Статья содержит информацию о водных ресурсах планеты. Приводятся статистические данные по содержанию воды на планете. Уточняются пути по предотвращению глобальной катастрофы.

Что такое водные ресурсы Земли?

Водные ресурсы — совокупность вод гидросферы, в том числе и Мирового океана, а также наземных и скрытых вод континентов.

Вода представляет собой самое многочисленное вещество на планете. Наибольшей важностью обладает вода пригодная для питья - без нее человеческое существование не представляется возможным. Главные особенности ресурса состоят в том, что он не имеет аналогов и альтернативы. Человечество всегда использовало воду в разных областях своей деятельности: бытовое и сельское хозяйство, промышленность.

Определить какое число запасов воды содержит в себе Земля непросто. Это объясняется тем, что вода пребывает в постоянном движении и способна изменять свое состояние на:

• жидкое;
• твердое;
• газообразное.

Общее количество водных ресурсов Земли определяется как свободная вода, которая присутствует во всех известных состояниях и атмосфере.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Рис. 1. Ледники Антарктики.

На планете содержится около 1,386 млрд. км. куб. воды. Но значительная часть от общего объема (97,5%) это соленая вода и только 2,5% — пресная. Основная доля пресной воды (68,7%) находится во льдах Антарктики, Арктики, и горных районов.

Некогда внутренние воды и водные ресурсы в целом относились к числу возобновляемых ресурсов благодаря круговороту воды и способности ее к очищению. Эти специфические черты живительной влаги породили распространенный миф о неизменности и неисчерпаемости ресурса.

Однако сейчас положение сильно изменилась. В большинстве частей света были выявлены последствия длительного и некорректного воздействия человека на самый ценный ресурс. За минувшие три десятка лет наблюдается массовое изменение по вине человека в круговороте воды, которое негативно сказывается на ее качестве и потенциале как природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их география и временное распределение, зависят не только от естественных климатических колебаний.

Рис. 2. Загрязнение воды человеком.

Из-за положительного и отрицательного влияния человека на планету многие части мировых водных ресурсов попросту истощаются и сильно загрязняются. Это обстоятельство сейчас является основным фактором, который существенно тормозит экономическое развитие, а вместе с тем и рост численности населения. Поэтому тема и вопрос, касающийся иррационального использования водных ресурсов, сегодня актуален как никогда.

Охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование от каждого жителя Земли, предприятия и государства.

Рис. 3. Очистка поверхности океана от нефтяного пятна.

Для предупреждения необратимых последствий на планете необходимо приобщать все слои населения к проблеме и создать законодательную основу, которая будет способствовать проявлению заботы о водных ресурсах как со стороны частных лиц, так и предприятий.

Выброс мусора в моря и океаны сейчас вызывает глобальные проблемы, т. к. это негативно сказывается на живых сущзествах, которые населяют морские глубины.

Проблема очистки сточных вод является причиной загрязнения многих естественных водоемов планеты.

Что мы узнали?

Узнали, что включает в себя понятие «водные ресурсы». Установили, каковы основные причины негативного воздействия человека на водные запасы планеты. Выяснили, что должны делать люди, чтобы сохранить планету и ее богатства для потомков. Поняли, что без воды жизнь на Земле невозможна.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 213.

Гидросфера включает в себя все водоемы нашей планеты, а также грунтовые воды, пары и газы атмосферы, ледники. Эти источники необходимы природе для поддержание жизни. Сейчас качество воды значительно ухудшилось из-за антропогенной деятельности. Из-за этого мы говорим о многих глобальных проблемах гидросферы:

• химическое загрязнение воды;
• загрязнение мусором и отходами;
• уничтожение флоры и фауны, проживающей в водоемах;
• загрязнение воды нефтью;

Все эти проблемы обусловлены плохим качеством и недостаточным количеством воды на планете. Несмотря на то, что большая часть поверхности земли, а именно 70,8% укрыта водой, не всем людям хватает питьевой воды. Дело в том, что вода морей и океанов слишком соленая и непригодна для питья. Для этого используется вода пресных озер и подземных источников. Из мировых запасов воды только 1% содержится в пресных водоемах. В теории еще 2% воды, которая в твердом состоянии в ледниках подходит для питья, если ее разморозить и очистить.

Использование воды в промышленности

Основные проблемы водных ресурсов заключаются в том, что они широко применяются в промышленности: металлургии и машиностроении, энергетике и пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и химической индустрии. Использованная вода часто уже не пригодна для дальнейшего применения. Конечно, предприятия, когда ее сливают, не очищают, поэтому сельскохозяйственные и промышленные стоки попадают в Мировой океан.

Одной из проблем водных ресурсов является ее использование в коммунальном хозяйстве. Далеко не во всех странах люди обеспечены водоснабжением, а трубопроводы оставляют желать лучшего. Что касается канализации и стоков, то они прямо без очищения сливаются в водоемы.

Актуальность охраны водоемов

Чтобы решить многие , нужно проводить охрану водных ресурсов. Это осуществляется на государственном уровне, но также обычные люди могут внести свою лепту:

• уменьшить расход воды в промышленности;
• рационально расходовать водные ресурсы;
• очищать загрязненную воду (промышленных и бытовых стоков);
• проводить очищение акваторий;
• устранять последствия аварий, загрязняющих водоемы;
• экономить воду в повседневном использовании;
• не оставлять водопроводные краны открытыми.

Это те действия по охране воды, которые помогут сохранить нашу планету голубой (от воды), а, значит, обеспечат поддержание жизни на земле.

Энергетика и энергосбережение. Основные направления энергосберегающей политики в РБ.

Нереально думать, что человечество откажется от плодов цивилизации и пересядет на велосипеды (хотя в Японии увеличилось количество велосипедистов на городских улицах, особенно в час пик). Но реально снизить ущерб, наносимый природе. Взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию – уменьшаешь отрицательное воздействие на окружающую среду. Вопросы экологии и энергосбережения особенно актуальны в свете роста цен на энергоносители. Энергосбережение - комплекс мер для обеспечения эффективного использования энергоресурсов. Республика может обеспечить не более 15% своих потребностей в энергии за счет собственных источников. Поэтому энергосбережение, рациональное использование энергоресурсов является важной государственной задачей. Давно установлено, что степень развития техники и уровень жизни непосредственно связаны с количеством потребляемой энергии. Чем больше потребляется энергии на одного жителя, тем выше уровень жизни в стране. Уровень жизни прямо пропорционален эффективности использования энергии при соблюдений требований к охране окружающей среды. Проблемы энергосбережения актуальны для всех стран, однако конкретные способы и пути их решения диктуются национальными, природными и социально-экономическими особенностями каждой страны.

Энергосбережение является не только ключом к решению многих экологических проблем, но и мощным фактором подъема экономики, каждый рубль, вложенный в энергосбережение, дает экономию от 2,5 до 4,0 руб. в год.

Энергетика. Представляет собой отрасль промышленности (топливно-энергетический комплекс), охватывающий довольно сложную систему состоящую из геологического изучения полезные ископаемые, добычу энергетических ресурсов, использование различных видов энергии. Энергетика – база экономики любого государства. Ведущая отрасль топливно-энергетического комплекса – электроэнергетика . Электрическая энергия в настоящее время внедряется практически во все новые сферы промышленности, сельского хозяйства и быта. В большинстве развитых зарубежных стран электрическая составляющая всего топливно-энергетического комплекса достигала 35-40 %, а к началу ХХI в. превысила 50 %. Степень же электрической вооруженности топливно-энергетического комплекса Республики Беларусь составляет 22 %, что значительно ниже показателей не только развитых стран, но и среднемирового уровня (27 %). В США общая выработка электроэнергии составляет 388,0 млрд. кВт/ч. электроэнергии, в СНГ - около 205,3 млрд. кВт ч. В высокоразвитых зарубеж­ных странах, среди которых выделяются Франция, Бельгия, Япония, большая роль в производстве электроэнергии отводится атомным электростанциям.

Темпы роста населения позволяют прогнозировать, что через 40 лет на Земле будет жить 12 млрд. человек, для которых необходимо обеспечить комфортные условия существования, поэтому столь жестко стоят проблемы энергосбережения.

Основу современной энергетики составляют теплоэлектростанции. Первые электростанции были построены в конце 19 в. Всё большую роль приобретает ядерная энергетика. Проведенные исследования показали, что непременным условием обеспечения эффективного энергоснабжения является возможное развитие ядерной энергетики при строгом соблюдении условий эксплуатации и утилизации отходов. Собранные исследователями в течение последних лет, показывают, что риск воздействия на здоровье радиоактивных веществ, содержащихся в воз­духе, воде и почве, существенно недооценивается.

На Беларуси начало электрификации связано со строительством электростанции в.г. Добруш, в Минске (1894). Витебске (1898). В 1913 г. было 11 электростанций общей мощность. С 1930 г. начала формироваться Белорусская энергетическая система. Сегодня в РБ электрическую и тепловую энергию вырабатывают 25 тепловых электростанций (установленная мощность 7625 МВт). Наиболее крупными являются: Лукомльская ГРЭС, Берёзовская ГРЭС, Минские ТЭЦ и др. Система включает около 7 тыс. км линий электропередач и более 2 тыс. км тепловых сетей.

Теплофикация – централизованное теплообеспечение, основанное на комбинированной выработке тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). В Беларуси теплофикация началась в 1936 г. в связи со строительством Минской ТЭЦ-2.

Энергетические ресурсы – это любые источники механической, химической и физической энергии. К энергетическим ресурсам относятся: минеральные топливные ресурсы (природный газ, нефть, уголь и др.); ядерная и водная энергия; энергия солнечного излучения и ветра, морских приливов и отливов, морских волн и течений, теплота глубин планеты и др. Природные (первичные) энергоресурсы , естественно образовавшиеся результате геологиче­ского развития Земли или проявляющиеся через космические связи (излучение Солнца). Делятся на невозобновляемые (все минеральные полезные ископаемые) и возобновляемые (энергия рек, земельные, биологические ресурсы). Геотермальная, солнечная, ветровая энер­гия, энергия приливов относятся к неисчерпаемым источникам энергии. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) - энергия, получаемая в ходе любого технологиче­ского процесса в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом энергетическом процессе. Вторичные – это отработанные горючие органические вещества, городские и промышленные отходы, горючие отработанные теплоносители, отходы сельскохозяйственного производства. В настоящее время человечество потребляет ежегодно около 14 млрд. т.у.т. первичной энергии, из которой полезно используется примерно 5 млрд. т.у.т. т. е. 36 %. Следовательно, потенциал энергосбережения составляет 9 млрд. тонн у. т.

Из традиционных видов топлива наибольшую ценность в Республике Беларусь представляют месторождения нефти, торфа, бурого угля. В Республике Беларусь на душу населения приходится 0,7 кВт энергии. Это в пять раз меньше, чем в США, в 1,5 раза меньше, чем в Украине.

Энергетический потенциал является параметром, определяющим возможность использования источника энергии, и выражается в единицах энергии. Единицей энергии в системе СИ является джоуль [Дж] или киловатт час [кВт - ч]. Внесистемной единицей энергии является калория [кал.]. Для сопоставления различных видов топлива принята единица измерения – у. т., теплота сгорания которого равной 29,33 МДж/кг. При этом используются соотношения:

1 кал = 4,19 Дж,

1 т.у.т. = 7 -10 6 кал.

1т.у.т.=29,33х10 9 Дж=8,12х10 3 кВтч).

Энергетический потенциал энергоресурсов Земли, измеряемый в эксаджоулях [эдж] (1 эДж = 10 18 Дж), оценивается следующими величинами:

- геотермальная энергия 2,94 – 10 6

- энергия Солнца за 1 год 2,4 - 10 6

- энергия приливов, за 1 год 2,52 – 10 5

- энергия ветра, за 1 год 6,12 - 10 3

- энергия рек, за 1 год 1,19 - 10 2

Около 80 процентов используемых в настоящее время энергоресурсов составляют невозобновляемые – уголь, нефть, газ.

Проектом энергетической политики РБ на период до 2020г намечено сократить потребление газа с 18,4 млрд м3 – до 16,9. На местное топливо планируется переориентировать в первую очередь жилищно-коммунальное хозяйство.

Доля местных ресурсов в топливном балансе страны должна составить 25 % . Достичь этого показателя планируется за счет увеличения использования древесного топлива, торфа, других источников энергии.

Водные ресурсы и их охрана.

1. Характеристика и оценка водных ресурсов мира.

Вода - самое распространенное и самое необыкновенное вещество на Земле. Она покрывает 71% земной поверхности. Академик А.Е.Ферсман с полным основанием называл воду «самым важным минералом на Земле, без которого нет жизни».

Мировой оке­ан играет огромную роль в создании необходимых условий жиз­ни на нашей планете, его фитопланктон обеспечивает 50-70 % общего объема кислорода, потребляемого живыми существами. Несмотря на про­шедшие миллиарды лет фор­мирования и развития, современный растительный и живот­ный мир и сейчас преимущественно морской. Из 63 классов животных 60 проживает в воде, из 33 классов растений 18 - водные.

Принято считать, что в океане первой живой клеткой была раститель­ная. Вода была и элементом внешней среды, и составной частью растительного организма. После выхода растений на сушу основной их конституционной частью явилась вода. На ее долю приходится от 60 до 95 % массы растительных и 80- 90 % массы животных организмов.

Для своих поселений человек издревле выбирал места вблизи водотоков. Посмотрите на карту мира. Все крупные города (да и большинство малых) основаны вблизи непосредственной близости водных источников - рек. Вода с древнейших времен стала важнейшим и самым дешевым транспортным путем.

В высшей степени практичные египтяне начали ежегодно отмечать высоту паводка на Ниле.

Даже имена городов, которые мы сегодня имеем и те произошли от названия рек и озер (Волгоград, Комсомольск – на – Амуре, Днепропетровск, Верхнедвинск, Полоцк- река Полота; Асвея, Озерище, Браслав, Свислочь, Вилейка, Березино, Гомель. Минск – река Менка. В природных водах обна­ружены в растворенном состоянии почти все элементы таб­лицы Менделеева. Только в морской воде их найдено 77.

Гидросфера - важнейший элемент биосферы. Вода - химическое соединение водорода с кислородом (Н 2 0), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. При концентрации солей до 1 г/л воду считают пресной, до 24,7 г/л - солоноватой, свыше - соленой. Тело взрослого человека содержит 60-80 % воды. Физиологи­ческая потребность взрослого человека в воде составляет 9-10 л/сут., если приплюсовать сюда количество воды, расходуемое на умывание, мытье посуды и т.п. то суточное потребление воды одним жителем в среднем со­ставляет 200-300 л. Потеря 6-8 % воды сопровождается полуобморочным состоянием, 10 % - галлюцинацией, 12 % - приводит к смерти.

Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды служат аккумуляторами тепла и способны изменять погоду и климат на планете. Вода является универсальным растворителем для многих газообразных, жидких и твердых ве­ществ. Она участвует в большинстве химических реакций.

Возобновление (обмен) водных ресурсов в подземных бас­сейнах происходит за 5 тысяч лет; в океанах - в 2 раза быстрее; в атмосфере - каждые 8 суток, в реках - каждые 12 суток. Живые организмы очень чутко реагируют на уровень об­водненности - замедляется рост, сокра­щаются вегетативные органы, расходуются энергетические запасы и т. д.

Другими источниками (а для некоторых растений главны­ми) являются роса, пар из воздуха и эндогенная вода. Эндогенная вода образуется внутри самого организма путем окисления органических соединений: 100 г жира дает 90г воды, 100 г сахара - 55,6 воды, 100г белка - 39,6 г воды. Верблюд за счет жира в его горбе может получить до 40 л эндогенной воды.

Вода - это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Сила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций. К водоемким отраслям, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности, где вода служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья, а также электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности. Широко используется вода в строительстве и промышленности стро­ительных материалов. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды, прежде всего на орошаемое земледелие. Реки, каналы, озера - дешевые пути сообщения. Водные объекты - это и места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.

Водные массы на поверхности Земли образуют Мировой океан (361 млн. км 2) или 71% земной по­верхности. Большая часть по­верхности Земли (около 70%) . В составе гидросферы 98% соленых вод и только 2% - прес­ных, которые сосредоточены преимущественно в ледниковых покровах матери­ков. На жизненные нужды человечество использует глав­ным образом пресные воды, и к тому же более 2/3 ее законсерви­ровано в ледниках и снежниках. На каждого жителя нашей планеты приходится около 300 млн.м3. воды. То есть каждый из нас является владельцем такого водохра­нилища как Можайское на Москва-реке. К тому же и распределены они как по поверхности Земного шара, так и по временам года чрезвычайно нерав­номерно и во многих районах самые крупные водные артерии находятся в районах относительно мало заселенных и слабо освоенных.

В первую очередь здесь следует назвать самую крупную реку на нашей планете – Амазонку, на которую приходится около 1/6 всего стока рек,. На Земле условно выделяют 4 океана :- Тихий -Атлантиче­ский -Индийским -- Северный Ледовитый -Некоторые исследователи выде­ляют пятый - Южный океан, который омывает берега Антарктиды. Море - Различают внутренние, окраинные. Составной частью гидросферы является воды суши, которые разделяются на поверхностные и подземные.

Поверхностные воды - воды суши, которые постоянно или временно находятся на земной по­верхности в жидком или твердом состоянии в форме водных объектов. Река - естественный водный поток, который течет в разработанном им заглублении, - русле.

Самая длинная река в мире - Нил (6671 км), самая полноводная - Амазонка (объем воды в устье составляет 200 тыс. м3/с).

Озеро - водоем, который образовался в замкнутом естественном заглублении на поверхности суши. Озера используются в качестве путей сообщения, минеральное сырье. Добывают также лечебную грязь.

Болота - излишне увлажнены участки суши. Со слоем торфа не менее 0,3 м. Болота регулируют сток вод, увлажняют атмосферный воздух. На болотах разрабатывают торф, который используется в качестве удобрения, топлива и химического сырья.

Ледники - естественные скопления льда на земной поверхности. Ледники - один из главных ресурсов пресной воды

Подземные воды - воды, которые находятся в порах и пустотах горных пород верхней части земной коры. Объемы потребления подземных вод во многих регионах Земли значительно превышают их возобновляемость, что яв­ляется причиной па­дения их уровня.

Особенный вид источников, которые фонтанируют - гейзеры . Термальные воды дают тепловую энергию, минеральные и радиоактивные воды используются в медицине. Из подземных вод получают йод, соли, разные металлы.

ПРОБЛЕМА ДЕФИЦИТА ПРЕСНОЙ ВОДЫ

Человечеству для жизни нужна не просто вода, не любая вода, а вода пресная и определенного качества. А ее очень и очень мало. Не следует забывать, что из каждых 100 л воды на Земле 97 л имеют соленый вкус. В 1999 году Экологическая программа ООН (ЮНЕП) сообщила о том, что нехватка воды станет одной из самых насущных проблем нового тысячелетия. Всемирный водный совет полагает, что к 2020 году, чтобы прокормить растущее население планеты, нам понадобится на 17% больше воды, чем будет в нашем распоряжении. Отмечается падение уровня подземных вод на 1-3 м в год. Например, на производство одной тонны пшеницы уходит тысяча тонн воды. Программа ЮНЕСКО по оценке водных ресурсов Организации объединенных наций подго­товила и обнародовала второй доклад «Вода: наша общая ответственность», содержащий оценку состояния запасов пресной воды. В настоящее время пятая часть населения, или 2,6 миллиарда человек, не имеют доступа к чистой питьевой воде. 40 процентов населения или 1,6 миллиарда, большая часть из которых проживает в Китае и Индии, лишены основных услуг в плане санитарии. Это приводит к катастрофическим последствиям: ежегодно более 2,2 млн. че­ловек, главным образом в развивающихся странах, умирают от болезней, связанных с низким ка­чеством воды. Около 6 тыс. детей ежедневно умирают от болезней, которые можно предотвра­тить путем улучшения санитарно-гигиенических условий. В связи с этим 2005-2015 годы по ини­циативе ООН провозглашены международным десятилетием "Вода для жизни".

По мнению многих специалистов, причиной большинства экономических и политических конфликтов 21 века станет борьба за пресную воду. Основные проблемы в области совместного использования водных ресурсов в различных странах возникают по поводу количества воды, потребляемой на производство электроэнергии и направляемой на орошение принципов распределения воды среди потребителей; качества воды. Положение осложняется если подача воды в регион либо страну осуществляется по оста­точному принципу. Каждая страна забирает необходимое количество воды без учета потребно­стей других водопользователей.

Водные ресурсы РБ. Ресурсы поверхностных вод Беларуси оцениваются в 58 км 3 в год, по этому показателю она занимает восьмое место среди стран СНГ. Около 55 % годового стока приходится на реки бассейна Черного моря и, 45 % – Балтийского. Большая часть речного стока (59%) формируется в пределах Беларуси. Приток воды с территории соседних государств (России и Украины) равен в год (41%).

Статус достаточно крупных рек, длина которых более 500 км, имеют только семь рек - Западная Двина, Неман, Вилия (бассейн Балтийского моря), Днепр, Березина, Сож и Припять (бассейн Черного моря). Ресурсы поверхностных вод включают также озера и водохранилища. В Беларуси насчитывается свыше десяти тысяч озер (10 800). Большинство озер расположено в северной части Беларуси - в Белорусском Поозерье. Озера здесь образовались в ледниковый период. Движущиеся огромные ледниковые глыбы выпахивали перед собой углубления, которые после таяния ледника заполнялись водой.

Озера Беларуси играют огромную роль в удовлетворении промышленных и бытовых нужд. Запасы содержащейся в них пресной воды идут в непосредственное использование человеком. Озера являются средоточением рыбных богатств и скоплениями такого ценного сырья, как сапропеля. Многие озера расположены близко одно от другого или соединены одним водотоком и образуют группы - Нарочанскую, Браславскую, Ушачскую и др. Самые крупные из озер: Нарочь (площадь зеркала воды 79,6 км 2), Освейское (52,8 км 2), Лукомское (37,7 км 2), Дривяты (36,1 км 2), Нещердо, Снуды, Свирь. Северные озера отличаются хорошей сохранно­стью озерных котловин, что позволяет вести их комплексное использование. Озера на юге страны носят черты деградации, чаще всего имеют низкие заболачиваемые берега, плоские и неглубокие озерные котловины. Особо крупными из них являются: Червоное (40,8 км 2), Выгонощанское (26 км 2), Черное, Споровское. Мало озер в центральной части страны. Суммарная площадь зеркала всех озер Беларуси составляет почти 2 тыс. км 2. Неравномерность размещения водных ресурсов компенсируется строительством водохранилищ и прудов. По обеспеченности водными ресурсами Беларусь находится в сравнительно благоприятных условиях.

Водообеспеченность рес­публики составляет 175 м 3 /км 2 , или 3,6 тыс. м 3 на человека. Это выше, чем в таких странах Европы, как Германия (1,3), Польша (2,2), Украина (1,0), и др.

Водохранилище - искусственный водоем с полным объемом задержанных водных масс более 1 млн. м 3 . На территории Беларуси сооружено более 140 водохранилищ различного хозяйственного назначения. Создание водохранилищ вызвано необходимостью: - уменьшения маловодья, - перераспределения стока между сезо­нами год, в интересах гидро­энергетики, разви­тия рекреации, водного транспорта и др.; - (рыболовство и рыбоводство - уловы рыбы на водохранили-щах страны уже превысили уловы в озерах); - улучшение природных условий прилегающих территорий: смяг­чение климата, водное благоустройство и т.п.. В районе крупных городов часто строят водохранилища с целью технического водоснабжения, так как вода используется на различных предприятиях.

Изменение гидрологического режима оказывает большое влияние на прилегающее к водохранилищу территории - над самим водоемом и на прилегающих терри­ториях изменяется микроклимат –, температура, влажность, ветровой ре­жим и т.д. Но влияние даже крупных водохранилищ, на климат сказывается более или менее за­метно лишь в береговой полосе на расстоянии 1-3 км. от берега. Водохранилища – “ключ” к решению многих хозяйственных проблем, но и одновременно "фокус" противоречии между водопользователями и водопотребителями. Наиболее ощутимые отрицательные последствия создания и эксплуатации водохранилищ , затопление земель; переформирова­ние берегов, повышение уровня грунтовых вод и вызываемое им заболачивание и подтопление земель, изменение условий обитания водной и наземной фауны и флоры в долине реки, коренная перестройка экосистем самого водотока, избыточное развитие сине-зеленых водорослей (цвете­ние воды) и т.п.. В Беларуси В целом создано и обустроено несколько тысяч место отдыха на озерах, водохранилищах. В минском районе выполняются работы по реконструкции зон отдыха водохранилищ "Дрозды", "Комсомольское озеро", "Заславское" ", "Цнянское", "Вяча" и "Птичь""Криница".Выполнены работы по очистке Лошицкого водохранилища.В Гродненской области завершены работы по благоустройству более 100 мест отдыха на водо­хранилищах. В Витебской области мероприятия по обустройству набережных выполнено на 133 объектах. Аналогичные работы осуществляются и на территориях других областей. К числу искусственных водоемов относятся и пруды, которые аккумулируют местный сток. Их полный объем не превышает 1 млн. м 3 . Пруды предназначены для местного хозяйственно-бытового водообеспечения и иных целей. Прудовой фонд Беларуси составляют более 1500 ед. Значительные ресурсы подземных вод находятся в бассейне Днепра с притоками Березина и Сож. Всего разведано более 230 месторождений пресных подземных вод из них для промышленного освоения подготовлено около 200 месторождений. Возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подземных вод в целом по Беларуси сегодня и в перспективе оцениваются как достаточные для удовлетворения потребностей страны в воде.

Водное хозяйство формируется как отрасль хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства - обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества. По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей. При вод о потреблении вода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).

Всего имеется 4254 водопользователя, на балансе которых 263 водозабора из поверхностных водных объектов и 4196 водозаборов подземных вод. Объем водопотребления определяется численностью городского населения и нормами хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя. На период до 2010 г. прогнозируется обеспечение всего населения Беларуси питьевой водой не менее 400 л/сут. на человека. Таким образом, для удовлетворения потребностей в воде собственных водных ресурсов вполне достаточно.

Удельное водопотребление семей различного состава, л/сут на человека.

Полученные данные показывают, что семьи без детей используют больше воды на одного человека, чем семьи с детьми, причем в семьях с большим количеством детей удельное водопотребление ниже.

Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Обобщенным показателем эффективности использования водных ресурсов является водоемкость. Водоемкость показывает, сколько водных ресурсов нужно затратить для получения единицы ВВП. Динамика этого показателя может служить индикатором эффективности использования водных ресурсов. Основным резервом повышения эффективности использования водных ресурсов является сокращение потребления свежей воды. Второе направление - ликвидация многочисленных потерь воды в быту - отсутствие водомеров и низкие тарифы на воду для населения стимулируют расточительное использование дорогостоящей питьевой воды.

Мероприятия по охране водных ресурсов можно классифицировать аналогично мероприятиям по охране атмосферного воздуха, выделив мероприятия активного и пассивного характера.

Организационные мероприятия относятся к группе пассивных. Необходимость разработки этих мероприятий обусловлена несовершенством существующего инженерно-экологического оборудования и технологических производственных процессов, что приводит к значительному сбросу загрязняющих веществ в водные объекты. Эта группа мероприятий препятствует локальному накоплению загрязнений в водных объектах, способствует ускорению разбавления сточных вод. Организационные мероприятия с экономической точки зрения являются наиболее дешевыми. К ним относят:

• - организация водоохранных зон;
• - удаление точки сброса сточных вод от точки водозабора;
• - разбавление сточных вод,
• - установление нормативов предельно допустимого сброса ПДС, временно согласованного сброса ВСС;
• - экономические ограничения (плата за выброс в пределах ПДС рассчитывается по минимальным ставкам и относится к себестоимости продукции; плата за сверхлимитные сбросы осуществляется из свободной прибыли предприятия).

Технологические мероприятия по защите водных объектов относят к группе активных, обеспечивающих предупреждение загрязнения гидросферы путем сокращения или устранения сбросов загрязняющих веществ. Они направлены на исключение или смягчение негативных воздействий загрязняющих веществ на окружающую среду. К технологическим мероприятиям относят:

• - сокращение расхода воды;
• - системы оборотного и бессточного водоснабжения.

Инженерно-экологические мероприятия не требуют значительного изменения в технологиях и адаптированы к существующим производственно - технологическим условиям, однако, являются самыми дорогими. Эта группа мероприятий включает очистку сточных вод и обработку осадков следующими методами:

• - механические методы (из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси, в зависимости от размеров частицы улавливают решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, маслоуловителями и др.; эффективность метода - 60%);
• - химические методы (заключаются в том, что в стоки вносят химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в осадок, нейтрализация кислот и щелочей производится с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений с помощью озонирования, хлорирования);
• - физико-химические методы :
  • коагуляция (выпадение в осадок загрязняющих веществ - осуществляется с помощью коагулянтов, солей аммония, железа, меди);
  • сорбция (введение веществ, способных поглощать примеси, сорбентами являются: активированный уголь, силикагель, бентонитовые глины);
  • флотация (через сточные воды пропускают воздух, пузырьки которого при движении вверх захватывают химически активные вещества в легкоудалимую пену).
• - биологические методы (удаление органических загрязнений сточных вод при помощи микроорганизмов, для осуществления этого метода есть несколько устройств - биофильтры, биологические пруды, аэротенки и др.).

Остановимся подробнее на вышеперечисленных мероприятиях.

В РФ большая часть источников водоснабжения - поверхностные (реки, озера, водохранилища). Для поддержания этих источников в состоянии, которое соответствует экологическим требованиям, исключает загрязнение, засорение и истощение поверхностных вод и сохраняет среду обитания животных и растений, организуют водоохранные зоны. Ими являются территории, примыкающие к акватории рек, водохранилищ и других поверхностных водных объектов; на них устанавливается специальный режим использования и охраны природных ресурсов, а также осуществления иной деятельности. В пределах указанных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, где не разрешается распахивать землю, рубить лес, размещать фермы и т.п.

Большое значение в деле охраны поверхностных вод от засорения и загрязнения имеют водоохранные лесные насаждения вокруг естественных и искусственных водоемов и водотоков. Они предназначены для защиты их от разрушительных действий ветров и поступающей в них с водосбора воды, а также для уменьшения потерь воды на испарение. Лесные насаждения улучшают водный режим водоемов, санитарно-гигиенические условия побережья и его ландшафтно-декоративное оформление, качество воды в водоемах, уменьшают их заиление, сокращают потери земельных угодий из-за переработки берегов волнами (абразии).

Помимо водоохранных зон в целях обеспечения охраны вод могут устанавливаться также зоны и округа санитарной охраны. Они устанавливаются в целях охраны водных объектов, используемых для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также содержащих природные лечебные ресурсы.

В целях борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, являющихся стратегическим резервом для питьевого водоснабжения будущих поколений, предусматриваются следующие мероприятия:

• 1) рациональное размещение водозаборов по площади;
• 2) регулирование режима водоотбора подземных вод;
• 3) уточнение величины эксплуатационных запасов (чтобы не допустить их истощения);
• 4) для самоизливающихся артезианских скважин установление кранового режима эксплуатации.

Важнейшей профилактической мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов служит устройство вокруг них зон санитарной защиты. Зоны санитарной защиты (ЗСЗ) состоят из трех поясов. Первый пояс включает территорию на расстоянии 30-50 м непосредственно от места водозабора (скважины). Это зона строгого режима, в ней запрещено присутствие посторонних лиц и проведение работ, не связанных с эксплуатацией водозабора. Второй пояс ЗСЗ служит для защиты водоносного горизонта от бактериальных загрязнений, а третий - от химических загрязнений. Здесь запрещается размещение любых объектов, которые могут вызвать то или иное загрязнение, например животноводческих комплексов. Не допускается рубка леса, использование ядохимикатов и др.

Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты - разбавление.

Разбавление сточных вод - это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются.

Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления n , которая равна отношению суммы расходов сточной воды q ст, м 3 /с и окружающей водной среды Q , м 3 /с расходу сточной воды:

или отношением избыточных концентраций загрязнений в месте выпуска к аналогичным концентрациям в рассматриваемом сечении водотока (общее разбавление на участке):

где С ст - концентрация загрязняющих веществ в сточной воде, г/м 3 ; С ф - концентрация загрязняющих веществ в водоёмах до выпуска сточных вод, г/м 3 ; С - концентрация загрязняющих веществ сточной воды в рассматриваемом

Для очистки сточных вод от крупных механических примесей во избежание засорения труб, каналов и насосов гидросистемы осуществляется процеживание. С этой целью применяют решетки и сита с ячейками различных размеров в зависимости от характера загрязнения вод. Решетки бывают подвижными и неподвижными. Очистка их от крупных частиц производится с помощью специальных граблей.

Отстойники и песколовки предназначены для предварительной очистки сточных вод от минеральных и органических твердых загрязнений с частицами сравнительно больших размеров (0,2-0,25 мм).

Схема простейшего отстойника представлена на рис. 9. Скорость движения воды в отстойнике невелика (0,3 м/с). Недостатками отстойников являются сравнительно низкая эффективность, невысокая скорость удаления частиц, большие габаритные размеры аппаратов, значительный расход материалов (металла, бетона) для их изготовления.

Всплывающие вредные вещества (нефть, масла, смолы, жиры) собираются с помощью нефтеловушек , особенностью которых является удаление загрязнений не снизу, как в отстойниках, а из верхней части аппарата. После нефтеловушек (как и после отстойников) вода нуждается в дополнительной очистке, так как эти аппараты имеют низкую степень очистки (около 70%).

Рис.9. Схема отстойника

Фильтрование применяют для удаления из сточных вод частиц малых размеров. Вода под действием давления проходит через пористые перегородки или слой песка. Схема простейшего механического фильтра приведена на рис. 10.

Рис. 10.

Фильтрующий слой аппарата необходимо время от времени промывать от накопившихся загрязнений. Для этого в фильтр снизу подается промывочная вода. При концентрации частиц 15-20 мг/л степень очистки мелких частиц достигает 60%. Недостатками фильтров являются значительная металлоемкость и сложность системы промывки.

Процесс укрупнения мелких частиц (1-100 мкм) с последующим удалением их под действием силы тяжести называется коагуляцией . Если удаляются частицы, удельный вес которых ниже удельного веса воды (эмульгированные частицы масел, жира и т.д.), то в этом случае процесс называется флокуляцией . По аналогии с отстойником и нефтеловушкой в коагуляторах и флокуляторах удаление происходит соответственно из нижней или верхней части аппарата. При коагуляции в воду добавляют коагулянты (соли алюминия, железа или их смеси), которые образуют хлопья гидроксидов металлов, осаждающие частицы под действием силы тяжести. В качестве флокулянтов используют крахмал, декстрин, эфир, диоксид кремния.

Флотация применяется для удаления частиц, которые плохо отстаиваются, и для растворенных веществ, в том числе поверхностно-активных, отходов нефтепереработки, производств искусственного волокна, в целлюлозно-бумажном производстве и т.д.

Адсорбция используется для глубокой очистки сточных вод от фенолов, пестицидов, ароматических соединений, красителей и т.д. Адсорбция - это прилипание частиц, находящихся в очищаемой среде, к твердым веществам - сорбентам. В качестве сорбентов применяют активированные угли, синтетические сорбенты, некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки). Процесс происходит в адсорбционных установках при перемешивании адсорбента с водой, при фильтровании ее через слой адсорбента или в кипящем слое.

Десорбция , дезодорация и дегазация представляют собой процессы очистки сточных вод от летучих примесей (сероводорода, аммиака, диоксида углерода). Эти процессы проводятся за счет продувки воды воздухом или инертным газом. Дезодорация очищает воду от меркаптанов, аминов, альдегидов; с помощью дегазации из воды удаляют вещества, способствующие коррозии.

При наличии в сточных водах кислоты или щелочи производится их нейтрализация , показатель рН должен находиться в пределах от 6,5 до 8,5. Нейтрализовать сточные воды можно смешением одних вод с другими (кислых с щелочными), добавлением необходимых реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтральные материалы, пропусканием через щелочные воды кислых газов.

Окисление сточных вод производится хлором, перекисью водорода, кислородом воздуха, диоксидом марганца, озоном.

Восстановление используется для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка, для чего в воду вводят сульфит железа, гидросульфит натрия, гидрозин, сероводород или алюминиевую пудру.

Удаление ионов тяжелых металлов производится реагентным методом. Ртуть, хром, кадмий, цинк, свинец, медь и никель удаляются с помощью гидроксидов кальция и натрия, карбонадов и сульфидов натрия, феррохромного шлака и т.п.

Биологические методы очистки сточных вод основаны на способности некоторых микроорганизмов использовать вредные (чаще всего органические) вещества для своего питания в процессе жизнедеятельности. Контактируя с этими веществами, микробы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углерода, нитрит- и сульфат-ионы и др. Микроорганизмы используются в виде активного ила или биопленки. Биохимическая очистка сточных вод может осуществляться в природных условиях (на полях орошения, в биологических прудах) или в искусственных сооружениях (аэротенках, биофильтрах).

Дезинфекции (обеззараживанию) подвергают стоки перед спуском в водоемы. При этом уничтожают болезнетворные микробы и другие бактерицидные загрязнения, чем сокращают вероятность экологических рисков в водной среде. Для обеззараживания наиболее широко применяют хлорирование газообразным хлором или хлорной известью.

В результате очистки из сточной воды удаляют неорганические примеси, присутствующие в ней в виде взвесей, растворенных и коллоидных веществ разной дисперсности. О качестве очистки судят по степени осветления воды и содержанию вредных растворов, концентрация которых должна быть минимальной. Экологически особо опасны растворы тяжелых металлов и химически вредных веществ.

Вятский государственный гуманитарный университет

ЮРИДИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Контрольная работа

по предмету: Экология

на тему: Водные ресурсы и их охрана

студентки 3 курса

заочной формы обучения

юридического факультета, группа Ю-2

Мишариной Екатерины Сергеевны

проживающей по адресу: г.Сыктывкар

ул.Магистральная, 35-6

Преподаватель:____________________

Оценка:______

Подпись преподавателя:_____________

Дата проверки « » __________ 200 г.

Введение 3-4

1. Водные ресурсы и их роль в жизни общества 5-6

1.1. Водные ресурсы мира и России 7-8

1.2. Современное состояние качества воды в водных объектах 9-10

2. Охрана вод от загрязнения

2.1. Источники и пути загрязнения вод 11-14

2.2. Самоочищение 15-16

2.3. Охрана водных ресурсов от загрязнения 17-19

Заключение 20

Библиографический список 21

Введение

Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха.

Тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое!

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни:

ты – сама жизнь.

Ты самое большое богатство на свете.

Антуан де Сент-Экзюпери

Гидросфера – это прерывистая водная оболочка Земли, совокупность морей, океанов, континентальных вод (включая подземные) и ледяных покровов. Моря и океаны занимают около 71% земной поверхности, в них сосредоточено около 96,5% всего объема гидросферы. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади. На долю ледников приходится 1,6% запасов воды в гидросферы, а их площадь составляет около 10% площади континентов.

Важнейшее свойство гидросферы – единство всех видов природных вод (Мирового океана, вод суши, водяного пара в атмосфере, подземных вод), которое осуществляется в процессе круговорота воды в природе. Движущими силами этого глобального процесса служат поступающая на поверхность Земли тепловая энергия Солнца и сила тяжести, обеспечивающие перемещение и возобновление природных вод всех видов.

Испарение с поверхности Мирового океана и с поверхности суши является начальным звеном круговорота воды в природе, обеспечивающим не только возобновление наиболее ценного его компонента – пресных воды суши, но и их высокое качество.

В настоящее время обеспеченность водой в расчете на одного человека в сутки в различных странах мира разная. В ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Дефицит пресной воды на земле растет в геометрической прогрессии. Однако существуют перспективные источники пресной воды – айсберги, рожденные ледниками Антарктиды и Гренландии.

Поэтому актуальность заключается в проблеме загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.). Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Ткани живых организмов на 70% состоят из воды, и поэтому В.И. Вернадский определял жизнь как живую воду. Воды на Земле много, но 97% - это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% - пресная. Из этих три четверти почти недоступны живым организмам, так как эта вода «законсервирована» в ледниках гор и полярных шапках (ледники Арктики и Антарктики). Это резерв пресной воды. Из воды, доступной живым организмам, основная часть заключена в их тканях.

Целью данной работы является исследование водных ресурсов, выявление и нахождение путей решения проблемы их рационального использования.

1. Водные ресурсы и их роль в жизни общества

Вода - самое распространенное на поверхности Земли химическое соединение и вместе с тем самое удивительное. Она - единственное вещество, встречающееся в природе одновременно во всех трех агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном. Вода - универсальный растворитель, она растворяет больше солей и других веществ, чем любое другое вещество. Вода имеет очень редкую способность расширяться при замерзании, благодаря чему лед имеет плотность меньше единицы и плавает на воде, остающейся под ним в жидкой фазе, где водные организмы не замерзают. Вода - очень прочное химическое соединение. Вода имеет самое большое из всех жидкостей поверхностное натяжение, что обусловливает ее высокую капиллярность. Газообразная вода - водяной пар легче воздуха, благодаря чему возможно образование облаков, перенос воды в атмосфере и выпадение осадков.

Значение воды для мира велико. Вода обеспечивает существование живых организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Она входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. В среднем вода составляет около 90 % массы всех растений и 75% массы животных. Сложные реакции в животных и растительных организмах могут протекать только при наличии водной среды. Тело взрослого человека содержит примерно 60-80 % воды. Физиологическую потребность человека в воде можно удовлетворить только водой и ничем иным. Потеря 6-8 % воды сопровождается полуобморочным состоянием, 10 % - галлюцинацией, 12% - приводит к смерти.

Климат и погода на Земле во многом зависят и определяются наличием водных пространств и содержанием водяного пара в атмосфере. В сложном взаимодействии они регулируют ритм термодинамических процессов, возбуждаемых энергией Солнца. Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды служат аккумуляторами тепла и способны изменять погоду и климат на планете. Океан, растворяя газы атмосферы, является регулятором воздуха.

В деятельности человека вода находит самое широкое применение. Вода – это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Сила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций. Водный фактор является определяющим в развитии и размещении ряда промышленных производств. К водоемким отраслям, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности, где вода служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья, а также электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности.

Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды, прежде всего на орошаемое земледелие. Реки, каналы, озера – дешевые пути сообщения. Водные объекты – это и места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.

1.1. Водные ресурсы мира и России

Человеку каждый день необходима вода для питья и приготовления пищи. Не так уж вроде и много воды требуется для этого - примерно 2,5-3 л в сутки на человека, но это 1 м3 в год. Однако это особая вода, питьевая. К ней предъявляются повышенные требования по чистоте, она не должна содержать вредных для здоровья примесей и патогенных микробов.

Вода нужна людям каждый день и для других целей, поэтому очень важно ее рационально и бережно расходовать, поскольку запасы ее на Земле не так уж и безграничны. Если доступным для организмов суши ресурсом пресной воды считать только постоянно возобновляемые запасы воды в почве, биомассе, реках и озерах, то их суммарный статический объем составляет всего 0,014% общего количества воды на планете. Хозяйственные эксплуатационные ресурсы пресной воды еще меньше, хотя и включают подземные воды, не доступные для биоты. Бoльшая часть запасов пресной воды сосредоточена в материковых льдах, главным образом Антарктиды.

Техносфера в настоящее время сильно конкурирует с биосферой за наиболее доступные резервуары пресной воды. Преобладающим источником водоснабжения в мире остаются реки, многие из которых зарегулированы человеком: значительная часть стока рек мира проходит через плотины гидроэлектростанций, создано более 30 тыс. водохранилищ с общей площадью зеркала около 500 тыс. км2, что больше площади Черного и Азовского морей. Безвозвратный расход воды, заканчивающийся в основном испарением, составляет 75%. Около 70% мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды, 7% - на собственные нужды водного хозяйства (гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство и др.).

В питьевом водоснабжении населения в настоящее время все большее значение начинают приобретать подземные источники. На них основано водное хозяйство более 25% городов мира, в том числе и многих крупных. Используются преимущественно пресные воды из зон активного водообмена и артезианских бассейнов. Практически вся вода, поступающая в магистрали питьевого водоснабжения, нуждается в специальной водоподготовке, так как во многих случаях трудности возникают не столько из-за недостаточного объема воды, сколько из-за ее низкого потребительского качества. В частности, поэтому быстро растет индустрия глубокой очистки и бутилирования воды. Проблема качества воды связана в основном с массированным техногенным загрязнением поверхностных и отчасти подземных природных вод.

Россия располагает большими запасами подземных вод, их потенциальный ресурс оценивается в 230 км3 в год, из которых 60% приходится на Европейскую часть РФ.

1.2. Современное состояние качества воды в водных объектах

В настоящее время сложилась напряженная обстановка с обеспечением населения России доброкачественной питьевой водой. Основным критерием качества питьевой воды является ее влияние на здоровье человека. Безвредность воды обеспечивается отсутствием в ней токсичных и вредных для организма примесей. Одной из причин неудовлетворительного качества питьевой воды является массивное загрязнение поверхностных водоемов. Ежедневно туда сливаются тонны отходов промышленных предприятий, сточные воды с полей и из хозяйственно-бытовых и ливневых канализаций городов и мелких населенных пунктов. Исследования последних лет показали, что каждая четвертая проба воды из водоемов не отвечает гигиеническим нормам по санитарно-химическим характеристикам и каждая третья - по микробиологическим показателям. Вода большинства поверхностных источников водоснабжения России характеризуется умеренным и высоким уровнем загрязнения. Приоритетными загрязнителями на протяжении многих лет остаются органические соединения, взвешенные вещества, нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы и др. Среди возбудителей заболеваний из воды водоемов чаще всего выделяются сальмонеллы, энтеровирусы и др. Результаты мониторинга качества поверхностных вод в местах водозаборов питьевых водопроводов России свидетельствуют о том, что в настоящее время концентрации приоритетных вредных химических веществ уже приближаются к предельно-допустимым, а в некоторых случаях даже превышают их. При таком положении резко усложняется возможность получения качественной питьевой воды, так как существующие водопроводные очистные сооружения практически не обеспечивают барьерную функцию по отношению к техногенным химическим веществам. Они транзитом поступают в питьевую воду. Сегодня практически все поверхностные водоисточники по уровню загрязнения приблизились к 3 классу качества, а по международной классификации - к 4-5, при этом состав очистных сооружений и технология очистки воды остаются неизменными. Традиционная технология подготовки питьевой воды (коагуляция, отстаивание, фильтрование, обеззараживание), которая применяется на водопроводных станциях с речными водозаборами, рассчитана на доведение природной воды до требований питьевой согласно действующему ГОСТу, лишь при условии общей низкой загрязненности воды и прежде всего токсичными элементами. В процессе технологической подготовки питьевой воды из поверхностных водоемов при применении различных реагентов могут образовываться химические соединения, зачастую более токсичные, чем первичные загрязнители. Использование современных методов анализа воды позволило обнаружить в питьевой воде более 700 органических соединений. Повсеместное применение на очистных станциях в технологии подготовки питьевой воды хлора приводит к образованию очень опасных хлорорганических соединений, которые имеют канцерогенные и мутагенные свойства. В отдельные периоды года концентрации, например, хлороформа в водопроводной воде в 3-5 раз превышают предельный уровень. То же самое можно сказать и об алюминии - веществе, оказывающем нейрогенное действие на организм. В ходе обработки воды соединениями алюминия содержание этого металла в питьевой воде, особенно в период паводка и цветения водоемов, может увеличиваться в 2 и более раз. Следующая важная проблема качественного водоснабжения - это практически повсеместное ухудшение санитарно-технического состояния распределительных водопроводных сетей, что является причиной вторичного загрязнения в них питьевой воды. Приведенная картина состояния водоснабжения и качества питьевой воды свидетельствует о том, что каждый из нас ежедневно подвергается опасности со стороны обычной воды из-под крана. Этот факт не вызывает сомнения в необходимости дополнительной ее очистки, которая соответствовала бы не только ГОСТу, но и требованиям каждой клетки нашего организма.

2. Охрана вод от загрязнения

2.1. Источники и пути загрязнения вод

Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде всего, это стоки городов и промышленных предприятий. В последние годы в ряде районов с ними «конкурируют» стоки животноводческих комплексов и воды, поступающие с ирригационных массивов и богарных земель. Сказываясь на состоянии водных объектов, загрязнение наносит ущерб и экономике, так как, например, со стоками промышленных предприятий теряются ценные продукты.

Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с атмосферными осадками. Определенную роль в ухудшении качества воды играет изменение режима рек и озер. Загрязнение водосборной площади, закачка промышленных стоков в подземные горизонты, фильтрация и утечка вод из различных отстойников и накопителей приводят к загрязнению и подземных вод.

Наиболее распространенным, опасным и повсеместным источником загрязнения воды являются нефтепродукты. Этому способствуют широкое использование нефти и нефтепродуктов в различных отраслях народного хозяйства, добыча нефти в прибрежных районах и на шельфах внутренних морей, транспортировка ее водным, железнодорожным и автомобильным транспортом, а также по трубопроводам. Попав в водоем, 1 т нефти растекается по поверхности площадью 12 км3. Особо сильные бедствия народное хозяйство терпит во время тех или иных аварий при добыче и транспортировке нефти.

В сточных водах химических предприятий находится много фенолов, которые придают воде резкий, неприятный запах, нарушают биологические процессы. Стоки многих предприятий, а также шахтные и рудничные воды содержат значительное количество цинка и меди. В последние десятилетия появившиеся в сточных водах синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) резко ухудшают биохимическую очистительную способность воды. Даже относительно небольшие концентрации СПАВ ведут к прекращению роста водной растительности, усилению неприятного запаха, нередко образуют стойкие скопления пены.

Тепловые и атомные электростанции, потребляющие огромные количества воды и сбрасывающие в водоемы подогретые воды, ведут к тепловому загрязнению водоемов, что нарушает термический, гидрохимический и гидробиологический режимы водных объектов.

Существенный источник загрязнения воды - коммунальное хозяйство населенных пунктов. В составе коммунальных стоков наряду с фекальными водами, которые содержат особо опасные для здоровья человека яйца гельминтов, а также болезнетворные микробы и вирусы, имеется много вредных соединений, сбрасываемых предприятиями пищевой промышленности, автомобильного транспорта, общественного питания, торговли. Причем, если в настоящее время по количеству отводимых в водные объекты стоков на первом месте стоит промышленность, то в перспективе, при повышении культуры производства и по мере роста благоустройства населенных пунктов и их числа, это соотношение будет изменяться, и количество бытовых сточных вод возрастет. Ливневые стоки с городских территорий, общая площадь которых составляет многие десятки тысяч квадратных километров, включают значительное количество нефти, органических продуктов. В отличие от бытовых и промышленных, они большей частью не подвергаются очистке.

Одним из источников загрязнения вод является сельское хозяйство. Основными загрязняющими ингредиентами в поверхностном стоке с сельскохозяйственных угодий выступают частицы почвы, органическое вещество (гумус), удобрения и пестициды, вредные микроорганизмы. Из внесенных на склоновые земли удобрений вымывается до 20% азота, 2-5% фосфора и 10-70% калия. Вынос пестицидов с богарных земель достигает 1%, с орошаемых - до 4% от внесенного количества. Поскольку стоки с полей невозможно пропустить через очистные сооружения, опасность загрязнения вод удобрениями и пестицидами трудно переоценить. Биогенные вещества способствуют интенсивному «цветению» воды, вызывают прогрессирующую эвтрофикацию водных объектов и приводят к нарушению процессов самоочищения.

Животноводческие комплексы и фермы, как правило, располагаются на берегах водоемов и рек. При отсутствии жижесборников и навозохранилищ их отходы смываются ливневыми стоками или спускаются в водные объекты. Эти отходы содержат яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы. В России в год животноводческими комплексами и фермами спускается в водоемы более 1 млрд м3 отходов, что соответствует по степени загрязнения биогенными элементами количеству бытовых вод от городов с суммарной численностью населения около 300 млн. человек. Общий годовой сток крупных птицефабрик в 1,5 раза превышает объем сточных вод животноводства.

Водный транспорт представляет угрозу для чистоты водоемов и водотоков в случае прямого сброса в них отходов, особенно подсланевых вод, сильно загрязненных нефтепродуктами. Значительное количество нефти попадает в водные объекты при перевозке ее танкерами, сливании балластной воды, которой заполняются танкеры для придания им устойчивости во время холостых ходов и которую нередко сбрасывают в водоемы, чтобы не терять время на станциях промывки. Аварии же танкеров приводят к неисчислимым бедствиям, губят флору и фауну, нарушая условия водоснабжения населенных пунктов и выводя из строя пляжи.

Многие реки нашей страны, преимущественно на севере и в горных районах, загрязняются при сплаве леса, прежде всего на тех участках, где имеется молевой сплав. До 10% бревен тонут и остаются лежать на дне; на дно же оседает и кора. Затонувшая древесина, медленно разлагаясь, поглощает кислород и отравляет воду фенолами и др. вредными веществами. Особенно большой ущерб молевой лесосплав наносит рыбному хозяйству, разрушая нерестилища, травмируя рыбу и кормовые организмы.

Такой источник загрязнения водных объектов, как атмосферные осадки, содержит промышленные выбросы. Ежегодно в атмосферу Земли поступает более 53 млн. т оксидов азота, 200 млн. т оксида углерода, около 150 млн. т диоксида серы, 200-250 млн. т пыли и 120 млн. т золы. Твердые частицы перемещаются воздушными потоками на большие или меньшие расстояния и нередко выпадают непосредственно на водную поверхность. Газообразные выбросы, растворяясь в атмосферной влаге, выпадают на поверхность Земли в виде «кислотных» дождей иногда на расстоянии многих сотен километров от мест их зарождения. От «кислотных» дождей особенно сильно страдают озера и леса.

В ряде районов водные объекты загрязняются при добыче полезных ископаемых, торфоразработках. За последние десятилетия существенным источником загрязнения рек и водоемов стала рекреация, особенно такие ее виды, как массовое купание и маломерный флот. Все большую роль в загрязнении водоемов и водотоков играет гидротехническое строительство. Зарегулирование стока рек и создание водохранилищ привело к значительному замедлению водообмена, в частности в Волге примерно в 10 раз. Уменьшение скорости водообмена явилось одной из причин массового развития сине-зеленых водорослей. Среди подземных вод в наибольшей степени от загрязнения страдают грунтовые, поскольку артезианские водные горизонты, перекрытые водоупорными породами, находятся в более благоприятных условиях. Отмечается как бактериальное, так и химическое загрязнение подземных вод. Основными источниками бактериального загрязнения подземных вод служат поля ассенизации и фильтрации, скотные дворы, разного рода выгребные ямы, неисправные канализационные сети.

Итак, деятельность человека существенно изменила объем и скорость массоэнергетических потоков, в результате чего водные объекты теряют возможность самоочищения или превращаются в мертвые.

2.2. Самоочищение

Одним из наиболее ценных свойств природных вод является их способность к самоочищению. Самоочищение вод - это восстановление их природных свойств в реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в результате протекания взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т. д.). Способность рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости от многих других природных факторов, в частности физико-географических условий, солнечной радиации, деятельности микроорганизмов в воде, влияния водной растительности и особенно гидрометеорологического режима. Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных экосистемах наибольшая. Быстрее оно протекает на реках с быстрым течением и густыми зарослями тростника, камыша и рогоза вдоль их берегов, особенно в лесостепной и степной зонах страны. Полная смена воды в реках занимает в среднем 16 суток, болотах - 5, озерах - 17 лет.

Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза, сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность снижаются вследствие химического и биохимического окисления. Эти природные способы самоочищения нашли отражение в принятых методах очистки загрязненных вод в промышленности и сельском хозяйстве.

Для поддержания в водоемах и водотоках необходимого природного качества вод большое значение имеет распространение водной растительности, которая выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Высокую очищающую способность водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях как в нашей стране, так и за рубежом. Для этого создают разнообразные искусственные отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо очищающую загрязненные воды.

В последние годы получила распространение искусственная аэрация - один из эффективных способов очищения загрязненных вод, когда процесс самоочищения резко сокращается при дефиците растворенного в воде кислорода. Для этого специальные аэраторы устанавливают в водоемах и водотоках или ан станциях аэрации перед сбросом загрязненных вод.

2.3. Охрана водных ресурсов от загрязнения

Охрана водных ресурсов заключается в запрещении сброса в водоемы и водотоки неочищенных вод, создании водоохранных зон, содействии процессам самоочищения в водных объектах, сохранении и улучшении условий формирования поверхностного и подземного стока на водосборах.

Несколько десятилетий назад реки, благодаря самоочищающей функции, справлялись с очищением вод. Теперь же в наиболее обжитых районах страны в результате строительства новых городов и промышленных предприятий створы водопользования расположены столь плотно, что нередко места сброса сточных вод и водозаборы находятся практически рядом. Поэтому разработке и внедрению эффективных методов очистки и доочистки сточных вод, очистки и обезвреживания водопроводной воды уделяется все больше внимания. На некоторых предприятиях операции, связанные с водным хозяйством, играют все большую роль. Особенно высоки затраты на водоснабжение, очистку и отведение стоков в целлюлозно-бумажной, горнодобывающей и нефтехимической промышленности.

Последовательная очистка сточных вод на современных предприятиях предполагает проведение первичной, механической очистки (удаляются легко осаждающиеся и всплывающие вещества) и вторичной, биологической (удаляются биологически разрушающиеся органические вещества). При этом осуществляются коагуляция - для осаждения взвешенных и коллоидных веществ, а также фосфора, адсорбция - с целью удаления растворенных органических веществ и электролиз - для снижения содержания растворенных веществ органического и минерального происхождения. Обеззараживание сточных вод проводится посредством их хлорирования и озонирования. Важный элемент технологического процесса очистки - удаление и обеззараживание образующегося осадка. В некоторых случаях заключительной операцией является дистилляция воды.

Наиболее совершенные современные очистные сооружения обеспечивают освобождение сточных вод от органических загрязнений только на 85-90% и лишь в отдельных случаях - на 95%. Поэтому и после очистки необходимо 6 -12-кратное, а часто и большее разбавление их чистой водой для сохранения нормальной жизнедеятельности водных экосистем. Дело в том, что естественная самоочищающая способность водоемов и водотоков очень незначительна. Самоочищение наступает только в том случае, если сбрасываемые воды прошли полную очистку, а в водном объекте они были разбавлены водой в соотношении 1:12-15. Если же в водоемы и водотоки сточные воды поступают в большом объеме, а тем более и неочищенными, постепенно теряется устойчивое природное равновесие водных экосистем, нарушается их нормальное функционирование.

В последнее время разрабатываются и внедряются все более эффективные методы очистки и доочистки сточных вод после их биологической очистки с применением новейших способов обработки стоков: радиационных, электрохимических, сорбционных, магнитных и др. совершенствование технологии очистки сточных вод, дальнейшее повышение степени очистки - важнейшие задачи в области охраны вод от загрязнения.

Значительно шире следует применять доочистку очищенных сточных вод на земледельческих полях орошения (ЗПО). При доочистке сточных вод на ЗПО не затрачиваются средства на их индустриальную доочистку, создается возможность получать дополнительную сельскохозяйственную продукцию, значительно экономится вода, так как уменьшается забор свежей воды для орошения и отпадает необходимость в расходовании воды для разбавления сточных вод. При использовании на ЗПО городских сточных вод содержащиеся в них питательные вещества и микроэлементы усваиваются растениями быстрее и полнее, чем искусственные минеральные удобрения.

К числу важных задач относится также предотвращение загрязнения водоемов пестицидами и ядохимикатами. Для этого требуется ускорить проведение противоэрозионных мероприятий, создать пестициды, которые разлагались бы в течение 1-3 недель без сохранения ядовитых остатков в культуре. До решения же этих вопросов необходимо ограничить сельскохозяйственное использование прибрежных зон вдоль водотоков или не применять в них пестициды. Большего внимание требует и создание водоохранных зон.

В защите водных источников от загрязнения важное значение имеет введение платы за сброс сточных вод, создание комплексных районных схем водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод, автоматизация контроля за качеством воды в водоисточниках и разработка методов управления качеством. Следует отметить, что комплексные районные схемы позволяют перейти к повторному и многократному использованию воды, эксплуатации общих для района очистных сооружений, а также автоматизировать процессы управления работой водопровода и канализации.

В предотвращении загрязнения природных вод велика роль охраны гидросферы, поскольку приобретенные гидросферой отрицательные свойства не только видоизменяют водную экосистему и угнетающе действуют на ее гидробиологические ресурсы, но и разрушают экосистемы суши, ее биологические системы, а также литосферу.

Необходимо подчеркнуть, что одной из радикальных мер борьбы с загрязнением служит преодоление укоренившейся традиции рассматривать водные объекты в качестве приемников сточных вод. Там, где это возможно, следует исключить в одних и тех же водотоках и водоемах либо забор воды, либо сброс сточных вод.

Заключение

Таким образом мы выяснили, что водные ресурсы являются основой жизни и деятельности проживающих на территории России народов, обеспечивают их экономическое и социальное благополучие, а также существование животного и растительного мира. Они возобновляемы, но ограничены и уязвимы.

Вывод водохозяйственной отрасли из кризисного состояния, гарантированное обеспечение потребностей населения и экономики в водных ресурсах нормативного качества, защита от наводнений и другого вредного воздействия вод, улучшение экологического состояния водных объектов требуют реализации комплекса последовательных взаимоувязанных мероприятий в рамках общенациональной программы действий, рассчитанной на достаточно долгий период с участием органов государственной власти, органов местного самоуправления, водопользователей, общественности и других заинтересованных сторон.

Рациональное использование водных ресурсов - это прежде всего охрана водных пространств от загрязнения, а так как промышленные стоки занимают первое место по объёму и ущербу, который они наносят, то именно в первую очередь необходимо решать проблему сброса их в реки. В частности ограничение сбросов в водоёмы, а также усовершенствование технологий производства, очистки и утилизации. Также важным является взимание платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ и перечисление взимаемых средств на разработку новых безотходных технологий и сооружений по очистке. Например, необходимо снижать размер платы за загрязнения окружающей среды предприятиям с минимальными выбросами и сбросами, что в дальнейшем будет служить приоритетом для поддержания минимума сброса или его уменьшения. Если мы сейчас не начнем задумываться о сохранении водных ресурсов, то уже в ближайшем будущем это может пагубно отразиться на всей жизни Земли.

Библиографический список

1. Голубчиков, С. Журчание лесного ручья заменить будет нечем / С.Голубчиков // Правда-5. - 1997. - 28 марта - 4 апреля. – С. 6.

2. Лебедева, М.И., Анкудимова, Н.А. Экология: учебное пособие / М.И.Лебедева, Н.А.Анкудимова.- Тамбов: ТГТУ, 2002.- 80 с.

3. Пианка, Э. Эволюционная экология: монография / М.С.Гиляров.- М.: Мир, 1981.- 400 с.

4. Ливчак, И.Ф. Охрана окружающей среды: учебное пособие / И.Ф.Ливчак, Ю.В.Воронов.- М.: Стройиздат, 1988.- 191 с.

5. Кононович, Ю.В. Экология городской среды: учебное пособие / Ю.В.Кононович.- М.: МГСУ, 2005.- 80 с.

6. Маглыш, С.С. Общая экология: учебное пособие / С.С.Маглыш.- Гродно: ГрГУ, 2001.- 111 с.

7. Бокрис, Дж. Химия окружающей среды / Дж.Бокрис.- М.: Химия, 1982.- 672 с.

8. Павлов, А.Н. Экология: рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности: учебное пособие / А.Н.Павлов.- Высшая школа, 2005.- 342 с.