Влияние городов и систем расселения на гидросферу

Вода играет чрезвычайно важную роль в жизни природы и общества. Запасы воды на Земле весьма велики—около 1,5 млрд км³, однако более 94% из них приходится на соленые воды океана и морей. Пресной воды на планете не более 20-28 млн км³, при этом большая часть этой воды—97% «законсервирована» в ледниках Гренландии, Антарктиды и некоторых горных систем. Вода озер и рек, покрывающих около 3% суши, составляет всего 0,016% объема гидросферы в целом. В нашей стране, на долю которой приходится 11% мировых запасов пресной воды (более 26 тыс км³), 2,9 млн рек и искусственных водоемов, около 2,85 млн озер, занимающих 500 тыс км². Непрерывное возобновление ресурсов воды происходит благодаря ее круговороту в природе. Этот процесс идет весьма активно. Достаточно отметить, что вода в руслах рек сменяется в среднем каждые 12 суток или 30 раз в течение года.

Для нормальной жизнедеятельности человека достаточно 300-400 л воды в сутки, т.е. в 1000 раз меньше, чем за это же время реки уносят в океан (1 млн км³). Однако развитие промышленности, орошаемого земледелия, энергетики привело к тому, что в действительности используется значительно большая часть устойчивого речного стока. На производство 1т х/б ткани идет 250м³; 1т кокса—3м³; 1т стали—20м³, 1т бумаги—3 тыс м³; 1т никеля—4 тыс м³. Для выращивания 1т пшеницы необходимо 1500 м³; 1т риса—4000м³; 1т хлопка—10000м³ воды. Проблема осложняется еще тем, что водные ресурсы распределены на территории стран крайне неравномерно, так более 85% наших водных ресурсов находится в сравнительно слабо освоенных северных и восточных районах страны.

Проблема не была бы столь острой, если бы не загрязнение водостоков и водоемов сточными водами. Объем загрязненных вод на земном шаре превышает в настоящее время 5000км³ в год, что составляет 20% годового речного стока. Наиболее токсичны промышленные сточные воды, которые по степени токсичности разделяют на следующие группы:

а) сточные воды, содержащие цианистые соединения, фенол, тяжелые металлы и др. токсичные вещества;

б) сточные воды, содержащие масла, соли и другие вещества, оказывающие существенное отрицательное влияние на окружающую среду в случае их высокой концентрации в воде;

в) сточные воды, содержащие вещества, вызывающие эвтрофирование водоемов (нитраты, соединения калия, фосфора, витамины и др.).

Физико-химические параметры сточных вод отдельных отраслей промышленности весьма разнообразны, неодинакова и амплитуда сброса сточных вод (на 1т стали приходится 0,1м³ сточных вод, 1т хлеба –3 м³; 1т минеральных удобрений—3,9м³; 1 магистрального локомотива—710м³).

Важнейший фактор воздействия на гидросферу—энергетика. Сброс технологических вод ТЭС без необходимой обработки приводит к опасному загрязнению водных бассейнов, а также к изменению их теплового режима. Сбросные воды содержат продукты сгорания топлива, остатки нефтепродуктов, кислот, соли, органические соединения и другие вещества, вызывающие негативные изменения в водной среде.

Существенный вклад в загрязнение гидросферы вносит и транспорт, первое место в этом отношении принадлежит автомобилям.

Влияние расселения на количественные и качественные характеристики природных вод определяются в первую очередь забором воды на производственные и коммунально-бытовые нужды, сбросом промышленных стоков, спуском хозяйственно-бытовых сточных вод, а также загрязнением водного бассейна ливневыми сточными водами. Все эти факторы непосредственно зависят от численности населения, системы расселения или отдельного города, застроенной площадки, развития водоемких отраслей промышленности, объемов водопотребления и т. д. В составе сточных вод большинства городских агломераций и крупных городов преобладают стоки промышленных предприятий (70-80% всех стоков). Токсичность хозяйственно-бытовых и производственных стоков неодинакова и в большей степени зависит от характера производства.

Антропогенное влияние на водный бассейн исследуется посредством изучения динамики и взаимодействия различных параметров—скорости течения реки, расходов воды, температуры, содержания взвешенных веществ, кислотности воды, содержания в ней микроэлементов, нефти и нефтепродуктов, моющих средств—синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) и т.д. В качестве наиболее общего критерия при этом выступает величина биологической потребности воды в кислороде (БПК), т.е. количество кислорода в мг, необходимое для окисления органических загрязнений в одном литре воды. Чем выше БПК, тем более загрязнена вода. Водоем можно считать практически чистым, если БПК воды в нем не превышает 5-6 г/м³. Взаимодействие гидросферы и расселения в современных условиях характеризуется следующими основными особенностями:

¨ чрезвычайно высокая концентрация антропогенных нагрузок на водный бассейн вследствие огромных размеров городских агломераций;

¨ взаимодействие человека на гидросферу множественно как по характеру антропогенного пресса, так и по месту. В любой системе расселения существуют сотни источников загрязнения водного бассейна;

¨ значительная подвижность водной среды способствует сохранению высоких уровней загрязнения рек в пределах систем расселения;

¨ по мере роста интенсивности антропогенных воздействий на водный бассейн резко возрастают обратные реакции гидросферы на условия расселения.

Загрязнение подземных вод происходит в значительно меньших масштабах (за исключением тех случаев, когда в подземные горизонты закачиваются сточные воды промышленных предприятий). Однако и регенеративная способность у подземных вод значительно ниже. Главные источники загрязнения подземных вод—свалки и потери в канализационной сети. Тревогу вызывает и прогрессирующее загрязнение почвы и подпочвенных горизонтов нефтью и нефтепродуктами (концентрация 1:10⁶ углеводородных загрязнителей делает воду непригодной для питья).