33. Мониторинг состояния водных ресурсов. Состав гидросферы. Источники и загрязнители гидросферы.

Мониторинг качественного состояния водных ресурсов – система наблюдения за состоянием качества поверхностных и подземных вод. Пункты наблюдений располагаются с учетом состояния и перспектив использования водоемов или водотоков, имеющих важное значение для экологии, а так же подверженных загрязнению сточными водами на пересечении рек и в устьях больших рек. Большинство пунктов наблюдений за загрязнением вод суши совмещается с гидрологическими станциями и постами.

Гидросфера — водная оболочка нашей планеты — это безбрежные просторы морей и океанов, синева озёр, сверкающие ленты рек и топи болот, облака и туманы, серебристый иней и капли росы. Водой покрыто около 3/4 поверхности Земли. Молекула воды Н2О состоит из трех атомов — одного атома кислорода и двух атомов водорода. Это бесцветное химическое соединение, не имеющее вкуса и запаха, — самое распространённое на планете, без него невозможно существование жизни, и его роль в формировании географической оболочки огромна.

Общий объём воды на земном шаре 1390 млн. км3, основная его часть приходится на моря и океаны — 96,4%. На суше наибольшее количество воды содержат ледники и постоянные снега — около 1,86% (при этом в горных ледниках — 0,2%). Около 1,7% от общего объёма гидросферы приходится на подземные воды и примерно 0,02% — на воды суши (реки, озёра, болота, искусственные водоёмы - прим. от geoglobus.ru). Некоторое количество воды находится в живых организмах биосферы и в атмосфере. Пресная вода составляет лишь 2,64%.

Состав гидросферы Земли

На нашей планете в естественных условиях вода может существовать в трёх агрегатных состояниях — твёрдом (лёд), жидком (вода) и газообразном (водяной пар), в отличие от других веществ, которые находятся или в твёрдом (минералы, металлы - прим. от geoglobus.ru) или в газообразном (кислород, азот, углекислый газ) состоянии.

Уровень загрязнения рек, озер, морей и океанов с каждым годом возрастает. Особую и едва ли не самую серьезную роль в загрязнении водных объектов играет сброс отработанных промышленных вод. Они загрязняют более 1/3 всего речного стока. Например, в США за 70 лет загрязненность рек выросла в 10 раз, что привело к запрещению купания в реке Миссисипи и ее притоках. Не лучшим образом обстоит дело и с водоемами, расположенными в Европейской части России. Так, концентрация аммонийного и нитритного азота увеличилась в 1,5 раза, количество взвешенных и органических веществ достигает от 2 до 12 ПДК, содержание фенолов -- от 10 до 41 ПДК, тяжелых металлов -- от 8 до 24 ПДК.

Основными источниками загрязнения водоёмов служат предприятия чёрной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, лёгкой промышленности. Особую опасность для гидросферы несут химические вещества, загрязняющие как грунтовые воды, так и водоемы. Наиболее распространены соединения тяжелых металлов (свинец, олово, мышьяк, кадмий, ртуть, хром, медь, цинк) и синтетические органические соединения. Ионы тяжелых металлов, попадая в организм, подавляют активность ряда ферментов, что приводит к крайне тяжелым физиологическим и неврологическим последствиям (например, развитию умственной отсталости, психических аномалий и врожденных уродств, при ртутных отравлениях). Синтетические органические соединения, прежде всего хлорированные углеводороды (они используются для производства пластмасс, синтетических волокон, искусственного каучука, лакокрасочных покрытий, растворителей и пестицидов), попадая в организм, нарушают его функционирование, вызывая развитие рака, появление мутаций и врожденных дефектов у детей. При определенных дозах, возможны острое отравление и смерть, поскольку указанные химические соединения способны накапливаться в организмах (биоаккумулироваться) и биоконцентрироваться. Особую проблему представляет проникновение загрязненных поверхностных стоков в подпочвенные воды, так как поверхностные стоки городов всегда имеют повышенную кислотность. Если под городом располагаются меловые отложения и известняки, проникновение в них закисленных вод неизбежно приводит к возникновению карстов. Пустоты, образующиеся в результате антропогенного карста непосредственно под городом, могут представлять серьезную угрозу для зданий и сооружений, поэтому в городах, где существует реальный риск возникновения карстровых пустот, необходима специальная геологическая служба по прогнозу и предотвращению последствий этого явления. В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы сегодня выступают нефть и нефтепродукты, попадающие в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использования в качестве топлива и промышленного сырья. Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты — очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м. и более. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртутные фракции). Одним из наиболее значительных источников загрязнения водных ресурсов становится сельское хозяйство. Это проявляется прежде всего в смыве удобрений и попадании их в водоемы. В науке широко известен эффект эвтрофикации (или доступ к чистой воде городского (А) и сельского (Б) населения в отдельных регионах эфтрофирования) водоемов вследствие загрязнения их азотными и фосфорными удобрениями. Нитраты и фосфаты служат своеобразными удобрениями для водных растений. В результате водоемы пышно «цветут», резко увеличиваются кормовые ресурсы (фитопланктон, микроводоросли поверхностного слоя), затем возрастает количество рыбы, ракообразных и других организмов. Однако со временем огромные толщи фитомассы отмирают, расходуя при этом все запасы кислорода. В водоеме интенсивно накапливается сероводород, а сам он, агонизируя, постепенно «умирает». Все чаще водные ресурсы загрязняются гербицидами и пестицидами. При этом степень их накопления и проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических и термических характеристик водного объекта. Например, в непроточном водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником хронического загрязнения. С повышением температуры токсическое воздействие практически всех ядохимикатов усиливается.