Загрязнение гидросферы - Экология - Скачать бесплатно
Государственный Университет Управления
Институт заочного обучения
РЕФЕРАТ
По дисциплине: «Экология»
На тему: «Загрязнение гидросферы»
Группа: БуиА6-1-97
Студенческий билет № 22
Тема № 15
Москва – 2001
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ 3
2. Основные виды загрязнения гидросферы. 4
3. Загрязнение океанов и морей. 5
4. Загрязнение рек и озер. 10
5. Методы очистки сточных вод. 13
6. Питьевая вода. 14
7. Загрязнение подземных вод. 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 17
Список литературы. 19
ВВЕДЕНИЕ
Гидросфера – водная среда, которая включает поверхностные и подземные
воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане,
содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория)
составляет361 млн. кв. км. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши –
территории, занимающей 149 млн. кв. км. Если распределить воду ровным
слоем, то она покроет Землю толщиной 3000 м. Если земной шар уподобить
яйцу, то земная кора – это скорлупа, а гидросфера – тончайшая, меньше
микрона, пленка на ее поверхности. Если же нашу планету уподобить головке
ребенка, то вся гидросфера будет равняться двум слезинкам на его ресницах.
Вода в океане (94%) и под землей – соленая. Количество пресной воды
составляет 6% от общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля
(всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть
пресной воды содержится в снегах, пресноводных айсбергах и ледниках (1,7%),
находящихся в основном в районах южного полярного круга, а также глубоко
под землей (4%). Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3-
47 тыс. куб. км. Кроме того, может использоваться часть подземных вод,
равная 13 тыс. куб. км.
В настоящее время человечество использует 3,8 тыс. куб. км. воды
ежегодно, причем можно увеличить потребление максимум до 12 тыс. куб. км.
При нынешних темпах роста потребления воды этого хватит на ближайшие 25-30
лет. Выкачивание грунтовых вод приводит к оседанию почвы и зданий (в Мехико
и Бангкоке) и понижению уровней подземных вод на десятки метров (в Маниле).
Каждый житель Земли в среднем потребляет 650 куб. м воды в год (1780
л в сутки). Однако для удовлетворения физиологических потребностей
достаточно 2,5 л в день, т.е. около 1 куб. м в год. Большое количество воды
требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды
потребляет промышленность; 6% расходуется в быту.
С учетом потребностей воды для промышленности и сельского хозяйства
расход воды в нашей стране – от 125 до 350 л в сутки на человека (в Санкт-
Петербурге 450 л, в Москве – 400 л).
В развитых странах на каждого жителя приходится 200-300 л воды в
сутки, в городах 400-500 л, в Нью-Йорке – более 1000 л, в Париже – 500 л, в
Лондоне – 300 л. В то же время 60% суши не имеет достаточного количества
пресной воды. Четверть человечества (примерно 1,5 млн человек) ощущает ее
недостаток, а еще 500 млн страдают от недостатка и плохого качества
питьевой воды, что приводит к кишечным заболеваниям.
Не только пресные, но и соленые воды используются человеком, в
частности для рыболовства.
1. Основные виды загрязнения гидросферы.
1. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению
нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за
прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель
растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку
на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем
занимает 10-15 лет.
2. Загрязнение сточными водами в результате промышленного
производства, минеральными и органическими удобрениями в
результате сельскохозяйственного производства, а также
коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов –
обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному
развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с
непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию
местности.
3. Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность
водных организмов и человека.
4. Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели
экосистем.
5. Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы
радиоактивных отходов.
6. Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС
и АЭС, что приводит к массовому развитию синезеленых водорослей,
так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и
отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.
7. Механическое загрязнение повышает содержание механических
примесей.
8. Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными
патогенными организмами, грибами и водорослями.
Мировое хозяйство сбрасывает в год 1500 куб. км сточных вод разной
степени очистки, которые требуют 50-100-кратного разбавления для придания
им естественных свойств и дальнейшего очищения в биосфере. При этом не
учитываются воды сельскохозяйственных производств. Мировой речной сток (
37,5-45 тыс. куб. км в год) недостаточен для необходимого разбавления
сточных вод. Таким образом, в результате промышленной деятельности пресная
вода перестала быть возобновляемым ресурсом.
Рассмотрим последовательно загрязнение океанов, морей, рек и озер, а
также методы очистки сточных вод.
2. Загрязнение океанов и морей.
Ежегодно в Мировой океан попадает более 10 млн. т нефти и до 20% его
площади уже покрыты нефтяной пленкой. В первую очередь это связано с тем,
что добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом
нефтегазового комплекса. В 1993 году в океане добыто 850 млн. т нефти
(почти 30% мировой добычи). В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800
в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в
Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до 900 м.
Загрязнение гидросферы водным транспортом происходит по двум каналам.
Во-первых, морские и речные суда загрязняют ее отходами, получаемыми в
результате эксплуатационной деятельности, и, во-вторых, выбросами в случае
аварий токсичных грузов, большей частью нефти и нефтепродуктов.
Энергетические установки судов (в основном дизельные двигатели) постоянно
загрязняют атмосферу, откуда токсичные вещества частично или почти
полностью попадают в воды рек, морей и океанов.
Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями водного
бассейна. На танкерах, перевозящих нефть и ее производные, перед каждой
очередной загрузкой, как правило, промываются емкости (танки) для удаления
остатков ранее перевезенного груза. Промывочная вода, а с ней и остатки
груза обычно сбрасываются за борт. Кроме того, после доставки нефтегрузов в
порты назначения танкеры чаще всего направляются к пункту новой погрузки
порожними. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности
плавания танки судна наполняются балластной водой. Эта вода загрязняется
нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти и нефтепродуктов выливается в
море. Из общего грузооборота мирового морского флота в настоящее время 49%
падает на нефть и ее производные. Ежегодно около 6000 танкеров
международных флотилий транспортируют 3 млрд. т нефти. По мере роста
перевозок нефтегрузов все большее количество нефти стало попадать в океан
при авариях.
Огромный ущерб океану нанесло крушение американского супертанкера
«Торри Каньон» у юго-западного побережья Англии в марте 1967 года: 120
тысяч т нефти вылилось на воду и было подожжено зажигательными бомбами с
самолетов. Нефть горела несколько дней. Были загрязнены пляжи и побережья
Англии и Франции.
За десятилетие после катастрофы танкера «Торри Канон» в морях и
океанах погибло более 750 крупных танкеров. Большинство этих крушений
сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов в море. В 1978
году у французских берегов снова произошла катастрофа, еще более
значительная по последствиям, чем в 1967 году. Здесь в шторм разбился
американский супертанкер «Амоно Кодис». Из судна вылилось более 220 тыс т
нефти, покрыв площадь 3,5 тыс. кв. км. Был нанесен огромный ущерб
рыболовству, рыбоводству, устричным «плантациям», всем морским обитателям
этого района. На протяжении 180 км побережье покрылось черным траурным
«крепом».
В 1989 году авария танкера «Валдиз» вблизи побережья Аляски стала
крупнейшей экологической катастрофой подобного рода в истории США.
Огромный, с полкилометра длиной, танкер сел на мель примерно в 25 милях от
берега. Тогда в море вылилось около 40 тыс. т нефти. Огромное нефтяное
пятно растеклось в радиусе 50 миль от места аварии, покрыв плотной пленкой
пространство 80 кв. км. Были отравлены самые чистые и богатые фауной
прибрежные районы Северной Америки.
Для предотвращения подобных катастроф разрабатываются двухкорпусные
танкеры. При аварии, если будет поврежден один корпус, второй предотвратит
попадание нефти в море.
Происходит загрязнение океана и другими видами отходов
промышленности. Во все моря мира сброшено примерно 20 млрд. т мусора (1988
год). Подсчитано, что на 1 кв. км океана приходится в среднем 17 т
отбросов. Зафиксировано, что за один день в Северное море было сброшено 98
тыс. т отбросов (1987 год).
Известный путешественник Тур Хейердал рассказывал, что когда он и его
друзья плыли на плоту «Кон-Тики» в 1954 году, они не уставали любоваться
чистотой океана, а во время плавания на папирусном судне «Ра-2» в 1969 году
он и его спутники, «проснувшись утром, увидели океан настолько
загрязненным, что некуда было окунуть зубную щетку…… Из голубого
Атлантический океан стал серо-зеленым и мутным, и повсюду плавали комки
мазута величиной от булавочной головки до ломтя хлеба. В этой каше
болтались пластиковые бутылки, будто мы попали в грязную гавань. Ничего
подобного я не видел, когда сто одни сутки сидел в океане на бревнах «Кон-
Тики». Мы воочию убедились, что люди отравляют важнейший источник жизни,
могучий фильтр земного шара – Мировой океан».
До 2 млн. морских птиц и 100 тыс. морских животных, в том числе до 30
тыс. тюленей, ежегодно погибают, проглотив какие-либо пластмассовые изделия
или запутавшись в обрывках сетей и тросов.
ФРГ, Бельгия, Голландия, Англия сбрасывали в Северное море ядовитые
кислоты, в основном 18-20%-ную серную кислоту, тяжелые металлы с грунтом и
осадками сточных вод, содержащими мышьяк и ртуть, а также углеводороды, в
том числе ядовитый диоксин (1987 год). К тяжелым металлам относится ряд
элементов, широко применяемых в промышленности: цинк, свинец, хром, медь,
никель, кобальт, молибден и др. При попадании в организм большинство
металлов очень трудно выводятся, имеют свойство постоянно накапливаться в
тканях разных органов, и при превышении определенной пороговой концентрации
наступает резкое отравление организма.
Три реки, впадающие в Северное море, Рейн, Маас и Эльба, ежегодно
приносили 28 млн. т цинка, почти 11000 т свинца, 5600 т меди, а также 950 т
мышьяка, кадмий, ртуть и 150 тыс. т нефти, 100 тыс. т фосфатов и даже
радиоактивные отходы в разных количествах (данные на 1996 год). С судов
ежегодно сбрасывалось 145 млн. т обычного мусора. Англия сбрасывала 5 млн.
т канализационных стоков в год.
В результате добычи нефти из трубопроводов, связывающих нефтяные
платформы с материком, каждый год в море вытекало около 30000 т
нефтепродуктов. Последствия этого загрязнения нетрудно видеть. Целый ряд
видов, которые некогда обитали в Северном море, в том числе лосось, осетр,
устрицы, скаты и пикша, просто-напросто исчезли. Гибнут тюлени, другие
обитатели этого моря нередко страдают от инфекционных заболеваний кожи,
имеют деформированный скелет и злокачественные опухоли. Гибнет птица,
питающаяся рыбой или отравившаяся морской водой. Наблюдалось цветение
ядовитых водорослей, которое привело к уменьшению рыбных запасов (1988
год).
В Балтийском море в течение 1989 года погибли 17 тыс. тюленей.
Проведенные исследования показали, что ткани погибших животных буквально
пропитаны ртутью, которая попадала в их организм из воды. Биологи считают,
что загрязнение воды привело к резкому ослаблению иммунной системы
обитателей моря и их гибели от вирусных заболеваний.
Крупные разливы нефтепродуктов (тысячи тонн) происходят в Восточной
Балтике один раз в 3-5 лет, мелкие (десятки тонн) – ежемесячно. Крупный
разлив поражает экосистемы на акватории в несколько тысяч гектаров, мелкий
– в несколько десятков гектаров. Балтийскому морю, проливу Скагеррак,
Ирландскому морю угрожают выбросы иприта – химического отравляющего
вещества, созданного Германией в годы Второй мировой войны и затопленного
Германией, Великобританией и СССР в 40-е годы. Свои химические боеприпасы
СССР топил в северных морях и на Дальнем Востоке, Великобритания – в
Ирландском море.
В 1983 году вошла в силу международная Конвенция по предотвращению
загрязнения морской среды. В 1984 году государства Балтийского бассейна
подписали в Хельсинки Конвенцию по защите морской среды Балтийского моря.
Это было первое международное соглашение на региональном уровне. В
результате проведенной работы содержание нефтепродуктов в открытых водах
Балтийского моря снизилось в 20 раз по сравнению с 1975 г.
В 1992 году министрами 12 государств и представителем Европейского
Сообщества была подписана новая Конвенция по охране среды бассейна
Балтийского моря.
Происходит загрязнение Адриатического и Средиземного морей. Только
через реку По в Адриатическое море с предприятий промышленности и
сельскохозяйственных ферм ежегодно попадает 30 тыс. т фосфора, 80 тыс. т
азота, 60 тыс. т углеводорода, тысячи тонн свинца и хрома, 3 тыс. т цинка,
250 т мышьяка (1988 год).
Средиземному морю грозит участь превратиться в мусорную свалку,
сточную яму трех континентов. Ежегодно в море попадает 60 тыс. т моющих
веществ, 24 тыс. т хрома, тысячи тонн нитратов, применяемых в сельском
хозяйстве. К тому же 85% вод, сбрасываемых из 120 крупных приморских
городов, не очищаются (1989 год), а самоочищение (полное обновление вод)
Средиземного моря осуществляется через Гибралтарский пролив за 80 лет.
Из-за загрязнений Аральское море с 1984 года полностью потеряло
рыбохозяйственное значение. Его уникальная экосистема погибла.
Владельцы химического комбината «Тиссо» в городке Минамата на острове
Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные
ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, и с 50-х годов 1200
человек умерли, а 100000 получили отравление различной тяжести, в том числе
психопаралитические заболевания.
Серьезную экологическую угрозу для жизни в Мировом океане и,
следовательно, для человека представляет захоронение на морском дне
радиоактивных отходов (РАО) и сброс в море жидких радиоактивных отходов
(ЖРО). Западные страны (США, Великобритания, Франция, Германия, Италия и
др.) СССР с 1946 года начали активно использовать океанские глубины для
того, чтобы избавляться от РАО.
В 1959 году ВМС США затопили в 120 милях от Атлантического побережья
США неудачный ядерный реактор от атомной подводной лодки. По данным
«Гринпис», наша страна сбросила в море около 17 тыс. бетонных контейнеров с
РАО, а также более 30 корабельных атомных реакторов.
Наиболее тяжелая обстановка сложилась в Баренцевом и Карском морях
вокруг ядерного полигона на Новой Земле. Там помимо бесчисленного
количества контейнеров затоплено 17 реакторов, в том числе с ядерным
топливом, несколько аварийных атомных подводных лодок, а также центральный
отсек атомохода «Ленин» с тремя аварийными реакторами. Тихоокеанский флот
СССР захоранивал ядерные отходы (в том числе 18 реакторов) в Японском и
Охотском морях, в 10 местах недалеко от берегов Сахалина и Владивостока.
США и Япония сбрасывали отходы деятельности АЭС в Японское, Охотское
море и Северный ледовитый океан.
Жидкие радиоактивные отходы СССР сливал в дальневосточных морях с
1966 года по 1991 год (в основном вблизи юго-восточной части Камчатки и в
Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в воду 10 тыс. куб. м ЖРО.
В 1972 году была подписана Лондонская конвенция, запрещающая сброс на
дно морей и океанов радиоактивных и ядовитых химических отходов. К той
конвенции присоединилась и наша страна. Военные корабли, в соответствии с
международным правом, в разрешении на сброс не нуждаются. В 1993 году
запрещен сброс ЖРО в море.
В 1982 году 3-я Конференция ООН по морскому праву приняла конвенцию
по мирному использованию Мирового океана в интересах всех стран и народов,
которая содержит около тысячи международно-правовых норм, регламентирующих
все основные вопросы использования ресурсов океана.
3. Загрязнение рек и озер.
Большое количество сточных вод, нефтепродуктов и даже жидкие
радиоактивные отходы поступают в реки и озера различных регионов мира.
Когда в 1969 году в Кливленде (США) вспыхнула насыщенная нефтью река
Кайяхога, впадающая в Великие озера, она сразу же стала зримым символом
экологического бедствия, порожденного многолетним сбросом отходов
коммунальных служб и промышленных предприятий, расположенных на побережье
Великих озер.
Если к самим Великим озерам, содержащим 90% пресной воды США,
перестали относиться как к гигантской выгребной яме, то на дно почти
четырех десятков заливов, бухт и устьев рек все еще оседают отбросы,
попадающие в верховья рек из близлежащих городов и фермерских хозяйств, а
также разрешенные к захоронению химические вещества.
В начале 80-х годов американско-канадская комиссия зарегистрировала
на Великих озерах 42 района, вызывающих тревогу. Прежние захоронения
токсичных веществ привели здесь к концентрации ядовитых донных отложений.
США и Канада обязались заняться очисткой этих ядовитых «горячих точек».
Однако наступление на столь загрязненные в технологическом плане озера
оказалось настоящим кошмаром. Оно обойдется, по-видимому, в десятки
миллиардов долларов и завершится в ХХI веке.
Особую угрозу представляют пестициды. Попав в озера, они быстро
рассеиваются и практически не угрожают 35 млн. американцев и канадцев,
пользующихся озерной питьевой водой. Но, двигаясь по пищевой цепочке,
ядохимикаты достигают высокой степени концентрации. По мнению некоторых
ученых, в 1991 году она была такова, что обед из озерной форели содержал в
себе больше ядовитых веществ, чем вся вода, которую человек выпивает за
свою жизнь и в которой обитала эта форель. Около 40% водных ресурсов США
непригодны для питья, а 34 реки и озера настолько загрязнены, что в них
нельзя ни купаться, ни ловить рыбу (1994 год). На очистку источников воды
США требуется 400 млрд. долларов (данные на 1993 год).
Вдоль всего русла Рейна в 70-90-е годы было построено огромное
множество очистительных сооружений, в которые вложено свыше 50 млрд.
долларов. Качество воды стало постепенно улучшаться. Однако произошедший в
ноябре 1986 года пожар на складах крупной химико-фармацевтической компании
«Sandoz» в Швейцарии повлек выброс около 30 тонн пестицидов и продуктов
окисления в воды Рейна, в результате чего в реке погибло почти все живое до
города Карлсруэ. Тем не менее к 2000 году сброс промышленных и коммунальных
стоков в Рейн уменьшился на 50-90%, а по ряду наиболее опасных соединений
полностью прекращен. Качество воды в реке улучшилось настолько, что с 1990
года лосось и океаническая сельдь вернулись сюда.
В России из 60 куб. км сточных вод по меньшей мере треть попадает в
окружающую среду без всякой очистки. Наиболее загрязнены водные источники
юга России, а также Московской области. Из бассейна Кубани в 1991 году было
забрано для производственных целей 80% годового стока, из Дона – 65%. Из
Терека и Урала современное хозяйствование забирает в среднем 50% их стока.
Больше половины забираемой воды возвращается в реки без очистки. Вода не
успевает самоочищаться. Для того, чтобы вылечить реку после такой агрессии,
необходимо разбавлять загрязненную воду чистой как минимум в соотношении
1:30. Этого не происходит.
В Неву каждый день попадает около 2000 тонн загрязняющих веществ. В
Печоре по сему ее течению наблюдаются высокие концентрации фенола (из-за
сплава леса), нефтепродуктов, соединений меди. В Северной Двине кроме
фенола, нефтепродуктов и соединений меди находят еще соединения азота и
отходы целлюлозно-бумажной промышленности. В Уральских реках Чусовой,
Исети, Тагиле и Туре концентрации меди, никеля, хрома выше предельно
допустимых норм в 5-20 раз. Енисей, Ангара и Лена загрязнены медью, цинком
и фенолами. Обь на всем протяжении от истока до устья загрязнена
нефтепродуктами и фенолом в концентрации от 5 до 17 ПДК.
Братское и Усть-Илимское водохранилища загрязнены сточными водами
лесопромышленных комплексов (концентрации сероводорода и других веществ
достигают сотен ПДК).
Воды Амура загрязнены медью и хромом (в 5-15 раз выше ПДК). В тяжелом
экологическом положении находится Волга, на берегах которой живет 60 млн.
человек и где производится 30% промышленной с сельскохозяйственной
продукции. Водозабор из Волги равен 33% (данные на 1992 год). Объем
загрязненных сточных вод, сбрасываемых в ее бассейн, составляет 37% общего
их объема на территории России. В Волгу в 1989 году поступало 20 куб. км
сточных вод. Если исходить из средненеобходимого для различных отраслей
промышленности 30-кратного разбавления, то для доведения этих стоков до
нормы понадобилось бы 600 куб. км чистой воды, а среднегодовой сток Волги –
250
|
