Забруднення гідросфери та її наслідки

Реферат

на тему: Забруднення гідросфери та її наслідки

План

Вступ

1. Джерела забруднення гідросфери

2. Класифікація забруднювальних речовин

3. Забруднення вод світового океану

Список використаних джерел

Вступ

Гідросфера (водні ресурси) - її називають ще водною оболонкою Землі - сукупність усіх водних об'єктів земної кулі: океанів, морів, рік, озер, водосховищ, боліт, підземних вод, льодовиків і снігового покриву. Сюди можна залучити також атмосферну і ґрунтову вологу, воду, яка входить до складу живих організмів.

Загальні ресурси гідросфери за різними оцінками складають понад 1,4 млрд. км3, при цьому від 94 до 96,5% - це води Світового океану. Запаси прісної води на нашій планеті приблизно 35 млн. км3, але й вона зосереджена головним чином у малодоступних льодовиках і підземних горизонтах. Льодовикові покрови - 71,7 тис. км3. Запаси води гірських льодовиків - близько 2,4 тис км3, а Арктики - 9 тис. км3. Проте як їх використати? Доступних для використання прісних вод суші на Землі залишається менше одного відсотка, а якщо врахувати її нерівномірне розповсюдження (понад 75% земельних угідь знаходяться в зоні недостатнього зволоження), то стає зрозумілим, чому багато регіонів на планеті потерпає від водного дефіциту.

1. Джерела забруднення гідросфери

3 розвитком промисловості річки й озера стали все більше забруднюватися викидами недостатньо очищених стічних вод, промисловими відходами і термічними водами гідроелектростанцій.

У більш пізній період забруднення річок і озер явно зросло внаслідок змивання добрив, пестицидів і гербіцидів з сільськогосподарських угідь, також кислотних дощів. Забруднення промисловими відходами, сільськогосподарськими добривами і пестицидами стало реальною загрозою всій гідрографічній системі Землі та існуванню людини.

Особливим видом забруднення гідросфери є теплове забруднення, яке спричинене спуском у водойми теплих вод від енергетичних установок. Величезна кількість тепла, що надходить з нагрітими водами в річки й озера, істотно змінює їхній термічний і біологічний режими. Серед теплових забруднювачів гідросфери перше місце посідають АЕС.

Як свідчать спостереження, у ріках, які розташовані нижче від діючих ТЕС і АЕС, порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражаються хворобами й паразитами.

Найінтенсивнішими забруднювачами поверхневих вод є великі целюлозно-паперові, хімічні, нафтопереробні, харчові та текстильні підприємства, гірничорудні і металургійні комбінати, а також сільськогосподарське виробництво.

Дуже небезпечним є сплавляння лісу, обробленого сильнодіючими отрутохімікатами -- антисептиками, що застосовуються в лісовій промисловості. Вода стає непридатною для споживання і для життя водних організмів. Пі, час сплавляння розсипом багато деревини тоне і загниває на дні, що також призводить до підвищення смертності живих організмів водного середовища

Сільське господарство -- один з найбільших споживачів і, водночас забруднювачів природних вод внаслідок використання міндобрив, пестицидів та інших хімікатів, функціонування великих тваринницьких комплексів, зрощування земель.

Забруднення вод добривами і пестицидами, небезпечними своєю токсичністю. У багатьох сільських районах з інтенсивним застосуванням азотних добрив вже сьогодні в 50 % колодязів вода містить нітрати, а нітритів -- вже понад норму -- 20 мг/л; в переважній більшості випадків їхній вміст сягає 100--1500, а подекуди -- більше 2000 мг/л. Відомі випадки тяжких захворювань, навіть смертності дітей, особливо немовлят.

Сполуки азоту і нітратні іони належать до мутагенних речовин, які призводять до генетичних захворювань. За даними ВООЗ, з 1966 до 1980 року кількість людей, що народилася зі спадковими хворобами збільшилася з 4 до 10,5 %.

Дуже небезпечними є синтетичні миючі засоби, котрі потрапляють у водоймища, і навіть незначна їх кількість викликає неприємний смак і запах води та утворює піну і плівку на поверхні, що утруднює доступ кисню та призводить до загибелі водних організмів. До особливих видів забруднення належить також заростання водойм водоростями, особливо синьо-зеленими, гниття яких викликає захворювання і загибель риби. Ця дуже гостра проблема характерна для водоймищ басейну Дніпра.

Особливо" небезпечним для здоров'я людини є забруднення природних вод побутовими стоками. Така забруднена вода зовсім непридатна для постачання населенню, оскільки містить збудники різноманітних інфекційних захворювань (паратиф, дизентерія, інфекційний вірусний гепатит, туляремія та ін.). Підраховано, що на нашій планеті майже 500 млн. людей щорічно хворіє через користування забрудненою водою. В Індії, наприклад, де фекальні інфекції викликають велику кількість інфекційних захворювань, за десятиріччя (1940--1950 рр.) померло від шлунково-кишкових захворювань 27 430 тис. чоловік.

До страшних наслідків призводить забруднення вод важкими металами. В Японії масове забруднення вод морської затоки поблизу міста Мінамато викликало хворобу мінамато, при якій ртуттю отруювалась риба, що є основним джерелом білкової їжі населення даного міста. У хворих порушувалася мова, послаблювався зір, параліч сковував м'язи рук, ніг. Інша хвороба -- ітай-ітай -- викликана хронічним отруєнням кадмієм, що знаходиться в рисі. А рис нагромаджував цю речовину через забруднення відходами гірничодобувної промисловості, розміщеної навколо полів. Смертність серед хворих досягла 50%.

Останнім часом великої шкоди завдають природним водам кислотні дощі. Чим частіше випадають кислотні дощі й чим більшу концентрацію кислоти, вони містять, тим швидше зменшується кількість і видовий склад живих істот, у водоймах гинуть ікринки земноводних, равлики, прісноводні креветки, вимирають бактерії, а отруєні листки і стебла нагромаджуються на дні, зникає планктон. З донних залишків починається вилуговування отруйних металів: алюмінію, ртуті, свинцю, кадмію, олова, берилію, нікелю та ін. Внаслідок цього багато риб гине від пошкодження зябер, викликаного отруйною Дією алюмінію. Далі розвиваються кислолюбні мохи, гриби, нитчасті водорості, які пригнічують решту рослинності. Гине риба, в першу чергу щука й окунь. Коли ж іще збільшиться концентрація кислоти у воді -- риби в озері чи в річці не залишиться. Вимирають жаби, комахи. Вода здається чистою оскільки в ній відсутні майже всі мікроорганізми. Наявні лише анаеробні бактерії, котрі виділяють вуглекислий газ, метан, сірководень.

2. Класифікація забруднювальних речовин

Згідно з класифікацією, запропонованою Л.А. Кульським, забруднювальні речовини за їх фазово-дисперсним станом і відношенням до дисперсійного середовища поділяють на чотири групи. Домішки перших двох груп (крім високомолекулярних сполук) утворюють термодинамічно нестійкі гетерогенні системи, а двох інших -- термодинамічно рівноважні оборотні гомогенні системи

До першої групи належать не розчинні у воді зависі, а також бактерії та планктон. Вони кінетично нестійкі і підтримуються у завислому стані динамічними силами водяного потоку. В стані спокою зависі осідають. Розмір їх часточок становить 10 3--10~7м.

Друга група домішок поєднує гідрофільні й гідрофобні мінеральні та органо-мінеральні колоїдні часточки ґрунтів, недисоційовані і нерозчинні форми високомолекулярних гумусових речовин, детергенти та інші речовини.

До четвертої групи забруднювальних домішок належать електроліти -- речовини з йонним або сильно полярним зв'язком, які під впливом полярних молекул води дисоціюють на йони. Кристалічні структури цих речовин руйнуються переважно в результаті процесу гідратації.

Для кожної групи домішок можна виділити деякі специфічні фізико-хімічні методи контролю їх вмісту. При цьому враховують розмір часточок, рухливість в електричному полі, взаємодію зі світловим випромінюванням, кінетичну нестійкість системи «вода -- домішка» та інші особливості.

Придатними для одного з видів водокористування, таку водойму вважають забрудненою. Якщо різні домішки перебувають у межах, допустимих нормативами, водойму вважають не забрудненою.

Поняття «забрудненість води» не є абсолютним. Воно стосується певного місця водойми і конкретного водокористувача. Тому водний об'єкт поза місцем водокористувача не вважають забрудненим навіть у разі повної руйнації екосистеми внаслідок скидання шкідливих речовин. Незважаючи на те, що подібний підхід розглядається поки що як об'єктивно необхідний (з технічних причин повністю припинити скидання відходів виробництва у водойми неможливо), з екологічного погляду він зовсім не правомірний. Звідси випливає правило -- порада інженеру виробництва: незалежно від того, забезпечується чи не забезпечується нормативне навантаження на водний об'єкт в установленому місці водокористування, інженер зобов'язаний ужити всіх технічно допустимих заходів для того, аби звести до мінімуму скидання шкідливих речовин від технологічних процесів.

Забруднення гідросфери поділяють на хімічне, фізичне, біологічне й теплове.

Хімічне забруднення води відбувається внаслідок надходження у водойми з стічними водами різних шкідливих домішок неорганічної (кислоти, мінеральні солі, луги тощо) й органічної природи (нафта й нафтопродукти, органічні сполуки, поверхнево-активні речовини, миючі засоби, пестициди тощо). Більшість з них є токсичними (отруйними) для мешканців водойм. Це -- сполуки миш'яку, свинцю, ртуті, міді, кадмію, хрому, фтору тощо. Вони поглинаються фітопланктоном і передаються далі по харчових ланцюжках більш високоорганізованим організмам, що супроводжується кумулятивним ефектом, який полягає в прогресуючому збільшенні вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці харчового ланцюжка. Скажімо, в фітопланктоні вміст шкідливої сполуки буде в десять разів більшим, ніж у воді, в зоопланктоні (рачки, личинки тощо) --підвищиться ще вдесятеро, в рибі, яка харчується зоопланктоном,-- ще вдесятеро.

Біологічний метод застосовується для очищення вод, оброблених механічним і хімічним шляхами. Цей спосіб полягає у використанні природних або штучних водойм, у яких розводять спеціальні мікроорганізми, що харчуються органічними домішками, наявними в стічних водах (органічними кислотами, білками, вуглеводами, фенолами тощо), розкладаючи їх на прості нешкідливі сполуки (воду, вуглекислий газ, мінеральні солі).

Фізичне забруднення води пов'язане із зміною її фізичних властивостей -- прозорості, вмісту суспензій та інших нерозчинних домішок, радіоактивних речовин і температури.

3. Забруднення вод світового океану

Основними джерелами забруднення вод є атмосферні опади, стоки з сільськогосподарських полів, ферм та інших об'єктів, міські й промислові стічні води та водний транспорт. Усі водні ресурси поділяють на підземні, поверхневі та атмосферні. Підземні води поширюються в земній корі до глибини 13--14 км. Вони заповнюють пори, тріщини й пустоти, мають тісний контакт з ґрунтом і породами земної кори. Для них характерне пошарове розміщення водоносних горизонтів, що відокремлені водонепроникними пластами породи, слабкий зв'язок з атмосферою, незначний розвиток біологічних процесів, бідність форм життя, підвищені температура й тиск. Усе це сприяє меншому забрудненню вод нечистотами та мікроорганізмами, завдяки чому вони переважно доброякісні. Знаходячись на значних і різних глибинах, вони характеризуються стабільнішим хімічним складом, містять більше корисних для здоров'я людини речовин (сполук кальцію, йоду, флуору та ін.). Проте й підземні води можуть забруднюватися, якщо фільтрувального шару порід недостатньо.

За глибиною залягання підземні води поділяють на три зони. Верхня зона, глибина якої здебільшого становить 2--6 м, але може досягати 20-- 60 (середина України) і навіть 300 м (південна частина України), має активний водообмін, зазнає дії фільтрівних атмосферних опадів та деякою мірою атмосферного повітря. Мінералізація води коливається в межах 100--1000 мг/дм3. Середня зона розміщена на глибинах 300--600 м, інколи -- 2000 м. Цю воду використовують для бальнеологічних цілей. Нижня зона залягає на глибині кількох кілометрів. У ній практично немає водообміну і містяться високомінералізовані води хлорнатрієво-кальцієвого складу, інколи зі значним вмістом галогенсульфіду, брому та рідкісних елементів. Ці води використовують у промисловості для добування йоду, брому та рідкісних елементів.

З господарсько-питною метою використовують переважно води верхньої зони. Якість води залежить від ґрунтів та порід, розміщених нижче. Ґрунти торф'яно-тундрової зони збагачують воду органічними речовинами рослинного походження. Це стосується також болотних вод. Чорноземи, каштанові та солончакові ґрунти сприяють появі у воді переважно мінеральних речовин. Зі збільшенням глибини залягання вод зменшується число мікроорганізмів і на глибині 6 м і нижче воно дорівнює нулю. Шар ґрунту завтовшки 3,5--4 м на полях фільтрації затримує до 90 % мікроорганізмів.

Господарська діяльність людей спричинює забруднення підземних вод. Найбільший вплив на хімічний склад підземних вод мають інтенсивний розвиток промисловості, міст і хімізація сільського господарства, які супроводжуються появою значної кількості стічних вод і газових викидів. При цьому в атмосферу, ґрунти й поверхневі води потрапляють різні неорганічні та органічні речовини. Біологічне забруднення підземних вод зумовлюють різні мікроорганізми (бактерії, віруси та ін.). Найнебезпечнішим є забруднення вод хвороботворними мікроорганізмами, що можуть надходити в ґрунтові води з полів фільтрації, скотних дворів, вигрібних ям тощо.

До поверхневих вод належать води океанів, морів, озер, річок, боліт, ручаїв та штучних водосховищ. Океани, моря та деякі озера мають солону воду. Ріки, більшість озер, ставки, штучні водосховища, болота й ручаї містять прісну воду, яку використовують для господарського водозабезпечення. Річкову воду найчастіше використовують для господарсько-питного й технічного водозабезпечення.

Характерною особливістю річкової води є нестабільність і неоднорідність хімічного й бактеріологічного складу, незначна мінералізація за значного вмісту органічних речовин, рослинних і тваринних організмів, у тому числі й мікроорганізмів. У ній інтенсивно відбуваються біологічні процеси. Ці води доступні для будь-яких забруднень. Нестабільність складу пояснюється зміною кількості води в ріках залежно від пори року та метеорологічних факторів, а також локальними забрудненнями водойм промисловими та господарсько-побутовими стічними водами. Основними джерелами забруднення є господарсько-побутові й зливові води. Останні змивають з ґрунтів значні кількості бруду і переносять їх у ріки та інші поверхневі водойми. До них добавляються промислові стічні води, в яких містяться шкідливі хімічні речовини. Стічні води -- води, які відходять після використання в побутовій, промисловій та сільськогосподарській діяльності людини або які пройшли через будь-яку забруднену територію чи об'єкт.

Залежно від характеристики стічні води поділяють на умовно чисті (оборотні) і брудні. Умовно чистими (оборотними) стічними водами вважають води після охолодження технологічного обладнання, компресорів та іншого устаткування. Після використання в технологічних процесах їх охолоджують у градирнях і заводських ставках, у деяких випадках звільняють від зависей і знову повертають на охолодження. Брудні стічні води різняться за складом забрудників, який визначається технологією виробництва.

Усі види забруднень можна розподілити на хімічні, фізичні, біологічні й теплові. У різних технологічних процесах у промисловості використовують воду, внаслідок чого утворюються такі відпрацьовані стічні води: реакційні води, що виділяються в ході реакцій. Вони забруднені домішками сировини і продуктів реакції; промивні води після промивання сировини, продуктів, обладнання,

Ш тари, маточні водні розчини;

Ш води, що надходять із сировиною у вигляді вільної та зв'язаної води; водні екстрагенти і абсорбенти;

Ш охолодні води, що не стикаються з сировиною і продуктами; побутові води з їдалень, душових, після миття приміщень, пралень, туалетів та ін.;

Ш атмосферні опади, що стікають з території промислових підприємств та інших господарських об'єктів.

Залежно від виду виробництва ці води містять різні шкідливі сполуки неорганічної (луги, кислоти, мінеральні солі) та органічної (органічні сполуки, поверхнево-активні речовини, мийні засоби, пестициди, нафтопродукти тощо) природи. Більшість з них отруйні для біоти водойм. Ці сполуки поглинаються фітопланктоном і передаються ланцюгами живлення більш високоорганізованим організмам. У результаті вміст шкідливих речовин у м'ясі хижої риби (щука, судак, окунь) може в тисячі разів перевищувати їх вміст у воді. Це дуже небезпечно для людей, птахів і тварин, що споживають цю рибу.

Особливо сильно забруднюють природні поверхневі води промислові стічні води хімічних, нафтопереробних, металургійних, шкіряних заводів, текстильних і целюлозно-паперових фабрик, м'ясокомбінатів та інших підприємств. Підприємства целюлозно-паперової промисловості скидають у водойми значні кількості целюлозного волокна та розчинених органічних сполук (вуглеводів, смол, жирів). Забруднені стічні води утворюються під час обробки целюлозної й паперової маси, під час промивання й загущення целюлози, конденсації здувок, розганяння скипидару-сирцю, видалення шлаків, «мокрого» обкорування деревини.

Значну кількість органічних сполук, не властивих природі (ксенобіотиків), містять стоки хімічних підприємств органічного синтезу, виробництва пластмас і мийних засобів. Багато з цих речовин дуже стійкі, біологічно активні і важко видаляються зі стоків, наприклад мийні засоби -- детергенти.

У сільському господарстві для підвищення врожаїв і продуктивності земель застосовують пестициди, які змиваються з полів у ріки, озера та інші водойми. Тваринництво є постачальником значної кількості мертвої органіки -- гною, підстилки, сечовини, які потрапляють у водойми. Наявність сполук нітрогену в поверхневих водах спричинена органічними речовинами тваринного або рослинного походження. При цьому вміст аміаку може коливатися від 0,05 до 1,0 мг/дм3 і більше, нітритів -- від 0,01 до 0,09 і вище, нітратів -- до 5--10 мг/дм3. У відкритих водоймах міститься також багато різних органічних речовин -- феноли, вуглеводні, гумінові сполуки тощо. їх кількість нерідко сягає 70 % маси сухого залишку. Окиснюваність коливається в межах 2--30 мг Ог/дм3, зменшуючись узимку і збільшуючись улітку. Найбільшу окиснюваність мають води з вмістом гумінових речовин, що спричинює підвищену кольоровість (50--100 градусів і більше).

Біологічне забруднення води відбувається за рахунок надходження зі стічними водами різних мікроорганізмів, рослин і тварин (найпростіші, гриби, черви, бактерії, віруси та ін.). Багато з них є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Найбільшими біологічними забрудниками є комунально-побутові стічні води. Промисловими біологічними забрудниками є підприємства шкірообробної промисловості, м'ясокомбінати й цукрові заводи. Бактеріальне обсіменіння рік, що протікають повз густонаселені райони, є дуже значним. Так, у водосховищі Москва число колоній досягає 429 000 в 1 мл, а подекуди може бути і значно вищим (600 000 і більше). Колі-індекс становить відповідно кілька мільйонів.

Фізичне забруднення води пов'язане зі зміною її фізичних властивостей: прозорості, вмісту зависей та інших нерозчинних домішок, температури й радіоактивності. Нерозчинні речовини (пісок, намул, глинисті часточки та ін.) потрапляють у воду з поверхневим змивом, особливо в разі розорювання водозахисних смуг уздовж річок і наближення орних ділянок до узрізу води. Багато зависей потрапляє у водойми із суспензіями з підприємств гірничорудної промисловості (драги, промивні установки та ін.). Пил заноситься з поверхні ґрунту сильними вітрами, особливо в суху погоду. Тверді завислі часточки зменшують прозорість води, пригнічуючи таким чином процеси фотосинтезу водяних рослин, забивають зябра риб тощо. Особливу небезпеку для всього живого становлять радіоактивні домішки, що потрапляють у водойми з викидами АЕС, особливо під час аварій, з часточками попелу ТЕС.

Теплове забруднення спричинює спускання у водойми теплих вод з різних енергетичних установок. Надходження нагрітих вод у ріки й озера істотно змінює їх термічний і біологічний режими. Найбільшими тепловими забрудниками є ТЕС і АЕС. Підвищення температури води у водоймах призводить до таких негативних наслідків: до 26 °С шкідливого впливу не спостерігається; в інтервалі 26--ЗО °С відбувається пригнічення життєдіяльності риб; понад ЗО °С спостерігається шкідлива дія на біоценози, а за 34--36 °С гине риба та деякі види інших організмів. У теплих водах порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражуються паразитами і хворобами.

Води морів і особливо океанів характеризуються не тільки високою мінералізацією (до 35 г/дм3), а й порівняно сталим сольовим складом. Це зумовлено величезною масою води в морях і океанах. Тому постачання ріками значної кількості різних речовин практично не впливає на співвідношення головних йонів у водах Світового океану. Проте спостерігаються коливання солоності води в окремих його частинах і на різних глибинах. Величина солоності коливається залежно від кліматичних умов, випаровування, льодоутворення, течій, стоку вод великих рік тощо. Найвищу солоність мають води тропічних широт (350--370 г/дм3), меншу -- у високих широтах північної та південної півкуль (300--340 г/дм3). Солоність і хімічний склад внутрішніх морів, що мають обмежений водообмін зі Світовим океаном або зовсім його не мають, значно відрізняється від солоності вод океану. Так, у деяких містах Фінської затоки солоність становить 10--20 г/дм3, в Азовському морі -- 110--120 і в Чорному -- 170-- 180 г/дм3. У морських водах містяться також азот нітратів -- 0,003--0,68 мг/дм3, сполуки фосфору -- до 0,1 мг/дм3 та деякі мікроелементи: рубідій, цезій, літій, арсен, бром, йод, флуор, ферум, манган, купрум, ванадій, молібден, нікол, аурум, аргентум та ін., а також радіоактивні елементи.

Води Світового океану значно забруднені і їх стан викликає занепокоєння. Води океанів і морів забруднюються річковими стоками, з якими щороку надходить понад 320 млн. т заліза, 6,5 млн. т фосфору та інших речовин. З атмосфери у воду океанів потрапляє 1 млн. т вуглеводнів, 200 тис. т свинцю, 62 млн. т фосфору й азоту, 5 тис. т ртуті. До найбільших забрудників вод Світового океану належать нафта та її продукти. Щороку її потрапляє 5--6 млн. т. Нафтове забруднення в деяких районах Світового океану стає катастрофічним, що загрожує життєдіяльності місцевої флори і фауни.

Моря й океани забруднюються також побутовими й промисловими твердими відходами, яких накопичилося понад 20 млрд. т. Особливо небезпечним є радіоактивне забруднення, що спричинюється випробуваннями ядерної зброї, роботою ядерних реакторів на військових підводних човнах і криголамах, скиданням контейнерів з радіоактивними відходами. Загальна радіоактивність у водах Світового океану визначається в 5,5- 1019Бкабо 1,5- 1019Кі, що в 30 разів перевищує викиди під час аварії на Чорнобильській АЕС.

Несприятливий стан вод Світового океану і проблеми його захисту турбують усе світове співтовариство. Тому ООН розробила кілька важливих угод, підписаних більшістю країн, які регулюють видобуток корисних копалин з морських родовищ, судноплавство та вилов риби. До цих угод належить і «Хартія морів», підписана більшістю країн у 1982 р. За станом вод Світового океану стежить міжнародна служба моніторингу.

Список використаних джерел

1. Безопасность жизнедеятельности

2. Білявський Г.О. та ін. Основи загальної екології: Підручник / Г.О. Білявський, М.М. Падун, Р.С. Фурдуй. - К.: Либідь, 1993. - 304 с.

3. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього середовища: Навч. посіб. - К.: Т-во «Знання», КОО, 2000. 203 с.

4. Джигирей В.С., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища (Екологія та охорона природи). Підручник. - Вид. 3-тє, доп. - Львів, Афіша, 2001 - 272 с.

5. Запольський А.К., Салюк А.І. Основи екології: Підручник / За ред. К.М.Ситника. - К.: Вища шк., 2003. - 358 с.: іл.

6. Царенко О.М., Нєсвєтов О.О., Кабацький М.О. Основи екології та економіка природокористування. Курс лекцій. Практикум: Навчальний посібник. - 2-ге вид., стер. - Суми: ВТД «Університетська книга», 2004. - 400 с.