Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты, контроль и решение

Экология

Вода – важнейшая составляющая любого организма, источник жизни на планете. В природе она находится в постоянном круговороте – тратится и возобновляется. Но в последнее время наблюдается огромная экологическая проблема – загрязнение гидросферы, причем она становится глобальной и затрагивает как океаны, так и пресные источники. Губительное влияние на воду оказывает деятельность человека, причем он сам сильно страдает от происходящих изменений.

Что входит в состав гидросферы

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Гидросферой называют часть земной поверхности с располагающимися на ней солеными и пресными водами, реками и озерами, а также подземными хранилищами и ледниками. Она занимает большую площадь, чем суша, но это утверждение относится лишь к соленым источникам. Пресноводные источники резко ограничены по объему (всего 6% от гидросферы) и в некоторых регионах не покрывают дефицита питьевой воды. Самые крупные из них – Байкал, Амазонка, Каспийское море.

Загрязнение пресноводных источников при участии техногенного фактора приводит к еще большей нехватке жидкости либо изменению ее качества. Поскольку гидросфера оказывает непосредственное влияние на биосферу и помогает регулировать температуру на Земле, существование живых организмов оказывается под угрозой.

Экологическая проблема загрязнения гидросферы

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Гидросфера тесно связана с литосферой и атмосферой, поэтому любые проблемы, возникшие там, сразу запускают негативные экологические события. Таким образом, пути загрязнения гидросферы многообразны и включают не только непосредственное проникновение отравляющих компонентов в воду, но и попадание из почвы и воздуха.

Важно!
Загрязнением водной среды считают любые изменения ее химических, физических, биологических свойств по причине сбросов твердых, жидких, газообразных веществ.

Некоторые вещества засоряют воду, но оставляют возможность ее очистки, другие – делают опасной для потребления или вовсе непригодной к использованию. Последствия загрязнения гидросферы опасны: наносится огромный ущерб экономике, животному миру и растительности, здоровью людей. С приростом населения потребность в водных источниках возрастает, поэтому нужно не только очищать и повторно применять, но и беречь имеющиеся ресурсы.

Виды загрязнений

Пути загрязнения гидросферы разнообразны, как и разновидности загрязняющих агентов. Все вместе они нарушают природный баланс и делают окружающую среду опасной для живых организмов.

Тепловое

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Тепловое загрязнение воды обусловлено ростом температуры пресных или соленых источников при смешивании с технологическими жидкостями. Такое наблюдается при обустройстве стоков промышленных предприятий, ТЭЦ, АЭС в водоемы, в результате чего температура возрастает на +10 градусов и выше. Это приводит к нарушению нормального состава, размножению патогенной микрофлоры, выделению опасных газов. Вода зацветает, ее качество и свойства меняются, она становится непригодной для жизни растений, животных.

Физическое

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Физически водные ресурсы загрязняются при проникновении глины, пыли, песка, золы, прочих аналогичных веществ. Они могут ухудшать только органолептические характеристики жидкости, но некоторые вещества способствуют заболачиванию источника, гибели рыбы, насекомых, растений.

Химическое

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

К химическим источникам загрязнения окружающей гидросферы относятся вещества, которые попадают в воду разными путями и нарушают ее свойства. Чаще всего в реках, озерах, других водоемах обнаруживаются кислоты, щелочи, соли, растворенные в воде или выпавшие в осадок.

Также выявляются:

  • органические соединения – пестициды, фенолы;
  • токсичные вещества – тяжелые металлы, яды;
  • биогенные элементы – фосфор, азот и их производные;
  • прочие составы – удобрения, моющие средства, отходы, ксенобиотики.

Особенно резко превышена ПДК (предельно допустимая концентрация) химических веществ в гидросфере, если рядом расположены предприятия металлургии, нефтехимии, автопрома и т.д. Часть вредных компонентов сорбируются горными породами, после чего окисляются и выпадают в осадок, но остальные продолжают оставаться в водных ресурсах. В некоторых случаях источники загрязнения гидросферы являются природными. К примеру, при извержении вулкана пепел и сажа выбрасываются из жерла и разлетаются на далекие расстояния, засоряя водную среду.

Биологическое

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Причины загрязнения гидросферы бактериями, грибами, вирусами, простейшими кроются в попадании продуктов животной и человеческой жизнедеятельности, а также других компонентов, способных к брожению:

  • сточных промышленных и городских вод;
  • остатков пищевых продуктов;
  • отходов пищевого, целлюлозно-бумажного производства.

Биологические вещества после проникновения в водную среду выделяют патогены, часть из которых длительно присутствует в источнике, а часть – размножается и развивается. Начинается массовое размножение планктона и водорослей, заболачивание и гибель водоема. Также из-за присутствия инфекции люди и животные при контакте с водой страдают от тяжелых заболеваний – гепатита, холеры, паратифа, серьезных отравлений. В сточных водах часто присутствуют яйца гельминтов, которые могут длительно сохранять жизнеспособность и внедряться в организм.

Органическое

Среди проникающих в водную среду веществ пагубное влияние имеют различные органические соединения. В стоках присутствуют не только микробы, но и органические суспензии, которые заиливают дно и приводят к гибели полезных донных микроорганизмов (последние помогают воде самоочищаться).

Важно!
При гниении органики образуются отравляющие компоненты, распространяющиеся по всей толще водоема и нарушающие фотосинтез.

В стоках могут содержаться ПАВ, масла, продукты переработки нефти, смазочные материалы, жиры. Они скапливаются на поверхности и снижают интенсивность дыхания водных растений и животных. Разлившаяся нефть вызывает гибель рыбы, птиц, пестициды оказывают канцерогенное влияние и способствуют мутациям живых организмов.

Поверхностное

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Поверхностным загрязнением считается отравление водоема органическими и неорганическими веществами, способными скапливаться в виде пленки и не растворимыми в воде. Пленка распространяется на глубину 200-500 мкм, а именно здесь протекают все основные процессы обмена между воздушной и водной средой. Концентрация загрязнителей на такой глубине всегда самая высокая.

Радиоактивное

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Даже в минимальных количествах радиоактивные вещества наносят огромный ущерб экологии. К наибольшему загрязнению гидросферы приводит сброс отходов АЭС и ряда предприятий. Не менее пагубные последствия наблюдаются от захоронения отходов, когда возможно проникновение вредных веществ в подземные воды, либо в наземные источники, выпадение их с осадками.

Реже подземные водоемы получают радиоактивные частицы после взаимодействия с некоторыми горными породами. Самыми опасными для живых организмов считаются излучаемые гамма-изотопы: под их влиянием клетки мутируют, меняется генная структура, развиваются тяжелые заболевания.

Основные источники загрязнения гидросферы

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Загрязнение вод происходит при увеличении содержания одного или нескольких химических компонентов, сокращении объема кислорода, появлении микроорганизмов, изменении температуры и т.д. К источникам загрязнения относятся различные объекты, которые производят сброс или становятся причиной другого способа поступления загрязняющих компонентов в гидросферу. Чаще всего отравление водной среды вызывают плохо очищенные или неочищенные стоки:

  • промышленных предприятий и коммунального хозяйства;
  • животноводческих комплексов, ферм;
  • рудников, шахт;
  • предприятий пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности.

Также в засорении гидросферы принимает участие водный транспорт, лесоперерабатывающие предприятия, осуществляющие сплав леса. Нередко в озера и реки попадают дренажные воды с полей, причем вместе с пестицидами и гербицидами. В результате качество водных ресурсов снижается, возможности их применения ограничиваются.

Причины загрязнения гидросферы

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Около 80% от общего объема загрязнений приходится на антропогенный фактор.

Влияние человека происходит по трем направлениям:

  • бытовое – коммунальные стоки, остатки продуктов, моющие средства;
  • сельскохозяйственное – пестициды, удобрения, отходы животноводства;
  • промышленное — стоки промышленных предприятий и различные утечки.

В меньшей степени в засорении гидросферы виноваты природные источники – вулканические извержения, гниение органических остатков.

Как загрязнения попадают в воду

При первичном засорении происходит непосредственное проникновение вредных компонентов в воду извне, причем как в соленые, так и в пресные водные ресурсы. Вторичное загрязнение регистрируется при изначальном попадании токсинов в почву или воздух с последующим переходом с гидросферу. Все загрязнители могут быть жидкими, обладать твердым агрегатным состоянием, быть растворенными или во взвешенном виде.

Параметр устойчивости загрязнения

В зависимости от стойкости загрязняющих веществ эффект от отравления гидросферы может быть таким:

  • стойкий – вещества не принимают участия в круговороте воды в окружающей среде, поэтому накапливаются в водных источниках;
  • нестойкий – загрязнители попадают в круговорот воды, подвергаются воздействию биологических факторов и разлагаются без остатка.

Способы определения степени загрязнения

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

После забора проб из водной среды в лаборатории определяется состав и выявляются все отклонения от норм.

Различные опыты и применение реактивов помогают уточнить такие показатели:

  • цвет и степень прозрачности;
  • запах;
  • уровень pH;
  • титр и количество кишечной палочки;
  • наличие загрязнителей всех видов;
  • количество микроорганизмов;
  • количество растворенного кислорода.

Степень распространения загрязнений

Засорение гидросферы можно назвать глобальным, ведь на Земле осталось немного мест, куда не проник мусор и химические загрязнители водной среды.

Также выделяют следующие степени распространения загрязнений:

  • региональное – когда проникновение токсинов происходит на уровне целого участка планеты;
  • локальное – отравление касается только одного водного источника.

Последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Вредные вещества при попадании в водоемы нарушают экологическое равновесие, приводят к гибели разных представителей биосферы. Проблемы касаются и непосредственно человека: при потреблении засоренной воды развиваются заболевания сердца, сосудов, почек, обмена веществ, нередко случаются отравления и кишечные расстройства. Из-за токсичных испарений формируются кислотные осадки, которые потом переносятся на большие расстояния и выпадают в самых неожиданных местах, загрязняя почву.

Опасность от загрязнения гидросферы для флоры и фауны

Нефть покрывает водную среду в виде пленки, при этом не смешивается, но выделяет токсины. Результатом становится исчезновение рыбы, водных растений, гибель птиц и млекопитающих, обитающих рядом. Тяжелые металлы из воды вызывают отравления и мутации. Загрязнение гидросферы приводит к снижению устойчивости экосистем, разрушению связей биоценоза, пищевых пирамид, что может способствовать вымиранию целых популяций.

Мероприятия по защите гидросферы

Экозащитные мероприятия должны быть направлены, прежде всего, на предотвращение попадания в гидросферу сточных вод – основного источника отравляющих веществ и примесей. Есть и другие методы борьбы с засорением воды на планете – от очистки выбросов до применения особых безотходных технологий.

Очистка сточных вод

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Самый простой и недорогой метод – механическая очистка сточных вод. Она позволяет удалить крупные загрязнители, песок, волокна, куски пластика и предполагает процеживание, фильтрацию, отстаивание воды.

Физико-химические методы очистки более разнообразны:

  • флотация – обволакивание примесей пузырьками воздуха с последующим выведением на поверхность;
  • коагуляция – укрупнение мелких коллоидных, дисперсных частиц под действием молекулярного притяжения;
  • реагентный метод – выведение нетоксичных примесей, образованных после контакта с реагентами;
  • экстракция – перераспределение токсинов в смеси воды и органической жидкости.

Также хорошее решение проблемы загрязнения гидросферы – биологическая очистка сточных вод. Она основывается на способности некоторых микроорганизмах потреблять органические и неорганические соединения в процессе жизнедеятельности.

Внедрение замкнутого водоснабжения

Системы замкнутого цикла предполагают оборотное использование бытовых и сточных вод, при этом исключается их проникновение в водные источники. Таким образом, вода применяется многократно с минимальными потерями и качественной очисткой на определенном этапе.

Создание безотходных технологий

Этот способ защиты экологии поможет снижать объем отходов и выбросов, эффективно собирать имеющиеся отходы и отправлять их в переработку. В ту же группу мер можно включить создание биоразлагаемых полимеров из отходов растениеводства. Цели должны достигаться путем государственной поддержки и регулирования, экономического стимулирования.

Мероприятия по обеззараживанию и очистке вод для водоснабжения

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

На водопроводных станциях применяют разнообразные методы обеззараживания воды. Самый простой и доступный – термический (кипячение). Также используются озонирование, обработка ультразвуком, ультрафиолетом, воздействие окислителями и ионами благородных металлов. Хлорирование сложно назвать экологичным способом обеззараживания воды, тем не менее, он активно практикуется для уничтожения патогенной микрофлоры и профилактики инфекций.

Охрана мирового океана

Для предотвращения засорения гидросферы мировые экозащитные организации и все международное сообщество действуют сообща. Уже в 1954 году, когда проходила Лондонская конференция по охране морской среды от нефтяных загрязнений, была разработана и принята первая конвенция для всех государств-участников. Позже аналогичными документами стали регулировать порядок работы нефтяных танкеров и обозначать правила водных перевозок и слива сточных вод с морских судов. В охране водных ресурсов сейчас наиболее активное участие принимают такие организации, как ЮНЕСКО, ЮНЕП, ЮНКЛОС, Международный зеленый крест.

Контроль загрязнения гидросферы

Загрязнение гидросферы: виды, источники, причины, последствия, методы защиты,  контроль и решение

Мониторинг состояния водных ресурсов позволяет отслеживать изменения, происходящие по причине антропогенного воздействия. Все измерения проводят с помощью исследовательских кораблей, автоматизированных систем, радиотелеметрических океанографических буев с датчиками и устройствами для записи. Такими способами можно обследовать значительную часть Мирового океана и передать информацию в центры на земле.

Загрязнение гидросферы способно привести к уничтожению растений и животных, заиливанию и заболачиванию пресных источников воды, отравлению людей и прочим тяжелым последствиям. Решать проблемы надо комплексно, в связке с другими странами и регионами, чтобы быстрее привести водные ресурсы в норму!

Команда нашего сайта
Артём Соколов

Артём Соколов

Автор проекта

Аркадий Семёнов

Аркадий Семёнов

Автор статей

Айгюль Соколова

Айгюль Соколова

Контент-менеджер

Всё о чистой энергии, экологии, энергетике, электрике, электронике и электротранспорте - GreenEnergia.ru
Добавить комментарий