Гидросфера Земли , её загрязнение

, его причины и последствия. Наиболее загрязнённые водоёмы

реки, озёра, водохранилища, пруды, ледники, подземные воды, снежный покров и

т.п. Основой (95% по массе воды) гидросферы является Мировой океан, занимающий около 71% всей площади поверхности Земли.
Средняя глубина мирового океана составляет около 4 км, максимальная - более 11 км (Марианская впадина в Тихом океане).
По вертикали пелагиаль (толщу вод) океана подразделяют на несколько слоёв:
верхний слой (эпипелагиаль) имеет глубину от поверхности до 200-500 м, мезопелагиаль - от 200-500м до 1-2 км, батипелагиаль - от 1-2 км до 3 км, абиссопелагиаль (3-5 км) и хадопелагиаль - более 5 км.

о гидросфере приводились нами ранее. Масса гидросферы составляет 1,4х1024 г.

Основа гидросферы (на 95%) - Мировой океан.
Под воздействием тепловой энергии Солнца с поверхности Мирового океана и континентов суши ежегодно испаряется 577 куб.км. воды (слой 1130 мм), перемещаемой вместе с воздушными массами.
Часть воды возвращается в гидросферу в виде атмосферных осадков.
Вода - это почти единственный полностью незаменимый компонент природной среды, это важнейший компонент живого мира.В земной коре вода распространена до глубины 35 км.
Ежегодно Мировой океан принимает около 39 тыс. куб.км. пресной воды в виде стока с суши. Основная часть вековых запасов пресных вод суши (29 млн. куб.км.) сконцентрирована в ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии, которые рассмариваются в качестве реликтов последнего оледенения.

Основными загрязнителями гидросферы являются сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные

и бытовые),в том числе нефть и нефтепродукты, детергенты, тяжёлые металлы, радиоактивные элементы, пестициды и др.

Объёмы загрязняющих веществ, поступающих ежегодно в Мировой океан в результате техногенных причин, чрезвычайно велики. Сейчас на планете грязные сточные воды загрязняют более 1/3 всей чистой воды, однако ввиду неравномерного распределения степени загрязнения, в районах с высокой плотностью промышленного и с/х производства, плотности населения, степень загрязнения значительно больше.

По подсчётам специалистов в целом на Земле ежегодно в реки сбрасывается 160 куб.км промышленных сточных вод, которые загрязняют до 4 тыс. куб.км естественной чистой воды.

К 2000 году по расчётам специалистов годовой объём сбрасываемых загрязнённых сточных вод достигнет 2400 куб.км ,для очистки которых потребуется ежегодно 20-25 тыс.куб.км чистой воды.

загрязнители гидросферы.В целом,в гидросферу ежегодно поступает 30-35 млн.т нефти и

нефтепродуктов.
Основные пути загрязнения нефтью и нефтепродуктами следующие:
-естественный выход в районах месторождений;
-нефтедобыча;
-транспортировка и перегрузка;
- переработка и использование в качестве топлива и промышленного сырья.
Наиболее крупные естественные выходы нефти в гидросферу расположены на шельфе южной Калифорнии, в Мексиканском и Персидском заливах, в Карибском и Аравийском морях, у северных берегов Аляски и Канады, у берегов Индонезии, на Каспийском, Северном и Балтийском морях. В некоторых месторождениях происходят “залповые” выбросы нефти. Например, в Санта-Барбаре (Калифорния) однажды нефть в результате выброса покрыла акваторию океана площадью 2072 км. Через 100 дней после начала выброса объём разлившейся нефти оценивался в 100 млн.л.
Значительные утечки происходят и при транспортировке нефти. 65% мировой добычи нефти перевозится морским путём, каждые 10 лет происходит удвоение объёмов перевозимой нефти, с соответствующим увеличением тоннажа танкерного флота.

токсичны и практически не подвергаются процессам биологического разложения. Они широко

применяются в промышленности и на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве.
Ежегодно производится более 4 тыс.т детергентов, их производство постоянно увеличивается.
В промышленных районах в сточных водах содержится до 15 мг детергентов на каждый литр воды.
В таких районах на реках и каналах, на порогах и шлюзах образуется слой пены, затрудняющий судоходство.

ртуть и её соединения, особенно метилртутные.
В среднем,в морской воде

содержится 0,15 мл/л ртути.
Учитывая что ежегодно производится 9 тыс.т ртути, а также её высокую химическую устойчивость, возможно сильное локальное загрязнение внутренних водоёмов и прибрежных участков морей.
В водоёмах ртуть концентрируется в гидробионтах и донных отложениях.
Вред гидробионтам наносит также загрязнение свинцом и его соединениями. Наиболее высока концентрация свинца в северном полушарии, так как именно здесь в промышленности используется 90% мирового производства этого металла.

оружия , развитие ядерной энергетики, проблема захоронения радиоактивных изотопов, аварии

судов с атомными двигателями, привели к значительному загрязнению гидросферы радиоактивными элементами.
Известно, что они весьма стойки и способны сохраняться и накапливаться в водоёмах в течение длительного времени.
В ряде районов Мирового океана радиоактивность вод в результате антропогенного воздействия значительно превысила естественный фон. Так, по только в Атлантическом океане захоронено свыше 14 тыс. контейнеров с отходами цезия и плутония, что повысило радиоактивность вод в местах захоронения в 3-70 раз, в Тихом океане - свыше 47 тыс. контейнеров, что привело к росту радиоактивности вод в 2-2,5 раза.

вследствие прямого их внесения в водоёмы при их использовании для

борьбы с вредителями, так и при поступлении в них воды, стекающей с поверхности обработанных ядохимикатами с/х и лесных земель, а также при сбросе отходов предприятий-изготовителей ядохимикатов, при их транспортировке и хранении, частично - при переносе атмосферными потоками.
Токсичность пестицидов выше в непроточной воде.
Однако даже в проточной воде, при больших сбросах, их дозировка может оказаться гибельной для рыб и других гидробионтов.
Пестициды более токсичны и лучше растворяются при повышении температуры воды.
Известны случаи массовой гибели осетровых рыб на Каспийском и Азовском морях под воздействием пестицидов.

С/х стоки,стоки животноводческих ферм,канализационные стоки вносят в водоёмы большие количества

соединений фосфора и азота,что приводит к явлению “эвтрофикации” водоёмов.
При эвтрофикации сначала резко возрастает количество фито- и зоопланктона,а затем и других,более крупных гидробионтов,в том числе рыб. Затем жизнедеятельность и отмирание этих организмов приводят к падению содержания кислорода в воде и накоплению сероводорода. Постепенно такой водоём становится непригодным для жизни,количество живых организмов в нём резко сокращается,пока он не придёт в исходное состояние и цикл не возобновляется.

В большинстве водоёмов современной России качество воды не отвечает

нормативным требованиям. продолжается процесс увеличения числа объектов с высоким (более 10 ПДК) и экстремальным уровнем превышения нормы (более 100 ПДК). Наиболее загрязнены водоёмов низовьев Волги, южного Урала, Кузбасса, некоторых территорий Севера. В крупных городах России ежегодно в период весеннего паводка наступает ухудшение качества питьевой воды.
В связи с этим производится гиперхлорирование питьевой воды, что, однако, небезопасно для здоровья в связи с образованием хлорорганических соединений. В 22% случаев в централизованных источниках водоснабжения вода не отвечает санитарно-химическим требованиям.
При использовании децентрализованных источников санитарно-химическим нормам не соответствуют 28% источников, бактериологическим - 29%. В целом,50% населения России продолжает использовать негодную для питья воду. Особенно тяжёлое положение в отношении воды в России в Архангельской, Курской, Томской, Ярославской, Калужской и Калининградской областях, Приморском крае, Калмыкии и Дагестане.

Мирового океана - это прямое загрязнение, сток с суши

и выпадение с атмосферными осадками. В Мировой океан в результате человеческой деятельности ежегодно поступает 5,7 млн. т нефти (из них 600 тыс.т выпадает из атмосферы),90 млн.т углеводородов нефтяного происхождения,(из атмосферы),303 тыс. т свинца (из них 300 тыс.т из атмосферы), 81 тыс.т ртути (из них 80 тыс.т из атмосферы),10,1 тыс.т кадмия (10 тыс.т из атмосферы), 103 тыс. т хлорированных углеводородов (ДДТ, альдрина,бензила-гексахлорида),в то числе 100 тыс.т из атмосферных осадков,25 тыс.т полихлорированных бифенилов (20 тыс. т из атмосферы); полностью из атмосферы в океан поступают: дихлорэтан (500 тыс.т в год),фреоны (500 тыс. т в год) и прочие легколетучие органические соединения (3 млн.т).
Атмосфера, таким образом - главный источник загрязнения Мирового океана (за исключением нефти). Ежегодно атмосфера планеты принимает от промышленности, транспорта и энергетики твёрдые, паро- и газообразные соединения от сжигания 8 млн. т условного топлива и ,соответственно, отдаёт значительную их часть океану. 25 млн. т двуокиси серы ежегодно выбрасывается в атмосферу заводами только Западной Европы, соединяются с водой и примерно 70% их выпадают на акваторию Мирового океана в виде “кислотных дождей”,нарушая биотоп планктона и нектона эпипелагиали. Содержание нефти и хлорорганических углеводородов в Мировом океане постоянно нарастает, так как процессы их поступления идут более интенсивно. чем процессы деструкции, особенно в холодноводных и глубоководных районах Мирового океана.

процессы, происходящие в морской воде, в частности, усваиваются нектонными организмами,

фито- и зоопланктоном, бентосом, хищными организмами, то есть продвигаются по пищевой цепи и могут попасть в пищевой рацион человека.
Вся остальная часть загрязняющих веществ подвергается химическим и физическим воздействиям, затем осаждается и накапливается на дне. Например, после попадания нефти в морскую воду на первом этапе образуется тонкая поверхностная плёнка.
1 тонна нефти может покрыть поверхность 12 км2,при этом подавляется фотосинтетическая деятельность фитопрланктона, поражается живое население поверхностного слоя. Затем примерно 1/3 нефти испаряется, ещё 1/3 растворяется в воде, а остаток образует сгустки, которые на длительный период остаются в водной среде.
К сожалению, в водной среде процессы самоочищения протекают гораздо медленнее, чем в атмосфере, и источники её загрязнения более разнообразны, да и биологические процессы в воде более активны, чем в других сферах.

накопителем загрязняющих веществ в биосфере Земли.
Особенно активно накопление идёт

в наиболее биопродуктивных зонах: на шельфе,в эпипелагиали, в поверхностной плёнке, зонах апвеллинга ,причём наибольшее загрязнение характерно для широтной зоны от 30 до 750 с.ш. (максимум расположен в полосе 45-500 с.ш. , его положение соответствует широтной зоне наивысшей плотности промышленных предприятий, энергетики и транспорта).
Это накопление может усилить подавление или ограничение деятельности микроорганизмов, участвующих в процессах создания первичной продукции и деструкции органики, что неизбежно приведёт к снижению первичной продукции Мирового океана к 2010 г на 30% (по сравнению с 1979 г),особенно под влиянием ртути, полихлорбифенилов, нефти и нефтепродуктов .Уже сейчас эти потери оцениваются в 10-20%. Недостаточно изучено влияние реального шумового, теплового и электромагнитного антропогенного воздействия на экосистемы Мирового океана. По-видимому,сегодняшние масштабы этих воздействий относительно невелики и не могут существенно влиять на естественные процессы в океане.

его морей продолжается.Наиболее загрязнёнными считаются внутренние моря и заливы с

обильным речным стоком - Средиземное, Чёрное, Азовское, Северное, Карибское и Балтийское моря, Мексиканский залив и т.п.
Во внутренних морях, например, в мышцах рыб концентрация ртути в 2-4 раза выше, чем в рыбах океана .
Численность тюленей Балтийского моря под влиянием антропогенного загрязнения вод сократилась в 20 раз ,а содержание ДДТ в их жире сильно возросло.
Общеизвестны случаи массовой гибели рыб и другмх гидробионтов под влиянием разлива нефти при авариях танкеров, попаданий в морскую воду ядохимикатов (на Каспийском и Азовском морях были случаи массового выброса трупов осетровых рыб на побережье).Этих примеров - множество (в том числе и у берегов США и Японии).

и морскими течениями разносятся по всей планете, в частности, повышение

концентрации ДДТ обнаружили даже во льдах Антарктиды.
Испытания ядерного оружия на Новой Земле м в Тихом океане уже привели к гибели людей. Аварии атомных подводных лодок могут дать опасный рост радиоактивного загрязнения океана и прибрежных районов.
Захороненные в Балтийском море со времён второй Мировой войны боевые отравляющие вещества после разрушения содержащих их корпусов контейнеров, бомб и снарядов могут погубить морские и прибрежные экосистемы Балтийского моря, создать весьма опасную ситуацию для населения прибрежных территорий. Дело в том, что, например, боевое отравляющее вещество иприт даже в миллионных долях на литр воды вызывает генетические мутации у млекопитающих. По имеющимся сведениям, корпуса затопленных бомб выдержат не позже 2005 года.

антропогенное воздействие уже хорошо проявляется.
В ряде наиболее загрязнённых участков

океанов и морей биологическая продуктивность уже снизилась, по некоторым оценкам, на 10-20%.
Рост содержания загрязняющих веществ в воде и гидробионтах уже угрожает генофонду людей, активно использующих морепродукты в пищу (однако это не значит, что продукция сельского хозяйства и животноводства является экологически более чистой).

органолептических (вкусовых, цветовых , запаха) свойств воды;
2.Нарушение кислородного режима и

уменьшение выделения кислорода в атмосферу (уменьшение масштабов процессов фотосинтеза);
3.Нарушение естественного хода химических процессов в воде;
4.Аккумуляция в гидробионтах токсических веществ, их отравление, возможное отравление людей при питании ими;
5.Снижение возможностей использования водоёмов в рекреационных;
6.Затруднения при навигации (при загрязнении детергентами);
7.Изменение теплового баланса из-за изменения отражающих свойств поверхности воды, особенно при загрязнении нефтью и нефтепродуктами, как следствие - воздействие на планетарный тепловой баланс;
8.Уменьшение биопродуктивности водоёма или его участка из-за сокращения количества зоопланктона, очень чувствительного к загрязнению вод.

вод.
Контроль содержания основных загрязнителей в водоёмах осуществляется с взятием проб

химического и бактериологического состава воды, с помощью замеров показателя БПК (биохимического потребления кислорода) или показателя окисленности воды.
Во многих водоёмах, особенно проточных с быстрыми течениями, происходит самоочистка водоёмов после загрязнения благодаря непрерывному перемешиванию вод и минерализации различных органических соединений под действием бактерий, солнечного света, грибов и водорослей. В непроточных и слабопроточных водах самоочищения не происходит вообще.

используются:
-механические методы (отстойники, фильтры, ловушки) для механического удаления из сточных

вод нерастворимых примесей;
-физико-химические методы (экстрагирование органики с применением органических растворителей);
-химические методы (добавление в сточные воды специальных реагентов, вступающих в реакцию с загрязнителями и способствующими их выпадению в осадок);
-биологические методы (биологические фильтры с растениями и микроорганизмами в целях разрушения излишнего органического вещества путём его минерализации);
-разбавление чистой водой (из расчёта 20-30 куб.м чистой воды на 1 куб.м сточных вод) для самоочищения.

они лишь устраняют последствия загрязнения. В качестве кардинальных мер можно

назвать:
-комплекс мер по прекращению сброса сточных вод в реки и водоёмы;
-отделение хозяйственно звена круговорота воды от источников водных ресурсов;
- совершенствование технологических процессов на предприятиях, внедрение замкнутых циклов водопользования и др.