Загрязнение водных ресурсов
Национальный Технический Университет Украины
„ Киевский Политехнический Институт”
Кафедра электронных приборов и устройств
Реферат
По курсу : “Экология”
на тему: ”Загрязнение
водных ресурсов.”
Выполнил(ла)
студент(ка) группы ДЭ – 02 ФЭЛ
_________________________________________ “___”
_____ 2002 р.
Киев
2002
Содержание.
1.Водная среда
2.Водный баланс земли.
3.Загрязнение воды.
3.1.Сокращение запасов пресных вод из-за
загрязнения
3.2 Загрязнение воды бытовыми, сельскохозяйственными
или промышленными стоками.
3.3 Тепловое загрязнение воды.
3.4. Нефтяное загрязнение Мирового океана
3.4.1.Влияние нефти на флору и
фауну.
3.4.2. Способы попадания нефти
в воду.
3.4.3.Способы борьбы с разливом
нефти.
3.5.Другие загрязнения водных ресурсов.
3.6. Последствия загрязнения воды и способы
борьбы с ними.
4.Состояние водных ресурсов Украины.
4.1.Радиоактивное загрязнение акватории
Днепра.
1.Водная среда
Водная среда включает поверхностные и подземные
воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1млрд.
375 млн. кубических километров--около 98% всей воды на Земле. Поверхность
океана (акватория) составляет 361млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза
больше площади суши--территории, занимающей 149 млн. квадратных километров.
Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд.
кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру,
примерно равную 3,7`С. Заметные различия в солености и температуре
наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и
особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде
существенно уменьшается на глубине 50-60 метров.
Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и
пресными; существующие геотермальные воды имеют
повышенную температуру(более 30`С). Для производственной деятельности
человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество
которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на Земле, причем очень
малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легко-доступных для добычи местах.
Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах,
находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной
сток пресной воды составляет 37,3 тыс. кубических километров. Кроме того, может
использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим километрам.
К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000
кубических километров, приходится намалоплодородные и малозаселенные северные территории.
При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную
или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают
под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими
отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки,
поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в
качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части),
которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды,
где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого
предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по
сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Важным обстоятельством, присущим
водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные
заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них,
например коклюш, ветрянка, туберкулез, передаются и через воздушную
среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду
2.Водный баланс земли.
Чтобы представить, сколько воды участвует в
круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы. Более 94% ее
составляет Мировой океан. Другая часть(4%)-подземные воды. При этом следует
учесть ,что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды
составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с
пересчетом на воду он достигает 24 млн.км., или 1,6% объема гидросферы.
Озерной воды в 100 раз меньше -230 тыс.км. , а в руслах рек
содержится всего лишь 1200 км. воды, или 0,0001% всей гидросферы. Однако , несмотря
на малый объем воды, реки играют очень большую роль :они, как и подземные
воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения ,
промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много .
Гидросфера составляет около 1/4180 части всей массы нашей
планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных
ледниках, приходится немногим более 2 млн.км., или только 0,15% всего
объема гидросферы.
3.Загрязнение воды.
Вода и жизнь - понятия неразделимые.
Загрязнение атмосферы, принявшее крупномасштабный характер,
нанесло ущерб рекам, озерам, водохранилищам, почвам. Загрязняющие вещества и
продукты их превращений рано или поздно из атмосферы попадают на поверхность
Земли. Эта и без того большая беда значительно усугубляется тем, что и в
водоемы, и на землю непосредственно идет поток отходов. Огромные площади
сельскохозяйственных угодий подвергаются действию различных пестицидов и
удобрений, растут территории свалок. Промышленные предприятия сбрасывают
сточные воды прямо в реки. Стоки с полей также поступают в реки и озера.
Загрязняются и подземные воды -важнейший резервуар пресных вод. Загрязнение
пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах
питания и питьевой воде.
Какая у нас вода? В естественном состоянии вода никогда не
свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, взвешены
твердые частички. Даже пресной мы называем воду с содержанием растворенных
солей до 1 г на литр. Откуда же берется и почему никогда не иссякает этот
мировой родник пресной воды? Ведь почти все запасы мировой воды -- это соленые
воды Мирового океана и подземных кладовых.
3.1.Сокращение запасов пресных вод из-за загрязнения
Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту
воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525
тыс. км в год. (из-за неполадок шрифта объемы воды указаны без кубометров 86%
этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних
морей -- Каспийского. Аральского и др.; остальное испаряется на суше, причем
половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой
воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан,
а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и
подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает
примерно 20% этой энергии.
Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они
постоянно
возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные
человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод -- 85% сосредоточена во льдах
полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и
составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз
быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10--12 суток, обновляются
воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные
воды рек.
Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху
они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам
рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды
возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных
сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом
заключается корень зла. На самом деле все обстоит
гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая
биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических
загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может
стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой
природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества
сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.
Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования
тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов
пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления
уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно
ежегодно потребуется 30 --35 тыс. км пресной воды на разбавление сточных
вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к
исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной
сточной воды "портит" 10 км речной воды, а не очищенной -- в 3--5
раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко
падает, она становится не пригодной для потребления.
Человечеству придется изменить стратегию водопользования.
Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного.
Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную
или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию,
сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных
сточных вод.
Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе
мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или
загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы.
Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского
населения мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и
составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека.
Потребление воды промышленностью также зависит от экономического
развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего
водозабора, а в Индии -- 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности -
сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На
них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в
мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же
потребитель пресной воды -- сельское хозяйство: на его нужды уходит 70--80%
всей пресной воды. Орошаемое земледелие занимает лишь 15--17% площади
сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов
хлопчатника в мире существует благодаря орошению.
Суммарный сток рек СНГ (СССР) за год составляет 4720 км. Но
распределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регионах,
где проживает до 80% промышленной продукции и находится 90% пригодных для
сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие
районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской
части СНГ , Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и
некоторые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия.
Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа,
Средней Азии, Саян и Дальнего Востока.
Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата.
Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. В
сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется
на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе
водород из молекул воды переходит в органические соединения. Для
регулирования стока рек, не равномерного в течение года, построено 1500
водохранилищ (они регулируют до 9% всего стока). На сток рек Дальнего
Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность
человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых районах он
сократился на 8%, а у таких рек, как Терек, Дон, Днестр и Урал, -- на
11--20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге
сократился приток воды к Азовскому морю -- на 23%, к Аральскому -- на 33%.
Уровень Арала упал на 12,5 м.
Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод
значительно сокращаются из-за загрязнения. Обычно загрязняющие вещества
разделяют на несколько классов в зависимости от их природы, химического
строения и происхождения.
3.2 Загрязнение воды бытовыми, сельскохозяйственными
или промышленными стоками.
Органические материалы поступают из бытовых, сельскохозяйственных
или промышленных стоков. Их разложение происходит под действием
микроорганизмов и сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода.
Если кислорода в воде достаточно и количество отходов невелико, то аэробные
бактерии довольно быстро превращают их в сравнительно безвредные остатки.
В противном случае деятельность аэробных бактерий подавляется, содержание
кислорода резко падает, развиваются процессы гниения При содержании кислорода
в воде ниже 5 мг на 1 литр, а в районах нереста -- ниже 7 мг многие виды рыб
погибают.
Болезнетворные микроорганизмы и вирусы содержатся в плохо
обработанных или совсем не обработанных канализационных стоках населенных пунктов
и животноводческих ферм. Попадая в питьевую воду, патогенные микробы и вирусы
вызывают различные эпидемии, такие, как вспышки сальмонеллиоза, гастроэнтерита,
гепатита и др. В развитых странах в настоящее время распространение эпидемий
через общественное водоснабжение происходит редко. Могут быть заражены
пищевые продукты, например овощи, выращиваемые на полях, которые удобряются
шламами после очистки бытовых сточных вод (от нем. Schlamme -- буквально
грязь). Водные беспозвоночные, например устрицы или другие моллюски, из
зараженных водоемов служили часто причиной вспышек брюшного тифа.
Питательные элементы, главным образом соединения азота и фосфора, поступают
в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Увеличение
содержания нитритов и нитратов в поверхностных и подземных водах ведет к
загрязнению питьевой воды и к развитию некоторых заболеваний, а рост этих
веществ в водоемах вызывает их усиленную эвтрофикацию (увеличение запасов
биогенных и органических веществ, из-за чего бурно развиваются планктон и
водоросли, поглощая весь кислород в воде).
К неорганическим и органическим веществам также относятся
соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, пестициды (ядохимикаты),
синтетические детергенты (моющие средства), фенолы. Они поступают в водоемы с
отходами промышленности, бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами.
Многие из них в водной среде либо вообще не разлагаются, либо разлагаются
очень медленно и способны накапливаться в пищевых цепочках.
Увеличение донных осадков относится к одному из гидрологических последствий
урбанизации. Их количество в реках и водоемах постоянно возрастает из-за
эрозии почв в результате неправильного ведения сельского хозяйства, сведения
лесов, а также зарегулированности речного стока. Это явление приводит к
нарушению экологического равновесия в водных системах, пагубно действует донные
организмы.
3.3 Тепловое загрязнение воды.
Источником теплового загрязнения служат подогретые сбросные воды теплоэлектростанций
и промышленности. Повышение температуры природных вод изменяет естественные
условия для водных организмов, снижает количество растворенного кислорода,
изменяет скорость обмена веществ. Многие обитатели рек, озер или водохранилищ
гибнут, развитие других подавляется.
Еще несколько десятилетий назад загрязненные воды представляли собой
как бы острова в относительно чистой природной среде. Сейчас картина
изменилась, образовались сплошные массивы загрязненных территорий.
3.4. Нефтяное загрязнение Мирового океана
Нефтяное загрязнение Мирового океана, несомненно, есть самое
распространенное явление. От 2 до 4% водной поверхности Тихого и
Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды
ежегодно поступает до 6 млн. т нефтяных углеводородов. Почти половина этого
количества связана с транспортировкой и разработкой месторождений на шельфе.
Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток.
Реки мира ежегодно выносят в морские и океанические воды более
1,8 млн. т нефтепродуктов.
В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может
тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а при разливах толщина нефтяного
покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. С течением времени
образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки
тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на
поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные,
которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и
нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и
становятся непригодны для употребления в липцу из-за неприятного запаха и
вкуса.
3.4.1.Влияние нефти на флору и фауну.
Все компоненты нефти- токсичны для морских организмов. Нефть
влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении
изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Так, обильно
развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса
стих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей. Доказано, что
очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций
нефти. При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность
моря. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды
способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как
пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном
слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества
мутагенной и канцерогенной природы, например бензпирен. Сейчас получены
многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной морской
среды. Бензпирен активно циркулирует по морским пищевым цепочкам и попадает в
пищу людей.
Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком
приповерхностном слое морской воды, играющем особенно важную роль для
различных сторон жизни океана. В нем сосредоточено множество организмов,
этот слой играет роль "детского сада" для многих популяций.
Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном.
Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода, углекислого
газа, теплообмена, меняется отражательная способность (альбедо) морской воды.
Больше всего страдают от нефти птицы, особенно
когда загрязняются прибрежные воды. Нефть склеивает оперенье, оно
утрачивает теплоизолирующие свойства, и, кроме того, птица, выпачканная в
нефти , не может плавать. Птицы замерзают и тонут. Даже чистка перьев
растворителями не позволяет спасти всех пострадавших.Остальные обитатели
моря страдают меньше. Многочисленные исследования показали, что нефть,
попавшая в море, не создаёт ни постоянной, ни долговременной опасности
для живущих в воде организмов и не накапливает в них, так что её
попадание в человека по пищевой цепи исключено. По последним данным,
значительный вред флоре и фауне может быть нанесен только в отдельных
случаях. Например, гораздо опаснее сырой нефти изготовленные из нее
нефтепродукты- бензин, дизельное топливо и так далее. Опасны
высокие концентрации нефти на литорали (приливно-отливной зоне),особенно на
песчаном берегу этих случаях концентрации нефти долго остается высокой, и
она наносит много вреда. Но к счастью такие случаи редки. Обычно
при катастрофах танкеров нефть быстро расходится воде,
разбавляется, начинается её разложение. Показано, что углеводороды нефти
могут без вред для морских организмов проходить через их пищеварительный
тракт и даже через ткани: такие опыты проводились с крабами,
двустворчатыми моллюсками, разными видами мелкой рыбы, и никаких вредных
последствий для подопытных животных не было обнаружено.
3.4.2. Способы попадания нефти в воду.
Нефть уничтожает всё. Общественность обоснованно
уделяет большое внимание катастрофам танкеров ,но нельзя забывать
,что и сама природа загрязняет моря нефтью. По распространенной теории
нефть, можно сказать зародилась в море. Так, считают ,что она
возникла из остатков мириад мельчайших морских организмов,
после гибели осевших на дно и погребённых позднейшими геологическими
отложениями. Сейчас дитя угрожает жизни матери. Использование
нефти человеком ,её добыча в море и перевозка по
морю- всё это часто рассматривается как смертельная опасность
для Мирового океана. Но какими путями нефть попадает в море? Что с
ней там происходит ,как она действует на флору и фауну? Какие усилия
предпринимаются правительствами и нефтяными концернами
для того, чтобы сократить загрязнение моря нефтью? В 1978 г.в мире было около 4
тыс. танкеров, и они перевезли по морю примерно 1700 млн.т нефти (около
60% мирового потребления нефти). Сейчас приблизительно 450млн.т сырой нефти(15%мировой
добычи в год) поступает из месторождений, находящихся под морским дном.
Сейчас за год добывается из моря и перевозится по нему более 2
млрд.т нефти. По оценкам Национальной академии наук США, из этого количества
в море попадает 1,6млн.т,или одна тысяча трехсотая часть. Но эти
1,6млн.т составляют лишь 26%той нефти, которая в сумме попадает за год в море.
Остальная нефть, примерно три четверти общего загрязнения, поступает с
судов судов-сухогрузов ( льняные воды, остатки горюче-смазочных
материалов, случайно или намеренно сбрасываемые в море),из природных
источников, а больше всего- из городов, особенно с предприятий, расположенных
на побережье или на реках ,впадающих в море. Судьбу нефти, попавшей в море,
невозможно описать во всех подробностях. во-первых, минеральные масла,
попадающие в море, имеют разный состав и разные свойства;
во-вторых, в мо ре на них действуют разные факторы: ветер различной
силы и направлений, волны, температура воздуха и воды. Важно и то, много ли
нефти попало в море. Сложные взаимодействия этих факторов ещё не изучены
во всей полноте. Когда вблизи берега терпит аварию танкер ,гибнут
морские птицы: нефть склеивает их перья. Страдают прибрежная фауна и
флора, пляжи, а скалы покрываются трудно удаляемым слоем вязкой нефти. Если
же нефть выбрасывается в открытое море, последствия
бывают совершенно иными. Значительные массы нефти могут исчезнуть, не
дойдя до берега. В проливе Санта-Барбора у Калифорнии уже
многие века в море просачивается из трещин и расселин в
морском дне ежегодно 3000 т нефти однако загрязнения у берегов
не наблюдается. Сравнительно быстрое поглощение нефти объясняется
несколькими причинами. Нефть испаряется. Бензин полностью испаряется с
поверхности воды за шесть часов. За сутки испаряется не менее 10% сырой нефти
, а примерно за 20 дней -50%.Но более тяжелые нефтепродукты почти не
испаряются. Нефть эмульгируется и диспергируется, то есть
разбивается на мелкие капельки. Сильное волнение моря способствует
образованию эмульсии нефти в воде и воды в нефти. При этом сплошной ковёр
нефти разрывается, превращается в мелкие капельки, плавающие в толще
воды. Нефть растворяется. В её составе имеются вещества, растворимые в
воде, хотя их доля в общем невелика. Нефть, исчезнувшая благодаря этим явлениям
с поверхности моря, подвергается медленным процессам , ведущим
к её разложению, биологическим, химическим и механическим.
Немалую роль играет биологическое разложение. Известно более
ста видов бактерий, грибков, водорослей и губок, способные превращать
углеводороды нефти в двуокись углерода и воду. В благоприятных условиях
благодаря деятельности этих организмов на квадратном метре за
сутки при температуре 20-30град. разлагается от 0,02 до 2 г нефти.
легкие
фракции углеводородов распадаются за несколько месяцев, но комки
битума исчезают лишь через несколько лет. Идет фотохимическая реакция.
Под действием солнечного света углеводороды нефти окисляются кислородом
воздуха, образуя безвредные, растворимые в воде вещества. Тяжелые остатки
нефти могут тонуть. Так, те же комки битума могут так плотно заселяться
мелкими сидячими морскими организмами, что через некоторое время
опускаются на дно. Играет роль и механическое разложение. Со временем
комки битума становятся ломкими и разваливаются на куски.
3.4.3.Способы борьбы с разливом нефти.
Как уже говорилось, судьба нефти ,попавшей в море у берега и вдали от берегов,
различна. При катастрофе в открытом море не требуется каких-либо мер по борьбе с
нефтью. Там её слой , как правило быстро разбивается волнами и
ветром, а затем подвергается с естественным процессам разложения. Другое
дело разлив нефти вблизи берегов. Здесь надо действовать быстро, от
этого зависит успех принятых мер. Главное- опытное и эффективное руководство
всеми мероприятиями по борьбе с бедствием, но результат будет зависеть
также от географических и метеорологических условий на месте катастрофы.
Насколько это возможно, груз из потерпевшего аварию танкера стараются перекачать
на другие судна, чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить загрязнение
моря. Если на море штиль или волнение невелико, аварийный танкер окружают
загородками(бонами) из плавающих надутых воздухом шлангов, которые препятствуют
дальнейшему распространению нефтяного пятна и позволяют вычерпать или
собрать насосами пролившуюся нефть. Существует целый ряд эффективных технических
систем для сбора разлившейся нефти ,но они могут работать при
относительно спокойном море. Различные фирмы и государственные предприятия
стран мира разрабатывают системы, которые можно применять и в штормовую
погоду. Действию этих механических систем помогают- химические
средства дипергаторы. Они усиливают действия ветра и волн на слой
нефти. Опрыскивая его диспергаторами, можно добиться разделения
сплошного слоя на мелкие капли ,которые вскоре исчезают с поверхности .Этим
устраняется опасность для птиц и вероятность загрязнения
пляжей. Кроме того, диспергаторы ускоряют биологическое разложение
нефти, так как многочисленные мельчайшие капельки представляют
бактериям огромную поверхность для заселения и воздействия. Правда,
биологи опасаются, что поглощение таких капелек мелкими морскими
организмами приносит последним вред. Но этот вопрос нуждается в
дальнейшем изучении. Пытаются также сжигать разлившуюся нефть или
засыпать её известью, песком и другими веществами, захватывающими
её и погружающими вместе с ней на дно. Но успех этих методов пока ограничен.
3.5.Другие загрязнения водных ресурсов.
Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств
борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками
инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и
через атмосферу поступают в Мировой океан. ДДТ и его производные,
полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас
обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику.
Они легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах
рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т. е. веществами
полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов
своих "потребителей" и поэтому почти не разлагаются в природных
условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем они
остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную
активность, сильно влияют на наследственность.
Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы,
многие из которых обладают токсичными свойствами. Общая величина речного стока
составляет 46 тыс. км воды в год. Вместе с ним в Мировой океан
поступает до 2 млн. т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т
ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние
моря. Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так,
например, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в океан ежегодно,
переносится через атмосферу.
По своему токсичному действию в морской среде особую опасность
представляет ртуть. Под влиянием микробиологических процессов токсичная
неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные органические формы
ртути. Накопленные благодаря биоаккумуляции в рыбе или в моллюсках соединения
метилированной ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей.
Вспомним хотя бы печально известную болезнь "минамато", получившую
название от японского залива, где так резко проявилось отравление местных
жителей ртутью. Она унесла немало жизней и подорвала здоровье многим людям,
употреблявшим в липцу морские продукты из этого залива, на дне которого
накопилось немало ртути от отходов близлежащего комбината.
Ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, хром, мышьяк и другие тяжелые
металлы не только накапливаются в морских организмах, отравляя тем самым
морские продукты питания, но и самым пагубным образом влияют на обитателей
моря. Коэффициенты накопления токсичных металлов, т. е. концентрация их
на единицу веса в морских организмах по отношению к морской воде, меняются в
широких пределах -- от сотен до сотен тысяч, в зависимости от природы металлов
и видов организмов. Эти коэффициенты показывают, как накапливаются вредные
вещества в рыбе, моллюсках, ракообразных, планктонных и других организмах.
3.6. Последствия загрязнения воды и способы борьбы с ними.
Однако последствия загрязнения опасны прежде всего для всех живых обитателей
морей и океанов. Эти последствия разнообразны. Первичные критические
нарушения в функционировании живых организмов под действием загрязняющих
веществ возникают на уровне биологических эффектов: после изменения
химического состава клеток нарушаются процессы дыхания, роста и размножения
организмов, возможны мутации и канцерогенез; нарушаются движение и ориентация в
морской среде. Морфологические изменения нередко проявляются в виде
разнообразных патологий внутренних органов: изменений размеров, развития
уродливых форм. Особенно часто эти явления регистрируются при хроническом
загрязнении.
Все это отражается на состоянии отдельных популяций, на их
взаимоотношениях. Таким образом возникают экологические последствия
загрязнения. Важным показателем нарушения состояния экосистем является
изменение числа высших таксонов -- рыб. Существенно изменяется
фотосинтезирующее действие в целом. Растет биомасса микроорганизмов,
фитопланктона, зоопланктона. Это характерные признаки эвтрофикации морских
водоемов, особенно они значительны во внутренних морях, морях закрытого типа.
В Каспийском, Черном, Балтийском морях за последние 10--20 лет биомасса
микроорганизмов выросла почти в 10 раз. В Японском море сущим бедствием стали
"красные приливы", следствие эвтрофикации, при которой бурно
развиваются микроскопические водоросли, а затем исчезает кислород в воде,
гибнут водные животные и образуется огромная масса гниющих остатков,
отравляющих не только море, но и атмосферу.
Загрязнение Мирового океана приводит к постепенному снижению
первичной биологической продукции. По оценкам ученых, она сократилась к
настоящему времени на 10%. Соответственно этому снижается и ежегодный прирост
других обитателей моря.
Каким можно
ожидать ближайшее будущее для Мирового океана, для
важнейших морей?
В целом для Мирового океана ожидается на ближайшие 20--25 лет
рост его загрязнения в 1,5--3 раза. Соответственно этому будет
ухудшаться и экологическая ситуация. Концентрации многих токсических веществ
могут достигнуть порогового уровня, затем наступит деградация
естественной экосистемы. Ожидается, что первичная
биологическая продукция океана может понизиться в ряде крупных районов на
20--30% по сравнению с нынешней.
Сейчас уже ясен путь, который позволит людям избежать
экологического тупика. Это безотходные и малоотходные технологии,
превращение отходов в полезные ресурсы. Но потребуются десятилетия для
воплощения идеи в жизнь.
4.Состояние водных ресурсов Украины.
Исследования специалистов Украинского научно-исследовательского
института водохозяйственно-экологических проблем свидетельствуют, что в реки
ежегодно выливается 21 миллиард кубометров промышленных стоков, из них 3
миллиарда - ' совершенно не очищаются, только из 2 процентов исследованных ими
малых рек можно употреблять воду без предварительной очистки. Главные
загрязнители - органические и биогенные вещества, фенолы, соли тяжелых
металлов, нефтепродукты, пестициды. Возьмем период до Чернобыльской катастрофы:
с 1975 по 1985 годы в городских сточных водах в 10, 8 раза возросло кол-во
свинца, в 5, 2 раза - меди, в 4, 8 - никеля, в 4, 1 - олова, в 3, 7 раза -
цинка, в 2, 4 - хрома. В катастрофическом состоянии воды Черного и Азовского
морей.
4.1.Радиоактивное
загрязнение акватории Днепра.
26 апреля 1986 г. на Чернобыльской АЭС
произошла беспрецедентная ядерная катастрофа, в результате которой в природную
среду было выброшено большое количество радионуклидов.Значительная часть
площадей водосбора Днепр Припяти подверглись интенсивному радиоактивному
загрязнению. Нижние
участки Припяти, Днепра и верхняя часть Киевского водохранилища вошли в
З0-километровую зону отселения.
Процесс выброса радионуклидов из разрушенного реактора был растянут во
времени и состоял из нескольких стадий. На 1 стадии было выброшено
диспергированное топливо, в котором состав радионуклидов соответствовал
таковому в облученном топливе, но был обогащен летучими изотопами йода теллура,
цезия и благородных газов.
На 2 стадии благодаря предпринимаемым мерам по прекращению горения
графита и фильтрации выброса мощность выброса уменьшилась. Потоками горячего
воздуха и продуктами горения графита из реактора выносилось радиоактивное
мелкодиспергированное топливо.
Для 3 стадии характерным было быстрое нарастание мощности выхода
продуктов деления за пределы реакторного блока. За счет остаточного
тепловыделения температура топлива в активной зоне превышала 1700 С, что в свою
очередь обусловливало температурно-зависимую миграцию продуктов деления и
химические превращения оксида урана которые из топливной матрицы выносились в
аэрозольной форме на продуктах сгорания графита.
С последней 4 стадией утечка продуктов деления быстро начала
уменьшаться что явилось следствием специальных мер. К этому времени суммарньй
выброс продуктов деления (без радиоактивных благородных газов) составил около
1, 9 ЭБк (50 МКи), что соответствовало примерно 3, 5 % общего количества радионуклидов
В реакторе к моменту аварии [1].
В соответствии с метеорологическими условиями переноса воз душных масс
вышедшие за пределы реактора радионуклиды распространились на площади водосбора
и акватории Днепра, его водохранилищ притоков и Днепровско-Бужского лимана.
Уже в первые дни после аварии радиоактивные аэрозоли поступили в
водоемы а затем дождем смывались с загрязненных водосборов Уровни
радиоактивного загрязнения природных вод определялись расстоянием от ЧАЭС и
интенсивностью выпадения аэрозолей, смывом с территории водосбора в днепровских
водохранилищах - временем "добегания" загрязненных масс воды.
Поступившие в водоемы радионуклиды включились в абиотические (донные отложения)
и биотические компоненты (гидробионты различных трофических уровней). При
распаде короткоживущих радионуклидов определилась гидроэкологическая значимость
наиболее биологически опасных дологоживущих стронция-90 и цезия-137.
Радиоактивное загрязнение донных отложений Киевского водохранилища
достигло максимума к середине лета 1986 г. , когда xapaктерные концентрации
цезия-137 на различных участках находились в пределах 185-29 600 Бк/кг
естественной влажность Максимальное содержание цезия-137 в представителях
ихтиофауны наблюдалось в зимний период 1987 - 1988 гг. - (3, 70 - ~29) 10~
Бк/кг сырой массы.
К началу 1990 г. концентрация радионуклидов в воде и донных отложениях
Киевского водохранилища сравнительно стабилизировалось наметилась тенденция к
снижению их содержания в рыбах, продолжался вынос этих веществ с водными
массами и взвесями в нижележащие водохранилища.
Литература.
1. Ю.А. Израэль, Ф.Я.
Ровинский "Берегите биосферу",
Москва
"Педагогика" 1987г.
2. Джон Куллини
"Леса Моря", Ленинград, Гидрометеоиздат 1981г.
3. В.И. Артамонов
"Растения и чистота природной среды",
Москва
"Наука", 1986г.
4. В.В. Плотников,
"На перекрестках ЭКОЛОГИИ", Москва "Мысль" 1985г.
5.И.Ф.Ливчак,
Ю.В.Воронов "Охрана окружающей среды".
6.Н.М.Чернова,А.М.Былова
"Экология".