Влияние деятельности человека на гидросферу

Все воды земного шара тесно взаимосвязаны между собой и находятся в непрерывном движении, в которое в последнее время стал вмешиваться человек, причем это вмешательство наиболее остро ощущаются в крупных городах. Существует два основных пути влияния человека на гидросферу — это изменение условий формирования поверхностных и подземных вод и загрязнение вод.

Изменение условий формирования вод происходит по разным причинам, начиная от изменения потребления и кончая изменением условий испарения. Если в начале XX столетия человечество потребляло 400 км³ воды в год, то ныне потребляет уже более 4000. Только в водохранилищах в год накапливается от нескольких десятков до нескольких сотен кубических километров воды. Каждый год водопотребление возрастает на 90 км³, причем все большая часть воды надолго изымается из ее естественного круговорота: она аккумулируется в водохранилищах, испаряется с их поверхности и с поливных полей. Наиболее сильно воздействие человека ощущается сейчас в бессточных бассейнах. Так, приток речных вод в Каспийское море уменьшился на 15%, а в Аральское — на 70%.

Доля потерь на испарение достигает сейчас половины всего объема водопотребления. Это приводит к некоторому ускорению влагооборота на суше, а, возможно, и к росту атмосферных осадков. С другой стороны, строительство водохранилищ, суммарный объем которых сейчас 6000 км³, способствует замедлению водообмена.

Использованная животными и людьми вода возвращается в круговорот в виде загрязненных и инфицированных стоков и сточных вод, которые представляют потенциальную опасность для здоровья и продуктивности живых организмов.

В открытые водоемы загрязнители поступают путем вымывания загрязнителей из атмосферы осадками, смывом их с поверхности земли талыми и дождевыми водами.

Производственные и хозяйственно-бытовые сточные воды издавна сбрасывают в разных странах преимущественно в водоемы: озера, реки, моря. Кроме того, в водоемы попадают ядохимикаты и некоторые отходы сельскохозяйственного производства. Ранее, когда объем сбросных сточных вод был невелик, поверхностные воды сохраняли способность к самоочищению.

Загрязнению подвергаются и подземные воды. Загрязняющие вещества могут попасть в подземные воды непосредственно при инфильтрации атмосферных осадков через грунт, либо из поверхностных вод, поскольку и те и другие взаимосвязаны.

Естественное самоочищение воды складывается из совокупности физических, химических и биологических процессов, приводящих к устранению из воды загрязняющих веществ и восстановлению ее первоначального химического состава и видового состава населяющих ее водных организмов.

В самоочищении водоемов участвуют все водные организмы. При этом происходит два процесса: бактериальное разрушение загрязняющих веществ и их накопление в клетках некоторых из них.

Если в природную воду попадают органические вещества, то первыми включаются в борьбу с ними бактерии, водные грибы и планктоновые водоросли. Поедая загрязнители, эти организмы перерабатывают их до углекислого газа, воды и минеральных солей, а затем сами становятся пищей для простейших (например, инфузорий).

Большое значение в самоочищении водоемов имеют животные типа моллюсков, которые пропускают через себя сравнительно большое количество воды и удаляют из нее не только взвешенные вещества, но и микроорганизмы, в числе которых возможны и возбудители опасных болезней.

Высшие растения, такие как тростник, рогоз, камыш, аир, ежеголовка и другие способны извлекать из воды в большом количестве азот, фосфор, кальций, натрий, серу, железо, кремний и этим предупреждать и снижать эвтрофикацию водоемов.

Поскольку при самоочищении воды ведущая роль принадлежит живым организмам, то, естественно, что подземные воды самоочищаются значительно хуже, чем поверхностные.

Самоочищение вод поверхностных водоемов ускоряется при увеличении скорости их перемешивания, что способствует процессам аэрации, приводящим к насыщению воды кислородом. Снижение скорости речного потока уменьшает самоочищение реки.

Для самоочищения воды в реке требуется некоторое время, поэтому, по данным разных авторов, в зонах с умеренным климатом самоочищение рек отмечается на расстоянии от 200 до 400 км от места поступления загрязнителя. В реках северных зон очищение происходит на расстоянии более 2000 км.

Под влиянием загрязняющих веществ, в том числе и кислотных осадков, изменяется активная кислотность природных вод, к которой чувствительны все живые существа.

Большую опасность для живых организмов водоемов представляет загрязнение этих водоемов тяжелыми металлами. Попадая в природные воды, тяжелые металлы, в т.ч. и ртуть, после прохождения по пищевым цепочкам накапливаются в тканях рыб, что делает их потенциально опасными для человека.

С ростом населения и экономическим развитием стремительно растет спрос на пресную воду. Особое место в использовании водных ресурсов занимает качество воды. Это обусловлено тем, что недоброкачественная вода может быть причиной развития неблагоприятных изменений в организме, приводящих к возникновению инфекционных и неинфекционных заболеваний человека. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Количество людей, имеющих хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды, приближается к 2 миллиардам. Ежегодно от этого умирает около 5 миллионов человек.

Патогенные микробы и животные-паразиты (гельминты) попадают в водоисточники с выделениями людей и животных. Наибольшему бактериальному загрязнению подвержены поверхностные водоемы, особенно в густонаселенных и урбанизированных районах. В этом отношении крайне опасны необеззараженные стоки инфекционных и ветеринарных больниц, городские бытовые стоки и отходы предприятий по переработки животного сырья, сбросы нечистот в водоемы с речных судов, загрязнение берегов, водопой скота, стирка белья и купание.

Из всего вышеописанного ясно, что все негативные процессы, имеющие место в речном бассейне, отражаются на состоянии природных вод. И в этом смысле, природные воды можно рассматривать одновременно и как интегратор и как индикатор процессов, протекающих на данной территории. О состоянии самих же природных вод можно судить по состоянию биоты водоема, в том числе его ихтиофауны.

Конечное звено техногенной миграции химических элементов — Мировой океан. Его прогрессирующее загрязнение в основном необратимо и может привести к последствиям глобального характера.

Одним из продуктов человеческой цивилизации, загрязняющим океаны является нефть, источником которой является нефтедобыча на шельфе, подводные трубопроводы, сбросные воды морских судов, аварии танкеров. Снимки со спутников показывают, что около 10% Мирового океана покрыто нефтяной пленкой. Эта нефтяная пленка не только приносит неудобства человеку, загрязняя пляжи, но, самое главное, нарушает процесс тепло- и массообмена, изменяет климатический режим и препятствует насыщению воды кислородом.

Однако наибольший ущерб океаническим водам наносит интенсивная урбанизация прибрежных областей. От загрязнения наиболее сильно пострадали Мексиканский и Токийский заливы, Карибское, Ирландское, Северное, Балтийское и Средиземное моря. Проблемы этих регионов обусловлены либо перенаселенностью и несовершенной системой ликвидации отходов, либо чрезмерной концентрацией промышленности, либо обоими факторами вместе.

В Карибском бассейне, несмотря на то, что здесь сброс промышленных отходов невелик, загрязненность очень высока из-за перенаселенности и слабой обеспеченности канализацией (только 10% всего населения обеспечено канализацией).

Большой вред Мировому океану наносит осушение заболоченных прибрежных зон, которые долгие годы были своеобразным коллектором вредных стоков. В результате осушения все вредные вещества переходят в морскую воду.

Большинство морей и все океаны не принадлежат одному определенному государству, поэтому проблема сохранения вод Мирового океана может быть решена лишь при международном сотрудничестве.

Контрольные вопросы по теме:

1. Каким образом происходит самоочищение воды в водных объектах?

2. Основные вещества – загрязнители гидросферы.

3. Назовите основные пути влияния человека на гидросферу.