Реферат: Водные ресурсы

Как уже указывалось, связанная вода участвует в строении кристаллических решёток некоторых минералов. Кристаллизационная вода входит в состав кристаллической решётки. Гипс, например, содержит две молекулы воды CaSО4·2H2О. При нагревании гипс теряет воду и превращается в ангидрит (CaSО4).

Известно, что при температуре около 4°С вода имеет максимальную плотность 1,000 г/см3. При 100°С её плотность - 0,958 г/см3, при 250°С -                                 0,799 г/см3. За счет пониженной плотности происходит конвективное, восходящее движение нагретых подземных вод.

Принято считать, что вода практически несжимаема. Действительно, коэффициент сжимаемости воды, показывающий, на какую долю первоначального объема уменьшится объём воды при увеличении давления на 1 ат, очень мал. Для чистой воды он равен 5•10-5 1/ат. Однако упругие свойства воды, а также водовмещающих пород играют важнейшую роль в подземной гидродинамике. За счет сил упругости создается напор подземных вод. Температура и давление действуют на плотность воды в противоположном направлении.

Плотность подземных вод зависит также от их химического состава и концентрации солей. Если пресные подземные воды имеют плотность, близкую к 1 г/см3, то плотность концентрированных рассолов достигает 1,3 - 1,4 г/см3. Повышение температуры приводит к значительному уменьшению вязкости подземных вод и, таким образом, облегчает их движение через мельчайшие поры.

Подземные воды исключительно разнообразны по своему химическому составу. Высокогорные источники обычно дают очень пресную воду с низким содержанием растворенных солей, иногда менее 0,1 г. в 1 л., а в одной из скважин в Туркменистане был рассол с минерализацией 547 г/л.

Загрязнение.

Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ. Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли   промышленности   -   горнодобывающая,   сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды. В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составлял от 3 до 700 л на одного человека, в Москве, например, на каждого жителя приходится около 650 л, что является одним из самых высоких показателей в мире.

Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный |прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно вчитавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8%, а у таких рек, как Дон, Терек, Урал - на 1 1-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение. Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.

Загрязнение поверхностных вод.

 

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах.

Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод.

Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Москве. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

Одним из основных загрязнителей поверхностных вод является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны - аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносился в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий.

Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация - обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. 0т этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.

Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами.

Загрязнение подземных вод.

 Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнения нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота,

Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

Загрязнение на территории Хабаровского края.

  В нашем крае 204506 рек (150 из них протяженностью более 50 км). Главная, конечно же, Амур – одна из великих рек в мире. Ее проблемами занимается в крае институт водных и экологических проблем, в котором ученые координируют все вопросы, связанные с экосистемой бассейна реки – т.е. проиродного комплекса, состоящего из живой и мертвой природы, связанной через цепи питания.

  На качество питьевой воды влияют:

·     Качество воды в водоисточнике

·     Система водопроводов

·     Состояние транспортирующей воду сети

Сегодня загрязнение водной среды  сточными  водами  приобретают угрожающие размеры. Первичные загрязнения возникают при попадении в реку сточных вод. Все эти вещества, влючаясь в сложные биохимические процессы, аккумулируются в живом организме, преобразуются при его отмирании. Это уже вторичное загрязнение в самой реке. В воде накапливаются органические соединения, они становятся факторами экологического риска.

    Амур не справляется с потоками загрязнения веществ, поступающих с площади водозабора, поэтому они накапливаются в экосистеме.

    Соседи наши – Китай – густонаселенная страна, на ее берешах расположены промышленные и коммунальные предприятия, которые сбрасывают воду в Амур, пратически без очистки, то есть проблемы чистоты Амура становится международной.

Амур приближается к пределу своих возможностей. Самому справиться со смертельно губительными отходами, которые сбрасываются людьми, надеясь при этом быть живыми и здоровыми. Этот кризис мы рассматриваем как итог нерационального использования ресурсов на берегах Амура. А антропогенное влияние на реку – ее загрязнение – вследствие неразумной деятельности человека.

    Эту проблемы краевой комитет по использованию природных ресурсов обозначил так: «Деградация водных объектов реки Амур происходит ускоренными темпами»!

    Но существуют и пути выхода из сложившейся ситуации:

1. Все дальневосточные регионы, хозяйственная деятельность которых связана с преобразованием среды, должны быть едины не только в освоении современных технологиях защиты окружающей среды. Они должны объединиться вокруг коллективной идеи экологического мониторинга и понять, что экосистема Амура – это часть единого целого – биосферы.

2. На Амуре уже недостаточно осуществляется мониторинг за изменением отдельных показателей – необходим постоянный анализ и прогноз возможных отклонений в связи с изменением экологических факторов.

3. Необходим комплексный подход к экологичесим проблемам – принята Федеральная программа развития ДВ и Сибири – в ней четко обозначены мероприятия по охране окружающей среды обитания человека и решение проблем для обеспечения межгосударственных экологичесих проблем для обеспечения развития территорий субъектов федерации в бассейне реки Амур.

В целом чистота нашей реки зависит от усилений и координации ученых, власти и нравственной ответствен-ности каждого жителя нашего региона!

Заключение.

Серьезное препятствие для использования канализационного ила и богатых биогенами уточных вод в сельском хозяйстве - их промышленное загрязнение. Индустрия часто сбрасывает свои отходы, содержащие такие ядовитые вещества, как свинец, ртуть, хром и не разлагаемую биологически органику, в муниципальные системы. А различные стадии обработки канализационных стоков не устраняют эти химические компоненты, которые губят организмы, используемые при вторичной очистке, тем самым, снижая ее эффективность. Кроме того, они связываются с органическим веществом, и попадаю в обработанный ил, делая его неприменимым в сельском хозяйстве, поскольку он становится токсичным для растений. Аналогичным образом такие сточные воды непригодны для орошения.

Однако Акт о чистой воде в настоящее время требует от промышленных предприятий либо очищать от токсичных элементов сточные воды перед их сбросом в муниципальные системы канализации, либо находить альтернативные способы избавления от них. Когда нормы по такой предварительной очистке и контроль над их соблюдением станут более строгими, канализационный ил и сточные воды станут шире применятся в жизнедеятельности человека. (Орошение и т.п.)

Список литературы:

1. Панина «Состав, свойства и методы очистки сточных вод предприятий горной промышленности» (1990 год)

2. И.Ф. Ливчак, Ю.В. Воронов «Охрана окружающей сре          

    ды»

3. Н.М. Чернова, А.М. Быков «Экология»

4. В.Ф. Протасова «Экология, здоровье и природоиспользование в Рос-     

    сии»

5. Б. Небел «Наука об окружающей среде»