Слово "антропогенный" означает, обусловленный деятельностью человека (человечества).
Антропогенные факторы - совокупность факторов окружающей среды, обусловленных случайной или преднамеренной деятельностью человечества за период его существования. Данные факторы в настоящее время оказывают непосредственное влияние на структуры экосистемы и изменение химического состава и режима, в том числе и гидросферы.
Гидросфера (в переводе с греч. Hydro - вода и sphaire - шар) - водная оболочка Земли - место обитания гидробионтов, совокупность океанов, их морей, озер, прудов, водохранилищ, рек, ручьев, болот (некоторые ученые включают в гидросферу также подземные воды всех типов, поверхностные и глубинные).

Введение.
1) Что такое Антропогенный фактор и механизм его воздействия
2) Какая у нас вода?
3) Общая характеристика гидросферы
4) Антропогенное воздействие на гидросферу.
5) Что ждет нас в будущем при таком ведении ситуации.

Работа содержит 1 файл

Антропогенное воздействие на гидросферу

Введение.

Вода - это один из источников жизни на земле. Без данного вещества Существование организмов невозможно. Так человек примерно на 60 - 70% состоит из воды. В природе существует такой процесс как круговорот воды в природе. Вода непременно проходит, все фазы и при этом может оказаться в любом месте мира в том или ином состоянии. Таким образом, загрязняя воду или то или иное место на нашей планете, мы соответственно портим все, что существует на планете Земля. Поэтому сейчас в экологии одна из главных проблем - это вода и её чистота, так как известно, что запасов пресной воды всего 1-2% от существующей на Земле, а население планеты неуклонно растет. Так, можно привести пример: во Франции, где есть река, практически все пьют дистиллированную воду, покупаемую в бутылках. В России запас пресной воды самый большой в мире. Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океанам, а также внутриматериковому Каспийскому морю. На территории России насчитывается свыше 2,5 млн. больших и малых рек, более 2 млн. озер, сотни тысяч болот и других объектов водного фонда. Суммарные запасы воды в озерах России достигают 26,5 – 26,7 тыс. км3. Всего в России насчитывается порядка 2 млн. пресных и соленых озер; среди них самое глубокое в мире пресноводное озеро Байкал, а также Каспийское море.

Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер, нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и удобрений, растут территории свалок. Промышленные предприятия сбрасывают сточные воды прямо в реки. Стоки с полей также поступают в реки и озера. Загрязняются и подземные воды - важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

Развитие ядерной энергетики и широкое применение источников ионизирующих излучений (ИИ) в различных областях науки и техники создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами.

Содержание.

Введение.

1) Что такое Антропогенный фактор и механизм его воздействия

2) Какая у нас вода?

3) Общая характеристика гидросферы

4) Антропогенное воздействие на гидросферу.

5) Что ждет нас в будущем при таком ведении ситуации.

1) Что такое Антропогенный фактор и механизм его воздействия

Слово "антропогенный" означает, обусловленный деятельностью человека (человечества).

Антропогенные факторы - совокупность факторов окружающей среды, обусловленных случайной или преднамеренной деятельностью человечества за период его существования. Данные факторы в настоящее время оказывают непосредственное влияние на структуры экосистемы и изменение химического состава и режима, в том числе и гидросферы.

Гидросфера (в переводе с греч. Hydro - вода и sphaire - шар) - водная оболочка Земли - место обитания гидробионтов, совокупность океанов, их морей, озер, прудов, водохранилищ, рек, ручьев, болот (некоторые ученые включают в гидросферу также подземные воды всех типов, поверхностные и глубинные).

Говоря об антропогенном воздействии необходимо сказать о среде и условиях существования организмов, так как непосредственное влияние оказывается на них. Среда - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. Таким образом, если нарушается баланс элементов то организмы либо адаптируются к данным изменениям, либо исчезают. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных. Поэтому если изменения произойдут быстро то, скорее всего что организмы не смогут приспособиться к новым условиям существования и погибнут.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами.

Экологический фактор - любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм, хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития.

Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.

Абиотические факторы - факторы неорганической (неживой) природы. Это свет, температура, влажность, давление и другие климатические и геофизические факторы; природа самой среды - воздушной, водной, почвенной; химический состав среды, концентрации веществ в ней. К абиотическим факторам относят также физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующую и проникающую радиацию, движение сред (акустические колебания, волны, ветер, течения, приливы), суточные и сезонные изменения в природе. Многие абиотические факторы могут быть охарактеризованы количественно и поддаются объективному измерению.

Биотические факторы - это прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Все биотические факторы обусловлены внутривидовыми (внутрипопуляционными) и межвидовыми (межпопуляционными) взаимодействиями.

Особую группу составляют антропогенные факторы, порожденные деятельностью человека, человеческого общества. Часть их связана с хозяйственным изъятием природных ресурсов, нарушением естественных ландшафтов. Это вырубка лесов, распашка степей, осушение болот, промысел растений, рыб, птиц и зверей, замена природных комплексов сооружениями, коммуникациями, водохранилищами, свалками и пустырями. Другие антропогенные воздействия обусловлены загрязнением природной среды (в том числе и среды обитания человека) - воздуха, водоемов, земли побочными продуктами, отходами производства и потребления. Преобладающая часть антропогенных факторов, связанная с производством, с применением техники, машин, с влияниями промышленности, транспорта, строительства на природные экологические системы и окружающую человека среду, носит название техногенных факторов.

Соглашаясь с вышеуказанным, мы все же считаем более правильным классифицировать антропогенные факторы, как часть факторов биотического влияния, так как понятие "биотические факторы" охватывает действия всего органического мира, к которому принадлежит и человек. Антропогенные факторы мы и будем рассматривать.

2) Какая у нас вода?

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, взвешены твердые частички. Даже пресной мы называем воду с содержанием растворенных солей до 1 г на литр. Откуда же берется и почему никогда не иссякает этот мировой родник пресной воды? Ведь почти все запасы мировой воды -- это соленые воды Мирового океана и подземных кладовых.

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км³в год. 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей -Каспийского. Аральского и др. ; остальное испаряется на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями.

Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии.

Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод -- 85% -- сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10--12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек.

Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 --35 тыс. км пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды "портит" 10 км речной воды, а не очищенной -- в 3--5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления.

3) Общая характеристика гидросферы

Гидросфера, как водная среда занимает около 71% площади и 1/800 часть объема земного шара. Основное количество воды, более 94%, сосредоточено в морях и океанах.

В пресных водах рек, озер количество воды не превышает 0,016% общего объема пресной воды.

В океане с входящими в него морями прежде всего различают две экологические области: толщу воды – «пелагиалъ» и дно – «бенталь». В зависимости от глубины «бенталь» делится на сублиторольную зону - область плавного понижения суши до глубины 200 м, батиальную - область крутого склона и абиссальную зону - океанического ложа со средней глубиной 3-6 км. Более глубокие области «бентали», соответствующие впадинам океанического ложа (6-10 км), называют ультраабиссалью. Кромка берега, заливаемая во время приливов, называется литоралью. Часть берега выше уровня приливов, увлажняемая брызгами прибоя, получила название «супралиторали».

Открытые воды Мирового океана также делятся на зоны по вертикали соответственно зонам бентали: типелигиалъ, бати-пелигиаль, абиссопелигиаль.

В водной среде обитает примерно 150 000 видов животных, или около 7% общего их количества (рис.5.4) и 10 000 видов растений (8%).

Следует обратить внимание и на то, что представители большинства групп растений и животных остались в водной среде (своей "колыбели"), но число их видов значительно меньше, чем наземных. Отсюда вывод - эволюция на суше проходила значительно быстрее.

Разнообразием и богатством растительного и животного мира отличаются моря и океаны экваториальных и тропических областей, в первую очередь Тихого и Атлантического океанов. На север и юг от этих поясов качественный состав постепенно обедняется. Например, в районе Ост-Индского архипелага распространено не менее 40 000 видов животных, тогда как в море Лаптевых всего 400. Основная масса организмов Мирового океана сосредоточена на относительно небольшой по площади зоне морских побережий умеренного пояса и среди мангровых зарослей тропических стран.

Удельный вес рек, озер и болот, как уже было отмечено ранее, по сравнению с морями и океанами незначителен. Однако они создают необходимый для растений, животных и человека запас пресной воды.

Известно, что не только водная среда оказывает сильное влияние на ее обитателей, но и живое вещество гидросферы, воздействуя на среду обитания, перерабатывает ее и вовлекает в круговорот веществ. Установлено, что вода океанов, морей, рек и озер разлагается и восстанавливается в биотическом круговороте за 2 млн лет, т.е. вся она прошла через живое вещество на Земле не одну тысячу раз.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахом, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных» бактерий и других загрязнителей.

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относятся нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например, вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические - радиоактивные вещества, тепло и др.

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

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное з агрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпадения их на поверхность земли в виде радиоактивных продуктов и отходов и последующего просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами, так и в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

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

Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение мусором, остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

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

По существующим санитарным нормам температура водоема не должна повышаться более чем на 3°С летом и 5°С зимой, а тепловая нагрузка на водоем не должна превышать 12-17 кДж/м3.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод - промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др. Такие опасные загрязняющие вещества, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами. По большей части они попадают в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей. Значительную опасность представляют газодымовые соединения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности.

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

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

Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Антропогенноеэвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов и резкому возрастанию биомассы фитопланктона. Благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшается ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.

Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях:

Нарушении устойчивости экосистем;

Прогрессирующей эвтрофикации;

Появлении «красных приливов»;

Накоплении химических токсикантов в биоте;

Снижении биологической продуктивности;

Возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

Микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

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

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

Развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Тема Антропогенные воздействия на литосферу. Источники и уровни негативных факторов производственной, городской и жилой среды. Структурно-функциональные системы восприятия и компенсации организмом человека изменений факторов среды

обитания.

Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как минеральная основа биосферы, в настоящее время подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию. В эпоху бурного экономического развития, когда в процесс производства вовлечена практически вся биосфера планеты, человек, стал “крупнейшей геологической силой”, под действием которой меняется лик Земли. Научно - технический процесс привел к качественному и количественному потреблению литосферных ресурсов.

Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхностной части земной коры. В процессе преобразования литосферы человек (по данным на начало 90-х гг.) извлек 125 млрд. т. угля, 32 млрд. т. нефти, более 100 млрд. т. других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн. га земель, заболочено и засолено 20 млн. га. Эрозией за последние сто лет уничтожено 2 млн. га, площадь оврагов превысила 25 млн. га. Высота терриконов достигает 300 м, горных отвалов -- 150 м, глубина шахт, пройденных для добычи золота, превышает 4 км. (Южная Африка), нефтяных скважин -- 6 км.

Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является “базовой подсистемой биосферы: образно говоря, вся континентальная и почти вся морская биота опирается на земную кору. Например, техногенное разрушение минимального слоя горных пород на суше или шельфе автоматически уничтожает биоценоз.

Почти все химические элементы используются в практике. Однако на производстве готовой продукции используются только около одной седьмой добытых полезных ископаемых.

Удаление отходов и их хранение является дорогим мероприятием. Затраты на них могут составлять до 30% от стоимости годовой продукции.

Однако в отходы попадают ценные и дефицитные минералы: огнеупорные глины, фосфориты, доломиты, известняки, кварциты и т.д. в оборот вовлекается только одна пятая часть шлаков цветной металлургии. Задача утилизации промышленных товаров очень актуальна.

Воздействия на почвы

Почва - один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе -- почвенном плодородии.

Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства.

К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера.

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д., а значит, остается непостоянным.

Например, в случае создания человеком монокультуры (пшеницы, свеклы, кукурузы и т. д.) в агроэкосистеме нарушается видовое разнообразие растительных сообществ. Агроэкосистема упрощается, объединяется и становится неустойчивой, не способной противостоять биотическому или биотическому экологическому стрессу.

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

1) эрозия (ветровая и водная);

2) загрязнение;

3) вторичное засоление и заболачивание;

4) опустынивание;

5) отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Эрозия почв (земель)

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

К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши. В США эродировано, т. е. подвержено эрозии, 40% всех сельскохозяйственных земель, а в засушливых районах мира еще больше -- 60% от общей площади, из них 20% сильно эродированы.

Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.

Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понимают выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.

Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра.

Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20--30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни). Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни, негативно влияют на все компоненты окружающей природной среды, загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека. В настоящее время крупнейший источник пыли -- Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на многие сотни километров. Общая масса переносимой ветром пыли в районе Арала достигает 90 млн т в год. Другой крупный пылевой очаг в России -- Черные земли Калмыкии.

Водная эрозия почв (земель). Под водной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее развития является производственная и иная деятельность человека. В частности, появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, -- одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Другие негативные антропогенные факторы: уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей природной среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия. Экологический ущерб от оврагов огромен. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густо расчлененный рельеф. Площадь оврагов только на территории Русской равнины составляет 5 млн га и продолжает увеличиваться. Подсчитано, что ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигают 100--200 га

Загрязнения почв

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений -- токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных -- лишь в течение двух-трех суток.

Основные загрязнители почвы:

1) пестициды (ядохимикаты);

2) минеральные удобрения;

3) отходы и отбросы производства;

4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства -- 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг. на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше. Мировое производство пестицидов постоянно растет.

В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов, наряду с некоторым увеличением урожайности, отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д.

По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды-мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них -- ДДТ в нашей стране и в ряде других стран запрещено. Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах, достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды.

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных.

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демо-экологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. При самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50 %. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия этого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов.

Антропогенное воздействие на составляющие гидросферы – это влияние хозяйственной деятельности человека на количественные и качественные показатели водных объектов. Важнейшее свойство гидросферы – единство всех видов природных вод. А.в. классифицируется:

• по направлениям и видам хозяйственной деятельности человека (промышленные, сельскохозяйственные А.в.);
• по направлениям обмена веществом и энергией (А.в. в результате изъятия, привнесения, эксплуатации подземных и поверхностных вод, утечки из водонесущих коммуникаций, орошения земель);
• по длительности воздействия (краткосрочное, долгосрочное);
• по режиму воздействия (постоянное, периодическое, циклическое, хаотическое;
• по глубине (приповерхностное и глубинное);
• по площади (точечное и площадное);
• по последствиям А.в. (положительное, отрицательное, нейтральное – истощение или искусственное пополнение запасов подземных вод, подтопление или осушение территорий).

Подавляющая часть А.в. - целенаправленные, сознательно осуществляемые мероприятия в гидросфере для обеспечения жизнедеятельности человечества. Они заранее планируются и контролируются. Ограниченная часть А.в. носит характер последействия или резонанса осуществления целенаправленного А.в. В результате А.в. возникает комплекс неизбежных и сопутствующих процессов, которые в зависимости от продолжительности и интенсивности м.б. обратимыми и необратимыми. Различают следующие антропогенные состояния объектов гидросферы:

близкое к естественному или слабонарушенное, не требующее природоохранных мер;

нарушенное, но без очевидных последствий, требующих тщательных исследований и профилактических мер;

кризисное, находящееся на грани необратимых последствий, требующее принятия неотложных мер;

катастрофическое, приводящее к необратимым нарушениям объектов гидросферы, др. компонентов окружающей среды.

При гидрохимическом загрязнении водных объектов величину А.в. можно определять по: абсолютному показателю общей нагрузки объектов гидросферы консервативными веществами, показателю превышения и непревышения загрязненности объектов гидросферы относительно нормы, показателю относительной и предельно допустимой нагрузки на объекты гидросферы, показателю пространственного распределения загрязнения. Применительно к гидродинамическому режиму подземной гидросферы А.в. оценивают на основе прогнозных уравнений, представленных в вероятностной форме, или в детерминированном выражении на основе аналитических, балансовых зависимостей и моделирования. Основные факторы техногенного воздействия на гидросферу: промышленность, хозяйственно-бытовые сточные воды, урбанизация, гидротехнические и мелиоративные мероприятия.

Вода представляет собой один из наиболее важных компонентов, обеспечивающих жизнь на нашей планете. Обладая рядом аномальных свойств, она влияет на протекающие в экосистемах сложнейшие физико-химические и биологические процессы. Нелишне упомянуть, что к таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среди жидкостей теплоемкость, теплота плавления и испарения, поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Перечисленные свойства создают потенциальную возможность накопления в воде очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов.

Но дело не только в загрязнениях, с водой у человека и у человечества весьма сложные отношения. Человек в последние десятилетия стал оказывать существенное влияние на гидросферу и водный баланс планеты. Антропогенные преобразования вод континентов уже достигли глобальных масштабов, нарушая естественный режим даже крупнейших озер и рек земного шара. Этому способствовали строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, систем переброски вод), увеличение площади орошаемых земель, обводнение засушливых территорий, урбанизация, загрязнение пресных вод промышленными, коммунальными стоками и т. д.

Под водопотреблением понимают использование водных ресурсов для удовлетворения нужд населения, промышленности, сельского хозяйства и т. д. Различают возвратное водопотребление - с возвращением забранной воды в источник (промышленность водохранилища, коммунальное хозяйство) и безвозвратное водопотребление - с расходом ее на фильтрацию, испарение и т. п. (в основном сельское хозяйство). Хотя запасы речных вод невелики (всего 1200 км 3 или 0,0001 % объема всей гидросферы), но, обладая значительной способностью к возобновлению и самоочищению, они обеспечивают основной объем потребляемой воды в быту и хозяйстве.

Бытовое потребление воды в современном городе составляет от 200 до 300 л на человека, поэтому город с населением 3 млн. чел. в сутки потребляет до 20 млн. м 3 воды, а в год - до 1 км 3 , причем к качеству бытовой воды предъявляются высокие требования по совокупности органических качеств.

Основной объем воды (около 96 %) сосредоточен в Мировом океане. Воды суши, представляющие наибольший интерес в экологическом отношении, подразделяют на поверхностные, не защищенные от загрязнения (озера, водохранилища, водотоки) и более защищенные подземные воды.

В естественных условиях химический состав вод регулируется природными процессами. Поддерживается равновесие между поступлением химических элементов в воду и выведением их из нее. Лишь на отдельных (обычно небольших) участках наблюдаются аномальные концентрации некоторых микроэлементов. Антропогенное изменение химического состава вод обусловлено попаданием в гидросферу огромного количества сточных вод, содержащих отходы промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунально-бытовые стоки. Они уменьшают в реках, озерах и фунтовых водах количество растворенного кислорода, изменяют условия разложения органических веществ, увеличивают концентрации азота, фосфора, различных металлов, хлорорганических соединений и прочих ядохимикатов, т. е. а конечном счете влекут за собой ухудшение качества воды.

Основными показателями качества воды являются ионный состав, общее солесодержание, цветность, запах и вкус, жесткость, щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

Под истощением вод понимается сокращение количества воды в водном объекте, происходящее под влиянием человеческой деятельности и носящее устойчивый характер. Зачастую недостаток пресной воды обусловлен качественным истощением водных ресурсов, т. е загрязнением и засорением водотоков и водоемов различными химическими веществами и «мусором».

Водотоки и водоемы считаются загрязненными, если состав или состояние их вод изменены в результате деятельности человека до такой степени, что они стали непригодными для целей, которым они служили до начала их использования человеком. Загрязнение поверхностных природных вод - это процесс изменения физических, химических или биологических свойств природных вод при попадании в них различных веществ, который может оказать вредное воздействие на человека и природу, а также ограничить возможность использования воды. Веществом, загрязняющим воду, является каждое соединение, вызывающее нарушение норм качества воды.

Под засорением поверхностных природных вод следует понимать поступление в водотоки и водоемы посторонних нерастворимых предметов, например древесины, металлолома, шлака, строительного мусора и т. д. Серьезный вклад в засорение вносит лесосплав. Лесосплав не предъявляет к качеству воды требований, но сам является источником загрязнения водотоков затонувшей древесиной и различными попутными отходами.

Примеси, поступающие в водные объекты, можно подразделить на минеральные, органические и биологические. К минеральным загрязняющим веществам относятся песок, глина, различные золы, шлаки, растворы солей, кислот, щелочей, эмульсии масел, радиоактивные и другие неорганические соединения. Органические загрязнители - это разнообразные вещества растительного и животного происхождения, а также многочисленные отходы в виде смол, фенолов, красителей, спиртов, альдегидов, серо- и хлорсодержащих органических соединений и т. д. Биологические загрязняющие вещества играют особую роль в жизни водоемов. С бытовыми сточными водами и стоками некоторых производств в водоемы и водотоки попадают болезнетворные бактерии и вирусы, возбудители инфекций.

Качество природных вод во многих районах Земли ухудшилось настолько, что использовать их для водоснабжения невозможно.

Специфическими токсическими свойствами обладают сточные воды содовых, сернокислотных, азотно-туковых заводов, электрохимических производств, заводов черной металлургии, машиностроительных предприятий, рудников по добыче руд, содержащих цветные металлы. Эти стоки содержат оксиды, гидроксиды, соли тяжелых металлов, цианиды, роданиды, щелочи, мышьяк. Столь же опасны сточные воды химических, коксохимических, газосланцевых предприятий, содержащих смолистые вещества, фенолы, меркаптаны, органические кислоты, альдегиды, спирты, красители. Свой негативный вклад вносят горнодобывающие предприятия.

Помимо взвешенных веществ в состав стока входят различные растворенные химические вещества и биогенные элементы. Органическое вещество в поверхностном стоке (как, впрочем, и во всех природных водах) имеет настолько разнообразный состав, что его охарактеризовать химически довольно затруднительно. Поэтому оценку уровня загрязнения производят по косвенным показателям, используя тест на биохимическую потребность в кислороде (БПК 5), который позволяет определить количество кислорода, расходуемого в процессе бактериального разложения органического вещества за 5 суток при стандартных условиях. Для этой же цели иногда используют тест на химическую потребность в кислороде (ХПК), но он характеризует общее содержание органики, а не ту часть, которая более легко разлагается бактериями и не дает представления о скорости потребления кислорода. ХПК дождевого стока может изменяться в пределах 30 -1500 мг кислорода на 1 л, а БПК 5 в пределах 3 - 150 мг кислорода на 1 л.

Одним из опасных загрязняющих водные ресурсы веществ, в настоящее стали время поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти вещества снижают способность воды к насыщению кислородом, парализуют деятельность микроорганизмов, разрушающих органические вещества; сами же ПАВ плохо поддаются биохимическому разложению.

Важным источником загрязнения внутриконтинентальных водотоков и водоемов следует считать речной транспорт, с которого поступают подсланевые воды, содержащие нефтепродукты, отработанные масла и канцерогенные полициклические углеводороды, хозяйственно-бытовые стоки, сухой мусор с судов, нефть и другие жидкие и твердые отходы.

В последние годы в связи с нарастающими объемами сельскохозяйственного производства все большую значимость приобретает проблема загрязнения природных вод поверхностным стоком с полей, лесов и других угодий. Условно загрязнение природных вод этим видом стока можно подразделить на три группы:

Биогенные вещества, поступающие в реки и водоемы в результате вымывания удобрений из почвы;

Ядохимикаты (пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты и др.), смываемые с полей или распыляемые с самолетов;

Продукты водной эрозии почв, включающие в себя органические и неорганические вещества, а также ядохимикаты.

Эвтрофикация. Главным источником биогенных элементов в поверхностных водах все больше становятся удобрения. Одним из наиболее неблагоприятных последствий загрязнения водоемов является ускоренное повышение биопродуктивности водоемов в результате накопления в воде биогенных веществ. Это явление носит название эвтрофикации (эвтрофирования). Иногда биопродуктивность водоемов повышается и за счет естественных факторов, но, как правило, последствия его достаточно быстро компенсируются внутренними «способностями» экосистемы.

В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземная гидросфера становится практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому ее охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют важнейшее экологическое значение. Положение усугубляется тем, что природные для питья подземные воды залегают в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению части артезианских бассейнов и других гидрогеологических структур, а реки и озера составляют всего 0,019 % общего объема воды. Опасность загрязнения подземных вод заключается в том, что подземная гидросфера (особенно артезианские бассейны) является конечным резервуаром накопления загрязнителей как поверхностного, так и глубинного происхождения.

Загрязнение Мирового океана. Выше мы отмечали колоссальное экологическое значение Мирового океана в функционировании биосферы Земли. Он представляет собой географический объект со специфическим геологическим и геоморфологическим строением, геохимическими и физико-химическими процессами, которые протекают в толще вод и донных отложений. Отличается особым характером обмена энергии, вещества, информации в процессах взаимодействия с атмосферой и поверхностью литосферы - дном, а также своим растительным и животным миром.

Общеизвестно, что вода в океане соленая. Морская вода - это многоэлементный и к тому же питательный раствор, в котором природа выращивает миллиарды тонн растительного вещества. Масса растворенных солей достигает астрономической величины - 48 млрд. т; при этом на долю хлористого натрия приходится 38 млрд. т. Самое удивительное в этом растворе - не огромное количество солей, а постоянство их соотношения между собой. Соленость меняется в зависимости от испарения, речного стока и атмосферных осадков, но состав солен - это глобальная константа. Средняя соленость воды океана - 35 %. В открытом океане она практически неизменна.

Сегодня Мировой океан привлекает серьезное внимание человека как хранилище огромных минерально-химических и энергетических ресурсов. Во многих районах дно Мирового океана устлано крупными железомарганцевыми конкрециями, запасы которых выражаются астрономическими цифрами до 300 - 350 млрд. т; обнаружены месторождения меди, алмазов, каменного угля, не говоря уже о запасах нефти и газа, в частности, прогнозные оценки запасов морской нефти составляют 60 - 150 млрд. т.

Мировой океан является источником богатейших биологических, промышленно-сырьевых и энергетических ресурсов, но их эффективное освоение возможно только в случае радикального решения проблемы защиты океанских вод от загрязнения.

Это загрязнение связано главным образом с поступлением огромного количества антропогенных вредных веществ на его акваторию (нефтяные углеводороды, биогенные компоненты, пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды и др.). Постоянно увеличивающаяся нагрузка на Мировой океан ведет к постепенной деградации морских экосистем с неблагоприятными экологическими последствиями.

Нефтяное загрязнение представляет особую опасность для морских экосистем, так как по последним оценкам от 20 до 30 % поверхности Мирового океана покрыто нефтяными пленками. Эти пленки, чрезвычайно тонкие, но весьма активные, способны нарушать важнейшие физико-химические процессы в океане, что приводит к весьма нежелательным последствиям глобального масштаба, а на более низких уровнях отрицательно влияет на функционирование гидробиоценозов. Нефтяные пленки, будучи молекулярно устойчивыми, накапливаются в поверхностном слое воды, в донных осадках, морских организмах и, передаваясь по трофическим цепям, создают угрозу здоровью человека при употреблении в пищу рыбы и морепродуктов.

Радиоактивное загрязнение морей и океанов. Основными источниками радиоактивного загрязнения Мирового океана являются:

Испытания ядерного оружия;

Сброс радиоактивных отходов непосредственно в море;

Крупномасштабные аварии (ЧАЭС, аварии судов с атомными двигателями-реакторами);

Захоронение радиоактивных отходов на дне.

Воздействия на морские побережья. С географической точки зрения, морское побережье - это пограничная полоса между сушей и морем, характеризующаяся современными и древними береговыми формами рельефа и своеобразными сообществами организмов.

С побережьями океана связана разнообразная и экономически важная хозяйственная деятельность человека, которая с каждым годом увеличивает антропогенные нагрузки на береговую зону практически во всех районах земного шара.

Глобальное потепление климата и связанное с ним повышение уровня Мирового океана;

Гидротехнические сооружения (буны, волноломы и т. п.), сильно способствующие размыву морских берегов;

Добыча минерального сырья (песок, галька, коралловый материал для производства цемента и др.) в береговой зоне, приводящая к увеличению воздействия волн на берег и к истощению пляжей.

Сельское хозяйство представляет собой значительный источник загрязнений подземных вод. Навозохранилища при крупных животноводческих комплексах, построенные из сборного железобетона, протекают повсеместно, впрочем в те годы, когда строили эти сооружения, никто не помышлял о необходимости их изоляции от внешней среды. Кроме протечек, в весеннее время они, как правило, переполняются за счет полой воды и становятся мощными точечными источниками загрязнений. Наибольшую опасность представляют указанные сооружения при свиноводческих фермах за счет гельминтозного и другого патогенного загрязнения.

Применение пестицидов опасно широким площадным распространением, их высокой миграционной способностью, стойкостью некоторых продуктов их распада и загрязненностью самих примесями, токсичность которых зачастую еще не полностью оценена.

Использование удобрений в растениеводстве при неразвитой агротехнике способно, при всех успехах в повышении урожайности, нанести большой вред качеству грунтовых вод.

Тепловые электростанции опасны для подземных вод тепловым загрязнением, т. е. формированием повышенного температурного поля, в котором процессы взаимодействия подземных вод с естественными и искусственными органическими веществами идут более интенсивно.

Освоение подземного пространства не может пройти незаметно для режима подземных вод. Заглубление фундаментов под уровень грунтовых вод, укладка тоннелей, в том числе и метрополитенов, коллекторов и т. п. уменьшает площадь поперечного сечения потока грунтовых вод, что вызывает подъем их уровня.

Особое внимание при изучении современного состояния загрязненных водных систем необходимо уделить долговременному эффекту воздействия низких доз загрязнителей (близких, но не равных ПДК). Установлено, что это оказывает более пагубное влияние на популяции водных организмов, чем острое, но кратковременное токсическое воздействие. Кроме того, каждый водоем уникален из-за больших различий в химическом составе, скорости перемешивания, температурного режима, вертикальной зональности водной массы и других характеристик.

Вода относится к числу наиболее важных природных ресурсов, таких, как воздух и энергоносители. Вода необходима для всех форм жизни на Земле. Совокупность всех источников воды на нашей планете – морей, озер, рек, прудов, болот, подземных вод – называется гидросферой. Общее количество воды на Земле – 1386 млн км 3 . Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза превышает территорию суши. Из общего количества воды на Земле доля пресных вод составляет 2,5 %, или 35 млн км 3 . Это 8 млн км 3 пресной воды на каждого жителя планеты. Однако большая часть пресной воды труднодоступна. Около 70 % пресной воды заключено в ледниковых покровах полярных стран и горных ледниках. Обширные запасы пресной воды находятся в верхней части земной коры на разной глубине. Это запасы подземных вод. Пресные воды, как правило, находятся на глубине 150–200 м, ниже они становятся солеными водами. Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз превышает совокупный объем озер, рек и болот. Площадь всех озер земного шара несколько превышает 2 млн км 2 .

Вода является единственной природной жидкостью, имеющейся на поверхности Земли в огромном количестве. Только это вещество в природе существует во всех трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Казалось бы, на Земле присутствует достаточное количество этого нужного для жизни природного ресурса, тем не менее, недостаток воды на сегодняшний день является одной из важнейших экологических проблем.

Загрязнение водных систем представляет большую опасность, поскольку водные экосистемы чрезвычайно чувствительны к воздействию загрязнителей. Процессы самоочищения и восстановления водных экосистем происходят медленно, а источники загрязнения водоемов очень разнообразны и с трудом поддаются нейтрализации.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

1) атмосферные воды, содержащие массы вымываемых из воздуха химических веществ промышленного происхождения. Осадки и талые воды дополнительно вовлекают с собой большое количество веществ. Наиболее загрязненными являются стоки с городских улиц, производственных площадок – в них содержатся нефтепродукты, мусор, фенолы, кислоты, окислы тяжелых металлов;

2) бытовые сточные воды содержат преимущественно фекалии, поверхностно-активные моющие средства, жиры, микроорганизмы;

3) сельскохозяйственные сточные воды, содержащие удобрения с полей, а также пестициды и ядохимикаты, благодаря которым получают высокие урожаи;

4) промышленные сточные воды, образующиеся во всех отраслях производства. Наиболее активными потребителями воды считаются целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия, энергетика, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод являются нефтепродукты, фенолы, кислоты, соединения металлов, азот, формальдегид, вирусы и бактерии.

Загрязнение воды проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов и болезнетворных бактерий.

Серьезные экологические последствия вызывает так называемое тепловое загрязнение. При получении электрической энергии выделяется большое количество избыточной энергии, охлаждение производится при помощи воды, которая сбрасывается в окружающую среду, как правило, в водоемы. Изменения температуры оказывают неблагоприятное воздействие на все структуры водного сообщества организмов. Различные виды водорослей конкурируют между собой за свет, пространство и элементы питания. Изменения температурного режима, нарушая конкурентные позиции отдельных видов, способствуют гибели одних и ускоренному размножению других, что ведет к экологическим сдвигам. Таким образом, в результате теплового воздействия изменяется видовое разнообразие водной экосистемы. Частично тепловое загрязнение сглаживает сезонные изменения температуры в водоеме, что влияет на жизненный цикл некоторых рыб и растений и вызывает их гибель. Наиболее опасно влияние теплового воздействия в условиях жаркого климата, поскольку организмы часто попадают в условия верхнего температурного предела.

Потребление воды промышленностью и сельским хозяйством достигло в современном мире огромных размеров. Города мира ежегодно сбрасывают в водоемы более 500 млрд м 3 сточных вод. Только половина из промышленных отходов подвергается какой-либо очистке, остальное сбрасывается в водоемы без какой-либо предварительной обработки. Только в Рейн ежегодно сбрасывается около 1000 т ртути, 1500 т мышьяка, 1700 т свинца, 1400 т меди, 13 000 т цинка, 100 т хрома и 20 млн т различных солей. Крупнейшая река Америки Миссисипи аккумулирует загрязнения с территории, на которой расположено 3/4 «грязной» промышленности США.

О.Н. Яницкий приводит следующее свидетельство из нашей российской истории. Оно относится к обследованию в 1765 году Сенатской комиссией санитарного состояния г. Тулы. В частности, в материалах комиссии отмечается, что "...верх Упы, близ оружейных фабрик по берегу и от посадской стороны тульские купцы из кожевенных фабрик валят в воду и по берегу великими кучами дуб, отзол и прочую нечистоту и всегда моют кожи и шерсть, на берегу ж построены мясные ряды, где и бойницы... и вода имеет в себе большую гнилость... От такой наполненной смрадом воды, употребляемой в пищу, делаются болезни, а сносят потому, что иногда по малому числу умирают, не входя в рассуждение, что от намножаемой в воде гнилости и таких сближенных в жилье худых от кожевен, сальных заводов и бойниц духов... могут быть и заразительные болезни, ибо при захождении солнца поднимаются от оной воды туманами дурные пары, кои не только людям, но и протчим животным весьма могут быть чувствительны, и от сего без вреда жителям быть не может".

А вот современное состояние качества воды р. Упа ниже г. Тулы. Среднее содержание фенолов здесь составило 15 ПДК, азота нитритного – 1 ПДК, меди – 10 ПДК. Основные загрязнители – коммунальное хозяйство г.Тула, АК "Тулачермет", ПО "Комбайновый завод", машиностроительный завод, Косогорский мегкомбинат и другие производства и предприятия.

Критическая обстановка с качеством воды сложилась в р. Неве и ее притоках, в С.-Петербурге, где отмечается ежегодное увеличение объема сброса загрязненных сточных вод. Он осуществляется через 400 выпусков от более чем 500 предприятий С.-Петербурга и его пригородов, многие из которых не имеют даже локальных очистных сооружений. По индексу загрязнения Нева относится к категории "умеренно загрязненных" рек. Постоянный рост уровня загрязнения ее воды создает трудности в водоснабжении населения города и пригородных поселков.

В северных регионах России и на территории Якутии наибольшее загрязнение водных источников связано с городами Новодвинском, сбрасывающим около 0,25 км 3 загрязненных или недоочищенных сточных вод, Норильском – 10, км 3 , Архангельском – 0,1 км 3 , Северодвинском 0,04 км 3 .Во многих городах севера (Мончегорск, Североморск, Новодвинск, Норильск, Салехард, Якутск и др.) очистные сооружения не обеспечивают достаточную очистку поступающих стоков.

Нарушено исторически сложившееся равновесие в водной среде Байкала - озере, которое могло бы обеспечить чистой водой все человечество в течение почти полстолетия. В него ежегодно поступает более 500 т нефтепродуктов, 750 т нитратов, 13 тыс. т хлоридов и других загрязнителей. Ученые полагают, что только размеры озера и огромный объем водной массы, а также способность биоты участвовать в процессах самоочищения пока спасают экосистему Байкала от полной деградации.

В целом, в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70 % рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения, и в результате около половины населения потребляет загрязненную недоброкачественную воду. Высокий уровень загрязнения поверхностных вод относится, прежде всего, к бассейнам таких рек, как Волга, Ока, Дон, Северная Двина, Нева, Иртыш, Обь, Томь.

В ряде административных территорий Российской Федерации наблюдается высокий уровень не только химического, но и микробиологического загрязнения водоемов, что является результатом сброса неочищенных производственных и бытовых сточных вод (Архангельская, Ивановская, Кировская, Рязанская, Брянская, Костромская области, Кабардино-Балкарская республика, Республика Калмыкия, Ямало-Ненецкий автономный округ), а также ухудшение качественных показателей по сравнению с 1998 годом (Архангельская, Пензенская, Владимирская, Костромская, Вологодская области, Кабардино-Балкарская республика, республики Татарстан и Калмыкия, Ямало-Ненецкий автономный округ).

Кроме поверхностных вод, постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей и отстойников, через неисправные скважины и трубы.

В 2003 году в Киото на Всемирном форуме по защите водного пространства, было заявлено, что в настоящее время около 1 млрд человек не имеют доступа к безопасной питьевой воде и приблизительно 2,5 млрд пользуются водой, не проходящей должного санитарного контроля. А также приведены данные, свидетельствующие, что за прошедшее десятилетие от загрязненной воды умерло намного больше людей, чем от СПИДа или в результате военных конфликтов.

Так, например, резкий рост заболеваний, в первую очередь среди детей, был не так давно отмечен в одном из районов калифорнийского города Сан-Хосе. Исследование жителей этого города, проведенное врачами, показало, что количество больных, у которых поражены нервная или сердечно-сосудистая система, печень или другие органы, втрое превышало средние данные по штату. Эти заболевания явились следствием заражения питьевой воды ядовитыми веществами, проникающими в почву из резервуаров, в которых хранились отходы химического производства расположенной в городе промышленной компании.

В целом же статистика показывает, что до 80 % всех заболеваний в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды, табл. 6.3.

Таблица 6.2

Распространенность заболеваний из-за низкого качества воды

Серьезной экологической проблемой, принимающей глобальный характер, в настоящее время является загрязнение Мирового океана. Мировой океан превращается в гигантскую свалку, куда в конечном итоге поступают все отходы производства – нефтяные, минеральные и радиоактивные (табл. 6.4).

Основные причины загрязнения вод морей и океанов следующие:

· сброс промышленных и бытовых сточных вод в моря или реки, в них впадающие;

· поступление с суши стоков, содержащих вещества, применяемые в сельском и лесном хозяйствах;

· разнообразные утечки с судов морского транспорта;

· аварийные выбросы и сбросы судов, а также из подводных трубопроводов;

· добыча полезных ископаемых на морском дне;

· выпадение загрязняющих веществ с осадками из атмосферы;

· захоронение на морском дне загрязняющих веществ. Известно, что в 1980-х годах на дно океана в специальных контейнерах опускалось ежегодно около 7 тыс. тонн радиоактивных отходов, а в начале 30-х годов в Балтийском море в цементных контейнерах захоронено 7 тыс. тонн мышьяка. Такого количества мышьяка хватит для того, чтобы отравить все население планеты. В наше время уже отмечается нарушение герметичности контейнеров и утечка ядохимикатов из них.

Таблица 6.3

Наиболее распространенные токсичные компоненты

крупномасштабного загрязнения Мирового океана (по Патину)

Загрязняющие вещества	Степень биологической опасности	Масштаб распространения
Радионуклиды (тритий, стронций-90, цезий-137, церий-144, плутоний-238)		Глобальный
Хлорорганические токсичные: – ДДТ и его метаболиты; – полихлорированные бифенилы; – альдрин; – дильдрин		Глобальный Глобальный Глобальный Локальный
– метилртуть, ртуть; – кадмий, свинец; – мышьяк; – железо, марганец	Значительная Значительная Незначительная	Глобальный Глобальный Локальный Региональный Локальный Региональный Локальный
Нефть и нефтепродукты	Значительная	Глобальный
Детергенты	Неопределенная	Региональный

Подсчитано, что пассажиры 1 круизного корабля за неделю производят 796 тыс. л нечистот, сбрасывают в море 3,5 млн л воды из душа, кухни и стиральных машин, 140 тыс. л воды из унитазов и свыше 8 т твердых отходов.

А всего в Мировой океан ежегодно попадает более 30 тыс. различных химических соединений в количестве до 1,2 млрд т Антропогенная доля в суммарном поступлении свинца в океан составляет 92 %, нефти – 88 %, хлорированных углеводородов – 100 %. По расчетам специалистов после 1945 года в среднем ежегодно в океан с судов сливается не менее 2,5 млн м 3 нефтепродуктов.

Нефтяное загрязнение представляет собой особую опасность для морских экосистем. Нефтепродукты не смешиваются с водой, образуя пленку, которая препятствует воздухообмену между водой и атмосферой. Всего лишь 1 т нефти способна образовать на поверхности воды мономолекулярную пленку на площади до 12 км 2 . Океан, точнее, микроводоросли продуцируют 50 % кислорода, поступающего в атмосферу. Нефтяная пленка препятствует поступлению кислорода из воды в воздух. Кроме того, следует учесть, что 80 % влаги поступает в атмосферный воздух за счет испарения над океаном. В настоящее время около 30 % поверхности океана загрязнено нефтью, которая препятствует испарению морской воды, что может являться одной из причин участившихся засух.

Предыдущая