Напишем:


✔ Реферат от 200 руб., от 4 часов
✔ Контрольную от 200 руб., от 4 часов
✔ Курсовую от 500 руб., от 1 дня
✔ Решим задачу от 20 руб., от 4 часов
✔ Дипломную работу от 3000 руб., от 3-х дней
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

Известные экологи

Владимир Вернадский

Эдуард Зюсс

 

Джеймс Лавлок

Антропогенное воздействие на водные системы

Вода в биосфере

Вода в биосфере присутствует повсюду: в водоемах, в атмосфере, в почве, в живых организмах.

¾       70,8 % поверхности земли покрыто водой.

¾       Соленая вода составляет 97,2 % запасов воды на Земле, в том числе Мировой океан – 96,52 %.

¾       Пресная вода составляет 2,8 % всех запасов.

Основные резервуары пресной воды:

¾       ледники, снежный покров, подземные льды – в сумме 74,36 %;

¾       пресные грунтовые воды – 24,87 %;

¾       пресные озера – 0,31 %;

¾       соленые озера – 0,26 %;

¾       реки, водохранилища – 0,02 %;

¾       болота, почвы – 0,1 %;

¾       атмосфера – 0,06 %;

¾       биомасса – 0,02 %.

Потребление пресной воды.

Водоемкость человечества в течение 20 века увеличилась в 12 раз, достигнув ~5 тыс. км3/год (11 % годового стока всех рек мира). Мировое водопотребление: 70 % – на с/х; 13 % – промышленность; 10 % – коммунальнобытовые нужды; 7 % – собственные нужды водного хозяйства (гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство и др.) Водопотребление России 57,3 % – промышленность, 18,9% – сельское хозяйство, 20,5% – коммунальнобытовые нужды.

Безвозвратный расход воды (в основном, испарение) составляет 75 %; общий объем технических стоков мира превышает 1300 км3/год (по некоторым оценкам – до 1800 км3/год). Для достаточного разведения содержащихся в них примесей нужно в среднем в 10 раз большей свежей воды. Следовательно, суммарное прямое антропогенное вмешательство в природный круговорот воды составляет 18 тыс. км3/год, что составляет половину речного стока. Вода некоторых рек в промышленных районах мира полностью (в ряде случаев более чем однократно) проходит через различные технические системы водопотребления.

На производство 1т готовой продукции расходуется воды (м3): уголь – 0,6; нефть – 3; сталь – 40; синтетические волокна – 300; бумага – 900; резина – 3400.

Для охлаждения энергоблоков требуется: ТЭС (1ГВт) – 1,2–1,6 км3/год; АЭС (1ГВт) – 3 км3/год.

Питьевое водоснабжение в мире на 25 % основано на подземных источниках. Практически вся вода, поступающая в магистрали питьевого водоснабжения нуждается в специальной водоподготовке. Проблема качества воды связана в основном с техногенным загрязнением поверхностных и подземных вод. С этим тесно связан рост индустрии глубокой очистки и бутилирования питьевой воды.

Водные ресурсы России.

Мгновенный запас поверхностных пресных вод России – 28 тыс. км3, из них 23 тыс. км3 (82 %) оз. Байкал (что составляет 22 % пресных вод мира). Из 15 крупнейших рек мира 4 находятся в России. Годовой сток рек РФ составляет 9,1 % мирового стока.

Географическое распределение материкового стока РФ крайне неравномерно: более 90 % стока приходится на Северный Ледовитый, Тихий океаны; менее 9 % стока приходится на бассейны Каспийского и Азовского морей, где сосредоточено 80% населения РФ и большая часть хозяйственного потенциала. В результате этого бассейн реки Волги испытывает большую техногенную нагрузку. Водозабор Волги составляет 18 %, что приводит к уменьшению ее естественного годового стока на 10–12 %. В реках: Дон, Кубань, Терек, Урал, Исеть, Миасс водозабор превышает 50 % стока.

На каждого жителя РФ в среднем приходится (в год): 30 тыс. м3 – суммарного речного стока; 530 м3 – суммарного водозабора; 90–95 м3 воды бытового водоснабжения (по 250 л в сутки). В крупных городах удельное водопотребление составляет около 320 л/сутки на человека, в Москве – 400 л/сутки. В то же время, пресная вода используется в РФ крайне неэкономно, в ряде районов на юге России, Поволжье и Зауралье существуют трудности с питьевой водой. В Челябинской области на одного жителя приходится в 16 раз меньше водных ресурсов в сравнении со средней цифрой по России.

Средняя водообеспеченность в РФ одна из самых высоких в мире; для сравнения, водообеспеченнось в некоторых странах составляет: США – 320 л/сутки на человека; Великобритания – 170 л/сутки на человека; Япония – 125 л/сутки на человека; Индия – 65 л/сутки на человека; Ирак – 16 л/сутки на человека.

Источники антропогенного загрязнения природных вод.

Природные воды загрязняют:

1.    Сточные воды промышленных предприятий.

2.    Сточные воды коммунального хозяйства городов и других населенных пунктов.

3.    Стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и других сельскохозяйственных объектов.

4.    Атмосферные загрязнители (ливневые стоки, талые воды). Неорганизованный сток осадков – смыв техногенных загрязнителей в водоемы.

5.    Прибрежные города (составляющие 60 % всех крупных городов) производят загрязнение выбросами от двигателей водных транспортных средств, нефтью и нефтепродуктами от промывки танкеров забортной водой и добычи нефти на континентальном шельфе (что составляет 1/3 мировой добычи нефти).

Виды загрязнителей воды:

1.    Химические загрязнители: кислоты, щелочи, металлы, соли, ПАВ, нефть и нефтепродукты и др.

2.    Биологические загрязнители: бактерии, вирусы, другие болезнетворные организмы, некоторые водоросли, фекалии, отходы жизнедеятельности человека.

3.    Физические загрязнители: цвет, запах, тепло, твердые взвешенные частицы, песок, ил, шлам, радиоактивное излучение и др.

Ориентировочные количества массовых загрязнителей океана и континентальных вод планеты

Группа веществ

Млн. т/год

1. Затонувшие суда, плавающий и погружной мусор

2. Взвешенные вещества техногенного происхождения

3. Растворенные неорганические вещества

В том числе:

¾       минеральные удобрения

¾       соли тяжелых металлов

4. Синтетические органические вещества

В том числе:

¾       моющие средства, СПАВ

¾       фенолы и другие циклические углеводороды

¾       пестициды

5. Биогенная органика

6. Нефтепродукты

7. Аэрогенные выпадения техногенной природы

1200

1400

4000

 

80

3

2500

 

15

5

2

1200

12

1800

Истощением вод называют устойчивое сокращение запасов и ухудшение качества поверхностных и подземных вод.

Воздействие загрязнения на основные параметры водных систем:

1.    Понижение содержания растворенного кислорода («мертвая» вода с содержанием О2 не обеспечивающим жизнедеятельность организмов). Международная норма содержания О2 – ≥ 5´10–4 %.

2.    Понижение или повышение содержания питательных веществ в воде – приводит к нарушению естественных процессов в водной экосистеме. Загрязнение соединениями азота и фосфора ведет к перерождению флоры и фауны, гниению и цветению воды, вторичному биологическому загрязнению – эвтрофикации.

3.    Повышение количества твердых взвешенных частиц ведет к понижению прозрачности воды, затруднению фотосинтеза, нарушению дыхания у жаберных, нарушениям жизнедеятельности придонной флоры, фауны.

4.    Нарушение температурного режима водоема (тепловое загрязнение) ведет к перерождению флоры и фауны, появлению новых, нехарактерных организмов, к затруднениям снабжения кислородом. Норма повышения температуры за счет теплового загрязнения в летнее время составляет не более 3 °С.

5.    Повышение содержания биологически активных веществ влияет на биологический круговорот.

6.    Ионы тяжелых металлов (Hg, Cd, Pb и др.) оказывают свое токсичное действие на живые организмы, как непосредственно обитающие в водной среде, так и на питающихся ими.

Проблема питьевой воды. Требования к питьевой воде:

¾         эпидемиологическая безопасность (не должна содержать возбудителей заболеваний);

¾         химическая безвредность (отсутствие химических веществ, наносящих вред здоровью);

¾         благоприятные органолептические свойства (отсутствие посторонних вкуса, запаха, цвета, пр.)

ПДК примеси в питьевой воде – максимальная концентрация примеси в воде, которая полностью исключает вредное воздействие на организм человека, не изменяя цвет, вкус и запах воды.

ПДК некоторых примесей в питьевой воде, мг/л

Вещество

ПДК

Сульфат – ионы

Фосфат – ионы

Фторид – ионы

Железо

Свинец

Кадмий

Ртуть

Бензапирен

500

3,5

1,5

0,3

0,03

0,001

5х104

5х106

Приоритетный список химических веществ для контроля качества питьевой воды:

А. Солевой состав: уровень минерализации, жесткость общая, сульфаты, хлориды, щелочность – кальций, магний, натрий, калий.

В. Микроэлементы: F, B, Cu, нитриты, нитраты, Sr, Se,а также Al, Be.

C. тяжелые металлы: Hg, Pb, Cd, As, Fe, Cr, V, Zn, U, а также Ba, Ni, Mn.

D. Органические вещества: ПАВ, нефтепродукты, бензапирен, фенол, Σ хлорорганических соединений, Σ нитросоединений, Σ фосфорорганических соединений, гуминовые вещества, ХПК, БПК, Σ CnHm, растворенный кислород.

Уровень минерализации – общее содержание в воде минеральных солей.

Жесткость – суммарное содержание растворимых солей щелочноземельных металлов.

Жесткость общая – Σ Ca, Mg

Гуминовые вещества – простые органические соединения, образующиеся при разложении органического материала.

ХПК – количество O2, необходимое для полного окисления органических веществ химическим путем.

БПК – количество O2, необходимое для разложения в воде органических веществ, разлагаемых биологическим путем (бактериями).

Загрязнение вод России

Если для атмосферы основное внимание обращается на глобальные характеристики, для природных вод наибольший интерес представляют региональные, бассейновые особенности.

По существующей санитарной классификации, сточные воды подразделяют на: нормативночистые (не проходят очистки); нормативно очищенные; загрязненные.

В РФ на 1 человека образуется в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в мире в среднем.

Вклад различных отраслей промышленности в загрязнение вод:

1.     Электроэнергетика – 21,1 %;

2.     Химическая – 18,1 %;

3.     Деревообработка – 17,8 %;

4.     Черная металлургия – 9,9 %;

5.     Машиностроение – 8 %;

6.     Угольная – 6,4 %;

7.     Цветная металлургия – 5,5 %;

8.     Все остальные отрасли промышленности – 13,2 %

Объем нормативно очищенных стоков составляет всего 10 % от всех вод, требующих очистки что является следствием низкой эффективности работы очистных сооружений. Качество воды в большинстве водных объектов России не отвечает нормативным требованиям. Учет сброса сточных вод и система их оценки не упорядочены. Так, коллекторнодренажные воды с орошаемых земель условно относятся к нормативночистым, хотя они загрязнены ядохимикатами, соединениями азота и фосфора и требуют разбавления в 10–50 раз для достижения нормального качества.

Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения РФ не может гарантировать требуемого качества питьевой воды. По состоянию на 1998 г – 75,3 % исследованных проб были нестандартны по вкусовым качествам, 20,4 % исследованных проб не отвечают гигиеническим нормам по химическому составу и 1,2 % исследованных проб не отвечают гигиеническим микробиологическим нормам. В целом почти половина жителей РФ потребляет недоброкачественную воду.

Загрязнение по бассейнам:

Географическая особенность загрязнения рек РФ состоит в том, что основные промышленные районы приурочены к верховьям водосборных бассейнов. Таковы – Центр, бассейн р. Камы, Среднее Поволжье, Урал, Кузбасс, верхнее течение р.р. Оби, Енисея, Ангары. Поэтому главные реки России – Волга, Дон, Урал, Обь, Енисей, Лена, Печора в той или иной мере загрязнены на всем протяжении и оцениваются как загрязненные, а их крупные притоки – Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол, Тура – сильно загрязненные. Анализ вод рек Южного Урала – Камы, Урала и Тобола показывает, что основные загрязнители в них – нефтепродукты, взвешенные вещества, хлориды, сульфаты, соединения азота. Содержание сточных вод промышленных предприятий ЮжноУральского региона в реке Миасс на выходе из города Челябинска составляет более 90%, а Челябинская область по объемам сброса загрязненных сточных вод в водные объекты занимает в России восьмое место.

Очень серьезны экологические проблемы в бассейне р. Волги:

¾         сток р. Волги составляет 5 % стока рек РФ;

¾         водозабор р. Волги составляет 30 км3/год (третья часть водозабора РФ);

¾         стоки в р. Волгу составляют 19 км3/год (39 % стоков РФ);

¾         2/3 вредных веществ промышленных предприятий не задерживаются очистными сооружениями;

¾         для разбавления 19 км3/год стоков требуется около 1000 км3 чистой воды, а среднегодовой сток Волги составляет всего 254 км3.

Для разбавления до нормы суммы стоков, льющихся во все водоемы РФ необходим практически весь годовой сток рек РФ.

Загрязнение морей.

Мировому океану в условиях современной цивилизации отведена роль гигантской мусорной свалки.

В составе речного стока и атмосферных осадков в океан попадает 100 млн. т. тяжелых металлов в год. 70 % загрязнений морей связано с наземными источниками: промышленные стоки, мусор, химикаты, пластмассы, радиоактивные отходы. К числу наиболее опасных загрязнений морей и океана относится нефть и нефтепродукты (общее загрязнение нефтью составляет – 6 млн. т./год). Источники загрязнения нефтью: материковый сток; судоходство (аварии танкеров, промывка); нефтедобыча на шельфе; война в Персидском заливе (умышленный сброс нефти, количеством в 10 раз больше, чем при аварии танкера 1989 г у берегов Аляски – 50 тыс. т).

Существующие методы очистки воды от нефтяной пленки (по оценкам экспертов нефтью загрязнена 1/5 акватории мирового океана) малоэффективны или экологически «нечисты» (химические методы эмульгирования нефти). Все внутренние и окраинные моря РФ испытывают интенсивную антропогенную нагрузку. Концентрация нефтепродуктов и фенолов на Севере и востоке Каспия составляют 4–6 ПДК, а у берегов Азербайджана – 10–16 ПДК. Средиземное, Северное, Балтийское моря также загрязнены нефтепродуктами.

Степень загрязнения морской воды принято характеризовать классом качества от 1 до 7 (от «очень чистая» до «чрезвычайно загрязненная»). Морские воды Черноморского побережья от Анапы до Сочи соответствуют 4 классу («загрязненные») и 3 классу («умеренно загрязненные»). Воды восточной части Финского залива Балтийского моря характеризуются как «грязные» (5 класс) и «очень грязные» (6 класс).