ГИДРОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК .

ГИДРОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК . Борисова Ю. Ф. Нереуца Л. А. Мягкова Т. О. Иванова А. Е Новак В И 1

Введение В настоящее время проблема загрязнения водной среды является очень актуальной, т. к. сейчас люди начинают забывать всем известное выражение «вода – это жизнь» . Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает наносить вред водным объектам, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько воды, сколько расходовал при её испарении. Если не менялся климат, то не мелели реки и не снижался уровень воды в озёрах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличилось испарение с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океанов и появление на его поверхности нефтяной плёнки уменьшило количество воды, испаряемой океаном. Всё это ухудшает водоснабжение биосферы. Принимая во внимание то значение, которое вода имеет для жизнедеятельности человека и всего живого на Земле, мы можем утверждать, что вода - одно из самых драгоценных сокровищ нашей планеты.

Гидросфера Земли Гидросфера - водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане, содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность Мирового океана (акватория) составляет 361 млн/км квадратных. Она примерно в 2, 04 раза больше площади суши – территории, занимающей 149 млн/км квадратных. Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной в 3000 метров. Вода в океане (94%) и под землей – соленая. Количество пресной воды составляет 6% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля всего 0, 36% имеется в легкодоступных для добычи местах. В настоящее время человечество использует 3, 8 тыс. км кубических воды ежегодно, причем можно увеличить потребление максимум до 12 тыс. км кубических. При нынешних темпах роста потребления воды этого хватит на ближайшие 25 – 35 лет. Выкачивание грунтовых вод приводит к оседанию почвы и зданий (в Мехико и Бангкоке) и понижению уровней подземных вод на десятки метров (в Маниле). Каждый житель Земли в среднем потребляет 650 м кубических воды в год (1780 литров в сутки). Однако для удовлетворения физиологических потребностей достаточно 2, 5 литра в день, т. е. около 1 м кубического в год. Большое количество воды требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды потребляет промышленность; 6% расходуется в быту. С учетом потребности воды для промышленности и сельского хозяйства расход воды в нашей стране от 125 до 350 литров в сутки на человека ( Санкт – Петербурге 450 литров, а в Москве 380 литров). В развитых странах на каждого жителя приходится 200 – 300 литров воды в сутки, в городах – 400 – 500, Нью – Йорке – более 1000, Париже – 500, Лондоне – 300 л. В то же время 60% суши не имеет достаточного количества пресной воды. Четвертая часть человечества (примерно 1, 5 млрд) ощущает ее недостаток, а еще 500 млн страдают от недостатка и плохого качества питьевой воды, что приводит к кишечным заболеваниям.

Процессы и явления происходящие в мировом океане Цунами - длинные волны, порождаемые мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение участка морского дна. Последствия цунами могут быть самыми различными: - разрушение и затопление прибрежных населенных пунктов волнами цунами; - массовая гибель и поражение людей и животных, нарушение устойчивости природных экосистем; - сильное психологическое воздействие на людей, тяжкие психические травмы со смертельным исходом.

Цунами (япон. «Волна в гавани» )

Ветровые волны 6

Процессы и явления происходящие в мировом океане Приливы - медленные подъемы и спады уровня воды и перемещения ее кромки. Уже давно было известно, что приливные течения, проходящие через узкие проливы, можно использовать для получения энергии в такой же степени, как водопады и плотины на реках. Так, например, в Сен-Мало во Франции с 1966 успешно действует приливная гидроэлектростанция. Энергия волн также может использоваться для получения электроэнергии. Подводный вулкан — разновидность вулканов. Эти вулканы расположены на дне океана. Являются основным источником цунами на Земле.

МОРСКИЕ НАВОДНЕНИЯ 8

Природные явления мирового океана и внутренних вод Наводнения – это значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море. Ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон увеличение водоносности рек, сопровождающееся повышением уровня воды, называется половодьем, а сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды – паводок. Затопление местности в результате подъёма уровня воды в реках, озёрах, морях из-за дождей, бурного таяния снегов, ветрового нагона воды на побережье и других причин, которое наносит урон здоровью людей и даже приводит к их гибели, а также причиняет материальный ущерб.

РЕЧНЫЕ НАВОДНЕНИЯ 10

Водный транспорт Кроме того, по океану проходят важнейшие транспортные магистрали, обслуживающие мировую торговлю. Реки — это не только объекты природы, но также очень удобные и по сравнению с другими дешевые пути транспортировки грузов. Морской транспорт очень важная составная часть мировой транспортной системы. Он соединяет страны и континенты, обслуживая около 4/5 всей международной торговли.

Морские льды и айсберги 12

Ледники 13

Мировой океан и климат Мировой океан представляет собой не только колоссальный резервуар воды, но и огромное хранилище запасов тепла, постоянно поступающего в атмосферу и тем самым определяющего условия погоды на Земле. Накапливая и надежно сохраняя теплоту, океан управляет климатом планеты, выделяя в нем две основные зоны: континентальную и морскую. Морской климат характерен для всех районов суши, омываемых морями, континентальный — для глубинных массивов суши. Холодные и теплые океанские течения также влияют на климат планеты, особенно ее прибрежных районов. Кроме того, океанская вода - активнейший поглотитель углекислого газа, содержащегося в атмосферном воздухе, и место обитания бесчисленного количества микроскопических водорослей, вносящих большой вклад в снабжение земной атмосферы кислородом (путем фотосинтеза). Следовательно, Мировой океан выполняет функции легких нашей планеты, способствует сохранению постоянного состава воздуха.

Океанические течения 15

Воздействие природных процессов и явлений мирового океана на человека Движение атмосферных фронтов над океаном, циркуляция водных масс, наконец, тектоническая эволюция дна - все эти процессы прямо или косвенно влияют на среду, в которой живут люди. На Земле вода играет важную роль, потому что она поглощает инфракрасную радиацию, а также вследствие механизма испарения и конденсации. Мировой океан играет важную роль в энергетическом балансе Земли. Океан играет большую роль в жизни нашей планеты. Он аккумулирует большое количество тепла в экваториальной и умеренной зоне и течениями переносит это тепло в приполярные районы Земли, тем самым значительно смягчая климат полярных областей. Природные процессы, происходящие в Мировом океане являются неистощимыми энергетическими ресурсами. Океан служит сферой мореплавания. Океаны и моря нашей планеты жизненно необходимы человеку.

Антропогенное воздействие человека на мировой океан Воды океана занимают две трети Нефть и нефтепродукты являются поверхности Земли. Но до чего же не на сегодняшний день самым разумно обходится человек с этим распространенным и опасным бесценным сокровищем - океаном. источником загрязнения. Только за Для океана, как и для атмосферы, 10 лет прошлого века наибольшую угрозу сейчас зарегистрировано более 250 аварий представляет загрязнение отходами танкеров, в результате чего по человеческой деятельности или, поверхности океана разлилось 430 другими словами, его быстрое тысяч тонн нефти. отравление. Загрязнение блокирует деятельность этих механизмов, что приводит к резким климатическим колебаниям, которые нарушают естественные ритмы жизни водных и наземных организмов, приводят к гибели морских животных, растений и микроорганизмов и в конечном счете наносят вред самому человеку.

Основные пути загрязнения гидросферы Загрязнение нефтью Бактериальное и и нефтепродуктами Загрязнение биологическое сточными водами загрязнение Механическое Основные пути Загрязнение загрязнение загрязнения тяжелыми гидросферы металлами Тепловое Загрязнение кислотными загрязнение Радиоактивное дождями загрязнение 18

Основные пути загрязнения вод мирового океана 1. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 км квадратных. Восстановление пораженных экосистем занимает 10 – 15 лет; 2. Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально – бытовыми стоками. Ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящим к чрезмерному развитию водорослей и гибели других экосистем водоемов с непроточной водой (озер и прудов), а иногда к заболачиванию местности; 3. Загрязнение тяжелыми металлами. Нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека;

4. Загрязнение кислотными дождями. Приводит к закислению водоемов и гибели экосистем; 5. Бактериальное и биологическое загрязнение. Связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями. Мировое хозяйство сбрасывает в год 1500 км кубических сточных вод разной степени очистки, которые требуют 50 – 100 – кратного разбавления для придания им естественных свойств и дальнейшего очищения в биосфере. При этом не учитываются воды сельскохозяйственных производств. Мировой речной сток (37, 5 – 45 тыс. км кубических в год) недостаточен для необходимого разбавления сточных вод. Таким образом, в результате промышленной деятельности пресная вода перестала быть возобновляемым ресурсом. 6. Радиоактивное загрязнение. Связано со сбросом радиоактивных отходов; 7. Тепловое загрязнение. Вызывается сбросом в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС. Приводит к массовому развитию сине – зеленых водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов;

Крупнейшие разливы нефти в истории человечества В ноябре 2002 года у побережья Испании В 1979 году произошла крупнейшая в разломился и затонул танкер Prestige. В море истории авария на мексиканской нефтяной попали 64 тыс. тонн мазута. платформе Ixtoc I. В результате, в Мексиканский залив вылилось до 460 тыс. тонн сырой нефти. 11 ноября 2007 года шторм в Керченском проливе стал причиной беспрецедентного чрезвычайного происшествия в Азовском и Черном морях - за один день затонули четыре В марте 1989 года нефтяной танкер "Экссон Валдез" американской судна, еще шесть сели на мель, получили компании Exxon сел на мель в заливе повреждения два танкера. Из разломившегося Принц Уильямс у побережья Аляски. танкера "Волгонефть-139" в море вылилось Через образовавшуюся в судне более 2 тысяч тонн мазута, на затонувших пробоину в океан вылилось свыше 48 сухогрузах находилось около 7 тысяч тонн серы. тысяч тонн нефти. В результате пострадало свыше 2, 5 тысяч квадратных км морской акватории, под угрозой исчезновения оказались 28 видов животных.

Экологическое загрязнение мирового океана До поры до времени человек относился к океанам с благоговением и страхом, а потом начал сбрасывать в воду всевозможные отходы - твердые, жидкие и газообразные. Пароходы и баржи увозят твердый мусор подальше в море. Через борт корабля выбрасываются отходы из камбуза, прямо в море сливают воду из туалета. Реки выносят в прибрежные воды свой груз Несмотря на все сточных вод, биогенных веществ предупреждения, до мусора в и взвешенного твёрдого океане почти никому нет дела. материала. Пестициды, Это происходит по многим соединения свинца и многие причинам. «Мусорный другие загрязняющие вещества, остров» находится не на виду: разносятся в атмосфере, оседают его нельзя увидеть со и выпадают вместе с дождём, спутника (т. к. пластиковые добавляя грязь в океан. отходы прозрачны и находятся под поверхностью воды).

Антропогенное воздействие на мировой океан Кроме химического и нефтяного загрязнения, существует еще один вид загрязнений, особенно опасный для океана, - радиоактивное загрязнение при захоронении радиоактивных отходов. Многие страны, имеющие выход к морю, Загрязнение морей и океанов производят морское захоронение различных радиоактивными отходами материалов и веществ, в частности является одной из важнейших грунта, отходов промышленности, проблем современности. строительного мусора, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов Объем захоронений составляет около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

До 2 млн морских птиц и 100 тыс. морских животных, в том числе до 3 тыс. тюленей, ежегодно погибают, поглотив какие- либо пластмассовые изделия или запутавшись в обрывках сетей и тросов.

Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод Нефтехимическая целлюлозно-бумажная промышленность Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т. д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т. д. ); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов. Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные в воде нефтепродукты и др. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства.

Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества. Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

Сокращение запасов водных ресурсов 27

Понижение уровня подземных вод 28

Пути решения экологических проблем Самоочищение водоемов Очистка сточных вод Охрана поверхностных вод и вод Мирового океана

Самоочищение водоемов Каждый водоем – это сложная система, где обитают бактерии, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. Но этот процесс затруднен в связи с нарушением биологического равновесия, поэтому о дна из природоохранных задач поддержать способность самоочищения водоемов от примесей. Факторы самоочищения водоемов физические химические биологические Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. Эффект обеззараживания достигается прямым губительным воздействием ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы. Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода

К биологическим факторам самоочищения водоема относятся водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Каждый моллюск отфильтровывает в сутки более 30 л воды. Химическое загрязнение водоемов промышленными стокам и тормозит естественные окислительные процессы, убивает микроорганизмы. То же относится и к спуску термальных сточных вод тепловыми электростанциями. Многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время – самоочищение от нефти.

Методы очистки сточных вод Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки сточных вод механические химические физико – биологические химические Сущность механического метода очистки состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются имеющиеся примеси. Химический метод очистки заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. При физико – химическом методе очистки из сточных вод удаляются растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Сточные воды очищают также с использованием ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования. Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и др.

Охрана Мирового океана В 1983 году вошла в силу международная Конвенция по предотвращению загрязнения морской среды. В 1984 году государства Балтийского бассейна подписали в Хельсинки Конвенцию по защите морской среды Балтийского моря. Это было первое международное соглашение на региональном уровне. В результате проведенной работы содержание нефтепродуктов в открытых водах Балтийского моря снизилось в 20 раз по сравнению с 1975 годом. В 1992 году министрами 12 – ти государств и представителем Европейского сообщества была подписана новая Конвенция по охране среды Балтийского моря. В 1972 году была подписана Лондонская конвенция, запрещающая сброс на дно морей и океанов радиоактивных и ядовитых химических отходов. К этой конвенции присоединилась и Россия. Военные корабли в соответствии с международным правом в разрешении на сброс не нуждаются. В 1993 г. запрещен сброс жидких радиоактивных отходов в море. В 1982 г. III Конференция ООН по морскому праву приняла Конвенцию по мирному использованию Мирового океана в интересах всех стран и народов, которая содержит около 1000 международно – правовых норм, регламентирующих все основные вопросы использования ресурсов океана.

Охрана поверхностных вод Запрещается сброс сточных и дренажных вод в водные объекты: - содержащие природные лечебные ресурсы; - отнесенные к особо охраняемым; - находящиеся в курортных зонах, местах отдыха населения; - находящиеся в местах нереста и зимовки ценных и особо охраняемых видов рыб, в местах обитания ценных и занесенных в Красную книгу видов животных и растений.