Учебно-методическое пособие по дисциплине «Основы геоэкологии»

Рис 3.1 Круговорот воды в природе

Природные системы в гидросфере.

1. Вода в атмосфере. В высоких слоях атмосферы нет физико-химических условий, способствующих накоплению воды, по этому основная масса воды атмосферы (95%) содержится в нижнем слое атмосферы до 20 км.

2. Поверхностные воды.

а) мировой океан содержит основную массу поверхности гидросферы. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана благодаря обитающим в нем зеленым растениям.

б) ледники и постоянно залегающий снежный покров (Антарктида, Гренландия, арктические острова, горные районы). Суммарный объем ледниковых покровов в 50—70 раз больше объема воды, принимающего участие во влагообороте.

в) воды озер.

г) воды болот.

д) воды в руслах рек.

3. Подземные воды – к ним относятся воды, находящиеся в верхней части литосферы в жидком, твердом и парообразном состоянии (почвенная влага, подземные льды).

Запасы пресных вод и их размещение.

Основная доля запасов пресных вод (2/3) находится в твердом состоянии и приурочена к ледникам. Наибольший интерес представляет объем ежегодно возобновляемых ресурсов пресных вод. Он может быть приравнен к суммарному годовому стоку рек в океан -45 тыс. км

/год. Это и есть те водные ресурсы, которыми располагает человечество для удовлетворения своих потребностей.

Таблица 3.1

В ряде регионов мира проблема чистой питьевой воды тесно связана с проблемой сточных вод, поскольку многие близлежащие к крупным городам и промышленным центрам источники потребления пресной воды сильно загрязнены сточными водами. Во многих случаях дефицит чистой пресной воды приходится покрывать созданием длинных трубопроводов. Это не только дорог8о, но и опасно, так как в длинных трубопроводах в воде могут протекать трудно предусматриваемые реакции, которые могут сделать воду химически агрессивной.

Антропогенные процессы в гидросфере

1. Влияние водохранилищ на режим вод – уменьшается проточность, турбулентность воды, сокращается водообмен, возникают застойные зоны.

а) Затопление плодородных земель приводит к образованию болезнетворных бактерий и водорослей водоемов.

б) Влияние водохранилищ на осадконакопление:

Общая S водохранилищ= 500 тыс. км

; Общ. V их вод = 6 тыс. км

.

Ежегодное осадконакопление в водохранилищах 13 млрд. тонн, в естественных озерах всего 4 млрд. тонн. Следовательно, скорость антропогенного осадконакопления в искусственных водохранилищах в связи с замедленной проточностью в 17 раз превысила осадконакопление в естественных условиях.

в) Мелководья в водохранилищах. Для водохранилищ на равнинных реках, характерно широкое развитие мелководий. Это увеличивает потери затопленных сельскохозяйственных земель.

г) Воздействие водохранилищ на берега. Здесь различают зоны постоянного и временного затопления. В зоне временного затопления развиваются процессы размывания и разрушения берега. В зоне постоянного затопления может происходить заболачивание и ухудшение санитарных условий местности.

2. Сточные воды загрязнены отходами промышленного, бытового, сельскохозяйственного производства и подразделяются на 3 основные вида:

1) производственные стоки-их состав зависит от рода промышленные предприятия, типа оборудования, используемого сырья и др.

Пример: Стоки нефтедобывающей промышленности содержат- эмульгированные углеводороды, нафтеновые кислоты, меркаптаны; стоки хим. промышленности содержат -фенолы, спирты, смолы, натрий, кальций, хлор, сульфаты;

Антропогенный характер имеют многие случаю эвтрофирования водоемов (повышение биологической продуктивности, зарастание), когда этот процесс не обусловлен следствиями естественного старения озера.

2) сельскохозяйственные стоки формируются в результате внесения минеральных и органических удобрений, средств борьбы с вредителями с/х культур.

36—40% всех удобрений вводимых в почву-азот, он смывается попадая в реки и вызывает размножение бактерий и водорослей, а у человека пьющего эту воду нарушается дыхательная функция крови.

3) коммунально-бытовые стоки. В 1970 году производство детергентов (моющих средств) составило 3,5 мил. тонн. детергенты-сильные токсиканты, биологически почти не разложимые.

3. Все виды сточных вод сбрасываются в поверхностные водоемы, ухудшая их свойства, поглощают растворенный в них кислород, накапливаются на дне водоема токсическими осадками.

1 м

сточных вод делает не пригодным для использования – 60 м

чистой воды. Пример: Река Миссисипи более 100 труб сбрасывают в нее промышленные отходы. В воде взятой в нижнем сечении реки, в десятикратно разбавленной чистой водой —рыба гибла через 1-у минуту, при стократном разбавлении —через сутки.

На дне р. Потомак у г. Вашингтона слой слежавшихся не смываемых отбросов и фекалий местами достигает 3-х метров.

4. Места хранения отходов производства, с/х угодья, на которых применяются удобрения, поля фильтрации, последствия ядерных взрывов. Различают микробное и химическое загрязнение. Микробному загрязнению подвергаются грунтовые воды, в которых патогенные бактерии долго сохраняют способность к жизнедеятельности: 1100 и более суток. Химическое загрязнение происходит через загрязнение поверхностных вод, которые питают подземные отстойники.

5. Загрязнение мирового океана:

а) Загрязнение океана нефтью и нефтепродуктами.

Добыча и транспортировка нефти часто сопровождается авариями на буровых, подводных трубопроводах или танкерах. В результате этих аварий в океан попадает около 3—15 мил. тонн в год. Так же нефть попадает при промывании танкеров после выгрузки и с суши путем сбрасывания предприятиями береговой зоны. Суммарное поступление нефти в океан достигает 16 мил. тонн в год.

Все это отрицательно влияет на живые организмы, на физиологические процессы вызывая изменения в тканях и органах, нарушая работу ферментального аппарата и нервной системы. Нефть своего рода наркотик для морских обитателей. Нефтяная пленка нарушает процесс тепло-, водо- и газообмена на границе океана и атмосферы.

Источники загрязнения гидросферы нефтью

(У. Стонер, Б. Сигер)

Таблица 3.2

б) Химическое загрязнение океана.

Химизация с/х привела к росту загрязнения пестицидами, которые попадают в океан из воздуха, сносятся с атмосферными осадками в реки и затем попадают в океан. Загрязнение происходит и тяжелыми металлами, прежде всего ртутью, свинцом, кадмием. Они попадают в океан через атмосферу и речные стоки. Свинца в океан поступает более 2-х мил. тонн/год, ртути 9—10 тыс. тонн/год.

В тканях некоторых промысловых видов рыб концентрация металлов в 100—1000 раз превышает их содержание в окружающей среде.

в) Радиоактивное загрязнение океана.

Оно появилось в последствии подземных ядерных испытаний, сброса в океан жидких отходов прибрежных атомных станций и захоронения низкорадиоактивных отходов в контейнерах.