Особенность охраны гидросферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гидросферой называют водную оболочку Земли, представляющую собой совокупность океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, прудов, болот, подземных и почвенных вод, ледников. 70% земной поверхности покрыто водой. Общее количество воды на Земле оценивается в 1386 млн. км. Максимальный объем воды - 95% от общих запасов - приходится на долю Мирового океана. Средняя соленость океанической воды составляет 35 г/л, пресная вода должна содержить не более 1 г/л солей. По этой причине океаническая вода не используется на хозяйственные нужды. Запасы пресной воды на планете составляют всего 2,5% мировых ресурсов (около 35 млн. км3) и представлены они водами рек, озер и подземными (грунтовыми) водами. 70% запасов пресной воды сосредоточено в ледниках и вечных снегах. Естественными «кладовыми» пресной воды являются озеро Байкал, на долю которого приходится 1/5 мирового объема питьевой воды, Великие озера Северной Америки, финское Озерное плато, насчитывающее 60 тыс. озер и подземное озеро Лост-Си в пещере Крэгхед (США).

Вода - единственное вещество на Земле, существующее в природе одновременно в трех агрегатных состояниях, благодаря чему происходит большой круговорот воды (гидрологический цикл). Он связывает воедино все части самой гидросферы и обеспечивает ее взаимодействие с атмосферой, литосферой и биосферой. Ежегодно с поверхности Земли испаряется около 525 тыс. км воды, 86% из которой - это соленая вода Мирового океана. Конденсируясь, атмосферный пар дает начало и подпитку пресной воде рек, озер, ледников, а также почвенной влаге и подземным водам. Таков механизм непрерывного естественного опреснения воды в процессе ее круговорота. водный ресурс загрязнение гидросфера

Вода является одним из важнейших неисчерпаемых природных ресурсов, обеспечивая существование живых организмов на Земле. Без нее невозможно развитие процессов жизнедеятельности, поскольку она входит в состав всех клеток и тканей любого животного или растительного организма, осуществляя транспорт веществ и протекание окислительновосстановительных реакций.

Вода формирует земную кору Земли, рельеф и береговую линию, благодаря ей осуществляется дрейф континентов, деятельность вулканов и т. д. Климат и погода на Земле определяются наличием водных просторов и количеством водяного пара в атмосфере. Океаны и моря, благодаря большой теплоемкости, способны формировать циклоны и антициклоны, влияя на погоду. Кроме того, растворяя газы атмосферы, океан является регулятором состава воздуха.

Отличительной чертой 20 века стал быстрый рост водопотребления, который в 2,5 раза превышал рост народонаселения. Огромное количество воды расходуется и сегодня. Население планеты ежесуточно потребляет 7-8 км3 пресной воды - это столько, сколько всех ископаемых природных ресурсов используется за целый год.

На первом месте по объему потребления стоит мировое сельское хозяйство, которое забирает около 60% от общего объема на орошение земель и нужды животноводства. Так, для производства 1 кг мяса необходимо затратить 25 т воды, для получения 1 кг молока - 4 тонны.

Около 30% воды потребляется промышленностью, где она используется для растворения, смешивания, очищения, охлаждения оборудования и т. п. Об объемах потребления пресной воды на производстве говорят следующие цифры: для выплавки 1 т чугуна расходуется

от 50 до 150 м3, 1 т пластмасс - от 500 до 1000 м3 , 1 т бумаги - свыше 1000 м3, а получение 1 т искусственных тканей требует до 6000 м3 воды.

Предприятиям теплоэнергетики требуются значительные объемы воды - для ТЭЦ мощностью в 2,5 МВт необходимо 1,5х10 м воды, а развитие гидроэнергетики идет по пути сооружения каскадов ГЭС.

Активными потребителями водных ресурсов являются такие отрасли народного хозяйства как водный транспорт и рыбное хозяйство.

На коммунально-бытовые нужды в разных странах мира уходит от 10 до 30% общего потребления воды. В развивающихся странах обеспеченность водой в расчете на 1 человека в сутки не превышает 150-200л, в высокоразвитых странах - в 2-3 раза больше. Анализ структуры потребления воды жителями городов показывает, что основной процент расхода воды приходится на ватерклозеты (до 50%), 30-35% - гигиенические процедуры, мытье посуды - 6%, приготовление пищи - 5%, стирка - 4%, уборка - 3%.

Изучение состояния водных ресурсов в связи с неуклонным ростом их потребления в мире, показало, что во многих странах с развитой экономикой возникла проблема дефицита пресной воды. Проблема нехватки водных ресурсов возникла по следующим причинам:

интенсивное водопотребление, связанное с высоким ростом народонаселения планеты;

развитие отраслей народного хозяйства, требующих значительных затрат водных ресурсов;

потеря воды вследствие сокращения водоносности рек;

загрязнение водных объектов промышленными, бытовыми и с.-х. сточными водами.

Эксперты ООН говорят о том, что более половины крупнейших рек мира серьезно истощены и загрязнены, в результате чего подвергается опасности здоровье и жизнь, по крайней мере, 3 млрд. жителей Земли. Самыми загрязненными реками являются Хуанхэ,

Амударья, Сырдарья, Колорадо, Нил, Ганг и Волга. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что на планете от потребления воды низкого качества ежегодно умирает около 5 млн. человек и это, в основном, дети, а получают разной степени отравления или заболевания свыше 500 миллионов.

Источники загрязнения гидросферы. Основными источниками загрязнения природных вод являются:

1. Атмосферные воды, несущие массу вымываемых из атмосферы загрязнителей промышленного и бытового происхождения. Кроме того, стекая по склонам, атмосферные и талые воды дополнительно увлекают за собой с городских улиц, авто- и железных дорог, промышленных территорий мусор, нефтепродукты, фенолы, соли, тяжелые металлы.

2. Городские сточные воды - канализация и бытовые стоки. Особая опасность заключается в том, что с такими водами передается ряд тяжелых инфекционных заболеваний, таких как дизентерия, гепатит, холера, паратиф.

3. Промышленные сточные воды, образующиеся в таких отраслях производства, как черная металлургия, машиностроение, химическая и лесохимическая, нефтеперерабатывающая и т.д.

4. Смыв пестицидов и удобрений с сельскохозяйственных и лесных угодий.

Основным источником загрязнения поверхностных вод в Республике Беларусь являются бытовые сточные воды, на долю которых приходится более 60% от объема всех образующихся сточных вод. Затем стоят промышленные сточные воды и сельское хозяйство.

Особую озабоченность вызывает загрязненность грунтовых вод, которые в Беларуси характеризуются неглубоким залеганием и наличием повышенного количества ионов марганца и железа природного происхождения. В зонах городов и пригородов, свалок, животноводческих комплексов и полей фильтрации отмечается увеличение минерализации, фиксируется наличие содержания тяжелых металлов, в том числе свинца, фенолов, нефтепродуктов. Особая опасность заключается в накоплении в воде нитратов, нередко содержание которых превышает норму в 5-10 раз.

Из перечисленных выше источников в природные водоемы поступают различные химические соединения и элементы. К числу наиболее опасных и распространенных загрязняющих веществ относится нефть и нефтепродукты. Так, ежегодно в Мировой океан попадает 13-14 млн. т нефти, 97% из которых приходится на сброс береговых и плавучих объектов (прежде всего за счет аварий танкеров и работы судовых дизелей). Каждая тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, образует пленку из масел на площади 12 км2. В резуль

тате затрудняется газообмен с атмосферой, гибнут растения и животные вследствие токсического отравления продуктами разложения нефти и нехваткой кислорода.

Не менее опасно для живых водных обитателей смывание с полей химических средств, применяемых в сельском хозяйстве. С талыми и паводковыми водами в ближайших водоемах оказываются не только минеральные удобрения, но и пестициды, буквально уничтожающие биоценозы рек и озер. Ученые считают, что именно пестициды привели к сокращению поголовья тюленей в Балтийском море и промысловой рыбы в Атлантическом океане. Сточные воды животноводства, содержащие большое количество азота, приводят к «цветению» воды вследствие бурного роста сине-зеленых водорослей. Этот процесс называется ав- трофикацией (эвтрофикацией). Автрофикация сопровождается интенсивным потреблением кислорода, недостаток которого влечет за собой гибель остальных обитателей водоемов.

В последнее время в воде все чаще встречаются тяжелые металлы - свинец, ртуть, цинк, медь, олово и многие другие. Накапливаясь в организме водных обитателей, они по пищевым цепочкам попадают в продукты питания человека. Токсиканты класса тяжелых металлов, как правило, вызывают у человека серьезные заболевания, а также изменение процессов жизнедеятельности водных организмов.

Тепловые и атомные электростанции, используя воду в качестве охлаждающего агента, приводят к тепловому загрязнению вод. Сбросовые воды на 8-10 о С выше естественной температуры водоемов, что приводит к интенсивному развитию планктона. В результате вода «цветет», ухудшаются ее санитарно-гигиенические показатели (цвет, вкус, запах).

Источниками радиоактивных веществ в водных объектах являются заводы по очистке урановой руды, переработке ядерного горючего для атомных реакторов, АЭС, захоронение радиоактивных отходов и, конечно, атомный морской флот.

Одно из проблемных загрязнений рек связано с заготовкой, обработкой и сплавом леса. Перед сплавом древесина обрабатывается ядохимикатами, плывущий лес ранит рыбу, кора, сучья, ветки засоряют дно, из древесины в воду выделяются смола и вредные вещества. В результате гниения и разложения древесины поглощается кислород из воды, размножаются оорганизмы, вызывая болезни и гибель многих видов рыб.

Охрана гидросферы:

5. Организация прибрежных защитных и водоохранных зон в соответствии с Водным кодексом, в соответствии с которым в водоохранных зонах запрещены любые работы (распашка земли, выпас скота), а также вырубка насаждений, применение пестицидов, размещение жилых домов, предприятий и ферм.

6. Запрет на применение высокотоксичных пестицидов, и, прежде всего, хлорсодержащих.

7. Уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет снижения водоемкости производства и применения оборотных (замкнутых или полузамкнутых) систем водоснабжения.

8. Разделение и очистка перед сбросами в водоемы промышленных и хозяйственнобытовых стоков.

9. Снижение опасности загрязнения водоемов нефтью и нефтепродуктами за счет повышения надежности добычи с морского дна и транспортировки морским путем.

10. Совершенствование организационно- правовых мер.

Методы очистки сточных вод.

Инженерные мероприятия включают различные методы очистки сточных вод - механические, физико-химические, биологические и комбинированные.

Механические методы - удаление из сточных вод нерастворенных примесей путем их отстаивания и фильтрации. Отстаивание является наиболее распространенным способом, для чего используются специальные емкости - отстойники. Грубые примеси задерживаются на решетках, более мелкие улавливаются ситами. Для удаления поверхностных загрязнителей используют различные специальные ловушки (нефтеловушки, жироловки и т. д.).

При физико-химических методах из сточных вод удаляют тонкодисперсные и растворенные неорганические загрязнители, а также частично органические. Для этих целей используют добавление специальных химических реактивов, которые вступают в реакцию с загрязнителями и способствуют их осаждению (например, хлорирование). Также применяют электролитический метод и озонирование воды.

Биологические методы, как правило, используют на заключительном этапе очистки. Среди биологических устройств различают биофильтры, биологические пруды и аэротенки. Биофильтры основаны на пропускании сточных вод через слой крупнозернистого материала, покрытого биологической пленкой, которая способствует биохимической фильтрации. Биологические пруды являются самым распространенным методом очистки сточных вод на предприятиях РБ. Биологические пруды используют для очистки в естественных условиях. Они представят собой неглубокие (до 1 м) резервуары, которые устраивают сериями на местности, имеющей уклон, и через которые самотеком медленно проходит вода, подвергаясь процессу отстаивания и воздействию естественных факторов очищения (солнечный свет, кислород, температура, биологические организмы). Их действие основано на способности воды к самоочищению под влиянием физических и биологических факторов.

Аэротенки представляют собой специальные резервуары с принудительной аэрацией. В аэротенках сточные воды смешиваются со специальным бактериальным илом. Бактерии выделяют ферменты, способствующие осаждению загрязнителей, прежде всего органических, и

выпадению их на дно в виде нерастворимых комплексов. Таким образом осуществляется очистка воды.

Для проведения качественной очистки сточных вод необходима многоступенчатая система. На первом этапе - это фильтрация и отстаивание, на втором - химическая очистка, на третьем - биологическая очистка. Как правило, в Республике Беларусь используется двухступенчатая очистка. При таких методах на заключительном этапе необходимо 7-10-кратное разбавление воды, которая сбрасывается в природные пруды-приемники.

Одной из серьезных проблем является утилизация осадка сточных вод. Для этой цели используют различные методы химического обеззараживания, высушивание, компостирование, брикетирование, термическое сжигание (инсинерация), в зависимости от класса опасности содержащихся в осадке вредных веществ.

Размещено на Allbest.ru