Гидросфера: загрязнение вод, ее значение и методы очистки

Загрязнение воды, методы очистки сточных вод

Загрязнение воды – это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение воды имеет много причин. Промышленные стоки, содержащие неорганические и органические отходы, нередко спускаются в реки и моря. Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ, действие которых на окружающую среду заранее не известно. Сотни из этих веществ представляют собой новые соединения. Хотя промышленные стоки во многих случаях подвергаются предварительной очистке, они все-таки содержат токсичные вещества, которые трудно обнаружить.Бытовые сточные воды, содержащие, например, синтетические моющие средства, в конце концов попадают в реки и моря. Удобрения, смываемые с поверхности почвы, попадают в водостоки, ведущие к озерам и морям. Все эти причины приводят к сильному загрязнению воды, особенно в замкнутых бассейнах-озерах, заливах.

Источники загрязнения гидросферы: 1)Промышленность (промышл.сточ.воды); 2) Городские сточные воды; 3) Естественные осадки, которые вымывают с полей химические удобрения; 4)Тепловые ЭС. Водоем считается загрязненным, если состав его считается непригодным для 1 или 2 видов водопользования.

Утечка нефти. Нефть, пролитая в морскую воду, оказывает много неблагоприятных воздействий на жизнь моря. Прежде всего гибнут птицы-тонут, перегреваются на солнце или лишаются пищи. Нефть ослепляет живущих в воде животных-тюленей, нерпу. Она уменьшает проникнование света в замкнутые водоемы и может повышать температуру воды. Это особенно губительно для организмов, способных существовать только в ограниченном интервале температур. Нефть содержит токсичные компоненты, например ароматические углеводороды, которые губительно действуют на некоторые формы водной жизни даже в таких концентрациях, как несколько миллионных долей. Методы очистки сточных вод. Очистка сточных вод – обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей. Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов

1. Положение земли в солнечной системе и космическом пространстве. Климат земли.

2. Российское законодательство в области охраны природы и защите окружающей среды.

3. Загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами. Последствия загрязнения.

4. учение о биосфере. вещество биосферы. Структура биосферы.

5. Экологическое нормирование и сертификация. Основные принципы и преимущества.

6. Загрязнение почвы и характер загрязнения. Методы защиты и восстановления почв.

7. Гипотезы возникновения жизни на земле.

8. Основные положения и теории эволюции видов.

9. Микроэлементы и их роль в обмене веществ млекопитающих. Металлы жизни.

10. Загрязнение воздуха. Очистка промышленных газов. Роль транспорта

11. Сообщества . группы организмов в сообществах. Классификация сообществ.

12. Характеристика человека как биологического вида. Социальные компоненты эволюционного развития человека.(окончание вопроса я не расслышала)

13. Производство биологической продукции в биоценозах.

14. Пирамиды, энергии и численность биомассы. Биогенные элементы. Их роль для живых существ. Макро- и микроэлементы.

15. Урбанизация. Группы организмов по типу питания. Пищевые цепи и сети.

16. Динамика и численность человеческих популяций.

17. Причины демократических кризисов и взрывов. Критическая численность человечества.

18. Цикл фосфора и серы. Особенности осадочных циклов.

19. Биологический вид. Критерии и виды.

20. Генетика. Селекция . Генная инженерия.

21. Источники загрязнения окружающей среды. Виды промышленных выбросов и сбросов, бытовых загрязнений.

22. Ядерная энергетика. Проблемы. Перспективы .

23. Связи организмов в сообществах. Группы организмов по типу производства видов продукции.

24. Человек в биосфере. Техносфера. Роль техносферы в эндемичности человека

25. Искусственные сферы обитания. Цикл металлов. Тяжелые металлы.

26. Атмосфера и гидросфера земли. Строение атмосферы. Состав воздуха структура гидросферы.

27. Уровни организации живого. Роль организмов каждого уровня в биосфере.

28. Причины и последствия выбросов парниковых газов в атмосферу.

29. Оболочки земли. Из род, существование , развитие биосферы.

30. Понятие природного ресурса. Виды природных ресурсов . Курс восстановления природных ресурсов.

31. Цикл природы. Антропогенные составляющие цикла природы.

32. Структура сообществ.

33. Экологическая ниша. Роль видов в сообществе. Сукцессия и …сообщества.

34. Антропогенное воздействие на биосферу. Виды антропогенного воздействия.

35. Нефть . Альтернативный источник энергии.

36. Учение Вернадского. Понятие биосферы и ноосферы.

37. Круговорот веществ в окружающей среде. Понятие о биологическом круговороте вещества. Норма выплат за выбросы в окружающую среду от промышленных источников.

38. Строение земли. Литосфера . Магнитосфера. Геологические эпохи и формирование современного облика континента.

39. Российское законодательство в области охраны и использования природных ресурсов и недр. Органы законодательной и исполнительной власти.

40. Источники энергии в техносфере. Перспективы

41. Среды жизни, морские, сухопутные сообщества, детритные и пастбищные среды.

42. Потребности человека. Группы потребностей человека. Их роль в развитии человеческого социума.

43. Цикл воды. Использование артезианских вод .

44. Источники энергии для биосферы. Формы энергии в биосфере. Процессы фиксации …..

45. Законодательное регулирование норм выбросов и сбросов в окружающую среду от промышленных источников. Органы законодательной и исполнительной власти.

46. Гидроэнергетика. Энергетические проблемы техносферы.

47. Возникновение и развитие жизни на земле. Биосфера древности. Факторы в сообществах. Виды факторов воздействия на окружающую среду.

Гидросфера: причины загрязнения и методы охраны водной среды

Вода и экология планеты взаимосвязаны, т.к. многие виды загрязнителей так или иначе проникают в гидросферу. Они выпадают с осадками, вымываются с почвы, сливаются предприятиями и т.д.

Гидросфера, загрязнение которой достигло критического уровня, важна не только для человека, но и для других форм жизни на планете. Во многих странах загрязнение водоемов, ранее использовавшихся для забора пресной воды, уже создало дефицит данного ресурса.

Строение и функции гидросферы

Гидросфера Земли — это термин, который используется для описания совокупности всех водных запасов планеты. В него входят не только пресноводные и соленые водоемы, расположенные на поверхности, но также подземные источники и вода, находящаяся в парообразном и замерзшем состоянии. На планете непрерывно происходит круговорот воды.

Сотни тонн воды каждый день испаряются с поверхности Мирового океана. Одна часть здесь же выпадает в виде дождя, а другая относится ветрами на континенты. Попавшая из Мирового океана жидкость питает подземные источники, испаряется или же возвращается обратно благодаря рекам.

Гидросфера является важнейшей составляющей живой и неживой природы. В каждой клетке любого организма присутствует запас воды. Без данного компонента становятся невозможными обменные процессы. Кроме того, вода необходима для поддержания существующих климатических условий на планете. Фазовые превращения сопровождаются выделением или поглощением тепла.

Вода, присутствующая в атмосфере, создает парниковый эффект, повышающий температуру на планете в среднем на 18°C. Кроме того, поддержанию климатических условий, пригодных для жизни, способствуют существующие подводные течения, которые переносят разогретые экваториальные воды к полюсам.

Состав

Запасы воды на планете составляют 1 454 000 тыс. кв 3 . Распределены они неравномерно. Примерно 94-96 % запаса представлено солеными водами Мирового океана. По оценкам специалистов, объем всех океанов равен примерно 1370 млн. км 3 . На подземную часть гидросферы приходится до 4 % запасов. Объем данных резервуаров составляет 60 млн. км 3 . Пресные континентальные воды и ледники составляют не более 2 % общего объема.

Виды загрязнений

Все источники загрязнения водоемов можно условно разделить на естественные и антропогенные. Первая группа является наименее опасной, т.к. область поражения всегда незначительна. Можно выделить не так много естественных загрязнителей гидросферы.

К ним можно отнести:

• выбросы при извержениях вулканов;
• растворение продуктов жизнедеятельности организмов:
• разложение мертвых животных и растений;
• размывание прибрежной почвы.

Существующий круговорот жидкости в природе обеспечивает ее очищение и быструю ликвидацию последствий любого естественного загрязнения.

Антропогенное загрязнение является результатом хозяйственной деятельности человека. Оно более опасно, т.к. приводит к изменению химического состава воды, провоцирует повышение температуры и т.д.

Океанов и морей

В мировой океан с водами рек попадают все виды загрязнений:

• химические;
• механические;
• тепловые;
• биологические;
• радиоактивные и т.д.

Причины загрязнения тяжелыми металлами и токсичными химическими веществами кроются в сбросе отработанных стоков нефтяными предприятиями.

В отходах промышленного и химического производства в больших количествах содержатся соли тяжелых металлов:

• железо;
• свинец;
• ртуть;
• медь;
• мышьяк и т.д.

Данные вещества не всегда приводят к гибели представителей флоры и фауны. Многие виды рыб и моллюсков могут их накапливать. Это увеличивает вред, наносимый окружающей среде.

Источником загрязнения радиоактивными веществами выступают атомные электростанции. Вредные вещества могут попадать в реки, а затем в океаны не только при сбросе отработанных охладительных жидкостей, но и во время техногенных катастроф разного масштаба. Второй вариант является наиболее опасным.

Вода в Мировом океане активно загрязняется из-за утечек нефти и нефтепродуктов, а также сбросов отработанного машинного масла. Устранить или минимизировать экологические последствия подобных катастроф почти невозможно. Данные вещества препятствуют проникновению света в толщу и снижают уровень насыщения вод кислородом. Это приводит к гибели большого количества рыб и других организмов. Известны случаи, когда из-за данных отходов погибали целые колонии водоплавающих птиц.

Океанические течения приводят к тому, что на отдельных участках скапливается пластиковый мусор, который не разлагается и не может утонуть. Механическое загрязнение Тихого океана приобрело угрожающий характер еще 50 лет назад. Приблизительный вес самого крупного мусорного острова составляет около 130 тонн.

Рек и озер

Опасность представляет пластиковый мусор. Он имеет длительный период разложения, поэтому может накапливаться в реках и озерах длительное время. В Азии, Африке и Индии многие водоемы превратились в мусорные свалки из-за систематического сброса бытовых отходов.

Водная экология крупных рек во многих странах находится в плохом состоянии. В России особенно сильно загрязнены реки в Амурской области, Дагестане, Бурятии, Приморском крае и в некоторых других регионах. Точные масштабы загрязнения крайне сложно оценить из-за того, что нередко исследования по оценке содержания вредных примесей в российский лабораториях не проводятся.

К неорганическим загрязнителям озер и рек относятся охладители, отличающиеся высокой температурой. Вода в качестве охладителя используется на промышленных предприятиях и электростанциях. Когда происходит сброс большого количества охладителя, температура в водоеме может стремительно повыситься.

Проблема загрязнения пресных водоемов стоками остро стоит во многих странах мира. Канализационные стоки крайне опасны для флоры и фауны озер, рек и морей, т.к. представляют собой смесь продуктов жизнедеятельности человека и различных химикатов.

Загрязнение пресных водоемов удобрениями синтетического происхождения уже приобрело угрожающий характер , т.к. данные вещества применяют почти повсеместно для получения более обильных урожаев.

С поверхности почвы опасные соединения вымываются дождями. Нитраты и фосфаты, содержащиеся в повышенных количествах в синтетических удобрениях, оказывает неблагоприятное действие на организм рыб и животных.

Опасность загрязнения сельскохозяйственными стоками природных водоемов и водохранилищ заключается в том, что данные вещества являются удобрением для фитопланктона. Из-за роста числа фитопланктона светопроницаемость стремительно снижается. Это приводит к гибели других водорослей. Сложные формы жизни быстро исчезают. Озера и пруды, в которые попадают в больших количествах удобрения, быстро превращаются в болота.

Кислотные дожди появляются в результате работы нефтеперерабатывающих заводов, электростанций, химических и металлургических предприятий. Заводы и фабрики выбрасывают высокотоксичные газы, в составе которых присутствуют оксиды азота и серы. Соединяясь с кислородом, данные токсические вещества образуют азотную и серную кислоты, которые затем выпадают в виде осадков. Кислотные дожди ведут к усилению загрязнения водоемов. Такие осадки становятся причиной вымывания из почвы большого количества токсичных веществ, которые в дальнейшем попадают в реки, пруды и озера.

Подземных вод

Загрязнение подземных вод может происходить при размывании почв, которые регулярно удобряются синтетическими веществами. Проникновение вредоносных радиоактивных и токсичных веществ в грунтовые воды нередко происходит при неправильном хранении отработанных отходов ядерного и химического производства.

Особую опасность для подземных вод представляют отработанные шахты, в т.ч. урановые. Во многих регионах, когда люди прекращают добычу полезных ископаемых, шахты и карьеры оставляются открытыми. Данный фактор нередко имеет решающее значение, так как в разы за короткий период повышает загрязненность местных подземных вод. Шахты и карьеры быстро наполняются грунтовыми водами. Происходит размывание пород и многие вредоносные вещества проникают сначала в грунтовые, а затем и поверхностные воды.

Основные источники загрязнения

Антропогенные загрязнения чрезвычайно разнообразны и в большинстве случаев накладываются друг на друга. Основные причины загрязнения кроются в попадании в водоемы неочищенных канализационных стоков, твердых отходов, остатков пестицидов и удобрений, а также других элементов. Главная роль в повышении химического загрязнения отводится нефтегазовой и химической промышленности. Второе место занимает сельское хозяйство. На третьем месте стоят бытовые стоки и отходы.

Методы очистки

Во многих развитых странах охрана гидросферы и защита воды, которую можно использовать для обеспечения бытовых нужд людей, стоит остро. Очистки стоков механическими, химическими, биологическими и другими методами является шагом к сохранению водных ресурсов. В развитых странах для получения наилучшего результата используется сразу несколько видов очистки сточных вод.

Механические

К механическим методам очистки относится отстаивание, процеживание и фильтрация. Химические реагенты и высокие температуры не применяются. Эти способы очистки позволяют удалить не только крупные загрязнители, но и нерастворенные органические и минеральные примеси. Данные методы сейчас используются в качестве предварительной очистки.

Химические

В ряде случаев для очистки стоков требуется использование химических реагентов. В ходе реакций сложные загрязнители расщепляются на простые и безопасные вещества. Такими методами проводится нейтрализации щелочей и кислот. Очистка стоков может проводиться электрохимическим способом, позволяющим провести окисление и выведение примесей тяжелых металлов.

Физико-химические

Существует немало физико-химических способов устранения загрязнений из стоков.

К таким методам относятся:

• флотация;
• эвапорация;
• ионный обмен;
• коагуляция;
• дезактивация;
• диализ;
• обессоливание;
• кристаллизация;
• сорбции;
• экстракции.

Данные технологии предполагают использование сочетания химических реагентов и физических способов воздействия.

Биологические

Биологическая очистка проводится за счет питания ряда микроорганизмов, которые способны расщеплять в процессе своей жизнедеятельности многие сложные вещества, содержащиеся в стоках.

Хороший эффект дает отстаивание стоков в специальных искусственных водоемах. Кроме того, к таким биологическим методам относится процедура взаимодействия активного ила и прошедших механическую очистку стоков. Сейчас активно применяются биологические фильтры, позволяющие устранить нежелательную микрофлору.

Физические

К физическим методам очистки относится использование фильтров разной степени чувствительности. К таким методам также относится воздействие электрическими токами, низкими и высокими температурами и ультрафиолетовая дезинфекция.

Последствия

Все последствия загрязнения воды можно условно разделить на обратимые и необратимые. Если количество поступающих в водоем отравляющих веществ невелико, природные механизмы очистки позволяют обезвредить загрязнение. При систематическом сбросе стоков отравляющие вещества накапливаются.

Загрязнение пресноводных водоемов приводит к нехватке питьевой воды. В озерах растет численность патогенных микроорганизмов, т.к. отмершие растения и животные являются для них хорошей питательной средой.

Загрязнение пресноводных водоемов, из которых проводится забор в городские системы водоснабжения, самым негативным образом отражается на состоянии здоровья людей.

Сильное загрязнение рек и озер провоцирует массовую гибель малька. Повышенное содержание токсинов в водоемах приводит к массовой гибели перелетных птиц, а также животных, приходящих на водопой.

Защита гидросферы

Ты — величайшее в мире богатство, но и самое непрочное — ты, столь чистая в недрах земли. Можно умереть подле источника, если в нем есть примесь магния. Можно умереть в двух шагах от солончакового озера. Можно умереть, хоть и есть два литра росы, если в нее попали какие-то соли. Ты не терпишь примесей, не выносишь ничего чужеродного, ты — божество, которое так легко спугнуть…
Но ты даешь нам бесконечно простое счастье. (Антуан де Сент-Экзюпери Планета людей, VII. В сердце пустыни. Пер. с фр. Норы Галь)

Вода – одно из наиболее важных веществ на Земле, от которого зависит состояние животного и растительного мира. Это самая распространенная неорганическая составляющая живой материи. У человека вода составляет 63% массы тела, у грибов – 80%, у медуз – 98%, в растениях содержится до 95% воды. Семена растений, в которых содержание воды не превышает 10%, представляют собой формы замедленной жизни. Такое же явление – ангидробиоз – наблюдается у некоторых видов беспозвоночных, которые при неблагоприятных внешних условиях могут потерять большую часть воды из своих тканей и сохранить жизнеспособность.

Вода в природе находится в непрерывном круговороте – все время расходуется и возобновляется.

Роль воды

Вода играет существенную роль как в биологических процессах, так и в климатических. Вода является универсальным растворителем химических веществ. Значительная роль воды на планете обусловлена ее физическими свойствами.

Вода обладает большой теплоемкостью 4,18 Дж/г·К (теплоемкость воздуха 1,009 Дж/г·К). В природных условиях вода медленно остывает и медленно нагревается, являясь регулятором температуры на Земле.

Плотность воды максимальна при 3,98°C и составляет 1,0 г/см 3 . Плотность воды уменьшается как при повышении, так и при понижении температуры. Эта аномалия обусловливает возможность жизни в водоемах, замерзающих в зимнее время. Так как лед легче воды (его плотность ниже), он располагается на поверхности и защищает лежащие ниже слои воды от промерзания. При дальнейшем понижении температуры увеличивается толщина слоя льда, но температура воды подо льдом остается на уровне ~4°C, что позволяет водным организмам сохранять жизнь.

Основные источники загрязнения гидросферы

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Подсчитано, что ежегодно в мире сбрасывается более 420 км 3 сточных вод.

• промышленные сточные воды;
• хозяйственно-бытовые сточные воды;
• дренажные воды с орошаемых земель;
• сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы;
• водный транспорт.

1. биологические загрязнители: микроорганизмы – вирусы, бактерии; растения – водоросли; дрожжи, плесневые грибки;
2. химические загрязнители: наиболее распространенными загрязнителями являются нефть и нефтепродукты, СПАВ, пестициды, тяжелые металлы, диоксины, фенолы, аммонийный и нитритный азот и др.;
3. физические загрязнители: радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, шлам, песок, ил, тепло и др.

Виды загрязнения воды

Химическое загрязнение может быть органическим (фенолы, пестициды), неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (ртуть, мышьяк, кадмий, свинец), нетоксичным. Эвтрофикация – явление, связанное с поступлением в водоемы большого количества биогенных элементов (соединений азота и фосфора) в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства.

В России концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК во многих водных объектах (табл. 6). При осаждении на дно водоемов вредные вещества сорбируются частицами пород, окисляются – восстанавливаются, выпадают в осадок. Однако, как правило, полного самоочищения не происходит.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и т.д.

Физическое загрязнение может быть радиоактивным, механическим, тепловым.

Очень опасно содержание в воде радиоактивных веществ даже в малых концентрациях. Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов и т.д. В подземные воды радиоактивные элементы попадают в результате их выпадения с осадками на поверхность земли и последующего просачивания вглубь земли, либо в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (шлам, песок, ил и др.), которые могут значительно ухудшать органолептические показатели.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры природных вод в результате их смешивания с технологическими водами. Температура сточных вод ТЭС, АЭС выше температуры окружающих водоемов на 10ºC. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, выделению ядовитых газов – Н₂S, СН₄. Происходит цветение воды, ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны.

Экозащитные мероприятия

• Развитие безотходных и безводных технологий, внедрение систем оборотного водоснабжения – создание замкнутого цикла использования производственных и бытовых сточных вод, когда сточные воды все время находятся в обороте, и попадание их в поверхностные водоемы исключено.
• Очистка сточных вод.
• Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод – сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод является актуальной и экологически важной задачей.

Способы очистки сточных вод

• Механическая очистка
• Физико-химическая очистка
• Биологическая очистка

Механическая очистка

• процеживание,
• отстаивание,
• обработка в поле действия центробежных сил,
• фильтрование.

Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. Применяют для удаления из сточных вод крупных и волокнистых включений (сточные воды целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности). Ширина зазоров составляет 10–20 мм.

Отстаивание основано на свободном оседании примесей с плотностью ρ > ρ воды или всплытии примесей с ρ < ρ воды. Процесс реализуется в песколовках, отстойниках, жироуловителях.

Песколовки используют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 250 мкм.

Отстойники используют для очистки сточных вод от более мелких взвешенных частиц или жировых веществ, нефтепродуктов.

Очистка сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Механизм действия аналогичен механизму действия газоочистных циклонов.

Фильтрование используют для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей с малой их концентрацией. В основном используется два типа фильтров: зернистые – в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, сульфоуголь и др.; тканевые – фильтровальные перегородки изготавливаются из хлопчатобумажных материалов, шерстяных, керамических.

Физико-химические методы очистки

Применяются для удаления из сточных вод растворимых примесей, а в ряде случаев – для удаления взвешенных веществ.

Флотация заключается в обволакивании частиц примесей (маслопродуктов, мелкодисперсных взвесей) мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены. В случае электрофлотации пузырьки газа образуются в результате электролиза воды при пропускании электрического тока (водород, кислород).

Коагуляция – это физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и дисперсных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В качестве коагулянтов применяют сульфат алюминия, хлорид железа. Если необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа получают электрохимическим путем (электролизом), то такой процесс называют электрокоагуляцией.

Реагентный метод заключается в том, что обработка сточных вод проводится химическими веществами – реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нерастворимые осадки. Например, для очистки фторсодержащих вод применяют гидроксид кальция, хлорид кальция. В результате химической реакции с токсичными соединениями фтора образуется плохо растворимый фторид кальция CaF₂, который может быть удален из воды отстаиванием.

Нейтрализация – разновидность реагентного метода, предназначена для снижения концентрации свободных Н+ или ОН––ионов до установленных значений, соответствующих рН = 6,5–8,5. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых щелочей NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, а щелочных – добавлением кислот (соляной, серной).

Экстракция основана на перераспределении примесей сточных вод в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей (сточной воды и органической жидкости). Используется для выделения фенолов, жирных кислот, цветных металлов – меди, никеля, цинка, кадмия и др.

Ионообменная очистка заключается в пропускании сточной воды через ионообменные смолы, которые содержат подвижные и способные к обмену ионы – катионы (чаще Н+) или анионы (чаще ОН–). При прохождении сточной воды через смолы подвижные ионы смолы заменяются на ионы токсичных примесей соответствующего знака.

• озонирование,
• мембранные процессы очистки (ультрафильтрация, электродиализ),
• электроразрядные методы обработки воды,
• магнитная обработка и др.

Биологическая очистка

Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические и некоторые неорганические соединения (H₂S, NH₃, нитриты и др.) в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности. При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа. Биологическую очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) или в специальных искусственных сооружениях – аэротенках, биофильтрах.

Аэротенки – это открытые резервуары, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом.

Биофильтр – сооружение, заполненное загрузочным материалом (шлак, щебень, керамзит, гравий и т.п.), на поверхности которого развивается биологическая пленка из микроорганизмов.

Причины экологического загрязнения воды и действенные способы решения проблемы

Загрязнение воды — это глобальная экологическая проблема, которая набирает обороты с каждым годом. Водный ресурс Земли скоро может стать дефицитным. И одна из причин такой катастрофы — загрязнение морей и океанов пластиковым мусором, отходами и токсичными веществами.

Основные причины загрязнения

Экология воды — это важнейшая составляющая экосистемы. Водный ресурс постоянно загрязняется, причём, источником мусора может служить как сама природа, так и человек.

Естественные источники

Природа активно загрязняет сама себя. Источником мусора, который приводит к порче питьевой воды, становятся обыкновенные дожди. Они приносят с собой мусор, пыль, остатки удобрений из ферм.

Другими источниками загрязнения служат:

• эрозия почвы и попадание в реки прибрежного грунта;
• извержение вулканов;
• гниение остатков животных и водорослей;
• продукты жизнедеятельности организма.

Природные источники загрязнений не опасны. Остатки растений и животных съедают паразиты, часть мусора перегнивает. В ходе круговорота воды водоёмы очищаются самостоятельно.

Загрязнение водоёмов человеком

Другое дело — продукты антропогенной деятельности. Стремясь к новым промышленным открытиям, человек загрязняет питьевую воду, что в дальнейшем может привести к дефициту. Заводы и фабрики сбрасывают свои отходы в водоёмы, а жители некоторых стран оставляют в Мировом Океане тонны пластика.

Основные факторы промышленного загрязнения воды:

• Бытовой. Сюда относят слив моющих средств, пищевых добавок и прочей бытовой химии.
• Сельскохозяйственный. Водоёмы засорены пестицидами и токсичными удобрениями.
• Индустриальный. В воду попадают отходы промышленности.

Загрязнение водоёмов человеком несёт в себе большую опасность. Природа не может очиститься от токсичных отходов самостоятельно. Высокая концентрация мусора приводит к гибели растений и животных, развитию хронических заболеваний у всех живых организмов.

Виды загрязнений

Выделяют несколько факторов риска, приводящих к загрязнению гидросферы.

Все отходы можно условно поделить на:

• механические — мусор, пластик;
• тепловые — тепло, вырабатываемое электростанциями;
• химическое — следствие выброса отходов от предприятий;
• радиоактивное;
• биологическое — опасными микробами и вирусами.

Тяжёлыми металлами

Загрязнение воды тяжёлыми металлами, в том числе ртутью, — одна из главных проблем промышленности.

Основными источниками опасного мусора являются предприятия авто- и металлургической промышленности.

Элемент	Содержание металлов (мкг/л)
	Морская вода	Речная вода
Ртуть	0,03	0,03-2,8
Медь	3,0	1,0-20,0
Свинец	0,03	1-23,0
Железо	10,0	10,0-67,0
Мышьяк	10,0	30,0-64,0

Попадая в организм, тяжёлые металлы и их соединения вызывают сильнейшую интоксикацию. В большой концентрации они приводят к массовой гибели людей и животных.

Радиоактивными веществами

Загрязнение воды радиоактивными веществами стали отмечать сравнительно недавно, но уже сейчас эта проблема стала масштабной. В ходе работы предприятий вырабатываются радиоактивные изотопы, которые попадают в воду. Местные водоёмы и реки часто используются для охлаждения ядерных реакторов.

Основные источники загрязнения:

• АЭС;
• ядерные испытания;
• корабли, работающие на ядерном топливе.

Употребление заражённой воды приводит к развитию онкологии, появлению «сломанных» генов, мутациям.

Распространение радиоактивной воды в следствие действия Фукусимы.

Яркий пример такого загрязнения — Фукусима. Под деактивированной станцией находится 360 тонн радиоактивной воды, которая попадает в океан из-за постоянных утечек.

Неорганические загрязнения

Неорганические загрязнения — это щелочи и кислоты. Они напрямую влияют на качество воды, делая её непригодной к употреблению.

• выброс отходов предприятий в реку;
• аварии на заводах;
• аварии на подземных шахтах.

Такие утечки приводят к серьёзным последствиям — массовой гибели флоры и фауны, отравлениям людей.

Канализации

Канализационные отходы попадают в стоки, после чего накапливаются и сбрасываются в местные водоёмы. В такой воде есть не только отходы жизнедеятельности организма, но и опасные химикаты.

Попадая в воду, они приводят к отравлению и серьёзным заболеваниям. Заражённая вода — переносчик малярии, дизентерии, брюшного тифа, паразитов.

Она является прекрасной средой для размножения бактерий и вирусов.

Удобрения

Сельскохозяйственная деятельность также вносит свой вклад в загрязнение гидросферы. В воду попадают нитраты, фосфаты и пестициды, которые должны были бороться с сорняками.

Зачастую утечку удобрений в воду видно невооруженным взглядом — она меняет свой цвет.

Это приводит к интенсивному росту сине-зелёных водорослей, которые уничтожают других представителей подводной флоры и фауны.

В такой среде не могут жить рыбы, что приводит к отсутствию пищи для животных. Вода, загрязнённая удобрениями, со временем превращается в болото.

Процесс перемещения загрязнителей в воде

Главная опасность загрязнения водного пространства в том, что загрязнители могут перемещаться на большие расстояния за короткий промежуток времени.

Твёрдые отходы попадают в течение и переносятся в другие реки, после чего оказываются в Мировом Океане. То же самое происходит с жидким мусором.

Отходы попадают в организм рыб и водорослей. После этого они вклиниваются в пищевую цепь, заражают птиц, зверей и человека. В результате даже небольшая утечка становится глобальной проблемой для всего региона.

Оценка степени загрязнения

Экологи регулярно проводят оценки степени загрязнения воды, позволяющие не пропустить начало экологической катастрофы.

Для анализа состояния гидросферы используются следующие параметры:

1. УКИЗВ. В соответствии с удельным индексом, водоёмы делятся на 16 классов опасности.
2. ПДК. Устанавливается для каждого типа вещества в отдельности.
3. Биохимическое потребление кислорода. Показывает уровень кислорода, необходимого для разложения соединений.
4. Щёлочность. Показывает количество кислот в воде.
5. Процент взвешенных веществ. К ним относятся песок, планктон, ил, глина и так далее.
6. Количество водорода. На этот показатель ориентируются в первую очередь.

Оценку степени загрязнения воды проводят регулярно. Кроме того, учёные обязательно берут пробу на содержание болезнетворных бактерий.

К чему приводит загрязнение воды

Последствия загрязнения воды могут быть катастрофическими. Уже сегодня состояние гидросферы стало глобальной проблемой, которая требует немедленного решения.

Дефицит пресной воды

Одно из самых страшных последствий — это нехватка чистой питьевой воды. По состоянию на 2021 год около нескольких миллиардов людей сталкиваются с таким дефицитом. Большая часть приходится на страны Африки.

Глобальный уровень дефицита воды по странам.

Причина дефицита — массовое загрязнение водоёмов и грунтовых вод, а также отсутствие эффективных систем очистки.

Если проблема не будет решена, спустя 2 столетия она превратится в глобальную катастрофу.

Эпидемии

Наличие в воде тяжёлых металлов, солей, кислот, опасных вирусов и бактерий приводит к развитию острых и хронических заболеваний.

Загрязнение воды может вызвать:

• проблемы с сердцем;
• заболевания ЖКТ;
• болезни печени и почек;
• нарушения в работе опорно-двигательного аппарата;
• глистную инвазию;
• брюшной тиф;
• холеру.

Из-за работы фармакологических предприятий в воду попадают антибиотики. Из-за этого в водоёмах развиваются новые бактерии, устойчивые к лечению всеми известными человечеству лекарствами.

Воздействие на живые организмы

Регулярное употребление грязной воды приводит к накоплению токсичных соединений и тяжёлых металлов в организме.

В долгосрочных последствиях это вызывает развитие тяжёлых нарушений в работе всех органов и систем.

Нарушение строения ДНК

Сейчас нарушение строения ДНК можно пронаблюдать на рыбах. Постоянно употребляя заражённую воду, они мутируют. Это приводит к нарушениям в работе организма, патологиям внутренних органов, различным деформациям.

В дальнейшем такие последствия грозят и человеку.

Нарушение репродуктивной функции

Грязная вода с тяжёлыми металлами негативно влияет на состояние репродуктивной системы. Токсичные соединения годами накапливаются в организме, становясь причиной различных патологий.

В результате употребление заражённой воды приводит к бесплодию.

Нарушение энергообмена

Токсичные соединения приводят к поражению мембраны митохондрий. Клетки теряют способность вырабатывать энергию и потреблять полезные вещества, что приводит к истощению организма.

Нейротоксичное воздействие

Тяжёлые металлы — главный враг нервной системы. Накапливаясь в организме, они могут привести к нарушениям слуха, координации, чувствительности. Для больного характерна потеря памяти, развитие психических заболеваний.

Вымирание животных

Грязная вода буквально убивает представителей водной флоры и фауны.

В океанах происходит следующее:

• нефть и нефтепродукты разрушают жировой слой на перьях птиц, от чего те гибнут от холода;
• рыбы поедают мелкий мусор вместо корма и погибают;
• температура воды в водоёмах повышается, что негативно сказывается на состоянии рыб и животных, привыкших к холоду;
• цветение водорослей уничтожает кислород в водоёме, в результате чего рыбы задыхаются.

Около 400 видов животных оказались на грани вымирания.

Кислотные дожди

Испаряясь, токсичные соединения из воды попадают в атмосферу, где смешиваются с влагой. Такой круговорот приводит к выпадению токсичных дождей. Осадки не разъедают все живое, но губительно сказываются на состоянии почвы.

Схема образования кислотных дождей.

Дожди повышают кислотность водоёмов и почвы, что приводит к гибели мальков и насекомых, нарушая пищевую цепочку и баланс фауны.

Острова мусора

Большое количество пластика в океане стало причиной образования так называемых «мусорных островов».

Это целые скопления отходов, которые плавают в воде, загрязняя гидросферу.

Самый крупный остров ежедневно пополняется трёмястами тоннами мусора. И таких островков очень много.

Пути решения проблем

Существует несколько путей борьбы с загрязнением воды. Рассмотрим самые эффективные.

Очистка воды

Один из способов сократить объёмы загрязнения гидросферы — заняться очисткой.

Сейчас внедрены следующие методы:

• Механический. Трубы сливов оснащены решётками, которые задерживают тяжёлые компоненты, не позволяя им попадать в водное пространство.
• Химический. В водоёмы засыпают компоненты, которые нейтрализуют химические соединения. Однако сама вода от этого становится жёсткой и непригодной к употреблению.
• Третичный. В водоёмы добавляются специальные порошки, которые позволяют очищать воду от бактерий, кислот и тяжёлых соединений.

Все эти способы несовершенные и не позволяют решить проблему на глобальном уровне.

Охрана водных ресурсов

В мире активно внедряются меры об охране водных ресурсов от человеческого вмешательства. Многие крупные водоёмы и озёра уже взяты на контроль и отнесены к заповедной территории. Доступ к такой воде строго ограничен, а слив отходов и выброс мусора запрещён.

Помимо этого, экологи стараются привить уважительное отношение к пресной воде и выработать у человека культуру умеренного и бережного потребления ресурса.

Решение вопроса на законодательном уровне

Справиться с проблемой загрязнения воды невозможно без государственной поддержки. В законодательстве должны быть предусмотрены меры за выброс мусора, слив отходов и другие действия, которые грозят водным запасам.

К примеру, в России строго запрещено строительство предприятий, чья работы может навредить близлежащим водоёмам. За выброс мусора и загрязнение воды предусмотрены большие штрафы.

Кроме этого, в РФ имеется целый водный кодекс, который направлен на сохранение водных ресурсов страны.

Как предупредить процесс загрязнения

Каждый человек может самостоятельно повлиять на состояние водных ресурсов, уменьшив бытовые выбросы.

Экологи дают следующие рекомендации:

• не использовать бытовую химию для уборки;
• правильно утилизировать и сортировать мусор;
• не смывать лекарства и мусор в канализацию;
• сократить потребление воды в быту;
• отказаться от пестицидов и гербицидов.

Проблему загрязнения воды можно решить совместными действиями и слаженной работой.

Текущая ситуация в мире

Загрязнение воды в мире давно стало актуальной проблемой. На её решение брошены все силы государства.

В России

Статистика в России неутешительна — ежегодно в России фиксируется около 3 тысяч случаев загрязнения водоёмов. Наиболее заражёнными считаются реки Обь, Волга и Амур, на которые приходится 70% всех отходов.

Хуже всего ситуация в Свердловской, Московской и Нижегородской области.

Основные источники загрязнения в России:

• сточные воды;
• промышленные отходы;
• сельское хозяйство;
• отходы нефтепромышленности;
• твёрдый мусор;
• тепловое загрязнение.

В борьбе с экологической катастрофой правительство борется штрафами. Наказание за загрязнение водоёмов для юридических лиц — 300 тысяч рублей.

В других странах

В мире обстановка также не лучшая.

Экологи приводят следующие факты:

• Реки в Азии — самые загрязнённые. В них повышено содержание свинца, бактерий, отходов жизнедеятельности.
• 30% рек в Ирландии грязные. Они заражены пестицидами и химическими удобрениями.
• 85% грунтовых вод в Бангладеше заражены мышьяком.
• На реке Мюррей из-за кислот погибло около 1 миллиона птиц и зверей.
• 40% рек в США загрязнены.

Загрязнение воды — это серьёзная проблема, требующая повышенного внимания со стороны экологов.

Загрязнение гидросферы – кратко о причинах, видах и последствиях

Рассматривая кратко загрязнение гидросферы, можно выделить основную причину этого явления — бурное развитие промышленности. Попадая в воду, вредные вещества начинают оказывать негативное влияние на фауну и флору водоемов, к примеру, это могут быть выбросы химической пищевой индустрии, нефть, оседающая пыль от строительной промышленности и других сфер хозяйства.

• Общие сведения
• Виды загрязнений
• Защита на законодательном уровне
• Основные загрязнители
• Возможные последствия

Общие сведения

Дефицит чистой пресной воды — главная и актуальная проблема, которая стоит перед людьми. Основная часть планеты покрыта океанами, реками, озерами, морями. Их наличие является обязательным условием жизни всех организмов на земле. Также немаловажны водные запасы и для хозяйственной сферы.

По данным Википедии, каждый год на планете люди расходуют более 3400−3600 тонн воды. Основное количество этого большого объема (приблизительно 75%) уходит на сельскохозяйственные нужды. Без воды не сможет обойтись металлургия, химическая и целлюлозная промышленность, она требуется для бытовых нужд людей. Следствие хозяйственной деятельности — огромный объем сточных вод.

Быстрое увеличение количества людей, которые проживают на планете, привело к тому, что в определенных странах уже появились сообщения о нехватке пресной воды. Загрязнение гидросферы скоро лишит человечество и этих довольно скромных запасов.

Уже сейчас основная часть водных источников на земле загрязнена. Ежегодно люди вырабатывают примерно 3500 км³ отходов, основная часть попадает в океаны и моря. Естественно, природа может самостоятельно восстанавливаться, однако и для ее защитных механизмов есть определенные ограничения. Современные технологии водоподготовки позволяют стабилизировать положение, но не у каждой страны есть на это средства.

Виды загрязнений

Сегодня известно больше 500 веществ и их производных, которые способны загрязнять естественные водоемы. Однако это не единственная опасность. Можно назвать такие классы загрязнителей вод:

1. Химические — наличие в воде разных неорганических и органических соединений в объемах свыше допустимых показателей. Это самый распространенный тип антропогенного загрязнения гидросферы. Список отравляющих веществ впечатляет: это нефть, металлы, удобрения. Самый большой «вклад» в отравление водных ресурсов разной «химией» привносят промышленные заводы — в их сточных водах можно найти всю таблицу Менделеева. Этот вид загрязнения является невидимым, для определения потребуются лабораторные анализы.
2. Тепловые — это увеличение температуры водоемов вследствие сброса большого объема горячих вод атомными и тепловыми станциями. И хоть тепловое загрязнение может показаться наиболее безобидным из всего перечня, но это неверно. Увеличение температуры уменьшает количество кислорода в воде, это негативно отражается на экосистеме.
3. Физические источники загрязнения гидросферы происходят из-за попадания в водоемы нерастворимых веществ. Они бывают различного размера, от микроскопических частиц пластмасс до довольно крупных отходов. К примеру, в океанах уже есть большие участки, забитые мусором. Они настолько огромны, что их можно заметить даже с космоса.
4. Радиоактивные — значительное превышение содержания в воде радионуклидов. Главным источником ухудшения состояния водоемов являются полигоны для испытания ядерного оружия, кладбища токсичных отходов, атомные станции. Радионуклиды скапливаются в планктоне, после передвигаются по пищевой цепочке, попадая в результате к людям в виде пойманной рыбы. Естественно, эта пища негативно отражается на человеческом здоровье.
5. Биологические — это увеличение в воде разных грибков, водорослей, патогенных организмов. Основная причина — высокое содержание органических и неорганических соединений.

Защита на законодательном уровне

Сегодня написано множество докладов и рефератов по теме ухудшения состояния водных запасов, пути решения загрязнения гидросферы пытаются установить на законодательном уровне. К примеру, в Евросоюзе приняли специальные директивы по охране водоемов, которые определяют допустимое количество определенных веществ в воде. Однако как показала практика, добиться исполнения этих решений трудно даже в цивилизованных европейских странах.

В законодательстве России загрязнение водоемов тоже является преступлением, карающееся уголовным наказанием или штрафными санкциями. Но на территории РФ такая проблема еще более глобальна, чем в Европе: доказательством является загрязнение озера Байкал — самого крупного пресного водоема на земле. В России существует хорошая законодательная база, которая регулирует выбросы ядовитых веществ, однако эти законы часто не соблюдаются, так как нет эффективной системы экологического слежения.

Основные загрязнители

Загрязнение водоемов бывает первичным и вторичным. Во время первичного ядовитые вещества оказывают негативное воздействие на фауну, флору, человеческий организм. Вторичным является загрязнение, которое не связано с токсичным веществом, проникшим в гидросферу. Среди основных загрязнителей можно выделить:

1. Сельскохозяйственная индустрия. Удобрения, которые используются на полях, попадают в реки или являются причиной загрязнения грунтовых вод. Также большой вред приносят крупные животноводческие хозяйства — основной источник попадания органических веществ в водоемы.
2. Коммунальные стоки. Под этим определением понимают жидкость, стекающую из городской канализационной системы. Это «гремучий состав» из биологических отходов, грязи, продуктов нефтяной промышленности, моющих агрессивных средств, осадков, выбросов предприятий, который сливается в водоемы. При этом в определенных случаях такие выбросы совершенно не проходят через очистительную систему.
3. Нефть. Каждый год в реки и моря попадает примерно 15 млн тонн нефти. Кроме загрязнения поверхности водоемов, она ограничивает доступ кислорода, это часто приводит к массовой смерти рыб.
4. Промышленность. Рассматривать нужно не только промышленные предприятия. Большой вред причиняют стоки рудников и шахт, сбросы от водного и железнодорожного транспорта.
5. Твердые отходы. Большинство природных водоемов, расположенных в различных частях географии земного шара, превращены в свалки: сюда сбрасывают щебень, грунт, бытовые отходы. Это загрязнение изменяет состав воды, препятствует проникновению естественного освещения.

Атмосферное. Дождевая вода соединяется с сажей, золой, разными газами, которые находятся в атмосфере, после эти загрязнители попадают в водоемы. Помимо этого, кислотные дожди могут растворять минералы в земле, что приводит к увеличению количества металлов в воде.

Возможные последствия

Последствия загрязнения гидросферы представляют большую опасность для жизни организмов, которые населяют планету. Отличают такие виды этого воздействия:

1. Канцерогенный эффект. Употребление грязной воды — основная причина онкологических болезней. Под воздействием токсичных веществ здоровые клетки человеческого организма могут перерождаться в раковые, это вызывает появление злокачественных новообразований.
2. Нейротоксичное действие. Отравление различными веществами может нанести вред человеческой нервной системе, вызывая психические заболевания, которые могут являться основной причиной неадекватного поведения. Загрязнение рек и морей может вызывать агрессию либо суицид подводных жителей. Известно много случаев, когда по необъяснимой причине дельфины начинают выбрасываться на берег.
3. Нарушения энергетического обмена. Определенные загрязнители имеют способность подавлять митохондрии тканей человеческого организма, это приводит к невозможности вырабатывать энергию. Множество жизненно важных процессов рыб замедляются либо полностью отказывают вплоть до летального исхода.
4. Нарушения функции репродукции. Нередко случается так, что ядовитые примеси не приводят к смертельному исходу, но все-таки являются причиной вымирания популяции животных. Под воздействием ядовитых веществ, которые находятся в воде, они утрачивают способность к деторождению.
5. Генотоксичность загрязнителей. Эти свойства загрязнителей состоят в возможности изменять структуру ДНК. Это часто вызывает тяжелые болезни не только у людей, в организме которых находятся токсичные примеси, но и негативно отражается на здоровье будущего поколения.

Чтобы сделать океаны, моря и реки чище, нужно значительно снизить использование нефтепродуктов. Также важной проблемой считается пластик, который почти не разлагается в естественной среде. Требуется в умеренных количествах использовать инсектициды, пестициды, удобрения. Это же самое относится и к применению бытовых моющих средств.

Даже этот несложный шаг позволит сильно повлиять на сложившуюся ситуацию, если на это пойдет большое количество людей. Помимо этого, будущий дефицит чистой воды заставит расходовать ее более экономно. По большому счету, чтобы избавиться от проблемы загрязнения гидросферы, человечеству нужно изменить мышление и относиться к воде, как к драгоценному и незаменимому ресурсу.

Загрязнение гидросферы как экологическая проблема

Большую часть поверхности нашей планеты занимает гидросфера. Она представляет собой не только моря, океаны, реки, озера, но и подземные водохранилища. Несмотря на такое количество водных ресурсов на земном шаре, есть территории, где население постоянно нуждается в питьевой воде. Нехватка пресных источников – это не единственная проблема. Деятельность человека, техногенные факторы отравляют воду, делая ее непригодной для употребления без фильтрации.

Справка. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, около 80% всех заболеваний в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды

Причины загрязнения гидросферы

Чистый источник может быть отравлен посредством человеческого фактора или природных катаклизмов. Причинами загрязнения гидросферы в целом являются:

• сточные воды (бытовые, промышленные);
• жизнедеятельность человека;
• кислотные дожди , образующиеся при выделении вредных газообразных, токсичных веществ;
• сельскохозяйственное производство (применение пестицидов, комплексных минеральных удобрений);
• аварии на водном транспорте;
• порыв труб с нефтепродуктами;
• органические загрязнения (разлагающиеся трупы животных);
• сходы лавин, селей;
• тепловые и радиационные загрязнения.

Загрязнение гидросферы происходит по многим причинам. Здесь представлены лишь некоторые из них. Большая часть напрямую связана с деятельностью человека. Рассмотрим более подробно основные для водной поверхности источники и причины загрязнения гидросферы.

Нефть

Каждый год аварии на судах наносят непоправимый ущерб морским или прибрежным экосистемам. Эрозии резервуаров с нефтью на суше приводят к разливам нефтепродуктов, попаданию в водоемы.

Детергенты

Химическое загрязнение почвы и гидросферы происходит из-за использования человеком удобрений. Именно детергентами эмульгируют пестициды, которые в конечном итоге попадают в землю, грунтовые воды. Присутствие химикатов меняет состав воды, делает непригодной для питья, что приводит к гибели гидробионтов. Детергенты также используют как моющие, чистящие средства для посуды, бытовых приборов, автомобилей, личной гигиены.

Минерализация вод

В природных водах содержатся такие механические примеси, как хлориды, сульфаты, другие минеральные вещества. Их избыток изменяет вкус цвет и запах воды. Зачастую вредные примеси попадают в источники из сточных вод, ливневых стоков. Сульфаты попадают в реки, водоемы из-за извержения вулканов, разложения трупов животных. В процессе промышленной деятельности хлориды, сульфаты через водопроводную систему химических предприятий поражают грунтовые воды.

Тяжелые металлы

Наибольший вред гидросфере наносит попадание в нее тяжелых металлов. Использование воды с такими примесями может приводить к смертельному исходу все живое. К ним относятся:

• свинец;
• цинк;
• ртуть;
• хром;
• марганец;
• кадмий;
• молибден;
• олово;
• титан и т.д.

Виды загрязнения гидросферы тяжелыми металлами:

1. Природные:

• эрозийные процессы в природе;
• извержение вулканов;
• выветривание горных пород.

1. Техногенные:

• сбросы отходов производственной деятельности в окружающую среду;
• сельскохозяйственное производство;
• добыча полезных ископаемых;
• сжигание топлива.

Большая часть вредных примесей тяжелых металлов появляется из-за сброса отходов производства горнодобывающих, металлургических, химических предприятий.

Тепловое загрязнение гидросферы

Для бесперебойной работы атомных, тепловых электростанций, охлаждения двигателей, турбин используется вода из близлежащих водоемов. Сбросы горячей жидкости в реки, озера приводит к повышению температуры воды, сокращает содержание кислорода в ней. К тому же повышается уровень сероводорода, углекислого газа.

Полимеры

Пластик – современная проблема экологии. Из этого материала изготавливают посуду, пакеты, даже декоративную косметику. Состав полимерных изделий подразумевает долгий распад веществ, они не разлагаются на углеводороды или другие соединения. Безответственное отношение человека к уборке полимерных отходов привело к образованию пластиковых островов, свалок в открытом море. К сожалению, их количество с каждым годом только увеличивается.

Классификация загрязнений гидросферы

Сточные воды, образующиеся после производства, хранения, транспортировки разных материалов, а также вследствие жизнедеятельности человека загрязняют близлежащие водоемы. Классы загрязнений представлены в таблице:

класс загрязнения	причины
производственный	изготовление жидкости, забор воды из водоемов, сброс отходов
операционный	неправильное хранение, транспортировка опасных жидких веществ
эксплуатационный	нарушение норм эксплуатации устройства, содержащее опасное жидкое вещество
сырьевой	попадание опасных химических веществ, тяжелых металлов, минеральных солей
технологический	воздействие на воду с помощью температуры, давления или активных химикатов
атмосферный	воздействие на воду атмосферного воздуха
контактный	воздействие на воду активных веществ, входящих в состав материала, из которого изготовлен резервуар
износный	взаимодействие воды с изношенным оборудованием в процессе перекачки
остаточный	воздействие химических соединений, оставшихся после сооружения новых труб
инкреторный	химические реакции, возникшие вследствие длительного или неправильного хранения жидкости

Возможные последствия загрязнения

Опасность для живых организмов представляет любой из классов. Последствия сильного загрязнения гидросферы сказываются на полноценном процессе роста, жизнедеятельности в целом

Влияние на живые организмы

Нефть не смешивается с водой, но токсины, которые в ней содержаться грозят исчезновением многим видам рыб, млекопитающим, растениям. Нефтепродукты отрицательно влияют на птиц, питающихся рыбой. Клейкий состав нефти покрывает их перья, лишает возможности взлететь, а также нарушает теплоизоляцию.

Попадая в организм животного или человека, тяжелые металлы оказывают разрушительное действие, что приводит к отравлениям, мутациям.

Вымирание представителей животного и растительного мира

Температура воды, превышающая норму, способствует развитию сине-зеленых водорослей. Планктон же питается зелеными водорослями, но их развитие подавлено, что вызывает массовое вымирание водоплавающих, отравление человека.

Самым опасным веществом экологи считают пластик. От него ежегодно погибают миллионы рыб, птиц. Фрагменты полипропиленовых изделий находят при вскрытии погибших животных. Их желудки забиты этим веществом, неспособным к разложению.

Изменения в водных экосистемах

При загрязнении гидросферы происходит падение устойчивости экосистем, разрушение сигнальных связей биоценоза, нарушение пищевой пирамиды. Снижается плодовитость особей, темпы развития, роста, вымирание целых видов.

Сокращение водных ресурсов

Реки, озера мельчают или пересыхают. Бесконтрольное использование человеком воды, загрязнение гидросферы влияет на уменьшение объема воды в водоемах.

Дефицит пресной воды

Недостаток пресной воды в экваториальной части планеты наблюдается уже давно. Безответственное отношение к водным ресурсам приводит к болезням, гибели человека и животных. Люди буквально умирают от жажды.

Интересный факт! Ганг – самая грязная река в мире. 80% всех городских отходов сбрасывают в неё. В этой реке индийцы хоронят своих умерших родственников.

Методы борьбы с загрязнением

Существует несколько способов защиты гидросферы от загрязнения. Со многими из них может справиться любой человек. Методы борьбы бывают бытовыми и инженерно-экологическими.

Сокращение и регулирование выбросов

Инженерные инновации приводят к улучшению работы производства, созданию техники способствующей бережному отношению к водным ресурсам. Забор воды из близлежащих рек, озер для промышленных предприятий может быть минимизирован, а выбросы должны подвергаться предварительной очистке. Для этого создаются системы кругового водоснабжения.

Фильтрация и очищение сточных вод

Загрязненную жидкость пропускают через специальные материалы в отдельные резервуары. Системы фильтрации зависят от объема воды. Рядом с водоемами расположенными вблизи производственных предприятий высаживают растения, способствующие очищению почвы, грунтовых вод.

Уничтожение мусора в морях и океанах

Пластиковые острова в нейтральных водах морей, океанов не берется убирать ни одно государство. Эта глобальная проблема подразумевает большие финансовые расходы. На территории нашей страны работают специальные суда для сбора мусора, очистки водной территории от механического загрязнения. Но все же, решить проблему с пластиком можно только когда каждый человек поймет, осознает величину ущерба.

Справка! В Тихом океане в конце 80х годов ХХ века был обнаружен остров, целиком состоящий из мелкого пластика и крупного мусора. Его ещё называют тихоокеанским мусорным пятном .

Другие эффективные меры

Запрет на использование хлорсодержащих пестицидов, которые массово используют предприниматели, снижает риск химического загрязнения гидросферы. Список бытовых моющих средств можно заменить на экологически безопасный. К тому же, не стоит забывать, что простая экономия, бережное отношение к природным ресурсам помогут сберечь запасы пресной воды, а значит, продлить жизнь человечества, сохранить животный мир.