 |
Загрязнение мирового океана. Основные загрязнения (нефтяное, радиоактивное) и их источники.
|
|
|
|
Источники водных запасов.
Источники воды на Земле
Практически 70% территории нашей планеты покрыто водой. Если пересчитывать на кубические километры, то цифра получается довольно внушительная – 1500 миллиона кубических километров. И, кажется, что это огромная цифра, но не стоит забывать, что в эти полтора миллиона входит абсолютно вся вода – морская, океаническая, озерная, речная. Из этих 70% только 3% приходится на долю пресной воды. Около 190 миллионов кубических километров водных ресурсов находятся под земной корой (подземные водоемы). В зависимости от глубины этих источников их подразделяют на подземные и поверхностные воды. При этом учитывая количество проживающих на земле, а, следовательно, нуждающихся людей в питьевой воде – этот показатель мизерный. Сегодня нехватка чистой пресной воды – самая основная проблема человечества. Ученые всего мира разрабатывают программы и технологии, которые направлены на опреснение морской и океанической воды.
Водные бассейны, которые располагаются под землей на глубине от десятков до сотен метров – это своеобразные сосуды, где вода окружена твердой породой и находится под высочайшим давлением. Вода, скапливающаяся на небольшой глубине, является отличной основой для колодцев, водопроводных колонок. Эта вода пригодна для бытовых нужд, но требует особого очищения в случае использования ее в пищу. Вода, находящаяся на глубине в несколько метров от земли имеет один существенный недостаток – она постоянно контактирует с верхним рыхлым слоем почвы и может быть загрязнена пестицидами, тяжелыми металлами, радионуклидами и другими веществами и соединениями. Поэтому водоемы на большей глубине более чистые и безопасные для использования.
|
|
|
Ледники в Гренландии и Антарктиде являются огромнейшим источником пресной воды на всей земле. Приблизительно это от 20 до 30 миллионов кубокилометров пресной и что самое главное чистой питьевой воды.
Немало пресной воды выпадает и в виде самых различных осадков (снега, дождя, росы), а это около 14 тысяч кубических километров. Сегодня разработано множество специальных технологий для опреснения океанической воды. Основным способом для добычи пресной воды является принцип дистилляции. Но помимо этого способа используются и другие физико-химические методы, более дешевые и доступные.
Основным источником пресной воды на земле являются реки и озера. Это уникальные по своей сути «дары» природы. Человечество уже много веков пользуется пресной водой для удовлетворения своих нужд. Самым крупным озером в мире является озеро Байкал, расположенное на территории Российской Федерации. Этот водоем считается не только самым большим в мире, но и самым чистым с богатейшей флорой и фауной. Объемы воды в Байкале составляют около 20 тысяч кубических километров. Состав воды в Байкале приблизительно такой: мышьяк - 0,3 мкг/л (при предельно допустимой концентрации - 10 мкг/л), свинец 0,7 мкг/л (ПДК составляет 10 единиц), ртуть – 0,1 мкг/л (норма – 1 мкг/л), кадмий – 0,02 мкг/л (при максимально допустимой норме в 1 мкг/л). Около шести тысяч кубических километров воды находится во всех животных и растительных организмах на планете, в том числе и в самих людях. Поэтому можно смело утверждать, что природные ресурсы воды распределены буквально по всей планете.
Человек на 80% состоит именно из жидкости, уменьшение водного баланса в организме приводит к достаточно печальным последствиям. Самое интересное то, что мы совершенно не обращаем внимания на процессы обмена жидкостью с природой. А происходит это не только через пот и мочу, но и через выдыхаемые нами капельки жидкости. Но чтобы отдавать жидкость, мы черпаем ее же у самой природы.И вряд ли кто-то из нас задался вопросом «А что будет, если обмен жидкостями прекратится?». В случае прекращения поступления жидкости в человеческий организм произойдет дегидратация – другими словами обезвоживание организма.
|
|
|
Основные симптомы обезвоживания: слабость, головная боль, учащенное сердцебиение, головокружение, тошнота, отдышка. При потере 10% жидкости от массы человеческого тела приводит к потерям сознания, нарушению речи, ухудшению слуха и зрения. Если произойдет потеря жидкости в районе от 15 до 20%, происходят осложнения в сердечнососудистой и нервной системе и в итоге летальный исход.
Именно по этой причине следует внимательно относиться к потребностям собственного организма и не игнорировать его тревожные сигналы. И самое главное – следует беречь источники воды на земле, чтобы предотвратить их загрязнение и исчезновение.
Водные ресурсы России. Россия весьма богата водными ресурсами. На большей части территории страны осадков выпадает больше, чем может испариться, и это обусловило обилие поверхностных вод: болот, озер и рек. Большинство областей страны не испытывает недостатка в пресной воде.
Реки России принадлежат бассейнам трех океанов: Северного Ледовитого, Тихого и Атлантического, некоторые - бессточному бассейну Каспийского моря. Большая часть рек питается талыми водами, с чем связано такое явление как ежегодное половодье (разлив рек весной). Некоторые реки Сибири и Дальнего Востока основное питание получают летом за счет дождевых вод. Общая длина российских рек составляет 2.3 млн. км. (3 раза от Земли до Луны и обратно), а объем годового стока - 4000 куб. км.
Многие реки России имеют протяженность, в 1.5-2 тыс. км, протекая от берегов Ледовитого океана до южных окраин страны. Волга, Лена, Енисей, Ангара, Обь, Иртыш и другие испокон веков имели жизненно важное значение, и значение это сохраняется по сей день. Они являются не только источниками пресной воды, многих ценных сортов рыб, но и важными путями для перевозки грузов. К сожалению, подавляющее большинство из них остаются в пределах российских границ: своего Дуная, который связал бы страну с другими государствами Европы, у России нет.
|
|
|
Озера размещены очень неравномерно. Особенно много их там, где наблюдается благоприятное сочетание влажности климата с обилием озерных котловин. Большая часть озер приходится на северо-западную часть страны, низменности Средней и Северо-Восточной Сибири. Скопление озер на юге Западной Сибири связано со слабой дренированностью территориии наличием неглубоких замкнутых понижений. В горах самыми крупными являются озера тектонического происхождения. Крупнейшими в России являются Ладожское оз., Онежское оз., Каспийское море (величайшее озеро мира) и Байкал. Экономическое значение озер не так велико, как у рек, хотя их водные запасы важны и для населения, и для промышленности.
Подземные воды - важнейшие источники питьевой воды. Наиболее крупными в России запасами обладают артезианские бассейны (Западно - Сибирский, Московский и др.). Большое оздоровительное значение имеют минеральные источники (Северный Кавказ).
Происхождение болот связано со скоплением вод, не имеющих стока, и поэтому основная их доля приходится на Западно-Сибирскую низменность, низменности северной сибири, тундровые и лесотундровые районы Русской равнины. Хозяйственное значение их гораздо меньше, чем значение других поверхностных вод, более того - болота заметно снижают качества почвы. Но вместе с тем, болота являются источниками торфа и некоторых видов удобрений.
К сожалению, с использованием водных ресурсов тоже связаны серьезные проблемы: запасы пресной воды отнюдь не беспредельны, и практически бесконтрольные промышленные сбросы горзят уничтожить экосистему многих водоемов. Целлюлозно-бумажная и химическая промышленность, на которых держится экономика многих регионов, губят все живое в реках и озерах. Особая экологическая опасность связана с загрязнением Байкала, Волги, Дона. Другой проблемой являются непродуманные строительства водохранилищ и плотин (особенно на Волге), что привело к почти полному исчезновению многих видов рыб из-за преграждения путей нереста. С деятельностью человека связано и загрязнеие грунтовых вод, принявшее угрожающие масштабы.
|
|
|
Загрязнение мирового океана. Основные загрязнения (нефтяное, радиоактивное) и их источники.
Гидросфера Земли имеет большое значение в процессах обмена с атмосферой кислородом и углекислым газом, она оказывает регулирующее влияние на температуру воздуха, накапливая тепло летом и отдавая его зимой. Биомасса растительности морей и океанов во много раз меньше, чем на суше, но биомасса животных в несколько раз больше. В числе полезных свойств гидросферы Земли также то, что она поглащает углекислый газ.
Океаны моря, а также пресные водоемы являются важнейшим источником продовольствия для населения Земли. Улов рыбы постоянно увеличивается (в начале века - 3 млн. т. в год, сейчас -более 80 млн.т.) Этот рост связан с прогрессом техники, применением специальных рыболовецких судов - траулеров, сейнеров с гидроакустическими приборами для обнаружения рыб. Также широко применяются рыбонасосы, нейлоновые сети, замораживание и консервирование рыбы на борту. В результате широкого масштаба ловли резко снизился и ухудшился состав лов, снизился удельный вес отдельных рыб. Большое количество вылавливаемой рыбы идет не в пищу человека, а на корм скоту, перерабатывается на удобрения,... В послевоенные годы была истреблена значительная часть китов, а некоторые их виды находятся на грани полного уничтожения.
Рост количества вылавлиевымой рыбы ставит вопрос о целесообразности перехода к искусственному разведению рыбы. Во многих странах уже разводят не только пресноводных рыб, но и мор-ских, а также выращивание водорослей и моллюсков.
Моря и океаны являются не только источниками рыбы, но и источниками получения ценного сырья и топлива. Из-под морского дна добывается нефть, уголь. Марганцевая руда, кобальт, никель и другие виды металлов находятся в воде в виде конкреций, которые могут быть собраны и извлечены на поверхность. Также многие полезные вещества растворены в морской воде.
Океаны, моря, реки и озера являются широко используемыми путями сообщения. Мировой морской флот значительно вырос за последние десятилетия, и тоннаж судов дошел до 425 млн.т.
В настоящее время океаны и моря сильно загрязнены. Основным загрязнителем является нефть, которая попадает в моря со сливными и балластовыми водами танкеров. Также большое коли-чество нефти попадает в океан при ее добыче и перевозке.
Сейчас многие страны, в том числе и Россия сбрасывает радиоактивные отходы в моря и океаны. В результате загрязнения воды в вылавлиеваемой рыбе обнаруживают различные вредные химические элементы, такие, как ртуть, кобальт, медь, фосфор, радиоактивные отходы. Не безызвестный всем исследователь моря Ив Кусто говорит, что за последние 20 лет жизнь под водой сократилась на 40%. Так же большой вред наносится привлекательным для туристов побережьям морей, в том числе и побережьям Средиземного моря
|
|
|
Во время второй мировой войны в Северном и Балтийском морях затонуло большое количесво военных судов с огромными запасами отравляющих и взрывчатых веществ, которые в следствии разрушения корпусов кораблей могут выйти наружу. Это приведет к серьезным последствиям.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т. нефти, что составляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.
Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0, 1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.
Объем загрязнений из этого источника составляет 2, 0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину, а по толщине количество литров на квадратный километр.
Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды - против сорных растений.
Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.
В настоящее время более 5 млн. т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем.
Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получаются путем хлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации.
В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1, 2 млн. т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах Земнего шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0, 03 - 1, 2 кг. /л.
Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия.
В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.
Соединения с канцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).
Максимальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тентонически активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.
Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3, 5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. т. /год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается.
При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предриятий поступали в залив Минамата. Свиней - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиней активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30) т. свинца в год.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг). Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.
Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.
Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии.
В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0, 56% азота; 0, 44% фосфора; 0, 155% цинка; 0, 085% свинца; 0, 001% ртути; 0, 001% кадмия. Во время сброса прохождение материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.
Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен награнице воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.
При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.
На основании обобщения материала можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы.
|
|
|
