<<
>>

Вода, ее круговорот и роль в биосфере. 

  Вода наиболее распространенное неорганическое соединение на планете, основа всех жизненных процессов, источник кислорода в главном движущем процессе на Земле —^фотосинтезе. (Как известно, флора состоит из воды на 90 /о, животные и человек — на 75%, при этом ее потеря на 10—12% для последнего означает гибель.) Вода может находиться в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном, причем в жидком состоянии — только пресная и соленая, а в твердом и газообразном — лишь пресная.

Постоянный круговорот воды в природе происходит по следующей условной схеме: выпадение атмосферных осадков — поверхностный и подземный сток инфильтрация и испарение — перенос водяного пара в атмосфере и его конденсация — повторное выпадение осадков. В тесной связи с понятием «круговорот воды» существует-понятие «водообмен». Под последним под-

водопользователи (водный транспорт, гидроэлектроэнергетика и др.) ее практически не потребляют.

alt="" /> Поэтому с точки зрения экологии главная опасность исходит от водопот- ребителей, хотя и водопользователи вносят свою лепту в загрязнение гидросферы (например, морской транспорт).

Основной потребитель пресной воды на планете — сельское хозяйство, на нужды которого уходит более 60% потребляемой воды (рис. 71). Для производства 1 т сухой растительной массы в различных условиях тепло- и влагообеспеченности только на транспирацию необходимо от 150—200 до 800—1000 м3 воды. Примерно столько же расходуется на непродуктивное испарение и еще около четверти этого количества воды задерживается в самой биомассе.

На орошение и полив сельскохозяйственных земель сегодня тратится более 4000 км3 воды в год. К этому следует добавить воду, расходуемую на нужды животноводства.

Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. К числу этих отраслей относится и энергетика, однако еще раз подчеркнем: эта отрасль — скорее водопользователь, чем водопотреби- тель. По некоторым данным, в промышленно развитых странах Запада использование воды для охлаждения узлов и агрегатов на производстве достигает подчас 50% общей массы воды, поступающей на его нужды.

В современных условиях значительно возросли потребности в пресной воде на коммунально-бытовые нужды. Городской житель планеты на бытовые нужды ежесуточно расходует в среднем около 150 л, а сельский — около 55 л. На фоне этих показателей обеспеченность пресной, водой Москвы и Санкт-Петербурга — до 600—700 л в сутки — кажется фантастической, даже в

сравнении с другими крупными городами мира. Собственно говоря, эта цифра не может быть поставлена в заслугу муниципалитетам упомянутых городов хотя бы потому, что еще в древнеримских ватерклозетах применяли уже использованную воду из ванн, а ослушников этого правила пороли розгами.

Особенно тяжелая ситуация с доступом к чистой воде сложилась в аридных регионах (рис. 72).

Расчеты специалистов показывают, что ежегодный

прирост безвозвратного водозабора составляет 4              5%.

При сохранении существующих темпов прироста населения и объемов производства человечеству грозит реальная опасность исчерпания пресных запасов воды.

Загрязнение гидросферы. Загрязнителей гидросферы много, и они мало чем отличаются от загрязнителей атмосферы. Однако и здесь есть свои особенности, связанные с физико-химическими процессами и реакциями.

В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы сегодня выступают нефть и нефтепродукты, попадающие в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использова-

ния в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную Среду занимают детергенты — очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального' количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более. «Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду, являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и др., а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртут- ные фракции).

Одним из наиболее значительных источников загрязнения водных ресурсов становится сельское хозяйство. Это проявляется прежде всего в смыве удобрений и попадании их в водоемы. В науке широко известен эффект эвтрофикации (или эфтрофирования) водоемов вследствие загрязнения их азотными и фосфорными удобрениями. Нитраты и фосфаты служат своеобразными удобрениями для водных растений. В результате водоемы пышно «цветут», резко увеличиваются кормовые ресурсы (фитопланктон, микроводоросли поверхностного слоя), затем возрастает количество рыбы, ракообразных и других организмов. Однако со временем огромные толщи фитомассы отмирают, расходуя при этом все запасы кислорода. В водоеме интенсивно накапливается сероводород, а сам он, агонизируя, постепенно «умирает».

Все чаще водные ресурсы загрязняются гербицидами и пестицидами. При этом степень их накопления и проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических и термических характеристик водного объекта. Например, в непроточном водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником хронического загрязнения. С повышением температуры токсическое воздействие практически всех ядохимикатов усиливается.

Иногда в пищевых цепях ихтиофауны наблюдается своеобразный эффект усиления концентрации ядохимикатов. Так, если морской планктон содержит одну единицу известного вещества ДДТ, то мальки рыб уже

25 единиц, хищная морская птица — около 1500 единиц, а крупные морские животные — намного больше. Отметим также, что представители ихтиофауны, отличающиеся большей жирностью, представляют для человека значительную опасность. Так, в тканях рыб, выловленных в Атлантике, Балтийском и Северном морях и имеющих жирность менее 6—7%, хлороорганических пестицидов практически не обнаружено, в то же время в тканях рыб жирностью 15—20% эти пестициды присутствуют всегда.

Специфическим видом загрязнения гидросферы является термическое. Когда электростанции употребляют воду для конденсации отработанного пара, они возвращают ее в водоем подогретой на 10—30 °С. Это приводит к уменьшению содержания кислорода в водной среде, увеличению токсичности имеющихся в ней загрязнителей, уменьшению доступа света к водной растительности, стимулированию роста вредных синезеленых водорослей и т. п.

Согласно многим источникам, ежегодно в Мировой океан поступает около 30 млн т этих веществ. Пути их попадания разные: 23% общих загрязнений нефтью и нефтепродуктами приходится на преступный сброс с судов промывочных и балластных вод; 28% — на приток с речными водами; 17% — на потери при переливе нефти с танкеров при загрузке; 16% — на береговые промыш- ленные сточные воды; 10% — на атмосферные осадки; о /о              на катастрофы танкеров и 1 % — на шельфовое бу

рение.

Наиболее легко растворимой в водной среде частью нефти являются ароматические углеводороды, которые, кстати, считаются и наиболее токсичными. Именно они представляют смертельную опасность для рыб, особенно мальков. Чрезвычайно токсично также дизельное топливо, загрязняющее в первую очередь портовые акватории вследствие халатности (а нередко — и преступных действий) команд судов.

Особенно чувствительны к нефтяному загрязнению пернатые. Попытки их спасти, как правило, безуспешны, поскольку оперение птиц хотя и гидрофобно, но лишено защиты от нефти и нефтепродуктов. Иногда птице достаточно нефтяного пятна в 2—3 см2, чтобы она погибла. При попытке птицы очиститься клювом эти продукты попадают к ней в желудок, и летальный исход неизбежен. Гибнут также иглокожие, лангусты, креветки и многие другие моллюски.

Долговременные экологические последствия загрязнения океана и вообще всей гидросферы нефтью и нефтепродуктами изучены пока недостаточно. Есть аспекты, которые еще ждут своего исследования. Так, известно, что нефть и нефтепродукты всегда содержат полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), отличающиеся канцерогенной активностью. До сих пор считалось, что главным источником таких особо опасных веществ является отработанное машинное масло, попадающее в водную среду с судов. Однако в последние годы в науке сформировалась точка зрения, согласно которой некоторые морские организмы могут не только ^аккумулировать ПАУ, но и синтезировать их из сырой нефти. Если в дальнейшем это подтвердится, то проблем только прибавится.

<< | >>
Источник: Ю. Н. Гладкий, С Б. Лавров. Глобальная география. Профильное обучение 10-11 классы. 2009

Еще по теме Вода, ее круговорот и роль в биосфере. :

  1. 3 ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ БИОСФЕРЫ
  2. 2. Большой круговорот вещества и роль в нем человека
  3. IX. 1. Основные особенности биосферы и ее роль в экосфере1
  4. 2. Биотическое управление экосферой и роль деятельности человека
  5. 3.1. БИОГЕОЦЕНОЗЫ КАК ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ЕДИНИЦЫ БИОСФЕРЫ
  6. Роль международного разделения труда. 
  7. Живое вещество биосферы и его функции. 
  8. Единый глобальный биогеохимический круговорот элементов. 
  9. Вода, ее круговорот и роль в биосфере. 
  10. Роль почв в развитии живой природы. 
  11. Элементы и особенности биогеохимического круговорота веществ в природе
  12. Нарушения в балансе и круговороте углерода и кислорода в биосфере
  13. Нарушение человеком биогеохимического круговорота азота 
  14. Нарушения в биогеохимии органического вещества и связанных с ним биофильных элементов
  15. ГЕОХИМИЯ БИОСФЕРЫ И НООСФЕРЫ 
  16. Регионы биосферы и исследованные биогеохимические провинции СССР, входящие в состав некоторых регионов биосферы
  17. Биосфера как космопланетарная геосистема Земли
  18. Элементы круговорота веществ и энергии в природных системах
  19. Роль и место экскретологии в науках о природе, обществе и земле
  20. Прямое воздействие на человека загрязнений биосферы