3. Изменение состояния гидросферы

Вода — самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете Она является средой обитания многих организмов, определяет климат и измене­ние погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворя­ет, выщелачивает горные породы и минералы, транспортирует их из одних мест в другие и т. д. Для человека вода имеет важное жизненное и производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель, и др. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, почве, во всех живых су­ществах. Последние содержат до 90 % воды в своей биомассе. Потери 10-20 % воды живыми организмами приводят к их гибели.

Из всех запасов воды на Земле 97,5 % составляет соленая вода. Большая часть пресной воды сосредоточена в ледниках. Запасы питьевой воды ограничены, по­этому проблема сохранения качества воды является на данный момент самой ак­туальной. Во многих странах все более ощутимой становится нехватка пресной воды. Однако главная причина обострения проблемы водных ресурсов заключает­ся не в увеличении водопотребления (в развитых странах расход воды составляет 400-500 л на душу населения в сутки), а в загрязнении многих водоисточников.

Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод, пагубно влияю­щих на здоровье населения, ведущих к гибели рыб, водоплавающих птиц и жи­вотных, а также к гибели растительного мира водоемов. При этом опасны для вод­ных экосистем не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, но и из­быток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей.

Природные водоемы не являются естественной средой обитания болезнетвор­ных микроорганизмов. В отличие от них бытовые сточные воды всегда содержаг различные микроорганизмы, часть из которых являются болезнетворными. О по­тенциальной опасности распространения с водой кишечных инфекций судят но присутствию в ней так называемых индикаторных микроорганизмов, прежде все­го кишечной палочки Коли. По гигиеническим нормативам в питьевой воде до­пускается присутствие не более 3 кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс 3). После обеззараживания воды хлором, ультрафиолетовыми лучами, озоном или гам- ма-излучением вода уже не содержит жизнеспособных микробных возбудителей брюшного тифа, дизентерии и других. Однако устойчивость болезнетворных ви­русов выше, чем кишечной палочки. Это заставляет с осторожностью оценивать

коли-индекс как показатель безопасности питьевой воды в отношении вируса ин­фекционного гепатита и других вирусов. Полную уверенность в обеззараживании питьевой воды в настоящее время может дать только ее кипячение.

По данным ВОЗ, 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудов- иотворительным качеством воды либо нарушением санитарно-гигиенических норм вследствие ее недостатка. Инфекционные заболевания водной этиологии регистри­руются преимущественно в развивающихся странах с низким санитарным уровнем жизни. В настоящее время треть населения земного шара — около 2 млрд чело- HUK — лишена возможности потреблять в достаточном количестве чистую пресную иоду. Более 60 % сельских жителей развивающихся стран не могут пользоваться безопасной в эпидемиологическом отношении водой.

Тепловое загрязнение природных вод происходит из-за тепловых электростан­ций. Несмотря на то, что выработка электричества с помощью пара неэффективна, I поскольку используется 37-39 % энергии, заключенной в угле, и 31 % ядерной энер­гии, тепловые электростанции продолжают существовать. Большая часть энергии Топлива, которая не может быть превращена в электричество, теряется в виде тепла. I Простейшим способом избавления от этого тепла является выброс его в атмосфе­ру. Однако наиболее экономичный путь — это использование оставшейся энергии I качестве охладителя воды, поскольку она способна аккумулировать огромное ко­личество тепла с незначительным повышением собственной температуры и после­дующим постепенным выделением тепла в воздух.

Серьезную экологическую проблему представляет прямая прокачка пресной озерной или речной воды через охладитель и последующее ее возвращение в ес­тественные водоемы без предварительного охлаждения.

Электростанции могут повышать температуру воды водоемов на 5-15 °С. Если Ввначально температура составляет +16 °С, то отработанная на станции вода бу­дет иметь температуру от +22 до +28 °С. В летний период она может достигнуть +30...+36 °С. Повышение температуры в водоемах пагубно влияет на жизнь водных организмов. В процессе эволюции холоднокровные обитатели водной среды при­способились к определенному интервалу температур. Для каждого вида существу­ет температурный оптимум, который на определенных стадиях жизненного цикла может изменяться.

В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях тем­ператур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к из­менениям температуры окружающей среды. Но в результате сброса в реки и озера г горячих стоков с промышленных предприятий очень быстро устанавливается но­вый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые орга- ' низмы получают тепловой шок и погибают.

Тепловой шок — это результат интенсивного теплового загрязнения. Результа­том сброса в водоемы нагретых стоков могут быть и иные, более серьезные, пос- ' ледствия. Поскольку температура тела холоднокровных организмов зависит от температуры окружающей водной среды, повышение температуры воды усилива­ет скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь, это

повышает нх потребность в кислороде. В результате же возрастания температув воды содержание в ней кислорода падает. Нехватка кислорода вызываег стрм и даже смерт ь. В летнее время повышение температуры воды всего на нескоя ко градусов может вызвать гибель рыб и беспозвоночных, особенно тех, котори обитают у южных границ температурного интервала. Искусственное подогрей ние воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоенр! менный нерест, нарушить миграцию.

Повышение температуры воды способно нарушить структуру подводного ра» тительного мира. Характерные для водоемов с холодной водой водоросли замсш ются более теплолюбивыми и при возрастании температур постепенно ими вьпа- няются, вплоть до полного исчезновения.

Если тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоем органичен ких и минеральных веществ (смыв удобрении с полей, навоза с ферм, бытовш стоки), происходит резкое повышение продуктивности водоема. Азот и фосфор служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяют и к резко усилит ь свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг друи свет, в результате чего происходит их массовое отмирание и гниение. Процес! сопровождается ускоренным потреблением кислорода: он может оказаться пол ностью исчерпанным, а это грозит гибелью всей экосистеме.

Загрязнение водной среды нефтью и нефтепродуктами

Нефть вязкая маслянистая жидкость, имеющая темно-коричневый цвет и об* ладающая слабой флуоресценцией.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязнят щими веществами в Мировом океане. Наибольшие потерн нефти связаны с cf транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкери ми промывочных и балластных вод — все это обуславливает присутствие посто- ■ янных полей загрязнения на трассах морских путей. Вследствие утечек ежегодно теряется более О, I млн т нефти. Большие массы нефтепродуктов поступают в мор» по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источим ка составляет около 2 млн т/год. Со стоками промышленности теряется 0.5 млн i нефти ежегодно.

При попадании в морскую среду нефть растекается в виде пленки, образу» слои различной толщины. Это приводит к массовой гибели морских организмои в прибрежных районах. [3 случае нефтяного загрязнения акваторий с замедлен­ным водообменном (бухты, заливы) происходит почти полное уничтожение мор­ской флоры и фауны.

Разложение нефтепродуктов в водоеме приводит к изменению состава при родных вод: росту численности бактерий и изменению их видового состава, уве­личению концентрации токсических продуктов (фенолов, нафтолов и других он сипроизводных углеводородов), вспениванию воды, развитию зоопланктона и во дорослей фитопланктона. Ухудшение качества природных вод вследствие загря i нения их нефтепродуктами резко снижает и качество получаемых питьевых вод для населения, так как хлорирование (обязательная стадия подготовки питьевой ■Ы) способствует образованию хлорорганических соединений, крайне опасных ■и человека.

жение окружающей среды пестицидами, детергентами, диоксинами елыми металлами

Цщ чшциды — это труппа искусственно созданных веществ, используемых для Лмрьцы с вредителями и болезнями растений. Пестициды подразделяют на сле- ыощие группы:

• инсектициды разработаны для борьбы с вредными насекомыми;

Ш фунгициды и бактерициды — используются против грибковых и бактериаль­ных болезней растений;

• гербициды — применяются для уничтожения сорных растений.

киастоящее время в мире зарегистрировано более 1500 типов пестицидов, но для •Иных существ особенно опасны своей токсичностью хлорорганические (ДДТ И (то метаболиты, метафос. трефлан и др.) н фосфорорганнческие пестициды.

1 Детергенты — это химические соединения, понижающие поверхностное на- шткенне воды и используемые в качестве моющих средств и эмульгаторов. Осо­бенно широкое распространение получили синтетические поверхностно-актив- иыс вещества (СПАВ), входящие в состав моющих и чистящих средств. Разнооб- |hi нюс применение детергентов (для мытья посуды, тканей, автомобилей, для лич- Ж1(1 гигиены) привело к увеличивающемуся попаданию их в бытовые и производ- Мснные сточные воды. В сельском хозяйстве СПАВ используются для эмульгиро­вания пестицидов, вследствие чего они попадают в почвы и подземные воды.

Г Присутствие в водоемах СПАВ изменяет химический состав природных вод М естественный ход протекающих в них химических и биохимических процес- I он, угнетающе действует на биоценозы* водной среды, вызывает гибель многих ГМдробионтов**. Так, смертельная концентрация СГ1АВ для многих рыб составля­ет 3-5 мг/л, дня планктона*** —около 2 мг/л. У теплокровных животных детерген- fW нарушают функции биомембран, усиливая гем самым токсическое и канцеро-

Ifimoe влияние других токсикантов.

СПАВ парализует деятельность микроорганизмов, разрушающих органичес­кие вещества.

I Диоксины — крайне вредные вещества, воздействующие на организм челове­ки не только в течение его жизни, но и в цепи его поколений.

Главным источником образования диоксинов являются продукгы сгорания топ- дива (50-100 г/год), производство стали (50-150 г/год), предприятия целлюлозно- бумажной промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, точные воды (15-30 г/год), т азовые выбросы (4-6 г/год).

Г——

• Биоценоз — взаимосвязанная совокупность микроорганизмов, растений, грибов ■ животных, населяющих более или менее однородный участок суши или водоема.

** Гидробнонты — организмы, обитающие в водной среде.

*** Планктон —совокупность организмов, пассивно обитающих в толще воды.

Поскольку диоксины легко переносятся в воздухе на большие расстояи проблема диоксинов приобрела глобальный характер, в решении которой долж участвовать все страны мира. У человека под воздействием диоксинов могут I являться депрессии, необоснованные приступы гнева, головные боли, нарушен зрения, потеря слуха, обоняния, вкусовых ощущений.

Ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк являются тяжелыми метана и относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих а ществ. Они широко применяются в различных промышленных производств! поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений тяжел! металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большое количес во соединений поступает в океан через атмосферу.

Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. Г1р выветривании осадочных и магматических пород ежегодно выделяется 3,5 гыс. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т ртути, причс значительная часть — антропогенного происхождения. Около половины годовш промышленного производства этого металла (примерно 910 тыс. т/год) различим ми путями попадает в океан. В районах, зафязняемых промышленными водами! концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторЛ бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метил ртуть. Например, жертве-! ми болезни Миномата стали более 2800 человек, употреблявшие в пищу рыт, выловленную в заливе Миномата (Япония), в который долгое время сбрасывали техногенную ртуть.

Свинец — элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Свв нец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятель ности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорании Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными сто ками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает 20-30 i свинца в год.