Глобальные последствия антропогенной деятельности. Загрязнение воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство высшего образования

Государственное образовательное учреждение

Камская государственная инженерно-экономическая академия

Контрольная работа

по дисциплине «Экология»

Набережные Челны

2011 г.

1. Экологические факторы воздействия на организмы

Влияние окружающей среды на организм и называется экологическим фактором. Точное научное определение звучит так:

Экологический фактор - любое условие среды, на которое живое реагирует приспособительными реакциями.

Экологический фактор - это любой элемент среды, оказывающий прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их развития.

По своей природе экологические факторы делят, по крайней мере, на три группы:

абиотические факторы - влияния неживой природы;

биотические факторы - влияния живой природы.

антропогенные факторы - влияния, вызванные разумной и неразумной деятельностью человека ("антропос" - человек).

Абиотические факторы - совокупность условий неорганической среды, каким-либо образом воздействующих на организмы и их сообщества; в экологии абиотические факторы рассматриваются как непременные и важные факторы, обеспечивающие жизнь и развитие растений, животных и микроорганизмов. Абиотические факторы могут влиять на организмы каждый в отдельности, одновременно или взаимодействуя друг с другом.

К абиотическим факторам относятся климатические, или физические, условия среды (температура, влажность, осадки, свет, ветер, атмосферное давление, течения, ионизация воздуха, радиоактивное излучение, состав и плотность почвы, рельеф, высота и плотность снежного покрова); химические факторы (газовый состав атмосферы, морских и пресных вод, почвы и донных отложений) и др.

Абиотические факторы - составная часть экосистем и ландшафтов и играет решающую роль в жизни и эволюции животных, растений и микроорганизмов, приспосабливающихся к условиям среды. Численность и распределение организмов в пределах ареалов зависят от лимитирующих абиотических факторов. У каждого организма по отношению к отдельному АФ есть оптимальные потребности; крайние значения каждого АФ делают невозможным нормальную жизнедеятельность организма. Например, живые организмы могут существовать, в основном, в интервале температур между 0 и 50°С, если не нарушается нормальный обмен веществ.

Температурный фактор в изолированном виде способен вызвать гибель животных и растений от переохлаждения или перегрева. Однако Абиотические факторы могут действовать совместно с другими факторами. Например, сильный мороз хуже переносится при высокой влажности воздуха. Перегрев организмов при низкой относительной влажности наступает медленнее, чем при высокой (и в том и в другом случаях меняется интенсивность теплоотдачи).

Абиотические факторы сами подвергаются активному воздействию производственной и бытовой деятельности человека. В ряде районов Земли меняется химический и физический состав земной поверхности, атмосферного воздуха, водоемов, нарушается обычный ход климатических процессов. Эти изменения преобразуют окружающую среду. Вместе с тем, человек нередко сложившиеся природные абиотические факторы перестраивает с помощью техники и новейших технологий в соответствии со своими потребностями (переброска стока рек, рассоление почв, защита от иссушающих ветров и др.), способствуя обогащению и улучшению окружающей природной среды.

Особенности воздействия на биосферу со стороны космических факторов и проявлений солнечной активности состоят в том, что поверхность нашей планеты (где сосредоточена "пленка жизни") как бы отделена от Космоса мощным слоем вещества в газообразном состоянии, т. е. атмосферой. Абиотическая компонента наземной среды включает совокупность климатических, гидрологических, почвенно-грунтовых условий, т.е. множество динамичных во времени и пространстве элементов, связанных между собой и влияющих на живые организмы. Атмосфере как среде, воспринимающей космические и связанные с Солнцем факторы, принадлежит важнейшая климатоформирующая функция.

Биотические факторы это совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие. В целом, взаимоотношения между организмами можно разделить на прямые (заключаются в трофических или пищевых цепях) и опосредованные (заключаются в том, что одни организмы являются средообразователями по отношению к другим, например леса). Взаимодействие между организмами в наземной и водной среде: 1.взаимодействия между живыми организмами классифицируется с т. зрения их взаимных реакций. Эти реакции могут быть гомотипическими (взаимодействие между особями и группами особей одного и того же вида) и гетеротипическими (взаимодействие между особями разных видов). 2.по фактору питания: монофаги (виды, способные питаться только одним видом пищи), олигофаги (виды, способные питаться на более или менее широком круге источников пищи; бывают широкие и узкие), полифаги (способны питаться на многих видах пищи, используют как растительную, так и животную пищу).

Зеленые растение извлекают из почв питательные химические вещ-ва и возвращают их обратно вместе с отмирающими тканями. Питательные вещ-ва из почвы поступают в растения через корневые окончания в ионной форме. Растения извлекают из почвы соединения азота, серы, фосфора, соли калия, кальция (а потом возвращают это в почву). В процессах почвообразования важную роль играют населяющие почву живые организмы, микробы, беспозвоночные и др. Микроорганизмам принадлежит ведущая роль в трансформации химических соединений, миграции химических элементов, питании растений.

Первичное разрушение мертвой органики осуществляют беспозвоночные животные (черви, моллюски, насекомые) в процессе питания и выделения в почву продуктов пищеварения. Почвенные микроорганизмы осуществляют основное разрушение минералов и приводят к образованию органических и минеральных кислот, щелочей, выделяют ферменты, полисахариды, фенольные соединения.

Человек видоизменяет живую и неживую природу, и берет на себя в известном смысле и геохимическую роль (например, высвобождая замурованный в виде угля и нефти на многие миллионы лет углерод и выпуская его в воздух углекислым газом). Поэтому антропогенные факторы по размаху и глобальности своего воздействия приближаются к геологическим силам.

Антропогенные изменения в природе - изменения, происходящие в природе в результате хозяйственной деятельности человека или непосредственного общения людей с окружающей природной средой. Воздействие человека на природу - необходимое условие его существования. В результате этого воздействия возможно непрерывное обеспечение людей жизненными благами и воспроизводство человеческого общества.

Антропогенная деятельность существенно влияет на климатические факторы, изменяя их режимы. Так, массовые выбросы в атмосферу твердых и жидких частиц от промышленных предприятий могут резко изменить режим рассеивания солнечного излучения в атмосфере и уменьшить приход теплоты к поверхности Земли. Уничтожение лесов и иной растительности, создание крупных искусственных водохранилищ на бывших территориях суши увеличивает отражение энергии, а загрязнение пылью, например, снега и льда - наоборот, увеличивает поглощение, что приводит к их интенсивному таянию. Таким образом, мезоклимат может резко измениться под воздействием человека: понятно, что климат Северной Африки в отдаленном прошлом, когда она была огромным оазисом, существенно отличался от сегодняшнего климата пустыни Сахара.

Глобальные последствия антропогенной деятельности, чреватые экологическими катастрофами, сводят обычно к двум гипотетическим явлениям: парниковому эффекту и ядерной зиме.

Любой экологический фактор динамичен, изменчив во времени и пространстве. Теплое время года с правильной периодичностью сменяется холодным; в течение суток наблюдаются более или менее широкие колебания температуры, освещенности, влажности, силы ветра и т. п. Все это - природные колебания экологических факторов, однако воздействовать на них способен и человек. Влияние антропогенной деятельности на окружающую среду проявляется в общем случае в изменении режимов (абсолютных значений и динамики) экологических факторов, а также - состава факторов, например при внесении ксенобиотиков в природные системы в процессе производства или специальных мероприятий - таких, как защита растений при помощи ядохимикатов или внесение органических и минеральных удобрений в почву.

Если какой-либо фактор выходит за пределы выносливости организма, то существование этого организма имеют морфологические физиологические, поведенческие приспособления к ним, становится невозможным даже при других благоприятных условиях. Факторы, выходящие за пределы максимума или минимума выносливости, называются ограничивающими факторами. Разные экологические факторы действуют на организмы определенными путями.

2. Программно-целевое планирование природоохранной деятельности

Организация природопользования - важное направление социально-политической деятельности государства, поэтому отличительной особенностью современного этапа хозяйственного развития является формирование представлений о тесной взаимосвязи экономического и экологического благополучия.

В хозяйственной деятельности предприятий отсутствует механизм, опирающийся на экономический инструментарий стимулирования природоохранных мероприятий. Создание такого инструментария в настоящее время чрезвычайно актуально и необходимо. Это определяется не только внутренними потребностями России, но и процессом интеграции страны в мировое сообщество и возникающими в этой связи объективными требованиями использования в хозяйственной практике мировых стандартов.

Проблемы, которые исследуются в рамках экономики природопользования, можно объединить в две большие группы. Во-первых, это проблемы наиболее эффективного использования экономикой природных ресурсов и, во-вторых, это проблема поиска и обоснования наиболее целесообразных методов предотвращения и ликвидации ущерба от загрязнения окружающей среды. Эти проблемы должны решаться на основе закономерностей естественно-исторического характера, а также с учетом изменяющихся потребностей общества, формирования новой системы ценностей на фоне экономических проблем современности.

Понятие управления природопользованием вошло в употребление в России в конце 80-х гг. Управление - это совокупность мер регулирования состояния системы в целях сохранения ее устойчивости. Содержательный смысл управления природопользованием раскрывается в конкретных формах его организации и выбранной системе воздействий. Цель управления - обеспечение экологически безопасного и устойчивого развития. Характер системы управления определяется прежде всего поставленной целью и зависит от особенностей конкретной территории, что влияет на специфику природопользования и требует регионального подхода к организации систем управления природопользованием.

Системы управления природопользованием зависят от методов управления, которые определяются на основе информационного и нормативно-правового обеспечения управления процесса управления. Организация системы управления природопользованием включает: формирование экологической политики; определение целей, задач, приоритетов экополитики; выработку стратегии природопользования; выбор методов управления; создание информационного и нормативно-правового обеспечения управления природопользованием; создание институциональной инфраструктуры.

Основной составляющей системы управления природопользованием является экологическая политика, т.е. политика по отношению к окружающей природной среде, рациональному природопользованию и уровню экологической безопасности. В иерархической структуре экополитики выделяется четыре основных уровня:

международно-глобальная экополитика;

региональная (макрорегиональная) экополитика;

национальная (государственная) экополитика;

локальная экополитика аналог государственной;

Цели и задачи экополитики устанавливаются на глобальном и национальном уровнях. На региональном и местном уровнях они конкретизируются, исходя из специфики территории, определяются приоритеты. На национальном и региональном уровнях определяются стратегические цели. Это цели, задачи и приоритеты, приведенные в соответствие с особенностями территории, ее возможностями.

Рассмотрим стратегические цели, задачи и принципы государственной политики в области природопользования и охраны окружающей среды России.

Стратегической целью государственной экополитики является сохранение природных систем, поддержание их целостности и жизнеобеспечивающих функций для устойчивого развития общества, повышения качества жизни, улучшения здоровья населения и демографической ситуации, обеспечение экологической безопасности страны.

Государственная экополитика базируется на следующих принципах:

устойчивое развитие, предусматривающее равное внимание к его экономической, социальной и экологической составляющим, и признание невозможности развития человеческого общества при деградации природы;

приоритетность для общества жизнеобеспечивающих функций биосферы по отношению к прямому использованию ее ресурсов;

справедливое распределение доходов от использования природных ресурсов и доступа к ним;

предотвращение негативных экологических последствий в результате хозяйственной деятельности, учет отдельных экологических последствий;

отказ от хозяйственных и иных проектов, связанных с воздействием на природные системы, если их последствия непредсказуемы для окружающей среды;

природопользование на платной основе и возмещение населению и окружающей среде ущерба, наносимого в результате нарушения законодательства об охране окружающей среды;

открытость экологической информации;

участие гражданского общества, органов местного самоуправления и деловых кругов в подготовке, обсуждении, принятии и реализации решений в области охраны окружающей среды и рационального природопользования.

Для реализации стратегических целей, исходя из внутренних и внешних объективных предпосылок, намечаются более конкретные направления действий. Основными направлениями государственной экологической политики России являются:

Обеспечение устойчивого природопользования. Основными задачами в указанной сфере являются неистощительное использование возобновляемых и рациональное использование невозобновимых природных ресурсов;

Снижение загрязнения окружающей среды и ресурсосбережение. Основной задачей в указанных сферах является снижение загрязнения окружающей среды выбросами, сбросами, отходами, а также удельной энерго- и ресурсоемкости продукции и услуг;

Сохранение и восстановление природной среды. Основными задачами в указанной сфере являются сохранение и восстановление ландшафтного и биологического разнообразия, достаточного для поддержания способности природных систем к саморегуляции и компенсации последствий антропогенной деятельности

Выделим приоритетные направления экополитики России:

обеспечение экологической безопасности потенциально опасных видов деятельности, реабилитация территорий и акваторий, пострадавших в результате техногенного воздействия на окружающую среду;

улучшение качества жизни, здоровья и увеличение продолжительности жизни населения путем снижения неблагоприятного воздействия экологических факторов и улучшения экологических показателей окружающей среды;

выявление и минимизация экологических рисков для природной среды и здоровья населения, связанных с возникновением чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

предотвращение террористических актов, вызывающих ухудшение экологической обстановки и деградацию природной среды;

организация контроля за ввозом, использованием и распространением на территории страны чужеродных видов и генетически измененных организмов.

На основе выделенных направлений определяются механизмы их реализации и конкретные методы - инструменты экополитики. Известно около 40 различных инструментов экополитики. Они делятся на фискальные и нефискальные. К нефискальным инструментам относят, например, правовое обеспечение природоохранной деятельности, экологическое нормирование, образование и др. Фискальные инструменты (непосредственно связанные с финансами) делят на два вида: связанные с государственными доходами (лицензирование природопользования, налоги); связанные с государственными издержками (природоохранные целевые инвестиции, государственная поддержка экологических направлений НИОКР, государственное финансирование природоохранных мероприятий, экологических программ и пр.). В настоящее время среди важнейших механизмов реализации экополитики в России следует выделить: правовой, административный, экономический,информационный.

Обычно, когда говорят о механизмах реализации экологической политики, выделяют три подхода:

прямое регулирование, связанное с воздействием государства (нормативно-правовые, административно-контрольные меры, прямое регулирование и т.д.);

экономическое стимулирование, связанное с развитием рыночных механизмов;

смешанные механизмы, сочетающие два первых подхода.

В области природопользования и природоохранной деятельности наибольшее распространение получило прямое регулирование, базирующееся на законодательстве. Как следует из теории и практики последних десятилетий, решать экологические проблемы только на базе государственного регулирования и рынка не удается. Имеется ряд принципиальных причин, определяющих «провалы рынка» (экстерналии, отсутствие или заниженность цен, общественные блага и др.) и неэффективность государственной политики (субсидии, налоги и др.) в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов. В связи с этим наиболее приемлемы смешанные механизмы, позволяющие реализовывать эколого-экономическую политику на основе государственного регулирования и рыночных инструментов.

Реализация такой концепции требует, в свою очередь, коренной перестройки механизма управления общественным развитием, формирование новых, в большей степени соответствующих целям сохранения жизни на планете, критериев общественного процесса, превышения заинтересованности в деле охраны природы на всех уровнях управления и, особенно, в системе "предприятие - регион".

Конкретные шаги в деле организации управления на принципах равновесного природопользования должны опираться на обоснованные количественные оценки тенденций социально-экономических процессов и состояния природной среды. Такие оценки могут быть получены на основе использования методов математического моделирования, отображающих взаимосвязанное и взаимообусловленное развитие рассматриваемых процессов на разных уровнях организации общества.

антропогенный природоохранный загрязнение гидросфера

3. Загрязнение гидросферы и мероприятия по их нормализации и уменьшению

Вода - одно из самых удивительных веществ на нашей планете. Мы можем видеть её в твёрдом (снег, лёд), жидком (реки, моря) и газообразном (пары воды в атмосфере) состояниях. Вся живая природа не может обойтись без воды, которая присутствует во всех процессах обмена веществ. Все вещества, поглощаемые растениями из почвы, поступают в них только в растворённом состоянии. Вообще вода - инертный растворитель, то есть растворитель, который не изменяется под воздействием веществ, которые растворяет. Именно в воде когда-то зародилась жизнь на нашей планете. Благодаря мировому океану происходит терморегуляция на нашей планете. Без воды не может жить человек. Наконец, в современном мире вода - один из важнейших факторов, определяющих размещение производственных сил, а очень часто и средство производства. Итак, важность воды и гидросферы - водной оболочки Земли, невозможно переоценить. Именно сейчас, когда темпы роста водопотребления огромны, когда некоторые страны уже испытывают острый дефицит пресной воды, особенно остро стоит вопрос снижения загрязнения пресной воды.

Увеличения расходования воды промышленностью связано не только с быстрым ростом последней, но и с ростом водоёмкости производства, то есть увеличение расхода воды на единицу продукции. Так на производство 1 тонны хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют около 250 м3воды, а на производство 1 тонны синтетического волокна - 2590 - 5000 м3. Много воды требуется химической промышленности и цветной металлургии: на производство 1 т аммиака затрачивается 1000 м3воды, синтетического каучука - 2000 м3, никеля - 4000 м3. Для сравнения: на выплавку 1 т чугуна тратится 180 - 200 м3воды.

Использование воды для хозяйственных целей - одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения лишь небольшая часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опреснённой. Другая часть (около 90%) сбрасывается в реки и водоёмы в виде сточных вод, загрязнённых отходами производства

Большое значение имеет удовлетворение потребностей населения в питьевой воде в местах его проживания через централизованные (приоритетно) или нецентрализованные системы питьевого водоснабжения. Источниками централизованного водоснабжения являются поверхностные воды, доля которых в общем объёме водозабора составляет 68%, и подземные воды - 32%. В сельской местности преобладает использование в питьевых целях сооружений и устройств систем децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Вода из колодцев, родников и других источников децентрализованного водоснабжения не защищена от загрязнения и поэтому представляют высокую эпидемиологическую опасность.

На территории России практически все водоёмы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязнённости. Увеличивается количество случаев высокого уровня загрязнения воды (более 10 ПДК) и случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (более 100 ПДК).

Основными источниками загрязнения водоёмов служат предприятия чёрной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, лёгкой промышленности.

Чёрная металлургия. Объём сбрасываемых сточных вод составляет около 12 млрд. м3, сброс загрязнённых сточных вод достиг 850 млн. м3. Предприятия Магнитогорска, Липецка, Екатеринбурга, Челябинска, Череповца, Новокузнецка не обеспечивают нормативную очистку сточных вод.

Цветная металлургия. Объём сброса загрязнённых сточных вод превысил 537,6 млн. м3. Сточные воды загрязнены минеральными веществами, флетореагентами (цианизы, ксантогенаты), солями тяжёлых металлов (медь, свинец, цинк, никель, ртуть и другие), мышьяком, хлоридами и другими веществами.

Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Главный источник образования сточных вод в отрасли - производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки.

Нефтеперерабатывающая промышленность. В поверхностные водоёмы предприятиями отрасли было сброшено 543,9 млн. м3сточных вод. В результате в водоёмы попали в значительном количестве нефтепродукты, сульфаты, хлориды, соединения азота, фенолы, соли тяжёлых металлов и др.

Химическая и нефтехимическая промышленность. В природные водные объекты сброшено за год 2467,9 млн. м3сточных вод, вместе с которыми в водоём попали нефтепродукты, взвешенные вещества, азот общий, азот аммонийный, нитраты, хлориды, сульфаты, фосфор общий, цианиды, роданиды, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть, свинец, хром, цинк, сероводород, сероуглерод, спирты, бензол, формальдегид, фурфурол, фенолы, поверхностно-активные вещества, карбамиды, пестициды, полуфабрикаты.

Машиностроение. Сброс сточных вод травильных и гальванических цехов предприятий этой отрасли, например, в 1993 году составил 2,03 млрд. м3, в том числе загрязнённых - 0,95 млрд. м3, в первую очередь нефтепродуктами, сульфатами, хлоридами, взвешенными веществами, цианидами, соединениями азота, солями железа, меди, цинка, никеля, хрома, молибдена, фосфора, кадмия.

Лёгкая промышленность. Основное загрязнение водоёмов происходит от текстильного производства и процесса дубления кож. В сточных водах текстильной промышленности наличествуют взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения фосфора и азота, нитраты, синтетические поверхностно-активные вещества, железо, медь, цинк, никель, хром, свинец, фтор и другие. Кожевенное производство сбрасывает в водоёмы воду с высоким содержанием соединений азота, фенолов, синтетических поверхностно-активных веществ, жиров и масел, хрома, алюминия, сероводорода, метанола и фенальдегида.

Бытовые сточные воды - это вода из кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, бытовых помещений промышленных предприятий и др. В бытовых сточных водах органическое вещество составляет 58%, минеральные вещества - 42%.

4. Суда

Сточные воды с судов подразделяются на три группы: фановые, или фекальные; хозяйственно-бытовые, включающие стоки из камбузов, душей, прачечных; подслановые, или нефтесодержащие. Для фановых сточных вод характерно высокое бактериальное, а также органическое загрязнения (химическое потребление кислорода достигает 1,5-2 г/л). Объём этих вод сравнительно невелик - суточный сток их, например, на всех судах бассейна Волги не превышает 5-6 тыс. м3. Подслановые воды образуются в машинных отделениях и отличаются высоким содержанием нефтепродуктов. В последние годы водоёмы приняли многие и многие тысячи единиц маломерного флота (катера, лодки с подвесными моторами). Маломерный флот стал серьёзным загрязнителем водоёмов.

Загрязнение вод суши. Загрязняющие вещества условно можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворённые примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.

Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворимых кислот, щелочей и другие. Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Растительные органические загрязнения вызываются остатками растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла. Загрязнения животного происхождения - это физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества.

Бактериальное и биологическое загрязнения вносятся главным образом бытовыми сточными водами и стоками некоторых промышленных предприятий (бойни, кожевенные заводы, фабрики первичной обработки шерсти, меховые производства, биофабрики, предприятия микробиологической промышленности).

Производство и широкое применение синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), особенно в составе моющих средств, обусловило поступление их со сточными водами во многие водоёмы, в том числе источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Наряду с ПАВ широко распространёнными химическими загрязнениями водоёмов являются пестициды, которые поступают в водоёмы с дождевыми и талыми водами, смывающими их с растений и почвы, при авиа- и наземной обработке сельскохозяйственных угодий и лесов и со стоками предприятий производящих их.

Загрязнение и самоочищение морей и океанов. Реальную опасность экологическому равновесию в океане представляют следующие формы антропогенного воздействия: загрязнение акваторий; нарушение механизма воспроизводства морских организмов; отторжение берегового и экваториального пространства для хозяйственных целей.

Реки выносят в океан промышленные отходы, сточные воды, сельскохозяйственные удобрения. Водные пространства морей и океанов - конечные вместилища подавляющего большинства отходов. Морские воды загрязняются в результате захоронения различных отходов, удаления нечистот и мусора с кораблей, при исследовании дна морей и океанов и, особенно в результате различных аварий. В Тихий океан, например, сбрасывается ежегодно около 9 млн. т отходов, а в воды Атлантики - свыше 30 млн. т.

К числу наиболее вредных химических загрязнений относятся нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т нефти. Загрязняют поверхность танкеры, содействует загрязнению и утечка нефти при подводном бурении. В период между 1973-1984 годами в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено до 12000 случаев загрязнения вод нефтью. В период между 1970-1982 годами в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров и 17000 второстепенных случаев разлития нефти.

Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обусловливается неуклонным ростом экономических потерь в рыболовстве, туризме и других сферах деятельности. Только 1 т нефти способна покрыть до 12 км2поверхности моря. А нефтяная плёнка нарушает все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает, но и осевшая на дно нефть долгое время вредит всему живому. Нарушается обмен океана с атмосферой: энергией, газами, теплом и влагой, в результате перестаёт размножаться планктон - основной продукт питания морских обитателей. В верхних 5-10 см водной толщи развивается богатейшее сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесь находится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных животных, которые, вырастая, населяют водную толщу и дно морей и океаном. На поверхности же накапливается вещества-загрязнители, в том числе нефть и нефтепродукты.

Тяжёлые металлы. Французские исследователи установили, что дно Атлантического океана загрязнено попадающим с суши свинцом на расстоянии до 160 км от берега и на глубине до 1610 м. Более высокая концентрация этого металла в верхнем слое донных отложений, чем в более глубоких слоях, свидетельствует о том, что это результат хозяйственной деятельности человека, а не следствие длительного природного процесса.

Владельцы химического комбината «Тиссо» в городе Минамата на острове Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, что привело к гибели местных жителей. Получили тяжёлые психопаралитические заболевания сотни людей. Жертвы этой экологической катастрофы, объединившись в группы, не раз возбуждали дело против «Тиссо», правительства и местных властей. Минамата стал подлинной «промышленной Хиросимой» Японии, а термин «болезнь Минаматы» применяется в медицине для обозначения отравления людей промышленными отходами.

Бытовые отходы. В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твёрдые бытовые отходы. Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. Бытовые отходы опасны не только тем, что они являются переносчиками болезней человека (главным образом кишечной группы - брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислородопоглащающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Коммунальные же отбросы, поступающие в воду в очень больших количествах, могут значительно снизить содержание растворённого кислорода.

В последние десятилетия особым видом твёрдых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические плёнки и ёмкости, пластмассовые сети и т. п.). Эти материалы легче воды, а поэтому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Пластмассовые отходы представляют серьёзную опасность для судоходства: опутывая гребные винты судов, засоряя трубопроводы системы охлаждения морских двигателей, они нередко становятся причиной кораблекрушений. Кроме того, известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки лёгких кусками синтетической упаковки.

Радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твёрдых радиоактивных отходов в море в 50-60-е годы осуществляли многие страны, имеющие атомный флот. Для России эта проблема приобретает всё более острое значение и с точки зрения соблюдения международных радиационных обязательств, и в связи с необходимостью обеспечить экологическую безопасность страны. Установлено, что захоронения радиоактивных отходов проводились в пяти районах Баренцева моря, недалеко от полигона на Новой Земле, в десяти районах Охотского, Японского морей и в открытой части Тихого океана. Великобритания затапливала радиоактивные отходы в Ирландском море, а Франция - в Северном, откуда загрязнения попадали в Баренцево море.

Непосредственно в районах захоронения контроль за радиационной обстановкой практически не осуществляется. Определить состояние защитных барьеров захороненных отходов, скорость и масштабы выхода радионуклидов очень трудно. По приблизительным оценкам экспертов, активность захороненных отходов довольно высока.

5. Самоочищение морей и океанов

Самоочищение морей и океанов - сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включение их в общий круговорот веществ. Способность моря перерабатывать углеводороды и другие виды загрязнений не безгранична. В настоящее время многие акватории уже утратили способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты нефть, в больших количествах скопившаяся в донных отложениях, превратила практически в мёртвые зоны.

Существует прямая зависимость между численностью нефтеокисляющих бактерий и интенсивностью нефтяного загрязнения морской воды. Наибольшее число микроорганизмов выделялось в районах нефтяного загрязнения, при этом количество бактерий, растущих на нефти, доходит до 106-107на 1 л морской воды. Наряду с численностью микроорганизмов растёт их видовое разнообразие. Это, по всей видимости, можно объяснить большой сложностью химического состава нефти, различные компоненты которой могут потребляться только определёнными видами микроорганизмов. Нефтеокисляющие микроорганизмы можно рассматривать как индикаторы нефтяного загрязнения воды.

К морским организмам, которые участвуют в процессах самоочищения, относятся моллюски. Различают две группы моллюсков. В первую входят мидии, устрицы, гребешок и некоторые другие. Для них характерна двухстворчатая раковина. Обычно створки раковины чуть приоткрыты, и хорошо видно, как из-под радужной мантии торчат две трубочки - сифоны. Через один сифон всасывается морская вода со всеми взвешенными в ней частицами, которые оседают в специальном аппарате моллюска, а через другой очищенная морская вода возвращается в море. Все съедобные частицы усваиваются, а непереваренные крупными комочками выбрасываются наружу. Крупный моллюск мидии может пропустить через себя до 70 л воды в сутки и таким образом очистить её от возможных механических примесей и некоторых органических соединений. Подобно мидии, питаются и другие морские животные - мшанки, губки, асцидии.

У моллюсков второй группы раковина или закрученная, овально-конической формы (рапаны, литорины), или напоминает колпачок (морское блюдечко). Ползая по камням, сваям, причалам, растениям, днищам судов, они ежедневно прочищают огромные заросшие поверхности.

Поистине санитар-рекордсмен - моллюск кардиум, входящий в фауну Каспийского моря. Несмотря на свои небольшие размеры (около 2,5 см), он в процессе питания успевает за сутки профильтровать до 15 л воды. При этом растворённые в ней компоненты нефти, как вещества, непригодные для питания, обволакиваются слизью и в этой «упаковке» выбрасываются на дно.

Учёные стремятся изучить деятельность морских организмов, включая водоросли, с тем, чтобы найти новые эффективные способы борьбы с загрязнением водоёмов, прежде всего богатого рыбой Каспия.

Гидротехнические сооружения. В понятие «гидротехнические сооружения» входят: плотины, здания гидроэлектростанций, водосборные, водоспускные и водовыпускные сооружения, тоннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъёмники, сооружения, предназначенные для защиты от наводнений и разрушения берегов водохранилищ, берегов и дна рек, дамбы, ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций, а также другие устройства и сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов.

Износ и старение основных фондов водного хозяйства, ликвидация ряда органов управления, отсутствие должного надзора за безопасной эксплуатацией делают всё более реальным прорыв плотин водохранилищ и накопителей стоков, что может привести к катастрофическим последствиям, угрожает естественной основе жизни человека. Экологическая угроза от гидроузлов проявляется через:

изменение температурного и ледового режима рек, что не может не влиять на живую природу;

подтопление сотен миллионов гектаров из-за нарушения правил землепользования и разрушения подземных коммуникаций, подтопление зданий и других инженерных объектов (на искусственное водопонижение потребуются огромные средства);

эрозию берегов водохранилищ и, следовательно, сокращение земельных угодий;

ухудшение условий природопользования в нижних берегах водоузлов, сокращение рыбного и других видов хозяйства;

ухудшение качества природных вод в водохранилищах и дополнительные затраты на водоочистку в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения;

гибель флоры и фауны от залповых (аварийных и скрытых) сбросов промотходов из накопителей;

продолжающееся по всей стране строительство малых гидротехнических сооружений (дамб, запруд, дорожных насыпей, надводных и подводных переходов и других) без достаточного инженерного обоснования.

Эти негативные явления наиболее выражены в бассейнах Волги, Дона, Северной Двины, Белой, Томи, Тобола, Туры.

Федеральный закон «О безопасности гидротехнических сооружений»регулирует отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений; устанавливает обязанности органов государственной власти, собственников гидротехнических сооружений, и эксплуатирующих организаций по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений.

Согласно Водному кодексу Российской Федерации, водопользователи обязаны стремиться сокращать изъятия и предотвращать потери воды, не допускать загрязнение, засорение и истощение водных объектов, обеспечивать сохранение температурного режима водных объектов. Запрещается сброс сточных и дренажных вод в водные объекты:

содержащие природные лечебные ресурсы;

отнесённые к особо охраняемым;

находящиеся в курортных зонах, в местах массового отдыха населения;

находящиеся в местах нереста и зимовки ценных и особо охраняемых видов рыб, в местах обитания ценных и занесённых в Красную книгу видов животных и растений.

Поддержание поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем экологическим требованиям, обеспечивается установлением нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты. Эти нормативы устанавливаются исходя из:

предельно допустимой величины антропогенной нагрузки, длительное воздействие которой не приведёт к изменению экосистемы водного объекта;

предельно допустимой массы вредных веществ, которая может поступать в водный объект и на его водосборную площадь;

нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты.

Государственный учёт поверхностных и подземных вод представляет собой систематическое определение и фиксацию в установленном порядке количества и качества водных ресурсов, имеющихся на данной территории. Такой учёт осуществляется в целях обеспечения текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. Данные государственного учёта характеризуют состояние поверхностных и подземных водных объектов по количественным и качественным показателям, степени их изученности и использования. Государственный учёт осуществляется в РФ по единой системе и базируется на данных учёта, представляемых водопользователями, а также на данных государственного мониторинга.

Согласно Водному кодексу Российской Федерации, при размещении, проектировании, реконструкции, вводе в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов и окружающую среду. При этом также необходимо предусматривать создание замкнутых систем технического водоснабжения. Проектирование и строительство прямоточных систем водоснабжения, как правило, не допускается. Оно может быть разрешено в исключительных случаях при положительном заключении государственной экспертизы на предпроектную и проектную документацию и государственной экологической экспертизы. Запрещается ввод в эксплуатацию:

хозяйственных и других объектов, в том числе фильтрующих накопителей, пунктов захоронения отходов, городских и других свалок, не оборудованных устройствами, очистными сооружениями, предотвращающими загрязнение, засорение, влекущих истощение водных объектов;

водосборных и сбросных сооружений без рыбозащитных устройств и устройств, обеспечивающих учёт забираемых и сбрасываемых вод;

животноводческих ферм и других производственных комплексов, не имеющих очистных сооружений и санитарно-защитных зон;

оросительных, обводнительных и осушительных систем, водохранилищ, плотин, каналов и других гидротехнических сооружений до проведения мероприятий, предотвращающих вредное воздействие на воды;

гидротехнических сооружений без рыбозащитных устройств, а также устройств для пропуска паводковых вод и рыбы;

водозаборных сооружений, связанных с использованием подземных вод, без оборудования их водорегулирующими устройствами, водоучитывающими приборами;

водозаборных и иных гидротехнических сооружений без установления зон санитарной охраны и создания пунктов наблюдения за показателями состояния водных объектов;

сооружений и устройств для хранения и транспортирования нефтяных, химических и других веществ без оборудования средствами для предотвращения загрязнения водных объектов и контрольно-измерительной аппаратурой для обнаружения утечки указанных продуктов.

Не допускается ввод в эксплуатацию объектов орошения сточными водами без создания пунктов наблюдения за показателями состояния водных объектов. До ввода в эксплуатацию водохранилищ должны осуществляться мероприятия по подготовке их ложа к затоплению.

Очистка бытовых сточных вод. Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них определённых веществ, а обеззараживание - удаление патогенных микроорганизмов.

Канализация - комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и удаление за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание. Городами и другими населёнными пунктами сбрасывается через системы канализации 22 млрд. м3сточных вод в год. Из них 76% проходит через очистные сооружения, в том числе 94% - сооружения полной биологической очистки. Через коммунальные системы канализации в поверхностные водные объекты ежегодно сбрасывается 13,3 млрд. м3сточных вод, из которых на очистных сооружениях очищается до установленных нормативов 8% стоков, а остальные 92% сбрасываются загрязнёнными. Из них 82% сбрасываются недостаточно очищенными и 18% - без всякой очистки. Большинство очистных сооружений перегружено, а почти половина требует реконструкции.

Очистка бытовых сточных вод может проводиться механическими и биологическими методами. При механической очистке сточные воды разделяют на жидкую и твёрдую субстанции: жидкая часть подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка осуществляется на полях фильтрации и орошения, в биологических прудах, а искусственная - на специальном оборудовании (биофильтрах, аэротенках). Ил обрабатывают на иловых площадках или в метантенках.

При общестоковой системе канализации все виды сточных вод из городских кварталов, включая и поверхностный сток, отводятся по одной сети трубопроводов. Недостатком такой системы являются периодические сбросы в водные объекты через ливневые спуски некоторой части производственно-бытовых сточных вод. В настоящее время наиболее широкое применение в нашей стране находит система канализации, предусматривающая устройство двух сетей трубопроводов: по производственно-бытовой сети хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды подаются на очистные сооружения, а по водостоку, как правило, без очистки, в ближайший водный объект отводятся дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливке и мойке дорожных покрытий. Наиболее перспективной с точки зрения охраны водных объектов от загрязнения поверхностным стоком из городов является полураздельная система канализации. С её помощью на очистку отводят все производственно-бытовые воды города и большую часть поверхностного стока, образующегося на его территории. Со временем на очистку будут поступать также сток от мытья дорожных покрытий, большая часть талых вод и сток от дождей. Таким образом, в водные объекты будет сбрасываться без очистки лишь незначительная часть талой и дождевой воды. При совместной очистке промышленных и хозяйственно-бытовых стоков регламентируют содержание взвешенных и всплывающих веществ, продуктов, способных разрушать или засорять коммуникации, взрывоопасных и горючих веществ, а также температуру.

Логика развития жизни на Земле определяет деятельность человека как главный фактор, причем биосфера может существовать без человека, но человек не может существовать без биосферы. Фактором существования биосферы является чистая вода. Следующие поколения не простят нам то, что мы лишили их возможности наслаждаться первозданной природой. Сохранить гармонию человека и природы - основная задача, которая стоит перед настоящим поколением. Это требует изменения многих ранее сложившихся представлений о соизмерении человеческих ценностей. Необходимо развитие у каждого человека «экологического сознания», которое будет определять выбор вариантов технологий, строительства предприятий и использования природных ресурсов.

Литература

1. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://geographer.ru/

2. Экология: Акимова Т.А., Хаскинова В.М.; М., 2005 г.

3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология: учебник для ВУЗов - Ростов н/Д: Феникс, 2008 г.

Размещено на Allbest.ru