Как сохранить гидросферу сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Охрана гидросферы тесно связана с охраной атмосферы и литосферы, так как загрязнения, попадающие в атмосферу Земли и литосферу, могут попадать и в гидросферу Земли за счет растворения или механического смешивания, происходящего при перемещении водных масс в процессе круговорота природных вод.

Вода — важнейший жидкий минерал Земли (Ферсман А. Е.).

Ее использование с каждым годом возрастает во все большей степени. Так, в 2000 г. ее потребление достигло 7000 км 3 . При этом для потребления необходима экологически чистая вода. Воду применяют в сельском хозяйстве, жилищно-коммунальной сфере и в промышленности. Промышленность потребляет около 32% воды, используемой человеком на нужды жизнедеятельности и производства. В промышленности вода является и реагентом, и средой для протекания химических превращений, и теплоносителем, и средством транспортировки сырья, продукции и отходов. Поэтому воды, использованные в промышленности, в большинстве своем загрязняются различными газообразными, жидкими, твердыми веществами и становятся сточными.

Сточными называют воды, поступающие в природную окружающую среду после их использования в производственной или бытовой сферах деятельности человека. К сожалению, одним из способов снижения токсичности вод, использованных в промышленности, сельском хозяйстве и жилищно-коммунальной сфере, является разбавление сточных вод. Разбавление не снижает загрязнения природной окружающей среды, а лишь частично рассеивает загрязняющие примеси, уменьшая их местную концентрацию, которая может локально самопроизвольно увеличиваться и приводить к серьезным нарушениям природных процессов, в том числе и экологических. Однако разбавление сточных вод широко применяется в промышленности. На это тратится огромное количество природной воды, например при разбавлении стоков производства полиэтилена необходимо разбавление производственных вод в 30 раз, а в производстве синтетических волокон — в 200 раз.

В процессе хозяйственной деятельности человека постоянно образуются сточные воды, которые имеют различную классификацию. По условиям возникновения их разделяют на бытовые, промышленные, паводковые, ливневые. Существуют классификации по другим признакам — по концентрации загрязняющих компонентов и т. д.

Для сточных вод, как и для газов, существует два глобальных направления природоохранных мероприятий: очистка сточных вод и создание замкнутых водооборотных циклов. Эти два направления не изолированы друг от друга, а оптимально сочетаются.

Краткая характеристика способов водоочистки

Водоочистка от загрязняющих примесей представляет собой удаление механических, биологических и химических загрязнителей из воды различными способами. Характер водоочистки зависит от того, какая задача поставлена перед этим процессом. Так, для получения питьевой воды необходима ее очистка не только от механических примесей, но и от микробов и нежелательных растворенных химических соединений, в то время как для получения технически чистой воды ее нужно освободить от примесей, загрязняющих среду обитания, и тех веществ, которые нежелательны в данном производстве. Особые задачи стоят и при очистке промышленных сточных вод — в этом случае необходимо выделить из них вещества, загрязняющие гидросферу, которые являются отходами производства, а также уловить те вещества, которые могут быть использованы в данном производстве, и утилизировать их.

Различают механическую, химическую, физико-химическую, биохимическую и биологическую очистку сточных вод.

Механическая очистка сточных вод является обязательной составной частью водоочистки и предваряет другие методы очистки. Благодаря ей из вод удаляются нерастворимые примеси, в том числе и те, которые находятся в коллоидном состоянии. Перед механической очисткой в сточные воды добавляют коагулянты (вещества, вызывающие укрупнение коллоидных частиц) и флокулянты (вещества, способствующие процессам флотации, т. е. выделению частиц из смеси за счет сил отталкивания от растворителя с последующим укрупнением). В качестве флокулянтов используют полиэтиленамин и некоторые другие высокомолекулярные вещества, а как коагулянты — сульфаты алюминия, железа(III) и др. При выделении укрупненных частиц нерастворимых веществ применяют процессы фильтрования (на различных фильтрах и электрофильтрах), отстаивания (в отстойниках) и центрифугирования (на гидроциклонах и центрифугах — здесь используют действие центробежных сил).

Химическая очистка основана на том, что растворимые примеси вступают в реакции с осадителями или веществами иного действия (окислителями, восстановителями), при этом образуются или нерастворимые вещества, которые потом удаляются механически, или нетоксичные вещества, не приносящие ущерба природе. В качестве осадителей и нейтрализаторов широко применяют известняк, известковое молоко (суспензия гидроксида кальция) и другие щелочи, окисление активным хлором, кислородом или озоном и т. д. Однако необходимо отметить, что окисление хлором хоть и эффективно, но с экологической точки зрения небезопасно из-за образования экологически опасных хлорорганических соединений.

Физико-химические методы основаны на физико-химических процессах, ионном обмене, на протекании химических процессов под воздействием физических явлений (электролиз, электрокоагуляция и др.). Наиболее эффективными с экологической точки зрения являются процессы полного удаления примесей из сточных вод (например, полное обессоливание при использовании ионообменных смол, содержащих ионы водорода и гидроксид-ионы (ОН — ). При использовании физико-химических методов удаляются стойко-эмульгированные и суспензированные примеси, а также коллоидные и растворенные вещества: Однако эти методы очень дороги и используются в специальных случаях.

Биохимические и биологические методы основаны на том, что некоторые микроорганизмы способны использовать загрязняющие вещества как пищу, усвоив которую они очищают сточные воды от таких примесей (это применяется, как правило, для очистки сточных вод от органических и биологических примесей). Различают аэробные и анаэробные разновидности данных методов. Их реализуют в аэротенках и биофильтрах (аэробные методы), либо в особых отстойниках. В результате применения биохимических методов образуется активный ил, который подвергается определенным методам обработки (обезвоживание, уплотнение, термическая обработка и др.), после чего его утилизируют либо в сельском хозяйстве, либо в строительстве.

Биохимические и физико-химические методы, связанные с полным удалением примесей, являются наиболее перспективными, несмотря на их дороговизну и трудности реализации.

Существуют сточные воды, которые нельзя очистить указанными выше методами (их около 3% от остальных сточных вод). Такие воды подвергают термическому обезвреживанию или закачивают в глубокие горизонты (последнее крайне опасно с экологической точки зрения и требует искоренения).

Для конкретного производства используют такие методы, которые позволяют получить воды, соответствующие санитарно-гигиеническим требованиям. Как правило, эти методы применяют в комплексе для получения наиболее положительных результатов.

Краткая характеристика замкнутых водооборотных циклов как наиболее эффективного метода охраны гидросферы

Замкнутые водооборотные циклы предполагают такое использование природных вод, при котором вода закачивается в систему один раз, а потом отработанные воды возвращаются в производственный цикл либо после очистки, либо без нее. Использованная вода может дополняться природной водой из-за потерь в процессе производства. Положительной стороной такого водопотребления является практически полное прекращение образования сточных вод и их попадания в гидросферу.

Применение водооборотного водоснабжения позволяет в 10-50 раз уменьшить потребление природной воды. Оборотную воду можно использовать и как теплоноситель, и как охлаждающий агент, что повышает эффективность производства.

В процессе водооборотного водоснабжения возможно загрязнение ее биологическими примесями, что приводит к процессам обрастания. С этой целью воды подвергаются биоочистке и частично заменяются природными водами из внешней среды.

Для снижения водопотребления на различных предприятиях используют следующие мероприятия:

1) внедрение процессов, не требующих воды;

2) совершенствование процессов и оборудования, способствующих снижению расхода воды;

3) внедрение энерготехнологических агрегатов, использующих тепло химических процессов и не требующих использования воды в качестве теплоносителя;

4) замена воды воздухом в качестве теплоносителя.

Перечисленные методы способствуют охране природных вод от их загрязнения промышленными и бытовыми сточными водами. Как указывалось выше, очистка газов способствует предотвращению загрязнения гидросферы загрязнителями из атмосферы. Однако существуют и другие источники загрязнения — в частности сельское хозяйство (животноводство и земледелие), а также водный транспорт. Большую опасность в загрязнении вод Мирового океана представляют кораблекрушения и аварии при транспортировке различных материалов (нефти, угля, продовольствия, различного сырья). Природоохранные мероприятия в этих сферах деятельности человека состоят в строгом соблюдении правил перевозок, в выработке у персонала правильного с позиций природосообразности экологического сознания, в участии каждого человека в деятельности, способствующей минимальному загрязнению природной среды, в том числе и 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.

биологические загрязнители: микроорганизмы – вирусы, бактерии; растения – водоросли; дрожжи, плесневые грибки;
химические загрязнители: наиболее распространенными загрязнителями являются нефть и нефтепродукты, СПАВ, пестициды, тяжелые металлы, диоксины, фенолы, аммонийный и нитритный азот и др.;
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 Пестов Сергей 2013 (c)

ГОСТ

Виды загрязнения гидросферы

Любой водный объект, независимо от того, где он находится и какие имеет размеры, связан с окружающей средой и находится под многочисленным влиянием – это могут быть природные явления, условия формирования стока, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека и др.

Любое влияние имеет свои последствия и, прежде всего, привносит в водную среду новые вещества, не свойственные ей. Этими новыми веществами являются многочисленные загрязнители, ухудшающие качество воды.

Загрязнение водных ресурсов – это физические, химические и биологические изменения свойств воды в результате сброса в них вредных веществ разного состояния.

Сброшенные вредные вещества создают большие неудобства для использования воды и наносят вред здоровью и безопасности человека, а также наносят ущерб хозяйству страны. Все объекты, сбрасывающие вредные вещества, являются источниками загрязнения.

Выделяются следующие типы загрязнения вод:

Механическое загрязнение. Данный вид загрязнения, характерный для поверхностных загрязнений, повышает содержание в воде механических примесей.
Химическое загрязнение. В воде содержатся токсические и нетоксические вещества органического и неорганического происхождения.
Бактериальное и биологическое загрязнение. Вода загрязнена патогенными микроорганизмами, грибами, мелкими водорослями.
Радиоактивное загрязнение. Наличие в поверхностных или подземных водах радиоактивных веществ.
Тепловое загрязнение происходит в результате выпуска подогретой воды атомных и тепловых электростанций.

Самыми крупными и, пожалуй, основными источниками не только загрязнений, но и засорений водных объектов являются сточные воды промышленности, коммунального хозяйства, животноводческих комплексов, добывающих предприятий, сбросы транспорта и др.

Готовые работы на аналогичную тему

Специалисты выделяют три группы сточных вод исходя из условий их образования:

Сточные воды бытовые. К ним относятся стоки бань, столовых, прачечных, туалетов, воды от мытья полов. Содержание органических и минеральных веществ в них соответственно составляет $58$ % и $42$ %.
Ливневые или атмосферные сточные воды. На промышленных предприятиях такие стоки представляют большую опасность. Ливневые стоки отличаются большой неравномерностью – один раз в году с $1$ га происходит сток $100$-$150$ л/с, а один раз в $10$ лет – $200$-$300$ л/с. Неравномерность этих стоков затрудняет как их сбор, так и очистку.
Сточные воды промышленные. Возникают эти сточные воды при добыче и переработке сырья.

Питьевая вода

Пресные воды планеты в настоящее время имеют низкое качество и $80$ % заболеваний по данным ВОЗ, вызваны именно этим. Страны мира вплотную столкнулись с проблемой чистой воды. В $90$-е годы $XX$ века $50$ млн. американцев потребляли воду, загрязненную токсичными веществами. Около $900$ тыс. человек в США ежегодно заболевают по причине употребления некачественной воды. Чтобы соблюсти стандарты здравоохранения по питьевой воде американский конгресс утвердил создание фонда для модернизации $55$ тыс. коммунальных систем водоснабжения. Модернизация предусматривала защиту систем водоснабжения от микробиологических загрязнений, предотвращения загрязнения свинцом, нитратами и другими вредными веществами. Несмотря на то, что Россия достаточно хорошо обеспечена пресными водами, их качество оставляет желать лучшего.

Пробы российской водопроводной воды показали:

Не соответствует санитарно-химическим нормам каждая $5$-я проба воды;
Микробиологическим нормам не соответствует каждая $8$-я проба;
Не соответствует рекомендуемым санитарным нормам, химическим и микробиологическим стандартам $90$ % питьевой воды в стране. Такой водой пользуются $70$ % городов и населенных пунктов.

Как показали американские исследования, люди, постоянно потребляющие хлорированную воду, на $21$ % увеличивают вероятность рака мочевого пузыря, на $38$ % рака прямой кишки и, тем не менее, $75$ % американской воды хлорируется.

Японцы очищают воду с помощью озона, но он не обладает долговременным действием соединений хлора, поэтому перед употреблением воду надо очищать. Чтобы в какой-то степени освободиться от хлора в течение от нескольких часов и до суток, воду целесообразно отстаивать. Сырая вода может потребляться только в крайних случаях.

Горячую водопроводную воду, поскольку она химически более агрессивна, использовать для приготовления пищи нежелательно. Для очистки воды в домашних условиях используют различные бытовые фильтры, с помощью которых происходит удаление микробов, хлора и его производных, тяжелых металлов, нитратов и нитритов, пестицидов. Но, есть вторичная опасность загрязнения воды – на самом фильтре могут оседать вредные микроорганизмы.

Результат впечатляет:

Полное очищение воды от микроорганизмов;
Очищение от органических соединений;
От ионов тяжелых металлов;
Снижается концентрация минеральных солей.

При других способах очистки такие результаты недостижимы. К тому же эти фильтры не содержат расходуемых материалов, поэтому, как бы, вечны, но требуют электроэнергии.

Мероприятия по защите гидросферы

Чтобы защитить поверхностные воды от загрязнения, которые являются частью гидросферы, предусмотрен целый ряд мероприятий:

Внедрение безотходных и безводных технологий;
Создание замкнутого цикла, т.е. оборотного водоснабжения. Данный цикл заставляет сточные воды всё время находиться в обороте и попадание их в поверхностные водоёмы исключается;
Качественная очистка сточных вод;
Обеззараживание и очистка вод для водоснабжения.

В основном поверхностные воды загрязняются сточными водами, а это значит, что их очистка с экологической точки зрения, является очень важной.

Существуют 3 основных способа очистки сточных вод:

Механическая очистка;
Физико-химическая очистка;
Биологическая очистка.

Механическая очистка предусматривает 4 процесса:

Процеживание загрязненной воды;
Отстаивание загрязненной воды;
Обработка воды в поле действия центробежных сил;
Фильтрование загрязненной воды.

Для того чтобы удалить из сточных вод крупные и волокнистые включения процеживание осуществляют в решетках и волокноуловителях. Ширина зазоров в них составляет $10$-$20$ мм.

При отстаивании происходит оседание примесей, плотность которых $p > p$ воды или их всплытие с $p фильтрования. Фильтры при этом могут быть $2$-х типов – зернистые и тканевые.

Физико-химическая очистка помогает удалить растворимые примеси, а иногда и взвешенные вещества из сточных вод.

На гидросферу приходится 2/3 планеты. Этого количества жидкости вполне достаточно, чтобы обеспечить все население земли. Однако сегодня сохранение воды является острой проблемой, которую человечеству необходимо решить. Это связано с тем, что большая часть водных запасов является соленой, а для жизни человека необходима только питьевая жидкость. В рамках урока географии школьникам предстоит узнать о сохранении воды как глобальной проблеме человечества.

Загрязнение водных запасов

Нет сомнений, что на сегодняшний день истощение водных ресурсов является одной из важнейших проблем человеческой цивилизации. Примерно 500 тысяч людей испытывают нехватку питьевой воды. Эксперты уверены, что к 2025 году это количество увеличится в 5 раз. Если в ближайшее время экологические проблемы воды не будут решены, уже к 2050-м годам примерно 2/3 населения планеты ощутят недостаток жидкости.

Главной проблемой обострения ситуации с водой является активная урбанизация. Человечество стремится приспособить планету под свои нужды, не задумываясь об экосистеме. Таким образом, сначала необходимо выяснить, в чем причины обострения водной проблемы человечества. Главной среди них является загрязнение природы.

Безусловно, негативно на водных запасах сказывается и рост численности населения, а также парниковый эффект. Не стоит забывать, что многие люди расходуют воду в значительно больших количествах, чем им это необходимо.

Экологи выделяют несколько основных типов загрязнения:

Химический. Происходит из-за выбросов вредных отходов промышленными предприятиями.
Тепловой. Горячая жидкость из гидростанции выводится в водоемы, нарушая при этом среду обитания водных жителей.
Радиоактивный. Под воздействием гамма-излучения начальная химическая структура воды меняется и жидкость после этого нельзя употреблять.
Механический. Во время отдыха на водоемах люди продолжают активно загрязнять их мелким мусором.
Биологический. Водные ресурсы подвергаются активному загрязнению отходами жизнедеятельности живых организмов.

Тяжелые металлы

Химические предприятия уже много лет сбрасывают воду, содержащую большое количество тяжелых металлов. При их попадании в организм животных и людей развиваются патологии, вызывающие сильную интоксикацию. Некоторые синтетические вещества сейчас называют ксенобиотиками, так как они являются чужеродными для любого живого организма.

К этой группе причислены:

Выброс тяжелых металлов может быть и естественным. Это происходит при вулканической активности, когда пепел и сажа вырываются из жерла.

В состав продуктов извержения могут входить и ксенобиотики. Если активный вулкан расположен рядом с водоемом, в него попадут эти соединения.

Радиоактивные вещества

Человечество смогло покорить атом, и сегодня ядерная промышленность является одним из источников загрязнения гидросферы. Во время работы предприятий атомной энергетики формируется большое количество радиоактивных изотопов. При распаде из них выделяются частицы с различной проникающей способностью. Ученые выделяют 3 главных группы излучений — альфа, бета, гамма. Для живого организма наибольшую опасность представляют последние.

Из-за их воздействия на организм живых существ наблюдается мутация клеток. Поврежденные клеточные структуры начинают бесконтрольно делиться, что является одной из главных причин развития онкологических заболеваний.

Основными источниками радиоактивного загрязнения гидросферы являются:

атмосферные осадки, выпадающие на полигонах для испытаний ядерного оружия;
сточные воды, сливаемые атомными электростанциями;
аварии морских судов, имеющих ядерные двигатели.

Иные причины

Различные неорганические вещества при попадании в гидросферу ухудшают химические и биологические параметры воды. К этой группе загрязнителей причисляют щелочные компоненты, токсичные металлы и соли. После их попадания в жидкость, ее химический состав сильно меняется, она становится непригодной для употребления.

Неорганические загрязнения водоемов связаны с выбросом отходов большими предприятиями промышленности. Иногда при соединении продуктов производства активируются химические реакции, реагенты которых способны значительно увеличить токсичность друг друга.

В городских условиях серьезную опасность водным запасам представляют канализационные стоки. В них смешиваются пищевые отходы, экскременты, средства бытовой химии и другие вещества. Так как все они находятся в замкнутом пространстве, процессы гниения вызываются патогенными микроорганизмами.

Вносит свою лепту в загрязнение гидросферы и сельское хозяйство. Сегодня аграрии активно используют минеральные удобрения, без которых сложно вырастить хороший урожай. В их состав входят фосфаты и нитраты, которые в результате попадают в водоемы.

Пути решения

Выяснив причину возникновения проблем с водообеспечением, нужно рассмотреть возможные способы ее решения. Сегодня уже нельзя закрывать глаза на существование этого вопроса. Если в короткие сроки не будут найдены пути решения и загрязнение воды продолжится, ситуация усугубится. Следует разобраться, какой выход из сложившейся ситуации видят экологи. По их мнению, сейчас есть несколько способов решения проблемы. Наиболее простым среди них является экономия воды каждым человеком. Хотя, на первый взгляд, это кажется несущественным в глобальных масштабах, на практике может дать хорошие результаты.

Второй путь — создание эффективных систем очистки сточных вод. Состоит из ряда мероприятий:

Механическая очистка. На пути движения потока сточной жидкости устанавливаются решетки, не допускающие попадания в водоемы крупного мусора. Это самый несовершенный способ борьбы с загрязнением гидросферы.
Третичный. Вода подвергается многоступенчатой очистке с использованием специальных средств, убивающих патогенные микроорганизмы, а также нейтрализующих щелочи и кислоты. Полученную в результате такой обработки жидкость можно использовать для сельскохозяйственных нужд или на промышленных предприятиях.
Специализированная. С помощью этого метода очистки устраняются определенные типы загрязнения. Благодаря использованию коагулянтов посторонние частицы слипаются, а затем фильтруются.
Химический. Реагенты вступают в химические реакции с примесями и нейтрализуют их.

Эти технологии очистки жидкости уже используются, но ученым предстоит создать новые, отличающиеся большей эффективностью. Третий путь устранения дефицита питьевой воды заключается в охране водоемов. Для его реализации необходимо активное участие правительств всех стран планеты. На государственном уровне должны вводиться мероприятия, способные помочь восполнить баланс питьевой жидкости. В отношении нарушителей установленных правил нужно ввести серьезные меры наказания.

Ранее предполагалось, что в качестве альтернативы существующим источникам питьевой воды можно использовать ледники. Однако сегодня экологи уверены, что это может стать причиной необратимых изменений климата и проект был остановлен.

Ситуация в мире и в России

Наибольшую обеспокоенность у экологов вызывает состояние водных ресурсов азиатского региона Евразии. В них содержится значительно больше свинца в сравнении с водоемами других развитых стран. Аналогичным образом обстоит дело и с количеством микроорганизмов от отходов жизнедеятельности людей.

В России многие водоемы загрязнены достаточно сильно. Наиболее угрожающей экологическая обстановка выглядит в следующих регионах:

Бурятии;
Архангельской области;
Калмыкии;
Курганской области;
Приморском крае;
Ярославской и Калининградской области;
Республике Дагестан.

В последнее время наблюдается ухудшение ситуации в Амурской области. Исследования экологов показали, что из-за активного сброса органических и химических соединений в Волгу, крупная водная артерия России уже не способна очищаться самостоятельно.

Проблемы нехватки питьевой воды на территории РФ пока не ощущаются так сильно, как в некоторых других странах мира. Школьникам необходимо хорошо изучить тему урока, ведь именно им в ближайшее время предстоит найти главный путь решения проблемы чистой пресной воды.

Работая над докладом или презентацией по вопросу загрязнения гидросферы, учащиеся смогут проникнуться существующей проблемой.

Им в рамках занятия предстоит понять, почему возникла эта проблема и как можно сохранить гидросферу планеты. Это крайне важный вопрос, ведь без питьевой воды люди просто не смогут существовать.

Более 70% поверхности нашей планеты покрыто водой. От ее состояния зависит не только благополучие экосистем и здоровье каждого человека, но и климатические условия. Именно поэтому загрязнение водоемов сегодня стало одной из самых серьезных экологических проблем. Разбираемся, почему качество воды становится все хуже и какие меры позволят изменить ситуацию.

Проблемы загрязнения и охраны воды

Загрязнение гидросферы достигло катастрофических масштабов. Одно из худших последствий этого — истощение запасов питьевой воды, с дефицитом которой сталкиваются более 2 млрд людей на планете. Эксперты прогнозируют, что к 2050 году водные ресурсы, соответствующие санитарным нормам, будут недоступны для половины населения Земли. Вода с опасными примесями приводит к развитию острых и хронических заболеваний, уничтожает растения и животных, вызывает выпадение кислотных дождей.

Загрязнение воды тяжелыми металлами

В Мировой океан ежегодно попадает огромное количество тяжелых металлов, в том числе около 200 килотонн свинца и 5 килотонн ртути. При этом значительная часть токсичных веществ не доходит до океана, а оседает на дне водоемов. Больше всего загрязнены Средиземное и Северное моря, Аденский и Персидский заливы, экваториальная зона Тихого океана.

Лишь небольшая часть тяжелых металлов проникает в поверхностные и грунтовые воды из естественных источников — при выветривании горных пород и минералов, извержении вулканов. Основной причиной глобального загрязнения гидросферы является деятельность человека: добыча и переработка полезных ископаемых, выхлопные газы, отходы предприятий, сжигание топлива.

Некоторые тяжелые металлы, такие как цинк, железо, медь, молибден, в определенных количествах необходимы для нормальной работы органов и систем всех живых существ. Другие элементы — ртуть, кадмий, свинец опасны даже в микродозах. Они накапливаются в организме, нарушая обмен веществ и вызывая интоксикацию. Токсическое действие тяжелых металлов усиливается тем, что при попадании в воду они вступают в реакцию с органическими веществами. Получившиеся соединения хорошо усваиваются и передаются по пищевой цепи, в том числе при употреблении рыбы.

Попав в организм живых существ, частицы металлов включаются в метаболизм, что затрудняет их вывод и приводит к необратимым последствиям. Например, ртуть вступает в реакцию с белковыми молекулами, вызывая поражение почек и центральной нервной системы. Свинец может повреждать кору головного мозга и репродуктивную систему. А хроническое отравление кадмием приводит к анемии и разрушению костной ткани.

Органические загрязнители воды

К органическим загрязнителям относятся бытовые канализационные стоки, отходы предприятий пищевой, сельскохозяйственной и нефтяной промышленности. Попадая в водоемы, большая часть веществ оседает на их дне, ухудшая вкус, запах, цвет и прозрачность воды. Из-за жизнедеятельности бактерий и грибков органические частицы загнивают, бродят и распадаются с выделением сероводорода, аммиака, метана, двуокиси углерода. Этот процесс вызывает дефицит кислорода и отрицательно влияет на живые организмы. Кроме того, в среде с большим содержанием органики быстро размножаются болезнетворные бактерии. Поэтому употребление загрязненной воды может спровоцировать кишечные инфекции, болезни кожи, расстройство пищеварения, патологии эндокринной системы.

Отдельно стоит выделить негативное влияние нефти на гидросферу. Ежегодно в Мировой океан попадает до 11 млн тонн нефти и нефтепродуктов. Около половины этого объема поступает из естественных источников — через разломы морского дна. Остальное — при незаконном сбросе отходов, аварийных разливах, а также в процессе хранения, переработки и использования углеводородов.

Черная смерть планеты

Десять крупнейших разливов нефти в истории

Нефть считается самым опасным загрязнителем природной среды. Она быстро растекается по водной глади, образуя пленку, преграждающую живым организмам доступ к кислороду. По данным со спутников, нефтяная пленка покрывает более трети Мирового океана. Попавшая в океан нефть вредит не только подводным обитателям, но и животным и птицам. В составе ее смол есть токсичные вещества, поражающие дыхательную систему и внутренние органы. Нефть смывает жировую смазку с перьев водоплавающих птиц и с тел животных, отчего они гибнут от переохлаждения. Поэтому при разливе углеводородов действия специалистов направлены не только на очистку водоема, но и на спасение его обитателей.

Также важно вовремя фиксировать утечку нефти и предотвращать вылов рыбы в таком месте. При небольшой концентрации вредных веществ рыба выживает, но накапливает большое количество токсинов.

Охрана и защита водных ресурсов от загрязнения

Мнение большинства экспертов сходится в одном: если не принять меры по охране воды, через 25 лет темпы загрязнения Мирового океана возрастут втрое. Один из методов защиты гидросферы — эффективное очищение сточных вод, состоящее из двух этапов: фильтрация твердых частиц и удаление биологически активных веществ. При необходимости проводится антибактериальная обработка воды посредством дистилляции, озонирования и хлорирования.

К сожалению, многие предприятия не соблюдают важные правила сброса отходов, потому что считают их слишком затратными. Правовая охрана вод проводится, но нарушений по-прежнему много. По статистике Росводресурсов, только 11% сточных вод очищается до нормативного качества. В связи с этим заметно возросли штрафы: с 2021 года максимальное наказание для юридических лиц, допустивших выброс промышленных отходов в водоемы, составляет 400 тыс. руб. Чтобы способы охраны водных ресурсов были максимально действенными, планируется также усилить контроль за предприятиями и добиться установки на них современных систем очистки.

Согласно законодательству, для защиты пресных подземных вод выделяются особые участки — санитарные зоны охраны. В их пределах действуют самые строгие требования к очистным сооружениям, прокладке коммуникаций и пользованию водоемами. Эта мера позволяет предотвратить тяжелые последствия, к которым может привести загрязнение воды.

Можно ли пить воду из‑под крана?

Где она безопасна, а где нет

Охрана водоемов от загрязнений — это общая ответственность. И одним из ее главных этапов является отказ от пластика. Уже сейчас в Мировом океане находится более 150 млн тонн пластиковых отходов. Если темпы засорения воды сохранятся, к 2050 году в морях окажется больше пластика, чем рыбы. Помимо перехода на многоразовые контейнеры, сумки-шоперы, биоразлагаемую упаковку и другие экологичные предметы быта, необходимо решить проблему сортировки и переработки пластиковых отходов, как уже сделали в Японии, Корее, Германии, Швеции. Тем не менее многие люди по-прежнему не придают значения опасности пластика, поэтому работа по охране воды должна включать проведение просветительских мероприятий, посвященных проблеме засорения гидросферы.

Загрязнение воды может быть неосознанным. Например, капля химического моющего средства, попавшая в канализацию, кажется мелочью. Но ПАВ и некоторые другие вещества, содержащиеся в бытовой химии, беспрепятственно проходят через очистные фильтры и в конечном итоге попадают в океан. Чтобы минимизировать вред, наносимый экологии, стоит отдавать предпочтение органическим чистящим средствам.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.

Читайте также: