Экологические последствия загрязнения гидросферы - OXFORDST.RU

Экологические последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение гидросферы: виды и пути решения проблемы

Гидросфера – это часть земной поверхности, покрытая пресными и солеными водами, подземные водохранилища, реки и озера. Она занимает большее пространство планеты, в отличие от суши. Минеральные соединения, попадая в гидросферу вызывают эффект «соленой воды». Объем пресноводных источников ограничен. В определенных регионах земного шара население испытывает постоянную нехватку питьевой воды.

Основную часть гидросферы занимают океаны – Атлантический, Северный Ледовитый, Тихий, Индийский. Говоря о пресноводных источниках, следует упомянуть такие крупные системы, как река Амазонка, Каспийское море, озеро Байкал. Загрязнение гидросферы вызывается человеческой деятельностью и природными воздействиями. Техногенный фактор – основная причина попадания в воду отравляющих веществ.

Источники загрязнения гидросферы

Ученые и эксперты-экологи называют следующие основные источники загрязнения гидросферы Земли:

  • заводы, предприятия, рудоуправления и горные отвалы;
  • транспортная система – наземный, водный и воздушный транспорт;
  • туризм;
  • жилищно-коммунальные предприятия, скидывающие стоки в моря и пресноводные водоемы;
  • жизнедеятельность человека;
  • сельскохозяйственная деятельность (в виде азота, комплексных минеральных удобрений, пестицидов);
  • перевозка кораблями и транспортировка по трубам продуктов нефти и газопереработки.

В связи с усиливающейся техногенной нагрузкой на гидросферу необходимо искать пути решения проблем.

Загрязнение мирового океана нефтью

Добыча нефти может происходить либо на суше, либо на шельфе. В обоих случаях попадают продукты нефтепереработки в окружающую среду. Объем таких утечек незначителен, но он длительный по воздействию. В результате нефтью заражаются – озера, пруды, грунтовые воды, моря и океаны.

Заражение нефтепродуктами может произойти во время:

  • аварии танкеров, доставляющих сырье или продукцию;
  • непредвиденных ситуаций на нефтедобывающих платформах;
  • чрезвычайных ситуациях на трубопроводах, проложенных по дну морей и океанов.

Крупнейшими промышленными катастрофами за 30 лет являются:

  • авария в бухте Гуанараба, приведшее к экологической катастрофе в Рио-де-Жанейро;
  • авария танкера Prestige у берегов Испании;
  • разлив мазута и углеводородов из танкера на Филлипинах;
  • повреждения двух танкеров в Керченском проливе привели к разливу нефти и гибели животных и морских рыб;
  • крупнейшая катастрофа на нефтяной платформе в Мексиканском заливе.

Загрязнение детергентами

Детергенты являются источниками загрязнения гидросферы. Это вещества, которые добавляются в моющие средства. Они снижают поверхностное натяжение воды. Это приводит к усилению вспенивания и лучшему очищению поверхностей от загрязненности.

К детергентам относятся:

  • гели для душа;
  • очистители;
  • красящие вещества и пигменты;
  • пластиковые и поливинилхлоридные компоненты;
  • шампуни;
  • средства для мытья посуды и поверхностей;
  • порошкообразные и гелеобразные стиральные порошки.

Детергенты еще по-другому называются поверхностно-активными веществами. ПАВ используют в сельском хозяйстве для эмульгирования пестицидов и других удобрений, и средств против паразитов.

Косметические и моющие средства попадают в грунт вместе со сточными водами, выводятся в моря и океаны.

Использование химических продуктов в сельскохозяйственной деятельности приводит к тому, что они оказываясь на растениях и растворяясь в воде, попадают в грунтовые воды с осадками, заражая пресноводную часть гидросферы. Реки, впадающие в моря дальше разносят отравляющие вещества.

Минерализация вод

Минеральные загрязнения воды – это попадание в гидросферу следующих веществ:

  • минеральных солей;
  • кислот и их растворов;
  • щелочей;
  • тяжелых металлов;
  • шлаков с отработанных производств;
  • частиц руды от горн обрабатывающих предприятий;
  • глинистых частиц.

Засоление сточных вод – это фактор неорганического и минерального типа загрязнения. Степень интоксикации – это количество вещества, которое остается после выпаривания воды и выпадает в виде твердого осадка.

Загрязнение тяжелыми металлами

Тяжелые металлы – это токсический вид загрязнения. Они совпадают по своим признакам с группами микроэлементов, но оказывают пагубное действие на человека и животных. Их выведение затруднено. Тяжелые металлы и их соли остаются в организме навсегда, оказывая пагубное воздействие на органы и системы жизнедеятельности, вызывая мутации и отравления.

Источники поступления тяжелых металлов:

  • природные факторы – выветривание горных пород и почв, эрозия, деятельность вулканов;
  • техногенные факторы, связанные с переработкой и добычей полезных ископаемых, сгоранием топлива, сельскохозяйственной деятельностью и автотранспортом.

Тепловое загрязнение

Выброс теплых стоков приводит к ней запланированному нагреванию природных источников воды. В результате гидросфера испытывает перегрев и происходит тепловое загрязнение. Это самым негативным образом сказывается на жизнедеятельности живых организмов, чьим домом являются пресноводные и соленые резервуары.

Лучше всего демонстрирует влияние перегрева воды на живые организмы ситуация с большим барьерным рифом. В связи с тем, что воды мирового океана стали теплее приблизительно на 1°С, кораллы на рифе начинают погибать. И этот процесс начинает принимать необратимый характер, что требует немедленного решения проблемы.

Загрязнение полимерами

Окружающая среда да испытывает нагрузку от жизнедеятельности человека. Основными источниками загрязнения являются:

  • поливинилхлорид;
  • полиамид;
  • полистирол;
  • полиэфир;
  • полиэтилен;
  • лавсан;
  • каучуки;
  • резины.

Не разлагающийся пластик заполняет побережья, уничтожая живые организмы.

Способы попадания загрязнений в воду

Заражение гидросферы Земли происходит следующими способами:

  • первичное непосредственное загрязнение – при этом способе происходит попадание вредных веществ непосредственно в массив воды извне;
  • природное загрязнение – в этом случае отравляющие вещества сначала попадают в почву или воздух, и лишь потом из них переходят в воду.

Степень устойчивости загрязнения

По степени устойчивости химических веществ, попадающих в водную среду, загрязнение гидросферы можно разделить на:

  • нестойкое – химические вещества попадают в круговорот веществ в гидросфере в результате чего под биологическим воздействием быстро исчезают;
  • стойкое – загрязняющие компоненты не участвуют в естественном круговороте химических веществ в гидросфере, тем самым накапливаясь и продолжая загрязнять воду.

Для того чтобы оценить степень зараженности используют гидрохимический индекс загрязнения воды.

Масштабы распространения загрязнений

По масштабности распространения выделяют:

  • глобальное, всеобъемлющее загрязнение, которое может произойти в любой точки земной шара;
  • региональный масштаб отравления вод происходит локально, на определенной территории земной поверхности;
  • локальное загрязнение происходит в определенных водоемах, где расположены предприятия, заражающие среду

Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов?

Существует разнообразные экологические последствия, вызванные загрязнениями гидросферы. Но они все сказываются негативно на:

  • жизнедеятельности организма;
  • полноценном процессе роста;
  • правильному функционированию;
  • репродуктивной системе и нормальном воспроизводстве.

Поэтому охрана вод от загрязнения требует самого пристального внимания и использования комплексного решения проблемы отравления гидросферы.

Нейротоксичное воздействие

Тяжелые металлы, попадая в живой организм, вызывают разрушение нервных тканей. Система перестает функционировать полноценно, приводя к различным неврологическим нарушениям:

  • нервные расстройства;
  • стрессы;
  • депрессии;
  • аутизм;
  • минимальные мозговые дисфункции;
  • расстройства аутистического спектра;
  • умственная отсталость;
  • нарушение сна;
  • мигрени;
  • нарушение сосудистой деятельности;
  • нарушение кровообращение в мозговых тканях;
  • приводящие к нарушению ментальных функций.

Канцерогенный эффект

Канцерогенное отравление пагубно сказывается на здоровье человека. В результате чего происходят мутации клеток, вызывающие их перерождение и неконтролируемый рост. Все это приводит к появлению онкологических заболеваний.

Генотоксичность загрязнителей воды

Некоторые вещества, которые оказываются в воде, в результате ее загрязнения, оказывают разрушающее действие на ДНК живых существ. Это приводит к возникновению серьезных болезней и мутаций у человека, зверей, птиц, рыб и растений.

Репродуктивные нарушения

Если концентрация загрязняющих веществ значительна, то организм может быстро погибнуть. Если же концентрация мала, то отравляющие вещества постепенно накапливаются в организме, снижая его продуктивную деятельность.

Именно опасные примеси и радиоактивные загрязнения, содержащиеся в воде, могут привести к потере способности воспроизводства.

Нарушения энергообмена

Энергообмен – важнейшая часть функционирование организма. Этот процесс происходит на межклеточном уровне. Но если мембраны клеток подвергаются воздействию вредных веществ, то в них нарушается процесс обмена энергией. Как следствие – жизненные процессы в организме сначала замедляются, потом приостанавливаются и организм перестает существовать.

Пути стабилизации экологии гидросферы

Развитие промышленности требует защиты гидросферы. Так как дальнейшее развитие приведет к неконтролируемому выбросу отравляющих примесей и веществ, что будет самым пагубным образом сказываться на состоянии водной среды. Охрана гидросферы должна включать в себя фильтрацию сточных вод.

Влияние автотранспорта должно также уменьшиться. В этом направлении ряд стран приняли самые эффективные меры, заменяем бензиновые дизельные двигатели – электротягой.

Проблема загрязнения водных ресурсов – глобальная мировая проблема, которая требует комплексного подхода, о причинении масштаба распространения и опасности загрязнения. Охрана гидросферы от химического загрязнения – одна из основных проблем, требующая различных методов и средств.

Что относится к химическим и естественным источникам загрязнения гидросферы?

Читайте также  Утилизация авто аккумуляторов

Чем загрязняют моря и методы решения проблемы

Основные источники и последствия загрязнения вод мирового океана

Загрязнение мирового океана нефтью и нефтепродуктами

10 самых загрязненных Морей в мире

Основные источники загрязнения воды

Экологические проблемы в Белом море

С чем связано и чем опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами

Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

Экологические проблемы Черного моря и его берегов

Влияние добычи нефти на окружающую среду

Глобальные экологические проблемы и способы их решения

Знаю что есть остров даже под водой из пластиковых бутылок. Есть же дураки, что выбрасывают весь мусор в воду, океан. Бывало, даже находили на дне рек велосипеды, железо от машин.
Даже в моём регионе, казалось бы карьер для купания с прозрачно-чистой водой. А вокруг кучи мусора и свалка и с каждым годом нарастает. Что не хочется больше туда ездить и купаться.
Это очень неприятно.

Перепечатка материалов разрешена только с указанием первоисточника

Загрязнение гидросферы — кратко о причинах, видах и последствиях

Общие сведения

Дефицит чистой пресной воды — главная и актуальная проблема, которая стоит перед людьми. Основная часть планеты покрыта океанами, реками, озерами, морями. Их наличие является обязательным условием жизни всех организмов на земле. Также немаловажны водные запасы и для хозяйственной сферы.

По данным Википедии, каждый год на планете люди расходуют более 3400−3600 тонн воды. Основное количество этого большого объема (приблизительно 75%) уходит на сельскохозяйственные нужды. Без воды не сможет обойтись металлургия, химическая и целлюлозная промышленность, она требуется для бытовых нужд людей. Следствие хозяйственной деятельности — огромный объем сточных вод.

Быстрое увеличение количества людей, которые проживают на планете, привело к тому, что в определенных странах уже появились сообщения о нехватке пресной воды. Загрязнение гидросферы скоро лишит человечество и этих довольно скромных запасов.

Уже сейчас основная часть водных источников на земле загрязнена. Ежегодно люди вырабатывают примерно 3500 км³ отходов, основная часть попадает в океаны и моря. Естественно, природа может самостоятельно восстанавливаться, однако и для ее защитных механизмов есть определенные ограничения. Современные технологии водоподготовки позволяют стабилизировать положение, но не у каждой страны есть на это средства.

Виды загрязнений

Сегодня известно больше 500 веществ и их производных, которые способны загрязнять естественные водоемы. Однако это не единственная опасность. Можно назвать такие классы загрязнителей вод:

  1. Химические — наличие в воде разных неорганических и органических соединений в объемах свыше допустимых показателей. Это самый распространенный тип антропогенного загрязнения гидросферы. Список отравляющих веществ впечатляет: это нефть, металлы, удобрения. Самый большой «вклад» в отравление водных ресурсов разной «химией» привносят промышленные заводы — в их сточных водах можно найти всю таблицу Менделеева. Этот вид загрязнения является невидимым, для определения потребуются лабораторные анализы.
  2. Тепловые — это увеличение температуры водоемов вследствие сброса большого объема горячих вод атомными и тепловыми станциями. И хоть тепловое загрязнение может показаться наиболее безобидным из всего перечня, но это неверно. Увеличение температуры уменьшает количество кислорода в воде, это негативно отражается на экосистеме.
  3. Физические источники загрязнения гидросферы происходят из-за попадания в водоемы нерастворимых веществ. Они бывают различного размера, от микроскопических частиц пластмасс до довольно крупных отходов. К примеру, в океанах уже есть большие участки, забитые мусором. Они настолько огромны, что их можно заметить даже с космоса.
  4. Радиоактивные — значительное превышение содержания в воде радионуклидов. Главным источником ухудшения состояния водоемов являются полигоны для испытания ядерного оружия, кладбища токсичных отходов, атомные станции. Радионуклиды скапливаются в планктоне, после передвигаются по пищевой цепочке, попадая в результате к людям в виде пойманной рыбы. Естественно, эта пища негативно отражается на человеческом здоровье.
  5. Биологические — это увеличение в воде разных грибков, водорослей, патогенных организмов. Основная причина — высокое содержание органических и неорганических соединений.

Защита на законодательном уровне

Сегодня написано множество докладов и рефератов по теме ухудшения состояния водных запасов, пути решения загрязнения гидросферы пытаются установить на законодательном уровне. К примеру, в Евросоюзе приняли специальные директивы по охране водоемов, которые определяют допустимое количество определенных веществ в воде. Однако как показала практика, добиться исполнения этих решений трудно даже в цивилизованных европейских странах.

В законодательстве России загрязнение водоемов тоже является преступлением, карающееся уголовным наказанием или штрафными санкциями. Но на территории РФ такая проблема еще более глобальна, чем в Европе: доказательством является загрязнение озера Байкал — самого крупного пресного водоема на земле. В России существует хорошая законодательная база, которая регулирует выбросы ядовитых веществ, однако эти законы часто не соблюдаются, так как нет эффективной системы экологического слежения.

Основные загрязнители

Загрязнение водоемов бывает первичным и вторичным. Во время первичного ядовитые вещества оказывают негативное воздействие на фауну, флору, человеческий организм. Вторичным является загрязнение, которое не связано с токсичным веществом, проникшим в гидросферу. Среди основных загрязнителей можно выделить:

  1. Сельскохозяйственная индустрия. Удобрения, которые используются на полях, попадают в реки или являются причиной загрязнения грунтовых вод. Также большой вред приносят крупные животноводческие хозяйства — основной источник попадания органических веществ в водоемы.
  2. Коммунальные стоки. Под этим определением понимают жидкость, стекающую из городской канализационной системы. Это «гремучий состав» из биологических отходов, грязи, продуктов нефтяной промышленности, моющих агрессивных средств, осадков, выбросов предприятий, который сливается в водоемы. При этом в определенных случаях такие выбросы совершенно не проходят через очистительную систему.
  3. Нефть. Каждый год в реки и моря попадает примерно 15 млн тонн нефти. Кроме загрязнения поверхности водоемов, она ограничивает доступ кислорода, это часто приводит к массовой смерти рыб.
  4. Промышленность. Рассматривать нужно не только промышленные предприятия. Большой вред причиняют стоки рудников и шахт, сбросы от водного и железнодорожного транспорта.
  5. Твердые отходы. Большинство природных водоемов, расположенных в различных частях географии земного шара, превращены в свалки: сюда сбрасывают щебень, грунт, бытовые отходы. Это загрязнение изменяет состав воды, препятствует проникновению естественного освещения.

Атмосферное. Дождевая вода соединяется с сажей, золой, разными газами, которые находятся в атмосфере, после эти загрязнители попадают в водоемы. Помимо этого, кислотные дожди могут растворять минералы в земле, что приводит к увеличению количества металлов в воде.

Возможные последствия

Последствия загрязнения гидросферы представляют большую опасность для жизни организмов, которые населяют планету. Отличают такие виды этого воздействия:

  1. Канцерогенный эффект. Употребление грязной воды — основная причина онкологических болезней. Под воздействием токсичных веществ здоровые клетки человеческого организма могут перерождаться в раковые, это вызывает появление злокачественных новообразований.
  2. Нейротоксичное действие. Отравление различными веществами может нанести вред человеческой нервной системе, вызывая психические заболевания, которые могут являться основной причиной неадекватного поведения. Загрязнение рек и морей может вызывать агрессию либо суицид подводных жителей. Известно много случаев, когда по необъяснимой причине дельфины начинают выбрасываться на берег.
  3. Нарушения энергетического обмена. Определенные загрязнители имеют способность подавлять митохондрии тканей человеческого организма, это приводит к невозможности вырабатывать энергию. Множество жизненно важных процессов рыб замедляются либо полностью отказывают вплоть до летального исхода.
  4. Нарушения функции репродукции. Нередко случается так, что ядовитые примеси не приводят к смертельному исходу, но все-таки являются причиной вымирания популяции животных. Под воздействием ядовитых веществ, которые находятся в воде, они утрачивают способность к деторождению.
  5. Генотоксичность загрязнителей. Эти свойства загрязнителей состоят в возможности изменять структуру ДНК. Это часто вызывает тяжелые болезни не только у людей, в организме которых находятся токсичные примеси, но и негативно отражается на здоровье будущего поколения.

Чтобы сделать океаны, моря и реки чище, нужно значительно снизить использование нефтепродуктов. Также важной проблемой считается пластик, который почти не разлагается в естественной среде. Требуется в умеренных количествах использовать инсектициды, пестициды, удобрения. Это же самое относится и к применению бытовых моющих средств.

Даже этот несложный шаг позволит сильно повлиять на сложившуюся ситуацию, если на это пойдет большое количество людей. Помимо этого, будущий дефицит чистой воды заставит расходовать ее более экономно. По большому счету, чтобы избавиться от проблемы загрязнения гидросферы, человечеству нужно изменить мышление и относиться к воде, как к драгоценному и незаменимому ресурсу.

Читайте также  Переработка опилок и щепы

2. Защита гидросферы от загрязнений

В.Ф. Панин
Теоретические основы защиты окружающей среды
Конспект лекций по учебной дисциплине. Томск: ТПУ, 2009. – 115с.

2. Защита гидросферы от загрязнений

2.4. Источники загрязнения воды. Экологические последствия загрязнения природных вод

Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) вода в водоёме (водотоке) считается загрязнённой, если в результате изменения её состава или состояния вода становится менее пригодной для любых видов водопользования, в то время как в природном состоянии она соответствовала предъявляемым требованиям. Определение касается физических, химических и биологических свойств, а также наличия в воде посторонних жидких, газообразных, твёрдых и растворённых веществ.

В настоящее время все источники загрязнения гидросферы принято делить на четыре большие группы.

1) атмосферные воды. Во-первых, они приносят в гидросферу массу загрязнителей промышленного происхождения. Так, атмосферные воды вымывают из воздуха оксиды серы и азота, образуя упомянутые выше (разд. 2.6.4. [2]) кислотные дожди. При стекании по склонам атмосферные и талые воды увлекают с собой массы веществ с городских улиц, промышленных предприятий: мусор, нефтепродукты, кислоты, фенолы и др.;

2) городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, моющие средства (детергенты), микроорганизмы, в том числе патогенные;

3) промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях промышленности, среди которых наиболее активно потребляют (и загрязняют) воду: чёрная металлургия, химическая, лесо-химическая, нефтеперерабатывающая промышленность, энергетика и др.

Внутри предприятий сточные воды, как правило, подразделяются на сильно загрязнённые стоки, слабо загрязнённые воды, условно чистые воды (охлаждающие воды), специфические чрезвычайно концентрированные стоки (например, кубовые остатки и маточные растворы), бытовые и хозяйственно-фекальные стоки, направляемые на биологическую очистку. Очевидно, что по химическому составу промышленные стоки наиболее разнообразны, поскольку именно здесь производятся или обращаются практически все известные сегодня вещества;

4) сельскохозяйственные стоки, содержащие смытые в процессе эрозии частицы почвы, биогены, входящие в состав удобрений, пестициды (химические средства для защиты сельскохозяйственных растений и животных соответственно от сорняков, паразитов, насекомых), помёт сельскохозяйственных животных и ассоциированные с ним бактерии и др.

Все эти загрязнения, так или иначе, являются полностью или в основном побочным результатом деятельности человека, всей человеческой популяции. Напомним, что каждый организм, каждая популяция в естественной экосистеме производит отходы, потенциально загрязняющие биосферу. Однако в естественных экосистемах отходы одних организмов становятся пищей или «сырьём» для других и не накапливаются до уровня, вызывающего неблагоприятные изменения в окружающей среде, разлагаются и рециклизуются.

На протяжении своей истории человек избавлялся от отходов за счёт таких же природных процессов. Демографический взрыв и возрастающий расход сырья и энергии привели к поступлению в биосферу (в том числе в гидросферу) столь больших количеств отходов, что естественные экосистемы уже не способны ассимилировать и рециклизовать их. Мало того, производится всё больше небиодеградирующих материалов, что усугубляет проблему.

В настоящее время нет единой классификации сточных вод, узаконенной правилами или нормами. Ряд классификаций сточных вод и их примесей приводятся в работах по очистке сточных вод. В качестве критериев используется и характер воздействия примесей на водоёмы. Так, широко распространена классификация сточных вод, в основе которой лежит различие характера примесей с точки зрения их физико-химического состава. Согласно этой классификации примеси в сточных водах делятся на две группы [9, 10].

Первая представляет собой примеси, образующие с водой стоков гетерогенные системы. Сюда входят, во-первых, нерастворимые в воде примеси с величиной частиц 100 нм и более (грубодисперсные примеси, (ГДП)). Грубодисперсные частицы распределяются в воде механически и практически не способны к диффузии. В зависимости от разницы плотности вещества частицы и воды Dr частицы могут быть тонущими (Dr > 0), взвешенными (Dr = 0), всплывающими (Dr 5 раз выше, чем во внешней водной среде [6]. Классический пример биоаккумуляции и биоконцентрации, известный как болезнь Минамата, произошёл в 1950-х г.г. в рыбачьем посёлке Минамата в Японии. Химическое предприятие, расположенное неподалёку, сбрасывало содержавшие ртуть отходы в реку, впадавшую в залив, где рыбачили жители Минаматы. Ртуть сначала поглощали бактерии и другие редуценты, разлагавшие детрит, затем она концентрировалась в пищевой цепи, попадая через рыб к людям. До сих пор о трагедии напоминают уродливые тела и умственная отсталость части жителей Минаматы [6].

Экологические последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опас­ность для всех живых организмов, и в частности для человека.

Пресноводные экосистемы. Установлено, что под влия­нием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах от­мечается падение их устойчивости вследствие нарушения пи­щевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, мик­робиологического загрязнения, эвтррфирования и других край­не неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и посте­пенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко уве­личилась.

Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофи-кация связана с поступлением в водоемы значительного коли­чества биогенных веществ — азота, фосфора и других элемен­тов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животновод­ства, атмосферных аэрозолей и т. д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продол­жительные сроки — несколько десятилетий и менее.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структу­ры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию био­массы фитопланктона благодаря массовому размножению си-незеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухуд­шающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопро­вождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции (Яблоков, 1983).

Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают мно­гие крупные озера мира — Великие Американские озера, Бала­тон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих ре­ках, кроме катастрофически растущей биомассы сине-зеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей рас­тительностью. Сами же сине-зеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экоси­стемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняю­щие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естествен­ному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химиче­ских соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части популя­ции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняю­щих веществ в Мировой океан в последнее время резко возрос­ли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд м 3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропоген­ному воздействию посредством химических токсикантов, ко­торые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например. Сре­ди химических токсикантов наибольшую опасность для мор­ской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

По Ю. А. Израэлю (1985), экологические последствия за­грязнения морских экосистем выражаются в следующих про­цессах и явлениях

нарушении устойчивости экосистем;

появлении «красных приливов»;

накоплении химических токсикантов в биоте;

снижении биологической продуктивности;

возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

До определенного предела морские экосистемы могут про­тивостоять вредным воздействиям химических токсикантов, ис­пользуя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двустворчатые моллю­ски способны аккумулировать один из самых токсичных пес­тицидов — ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма. (ДДТ, как известно, запрещен в России, США и некоторых других странах, тем не менее он поступает в Миро­вой океан в значительном количестве.) Ученые доказали и су­ществование в водах Мирового океана интенсивных процессов биотрансформации опасного загрязнителя — бенз(а)пирена, бла­годаря наличию в открытых и полузакрытых акваториях гете­ротрофной микрофлоры. Установлено также, что микроорга­низмы водоемов и донных отложений обладают достаточно раз­витым механизмом устойчивости к тяжелым металлам, в ча­стности, они способны продуцировать сероводород, внеклеточ­ные экзополимеры и другие вещества, которые, взаимодейст­вуя с тяжелыми металлами, переводят их в менее токсичные формы.

Читайте также  Транспортировка жидких нефтепродуктов

В то же время в океан продолжают поступать все новые и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробио­логического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропоген­ного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиля­ционной емкости как интегральной характеристики способно­сти биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению за­грязняющих веществ.

На здоровье человека неблагоприятные последствия при ис­пользовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) сказываются либо непо­средственно при питье, либо в результате биологического на­копления по длинным пищевым цепям типа: вода — планк­тон — рыбы — человек или вода — почва — растения — жи­вотные — человек, и др.

При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тро­пиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.

Лекция 4 Антропогенное воздействие на гидросферу. Основные источники загрязнения гидросферы, экологические последствия. Загрязнение, истощение подземных и поверхностных вод. Экологические последствия

Антропогенное воздействие на гидросферу.

Основные источники загрязнения гидросферы, экологические последствия. Загрязнение, истощение подземных и поверхностных вод. Экологические последствия.

Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахом, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных» бактерий и других загрязнителей.

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относятся нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например, вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические — радиоактивные вещества, тепло и др.

Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпадения их на поверхность земли в виде радиоактивных продуктов и отходов и последующего просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами, так и в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение мусором, остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов — сероводорода, метана. Одновременно происходит загрязнение гидросферы «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

По существующим санитарным нормам температура водоема не должна повышаться более чем на 3°С летом и 5°С зимой, а тепловая нагрузка на водоем не должна превышать 12—17 кДж/м3.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод — промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др. Такие опасные загрязняющие вещества, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами. По большей части они попадают в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей. Значительную опасность представляют газодымовые соединения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности.

Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойником и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов и резкому возрастанию биомассы фитопланктона. Благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшается ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.

Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях:

— нарушении устойчивости экосистем;

— появлении «красных приливов»;

— накоплении химических токсикантов в биоте;

— снижении биологической продуктивности;

— возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

— микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек — биосфера.

Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

— развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения;

— очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

— закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

— очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: