Загрязнение гидросферы тяжелыми металлами кратко

Обновлено: 05.07.2024

Серьезные экологические проблемы в городах вызывает загрязнение тяжелыми металлами, а это свыше 40 элементов таблицы Менделеева. В малых дозах они зачастую даже необходимы организму. Однако при превышении допустимых уровней эти вещества вызывают отравление, болезни и мутации.

Тяжелые металлы — загрязнители природной среды

Главный источник тяжелых металлов – промышленность. Выбросы проникают в водоемы, атмосферу, почву, а из нее – в сельхозкультуры. Самые токсичные – свинец, ртуть, мышьяк, кадмий и хром.

Ртуть

Ртути присвоен I класс опасности. Ее естественное состояние в земной коре – безвредные сульфидные остатки, но вследствие атмосферных процессов возникло загрязнение мирового океана. В нем было обнаружено 50 млн. т ртути. Если 5 000 т/год – естественный вынос, то еще столько же – результат деятельности человека.

В мире создается свыше 10 000 т ртути в год. В океане ртуть под воздействием анаэробов превращается в метилртуть и диметилртуть, опасные для всего живого. Метилртуть с кровью поступает в мозг, разрушая его, проникает в плаценту. При проглатывании и вдыхании паров металлической ртути чернеют и крошатся зубы. Ртутные соли просачиваются сквозь кожу, разъедая ее и слизистые.

Свинец

Свинцу присвоен I классу опасности. Он выделяется при выплавке из руды. Каждый год в мире используется до 180 000 т свинца, а наибольшее загрязнение наблюдается на автомобильных выхлопных газах. При движении машины в атмосферу выбрасывается свинец содержащийся в бензине. Основная масса оседает на землю, но часть остается в воздухе.

Еще свинцовая пыль покрывает почву в промышленных зонах. Другие источники загрязнения – угольные электростанции и бытовые печи, глиняная посуда с глазурью, красящие пигменты.

Неорганические соединения свинца расстраивают метаболизм, металл может замещать кальций в костях. Органические еще более токсичны.

Кадмий и цинк

1 млн. кг кадмия ежегодно выбрасывается в атмосферу вследствие его выплавки. Это 45% общего загрязнения. Другие 55% – следствие сжигания или переработки кадмийсодержащих изделий. Заводы по выплавке цинка – крупнейшие источники загрязнения данным металлом. Оба элемента проникают в водоемы, попадают в рыбу, скапливаются в печени и почках.

Значительные загрязнения цинком обнаруживаются вблизи автомагистралей. Источником загрязнения кадмием также являются удобрения. Элемент внедряется в растения, используемые в пищу, и отравляет организм. При этом кадмий намного токсичнее цинка, ему присвоен I класс опасности. Вдыхание воздуха, в котором его больше 5 мг/м3, в течение 8 ч. чревато смертью.

Сурьма, мышьяк, кобальт

Каждый год в мире производится около 70 т сурьмы. Она входит в состав сплавов, применяется для изготовления спичек, а в чистом виде идет на полупроводники. Хроническое отравление нарушает функции ЖКТ.

У мышьяка II класс опасности, он летучий и легко попадает в воздух. Сильнейшие источники загрязнения – гербициды, фунгициды и инсектициды. Элементарный мышьяк – слабый яд, но нарушает развитие плода. Отравление вызывает болезни ЦНС, изменения печени, атрофию костного мозга.

Кобальт задействуют в сталелитейном деле, изготовлении полимеров. Это элемент I класса опасности.

Медь и марганец

Медь относится ко II классу опасности. По воде и воздуху металл переносится на огромные расстояния. Аномальным содержание меди в почвах и растениях остается на расстоянии больше 8 км от плавильного завода. Ее излишки откладываются в тканях мозга, коже, печени, поджелудочной. Она провоцирует болезнь Вильсона.

У марганца тоже II класс опасности. Источники загрязнения – производства легированной стали, сплавов, электробатарей. Превышение нормы марганца в воздухе разрушает ЦНС.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами

Самые долгие последствия вызывает загрязнение почв тяжелыми металлами вследствие добычи, плавки руд, промышленных выбросов, применения удобрений. Особенно опасны кадмий, медь, свинец, цинк, поскольку они стойкие, биоаккумулятивные и токсичные.

Последствия загрязнения почвы

Из-за загрязнения почв металлами ухудшается рост и метаболизм почвенных микробов. Это может затруднить поглощение растениями питательных веществ из почвы. Плюс тяжелые металлы токсичны для растений. Все это приводят к замедлению роста, низкой урожайности.

Растения, накопившие токсиканты, могут поступать в пищу. Это опасно для здоровья. Еще они из почвы проникают в питьевую воду, вызывая болезни.

Рекультивация земель, загрязненных тяжелыми металлами

Перед рекультивацией земель, загрязненных тяжелыми металлами, важно выявить источник загрязнения, реализовать меры по его ликвидации и уменьшению выбросов. Только так достигается эффективность работ.

Рекультивация земельных участков проводится несколькими способами:

Выращивание устойчивых к загрязнению растений (колосовые зерновые, капуста, картофель, хлопчатник, свекла).
Фиторекультивация растениями, накапливающими металлы.
Контроль подвижности токсикантов в почве.
Регулирование соотношения элементов в почве.
Организация рекультивационного слоя.

Загрязнение водоемов тяжелыми металлами

Загрязнения нефтепродуктами и токсичными металлами ухудшают качество среды обитания водных биоресурсов. Они негативно влияют на кормовую базу рыб, выживаемость молоди и размножение взрослых особей.

Источники загрязнения водоемов – стоки горнодобывающих, металлургических заводов, химическая и легкая промышленность. Соли хрома сбрасывают фабрики по дублению кожи, хром с никелем используют для гальванического покрытия изделий из металла. Соединения цинка, кобальта, меди, титана – это красители.

Наибольшую опасность представляет загрязнение вод ртутью. При взаимодействии с микробами со дна образуются водорастворимые органические соединения высокой токсичности.

Некоторые металлы содержатся в пестицидах и удобрениях. Уровень загрязнения ими растет вследствие кислотных дождей, то есть закисления.

Предельно допустимые концентрации в воде

При оценке состояния экосистем учитывается загрязненность водных объектов токсичными веществами. Особенно опасны тяжелые металлы. Поэтому установлены их предельно допустимые концентрации, которые при ежедневном влиянии не допускают развития у людей патологий.

Металл	ПДК в обычной воде	ПДК в рыбохозяйственных прудах
Ртуть	0,5 мкг/л	до 0,1 мкг/л
Свинец	0,03 мг/л	0,1 мг/л
Кадмий	1 мкг/л	до 0,5 мг/л
Кобальт	0,1 мкг/л	0,01 мг/л
Марганец	0,1 мкг/л	0,1 мкг/л
Мышьяк	50 мкг/л	50 мкг/л
Медь	0,1 мкг/л	0,001 мг/л

Загрязнение атмосферы тяжелыми металлами

Техногенные выбросы металлов в виде аэрозолей поступают в атмосферу и переносятся на огромные расстояния, провоцируя глобальное загрязнение. С гидрохимическими стоками их часть попадает в бессточные водоемы, скапливается в воде и на дне. Это может вызвать вторичное загрязнение.

Металлы быстро распространяются в воде, выпадают в осадок в виде сульфатов и карбонатов и частично абсорбируются на органических осадках. При исчерпании абсорбционной способности осадков токсиканты проникают в воду, повышая ее кислотность, провоцируя зарастание водоемов и интенсивное выделение углекислого газа вследствие жизнедеятельности микроорганизмов.

Загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами

Пищевые цепочки – один из основных путей поступления токсикантов в организм. Они начинаются от сельхозугодий и заканчиваются человеком. Растения поглощают металлы из почвы, в продукты животноводства они поступают через антибиотики, гормоны для стимуляции роста животных. Как конечное звено пищевой цепи, человек может получать еду с концентрация токсикантов до 1000 раз выше, чем в почвах.

Загрязнение пищевых продуктов происходит при готовке еды, контакте сырья с посудой во время термообработки. При консервировании жестяные банки становятся источником загрязнения свинцом. Он попадает в состав продуктов питания из свинцового припоя в швах.

Воздействие тяжелых металлов на организм человека

В индустриально-развитых странах наблюдается рост профессиональных болезней вследствие вредных производственных факторов. Это шум, вибрация от движущихся механизмов, воздействие электромагнитного поля, химических веществ. Наиболее опасны тяжелые металлы. При превышении допустимого уровня они становятся токсичными, откладываются в почках и печени, приводят к мутациям.

Распространенные заболевания на фоне интоксикации металлами:

Никель провоцирует астму, врожденные пороки.
Кобальт – некроз почечных канальцев, болезни легких.
Хром и бериллий – дерматиты.
Мышьяк – белокровие.
Кадмий – почечную дисфункцию, разрушение костей.
Цинк – остеопороз, цинковую лихорадку.
Медь – аутоиммунные нарушения, желтуху, гипертонический криз.
Молибден – ломкость костей, прекращение роста у детей.
Марганец – атеросклероз.
Ртуть – нарушения ЦНС, уродства.
Селен – выпадение волос и ногтей, внезапную смерть.
Ванадий – астму, нервные расстройства, изменение состава крови.
Таллий – нарушения метаболизма.

Мышьяк, бериллий, кобальт, никель, хром и кадмий – еще и канцерогенны. Большие концентрации этих металлов в организме могут вызывать рак.

Антропогенное воздействие на природу касается всех ее частей, но особенно опасно ухудшение состояния жизненно необходимых субстанций: воздуха и воды. Невозможно расчленить воду и жизнь, поэтому загрязнение гидросферы ведет к уменьшению ее функций поддержания существования биологических существ на Земле.

Появление вредных веществ изменяет физические свойства воды, нарушает параметры, фиксируемые чувствами человека (прозрачность, запах, вкус, окраска), называемые органолептическими показателями. Факторы, ухудшающие качество водоемов, разнообразны и многочисленны.

Попадание нефти и нефтепродуктов
Появление тяжелых металлов

Повышение концентрации вредных солей:

сульфаты
нитраты
хлориды.

Главными и наиболее распространенными факторами загрязнения гидросферы, как континентальной части, так и океанической, являются попадание в нее углеводородов и токсичных металлов.

Отравление водных бассейнов нефтью и нефтепродуктами

Каждый год в Мировой океан сбрасывается порядка 10 млн. тонн нефти. Космическая аэрофотосъемка свидетельствует о более, чем 30%-ом покрытии масляной пленкой океанической поверхности. Средиземноморский регион, Атлантический океан находятся в бедственном положении.

Нефть и продукты нефтехимии оказываются в водных резервуарах в результате разных обстоятельств.

Факторы загрязнений	Доля в общей массе %
Сброс с кораблей балластных вод	23
Попадание с водами рек	28
Перелив нефти с судов при загрузке	17
Промышленные сточные воды	16
Атмосферные осадки	10
Аварии при транспортировке нефти	5
Бурение на шельфе	1

У нефти долгий период полураспада, она мгновенно растекается по глади, образует слой, мешает контакту с воздухом, доступу солнечных лучей. При большой толщине нефтяного покрова велика вероятность его возгорания. На нефтеперерабатывающих предприятиях не редко горят пруды с отстойными водами.

Отчеты международных экологических организаций говорят о поступлении 30 млн т углеводородов в океан каждый год. Растекшаяся нефть пребывает в эпицентре в чистом виде, а на периферии образуется нефтеводная эмульсия. Сразу после разлива начинается испарение легких фракций, что дополнительно ухудшает атмосферу.

Тяжелые фракции превращаются в слоистые сгустки, с помощью диспергентов их можно опустить на дно. Но выяснилось, что лекарство хуже болезни. Подобные химикаты наносят больший ущерб, чем нефть.

Как специально, самые токсичные ароматические углеводороды, в большом количестве входящие в состав нефти, лучше других растворяются в водной среде. Сильными ядовитыми характеристиками обладает дизельное топливо. Нерадивые члены экипажа преступно небрежными действиями отравляют акваторию пирсов, пристаней.

Углеводороды, оказавшись, в гидросфере начинают интенсивно окисляться. Действуют два основных механизма: через поглощение солнечной энергии (фотохимия) и действие микроорганизмов. Потребление кислорода громадно, чтобы окислить 1 дм3 нефти понадобится переработать О2, содержащийся в 400 тыс л воды. Возникнет недостаток кислорода, что отрицательно сказывается на фауне зоны бедствия.

Последствия загрязнения водоемов нефтепродуктами

Животный мир подвергается практически тотальному истреблению. Жестоко страдают птицы. Маслянистая жидкость пропитывает оперенье, оно не может выполнять функции теплоизоляции и водонепроницаемости. Пернатые лишаются способности плавать, не могут сохранять необходимую температуру тела. Пытаясь выбраться, они увязают в нефти еще больше. Субстанция покрывает рожденные летать создания, залепляет глаза, отравляет организм.

Стараясь привести себя в порядок клювом, птицы заглатывают нефть, после чего смерть неотвратима. Не могут поддерживать жизнедеятельность устричные, лангусты, креветки, гибнет фитопланктон.

Попавшая в океан нефть наносит вред морским млекопитающим. В первую очередь страдают виды, имеющие густое меховое покрытие. Это белые медведи, выдры, ластоногие. Мех, пропитанный вязкой жидкостью, сваливается, не может удерживать воду, сохранять тепло. Более того, жировой слой тюленей, моржей, китов перестает функционировать правильно, нарушается теплообмен.

Нефть приводит к воспалению зрительных органов, дерматозам, что влечет за собой невозможность плавать. Заглатываемая с водой нефть приводит к внутренним кровотечениям, отказывает желудочно-кишечный тракт, развивается почечная недостаточность, интоксикация печени, наблюдаются скачки кровяного давления.

Когда углеводороды при авариях выливаются вблизи населенных пунктов, их вредные воздействия приобретают кумулятивный эффект из-за соединения с другими загрязнителями. Испаряющиеся пары поражают дыхательную систему животных, обитающих вблизи аварийной местности.

Сама нефть, ее смолы имеют в составе канцерогенные вещества. Эксперименты на моллюсках доказывают, в зараженных водах у них развиваются злокачественные опухоли, подобные раковым новообразованиям. Как показывают новые исследования, некоторые представители морской фауны в присутствии нефти могут производить канцерогенно активные агенты (полициклические ароматические углеводороды).

Подводные обитатели водоемов испытывают двоякое вредное воздействие. Рыбы страдает от отравленного корма, воды и имеет проблемы с движением в более вязкой среде, к чему приводит попадание в воду нефти. Ухудшаются промысловые условия, теряются вкусовые достоинства рыбы.

Загрязнение полимерами

Одним из продуктов нефтепереработки являются синтетические, полимерные материалы. Всевозможные пленки, разнообразные изделия из пластмасс попадают в огромных количествах в гидросферу, замусорившая, в основном, океаны. Будучи исключительно устойчивыми, они формируют гигантские мусорные агломерации. Отмечено пять свалок в Мировом океане, но всех превосходит мусорное пятно в северной области Тихого океана, занимая без малого 1% его площади. Мониторинг показывает преобладание пластиковых предметов.

Мусор дрейфует согласно океаническим течениям, скапливаясь на определенном участке. Эти участки обусловлены системами водоворотов, которые гонят мусор к центру, и компактно его там удерживают. Масса загрязняющих предметов оценивается в десятки млн т. Пластик прозрачен, морские обитатели, не отличают его, заглатывают, внутри вырабатываются токсину, что приводит к летальному исходу.

Под влиянием солнечного света пластик дробится на микроскопические частицы, концентрируется в поверхностных слоях, начинает служить кормом для планктона и входит в пищевую цепочку всей морской экосистемы. Какие мутации последуют в отдаленном времени предусмотреть невозможно.

Загрязнение нефтепродуктами рек

Реки безжалостно загрязняются человеком, а они, донося воды до морей, служат для них мощным источником опасности. В мегаполисах речная поверхность покрыта масляной пленкой с цветами побежалости из-за стоков нефтепродуктов. В речных водах обнаруживают повышенные концентрации бензопирена, иных ядовитых веществ.

К трагическим последствиям приводит загрязнение соединениями углеводородов с хлором. Так в электротехнических изделиях применяются полихлорированные бифенилы, их высокие содержания зафиксированы в большинстве рек и озер промышленно развитых стран. А в США рыбу из р. Гудзон по этой причине лучше не пробовать. У людей поражается нервная система, печень, возникают тяжело поддающиеся лечению болезни кожи.

Загрязнение гидросферы металлами

Опасным загрязнителем гидросферы являются металлы, в первую очередь тяжелые. Они попадают в водные резервуары из-за деятельности заводов цветной металлургии, химических предприятий, адсорбируются из выхлопов автомобильного транспорта.

Тяжелые металлы в отличие от органических ядов, попадая в организм, не подвергаются превращениям, накапливаются, их трудно вывести. По степени опасности металлы можно расположить:

соединения ртути;
свинец;
примеси цинка;
наличие меди;
хром;
особую группу составляют радиоактивные металлы.

В водной среде ионы многих тяжелых металлов склонны к повышенному образованию гидрокомплексов, их формула определяется РН воды. Вступая во взаимодействие с органическими радикалами, растворенными в воде, тяжелые металлы формируют многообразные структуры различной устойчивости. Но все они являются ксенобиотиками, т. е несовместимыми с живыми существами.

Такие комплексы на основе металлов и органики способны встраиваться в пищевую пирамиду, передавая опасные соединения от низших организмов к высшим. В этом смысле исключительную опасность представляет ртуть. Многие бактерии, нашедшие приют в гидросфере, водоросли накапливают ее в клетках, начинают представлять опасность для человека.

Известны случаи, в частности в Японии, когда употребление морской пищи вызывало вспышку нервных заболеваний. Происходило это в районах сброса промышленных вод с высокими концентрациями цинка, ртути, меди.

Загрязнение гидросферы тяжелыми металлами происходит и в результате геологических факторов. Их много выбрасывают активные вулканы. Повышенная концентрация металлов фиксировалась в прибрежных водах возле Сицилии после извержения Этны. Но деятельность вулканов носит кратковременный характер, опасные элементы уносятся течениями, концентрация в море невелика. В целом это можно отнести к флуктуациям, не несущим глобальной экологической угрозы человечеству.

В таблице, приведенной в начале статьи, первое место по доле вредоносности для водных ресурсов планеты нефтепродуктами занимают принесение их реками. Но само загрязнение водных артерий происходит в результате попадания промышленных отходов. Это и есть главная и наиболее трудно устранимая причина экологического неблагополучия.

Сопоставимый вред наносят бытовые отходы, многие из которых получены нефтехимией. Каких масштабов может достигнуть бедствие, описано в разделе о полимерах. Причинами заражения воды могут быть источники, не связанные с нефтью, но увеличивающие долю углеводородов. Наиболее объемные:

гниющая древесина, оставшаяся в воде после сплава;
отходы животноводства.

Иллюстрации последнего пункта послужит оценка загрязнений от деятельности свиноводческих хозяйств. Комплекс на 100 000 свиней ухудшает экологию, как город Орел с населением 400 тыс человек.

Разрушение водной экосистемы грозит вырождением и гибелью всех популяций живых существ. Нарушения вносятся в пищевую цепочку, в результате утрачивается адекватная система сигналов в биологическом мире, снижается воспроизводимость видов, происходят генетические мутации.

Избыточное попадание элементов, не только металлов, приводит к неприятному явлению, называемому эутрофикацией. Создаются благоприятные условия для избыточного роста фитопланктона. Этим вызвано цветение воды, размножение водорослей, а в конечном итоге сокращение запасов пресной воды, что уже становится проблемой. В России в зоне неблагополучия находятся все крупные реки европейской части и Сибири.

Пути стабилизации экологии гидросферы

Борьба с нарушениями равновесного баланса в гидросфере должна носить комплексный характер, включая активные и пассивные мероприятия. К первым нужно отнести требовательность и контроль за соблюдением природоохранного законодательства. Глобальный мониторинг со спутников океанической глади, драконовские штрафы, привлечение к уголовной ответственности капитанов, руководителей судоходных компаний доказали эффективность в борьбе против сброса с кораблей балластных вод.

От предприятий надо добиваться уменьшение вредных выбросов, не только в гидросферу, путем освоения новых технологий, передового оборудования, укрепления экологической дисциплины. Необходимо переходить на замкнутые безотходные циклы. Многое дают инновационные методы очистки сбросовых вод, в частности биоочистка.

Пропаганда среди населения уважения к природе, понимания опасности загрязнения бытовыми отходами может дать результаты.

К активным мерам против загрязнения гидросферы, шире всей Земли, следует отнести в первую очередь новых технологий минимизирующих использование нефти. Узловой проблемой видится использование имеющихся и разработка новых видов добычи энергии безопасных для человечества. Прежде всего это возможности солнца, ветров, биотопливо, как перспектива освоение термояда.

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)
Элемент	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.

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:

УКИЗВ. В соответствии с удельным индексом, водоёмы делятся на 16 классов опасности.
ПДК. Устанавливается для каждого типа вещества в отдельности.
Биохимическое потребление кислорода. Показывает уровень кислорода, необходимого для разложения соединений.
Щёлочность. Показывает количество кислот в воде.
Процент взвешенных веществ. К ним относятся песок, планктон, ил, глина и так далее.
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

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

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.

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:

Природные:

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

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

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.

Читайте также: