Исследовательская работа по экологии Экологические проблемы водных ресурсов

МОУ Одинцовский лицей №2

Исследовательская работа

на тему:

«Экологические проблемы водных ресурсов России»

Выполнила:

Ученица 10 «Н» класса

Стахнова В.В.

Научный руководитель:

Борисова Н.М.

Одинцово

2011 год

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ 3-4

2. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ (ЗАПАСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ) 5

3. ПРИЧИНЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ 6-8

4. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

4.1. РЕКИ 9

4. 2. ОЗЕРА 9-11

   3. ЛЕДНИКИ 11-12

   4. МОРЯ 12-13

   5. СНЕГОСВАЛКИ 13-14

   6. ГРУНТОВЫЕ, ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ 14-15

5. ИССЛЕДОВАНИЯ РОДНИКОВОЙ ВОДЫ 16-17

6. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНОЙ СРЕДЫ

   1. ЕСТЕСТВЕННАЯ ОЧИСТКА ВОДОЕМОВ 18

   2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 19

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 21

9. ПРИЛОЖЕНИЕ 22-26

1. ВВЕДЕНИЕ

Вода - одно из самых удивительных веществ на нашей планете. Мы можем видеть ее в жидком, газообразном и твердом состояниях. Вся живая природа не может обойтись без воды, которая присутствует во всех процессах обмена веществ. Именно в воде зародилась жизнь на нашей планете. Без воды не может жить человек. И, конечно, в нашем современном мире вода - один из важнейших факторов, определяющих размещение производственных сил, а очень часто и средств производства.

«Если вооруженные конфликты нынешнего столетия нередко возникали из-за нефти, то кровавые конфликты будущего века будут вспыхивать из-за воды». Эти слова принадлежат вице-президенту Всемирного банка Исмаилу Серагельдину, отвечающему за финансирование проектов, связанных с защитой окружающей среды.

Там, где вода, там и жизнь - эта простая истина, рожденная на Востоке, стала расхожей фразой, точно отражающей взаимосвязь между водой и жизнью. Важность воды и гидросферы - водной оболочки Земли, невозможно переоценить. И невольно напрашиваются вопросы: а много ли воды на нашей планете, хватает ли ее вдоволь для нужд человека и порожденной им цивилизации? В обзоре экспертов-экологов, опубликованном в 2009 году в издающемся в Париже журнале «Юнеско рисорсиз», отмечается, что 97,5 процентов водных ресурсов нашей планеты содержат соль, и в таком виде непригодны для употребления человеком. Оставшиеся 2,5 процента приходятся на пресную воду, которая используется человеком для питания, удовлетворения потребностей сельского хозяйства, промышленности и других целей. Но доступ к этим ресурсам пресной воды осложнен из-за их нахождения в различных, порой труднодосягаемых природных средах.

Эти цифры нам ярко показывают, сколь ценной является пресная вода и как бережно следует к ней относиться. Имеющиеся на Земле запасы пресной воды являются более или менее постоянной величиной и не имеют тенденции к самопроизвольному увеличению.

А между тем человечество с каждым годом потребляет все больше и больше бесценной влаги. Ученые-экологи подсчитали, что в 1995 году земляне «выпили» 2300кубических километров пресной воды. Большая часть этого объема была использована на нужды сельского хозяйства и промышленности. На долю земледелия приходится ныне в пять раз больше воды, чем в начале века. Промышленность же расходует ее в 26 раз больше, а городское хозяйство в 18 раз больше, чем на заре столетия.

Потребность в пресной воде возрастает по мере развития промышленного потенциала, расширения ирригационной сети в сельском хозяйстве, улучшения санитарных условий окружающей среды. Увеличению расходования воды будет способствовать дальнейший рост населения. В 1996 году на нашей планете проживало 5,5 миллионов человек, а в 2025 году, по прогнозам ученых-демографов, эта цифра приблизится к восьми миллиардам.

Развитие цивилизации, как это ни прискорбно, сопровождается огромным ущербом для окружающей среды. Загрязнение водных источников наносит огромный вред здоровью людей. Подсчитано, что от употребления такой воды в развивающихся странах ежегодно умирает 3,3 миллиона человек.

Наряду с восстановлением нормального качества питьевой воды важнейшей задачей сегодняшнего дня, считают эксперты ЮНЕСКО, является возрождение к жизни тех районов на нашей планете, которые из-за отсутствия воды, некогда изобиловавшей там, превратились в мертвые зоны.

Большое значение для рационального использования водных ресурсов имеет расширение знаний о них, более глубокое исследование имеющихся на планете запасов воды, пригодной для удовлетворения нужд человека. С этой целью Всемирная Метеорологическая Организация (при поддержке ЮНЕСКО и Всемирного банка) выдвинула предложение о создании международной организации, задача которой заключалась бы в сборе данных о наличии в мире ресурсов пресной воды и выработке рекомендаций по их разумному использованию человеком, промышленностью и сельским хозяйством.

2. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ РОССИИ (ЗАПАСЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ)

Россия - одна из наиболее богатых природными водами стран мира. Наша страна омывается водами 12 морей, на территории России насчитывается свыше 2,5 млн. больших и малых рек, более 2 млн. озер, сотни тысяч болот и других объектов водного фонда.

Суммарные естественные ресурсы и запасы пресных вод Российской Федерации оцениваются в 7770,6 км³/год. Статические (вековые) запасы, большая часть которых сосредоточена в озерах и подземных водах, составляют около 90 тыс. км³/год (табл.1).

Главный недостаток запасов воды в России - это их крайне неравномерное распределение по территории страны (рис.1). В последние годы из-за экономической нестабильности, приведшей к падению выпуска промышленной продукции, снижению продуктивности сельского хозяйства и сокращению орошаемых площадей, в России наметилось уменьшение объемов водопотребления (за 2001 -2005 гг. пресной воды - на 20,6%, морской - на 13,4%).

И так ограниченные запасы пресных вод значительно сокращаются из-за их постоянного загрязнения. Интенсивное развитие промышленности и сельскохозяйственного производства, повышение уровня благоустройства городов и населенных пунктов, значительный прирост населения обеспечили в последние десятилетия резкое ухудшение качества воды практически во всех регионах России. Природа не способна очистить такое количество загрязненной воды, что приводит к постепенному разрушению экосистем. А потребность в воде все время возрастают. Развитие цивилизации, как это ни прискорбно, сопровождается огромным ущербом для окружающей среды.

Основной ущерб водной среде наносит человек. Самое большое количество воды потребляет сельское хозяйство для целей мелиорации, 3/4 которой безвозвратно утрачивается за счет испарения. Большое количество воды используется и в промышленном производстве на цели приготовления разнообразных растворов, мытья оборудования и аппаратуры, помещений и тары, на удаление отходов. Огромные количества воды используются в качестве теплоносителя и для охлаждения. Велики объемы потребления воды и на нужды человека: для питья, приготовления пищи, умывания, уборки жилья и стирки. При этом человек берет для своих нужд, нужд промышленности и сельского хозяйства чистую воду, а возвращает ее в природную среду с высоким уровнем загрязнения.

Потребность в пресной воде все время возрастает. Увеличению расхода воды будет способствовать дальнейший рост населения. В 1996 году на нашей планете проживало 5,5 миллиарда человек, а в 2025 году, по прогнозам ученых-демографов, эта цифра приблизится к восьми миллиардам.

3. ПРИЧИНЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

• механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное, в основном, поверхностным видам загрязнений;

• химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;

• бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

• радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;

• тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.

А основными причинами загрязнения воды являются:

• промышленные сточные воды, образующиеся во всех отраслях производства, (особенно в целлюлозно-бумажной, черной и цветной металлургии, энергетике, химической и нефтеперерабатывающей промышленности);

• хозяйственно-бытовые сточные воды, содержащие канализационные стоки, а также большое количество бытовых химических веществ;

• атмосферные воды, содержащие массы вымываемых из воздуха химических веществ промышленного происхождения;

• дождевые стоки, несущие с собой большое количество разнообразных веществ, загрязняющих городские улицы и площади, производственные площадки, сельскохозяйственные земли, зеленые зоны, лесные массивы и другие территории;

• химические аэрозоли и пылевые частицы, осаждающиеся из воздуха.

В России очень долго не уделялось должного внимания проблеме предотвращения загрязнения водного бассейна. Огромное количество сточных вод неопределенного состава сбрасывалось и сбрасывается в открытые водоемы - реки, речки, непроточные и проточные озера. Только в последнее время наше правительство начинает осознавать катастрофическое положение в экологии России. Ужесточились санкции за нанесение ущерба в результате загрязнения водных бассейнов. Принят ряд мер по закрытию некоторых предприятий (например, Приозерского целлюлозного завода на Ладожском озере), наносящих непоправимый ущерб природе.

Возросший дефицит пресной воды связан с загрязнением водоемов сточными водами промышленных и коммунальных предприятий, водами шахт, рудников, нефтепромыслов, при заготовке, обработки и сплаве материалов, выбросами водного, железнодорожного и автомобильного транспорта, предприятий кожаной, текстильной пищевой промышленности. Особенно сильно загрязняют поверхностные отходы целлюлозных - бумажных, предприятий, химических, металлургических, нефтеперерабатывающих заводов, текстильных фабрик, сельского хозяйства. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы, но до сих пор рост очистных сооружений отстает от роста потребления воды. На первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км³ воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 -35 тыс. км³ пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км³ очищенной сточной воды "портит" 10 км³ речной воды, а не очищенной в 3-5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления.

На всем своем пути вода сама способна очищаться от попадающих в нее загрязнений - продуктов гниения органических веществ, растворенных газов и минеральных веществ, взвешенного твердого материала. Если вредные вещества попадают сразу в воду, они гниют, и на их окисление расходуется кислород. Возникает так называемая биохимическая потребность в кислороде (БПК). Чем выше эта потребность, тем меньше кислорода остается в воде для живых микроорганизмов, особенно для рыб и водорослей. Вода становиться биологически мертвой - в ней остаются только анаэробные бактерии; они процветают без кислорода и в процессе своей жизнедеятельности выделяют сероводород - ядовитый газ со специфическим запахом тухлых яиц. И без того безжизненная вода приобретает гнилостный запах и становится совсем непригодной для человека и животных. Подобное может произойти и при избытке в воде таких веществ, как нитраты и фосфаты; они попадают в воду из сельскохозяйственных удобрений на полях или из сточных вод, загрязненных моющими средствами.

Некоторые предприятия, особенно электростанции, потребляют огромное количество воды на охлаждение. Нагретая вода сбрасывается обратно в реки и еще больше нарушает биологическое равновесие водной системы. Неестественная температура препятствует развитию одних живых видов и дает преимущество другим. Но эти новые, теплолюбивые виды тоже сильно страдают, как только прекращается подогрев воды.

Еще в древности люди занимались оросительными работами и осушением (мелиорацией). Это один из основных путей повышения урожайности сельскохозяйственных угодий. Около 50% всех производимых продуктов получают с мелиорированных земель. Мелиорация имеет большое значение в сельском хозяйстве (табл.3).

В России площадь орошаемых земель постоянно увеличивается. Это ведет к значительному росту потребления водных ресурсов. При проведении водных мелиораций ежегодно расходуется до 200 км³ воды (в зависимости от степени увлажнения). Осушение и орошение может привести к тяжелым последствиям, изменению естественного климата (учащение засух, сокращение атмосферных осадков, обмеление рек). При расслоении почв промывкой и избыточном стоке вод образуются дренажные (или коллекторно-дренажные) воды. Эти воды, поступая в реки, повышают уровень минерализации и вода в них становиться непригодной для питья. С дренажными водами, которые сбрасываются в мелиоративные системы, при водоотведении выносятся биогенные вещества, пестициды и другие химические соединения, оказывающие вредное воздействие на природные воды.

Водный транспорт является едва ли не самым древним водопользователем. По внутренним водным путям России, имеющим общую протяженность свыше 400 тыс. км, перевозится до 50 млн. т грузов. Водный транспорт, не предъявляя высоких требований к качеству воды, является одним из значительных источников загрязнения водных объектов нефтепродуктами и взвешенными веществами.

К числу наиболее вредных химических веществ относят нефть и нефтепродукты. В связи с ростом добычи, транспортировки, переработки и потребления нефти расширяются масштабы загрязнения природы. Реки мира ежегодно выносят в морские и океанические воды более 1,8 млн. т нефтепродуктов. Это происходит в результате катастроф нефтеналивных судов, перевозящих нефть из районов нефтедобычи в районы потребления, при аварийных ситуациях на морских нефтепромыслах, при нарушении целостности нефтепроводов и при сливе балластных и промывочных вод танкерами. Попадая на поверхность воды, нефть образует толстую пленку, которая постепенно растекается по поверхности воды и под действием волн и ветра постепенно переходит в состояние обратной эмульсии. Эта высоковязкая эмульсионная пленка способна длительное время сохраняться на водной поверхности, нарушая кислородный обмен и привнося трудности в жизнедеятельность не только низшихорганизмов, но и рыб, и птиц, и морских животных. Все компоненты нефти токсичны для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие.

Загрязненная вода наносит большой вред не только окружающей среде, но и здоровью человека. Из-за повышенного загрязнения источников воды, традиционно применяемые технологии обработки в большинстве случаев недостаточно эффективны. Почти 70% жителей России пьют воду, не соответствующую ГОСТу "Вода питьевая". Загрязнение пресных вод и земель бумерангом вновь возвращается к человеку в продуктах питания и питьевой воде.

4. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

4.1. РЕКИ

Реки всегда были источником пресной воды. По территории России протекает свыше 2,5 миллионов рек. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы, загрязнятся различными вредными веществами. Из-за этого ограниченные запасы пресной воды сокращаются еще больше. Практически все реки подвержены антропогенному воздействию, возможности экстенсивного водозабора для хозяйственных нужд по многим из них в целом исчерпаны, а тысячи малых рек прекратили по вине человека свое существование. Вода многих российских рек загрязнена и непригодна для питьевых целей

Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соединения, что приводит к истощению рек. Для регулирования стока рек построено 1500 водохранилищ, они регулируют до 9% всего стока. На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых районах он сократился на 8%, а у таких рек, как Терек, Дон, Днестр и Урал, - на 11-20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовскому морю - на 23%, к Аральскому - на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м. Неблагополучным является состояние малых рек, особенно в зонах крупных промышленных центров. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности из-за нарушения особого режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах.

4.2. ОЗЕРА

Всего в России насчитывается порядка 2 млн. пресных и соленых озер (табл.4); среди них самое глубокое в мире пресноводное озеро Байкал, а также Каспийское море. Озера по территории России также расположены неравномерно: большинство находится на Северо-западе (Кольский полуостров, Карелия), на Урале, в Западной Сибири, на Ленско-Вилюйской возвышенности, в Забайкалье и бассейне реки Амур.

Многие озера являются своеобразными регуляторами речного стока: они снижают высоту половодий и паводков, обеспечивают защиту территорий от затопления и подтопления, создают условия для равномерного внутригодового распределения речного стока. В озера, как и в реки, сбрасывают сточные воды.

Озеро Байкал - одной из самых чистых (до недавнего времени) озер России. Главнейшая проблема Байкала - зарегулирование стока Ангары плотинами каскада ГЭС. Поскольку это единственная вытекающая из озера река, уровень озера прямо зависит от степени заполнения ангарских водохранилищ. Значение же малейших колебаний уровня воды в Байкале было известно давно. Его повышение приводит к развитию абразии (разрушению берегов). Абразия не только вредит береговым экосистемам, но и приносит в воду тысячи тонн грунта, что ведет к повышению концентрации биогенных элементов. Сверхнормативное повышение уровня Байкала приводит к экономическим потерям, которые связаны с подтоплением населенных пунктов, железной, дороги, портов и ухудшением условий воспроизводства промысловых рыб Байкала.

Еще одна проблема Байкала - загрязнение его вод. Одна из причин - ежегодно администрациями субъектов Федерации выдаются разрешения на сверхнормативные временно согласованные выбросы и сбросы даже для предприятий, стоящих в непосредственной близости от побережья Байкала. Наиболее известный загрязнитель Байкала - Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (БЦБК), который был построен в 1966 г. для производства стратегического сырья - кордной целлюлозы. В двадцатикилометровом пятне в районе сброса очищенных сточных вод комбината исчезли эндемичные водоросли и моллюски.

Значительный объем загрязнений поступает с водами реки Селенги. Начало потоку загрязнений дает промышленность Монголии, особенно - горно-обогатительный комбинат в Эрдэнете. Основным загрязнителем Селенги на территории России является Улан-Удэ, где очистные сооружения не справляются со сбросами промышленных предприятий города. Добавляется также загрязнение поймы реки Селенги, где в последние годы происходит массовое разведение скота сельскохозяйственными предприятиями и бесконтрольное дачное строительство.

Главным источником атмосферного загрязнения в регионе выступает промышленность Иркутской области. Наиболее опасны для экосистемы Байкала выбросы соединений фтора от Шелеховского алюминиевого завода и серы от сжигания углей на ТЭЦ.

В последние годы возникла и получила развитие и такая проблема, как проникновение в Байкал чужеродных биологических видов. Как уже говорилось, около 68% живых организмов озера эндемичны, а это приводит к крайней уязвимости по отношению к новым видам болезней, паразитам, неготовности к конкуренции за источники пищи. Эта проблема напрямую связана с поступлением в Байкал загрязненных вод и локальными изменениями экосистемы.

Байкальский регион испытывает в последние годы те же трудности, что и вся Россия. Следствием повышения доходов некоторых групп населения в деловых центрах стало систематическое и бесконтрольное отчуждение земель на побережье озера Байкал, в том числе в зонах с особой охраной. Строительство поселений и предприятий на таких участках без очистных сооружений приводит к попаданию в озеро биогенных элементов (азот и фосфор), особенно опасных для эндемичных организмов.

Усиливающийся разрыв уровня жизни в деловых центрах и сельской местности заставляет местное население прибайкальских районов выживать за счет ресурсов озера и тайги, резко возросло браконьерство, в частности, незаконный лов рыбы и рубка леса. Последние особенно опасны на побережье Байкала и по долинам впадающих в него рек, потому что приводят к деградации лесов, уменьшению водности рек и снижению самоочищающей способности байкальской экосистемы.

4.3. ЛЕДНИКИ

Температура на планете неуклонно растет. Первой жертвой глобального потепления может стать Арктика. Лишится ли Земля своей ледяной шапки? Таяние арктических льдов вызывает тревогу давно. И это уже нельзя списать на частное мнение отдельных ученых и на раздувающих сенсацию журналистов. Триста специалистов из 8 стран, граничащих с Арктикой, в течение четырех лет проводили оценку состояния льдов в северных широтах. Установлено: арктическая полярная шапка за последние 30 лет ужалась почти на одну пятую.

Сейчас паковые льды в Северном Ледовитом океане занимают примерно 8,4 млн. км³. [*Паковый лед - морской лёд толщиной не менее 3 метров, просуществовавший более 2 годовых циклов нарастания и таяния. В виде обширных ледяных полей наблюдается преимущественно в Арктическом бассейне. Более правильное название - многолетний лёд.] Это среднегодовое значение: зимой ледовый панцирь разрастается до 18 млн. кв. км, летом уменьшается. Ученые опасаются, что через сто лет площадь арктических льдов в летние месяцы сократится вдвое. Таяние льдов повысит уровень Мирового океана, а это повлечет за собой дальнейшие изменения климата в планетарном масштабе. А уж для фауны северных районов это в любом случае станет катастрофой. Например, белым медведям, постоянно скитающимся по плавучим льдам Арктики, просто не останется места для жизни.

Одна из главных причин изменения климата - усиление парникового эффекта из-за увеличения содержания в атмосфере некоторых газов - прежде всего углекислоты. Если нынешние темпы выброса сохранятся, концентрация СО₂ в воздухе к началу XXII века вырастет вдвое! Увы, прогноз, подготовленный Вычислительным центром Российской Академии наук, подтверждает неутешительные выводы. Расчеты показывают: при двукратном увеличении концентрации углекислоты в атмосфере Ледовитый океан потеплеет на 1,5°С, а площадь льдов в летние месяцы уменьшится на 80%. И это еще не самый пессимистичный из возможных сценариев. Некоторые эксперты предрекают, что уже к 2070 году лед в Арктике может полностью растаять.

На земле периоды похолодания и потепления сменяют друг друга. 8-5,5 тысяч лет назад погода в Европе была в среднем на 2-3 градуса теплее, чем в наши дни, а ледовый покров океана - почти вдвое меньше. Начавшееся в первой четверти второго тысячелетия похолодание оказалось недолгим и уже в конце XIX века сменилось потеплением. В результате в 1930-х годах в Гренландии зимние температуры повысились на 5°С, на Шпицбергене - на 8-9°С! В Исландии появились ласточки и скворцы, в Гренландии стали гнездиться сизоголовые дрозды. А с 1940-х годов температура вновь понижалась, и за последующие 25 лет площадь льдов в Арктике увеличилась на 10%. Считается, что все эти «шатания» - результат наложения друг на друга циклов «потепление - похолодание» разной продолжительности - от кратких до десятков тысяч лет.

Сколько продлится теперешнее потепление и каковы будут его последствия, неизвестно. Даже если все страны мира присоединятся к Киотскому протоколу, регулирующему выброс в атмосферу промышленных газов, это не даст скорого эффекта.

Остается надеяться на правоту гипотезы, согласно которой арктические льды - система саморегулирующаяся. При таянии полярной шапки у поверхности океана появляется слой опресненной воды. Между ним и глубинными слоями создается переходный слой, препятствующий подъему более теплых вод к поверхности океана. Вода охлаждается, замерзает, и ледовый панцирь Арктики вновь разрастается.

4.4. МОРЯ

Ничем не ограждены от загрязнения и моря, которые давно служат местом свалки различных нечистот. Загрязнение происходит в результате сброса в реки, а затем и в океан сточных вод различных предприятий. Сколько полей и лесов, обработанных пестицидами, и потерь нефти, при ее перевозке танкерами? Нефтяное загрязнение Мирового океана, несомненно, есть самое распространенное явление. От 2 до 4% водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн. т нефтяных углеводородов. Почти половина этого количества связана с транспортировкой и разработкой месторождений на шельфе. Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток. Растворимые компоненты нефти являются очень ядовитыми. Присутствие их в морской воде приводит к гибели их обитателей. Они отрицательно влияют на вкусовые качества морских животных. Если оплодотворенную икру рыбы поместить в аквариум, с весьма незначительной концентрацией нефтепродуктов, то большинство зародышей погибает.

Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы, многие из которых обладают токсичными свойствами. Общая величина речного стока составляет 46 тыс. км воды в год. Вместе с ним в Мировой океан поступает до 2 млн. т свинца, до 20 тыс. т кадмия и до 10 тыс. т ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря. Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, например, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в океан ежегодно, переносится через атмосферу.

Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан. ДДТ и его производные, полихлорбифенилы и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику.

Масштабы загрязнения продуктов морей и океанов так велики, что во многих странах установлены санитарные нормы на содержание в них тех или других вредных веществ. Интересно отметить, что при концентрации ртути в воде, только в 10 раз большей ее естественного содержания, загрязнение устриц уже превышает норму, установленную в некоторых странах. Это показывает, как близок тот предел загрязнения морей, который нельзя переступить без вредных последствий для жизни и здоровья людей. Степень загрязнения морской воды все больше и больше увеличивается. Нередко способность морей и океанов к самоочищению оказывается уже недостаточной. В основном поля загрязнений формируются в прибрежных водах крупных промышленных центров и узких рек, а так же в районах интенсивного судоходства и добычи нефти. Очень быстро загрязнения распространяются течениями и оказывают вредное воздействие на зоны, наиболее богатые животными и растительностью, наносят серьезный ущерб состоянию морских экосистем.

Например, в Краснодарском крае реализуется проект Каспийского трубопроводного консорциума (КТК): прокладывается нефтепровод, строится нефтеналивной терминал. И были уничтожены десятки гектаров реликтовых можжевеловых лесов (обитавшие в них животные и птицы потеряли свою экологическую нишу и были обречены на гибель).

Другой пример: жители Новороссийского района выступают против строительства нефтеналивного порта в пос. Южная Озерейка, так как это создает угрозу для единственного в России детского курорта федерального значения - «Анапа», расположенного поблизости. В этом году Октябрьский районный суд Новороссийска удовлетворил исковое заявление группы граждан о неправильном ведении строительных работ по КТК, но его решение тут же было опротестовано Новороссийской прокуратурой.

4.5. СНЕГОСВАЛКИ

Проблема зимней снегоуборки достаточно остра, и Москва не является исключением: с подобными трудностями сталкиваются в большинстве городов Северной Европы, США и Канады. Трудность заключается не только в необходимости поддерживать улицы и дороги в соответствии с техническими стандартами эксплуатации в условиях резко возросшего транспортного потока, но и возможности минимизации ущерба окружающей среде, состояние которой в условиях промышленного Московского мегаполиса нельзя назвать удовлетворительным.

Основными видами зимней снегоуборочной деятельности являются борьба со скольжением и уборка (вывоз) снега и льда, вывоз снега к специально отведенным местам локального складирования (снегосвалки и снеготаялки). В качестве основных противогололедных материалов используются техническая соль, песок, щебень и, в отдельных случаях (при температуре воздуха до -300С) - жидкий хлористый кальций. Ограничения применения последнего препарата связаны с его отрицательным влиянием на надежность электрооборудования, расположенного под днищами городского электрического транспорта (трамваи, троллейбусы). В соответствии с утвержденной "Временной инструкцией по технологии зимней уборки улиц и проездов...", обработка улиц производится специальными машинами-распределителями с нормой расхода 50-60 г/м². Технические возможности дозирующих устройств не позволяют гибко менять плотность посыпки при изменении погоды. Таким образом, величина 50 г/м² действительна при любых погодных условиях для зим московского региона. Наиболее опасные участки магистралей и улиц (крутые спуски, подъемы, тормозные площадки, тоннели, опасные повороты и перекрестки, эстакады, остановки общественного транспорта и т.д.) обрабатываются дважды, с общей плотностью посыпки 100 г/м². Щебень фракции 2-5 мм, перемешанный с технической солью, и возможно песком, применяется в периоды снегопадов значительной интенсивности, проходящих при низких температурах воздуха. В случае снегопада и при температуре воздуха ниже -15оС, возможна сплошная обработка проезжей части улиц щебнем. Обработка проезжей части городских автодорог, согласно правилам, должна производиться сразу с началом снегопада с учетом класса автодороги. Подобный подход используется и для последующего вывоза снежной массы.

Возможность переброса снега с дороги за обочину либо на газоны или разделительные зеленые полосы обосновывается в методике зимней уборки улиц низким классом (второстепенным значением) дороги. В пределах города это чаще всего дороги, по обе стороны которых имеется лес или посадки, т.е. достаточно уязвимые компоненты окружающей среды. Таким образом, перекидка снега, особенно в черте города, в условиях которого растения находятся в угнетенном состоянии, представляется недопустимой. Возможный выход из данной ситуации - либо перекидка за обочину "чистого" снега (не обработанного антигололедными препаратами), либо стандартная обработка с формированием снежного вала у обочины и последующим вывозом снежной массы.

Уборка и обработка улиц и автодорог происходит преимущественно с помощью механических средств. Поэтому представляется необходимым отдельно сформулировать требования к используемой в зимней уборке технике. Основным недостатком используемой техники является невозможность настройки машин-солераспределителей с целью гибкой обработки проезжих поверхностей. Стоянки техники представляют опасность окружающей среде как источники выбросов в атмосферу и жидких стоков, состоящих преимущественно из нефтепродуктов. В данном случае необходимо наличие сооружений и проведение дополнительных мероприятий, направленных на минимизацию ущерба. Т.е. места возможного ремонта и мойки техники должны иметь твердую поверхность (асфальт, бетон) с уклоном в 3-5% в сторону водоприемника. Водоприемник-отстойник должен иметь емкость, достаточную для приема стоков, и исключать возможность просачивания. Пленка нефтепродуктов должна собираться с поверхности и утилизироваться. Недопустим сброс неочищенных стоков от стоянок техники в канализационную (водосточную) сеть.

Для площадок размещения техники необходим расчет выбросов в атмосферу согласно "Методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий. НИИАТ". В случае превышения показателей по выбросам возможно проведение дополнительных мероприятий, направленных на снижение воздействия от выбросов в атмосферу. Хранение соли следует осуществлять только на твердых заасфальтированных поверхностях, избегая попадания соли на открытую почву. Необходимы периодические контроль и проверка состояния емкостей, используемых для хранения жидких реагентов с целью предотвращения утечек.

Снегосвалки (постоянные или временные) являются локальными источниками загрязнения окружающей среды, независимо от типа их оснащенности. Распространение сточных снеготалых вод, в составе которых хлориды (в концентрациях многократно превышающих ПДК), нефтепродукты, взвешенный мусор, представляют значительную опасность.

4.6. ПОДЗЕМНЫЕ И ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ

Проблема обеспечения населения России доброкачественной питьевой водой относится к числу наиболее социально значимых, поскольку от нее зависит здоровье людей, экологическая и эпидемиологическая безопасность регионов страны. Подземные воды встречаются в буровых скважинах на глубине до нескольких километров. Более трети потенциальных ресурсов сосредоточены в европейской части страны. В целом по стране степень освоения запасов подземных вод не превышает 20%. Формируются пресные подземные воды на территории Московской области в основном при помощи атмосферных осадков. Выпадая на поверхность, часть их просачивается в систему водоносных горизонтов и формирует подземный сток. В среднем на питание подземных вод в этом регионе поступает около 11% нормы атмосферных осадков.

Подземные воды используются, главным образом, для питьевых целей. Также они служат надежным источником питания рек. Они действуют круглый год и обеспечивают питание рек в зимнюю и летнюю межень (или при низких уровнях стояния горизонта воды), когда поверхностный сток отсутствует. При сильно замедленных скоростях движения грунтовых вод, по сравнению с поверхностными, подземные воды в речном стоке выступают как регулирующий фактор.

По условиям залегания выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовые и напорные, или артезианские.

Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они относятся к водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным притоком воды. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах.

Грунтовые воды, накапливающиеся в аллювиальных отложениях - один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива

Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Несмотря на естественную защищенность подземных вод, их качество со временем может ухудшаться. Главные источники загрязнения подземных вод в Москве: утечки из канализационных коллекторов, просачивание загрязненных атмосферных осадков сквозь загрязненные почвы, засыпанные и застроенные свалки, утечки и фильтрация из очистных сооружений, технологических коммуникаций и с канализированных и неканализированных промплощадок. Наиболее загрязнены на территории г. Москвы грунтовые воды. Их загрязнение связано главным образом с чрезвычайно широким распространением жидких коммунальных отходов, а также газообразных отходов автотранспорта, промышленных предприятий, ТЭЦ и др. Компоненты-загрязнители представлены хлоридами, сульфатами, органическими веществами, азотистыми соединениями и тяжелыми металлами.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ РОДНИКОВОЙ ВОДЫ

Многие жители Москвы и Подмосковья считают, что вода из родников или колодцев намного лучше по качеству, чем та, которая поступает в городские квартиры из системы водопровода. Многие приписывают родниковой воде чуть ли не целебные свойства. Однако неприятности со здоровьем могут возникнуть именно у людей, употребляющих родниковую воду - никто не гарантирует ее качество.

Невозможно проконтролировать, как повлияют различные факторы окружающей среды на качество родниковых вод. Канализационные прорывы, несанкционированные сбросы промышленных предприятий - все это может в любое время попасть в воду. Разложение трупов животных, белковых остатков, мочи, фекалий является основным источником появления аммонийного азота и нитратов в воде. В колодезных водах часто содержится большое количество нитратов из-за применения азотосодержащих удобрений. Нетрудно представить себе последствия употребления такой воды.

Наличие этих соединений подтверждает то, что вместе с этими веществами в воду могли попасть патогенные микроорганизмы, вызывающих различные заболевания. Присутствие кишечной палочки в испражнениях человека и животных также сигнализирует об их возможном наличии. Согласно документам Госсанэпидслужбы в 2007 году по этим показателям в водах более пятидесяти родников Подмосковья почти в полтора раз превышена допустимая норма. Особенно опасно поступление в организм биологически агрессивных микроэлементов, таких как ртуть, мышьяк, кадмий. Широко известны примеры заболеваний среди жителей прибрежных районов Японии (в середине прошлого века) из-за попадания ртути и кадмия в воду. В результате у людей, съевших рыбу, возникли стойкие параличи и разрушение костей, не поддающиеся лечению.

Возможно, некоторым потребителям родниковой воды повезло, и «их» родники не загрязнены. Но никто не может гарантировать, что такая ситуация будет сохраняться в дальнейшем. По мнению специалистов Госсанэпидслужбы Москвы, вода всех природных родников Москвы и многих Подмосковья не пригодна для питья. Сейчас проводятся меры по очищению родников, но в настоящее время лучше воздержаться от употребления родниковой воды.

ВИЗУАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РОДНИКОВОЙ ВОДЫ.

Цель: определить степень загрязнения вод, взятых из родников.

Нами были взяты пробы родниковых вод города Одинцово. Пробы были собраны в полиэтиленовые бутылки, промытые раствором HCl (1:1). Анализ вод был проведен в течение суток после отбора проб. Воду исследовали по следующим пунктам: прозрачность, осадок и цветность.

Под дно цилиндра был подложен шрифт, который можно было отчетливо прочесть через определенный слой воды, что свидетельствует о ее слабом загрязнении.

Чуть заметный осадок, наблюдаемый на дне цилиндра, свидетельствует о малом загрязнении источников.

Определяли цветность различных вод по хромо-кобальтовой шкале цветности.

Вывод: несильная прозрачность, чуть заметный осадок и незначительная цветность свидетельствуют о несильном загрязнении источников.

ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДЫ.

Цель: опытным путем обнаружить катионы калия и свинца, хлорид-ионы и сульфат-ионы в пробах вод.

1. В пробирку поместили 10 мл пробы, прибавили 5 мл реагента.

2K⁺ + Na⁺ + [Co(NO2)6]^3- = K2Na[Co(NO2)6]↓

Выпадение желтого осадка свидетельствует о концентрации ионов калия более 0,1 мг.

2) В пробирку поместили 10 мл пробы, прибавили 1 мл раствора реагента.

Pb²⁺ + CrO42- = PbCrO4↓

Наблюдали опалесценцию, что говорит о концентрации катионов свинца меньше, чем 0,1 мг/л.

3) К 10 мл пробы воды прибавили 4 капли азотной кислоты и прилили 0,5 мл раствора нитрата серебра.

Cl^- + Ag⁺ = AgCl↓

Помутнение раствора говорит о том, что концентрация хлорид-ионов более 10 мг/л.

4) К 10 мл пробы воды прибавили 3 капли соляной кислоты и прилили 0,5 мл раствора хлорида бария.

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄↓

Помутнение раствора говорит о содержании сульфат-ионов - более 1 мг/л.

Вывод: на основании химических исследований можно утверждать, что вода соответствует требованиям СанПиНа и пригодна к употреблению, но наблюдается тенденция к ухудшению качества родниковой воды.

6. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНОЙ СРЕДЫ

6.1. ЕСТЕСТВЕННАЯ ОЧИСТКА ВОДОЕМОВ

Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. В зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере - через 2 тыс. км.

Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. Эффект обеззараживания достигается прямым губительным воздействием ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ.

К биологическим факторам самоочищения водоема относятся водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных случаях массовое развитие сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения.

Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые другие амебы адсорбируют кишечные и другие вирусы. Каждый моллюск отфильтровывает в сутки более 30 л воды.

Неблагоприятно на процессы самоочищения водоемов влияют некоторые факторы. Например, химическое загрязнение водоемов промышленными стоками, биогенными элементами (азотом, фосфором и др.) тормозит естественные окислительные процессы, убивает микроорганизмы. То же относится и к спуску термальных сточных вод тепловыми электростанциями.

Многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время - самоочищение от нефти. В природных условиях комплекс физических процессов самоочищения воды от нефти состоит из ряда составляющих: испарения; оседания комочков, особенно перегруженных наносами и пылью; слипание комочков, взвешенных в толще воды; всплывания комочков, образующих пленку с включениями воды и воздуха; снижения концентраций взвешенной и растворенной нефти вследствие оседания, всплывания и смешивания с чистой водой. Интенсивность этих процессов зависит от свойств конкретного вида нефти, температуры воздуха и от солнечного освещения.

У малых рек способность к самоочищению значительно меньше, чем у больших, и механизм самоочищения при перегрузках легко нарушается.

Овраги, примыкающие к водоохранной зоне, должны быть укреплены, чтобы не засоряли, не заиливали водоем.

Родники, питающие реку или озеро, должны быть расчищены, ухожены.

2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

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. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95%, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве.

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. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные 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. Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

7.ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Логика развития жизни на Земле определяет деятельность человека как главный фактор, причем биосфера может существовать без человека, но человек не может существовать без биосферы. Фактором существования биосферы является чистая вода. Следующие поколения не простят нам то, что мы лишили их возможности наслаждаться первозданной природой.

Каждый человек имеет право на благоприятную окружающую среду. Об этом записано в Конституции Российской Федерации. Тем, кто нарушает это право, предусмотрены наказания. В Уголовном Кодексе Российской Федерации есть глава, которая называется «Экологические преступления». Каждый житель планеты Земля должен чувствовать свою ответственность за состояние окружающей среды.

Сохранить гармонию человека и природы - основная задача, которая стоит перед нынешним поколением. Это требует изменения многих ранее сложившихся представлении о соизмерении человеческих ценностей. Необходимо развитие у каждого человека «экологического сознания», которое будет определять выбор вариантов технологий, строительства предприятий и использования природных ресурсов.

Одна из главных задач современного образования - повышение экологической культуры нынешнего поколения, становление экологического способа мышления. В конце двадцатого столетия правительством нашего государства была одобрена и утверждена Государственная программа по образованию в области охраны окружающей среды. В ней определены цели и принципы организации экологического образования. Важным моментом является тот факт, что приоритетность экологического образования, обязательность введения природоохранных дисциплин во всех учебных заведениях закреплены в законах «Об образовании» и «Об охране окружающей среды». От лозунга «Взять от природы все» необходим переход к лозунгу «Природа наш дом».

8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воронцов А.И., Харитонова Н.З. «Охрана природы», М., Высшая школа, 1997 с.68-91.

2. «Инженерная экология и экологический менеджмент» Под ред. Иванова Н.И., Фадина И.М.,-М., Логос, 2008, с. 124-149.

3. «Инженерная экология» Под ред. Медведева В.Т.-М., Гардарики, 2005, с.59-84.

4. Константинов В.М. «Охрана природы»,- М.,Академия,2003, с. 75-89

5. Константинов В.М., Челидзе Ю.Б. «Экологические основы природопользования», -М., Академия, 2004, с. 58-76.

6. «Проблемы охраны окружающей природной среды и природопользования» Под ред. Буркова Н.А., Ширяева В.В.- Киров, 2006, с.23-31.

7. Родзевич Н.Н., Пашканг К.В. «Охрана водоемов», - М., Просвещение, 2008, с.15-29.

8. o8ode.ru

9. ecologylife.ru

10. help.su

11. ecologicalproblems.ru

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

табл.1 «Суммарные водные ресурсы Российской Федерации»

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

рис.1 «Потенциальный запас водных ресурсов»

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

табл.2 «Объемы сточных вод, поступающих от промышленности, сельского и коммунального хозяйства в верховья р. Москвы и ее притоки»

Районы

Объем сточных вод городов и населенных пунктов

Объем сточных вод отдельных предприятий

Объем сточных вод от с/х объектов

Всего по району

Можайский

24800

18850

-

43650

Одинцовский

51210

23660

1720

76590

Истринский

56986

33440

7400

97876

Рузский

17810

10485

70

28365

Красногорский

2000

3000

-

5000

Солнечногорский

5968

-

-

5968

Волоколамский

1270

-

-

1270

Итого

160044

89435

9190

258669

(по данным МосводоканалНИИпроект)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

табл.3 «Площади орошаемых и осушаемых земель в России и странах ближнего зарубежья»

Год

Площадь земель, млн. га

осушаемых

орошаемых

всего

1970

7,4

10,9

18,3

1975

10,1

14,2

24,3

1980

12,6

17,3

29,9

1986

14,9

20,2

35,1

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

табл.4 «Основные гидрологические характеристики наиболее крупных озер России»

Озеро

Площадь

зеркала, км²

Глубина, м

Запасы воды,

км³

Поверхностный

приток, км³/год

Средняя

Наибольшая

Каспийское море

395 000

190

980

76 040

266,4

Байкал

31 500

730

1741

23 000

60,1

Ладожское

17 700

51

230

908

74,8

Онежское

9720

29

127

285

19,9

Таймыр

4560

2,8

26

13

0,3

Ханка

4190

4

10,6

18,5

2

Чудско-Псковское

3550

7,1

15

35,2

12,2