§ 3. Истощение подземных и поверхностных вод

Истощение поверхностных и подземных вод

§ 3. Истощение подземных и поверхностных вод

Долгое время считалось, что в распоряжении человечества находятся неисчерпаемые запасы пресной воды, и что они достаточны для удовлетворения всех нужд.

Это было глубоким заблуждением, так как уже сейчас во многих регионах мира ощущается дефицит пресной воды.

Он обусловлен интенсивным увеличением водопотребления, уменьшением водоносности рек, медленным возобновлением отдельных категорий вод, их неравномерным распределением в пространстве, безвозвратным использованием и другими явлениями.

Сейчас мировое потребление воды более 4000 км3 в год, что близко к 26 годовым стокам Волги.

Потребности в чистой пресной воде с каждым годом растут, что связано не только с быстрым развитием промышленности, но и с ростом водоёмкости производства, т.е. с увеличением расхода воды на единицу продукции.

Так, например, на производство 1 т синтетического волокна расходуется от 2600 до 5000 м3 воды, а 1 т хлопка – 10 000 м3.

Использование воды для хозяйственных целей – одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения лишь часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опреснённой. Другая часть сбрасывается в реки и водоёмы в виде сточных вод, загрязнённых отходами производства.

Одной из причин увеличения дефицита воды является безвозвратное водопотребление, при котором вода, изъятая из источника, испаряется и в виде пара уносится на большие расстояния, выпадая в виде осадков в пределах других водосборов. Безвозвратное водопотребление наиболее типично для поливного земледелия, где оно достигает 60–70%.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем снижении их водоносности и минимально допустимого стока, что связано не только с неблагоприятными климатическими и гидрологическими условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности человека.

Наиболее уязвимы к антропогенному воздействию малые реки, на долю которых приходится значительная часть поверхностного стока России. Они в значительной степени выполняют функции регулятора водного режима определённых ландшафтов, поддерживая равновесие в перераспределении влаги. Под воздействием хозяйственной деятельности сток малых рек снизился более чем наполовину.

Снижение водоносности и заиление русел способствуют быстрому зарастанию и заболачиванию рек. Многие из них пересыхают и исчезают с лица Земли.

К очень серьёзным негативным экологическим последствиям приводит изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоёмы рек.

Так, в связи с недопустимо высоким перезабором воды из Амударьи и Сырдарьи, объём Аральского моря сократился более чем наполовину, уровень его снизился на 13 м, а солёность воды увеличилась в 2,5 раза. В дельте Амударьи и Сырдарьи на месте гибнущих лесов появились бесплодные солончаки.

Трансформация природных сообществ на берегу Аральского моря и в дельтах Сырдарьи и Амударьи происходит на фоне высыхания озёр, болот и повсеместного снижения уровня грунтовых вод, обусловленного падением уровня моря.

Истощение подземных вод происходит в результате их длительной эксплуатации мощными водозаборами. Почти во всех крупных промышленных городах (Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Донецке и др.) возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более, что привело к значительному истощению подземных вод.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, значительному ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысяч родников, многих ручьёв и небольших рек.

Кроме того, в связи со значительным снижением уровня подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность и др.

Длительное и интенсивное использование подземных водозаборов в определённых геолого-гидрогеологических условиях может вызвать медленное оседание и деформацию земной поверхности.

Это негативно сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ и всей среды обитания человека. Истощению подземных вод способствует также длительный неконтролируемый самоизлив артезианских вод из скважин.

Охрана водных ресурсов

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения предусматривает следующие меры: 1) разработку соответствующих законодательных актов; 2) организацию мониторинга водных объектов; 3) охрану поверхностных и подземных вод; 4) подготовку воды, используемой для питьевых и хозяйственных целей; 5) государственный контроль за использованием и охраной водных ресурсов.

Водное законодательство включает Водный кодекс Российской Федерации и принимаемые в соответствии с ним федеральные законы и иные нормативные правовые акты, а также законы и нормативные правовые акты субъектов РФ. Целью водного законодательства является регулирование отношений в области использования и охраны водных ресурсов.

На всех водопользователей в законодательном порядке возлагается обязанность сокращать изъятие и потери воды, не допускать засорения, истощения и загрязнения водоёмов.

Запрещён сброс сточных вод в водные объекты, если они отнесены к особо охраняемым, содержат природные лечебные ресурсы, находятся в местах массового отдыха населения или курортных зон и т.п.

Водный кодекс РФ запрещает вводить в эксплуатацию: 1) любые объекты, которые не оборудованы очистными сооружениями и устройствами, предотвращающими засорение, истощение и загрязнение вод; 2) сбросные, водосборные и гидротехнические сооружения без рыбозащитных устройств; 3) объекты промышленности, сельского хозяйства и др., которые не имеют санитарно-защитных зон; 4) оросительные, обводнительные и осушительные системы, водохранилища, плотины и каналы до завершения мероприятий, предотвращающих их вредное воздействие на водные объекты.

Нарушение требований по охране и рациональному использованию водных ресурсов влечёт за собой ограничение, приостановление и даже запрещение эксплуатации хозяйственных и других объектов, которые оказывают негативное влияние на состояние водных объектов. Решение об этом принимается Правительством РФ или органами исполнительной власти её субъектов.

Мониторинг водных объектов включает мониторинг поверхностных водных объектов, мониторинг подземных водных объектов и мониторинг водохозяйственных систем и сооружений.

Он предусматривает: 1) постоянное наблюдение за состоянием, качественными и количественными показателями поверхностных и подземных вод; 2) сбор, обработку и хранение данных наблюдений; 3) создание и ведение банков данных; 4) оценку, составление прогнозов изменений состояния водных объектов и передачу информации государственным органам.

Осуществляют государственный мониторинг водных ресурсов Министерство природных ресурсов, Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и другие специально уполномоченные государственные органы в области охраны окружающей среды.

Министерство природных ресурсов (МПР) отвечает за развитие сети станций и постов наблюдений на водных объектах, разработку автоматизированных информационных систем по ведению государственного мониторинга водных объектов, создание наблюдательной сети постов на водохозяйственных системах и сооружениях.

Росгидромет ведёт наблюдение за состоянием поверхностных вод суши. Санитарно-эпидемиологическая служба отвечает за санитарную охрану водоёмов.

Охрана поверхностных вод включает мероприятия, направленные на предотвращение их засорения, истощения и загрязнения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоёмы и реки строительного мусора, твёрдых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания организмов и др.

Истощение поверхностных вод предотвращают путём строгого контроля за минимально допустимым стоком вод, использованием водосберегающих технологий, переходом на многократное использование воды в производственных условиях, уменьшением потерь воды при подаче её потребителям, или при отведении после использования, установлением экономически обоснованной цены за воду, уменьшением безвозвратных потерь воды и др.

Мероприятия по защите вод от загрязнения включают: развитие безотходных и безводных технологий, а также внедрение систем оборотного (замкнутого) водоснабжения; очистку сточных вод; очистку и обеззараживание поверхностных и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения и других целей; создание водоохранных зон.

Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения их сточными водами является внедрение безводных и безотходных технологий производства, начальным этапом которого является создание оборотного водоснабжения.

В эту систему включают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать замкнутый цикл использования производственных и бытовых сточных вод. При таком способе сточные воды всё время находятся в обороте и попадание их в водоёмы полностью исключено.

Это даёт возможность не только предотвратить загрязнение водоёмов, но и значительно сократить потребление речной воды. Например, внедрение в Челябинске оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях позволило сократить потребление речной воды с 8,8 до 5,5 тыс.

м3 в сутки и уменьшить сброс сточных вод в канализацию.

Для предотвращения загрязнения водоёмов промышленные, коммунально-бытовые и другие сточные воды подвергаются очистке. Существуют механические, физико-химические, биологические и другие способы очистки. В зависимости от вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов.

При механической очистке путём отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, способствующих выпадению растворимых и частично растворимых веществ.

В качестве адсорбентов применяют естественные (глина, торф) и искусственные (активированные угли) материалы.

Механический и физико-химический способы являются первыми этапами очистки сточных вод, после чего они направляются на биологическую очистку, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка осуществляется на полях орошения, при фильтрации, в биологических прудах, а искусственная – на специальных сооружениях (биофильтрах, аэротенках).

Биологические пруды – это неглубокие земляные резервуары, в которых происходит процесс самоочищения воды. Обычно их устраивают в виде 4–5 серий на местности, имеющей уклон.

Располагают ступенями так, чтобы вода из верхнего пруда самотёком поступала в нижерасположенный.

В окислительных процессах большую роль играет водная растительность, которая способствует снижению концентрации загрязняющих веществ и регулирует кислородный режим водоёма.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной плёнкой, благодаря которой интенсивно протекают процессы биохимического окисления.

Аэротенки – это железобетонные резервуары, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом. В состав активного ила входят бактерии и микроскопические животные, которые, питаясь органическими веществами сточных вод, минерализуют их. В результате этого содержание органического вещества в сточной воде уменьшается на 90%.

Одна из важнейших проблем охраны поверхностных вод – разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения.

Более 100 лет метод обеззараживания воды хлором является в России наиболее распространённым способом борьбы с бактериальным загрязнением.

Однако в последние годы было установлено, что хлорирование воды представляет серьёзную угрозу для здоровья людей, поскольку попутно образуются очень вредные хлорорганические соединения и диоксины.

Добиться снижения концентрации указанных веществ в питьевой воде можно путём замены хлорирования на озонирование или обработку УФ-лучами. Эти прогрессивные методы широко внедряются во многих странах Западной Европы и США. В нашей стране применение этих экологически эффективных технологий ограничено из-за высокой стоимости переоборудования водоочистных станций.

Современные технологии очистки питьевой воды от других опасных веществ – нефтепродуктов, СПАВ, пестицидов, тяжёлых металлов и других соединений – основываются на использовании сорбционных процессов с применением активированных углей или их аналогов – графитоминеральных сорбентов.

Важную защитную функцию на водных объектах выполняют водоохранные зоны. Ими являются территории, примыкающие к акватории рек, водохранилищ и других поверхностных водных объектов.

На них устанавливается специальный режим использования и охраны вод, а также осуществления иной деятельности. В пределах указанных зон устанавливаются прибрежно-защитные полосы, где не разрешается распахивать землю, рубить лес, размещать фермы и т.п.

Ширина водоохраной зоны рек может составлять от 0,1 до 0,5–2,0 км, включая пойму реки, террасы и склон коренного берега.

Большое значение в деле охраны поверхностных вод от засорения и загрязнения имеют водоохранные лесные насаждения вокруг естественных и искусственных водоёмов. Они улучшают водный режим водоёмов, защищают их от разрушительных действий ветров и потерь воды на испарение, уменьшают их заиление, разрушение берегов и др.

Охрана подземных вод. Основные мероприятия по защите подземных вод направлены на предотвращение истощения их запасов и загрязнения.

Для борьбы с истощением запаса подземных вод, пригодных для целей питьевого водоснабжения, предусматриваются следующие меры: регулирование режима водоотбора подземных вод; более рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; ведение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.

https://www.youtube.com/watch?v=Y0OPmAChOJk

Борьба с загрязнением подземных вод включает профилактические и специальные мероприятия. Основными являются профилактические меры, так как требуют наименьших затрат. Для предотвращения загрязнения подземных вод совершенствуют методы очистки сточных вод, чтобы исключить попадание загрязнённых стоков в подземные воды.

Внедряют производства с бессточной технологией, снижают опасные газодымовые выбросы в атмосферу на предприятиях, регламентируют использование пестицидов и удобрений в сельском хозяйстве и т.д.

Специальные мероприятия направлены на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта, перехват загрязнённых вод с помощью дренажа или откачки их из специальных скважин.

Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водосборов является устройство вокруг них зон санитарной защиты, которые состоят из трёх поясов: первый пояс включает территорию на расстоянии 30–50 м от водосбора. Здесь запрещается присутствие посторонних лиц и проведение каких-либо работ, не связанных с эксплуатацией водосбора.

Второй пояс предназначен для защиты водоносного горизонта от бактериальных загрязнений, а третий – от химических загрязнений. На их территории запрещается размещение любых объектов, могущих вызвать химическое или бактериальное загрязнение, а также использование минеральных удобрений и пестицидов, промышленная рубка леса и другая хозяйственная деятельность человека.

Контрольные вопросы и задания

1. Укажите запасы пресной воды на Земле. Какая доля её сосредоточена в различных источниках?

2. С какими видами деятельности связано основное потребление воды человеком?

3. Какие виды деятельности ведут к уменьшению запасов воды в источниках? Что понимается под безвозвратным водопотреблением?

4. Назовите основные загрязняющие воду вещества, их источники и последствия загрязнения поверхностных и подземных вод.

5. Что такое эвтрофикация вод и какие причины её вызывают?

6. Назовите основные причины истощения поверхностных и подземных вод. К каким неблагоприятным экологическим последствиям оно приводит? Приведите примеры.

7. Что такое мониторинг водных объектов и кто его проводит?

8. Назовите основные пути и способы решения проблемы загрязнения и истощения водных ресурсов.

9. Почему хлорирование питьевой воды является опасным для потребителей? Какие альтернативные хлорированию методы обеззараживания воды вы знаете?

Источник: https://cyberpedia.su/4x5ca0.html

Истощение подземных и поверхностных вод

§ 3. Истощение подземных и поверхностных вод

Истощение водследует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек — биосфера.

Практически во всех крупных промышленных городах мира, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более. Так, например, усиление отбора подземных вод в Москве привело к формированию огромной районной депрессии с глубиной до 70—80 м. Все это, в конечном счете, приводит к значительному истощению подземных вод.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысяч родников, многих десятков ручьев и небольших рек.

Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность — гигрофиты и др.

Длительная интенсификация подземных водозаборов в определенных геолого-гидрогеологических условиях может вызвать медленное оседание и деформации земной поверхности.

Последнее негативно сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки, и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ организмов и всей среды обитания человека.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирую­щем снижении их минимально допустимого стока. На территории России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно.

Около 90% общего годового стока с территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море), где проживает свыше 65% населения России, приходится ме­нее 8% общего годового стока.

Именно в этих районах наблюдается истощение поверхно­стных водных ресурсов, и дефицит пресной воды продолжает расти.

Связано это не только с неблагоприятными климатиче­скими и гидрологическими условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит к все более возрастающему загрязнению вод, снижению способно­сти водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпи­тывающего водотоки и водоемы.

Серьезнейшая экологическая проблема — восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах.

Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воз­действию.

Непродуманное хозяйственное использование вод­ных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение.

К очень серьезным негативным экологическим последст­виям приводит и изъятие на хозяйственные цели большого ко­личества воды из впадающих в водоемы рек. Так, уровень не­когда многоводного Аральского моря, начиная с 60-х гг.

катаст­рофически понижается в связи с недопустимо высоким переза­бором воды из Амударьи и Сырдарьи. В результате объем Араль­ского моря сократился более чем наполовину, уровень моря снизился на 13 м, а соленость воды (минерализация) увеличилась в 2,5 раза.

Осушенное дно Аральского моря становится сегодня круп­нейшим источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сыр­дарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых за­рослей появляются бесплодные солончаки.

Трансформация фитоценозов на берегу Аральского моря и в дельтах Амударьи и Сырдарьи происходит на фоне высыхания озер, проток, болот и повсеместного снижения уровня грунтовых вод, обусловлен­ного падением уровня моря.

К другим весьма значительным видам воздействия чело­века на гидросферу, кроме истощения подземных и поверхнос­тных вод, следует отнести создание крупных водохранилищ, коренным образом преобразующих природную среду на приле­гающих территориях

Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного ти­па, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока при­водит к разнонаправленным последствиям (рис. 2) в окру­жающей природной среде.

Необходимо учитывать, что созда­ние водохранилищ путем перегораживания русла водотоков пло­тинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов.

Из-за того, что многие нерестили­ща рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудша­ется или прекращается естественное воспроизводство многих лососевых, осетровых и других проходных рыб.

Рис. 9. Экологические последствия создания водохранилищ

Глава 3. Контроль и планирование водопользования

Организацию управления водохозяйственной системой обычно принято осуществлять через водохозяйственный комплекс (ВХК). Использование водных ресурсов сопровождается изменениями сложившихся связей в природе и в народном хозяйстве.

Эти изменения затрагивают интересы многих отраслей народного хозяйства и поэтому наряду с положительным эффектом в одних отраслях в других отраслях могут возникнуть и отрицательные последствия после реализации решений конкретных водохозяйственных проблем.

Минимизация или исключение отрицательных последствий возможны лишь в случае рассмотрения водохозяйственной системы как единого комплекса, при учитывании долгосрочных прогнозов по требованиям различных отраслей к количественным и качественным показателям водных ресурсов, изменениям природных условий данного региона и т.п.

Водохозяйственный комплекс – это совокупность мероприятий и сооружений по рациональному использованию водных и связанных с ними природных ресурсов, позволяющих оптимально удовлетворять всех водопользователей имеющимися природными ресурсами воды.

ВХК – это совокупность различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих водные ресурсы одного водного бассейна (ГОСТ 19185 ).

Водохозяйственная система – это комплекс взаимосвязанных водных объектов и гидротехнических сооружений, предназначенных для обеспечения рационального использования и охраны вод ( ГОСТ 171101 ).

1. ВХК – это система. 2. В состав ВХК входят: объекты водохозяйственного назначения; водопотребители; водные объекты; мероприятия по КИОВР.

2. Формирование ВХК (т.е. обоснованный выбор состава и числа участников), является одной из сложнейших водохозяйственных задач.

3. Формирование ВХК. Природная часть ВХК – обеспечивает возможности функционирования и развития ВХК и определяет положительные и отрицательные последствия функционирования ВХК для естественной экосистемы региона.

Техническая часть – определяет комплексы взаимосвязанных технических решений, сооружений и организационно-технических мероприятий, обеспечивающих действия ВХК в конкретных местных условиях.

Экономическая часть ВХК – учитывает и координирует интересы всех отраслей народного хозяйства, использующих (охраняющих) водные ресурсы, и отдельных водопотребителей, а также оценивает результаты и последствия функционирования ВХК.

4. Задачи экономической части ВХК: 1. Максимизация экономического эффекта от использования водных и связанных с ними природных ресурсов. 2. Минимизация ущерба от недополучения воды отдельными водопотребителями и отраслями народного хозяйства.

5. Цель экономической части ВХК. Научно-обоснованное (объективное) распределение суммарных капиталовложений и издержек между различными водопотребителями для обеспечения наибольшей экономической и экологической эффективности для народного хозяйства в целом.

Классификация ВХК

По масштабам распространения ВХК бывают:

· глобальные;

· государственные;

· зональные;

· бассейновые;

· части бассейнов.

К государственным ВХК можно отнести единые водохозяйственные системы отдельных стран (США, Великобритания, Франция и т.д.). Общим признаком государственного ВХК служит рассмотрение водохозяйственной проблемы в масштабе всей страны на основе долгосрочных прогнозов экономического развития государства с учетом общих политических и социальных аспектов.

Зональные ВХК предусматривают решение водохозяйственных проблем в том или ином экономическом районе (регионе) страны.

Основной целью этого типа ВХК является совершенствование водного хозяйства и наиболее полное и эффективное использование его возможностей для развития данного экономического района.

Примерами зональных ВХК могут служить схемы комплексного использования водных ресурсов некоторых водных систем (Волжско-Камская, Волго-Донская, Обь-Иртышская и т.д.)

Бассейновые ВХК наиболее полно разработаны для нужд мелиорации и энергетики. Практически по всем бассейнам крупных и средних рек составлены схемы комплексного использования и охраны водных и земельных ресурсов.

Водохозяйственные комплексы части бассейнов формируются после рассмотрения состава ВХК более высокого уровня.

Рассмотрение и формирование ВХК части бассейнов проводят на основе проектных решений в виде уточнения схем использования отдельных участков реки.

Более детально изучают притоки основной реки на данном участке, рассматривают возможности их комплексного использования, учитывают необходимость улучшения качества окружающей среды и другие вопросы водно-земельного благоустройства и водопользования.

В техническом плане ВХК классифицируются по типам сооружений и числу участников:

· одноузловые отраслевые;

· одноузловые многоотраслевые;

· многоузловые межотраслевые;

· межбассейновые отраслевые;

· межбассейновые многоотраслевые;

· региональные ВХС государственные единые ВХС.

Одноузловой отраслевой ВХК. Многоузловой межотраслевой ВХК. Более высоким уровнем организации водохозяйственных комплексов является межбассейновые комплексы, в том числе отраслевые и межотраслевые. Подобные ВХК создаются в случае, если ресурсов одного бассейна не хватает для формирования оптимального (с точки зрения использования водных ресурсов) ВХК

Межбассейновый многоотраслевой ВХК. При полном выполнении планов по созданию единой государственной водохозяйственной системы объем стока подвергнется значительным изменениям.

Очевидно, это вызовет не только положительные, но и отрицательные последствия для окружающей природной среды.

Для уменьшения или полной ликвидации нежелательных последствий, вызванных работой ВХК, появляется необходимость выделения особого типа водопользования, а именно водоохранного, который должен функционировать в системе ВХК.

Водоохранный комплекс – система сооружений, устройств и мероприятий для обеспечения требуемого количества и качества воды в заданных створах или пунктах водных объектов. Водоохранные комплексы включают объекты осушения, водохранилища, поймы, загрязненные участки водных объектов, а также другие объекты, сооружения и мероприятия, предотвращающие отрицательное влияние ВХК.

Автоматизированная система управления ВХК (АСУБ)

В существующей системе управления водным хозяйством страны основным структурным элементом является ВХК речного бассейна.

Обеспечение нормального функционирования этого комплекса представляет довольно сложную управленческую задачу из-за рассредоточенности элементов (сооружений и объектов) ВХК, неустойчивости внешних факторов воздействия, влияние неформальных, сложных и не всегда явных взаимосвязей, отражающих взаимодействия между элементами внутри природы. Поэтому для оптимизации управления создаются системы автоматизированного управления ВХК речного бассейна и других типов ВХК.

Для этих целей ВХК рассматривается как совокупность размещенных на территории речного бассейна (региона) объектов формирования, транспортировки и регулирования стока, объектов водопотребления и использования стока, объектов водоотведения и системы управления комплексом (см. схему).

Структурная схема ВХК речного бассейна: I – система формирования стока (водосборная площадь бассейна); II – система транспортировки стока (русла водотоков, каналы); III – система регулирования стока (водохранилища) – (рис.4).

Рис. 4. Система формирования ВХК

В соответствии с ГОСТ 19185—73 ВХК — совокупность различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих водные ресурсы одного водного бассейна. Формирование комплекса, то есть обоснованный выбор состава и числа участников, — одна из сложнейших предпроектных задач.

При обосновании ВХК необходимо учитывать три связанные между собой части: природную, экономическую и техническую (рис. 4), которые описаны выше.

ВХК должен обеспечить наибольшую экономическую эффективность для народного хозяйства в целом, а не для какой-либо отдельной отрасли; не допускать вредного воздействия на окружающую среду. Сооружения участников ВХК должны способствовать охране вод от загрязнения и истощения; обеспечить достаточно простую и надежную эксплуатацию участникам или компонентам ВХК.

Водное хозяйство – ВХ

В литературе используются, как правило, два определения для ВХ.

Первое – это отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения и транспортировкой их к месту назначения (потребления)”.

И второе – «Водное хозяйство – это отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и комплексным использованием водных ресурсов, их транспортировкой к месту назначения, охраной от загрязнения и истощения и борьбой с разрушительными действиями воды».

Как видим, первое определение включает “использование вод”, а второе – только «планирование использования», первое не включает очень важный элемент – транспортировку воды, а второе – борьбу с разрушительными действиями воды.
Очевидно, что суть водного хозяйства объединяет оба эти понятия и поэтому определение лучше звучит так:

Отсюда вытекают основные задачи водного хозяйства:

а) обеспечение всех отраслей народного хозяйства водой в необходимом количестве,

б) необходимого качества,

в) в нужное время,

г) борьба и предупреждение разрушительного действия воды.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia.com/8x4a74.html

14.3. Истощение подземных и поверхностных вод

§ 3. Истощение подземных и поверхностных вод

Истощениеводследует понимать как недопустимоесокращение их запасов в пределахопределенной территории (для подземныхвод) или уменьшение минимально допустимогостока (для поверхностных вод). И то идругое приводит к неблагоприятнымэкологическим последствиям, нарушаетсложившиеся экологические связи всистеме человек биосфера.

Практическиво всех крупных промышленных городахмира, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге,Киеве, Харькове, Донецке и других городах,где подземные воды длительное времяэксплуатировались мощными водозаборами,возникли значительные депрессионныеворонки (понижения) с радиусами до 20 кми более. Так, например, усиление водоотбораподземных вод в Москве привело кформированию огромной районнойдепрессиис глубиной до 7080м, а в отдельных районах города до 110 ми более. Все это в конечном счете приводитк значительному истощению подземныхвод.

Поданным Государственного водногокадастра, в 90-е годы в нашей стране впроцессе работы водозаборов отбиралосьсвыше 125 млн м3/сут.

В результате на значительных территорияхрезко изменились условия взаимосвязиподземных вод с другими компонентамиприродной среды, нарушилось функционированиеназемных экосистем.

Интенсивнаяэксплуатация подземных вод в районахводозаборов и мощный водоотлив из шахт,карьеров приводит к изменению взаимосвязиповерхностных и подземных вод, кзначительному ущербу речному стоку, кпрекращению деятельности тысячиродников, многих десятков ручьев инебольших рек.

Кроме того, в связи созначительным снижением уровней подземныхвод наблюдаются и другие негативныеизменения экологической обстановки:осушаются заболоченные территории сбольшим видовым разнообразиемрастительности, иссушаются леса, гибнетвлаголюбивая растительность гидро- и гигрофиты и др.

Так например, наАйдосском водозаборе в ЦентральномКазахстане призошло понижение подземныхвод, которое вызвало высыхание и отмираниерастительности, а также резкое сокращениетранспирационного расхода (Хордикайнен,1989).

Довольно быстро отмерли гидрофиты(ива, тростник, рогоз, чиевик), частичнопогибли даже растения с глубокопроникающей корневой системой (полынь,шиповник, жимолость татарская и др.);выросли тугайные заросли.

Искусственноепонижение уровня подземных вод, вызванноеинтенсивной откачкой, отразилось и наэкологическом состоянии прилегающихк водозабору участках долины рек. Этотже антропогенный фактор может приводитьк ускорению времени смены сукцессионногоряда, а также к выпадению отдельных егостадий.

Длительнаяинтенсификация водозаборов в определенныхгеолого-гидрогеологических условияхможет вызвать медленное оседание идеформации земной поверхности. Последнеенегативно сказывается на состоянииэкосистем, особенно прибрежных районов,где затапливаются пониженные участкии нарушается нормальное функционированиеестественных сообществ организмов ивсей среды обитания человека.

Истощению подземныхвод способствует также длительныйнеконтролируемый самоизлив артезианскихвод из скважин.

Истощениеповерхностных водпроявляется в прогрессирующем сниженииих минимально допустимого стока. Натерритории России поверхностный стокводы распределяется крайне неравномерно.

Около 90% общего годового стока с территорииРоссии выносится в Северный Ледовитыйи Тихий океаны, а на бассейны внутреннегостока (Каспийское и Азовское море), гдепроживает свыше 65% населения России,приходится менее 8% общего годовогостока.

Именнов этих районах наблюдается истощениеповерхностных водных ресурсов и дефицитпресной воды продолжает расти.

Связаноэто не только с неблагоприятнымиклиматическими и гидрологическимиусловиями, но и с активизацией хозяйственнойдеятельности человека, которая приводитко все более возрастающему загрязнениювод, снижению способности водоемов ксамоочищению, истощению запасов подземныхвод, а следовательно, к снижениюродникового стока, подпитывающеговодотоки и водоемы.

Серьезнейшаяэкологическая проблема восстановление водности и чистоты малыхрек(длиной не более 100 км), наиболее уязвимогозвена в речных экосистемах. Именно ониоказались наиболее восприимчивыми кантропогенному воздействию. Непродуманноехозяйственное использование водныхресурсов и прилегающих земельных угодийвызвало их истощение (а нередко иисчезновение), обмеление и загрязнение.

В настоящее времясостояние малых рек и озер, особенно наЕвропейской части России, в результатерезко возросшей антропогенной нагрузкина них, катастрофическое. Сток малыхрек снизился более чем наполовину,качество воды неудовлетворительное.Многие из них полностью прекратили своесуществование.

К другимвесьма значительным видам воздействиячеловека на гидросферу следует отнести:создание крупных водохранилищ, кореннымобразом преобразующих природную средуна прилегающих территориях, и изъятиена хозяйственные цели большого количестваводы из впадающих в водоемы рек, чтоприводит к сокращению и усыханию многихвнутренних водоемов (Аральское море,Мертвое море и др.).

Созданиекрупных водохранилищ, особенно равнинноготипа, для аккумуляции и регулированияповерхностного стока приводит кразнонаправленным последствиям (рис.14.5) в окружающей природной среде.

Рис. 14.5.Экологические последствия созданияводохранилищ

Необходимоучитывать, что создание водохранилищпутем перегораживания русла водотоковплотинами чревато серьезными негативнымипоследствиями для большинствагидробионтов. Из-за того, что многиенерестилища рыб оказываются отрезаннымиплотинами, резко ухудшается илипрекращается естественное воспроизводствомногих лососевых, осетровых и другихпроходных рыб.

К очень серьезнымнегативным экологическим последствиямприводит и изъятие на хозяйственныецели большого количества воды извпадающих в водоемы рек. Так, уровеньнекогда многоводного Аральского моря,начиная с 60-х гг.

, катастрофическипонижается, в связи с недопустимо высокимперезабором воды из Амударьи и Сырдарьи.

В результате объем Аральского морясократился более чем наполовину, уровеньморя снизился на 13 м, а соленость воды(минерализация) увеличилась в 2,5 раза.

АкадемикБ. Н. Ласкарин по поводу трагедииАральского моря высказался следующимобразом: «Мы остановились у самого краяпропасти… Арал губили можно сказатьцеленаправленно.

Существовала даженекая антинаучная гипотеза, по которойАрал считался ошибкой природы. Якобыон мешал осваивать водные ресурсыСырдарьи и Амударьи (говорили, что,забирая их воду, Арал испаряет ее ввоздух).

Сторонники этой идеи не думалини о рыбе, ни о том, что Арал центр оазиса».

Осушенное дноАральского моря становится сегоднякрупнейшим источником пыли и солей. Вдельте Амударьи и Сырдарьи на местегибнущих тугайных лесов и тростниковыхзарослей появляются бесплодные солончаки.

Трансформацияфитоценозов на берегу Аральского моряи в дельтах Амударьи и Сырдарьи происходитна фоне высыхания озер, проток, болот иповсеместного снижения уровня грунтовыхвод, обусловленного падением уровняморя. В целом перезабор воды из Амударьии Сырдарьи и падение уровня моря вызвалитакие экологические измененияприаральского ландшафта, которые могутбыть охарактеризованы как опустынивание.

Для сохранения ивосстановления Аральского моря,нормализации экологической,санитарно-гигиенической исоциально-экономической ситуации вПриаралье необходимы совместные усилиягосударств Средней Азии и Казахстанапо перестройке экономики этих стран(отказ от ориентации на чрезвычайноводоемкие сельскохозяйственные культуры,сокращение орошаемых площадей и т. д.),постоянная ориентация на экологическиустойчивое развитие.

Источник: https://studfile.net/preview/1633263/page:81/

Истощение поверхностных вод

§ 3. Истощение подземных и поверхностных вод

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем снижении их минимально допустимого стока.

Серьезнейшая экологическая проблема – восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию.

К очень серьезным негативным экологическим последствиям приводит изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоемы рек.

Так, уровень Аральского моря катастрофически понижается в связи е недопустимо высоким забором воды из Амударьи и Сырдарьи.

В результате объем Аральского моря снизился более чем наполовину, уровень моря снизился на 13 м, a соленость, воды (минерализация) увеличилась в 2,5 раза.

Создание водохранилищ

К другим весьма значительным видам воздействия человека на гидросферу, кроме истощения подземных и поверхностных вод, следует отнести создание крупных водохранилищ, коренным образом преобразующих природную среду на прилегающих территориях.

Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного типа, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока приводит к разнонаправленным последствиям в окружающей природной среде.

Экологические последствия создания водохранилищ

Негативные Позитивные
Затопление значительных площадей плодородных земель, подтопление прилегающей территории Увеличение устойчивого речного стока
Изменение режима подземных вод (засоление, заболачивание и др.) Снижение разрушительных последствии паводков
Переработка берегов Аккумулирование стока воды водохранилища
Активизация сейсмической деятельности Снижение процессов зарастания озер заливов в устьях рек

Необходимо учитывать, что создание водохранилищ путем перегораживания русла водотоков плотинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов. Из-за того, что многие нерестилища рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудшается или прекращается естественное воспроизводство многих лососевых, осетровых и других проходных рыб.

Лекция 12. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЛИТОСФЕРУ

Воздействия на литосферу

Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как минеральная основа биосферы, в настоящее время подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию.

Воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхностной части земной коры.

Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является «базовой подсистемой биосферы: образно говоря вся континентальная и почти вся морская биота опирается на земную кору. Например, техногенное разрушение минимального слоя горных пород на суше или шельфе автоматически уничтожает биоценоз.

Но, кроме того, литосфера служит основным поставщиком минерально-сырьевых и в том числе энергетических ресурсов, большая часть которых относится к невозобновимым».

Воздействия на почвы

Почва – один из важнейших компонентов окружающей природной среды.

Все основные экологические функции почвы замыкаются на одном обобщающем показателе – почвенном плодородии.

Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва н др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие.

Даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства. К де­градации почв (земель) ведут и другие причины, преимущест­венно антропогенного характера.

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом – в случае создания человеком монокультуры (пшеницы, свеклы, кукурузы и т.д.

) в агроэкосистеме нарушается видовое разнообразие растительных сообществ, агроэкосистема упрощается, обедняется и становится неустойчивой, неспособной противостоять абиотическому или биотическому экологическому стрессу.

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

– эрозия (ветровая и водная);

– загрязнение;

– вторичное засоление и заболачивание;

– опустынивание;

– отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Эрозия почв

Эрозия почв – разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия).

К эрозионным процессам относят также:

– промышленную эрозию (разрушение с\х земель при строительстве и разработке карьеров);

– военную эрозию (воронки, траншеи);

– пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота);

– ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31 % суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши.

Под ветровой эрозией понимают выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром.

Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы.

Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.

Под водной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков (образование оврагов и т.п.). Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее развития является производственная и иная деятельность человека.

В частности, появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, – одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Другие негативные антропогенные факторы: уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Загрязнение почв

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира.

Основные загрязнители почвы:

– пестициды (ядохимикаты);

– минеральные удобрения;

– отходы и отбросы производства;

– газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

– нефть и нефтепродукты.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ – «дуст»), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов.

Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья будущих поколений.

Вот почему применение наиболее опасного из них – ДДТ в нашей стране и в ряде других стран запрещено.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свыше млрд. т промышленных отходов, из них более 50 млн.т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы.

Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы. Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Почти 0,4 млн. га в нашей стране загрязнены медью, свинцом, кадмием и др.

Одной из серьезных экологических проблем РФ становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами. Причины загрязнения — аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы.

Вторичное засоление почв

Вторичное засоление развивается при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах.

Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцования подвержено около 30 % орошаемых земель.

Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.).

Заболачивание почв

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты.

Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Опустынивание

Опустынивание – процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню.

Причины и основные факторы опустынивания:

– природные (длительные засухи, засоление почв, преобладание легких почв, снижение уровня подземных вод, ветровая и водная эрозия);

– антропогенные (сведение лесов, чрезмерная нагрузка на пастбища, интенсивная распашка земель, нерациональное водопользование, выжигание прошлогодней травы).

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться.

Отчуждение земель

Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования:

– строительства промышленных объектов, городов, поселков;

– для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий связи);

– при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д.

По данным ООН, в мире только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель.

Воздействия на недра

Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых.

Недра могут быть:

– источником минеральных ресурсов (руды металлов);

– источником энергетических ресурсов (нефть, газ, геотермальное тепло);

– местом захоронения отходов;

– особо охраняемой территорией (пещеры, карст и т.п.);

– средой для возведения подземных сооружений.

Разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды и ее качество в целом:

– изменение рельефа местности (карьеры, отвалы);

– активизация опасных геологических процессов (землетрясения и оползни);

– изменение физических полей (распределение температуры в зоне вечной мерзлоты);

– химическое загрязнение и механическое нарушение почв;

– ухудшение качества подземных вод, истощение водоносных горизонтов;

– загрязнение атмосферного воздуха (выбросы загрязняющих веществ при работе технике, взрывных работах, горении отвалов и т.п.);

– нарушение растительного покрова;

– нарушение мест обитания животных.

Нет в мире другой отрасли хозяйства, которую можно было бы сравнить с горнодобывающей промышленностью по силе негативного воздействия на природные экосистемы.

Дата добавления: 2016-05-26; просмотров: 2090;

:

Источник: https://poznayka.org/s347t1.html

Тема АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОСФЕРУ

§ 3. Истощение подземных и поверхностных вод
Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2015-07-10

PAGE  9

Тема. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОСФЕРУ.

План занятия

1. Загрязнение гидросферы

  1.  Главные загрязнители вод.
    1.  Основные виды загрязнения вод.
    2.  Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод.

2. Экологические последствия загрязнения гидросферы.

2.1 Пресноводные экосистемы.

2.2 Морские экосистемы.

3. Истощение подземных и поверхностных вод.

1.Загрязнение гидросферы

Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения  в результате поступления в них вредных веществ.

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойствах (нарушения прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличение содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворе6нного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

  1.  Главные загрязнители вод.

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае преu001fвышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех покаu001fзателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесапитарному или органолептическому, вода считается загрязненu001fной.

Различают химические, биологические и физические заu001fгрязнители.

Среди химических загрязниu001fтелей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные веu001fщества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др.

Очень опасно загрязняют воду биологические заu001fгрязнители, например вирусы и другие болезнетворные микu001fроорганизмы, и физические — радиоактивные вещества, тепло и др.

Таблица – Главные загрязнители воды

Химические

загрязнители

Биологические

загрязнители

Физические  загрязнители

Кислоты

Щелочи

Соли

Нефть и нефтепродукты

Пестициды

Диоксины

Тяжелые металлы

Фенолы

Аммонийный и

нитритный азот

СПАВ

Вирусы

Бактерии

Другие болезнетворные организмы

Водоросли

Лигнины

Дрожжевые и плесневые грибки

Радиоактивные элементы

Взвешенные твердые

частицы

Тепло

Органолептические

(цвет, запах)

Шлам

Песок

Ил

Глина

  1.   Основные виды загрязнения вод. 

Наиболее часто встреu001fчается химическое и бактериальное загрязнение. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть оргаu001fническим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным.

При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами поu001fрод, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок, и Г. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненu001fных вод не происходит.

Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распростраu001fняться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воu001fде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный харакu001fтер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоu001fактивное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» раu001fдиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226 цезий и др.).

Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др.

В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпадения их на поверхность земли в виде радиоактивных продуктов и отходов и последующего просачивания в глубь земли имеu001fете с атмосферными водами, так и в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием н воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусоu001fром), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отu001fходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияu001fют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхноu001fстными или технологическими водами.

Так, например, извесu001fтно, что на площадке Кольской атомной станции, расположенu001fной за Полярным кругом, через 7 лет после начала эксплуатаu001fции температура подземных вод повысилась с б до 19 °С вблиu001fзи главного корпуса.

При повышении температуры происхоu001fдит изменение газового и химического состава в водах, что веu001fдет к размножению анаэробных бактерий, росту количества гидробионтов и выделению ядовитых газов — сероводорода, меu001fтана.

Одновременно происходит «цветение» воды, а также ус коренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения. По существующим санитарным нормам температура водоема не должка повышатьu001fся более чем на 3 °С летом и 5 °С зимой, а тепловая нагрузка на водоем не должна превышать 12—17 кДж/м3.

  1.  Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод.

Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них отноu001fсятся; 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) газодымовые выбросы; 4)утечки нефти и нефтепродуктов

Наибольший вред водоемам- и водотокам причиняет выпуск их неочищенных сточных вод — промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами в зависиu001fмости от специфики отраслей промышленности. Следует отметить, что в настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти.

Таблица – Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

Отрасль промышленности

Преобладающий вид загрязняющих компонентов

Нефтегазодобыча, нефтеu001fпереработка

Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, амu001fмонийные соли, сульфиды

Целлюлозно-бумажный комплекс, лесная промышленность

Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещеu001fства, азот

Машиностроение, металu001fлообработка, металлургия

Тяжелые металлы, взвешенные вещеu001fства, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы

Химическая промышленu001fность

Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароu001fматические углеводороды, неорганика

Горнодобывающая угольu001fная

Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества

Легкая, текстильная, пиu001fщевая

СПАВ, нефтепродукты, органические красители, другие органические вещеu001fства

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Огромное количество таких опасных загрязняющих вещества, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др.

, смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческиu001fми комплексами.

По большей части они попадаu001fли и водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей.

Значительную опасность представляют газодымовые соединения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с  судов балластных вод и т. д.

Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны.

Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями; при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и качке воды из скважин.

Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20—30 км и более от источника загрязнения. Это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.

Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов приu001fпой среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их.

Как подчеркиu001fвают многие ученые, круговорот загрязняющих веществ в системе  поверхностных и подземных вод предопределяет единство природоохранных и водоохранных мер и их нельзя разрывать. В противном случае меры по охране подземных вод вне связи с мерами по защите других компонентов природной среды будут неэффективными.

2. Экологические последствия загрязнения гидросферы.

2.1 Пресноводные экосистемы. 

Установлено, что под влияu001fнием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других край-с неблагоприятных процессов. Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоемов.

Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д.

В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки — несколько десятилетий и менее.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуu001fры трофических связей, резкому возрастанию биоu001fмассы фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудu001fшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопроu001fвождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.

Помимо избытка биогенных веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают и другие загрязняющие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), сиплы, СПАВ и др.

2.2 Морские экосистемы. 

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке.

Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенu001fному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например.

Среu001fди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть,свинец, кадмий и др.).

Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих проu001fцессах и явлениях:

нарушении устойчивости экосистем;

прогрессирующей эвтрофикации;

появлении «красных приливов»;

накоплении химических токсикантов в биоте;

снижении биологической продуктивности;

возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

— микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непоu001fсредственно при питье, либо в результате биологического наu001fкопления по длинным пищевым цепям типа: вода — планктон — рыбы — человек или вода — почва — растения — животные — человек, и др.

При непосредственном контакте человека с бактериальнозагрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холод брюшной тиф, дизентерия и др.

3. Истощение подземных и поверхностных вод.

Истощение вод следует понимать как недопустимое соu001fкращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, наруu001fшает сложившиеся экологические связи в системе «человек – биосфера».

Практически во всех крупных промышленных городах мира, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Харькоu001fве, Донецке и других городах, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более. Так, например, усиление воде отбора подземных вод в Москве привело к формированию огромной районной депрессии с глубиной до 70—80 м, а в отдельных районах города — до 110 м и более. Все это в конечном счете приводит к значительному истощению под земных вод.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительu001fному ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысяч родников, многих десятков ручьев и небольших рек.

Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность — гигрофиты и др.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессируюu001fщем снижении их минимально допустимого стока. Наблюдается истощение поверхностных водных ресурсов, и дефицит пресной воды продолжает расти.

Связано это не только с неблагоприятными климатичеu001fскими и гидрологическими условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит к все более возрастающему загрязнению вод, снижению способноu001fсти водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпиu001fтывающего водотоки к водоемы.

Серьезнейшая экологическая проблема — восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах.

Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному возu001fдействию.

Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощеu001fние (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение.

К очень серьезным негативным экологическим последствиям приводит и изъятие на хозяйственные цели большого количеu001fства воды из впадающих в водоемы рек. Так, уровень некогда многоводного Аральского моря, начиная с 60-х гг. катастрофически понижается в связи с недопустимо высоким перезабором воды из Амударьи и Сырдарьи.

Приведенные данные свидетельствуют о нарушении закона целостности биосферы, когда изменение одного звена влечет за собой сопряженное изменение всех остальных. В результате объем Аральского моря сократился более чем наполовину, уровень моря снизился на 13 м, а соленость воды (минерализация) увеличилась в 2,5 раза.

Мы остановились у самого края пропасти… Арал губили, можно сказать, целенаправленно. Существовала даже некая антинаучная гипотеза, по которой Арал считался ошибкой природы. Якобы он мешал осваивать водные ресурсы Сырдарьи и Амударьи (говоu001fрили, что забирая их воду, Арал испаряет ее в воздух).

Стоu001fронники этой идеи не думали ни о рыбе, ни о том, что Арал — центр оазиса.

Осушенное дно Аральского моря становится сегодня крупнейшим источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сырдарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых зарослей появляются бесплодные солончаки.

Трансформация фитоценозов на берегу Аральского моря и в дельтах Амударьи и Сырдарьи происходит на фоне высыхания озер, проток, болот и Повсеместного Снижения уровня грунтовых вод, обусловленu001fного падением уровня моря.

В целом перезабор воды из Амударьи и Сырдарьи и падение уровня моря вызвали такие экологические изменения приаральского ландшафта, которые могут быть охарактеризованы как опустынивание.

Для сохранения и восстановления Аральского моря, нормализации экологической, санитарно-гигиенической и социально – экономической ситуаций в Приаралье необходимы совместные усилия государств Средней Азии и Казахстана по перестройке экономики этих стран (отказ от ориентации на чрезвычайно водоемкие сельскохозяйственные культуры, сокращение орошаемых площадей и т. д.), постоянная ориентация на экологически устойчивое развитие. К другим весьма значительным видам воздействия человека на гидросферу, кроме истощения подземных и поверхностных вод, следует отнести создание крупных водохранилищ, иным образом преобразующих природную среду на прилегающих территориях.

Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного типа, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока приводит к разнонаправленным последствиям (рис. 14,5) в окружающей природной среде.

Необходимо учитывать, что создание водохранилищ путем перегораживания русла водотоков плоu001fтинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов.

Из-за того, что многие нерестилиu001fща рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудшается или прекращается естественное воспроизводство многих лососевых, осетровых и других проходных рыб.

Контрольные вопросы

  1.  В чем проявляется загрязнение подземных и поверхностu001fных вод и каковы их главные загрязнители?
  2.  Назовите основные виды загрязнения подземных вод.
  3.  Как загрязняющие вещества попадают в поверхностные воды?
  4.  Что такое антропогенное эвтрофирование и каково его влияние на природные экосистемы?
  5.  Каковы экологические последствия загрязнения морских экосистем?
  6.  Что понимают под истощением вод? К каким неблагоприu001fятным экологическим последствиям оно приводит? Привеu001fдите примеры.
  7.  В чем  причины экологической катастрофы Аральского моря?

Источник: http://samzan.ru/207929

Book for ucheba
Добавить комментарий