Основные источники загрязнения водных ресурсов и их последствия.
До 27.11.20
Обязательно писать тему, а под ней ФИО и группу, иначе проверять не буду!
Задания для дистанционного обучения студентов СПО ВИК №1
Группы ПОРШ-1914
по дисциплине «Экология»
Занятие по теме: «Охрана водных ресурсов».
1. Прочитайте конспект по теме.
2. Напишите ответы на вопросы.
КОНСПЕКТ:
Значение воды в природе и в жизни человечества.
Среди других геологических оболочек Земли (литосферы, атмосферы, биосферы) водная оболочка, или гидросфера, занимает большое по объему и важное по значению место. Гидросфера объединяет все свободные воды Земли, т.е. не связанные физически и химически с минералами земной коры. Под влиянием солнечной энергии и сил гравитации воды могут передвигаться, переходить из жидкого состояния в твердое или парообразное. Гидросфера тесно связанна с другими оболочками Земли.
Вода – самое распространенное в биосфере вещество. Это необычное по своим физико-химическим свойствам неорганическое соединение (минерал), играющее исключительно важную роль в жизни природы.
Занимая промежуточное положение между атмосферой и литосферой, гидросфера постоянно находится с ними в тесной взаимосвязи. Одним из её проявлений является влагооборот. Он играет важную роль в создании условий жизни во всей биосфере.
Вода может находиться в жидком, твердом и газообразном состоянии. Она остается жидкостью в температурном интервале, наиболее подходящим для жизненных процессов. Для огромной массы организмов она является средой их жизни и эволюции. В определенное время года жидкая вода может замерзать или покрываться льдом. Замерзание воды идет сверху вниз, что имеет большое значение для жизни обитающих в водоемах организмов
|
|
|
Для воды характерна высокая удельная теплоемкость, медленное нагревание и охлаждение. Это наряду с другими важными факторами определяют годовые, суточные и даже часовые колебания температуры океанов и озер, причем эти колебания заметно отличаются от соответствующих изменений температуры на суше. Указанное свойство воды может также определять различия в температурном режиме почв. Все это весьма существенно влияет на жизнь водных и почвенных организмов.
Природные воды – очень важная часть биосферы. В них протекает значительная часть химических реакций, они являются транспортными путями, переопределения химических элементов между биогеоценозами. Жидкая вода в биосфере никогда не бывает химически чистой, в ней всегда содержится некоторое количество растворенных веществ в состоянии ионов.
Воды Земли находятся в непрерывном движении. Круговорот воды связывает воедино все части гидросферы, образуя в целом замкнутую систему – океан, атмосфера, суша. Он обеспечивает активность водообмена между различными частями гидросферы в силу их неоднородности. Переходя из одного агрегатного состояния, вода перемещается, образуя течения рек, движение почвенных и подземных вод.
|
|
|
Природные воды находятся в сложных обратимых взаимоотношениях с организмами, горными породами, атмосферой. Большинство химических элементов мигрирует в водных растворах, которые служат носителями огромной энергии и производят в биосфере и биогеоценозах большую химическую работу. От количества воды в биогеоценозе и его водного режима зависят продукция живого вещества и сам тип биогеоценоза.
Присутствующий в атмосфере водяной пар играет роль фильтра для солнечной радиации, а вода на земной поверхности служит своего рода мощной буферной системой, смягчающей действие экстремальных температур. Огромная масса воды на Земле (слой толщиной 2.5 км по отношению ко всей поверхности Земли) может поглощать или отдавать колоссальное количество тепла.
Вода является главным фактором, определяющим климат на поверхности Земли. При этом особое значение имеет водяной пар в атмосфере. И хотя он составляет ничтожную часть общего запаса воды (0.001%), его значение в определении климата огромно. Без атмосферной воды не было бы и погоды. Главным источником пара служит Мировой океан.
|
|
|
Для Земли в целом испарение и осадки уравновешивают друг друга: в год испаряется почти 100 см воды и столько же выпадает с осадками. Среднее годовое количество осадков над океанами – 107-114 см, а испаряется здесь за это время 116-124 см; баланс поддерживается речным стоком, вносящим около 10 см. На сушу ежегодно выпадает в среднем 71 см осадков, а испаряется с нее около 47 см. Реки выносят в океан воды в виде осадков около 24 см в год.
Вода постоянно перемещается по Земле. Можно выделить три типа путей ее перемещения: общую циркуляцию в атмосфере, морские течения и речной сток.
О циркуляции воды в атмосфере и большом ее значении для биосферы было сказано выше. Важную роль в биосфере играют и два других потока воды.
Морские течения разносят теплую и холодную воду на большие расстояния, отепляя или охлаждая климат значительных территорий. Так, например, мягкий климат восточных берегов Атлантики объясняется теплым течением Гольфстрим, а суровый климат ее западных берегов – холодным Лабрадорским.
|
|
|
Реки переносят на большие расстояния не только воду, но и растворенные и взвешенные в ней вещества. Размыв, перенос и отложение веществ – это геологические процессы, связанные с водой. Этими процессами созданы земли, теперь густозаселенные и усердно обрабатываемые, где ежегодно разливы рек, приносящие ил, рассматриваются как основа жизни. В других районах ил в дельтах рек мешает деятельности человека. Реки выносят в моря большое количество биогенных веществ, улучшая тем самым условия жизни морских организмов.
Вообще вода играет большую роль в историческом процессе геологического преобразования всей планеты. Без воды Земля представляла бы голый каменный шар, лишенный почвы и атмосферы. Многие миллионы лет вода разрушала каменные глыбы, растворяла неорганические соединения, активизировала вместе с животными и растительными организмами процесс почвообразования.
Но самая главная роль воды в биосфере состоит в том, что она является средой и источником водорода для жизненных процессов.
Почти все органические вещества биосферы представляют собой продукт фотосинтеза – процесса, при котором растения используют световую энергию для соединения углекислого газа с водой. Без воды не может происходить фотосинтез – великий космический процесс, которому обязана вся жизнь нашей планеты. Вода – единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Вода необходима для биохимических и биофизических процессов, происходящих внутри организмов, и для создания тех условий среды, которые обеспечивают возможность жизни на Земле. Важнейший поставщик кислорода – Мировой океан с его огромными запасами фитопланктона.
Живые организмы, в том числе и человек, не могут обойтись без воды. Вода входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. Сложнейшие реакции в организмах могут протекать только при наличии водной системы. Потеря 10 –20 % воды животным организмом приводит к его смерти.
Вода в природе находится в непрерывном движении, постоянно происходит водообмен между различными частями гидросферы. Запас воды непрерывно возобновляется благодаря ее мировому круговороту. Скорость этого процесса весьма различна. Воды Мирового океана обновляются за 2 млн. лет, почвенная влага – примерно за 1 год, вода в реках – за 12 суток ( 30 раз в год), пары в атмосфере – за 9 суток ( 40 раз в год).
Вода необходима для многих сторон деятельности людей. Без воды невозможно ведение сельского хозяйства, требующего массу воды для орошения и обводнения. Огромно и все возрастающее количество воды потребляется самыми различными отраслями промышленности. Расход воды на нужды людей удваивается через каждые 10 –20 лет. Движущаяся вода ( течения , приливы и отливы) используется человеком как источник энергии и средство пассивного ( сплав) транспорта. Реки и моря имеют чрезвычайно большое значение для развития водного транспорта.
Запасы растворенных в воде веществ стали добывать как сырье для промышленности. Велико рекреационное значение водоемов, особенно морей и океанов. На их берегах расположены санатории, дома отдыха, туристические базы, где лечатся и отдыхают много людей. Многие водоисточники и водоемы широко используются в лечебных целях. Нельзя не отметить эстетического значения водоемов, оживляющих и украшающих ландшафты.
Одной из важнейших особенностей земли, отличающей её от других планет солнечной системы, является наличие огромных масс воды в свободном состоянии.
Мировые запасы воды слагаются из жидкой ( соленая и пресная), твердой (пресная) и газообразной ( так же пресная)воды. Запасы эти значительны. По последним данным ученых, объем Мирового океана составляет 1338 млн. км 3 т.е. 96,5 % всей воды на Земле. Общая площадь океанов и морей в 2.5 раза превышает территорию суши, покрывая почти третью часть поверхности земного шара слоем толщиной около 4 тыс. м. На долю ледниковых покров Арктики и Антарктики падает 24 млн. км 3, что составляет 69% всех земных пресных вод. В руслах всех рек мира при среднем уровне воды одновременно содержится 2120 км 3 , за год они выносят в океан 45 тыс. км3 воды. В озерных водоемах сосредоточено 176,4 тыс. км3 , а в атмосфере в виде водяного пара – 12 900 км3 . Объем подземных вод равен 23.4 млн. км3. Вода есть и в живых организмах, её ориентировочный объем – 1120 км 3.
Приведенные данные характеризуют общие запасы воды Земли. Однако воды, пригодные для всех видов пользования ( пресные воды рек и озер) составляют ничтожную часть общих запасов. Из них важнейшую роль играют реки вследствие быстрой возобновляемости их вод. Распределены они по земному шару неравномерно.
Подсчитано, что пары атмосферы обновляются в среднем каждые 10 суток, речные воды в руслах рек – каждые 11 суток. Почвенная влага – ежегодно.
В возобновлении запасов пресных вод наибольшее значение имеют атмосферные осадки. В среднем на поверхность Земли выпадает их метровый слой. При этом на сушу выпадает только четвертая часть всех осадков. Остальные – на Мировой океан.
Основные источники загрязнения водных ресурсов и их последствия.
На протяжении длительного исторического периода человек в полной мере удовлетворял все свои потребности в пресной воде и не ощущал в ней недостатка. Но в связи с быстрым ростом населения и его производственной деятельностью потребность в воде значительно возросла. В настоящее время она достигла таких масштабов, что во многих местах планеты и, особенно в развитых промышленных районах возникла острая проблема нехватки пресной воды.
Особенно много расходуется пресной воды на промышленные нужды. Достаточно сказать, что для выплавки 1 т чугуна и переработки его в сталь и прокат нужно 300 м3 воды, 1 т меди – 500 м3, для производства 1 т никеля – 4000 м3 воды, 1 т синтетического каучука и искусственных тканей – 2100-2500 м3.
Для современной техники характерен рост старых и возникновение новых производств, потребляющих большое количество воды. Крупные заводы, фабрики, электростанции «выпивают» целые реки воды. Масса воды стала потребляться на механизированные разработки в горнодобывающей промышленности (для отделения минералов от низкокачественных руд, при добыче рассыпного золота и соли), в лесозаготовках для очистки деревьев от сучьев с помощью «водяной пилы» - иглообразной струи воды. Большую массу воды расходуют атомные электростанции. Такая станция мощностью 1 тыс. мегаватт потребляет более 3 млн. литров в минуту.
Огромное количество воды расходуется на земледелие. Установлено, что для производства 1 кг растительной массы разные растения в различных условиях расходуют от 150-200 до 800-1000 м3 воды.
Недостаток пресной воды имеет место уже сейчас во многих странах мира. Острый недостаток ее ощущается в Нью-Йорке, раскинувшемся на берегах трех рек и океана. Уровень Нью-Йоркских резервуаров неумолимо падает.
Недостаток воды в настоящее время испытывает 1/3 населения планеты. Хорошая вода становится предметом экспорта. Так, например, Гонконг, население которого составляет 4 млн. человек, получает воду по специальному трубопроводу из Китая. Хронический «водный голод» испытывает Токио. На привозной воде живет целая страна Алжир. Примеров острого положения с водой много.
Вода в наше время превращается в самое драгоценное сырье, заменить которое другим видом сырья невозможно. Водные ресурсы, а не источники энергии и даже сырья будут диктовать в дальнейшем размещение новых производств. Проблема водоснабжения стала одной из важнейших в жизни и развитии человеческого общества.
Проблема недостатка пресной воды возникла по трем основным причинам: 1) интенсивное увеличение потребностей в воде в связи с быстрым ростом народонаселения планеты и развитием деятельности отраслей, требующих огромных затрат водных ресурсов; 2) потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и других причин; 3) загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками.
О росте потребления воды было сказано выше. Следует добавить, что расход пресной воды на самые разнообразные нужды человеческого общества, несомненно, будет возрастать и в дальнейшем. Поэтому бережное, рациональное использование водных ресурсов становится особенно важной задачей.
Потери пресной воды могут происходить по разным причинам. Важное место в этом занимает явление сокращения водоносности рек, свойственное большинству рек стран мира. Связано оно с вырубкой лесов, распашкой лугов, осушением пойменных болот и т.д., что вызывает, с одной стороны, усиление поверхностного стока и увеличение стекающей в море воды, а с другой – сокращение уровня грунтовых вод, питающих реки и поддерживающих их водоносность. По этой причине во многих странах сильно сокращаются запасы подземных вод. В США, например, с 1910 по 1957 г. ее запасы уменьшились с 490 до 62 млрд. м3.
Большие потери воды имеют место при ее использовании. В большинстве городов мира вода подается без счетчиков, в результате чего создается ложное представление об ее безграничных запасах, и ею слишком щедро пользуются. Много воды теряется в результате фильтрации ее через стенки оросительных каналов.
Загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками особенно сказывается на недостатке пресной воды. Вода многих загрязненных рек и озер становится непригодной не только для питья, но и для других бытовых и промышленных нужд.
Масштабы загрязнения внутренних водоемов и настоящее время принимают угрожающие размеры. В большинстве стран Западной Европы и в США, например, наблюдается, по существу, всех крупных рек.
В Англии 90% населения всей страны пользуется водой сомнительного качества. Ряд рек имеет воду плохого качества по бактериальным и химическим показателям. Особенно загрязнено река Темза, в которую сбрасываются все сточные воды Лондона.
В США длина сильно загрязненных рек превышает 2000 км. Более 10 млн. жителей этой страны пользуются питьевой водой из рек и озер, загрязненных сточными водами. Особенно сильно загрязнены крупные реки на востоке страны – Огайо, Потомак и др.
Сильное загрязнение водных источников приводит в ряде случаев к трагическим последствиям. Так, в городе Аламогордо (штат Нью-Мексика) были отмечены случаи странной болезни, которая не щадила ни взрослых, ни детей. Исследованиями установлено, что у всех больных оказалось отравление ртутью, так как в сельском хозяйстве США ежегодно используют ртуть как составную часть веществ против вредителей и сорняков. Много ртути используют для своих нужд промышленные предприятия, отбросы которых со сточными водами попадают в водоемы.
К основным источникам загрязнения и засорения водоемов относятся: 1) сточные воды промышленных и коммунальных предприятий; 2) отходы производства при разработке рудных и нерудных ископаемых; 3) воды шахт, рудников, нефтепромыслов; 4) отходы древесины при заготовке, обработке и сплаве лесных материалов (кора, опилки, щепа топляки и т.д.); 5) сбросы водного и железнодорожного транспорта; 6) первичная обработки льна и других технических культур.
Среди этих источников основное значение имеют производственные сточные воды, содержащие различные химические вещества и вредно влияющие на рыб.
Наиболее сильно загрязняют поверхностные воды нефтеперерабатывающие заводы, текстильные фабрики, горные установки, металлургические предприятия и т.д., а также сельское хозяйство. Основными загрязнителями в настоящее время являются нефть, фенолы, пестициды, сложные химические соединения, моющие синтетические вещества, цветные металлы и т.д.
Значение нефти как загрязнителя быстро возрастает не только для внутренних водоемов, но и для Мирового океана. Помимо других последствий, загрязнение нефтью наносит колоссальный вред многим водным обитателям. Покрывая воду тонкой пленкой, нефть препятствует проникновению в воду кислорода, что приводит к массовой гибели организмов. Масштабы, которые в настоящее время принимает нефтяное загрязнение поверхностных вод, настолько велики, что необходимы серьезные и действенные меры по его прекращению.
Все более широкое распространение находят моющие синтетические вещества. Наличие их в воде даже в незначительном количестве придает воде неприятный привкус и запах, а также ведет к образованию пены. В сильно загрязненных водоемах слой пены может достигать 1 м и более. При концентрации этих веществ в воде порядка 1 мг/л наблюдается гибель мелкого планктона, при 3 мг/л – гибель дафний и 5 мг/л – замор рыбы. Кроме того, моющие синтетические вещества затрудняют работу очистных сооружений, действуя угнетающе на биохимические процессы.
Недавно появилась угроза чистоте водоемов, созданная применением пестицидов. Попадая в водоемы, пестициды (особенно органхлористые) долго не поддаются биологическому распаду, накапливаются в планктоне, рыбе, а затем по биологической цепочке переходя в организм человека, действуя угнетающе на работу его органов.
Все более серьезным источником загрязнения становятся сточные воды животноводческих комплексов и других сельскохозяйственных объектов.
К особому виду загрязнении водотоков, связанному в основном с сооружением плотин, относится зарастание водоемов водорослями, гниение которых придает воде неприятный вкус и запах. К тому же, выделяя биологически активные вещества, они вызывают заболевания некоторых видов рыб. Борьба с этим загрязнением очень трудна.
Кроме сточных вод, на качество водных источников могут влиять и многие другие загрязнения, попадающие в водостоки: продукты эрозии, хлориды, применяемые против обледенения дорог, соли, вымываемые из речных русел или выщелачиваемые из почв при орошении, ливневые воды с загрязненных территорий, молевой сплав леса и т.д.
Нагретые воды вызывают тепловое загрязнение. Сбрасываемые в водоемы горячие воды изменяют их гидрологию и могут вызывать гибель одних организмов или создать благоприятные условия для жизни других (например, для зимовок водоплавающих птиц).
Большую опасность для качественного истощения рек представлял молевой сплав леса, особенно предварительно обработанного ядохимикатами, применяемыми для обработки не освобожденной от коры древесины.
С точки зрения последствий загрязнения водных источников особое внимание привлекают бытовые стоки. Природная вода, загрязненная сбросами коммунального хозяйства, совершенно непригодна для водоснабжения населения, так как содержащиеся в ней многие вещества отрицательно сказываются на здоровье людей и могут служить причиной разного рода инфекционных заболеваний. Через воду передаются такие заболевания, как паратифы, дизентерия, инфекционный вирусный гепатит, туляремия и др.
Установлено, что при содержании в питьевой воде свыше 1 мг/л фтора разрушается зубная эмаль, что приводит к потере зубов.
О характере и объеме бедствий, вызываемых загрязнения водоемов, дают представление следующие данные. В Индии, где фекальные инфекции вызывают большое количество заболеваний, за десятилетие (1940-1950) умерло от желудочно-кишечных заболеваний 27430 тыс. человек. Всего около 500 млн. человек ежегодно страдает на нашей планете от болезней, возникающих вследствие загрязнения воды.
Как правило, загрязненная вода непригодна и для использования в промышленности, так как при ее употреблении нарушается нормальный ход технологического процесса, снижается качество продукции.
Вредные последствия неудовлетворительного качества воды наблюдаются и при орошении сельскохозяйственных угодий: происходит засоление почвы, выщелачивание солей из нее, повышение кислотности, занос полей грубодисперсными и коллоидными веществами.
Загрязнение водоемов ощутимо отражается на интересах рыбного хозяйства. Отрицательное влияние сброса сточных вод на рыбные запасы выражается в гибели не только рыб, но и многих кормовых организмов, в уничтожении нерестилищ. В итоге резко снижается продуктивность водоемов, сильно ухудшается состояние рыбоводства.
Из приведенных примеров видно, что пресная вода, в больших количествах используемая человеком, нуждается в очень бережном отношении, в охране не только ее количества, но и качества.
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 70; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!