, les glaciers et les eaux souterraines. Un distillateur naturel est alimenté par l'énergie du Soleil et prélève environ 20 % de cette énergie.

Seulement 2 % de l’hydrosphère est constituée d’eau douce, mais elle est constamment renouvelée. Le taux de renouvellement détermine les ressources dont dispose l'humanité. La majeure partie de l'eau douce (85 %) est concentrée dans les glaces des zones polaires et des glaciers. Le taux d'échange d'eau ici est inférieur à celui de l'océan et s'élève à 8 000 ans. Les eaux de surface terrestres se renouvellent environ 500 fois plus rapidement que celles de l’océan. Les eaux des rivières se renouvellent encore plus rapidement, en 10 à 12 jours environ. Les eaux douces des rivières sont de la plus grande importance pratique pour l’humanité.

Les rivières ont toujours été une source d'eau douce. Dans la nouvelle ère moderne, ils ont commencé à transporter des déchets. Les déchets du bassin versant s’écoulent le long des lits des rivières jusqu’aux mers et océans. La majeure partie de l’eau fluviale utilisée est rejetée dans les rivières et les réservoirs sous forme d’eaux usées. Jusqu’à présent, la croissance des stations d’épuration des eaux usées était à la traîne par rapport à la croissance de la consommation d’eau. Et à première vue, c’est là la racine du mal. En réalité, tout est bien plus grave. Même avec le traitement le plus avancé, y compris le traitement biologique, toutes les substances inorganiques dissoutes et jusqu'à 10 % des polluants organiques restent dans les eaux usées traitées. Cette eau ne peut redevenir propre à la consommation qu'après dilution répétée avec de l'eau naturelle pure. Et ici, le rapport entre la quantité absolue d'eaux usées, même purifiées, et le débit d'eau des rivières est important pour les gens.

Le bilan hydrique mondial a montré que 2 200 km 3 d'eau par an sont consacrés à tous les types d'utilisation de l'eau. La dilution des effluents consomme près de 20 % des ressources mondiales en eau douce. Les calculs supposant que les normes de consommation d'eau diminueront et que le traitement couvrira toutes les eaux usées ont montré que 30 à 35 000 km 3 d'eau douce seront encore nécessaires chaque année pour diluer les eaux usées. Cela signifie que les ressources fluviales mondiales seront presque épuisées et que dans de nombreuses régions du monde, elles sont déjà épuisées. Après tout, 1 km 3 d'eaux usées purifiées « gâtent » 10 km 3 d'eau de rivière et les eaux usées non traitées en gâtent 3 à 5 fois plus. La quantité d'eau douce ne diminue pas, mais sa qualité diminue fortement et elle devient impropre à la consommation.

L’humanité devra changer sa stratégie d’utilisation de l’eau. La nécessité nous oblige à isoler le cycle anthropique de l’eau du cycle naturel. En pratique, cela signifie une transition vers un approvisionnement en eau fermé, vers une technologie à faible consommation d'eau ou à faibles déchets, puis vers une technologie « sèche » ou sans déchets, accompagnée d'une forte réduction du volume de consommation d'eau et d'eaux usées traitées.

Les réserves d'eau douce sont potentiellement importantes. Cependant, dans n’importe quelle région du monde, ils peuvent être épuisés en raison d’une utilisation non durable de l’eau ou de la pollution. Le nombre de ces lieux augmente et couvre des zones géographiques entières. Les besoins en eau ne sont pas satisfaits pour 20 % de la population urbaine et 75 % de la population rurale mondiale. Le volume d'eau consommé dépend de la région et du niveau de vie et varie de 3 à 700 litres par jour et par personne. La consommation industrielle d’eau dépend également du développement économique de la région. Par exemple, au Canada, l'industrie consomme 84 % de tous les prélèvements d'eau et en Inde, 1 %. Les industries les plus gourmandes en eau sont la sidérurgie, les produits chimiques, la pétrochimie, les pâtes et papiers et la transformation des aliments. Ils consomment près de 70 % de toute l’eau utilisée dans l’industrie. En moyenne, l’industrie utilise environ 20 % de toute l’eau consommée dans le monde. Le principal consommateur d'eau douce est l'agriculture : 70 à 80 % de toute l'eau douce est utilisée pour ses besoins. L'agriculture irriguée n'occupe que 15 à 17 % des terres agricoles, mais produit la moitié de la production totale. Près de 70 % des cultures mondiales de coton dépendent de l’irrigation.

Le débit total des rivières de la CEI par an est de 4 720 km. Mais les ressources en eau sont extrêmement inégalement réparties. Dans les régions les plus peuplées, où sont produits jusqu'à 80 % des produits industriels et où se trouvent 90 % des terres propices à l'agriculture, la part des ressources en eau n'est que de 20 %. De nombreuses régions sont insuffisamment approvisionnées en eau. Il s'agit du sud et du sud-est de la partie européenne de la Russie, du sud de la Sibérie occidentale et du Kazakhstan et de certaines autres régions d'Asie centrale, du sud de la Transbaïkalie et de la Yakoutie centrale. Les régions du nord de la CEI, les États baltes et les régions montagneuses du Caucase, de l'Asie centrale, des monts Sayan et de l'Extrême-Orient sont les plus approvisionnées en eau. Les débits des rivières varient en fonction des fluctuations climatiques. L’intervention humaine dans les processus naturels a déjà affecté le débit des rivières.

En agriculture, la majeure partie de l'eau n'est pas renvoyée dans les rivières, mais est dépensée pour l'évaporation et la formation de masse végétale, car lors de la photosynthèse, l'hydrogène des molécules d'eau est converti en composés organiques. Pour réguler le débit des rivières, inégal tout au long de l'année, 1 500 réservoirs ont été construits (ils régulent jusqu'à 9 % du débit total). L’activité économique humaine n’a jusqu’à présent eu pratiquement aucun impact sur le débit des rivières d’Extrême-Orient, de Sibérie et du nord de la partie européenne du pays. Toutefois, dans les zones les plus peuplées, elle a diminué de 8 % et dans les rivières comme le Terek, le Don et le Dniestr-Oural, de 11 à 20 %. Le débit d'eau dans la Volga, le Syr-Daria et l'Amou-Daria a sensiblement diminué.

En conséquence, l'apport d'eau dans la mer d'Azov a diminué de 23 % et dans la mer d'Aral de 33 %. Le niveau de la mer d'Aral a baissé de 12,5 m.

Les réserves d’eau douce, limitées, voire rares, sont considérablement réduites dans de nombreux pays en raison de la pollution. Généralement, les polluants sont divisés en plusieurs classes selon leur nature, leur structure chimique et leur origine.

Les matières organiques proviennent des eaux usées domestiques, agricoles ou industrielles. Leur décomposition se produit sous l'influence de micro-organismes et s'accompagne de la consommation d'oxygène dissous dans l'eau. S'il y a suffisamment d'oxygène dans l'eau et que la quantité de déchets est faible, les bactéries aérobies les transforment rapidement en résidus relativement inoffensifs. Sinon, l'activité des bactéries aérobies est supprimée, la teneur en oxygène diminue fortement et des processus de décomposition se développent. Lorsque la teneur en oxygène de l'eau est inférieure à 5 mg pour 1 litre et dans les zones de frai, inférieure à 7 mg, de nombreuses espèces de poissons meurent.

Les micro-organismes pathogènes et les virus se trouvent dans les eaux usées mal traitées ou non traitées des zones résidentielles et des élevages. Lorsque des microbes et des virus pathogènes pénètrent dans l’eau potable, ils provoquent diverses épidémies, telles que des épidémies de salmonelliose, de gastro-entérite, d’hépatite, etc. Dans les pays développés, la propagation d’épidémies via les réseaux publics d’eau est rare. Les produits alimentaires, comme les légumes cultivés dans des champs fertilisés avec des boues provenant du traitement des eaux usées domestiques, peuvent être contaminés. schlamme - littéralement de la saleté). Les invertébrés aquatiques, comme les huîtres ou autres crustacés, provenant de plans d'eau contaminés étaient souvent à l'origine d'épidémies de fièvre typhoïde.

Les nutriments, principalement les composés azotés et phosphorés, pénètrent dans les plans d'eau avec les eaux usées domestiques et agricoles. Une augmentation de la teneur en nitrites et nitrates dans les eaux de surface et souterraines entraîne une contamination de l'eau potable et le développement de certaines maladies, et la croissance de ces substances dans les plans d'eau provoque leur eutrophisation accrue (augmentation des réserves de nutriments et de substances organiques , grâce à quoi le plancton et les algues se développent rapidement, absorbant tout l'oxygène présent dans l'eau).

Les substances inorganiques et organiques comprennent également les composés de métaux lourds, les produits pétroliers, les pesticides (pesticides), les détergents synthétiques (détergents) et les phénols. Ils pénètrent dans les plans d'eau avec les déchets industriels, les eaux usées domestiques et agricoles. Beaucoup d’entre eux soit ne se décomposent pas du tout dans le milieu aquatique, soit se décomposent très lentement et sont capables de s’accumuler dans les chaînes alimentaires.

L'augmentation des sédiments de fond est l'une des conséquences hydrologiques de l'urbanisation. Leur nombre dans les rivières et les réservoirs augmente constamment en raison de l'érosion des sols résultant d'une agriculture inappropriée, de la déforestation et de la régulation du débit des rivières. Ce phénomène entraîne une perturbation de l'équilibre écologique des systèmes aquatiques et a un effet néfaste sur les organismes benthiques.

La source de pollution thermique sont les eaux usées chauffées des centrales thermiques et de l'industrie. Une augmentation de la température des eaux naturelles modifie les conditions naturelles des organismes aquatiques, réduit la quantité d'oxygène dissous et modifie le taux métabolique. De nombreux habitants des rivières, des lacs ou des réservoirs meurent, le développement des autres est supprimé.

Il y a quelques décennies à peine, les eaux polluées étaient comme des îles dans un environnement naturel relativement propre. Aujourd’hui, la situation a changé, des zones continues de zones contaminées se sont formées.

Sous pollution de l'hydrosphère comprendre le déclin de ses fonctions de biosphère, de son importance économique et environnementale à la suite de l'absorption de substances nocives.

L’un des principaux polluants de l’eau est le pétrole et les produits pétroliers. Le pétrole peut pénétrer dans l’eau à la suite de suintements naturels dans les zones où il se produit. Mais les principales sources de pollution sont liées à l’activité humaine : production pétrolière, transport, raffinage et utilisation du pétrole comme carburant et matière première industrielle.

Parmi les produits industriels, les substances synthétiques toxiques occupent une place particulière par leur impact négatif sur le milieu aquatique et les organismes vivants. Ils sont de plus en plus utilisés dans l’industrie, les transports et les services aux ménages. La concentration de ces composés dans les eaux usées est généralement de 5 à 15 mg/l avec une concentration maximale admissible de 0,1 mg/l. Ces substances peuvent former une couche de mousse dans les réservoirs, particulièrement visible dans les rapides, les rapides et les écluses. La capacité de former de la mousse dans ces substances apparaît déjà à une concentration de 1 à 2 mg/l.

Les autres polluants comprennent les métaux (par exemple le mercure, le plomb, le zinc, le cuivre, le chrome, l'étain, le manganèse), les éléments radioactifs, les pesticides provenant des champs agricoles et le ruissellement des élevages. Le plus grand danger des métaux pour le milieu aquatique est le mercure, le plomb et leurs composés.

L'augmentation de la production (sans installations de traitement) et l'utilisation de pesticides dans les champs entraînent une grave pollution des plans d'eau par des composés nocifs. La pollution du milieu aquatique résulte de l'introduction directe de pesticides lors du traitement des réservoirs de lutte antiparasitaire, de l'entrée dans les réservoirs d'eau s'écoulant de la surface des terres agricoles traitées, du rejet des déchets des entreprises produisant des pesticides dans les réservoirs, ainsi qu'en raison des pertes pendant le transport, le stockage et partiellement avec les précipitations.

Outre les pesticides, les eaux de ruissellement agricoles contiennent une quantité importante de résidus d'engrais (azote, phosphore, potassium) appliqués aux champs. De plus, de grandes quantités de composés organiques d’azote et de phosphore proviennent des élevages et des eaux usées. Une augmentation de la concentration de nutriments dans le sol entraîne une perturbation de l'équilibre biologique du réservoir.

Initialement, le nombre d'algues microscopiques dans un tel réservoir augmente fortement. À mesure que l'approvisionnement alimentaire augmente, le nombre de crustacés, de poissons et d'autres organismes aquatiques augmente. Un grand nombre d’organismes meurent alors. Elle conduit à la consommation de toutes les réserves d'oxygène contenues dans l'eau et à l'accumulation de sulfure d'hydrogène. La situation dans le réservoir change tellement qu'elle devient impropre à l'existence de toute forme d'organisme. Le réservoir est progressivement en train de « mourir ».

Un type de pollution de l’eau est la pollution thermique. Les centrales électriques et les entreprises industrielles rejettent souvent de l'eau chauffée dans un réservoir. Cela entraîne une augmentation de la température de l'eau. Avec l'augmentation de la température dans un réservoir, la quantité d'oxygène diminue, la toxicité des polluants de l'eau augmente et l'équilibre biologique est perturbé.

Dans l'eau contaminée, à mesure que la température augmente, les micro-organismes pathogènes et les virus commencent à se multiplier rapidement. Une fois dans l’eau potable, ils peuvent provoquer l’apparition de diverses maladies.

Dans plusieurs régions source importante l’eau douce était une eau souterraine. Auparavant, ils étaient considérés comme les plus purs. Mais actuellement, du fait des activités économiques humaines, de nombreuses sources d’eau souterraine sont également soumises à la pollution. Souvent, cette pollution est telle que l'eau qui en sort est devenue imbuvable et les réserves limitées d'eau douce sont encore réduites en raison de leur pollution. Le principal danger réside dans les eaux usées (industrielles, agricoles et domestiques), puisqu'une partie importante des eaux usées est rejetée dans les bassins versants sous forme d'eaux usées.

La Russie possède l'un des potentiels hydriques les plus élevés au monde : chaque habitant de la Russie représente plus de 30 000 m 3 /an d'eau. Cependant, à l'heure actuelle, en raison de la pollution ou du colmatage, environ 70 % des rivières et des lacs russes ont perdu leur qualité d'approvisionnement en eau potable, de sorte qu'environ la moitié de la population consomme de l'eau contaminée et de mauvaise qualité.

L'équilibre historique du milieu aquatique du Baïkal, le lac le plus unique de notre planète, qui, selon les scientifiques, pourrait fournir de l'eau propre à toute l'humanité pendant près d'un demi-siècle, a été perturbé. Rien qu'au cours des 15 dernières années, plus de 100 km 3 d'eau du Baïkal ont été pollués. Plus de 8 500 tonnes de produits pétroliers, 750 tonnes de nitrates, 13 000 tonnes de chlorures et autres polluants pénètrent dans le lac chaque année. Les scientifiques estiment que seules la taille du lac et l'énorme volume de masse d'eau, ainsi que la capacité du biote à participer aux processus d'auto-épuration, sauvent l'écosystème du Baïkal d'une dégradation complète.

Ainsi, au stade actuel du développement humain, alors que l'impact humain sur les géosphères de la Terre s'accroît encore plus et que les systèmes naturels ont largement perdu leurs propriétés protectrices, de nouvelles approches sont évidemment nécessaires, une prise de conscience des réalités et des tendances qui ont émergé dans le monde en relation avec la nature dans son ensemble et ses composantes. Cela est pleinement lié à la prise de conscience d'un mal aussi terrible que la pollution et l'épuisement des eaux de surface et souterraines et la pollution des eaux de l'océan mondial à notre époque.

Le concept de l'hydrosphère

L’existence de la biosphère et de l’homme a toujours reposé sur l’utilisation de l’eau. L'eau : est le milieu dans lequel la vie est née et continue ; assure l'existence de la biosphère et des humains ; un réservoir de ressources biologiques colossales (poissons, mammifères, coquillages…) ; influencé l'établissement humain, la formation et le développement de la civilisation.

L’humanité s’efforce constamment d’augmenter sa consommation d’eau, exerçant des pressions importantes et variées sur l’hydrosphère.

L'hydrosphère est la coquille d'eau discontinue de la Terre, située entre l'atmosphère et la croûte solide (lithosphère) et comprend l'ensemble des mers, océans, lacs, rivières, marécages et eaux souterraines.

Répartition des masses d'eau dans la biosphère

Les océans et les mers couvrent près des trois quarts de la surface totale de la Terre et contiennent environ 97 % de l'eau totale de la planète. La part de l'eau douce (nécessaire à la vie des organismes), qui existe en raison du cycle des substances, ne représente que 3 %. L'eau douce est contenue dans les glaciers (79 %), les eaux souterraines en sont constituées (20 %) et les 1 % restants constituent la part de l'eau participant au cycle. De la quantité d'eau participant au cycle, 52 % proviennent des lacs (52 %), 38 et 8 % sont respectivement l'humidité du sol et de l'atmosphère, et 1 % de l'eau douce provient chacun des rivières et des eaux biologiques des organismes vivants.

L'impact anthropique sur l'hydrosphère se manifeste par la pollution et l'épuisement des eaux de surface et souterraines.

Pollution de l'hydrosphère

La pollution des eaux de surface et souterraines est une diminution de leurs fonctions de biosphère et de leur importance environnementale en raison de l'entrée de substances nocives dans celles-ci.

La pollution se manifeste par des modifications des propriétés physiques et organoleptiques (violation de la transparence, de la couleur, de la couleur, du goût, etc.), par une augmentation de la teneur en sulfites, chlorures, nitrates, métaux lourds, par une diminution de l'oxygène dissous, par apparition d'éléments radioactifs et de bactéries pathogènes, etc.

La pollution de l'eau peut être naturelle (naturelle) et anthropique (technogénique, artificielle). La pollution naturelle de l'eau se produit lors d'éruptions volcaniques, de destruction de berges, de processus d'érosion du sol, de salinisation de l'eau douce avec de l'eau salée, etc. La pollution anthropique est associée à l'activité économique humaine.

Principales sources de pollution des eaux de surface et souterraines

· Rejet des eaux usées non traitées (industrielles, municipales, collecteur-drainage) (Tableau 4).

Tableau 4.

Volume des eaux usées rejetées dans les masses d'eau de surface de la Russie

(fin des années 90)

Branches de l'économie	Rejet des eaux usées, millions de km 3	D'entre eux contaminés
Total, millions de km 3	% des rejets d'eaux usées
Industrie			24,1
Y compris : énergie			4,4
Métallurgie ferreuse			71,5
Métallurgie des non ferreux			56,5
Chimie et pétrochimie			82,1
Génie mécanique et travail des métaux			42,9
Travail du bois et pâtes et papiers			87,3
Matériaux de construction			65,5
Agriculture			31,0
Transport			65,1
Département du logement et des services publics			91,1
Autres secteurs de l'économie			66,9

Les eaux usées ont le plus grand impact négatif sur l'hydrosphère.

· Rinçage des pesticides (pesticides) et des engrais (minéraux et organiques) par les précipitations. Ces substances pénètrent dans les plans d’eau en raison d’un stockage et d’une application inappropriés sur le sol.

· Émissions de gaz et de fumées (aérosols, poussières) contenant des particules solides, des oxydes de soufre et d'azote, des métaux lourds, des hydrocarbures, etc. Les substances répertoriées pénètrent dans les plans d'eau par sédimentation mécanique ou par précipitation.

· Fuites de pétrole et de produits pétroliers qui se produisent lors d'accidents sur des oléoducs et des pétroliers, lors du rejet des eaux de ballast des navires, etc.

Les polluants pénètrent dans les eaux souterraines (souterraines) lorsque les eaux usées industrielles et municipales s'infiltrent dans le sol depuis les installations de stockage, les bassins de décantation, les puits défectueux, les dolines karstiques, etc. Dans le même temps, les eaux souterraines ont le coefficient d'auto-épuration le plus bas.

Principaux polluants de l'eau

1. Chimique - acides, alcalis, sels, pétrole et produits pétroliers, dioxines, pesticides, métaux lourds, phénols, azote d'ammonium et de nitrate, tensioactifs synthétiques (tensioactifs).

En règle générale, l'auto-épuration complète des eaux contaminées ne se produit pas à partir de polluants chimiques. Lorsqu’ils sont déposés au fond des réservoirs ou filtrés dans les eaux souterraines, les produits chimiques nocifs sont absorbés par les particules rocheuses, oxydés et réduits, précipités, etc. La source de contamination chimique des eaux souterraines dans les sols hautement perméables peut s'étendre jusqu'à 10 km ou plus.

2. Biologique - virus, bactéries (y compris pathogènes), algues, levures et moisissures. Ce type de contamination est généralement temporaire.

3. Physique - éléments radioactifs, chaleur, organoleptiques (changement de couleur, odeur), boues, sable, limon, argile.

4. Mécanique - déchets solides industriels et ménagers (déchets).

En Russie, qui possède le plus grand potentiel en eau (30 000 km3 par an et par personne), 70 % des rivières et des lacs ont perdu leur qualité à cause de la pollution. 85 000 tonnes de produits pétroliers, 750 tonnes de nitrates, 13 000 tonnes de chlorures et autres polluants sont déversés chaque année dans les eaux du lac Baïkal.

Conséquences écologiques de la pollution de l'hydrosphère

Dans les écosystèmes d'eau douce comme dans les écosystèmes marins, il se produit : une perturbation de la stabilité des écosystèmes aquatiques et des pyramides alimentaires, une pollution microbiologique, des « proliférations d'eau » (causées par eufication), une accumulation de toxines chimiques dans le biote, une diminution de la productivité biologique, l'apparition de mutagenèse. et la cancérogenèse.

L'eutrophisation est le processus d'enrichissement des masses d'eau en nutriments (azote, phosphore, potassium, etc.), au cours duquel des conditions favorables sont créées pour le développement du phytoplancton (algues bleu-vert et autres plantes aquatiques) et l'eau commence à « fleurir ». (devient vert, jaune-brun, rouge). Dans le même temps, la croissance massive, la reproduction et la mort ultérieure du phytoplancton s'accompagnent de la consommation d'oxygène dissous dans l'eau et de l'accumulation de substances toxiques - sulfure d'hydrogène et dioxyde de carbone, etc. se détériore et les poissons meurent de mort.

Des processus d'eutrophisation anthropique se produisent sur les Grands Lacs américains, le lac Ladoga, au large des côtes de l'Inde, de l'Australie, du Japon, de la mer Noire, etc.

Les eaux souterraines contaminées peuvent se propager en aval sur des distances allant jusqu'à 20 à 30 km ou plus de la source de pollution. Ce qui peut constituer une réelle menace pour l’approvisionnement en eau potable. En outre, la pollution des eaux souterraines peut avoir un effet négatif sur l’état écologique des eaux de surface, de l’atmosphère, des sols et d’autres composantes de l’environnement naturel. Par exemple, les polluants présents dans les eaux souterraines peuvent être transportés par filtration vers les masses d’eau de surface et les polluer.

Aujourd’hui, une personne sur cinq dans le monde ne dispose pas d’eau potable. Une personne sur deux consomme de l’eau qui n’a pas été suffisamment purifiée.

Environ 2 milliards de personnes vivent dans de mauvaises conditions sanitaires, 3 millions d’enfants meurent chaque année à cause de l’eau potable contaminée par des agents pathogènes et 80 % des maladies dans les pays en développement sont causées par de l’eau sale.

L'épuisement de l'hydrosphère et

ses conséquences environnementales

L'épuisement des eaux de surface et souterraines est une réduction inacceptable de leurs réserves sur un certain territoire (pour les eaux souterraines) ou une diminution du débit minimum autorisé (pour les eaux de surface).

L'épuisement des eaux de surface est le résultat d'un prélèvement irrévocable d'eau pour l'irrigation, la production industrielle, les besoins municipaux, etc.

L'épuisement des eaux souterraines est généralement le résultat d'une extraction intensive des eaux souterraines dans les zones de prise d'eau, ainsi que d'un drainage important lors de la construction de mines et de carrières. Cela conduit à une perturbation de la relation entre les eaux de surface et les eaux souterraines. L'épuisement des eaux souterraines entraîne une détérioration du débit des rivières, l'assèchement des sources et des petites rivières, le dessèchement des territoires et la mort de la végétation.

En 1999, le Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE) a annoncé que la pénurie d'eau serait l'un des problèmes les plus urgents du nouveau millénaire. Plus d’un milliard de personnes n’ont actuellement pas accès régulièrement à l’eau douce. On estime que d’ici 2050, au moins 2 milliards de personnes vivront dans des régions confrontées à de graves pénuries d’eau.

L'agriculture et l'industrie nécessitent de grandes quantités d'eau. L'agriculture représente environ 70 % de la consommation humaine d'eau. La part de la consommation industrielle d’eau a décuplé au cours du XXe siècle.

En Russie, le débit des eaux de surface est extrêmement inégalement réparti. Environ 90 % sont transportés vers les océans Arctique et Pacifique, et les bassins hydrographiques intérieurs (mers Caspienne et Azov), où vit plus de 65 % de la population russe, représentent moins de 8 % du débit annuel total. Le débit de nombreux petits fleuves, notamment dans la partie européenne de la Russie, a diminué de plus de moitié.

Un exemple frappant de l'épuisement des eaux de surface est la régression de la mer d'Aral, qui s'est produite à la suite de la réabsorption d'une grande quantité d'eau à des fins économiques des rivières qui s'y jettent - l'Amour-Daria et le Syr-Daria. Le fond séché devient une source de poussière et de sels.

La question de la construction de réservoirs est controversée. La création de grands réservoirs entraîne des conséquences multidirectionnelles sur l'environnement (tableau 5).

Tableau 5.

Conséquences environnementales de la création de réservoirs

De plus, le blocage des lits des cours d'eau par des barrages lors de la création de réservoirs est lourd de conséquences négatives pour la plupart des organismes aquatiques (les frayères deviennent inaccessibles, la reproduction naturelle de nombreux poissons se détériore).

État des ressources hydroélectriques

sur le territoire de la région d'Omsk

La principale voie navigable de la région est le fleuve Irtych. L'Irtych est un affluent de la rivière Ob. La longueur totale de l'Irtych depuis sa source jusqu'à son confluent avec l'Ob est de 4370 km. La source de l'Irtych est située dans les chaînes mongoles de l'Altaï. Traduit du turc, le mot « Irtych » signifie « creuseur » (la rivière dans son cours supérieur descend rapidement des montagnes et érode avec force les berges). Traversant le territoire de la région d'Omsk sur 1174 km, l'Irtych présente toutes les caractéristiques caractéristiques des rivières de plaine : la rive droite est haute, escarpée, souvent découpée de ravins, la rive gauche est plate et se transforme en plaine. La profondeur de la rivière peut atteindre - 15 m et la vitesse du courant peut atteindre 1,5 m/sec. Pendant les mois d'été, la température de l'eau dans l'Irtych est de +19 à +20 ºС. Parfois, il atteint +26 - +29ºС. L'épaisseur de la glace en hiver atteint 1 mètre ou plus. La largeur du canal au sud de la région d'Omsk est de 600 à 700 m, au nord de 900 à 1 000 m.

La rivière Irtych, comme toutes les rivières de la région d'Omsk, a un approvisionnement mixte avec une prédominance d'eau de pluie et de neige. En été et en automne, l'eau des grands marécages des bassins versants, amenée à l'Irtych par ses affluents, revêt une grande importance.

Le seul affluent de l'Irtych dans la moitié sud de la région est la rivière Om (traduit du turc, son nom signifie « calme, calme »). Il coule de la partie ouest du marais Bakcharovsky (marais Vasyugan) dans la région de Novossibirsk, à 150 km de la rivière Ob. L'Om a une longueur totale de 1 091 km, mais ne traverse le territoire de la région d'Omsk que sur une distance de 294,7 km.

Les plus grands affluents de l'Irtych dans la moitié nord de la région (avec une longueur de plus de 160 km) sont Tara, Osha, Ishim, Shish, Tui, Uy, Bicha.

La longueur totale du réseau fluvial de la région dépasse 19 000 km.

Il y a plus de 16 000 lacs dans la région, dont 245 lacs salés. Il y a 12 grands lacs.

Les plus grands lacs sont situés dans le district de Krutinsky. Le plus grand est Saltaim. La superficie de la surface de l'eau est de 146 km2. À l'ouest de Saltaim se trouve le lac Tenis. La superficie de la surface de l'eau est de 124 km2. Le plus petit de ce système de lacs est le lac Ik. La superficie de la surface de l'eau est de 71,4 km2. Les lacs abritent des poissons ; des espèces de poissons précieuses telles que le pelé, le ripus et la carpe y sont élevées.

Les lacs des zones de steppe et de forêt-steppe de la région sont principalement salés avec une minéralisation de 5 g/l à 19 g/l et sont donc impropres à l'irrigation et à la pisciculture. Trente lacs contiennent de la boue curative.

Les marécages occupent environ 25,7 % du territoire de la région d'Omsk. La plupart des marécages sont concentrés au nord dans les districts de Bolsheukovsky, Tevrizsky, Tarsky, Znamensky et Muromtsevo. En outre, la partie centrale de la région dans les districts de Tyukalinsky, Bolsherechensky et Nazyvamsky est considérablement marécageuse.

En outre, la région d'Omsk dispose d'importantes ressources en eaux souterraines. Les eaux souterraines douces se trouvent généralement à une profondeur de 61 à 250 m, au-dessous de laquelle elles se transforment en eaux saumâtres et en saumures. Les principales ressources en eaux souterraines sont concentrées dans les régions du nord.

Également dans la région, des gisements d'eaux minérales et iodées et bromées utilisées à des fins médicinales ont été explorées.

Le principal problème des ressources en eau dans la région d'Omsk est leur pollution par les eaux usées des entreprises industrielles et des services d'habitation et communaux (86 %). En termes de volume de rejet d'eaux usées contaminées, la ville d'Omsk se classe au 9ème rang en Russie. Selon le volume de production, jusqu'à 269 millions de m3 d'eaux usées contaminées pénètrent dans les plans d'eau de la région, dont 230 millions de m3 en ville, dont 86 % ne sont pas traités ou insuffisamment traités.

La flotte fluviale et la bonification des terres contribuent également à la pollution des eaux de surface dans la région d'Omsk Irtych. La pollution lors de la remise en état résulte du fait que la principale réserve de parcelles de datcha est située dans la vallée de l'Irtych (souvent dans une zone de 2 à 3 kilomètres) et que l'irrigation de ces zones entraîne l'élimination intensive de grands volumes de divers engrais et pesticides. dans les plans d’eau. Et dans certains cas, ces polluants pénètrent dans le milieu aquatique avec les eaux de drainage.

Un désastre pour les petites rivières et les lacs est l'installation sur leurs rives de fermes d'élevage, de dépôts pétroliers, de stations-service, de chalets d'été, de décharges spontanées et bien d'autres.

Si l'Irtych, en raison de la grande masse d'eau, du courant, de la capacité de filtrage du sable, du rayonnement solaire et du volume d'oxygène entrant dans l'eau, est capable d'une manière ou d'une autre de résister et de combattre la pollution, alors les petites rivières et les lacs n'ont pas une telle opportunité. .

La composition qualitative des eaux fluviales en milieu rural se forme sous l'influence de la pollution provenant du ruissellement de surface. Les eaux de pluie et de fonte fournissent des quantités importantes d'azote et de phosphore, d'engrais minéraux et organiques dans les réservoirs, ce qui conduit à l'eutrophisation. La mort des poissons par manque d'oxygène dans l'eau est devenue un phénomène courant dans nos réservoirs. Ainsi, en 1991, plus de 120 tonnes de poissons sont morts sur le lac Ik.

Le degré de pollution des rivières de la région est caractérisé dans un certain nombre de régions comme étant extrêmement élevé. Des composés de métaux lourds, de produits pétroliers, de phénols et de pesticides ont été trouvés dans l'Irtych et dans les petites rivières, qui se déversent dans les plans d'eau avec des déchets industriels et des eaux usées domestiques et agricoles.

La situation des eaux souterraines n’est pas meilleure. Les eaux souterraines de la région d'Omsk se trouvent à faible profondeur. Le long des eaux souterraines d'Irtych, Om et Tara se trouvent à une profondeur de 5 à 10 m, dans la partie sud de 5 à 15 m, dans la partie centrale de 1 à 3 m. Les principales sources de pollution des eaux souterraines sont les décharges, les égouts souterrains et les fuites d'essence. dans les stations-service, les pesticides et engrais utilisés dans les champs et les parcelles de jardin individuelles, ainsi que le sel, répandu sur les routes en hiver.

Selon le contrôle régional et la surveillance sanitaire et épidémiologique, l'eau de l'Irtych a été évaluée ces dernières années comme « sale » et « très sale ». De fortes concentrations de substances nocives sont observées dans tout l'Irtych, de la frontière avec le Kazakhstan jusqu'au village d'Ust-Ishim.

Les affluents de l'Irtych, où la surveillance des eaux a été effectuée, sont également sensibles à la pollution chimique et biologique. Alors r. L'Om contient dans ses eaux des produits pétroliers, des phénols, du zinc, des composés de fer, de cuivre, de manganèse à des concentrations dépassant la concentration maximale admissible. La pollution des rivières du nord continue.

La menace d'apport de polluants dans l'Irtych vient également de la ville de Pavlodar (Kazakhstan), où se trouvent une usine chimique, une raffinerie d'aluminium et une raffinerie de pétrole.

Protection de l'hydrosphère

Afin de prévenir la pollution et l'épuisement des eaux de surface et souterraines, les mesures suivantes sont prises.

· Utilisation économique de l'eau.

En agriculture, pour économiser l'eau, diverses méthodes de rétention de la neige sont utilisées (brise-vent, construction de bancs de neige, etc.) et une irrigation économique des sols (aspersion, méthode goutte à goutte). Grâce aux méthodes d'arrosage économique du sol, les économies d'eau peuvent atteindre 60%

Dans l'industrie, les économies d'eau sont réalisées en améliorant le processus technologique et en introduisant un approvisionnement en eau recyclée. Avec l'approvisionnement en eau recyclée, les eaux usées ne sont pas rejetées dans la rivière, mais sont immédiatement traitées dans l'entreprise et renvoyées à la production. Cela permet d'économiser de l'eau douce et d'éviter en même temps la pollution des rivières ou d'autres plans d'eau.

· Développement de conditions de rejet des eaux usées dans les réservoirs, basées sur les exigences sanitaires et hygiéniques de la qualité de l'eau.

La qualité de l'eau est basée sur le respect de normes de concentrations maximales admissibles de polluants rejetés dans les plans d'eau.

· Améliorer les méthodes de traitement des eaux usées.

Les principales méthodes de traitement des eaux usées sont : mécaniques (pour éliminer les impuretés grossières et fines), physico-chimiques (pour éliminer les impuretés dissoutes des substances organiques et inorganiques des eaux usées à l'aide de réactifs chimiques) et biologiques (destruction des impuretés dissoutes des substances organiques par des cultures microbiennes). )épuration . Ces méthodes sont souvent utilisées en combinaison. Pour éliminer la contamination bactérienne des eaux usées, une désinfection est utilisée.

· Création de zones de protection des eaux (largeur de 100 à 300 m ou plus) et respect d'un régime spécial qui prévoit la restriction de l'activité économique.

Des zones de protection des eaux sont créées sur tous les plans d'eau, mais cette mesure est particulièrement pertinente pour la conservation des petites rivières. A l'intérieur de ces zones, les labours, le pâturage, les travaux de construction, etc. sont interdits.

· Injection des eaux usées dans des aquifères profonds (élimination souterraine).

Avec cette méthode, aucun traitement ni élimination des eaux usées n’est nécessaire.

· Régulation du régime de captage des eaux souterraines.

· Placement rationnel des prises d'eau par zone.

· Détermination du montant des réserves opérationnelles comme limite de leur utilisation rationnelle.

· Introduction d'un mode de fonctionnement par grue pour les puits artésiens à écoulement automatique, etc.

· Organisation de zones de protection sanitaire dans les zones autour des sources d'approvisionnement centralisées en eau potable, afin d'éliminer la possibilité de contamination des eaux souterraines.

· Utilisation du drainage et du pompage à long terme des eaux souterraines contaminées afin d'éliminer la source de pollution.

· Publication d'actes environnementaux visant à protéger l'eau de la pollution et de l'épuisement.

Par exemple, dans la Fédération de Russie, conformément à la loi « sur la protection de l'environnement naturel » et à la législation sur l'eau, le rejet incontrôlé de déchets industriels, ménagers et autres dans les plans d'eau, ainsi que le fonctionnement des entreprises non pourvu d'installations de traitement de l'eau, est interdit.