Общие сведения о гидросфере

Гидросфера – водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и литосферой и представляющая собой совокупность океанов, морей, озер, рек, прудов, болот, подземных вод, ледников и водяного пара атмосферы. Круговорот воды увязывает воедино все части гидросферы, образуя в целом замкнутую систему.

Вода относится к незаменимым природным ресурсам. Без воды невозможно существование земных форм жизни.

Различают два вида использования водных ресурсов: водопользование и водопотребление.

Водопользование – вода используется для выполнения определенных функций без извлечения из водоемов (рек, озер и др.).

Водопотребление – вода изымается из водных объектов, причем часть ее теряется безвозвратно (испаряется и т.д.).

Из общего количества воды на Земле только 35 млн. км3 или около 25% приходится на долю пресных вод, представляющих наибольший интерес для человечества. (Пресной называют воду, соленость которой не превышает 1% т.е. содержащую не более 1 г солей на 1 л. Соленость океана составляет в среднем 35%).

На каждого жителя Земли приходится немногим более 8 млн. м3 пресной воды, но подавляющая часть этого богатства находится в состоянии труднодоступном для человека. Почти 70% пресных вод аккумулировано в ледниковых покровах Арктики и Антарктиды и в горных ледниках других материков. В руслах рек при среднем уровне воды одновременно содержится лишь около 0,006% пресных вод Земли,  в озерах – 0,010%.

Для выработки 1 кВт·ч электроэнергии необходимо от 200 до 400 л воды. Тепловая ТЭС, мощностью 1 млн.т. кВт требует в течении года около 1,5 км3 воды в год. АЭС той же мощности забирает до 3 км3 воды в год.

Экологически важные свойства воды.

Вода обладает рядом специфических свойств, накладывающих глубокий отпечаток на строение и жизнедеятельность населяющих Землю организмов и растений:

·        Вода может находиться в трех агрегатных состояниях: жидко, твердом и газообразном.

·        Вода обладает чрезвычайно высокой растворяющей способностью.

·        При замерзании объем воды увеличивается, при плавлении льда – уменьшается.

·        При 4ºС у воды наблюдается максимальная плотность. Поэтому, лед образуется только на поверхности водоемов, охраняя природный слой воды от замерзания (важно для жизнедеятельности водных организмов).

·        Высокая скрытая теплота плавления льда (336 Дж/г) обеспечивает постепенное замерзание рек, озер, морей, а также таяние снега, льда, благодаря этому сезонные переходы на планете происходят плавно.

·        Вода обладает наивысшей (среди твердых и жидких тел) удельной теплоемкостью (поэтому вода является главным аккумулятором солнечной и термической энергии) и высокой для жидких тел теплопроводностью.

·        Высокая диэлектрическая проницаемость воды обеспечивает интенсивную диссоциацию солей, кислот, щелочей и оснований на ионы, присутствие которых повышает разнообразие биохимических реакций.

·        Вода испаряется при любой температуре.

·        Высокое поверхностное натяжение позволяет осуществляться процессам передвижения воды и ее растворов по стеблям растений, адсорбционным процессам в корнях, системах пищеварения, дыхания.

·        Полная прозрачность воды для видимой части солнечного спектра имеет огромное значения для обеспечения жизнедеятельности организмов.

·        Несжимаемость воды обеспечивает поддержание формы органов растений и животных.

·        Вода уникальна и незаменима, как источник газообразного кислорода, выделяемого в процессе фотосинтеза.

 

Источники загрязнения гидросферы

Основная причина загрязнений водных объектов – сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий, коммунальных сточных вод и стоков сельского хозяйства.

Еще одним источником загрязнения природных вод являются атмосферные воды, несущие в себе вымываемые из воздуха загрязняющие вещества промышленного происхождения.

Загрязнение воды – привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды или изменение других ее показателей (например, температуры).

Химическое загрязнение – изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, пестициды).

Источники: промышленность, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство.

Физическое загрязнение – изменение физических параметров водной среды (тепловые, механические, радиоактивные).

Источники: ТЭС, АЭС, сточные бытовые и промышленные воды, отходы.

Биологическое загрязнение – изменение свойств водной среды в результате увеличения количества несвойственных ей видов микроорганизмов, растений, животных, привнесенных извне.

Источники: быт (кухни, туалеты, больницы) и промышленность.

Загрязнения,  поступающие в сточные воды, можно разделить по физическому состоянию на:

·        нерастворимые коллоидные,

·        растворенные примеси.

Помимо этого, загрязнения делятся на:

·        минеральные,

·        органические,

·        бактериальные,

·        биологические.

К минеральным загрязнениям относят: частицы песка, руды, шлака, минеральных солей, растворы кислот, щелочей и др.

Органические загрязнители представляют собой остатки растений, растительного масла, остатки тканей животных и т.п.

Бактериальные и биологические загрязнения обычно присутствуют в бытовых стоках и сточных водах некоторых предприятий (например, микробиологической промышленности).

В промышленном производстве вода используется для разных целей: как теплоноситель, поглотитель, растворитель и как средство транспортировки. При этом степень загрязнения воды существенно зависит от способа использования. Например, вода, используемая, как теплоноситель, загрязняется мало. В случае использования воды в качестве рабочей среды, например, на химических, целлюлозно-бумажных предприятиях, сточные воды содержат механические примеси и растворенные химические вещества.

В сточных водах машиностроительных предприятий характерными являются следующие виды примесей:

·        механические примеси органического и минерального происхождения,  в том числе, гидроксиды металлов,

·        стойкие и летучие нефтепродукты,

·        эмульсии, стабилизированные различного рода добавками,

·        растворенные токсичные соединения органического и неорганического происхождения (ионы металлов, фенолы, цианиды, сульфаты, сульфиды).

При прохождении автомобильного транспорта загрязнения вод происходит обычно при стоке талых или дождевых вод с территории транспортных предприятий, складов горюче-смазочных материалов, автозаправочных станций, а также при стоке вод с автомобильных дорог. Основными загрязнителями этих сточных вод являются: твердые взвешенные вещества, нефтепродукты, различные соли. Влияние нефти, керосина, бензина, мазута, смазочных масел на водоемы проявляется в ухудшении физических свойств воды (замутнение, изменение цвета, вкуса, запаха), растворении в воде токсических веществ, образовании поверхностной пленки, понижающей содержание в ней кислорода, а также осадка нефти на дне водоема.

Загрязнение рек, озер, морей и океанов принимает такие размеры, что превышает их способность к самоочищению.