Влияние хозяйственной деятельности человека на гидросферу

Основные показатели загрязнения природных вод следующие:

растворенный кислород (чем выше его содержание, тем лучше качество воды);

показатель биохимического потребления кислорода (ВПК) (чем выше показатель, тем больше в воде загрязняющих веществ и, следовательно, тем хуже качество воды);

содержание в воде микроорганизмов. Их показателем служит содержание кишечной палочки (колититр);

содержание в воде аммония (NН4), нитратов (NО3), нитритов (NО2), нефти и нефтепродуктов, фенолов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), тяжелых металлов.

Существуют две основные категории источников загрязнения водных объектов: источники точечного загрязнения и рассеянного загрязнения. К первой категории относятся, например, сбросы промышленных предприятий и очистных сооружений коммунальных стоков. Ко второй категории относятся, например, загрязнения, связанные с сельским хозяйством, такие, как загрязнения вод продуктами распада удобрений и пестицидов. Стратегии управления точечным и рассеянным загрязнением различны. В первом случае необходимо иметь дело с каждым источником, в то время как при рассеянном загрязнении нужно осуществлять стратегию управления всем речным бассейном, а точнее говоря, состоянием ландшафтов бассейна, в особенности антропогенно трансформированных. В стратегиях по улучшению качества воды, как правило, начинают с точечного загрязнения, а по достижении определенных успехов затем обращаются к регулированию рассеянного загрязнения.

Основные проблемы качества воды.

Основные антропогенные источники загрязнения воды - это патогены, органические вещества, асидификация, эвтрофикация, нитраты, тяжелые металлы и минерализация.

Заражение патогенами - очень важный фактор высокой заболеваемости и смертности от желудочно-кишечных болезней. В развитых странах вода в системах питьевого водоснабжения обрабатывается, в то время как в развивающихся странах обработка не всегда удовлетворительна, если она вообще производится. В Индии, например, достаточно полная очистка сточных вод в конце 1980-х годов производилась только в 8 городах.

Реки обладают значительной самоочищающей способностью благодаря растворенному в воде кислороду, количество которого постоянно пополняется из атмосферы вследствие турбулентного режима течения рек. Когда поступление органических веществ в реку начинает превышать ее самоочищающую способность, загрязнение воды прогрессивно возрастает. Для решения проблемы необходимо снижение объема поступающих с бассейна загрязнений и строительство очистных сооружений.

Асидификацией озер можно в определенной мере управлять. Общая цель заключается в уменьшении кислотности воды до уровня рН > 5,0. Существуют два основных подхода: а) снижение выпадения кислотных осадков на озеро и весь его бассейн; б) непосредственное воздействие на воду, главным образом путем ее известкования. После известкования химическое состояние воды озера быстро улучшается, и реакция становится близкой к нейтральной.

Известкование в Швеции проводится примерно на 3 тыс. озер. Одна из важных проблем при этом - необходимость учитывать накопление тяжелых металлов в озере (кадмия, никеля и др.), поскольку известняк содержит их в определенных концентрациях.

Слово эвтрофикация происходит от слова трофика - питание. Оно означает усиление биологической продуктивности водоемов вследствие накопления в воде биогенных элементов.

Избыточное поступление биогенных веществ, т.е. соединений фосфора и азота в озера, водохранилища и устья рек, а также в морские прибрежные воды, приводит к взрывному росту водных растений, в особенности микроскопических водорослей, а также и макрофитов. Происходит периодическое бурное развитие («цветение») водорослей, которое может охватывать крупные по площади водохранилища, такие как водохранилища Волжского и Днепровского каскадов. После цветения микроскопические водоросли отмирают, зачастую отбирая из воды весь растворенный кислород для окисления и декомпозиции этой биомассы. Качество воды ухудшается как во время цветения, так и во время деструкции водорослей. Эвтрофикация приводит к ряду неблагоприятных экономических последствий: ухудшению качества воды, снижению рекреационной ценности озера, снижению рыбной популяции, блокированию водосбросов, каналов и даже навигационных путей.

Управление эвтрофикацией обычно направлено на снижение фосфорной нагрузки. Бассейн озера рассматривается как единое целое, и действия по управлению основаны на тщательном анализе источников фосфора, затрат на его удаление или снижение нагрузки, социальных или политических обстоятельств. Это типичная задача системного анализа, с успехом применявшегося, например, к решению проблемы Балатона.

Важнейший источник нитратов в природных водах и источниках водоснабжения - сельскохозяйственные удобрения. Нитраты отличаются высокой растворимостью, и потому значительная их часть (не менее 15% от исходного количества) уходит в водные объекты, прежде всего в подземные воды. Установленная Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) норма содержания нитратов в питьевой воде - 11 мг/л азота в виде оксида азота. Регулирование поступления нитратов с поверхности представляет собой типичную стратегическую задачу управления рассеянным загрязнением.

Минерализация воды означает содержание в ней растворенных веществ. Усиление деятельности человека приводит к росту содержания в воде основных ионов, встречающихся в природе (хлоридов, сульфатов, гидрокарбонатов, кальция, натрия, калия - в зависимости от климатических условий).

Особенно повышается минерализация вод вследствие развития орошения в бассейнах рек аридных районов, где возвратные воды приносят в реки много веществ, выщелоченных из почвенных горизонтов. В низовьях Сырдарьи, например, за последние 30 лет минерализация увеличилась от менее чем 1 г/л до почти 3 г/л.

Тяжелые металлы и мышьяк - серьезная проблема качества воды многих водных объектов мира. Из почти 100 химических элементов, обнаруженных в земной коре, в состав живого вещества входят, в заметной концентрации, только 22 наиболее легких, находящихся в верхней части таблицы Менделеева кверху от кальция. Вместе со сточными водами они попадают в источники водоснабжения.

Горнодобывающая промышленность и цветная металлургия - другой источник загрязнения воды того же рода, в особенности в развивающихся странах. Аллювиальные отложения также могут содержать значительное количество тяжелых металлов. Например, в донных отложениях рукава Невы накопился свинец в такой концентрации, что она в принципе экономически выгодна для его добычи.

Основная стратегия управления для тяжелых металлов заключается в управлении технологическими процессами. Развитые страны добились в этом отношении значительных успехов.

В настоящее время в производстве и использовании находятся около 100 тыс. химических, преимущественно органических веществ. Попадание в окружающую среду части этих веществ в малых концентрациях практически неизбежно. Ухудшение качества воды вследствие органических микрозагрязнителей связано со стоками таких секторов промышленности, как производство синтетических веществ и пестицидов, черная металлургия, нефтеперегонная, целлюлозно-бумажная и текстильная промышленность, добыча угля и др.

Измерения этих поллютантов необходимы вследствие их крайне высокой токсичности. Один грамм полихлорированных бифенилов (ПХБ) (диоксин и др.) делает непригодным для жизни объем воды около 1 млн. м3. Широко известный ДДТ принадлежит к тому же классу загрязнителей. Оба класса, ПХБ и ДДТ, относятся к хлорорганическим соединениям. Они отличаются долгой продолжительностью нахождения в окружающей среде, передаются по пищевым цепям, накапливаясь в отдельных их звеньях, обладают способностью подавлять иммунные системы организма.

Общие меры борьбы с загрязнением вод.

1.Стандарты качества воды - важный инструмент управления состоянием окружающей среды. Предприятия могут платить штрафы, если сбросы воды не соответствуют стандартам, или налоги, пропорциональные степени вклада в загрязнение воды. Эти меры помогают в решении проблем качества воды в развитых странах. Однако по ряду разнообразных причин (недостаток необходимого оборудования для измерений, отсутствие или несоблюдение соответствующих законов и пр.) они не действенны в большинстве развивающихся стран и стран с переходной экономикой.

2. Штрафы, налоги и другие меры экономического характера мало успешны при управлении рассеянным загрязнением. В таких случаях необходимо обратить внимание на технологию сельскохозяйственных работ, таких как вспашка, внесение минеральных и органических удобрений, методы орошения и т.д. Управление неканализованными стоками сельских поселений и малых городов также относится к этой категории.

Таким образом, управление качеством воды на уровне речного (озерного) бассейна или гидрогеологической формации - чрезвычайно сложная задача системного характера, которая должна осуществляться как часть стратегии социального, экономического и экологического развития бассейна.

 

3. Деятельность человека, влияющая на состояние океанов и морей

вода загрязнение гидросфера геоэкологический

Хозяйственная деятельность человека в Мировом океане разнообразна.

.Основная часть громоздких грузов, включая нефть, перевозится морем. 2.Мировой океан - источник рыбных и других биологических ресурсов. 3.Это также и источник минерального сырья, пока еще мало используемый. 4. Океан поглощает и преобразует продукты деятельности человека. По мере роста антропогенного давления эта последняя функция становится все более важной.

Основную часть океана, удаленную от берегов, часто сравнивают с пустыней. И действительно, величина первичной продукции в открытом океане на порядок меньше, чем на многих прибрежных акваториях. Как правило, чем ближе к побережьям, тем больше антропогенная нагрузка. Внутренние моря и заливы отличаются большей антропогенной нагрузкой по сравнению с открытым океаном.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Основные виды деятельности человека, влияющие на состояние морей и океанов.

а). Деятельность в бассейнах рек, приводящая к изменениям гидрологического режима морей. Деятельность человека в бассейнах рек (расширение площади пашни, строительство оросительных систем, вырубка лесов, применение удобрений и пестицидов, разнообразное строительство и др.) влияет на гидрологический режим рек, а через него и на режим морей, в особенности замкнутых. Речной сток в моря также в целом несколько ниже вследствие увеличившихся затрат воды на испарение, главным образом из-за развивающегося орошения. Снижение стока рек приводит к росту солености морских вод в замкнутых морях и заливах, таких как Черное и Азовское моря или залив Сан-Франциско.

б) Использование земель в береговой полосе. Чем ближе к границе раздела между водой океана и сушей, тем обычно больше плотность использования земли и, соответственно, выше деградация земель береговой полосы. В этой полосе острее всего также и конкуренция в использовании земли между жилыми кварталами, портовыми и промышленными сооружениями. Главная область загрязнения - порты, куда загрязненная вода попадает с судов, стекает с городских территорий, как жилых, так и промышленных, поступает вместе с наносами рек. Зачастую акватории портов хуже промываются течениями, где и создается устойчивая зона загрязнения.

Рекреация - серьезнейший конкурент в использовании земель береговой полосы. Морские побережья - основное место отдыха, привлекающее около половины всех рекреантов мира, и к 2025 г. прогнозируется их увеличение вдвое. Только побережья Средиземного моря ежегодно посещают свыше 110 млн. туристов.

в) Сброс в море загрязненных вод побережья. Как и в случае вод суши, существуют два основных механизма загрязнения вод: точечное и рассеянное. Основные последствия загрязнения - инфекционные болезни, эвтрофикация прибрежных вод и дефицит кислорода, токсическое воздействие различных химических веществ на людей и природу.

г) Сброс в море загрязненных наносов. Порты, в особенности расположенные в устьях рек, нуждаются в проведении постоянных землечерпательных работ с перемещением большого количества наносов.

Например. На морском крае одного из основных рукавов дельты Рейна, проходящего сквозь крупнейший в мире порт г. Роттердама (Нидерланды), намыт искусственный остров из загрязненных наносов. Остров непригоден для обитания, но может быть использован для производственных целей, например складов.

д) Сброс промышленных отходов и отстоя очистных сооружений. Эти вещества могут быть чрезвычайно токсичными. Такие сбросы в море без обработки нельзя квалифицировать иначе, как варварство.

Особая проблема - распространение пластикового мусора на поверхности морей и в полосе прилива и прибоя. Даже в открытом океане его встречается много. Это брошенные и потерянные сети, поплавки, упаковка товаров, бутылки и пр. Такой мусор практически не разлагается и остается на поверхности воды или на пляжах очень долгое время.

е) Перевозка опасных веществ - важный фактор загрязнения морей. \ В особенности это относится к перевозке нефти и нефтепродуктов. Судоходство обеспечивает примерно половину антропогенного поступления нефти в Мировой океан. Карты загрязнения океана нефтью и основных морских линий во многом совпадают. Сбросы загрязненных веществ с судов полностью запрещены в закрытых морях, таких как Средиземное, Черное, Балтийское, Красное, Персидский др. Во многих местах запрещена промывка танкеров. Требования к еще более жесткому контролю сбросов с судов постоянно усиливаются.