Загрязнение водных систем
РЕФЕРАТ
ПО БИОЛОГИИ
НА ТЕМУ:
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ
СИСТЕМ
Киров,2007г.
План
Глава 1. Моря и океаны
1.1 Загрязнение и самоочищение морей и океанов
1.2 Нефть и нефтепродукты
1.3 Тяжелые металлы
1.4 Пестициды
1.5 Бытовые отходы
1.6 Радиоактивные загрязнения
1.7 Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг)
1.8 Экологические проблемы Каспийского, Азовского и Черного морей
1.9 Охрана морей и океанов
Глава 2.Пресные воды
2.1 Источники загрязнений
2.2 Очистка сточных вод
Заключение
Введение
Вода - одно из самых распространенных и в то же время одно из самых необыкновенных веществ на Земле. С развитием человечества от самых древних времен до наших дней вода приобрела все большее значение. Практически все столицы государств и крупные города расположены либо на берегу моря или океана, либо у реки или озера. Это не случайно. Люди стремились селиться там, где прежде всего была вода. Она необходима не только для питья и бытовых нужд, но и как естественная защита от нападения неприятеля, и, наконец, как удобный путь сообщения и торговли с соседями. Современная цивилизация также не может существовать без больших количеств воды.
Глава 1. Моря и океаны
Огромная масса вод Мирового океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток, в Мировом океане ежегодно вылавливается 85 млн. т рыбы. С одной стороны, это составляет всего около 1% мирового производства продовольствия, но, с другой - это 15% потребляемых человечеством животных белков. Мировой океан – это и протеин для голодающих, которых на Земле миллионы, и новые лекарства для больных, вода для пустынь, энергия и минералы для промышленности, места отдыха. Россия – одно из ведущих рыбопромышленных государств, определяющих стратегию мирового рыболовства. Рыбное хозяйство РФ играет значительную роль в продовольственном комплексе страны, а в ряде регионов (в первую очередь прибрежных – Приморском крае, Камчатской, Сахалинской, Калининградской и Мурманской областях) является градообразующей отраслью. Почти треть добываемой на планете нефти поступает из скважин, пробуренных в морском дне. К началу ХХ1 в. «морская» нефть составляет половину всей добычи. Неуклонно растет на шельфе и добыча газа. В настоящее время ведется полупромышленная добыча железомарганцевых конкреций – шарообразных образований осадочного происхождения, россыпями которых особенно богато дно Тихого океана. Из них уже сегодня экономически целесообразно извлекать никель, кобальт, медь, а в начале следующего века люди научатся получать молибден, цинк, свинец, а возможно, и марганец. Запасы конкреций поистине астрономические – порядка 2-3 трлн. т. Морские драги вполне рентабельно добывают на мелководьях золото, алмазы, минералы, содержащие титан и цирконий. Российские ученые предложили нетрадиционный способ добычи и переработки железомарганцевых конкреций, не требующих подъема их на поверхность. Правда, добраться до них не так просто: самые перспективные скопления расположены на глубине 5-6 км. Территории их залегания уже поделены заинтересованными государствами. России достался участок дна Тихого океана между Гавайями и Центральной Америкой. Переработка морской воды уже дает около трети потребляемой в мире поваренной соли, пятую часть магния, а также бром, калийные удобрения. Известно, что в морской воде содержится практически вся таблица Менделеева, за исключением короткоживущих искусственно созданных элементов. Японские ученые создали экспериментальную установку для извлечения из морской воды урана. Предприятие, расположенное на острове Сикоку, рассчитано на ежегодную фильтрацию 36 тыс. т морской воды, при этом из 1000 т воды получают 3 г урана. К 2000 г. из океана предполагается извлекать ежегодно до 1000 т урана, для чего придется подвергать фильтрации 333 млрд. т воды. Уран планируется использовать в качестве сырья для атомных электростанций, число которых в Японии все возрастает. В апреле 1982 г. 3-я Конференция ООН по морскому праву после многолетней работы приняла всеобъемлющую Конвенцию, которая создает договорно-правовую основу мирного использования Мирового океана в интересах всех стран и народов. Конвенция содержит около тысячи международных правовых норм, регламентирующих все основные вопросы использования морских просторов, живых и минеральных ресурсов моря, и таким образом регулирует все стороны человеческой деятельности в Мировом океане.
1.1 Загрязнение и самоочищение океанов
Реальную опасность экологическому равновесию в океане представляют следующие формы антропогенного воздействия: загрязнение акваторий; нарушение механизма воспроизводства морских организмов; отторжение берегового и акваториального пространства для хозяйственных целей. Океаны и моря загрязняются такими вредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы. Вредные вещества в океан несут загрязненные реки, туда сбрасываются сточные воды различных промышленных предприятий, попадает сток с полей из лесов, обработанных пестицидами, потери нефти с перевозящих ее танкеров. Газообразные токсические вещества, такие, как окись углерода, двуокись серы, поступают в морскую воду из атмосферы. По подсчетам Калифорнийского технологического института, в Мировой океан с дождями ежегодно осаждается 50 тыс.т свинца, попадающего в воздух с выхлопными газами автомобилей. В городах близ береговой линии в морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Поля загрязнения формируются в прибрежных водах крупных промышленных центров и устьев рек, а также в районах интенсивного судоходства и нефтедобычи. Степень загрязненности вод в океане постоянно возрастает. Способность воды к самоочищению оказывается порой недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Под влиянием течений загрязнения перемешиваются и очень быстро распространяются, оказывая вредное воздействие на зоны, богатыми животными и растительностью, наносят серьезный ущерб состоянию морских экосистем и экономике в целом. Самоочищение морей и океанов – сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включение их в общий круговорот веществ. Способность моря перерабатывать углеводы и другие виды загрязнения небезгранична. В настоящее время многие акватории уже утратили способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты нефть, в больших количествах скопившаяся в донных отложениях, превратила практически в мертвые зоны. Существует прямая зависимость между численностью нефтеокисляющих микроорганизмов и интенсивностью нефтяного загрязнения морской воды. Наибольшее число микроорганизмов выделялось в районах нефтяного загрязнения, при этом количество бактерий, растущих на нефти, доходит до 10 в шестой степени на 1 л морской воды. Наряду с численностью микроорганизмов в местах постоянного нефтяного загрязнения растет их видовое разнообразие. Это, по всей видимости, можно объяснить сложностью химического состава нефти, различные компоненты которой могут потребляться только определенными видами микроорганизмов. Микроорганизмы моря функционирую в составе сложного микробиоценоза, который реагирует на чужеродные вещества как на единое целое. Не многие виды микроорганизмов способны полностью разложить нефть. Такие формы выделяются из морской среды редко, и процесс деградации нефти не бывает интенсивным. К морским организмам, которые участвуют в процессах самоочищения, относятся моллюски. Крупный моллюск может пропустить через себя до 70 л воды в сутки и таким образом очистить ее от возможных механических примесей и некоторых органических соединений. Подсчитано, что только в северо-западной части Черного моря мидии профильтровывают за сутки более 100 куб. км воды. Поистине санитар-рекордсмен – моллюск кардиум, входящий в фауну Каспийского моря. Несмотря на свои небольшие размеры (около 2,5 см), он в процессе питания успевает за сутки профильтровать до 15 л воды. При этом растворенная в ней нефть, как вещество, непригодное для питания, обволакивается слизью и в этой «упаковке» выбрасывается на дно. Вполне вероятно, что затем такие «микроконтейнеры» биологически преобразуются в безвредные вещества. Ученые стремятся изучить деятельность морских организмов, включая водоросли, с тем, чтобы найти новые эффективные способы борьбы с загрязнением водоемов, прежде всего богатого рыбой Каспия. Морские организмы (их поведение и состояние) являются индикаторами нефтяных загрязнений, т.е. они как бы осуществляют биологическое наблюдение за окружающей средой. Не менее значительна роль микроорганизмов в борьбе моря с пестицидами: накапливая в себе вредные продукты их превращений, бактерии сигнализируют о состоянии среды. Большое значение для процессов самоочищения имеет содержание в морской воде кислорода. В отличие от многих других морей, насыщение вод Черного моря кислородом возможно только через контакт с атмосферой. Однако вертикальному распространению поверхностных вод, насыщенных кислородом, препятствует различие солености воды в верхних и нижних уровнях, поэтому в Черном море насыщен кислородом только верхний слой, объем которого составляет лишь пятнадцатая часть всего бассейна. Остальная часть моря безжизненна, кислород в ней отсутствует, а его место занимает сероводород. Такое расположение вод по вертикали предопределило развитие жизни только в верхнем слое моря. Забота о чистоте этого относительно тонкого слоя – важная задача всех стран Черноморского побережья. Чистой водой Черное море обязано огромной армии «чистильщиков». Планктонные организмы, усваивая солнечный свет и минеральные вещества, являются тем первым звеном, с которого начинается длинная цепь превращения неорганического вещества в органическое.
1.2 Нефть и нефтепродукты
В мировой статистике главным загрязнителем Мирового океана считается - нефть. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т. нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. Почти половину (44%) её приносят в океан реки и сточные воды, расположенных на морских берегах предприятий и городов. На втором месте в мировой статистике стоит морской флот. Это и загрязнённые нефтепродуктами промывочные воды и балласт, которые сбрасывают суда за борт, и льяльные воды, которые накапливаются в машинном отделении любого судна; и мелкие, многочисленные разливы при бункеровке, разгрузке и перегрузке нефти. А в общей сложности насчитывается около 2,5 млн. тонн нефти в год. Для сравнения : из всех танкеров, потерпевших крушение за 1995 год вылилось всего лишь 320 тыс. тонн нефти т. е. почти в 9 раз меньше. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти.
Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.
Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т./год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности.
Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую – «нефть в воде» и обратную - "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
Естественно, что сильнее всего загрязнение проявляются в прибрежных районах, на шельфе, куда сбрасывается особенно много отходов (в США - более 50 млн. тонн в год) и попадают все загрязнения, выносимые реками из внутренних районов. В Северное море, например, попадает 90 млн. тонн отходов, причём особенно опасная ситуация создаётся в устьях рек: загрязняющий "шлейф" Рейна прослеживается вдоль всего датско-германского побережья, достигая на востоке Скагеррака. Северное море подвергается наиболее концентрированному воздействию многих факторов загрязнения - сброс промышленных отходов, постоянное загрязнение от танкеров и буровых платформ, сброс радиоактивных отходов от АЭС Великобритании. Всё это особо опасно, учитывая высокую биопродуктивность (50 кг рыбы с гектара при среднем улове в Мировом океане 2 кг с га). В устье Эмса (Германия) в 80-х годах доля больных рыб и угрей достигала 60 %. Сильнейшим образом проявилось загрязнение Мирового океана у берегов Японии - новая болезнь "минамата" была следствием ртутного загрязнения: бухта Токио относится к числу максимально загрязнённых акваторий мира. В середине 80-х гг. многократно закрывались для отдыхающих пляжи Италии, только южнее Ливорно было выявлено 26 "заражённых зон". Большую опасность для открытого океана представляют катастрофы танкеров и ещё большую - атомных подводных лодок.Особо опасно воздействие на Мировой океан военных конфликтов. "Война в Заливе" привела к тому, что почти две трети западного побережья Персидского залива было покрыто слоем нефти и погибло огромное количество рыб, птиц и животных. Окружающая среда подвергалась беспрецедентному ха всю историю человечества загрязнению.
1.3 Тяжелые металлы
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает 20-30 т.свинца в год. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др.
1.4 Пестициды
Мировое производство пестицидов достигает 200 тыс. т в год. Постоянное накопление в воде хлорорганических веществ представляет серьезную угрозу для жизни людей. Установлено, что существует определенное соотношение между уровнем загрязнения воды хлорорганическими веществами и их концентрациями в жировых тканых рыб и морских млекопитающих. Пестициды обнаружены в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у западного побережья Англии, Исландии, Португалии, Испании и даже Антарктиды. Возможным источником появления этих веществ в Антарктиде может быть загрязнение океана в результате интенсивного применения их в США и Канаде. Вместе с океанической водой ядохимикаты достигают Антарктиды.
1.5 Бытовые отходы
В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии, отстойный шлам, отбросы). Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. В последние десятилетия особым видом твердых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети и т.п.). Эти материалы легче воды, а потому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Загрязняют моря, и особенно их прибрежные части, фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов. Их количество постоянно увеличивается, так как возрастает интенсивность судоходства и суда становятся все более благоустроенными. Величины водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов и составляет 300-400 л на человека в сутки. В Северном море возникла реальная угроза фауны и флоры из-за загрязнения нечистотами, выносимыми с материка реками. Прибрежные районы Северного моря очень мелководны; приливы и отливы в нем незначительны, что также не способствует самоочищению моря. К тому же на его берегах расположены страны с большой плотностью населения и высокоразвитой промышленностью, и загрязнение района достигло крайне высокого уровня. Усугубляет экологическую ситуацию то, что в последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти. Бесхозяйственность, хищническое отношение к богатствам Мирового океана ведет к нарушению природного равновесия, гибели в некоторых районах океанической флоры и фауны, отравления людей зараженными продуктами моря.
1.6 Радиоактивные загрязнения
Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов в море в 50-60-е гг. осуществляли многие страны, имеющие атомный флот. Для России эта проблема приобретает все более острое значение и с точки зрения соблюдения международных радиационных обязательств, и в связи с необходимостью обеспечить экологическую безопасность страны. Великобритания затапливала радиоактивные отходы в Ирландском море, а Франция – в Северном, откуда загрязнения попадали в Баренцево море. Непосредственно в районах захоронения контроль за радиационной обстановкой практически не осуществлялся. Определить состояние защитных барьеров захороненных отходов, скорость и масштабы выхода радионуклидов очень трудно. По приблизительным оценкам экспертов, активность захороненных отходов довольно высока. Вопросы, связанные с утилизацией атомных подводных лодок, обращением с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом на объектах Военно-Морского Флота России, с деятельностью атомного ледокольного флота, остаются актуальными и в наши дни.
1.7 Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг)
Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия.
Во время сброса при прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др.В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.
1.8 Экологические проблемы Каспийского, Азовского и Черного морей
Каспийское море – замкнутый водоем, не связанный с Мировым океаном, поэтому его уровень подвержен значительным колебаниям, зависящим в основном от климатических факторов ( объем притока речных вод, величина испарения с поверхности моря и др.) Последняя фаза понижения уровня началась в 30-х гг. и закончилась в 1976 г. За это время уровень Каспия понизился почти на 3 м.В Каспийском море есть залив Кара-Богаз-Гол – уникальная природная кладовая минерального сырья. Его рапа (концентрированный солевой раствор) содержит чуть ли не все элементы таблицы Менделеева. Кара-Богаз-Гол сообщался с морем проливом с единственным в мире морским водопадом: залив был ниже поверхности Каспия на 3 м. Пытаясь приостановить падение уровня Каспия, весной 1980 г. пролив перекрыли глухой плотиной. Специалисты надеялись, что залив Кара-Богаз-Гол, отсеченный от Каспия, будет высыхать, по крайней мере, лет двадцать, однако случилось непредвиденное: залив высох за три года, а ветры разнося морскую соль на многие километры. Ясно, что со строительством плотины поспешили. Ошибку пришлось исправлять: сейчас в залив поступает каспийская вода. С 1978 г. уровень Каспийского моря повышается в среднем на 15 см. в год. Затопление побережья идет со скоростью 1-2 км в год. Подъем будет продолжаться в ближайшие 10 лет. Причины поднятия уровня точно не установлены. Это может быть связано с увеличением стока рек, деформацией дна, с поступлением вод из-под земли. Интересную гипотезу по этому поводу выдвинул академик Н.А.Шило. Он связывает волнообразный процесс наполнения и обмеления Каспия с наблюдающимися здесь движениями земной коры. Время от времени неотектонические движения то сжимают, то растекают подстилающие Каспий осадочные толщи. При этом содержащиеся в них воды то выдавливаются в море, то снова отбираются от него. Таким образом, на фазу сжатия приходится повышение уровня, а на фазу растяжения – его падение. К территории Российской Федерации относится восточная часть моря, прилегающая к Ростовской области и Краснодарскому краю. Азовское море самое мелководное в мире; средняя глубина его всего 3 м, а наибольшая – 14 м. Это и самое продуктивное море планеты. В 1951 г. Цимлянской плотиной был перекрыт Дон – главная из крупных рек, питавших Азовское море. Цимлянское водохранилище забрало из Азова 80% весенней воды, что привело к сокращению площадей нерестилищ и повышению содержания соли в море.
Многолетняя недостача пресной воды стала замещаться здесь солеными водами Черного моря. По среднемноголетним данным, в Азов поступает от 30 до 40 куб. километров горько-соленой черноморской воды. По научным прогнозам, как только пресный сток снизится до 20 куб. километров в год, Азовское море превратится в водоем, подобный безжизненному Кара-Богаз голу. К 1990 г. средняя соленость Азова увеличилась до 13 промилле, и сейчас идет устойчивый процесс осолонения. На протяжении многих лет не решаются главные задачи: стабилизация режима солености моря путем резкого сокращения безвозвратного изъятия пресноводного стока и снижения уровня загрязнения. В результате в бассейне Азовского моря наблюдается полный дисбаланс всей экологической системы.
Площадь Черного моря составляет 413 488 кв. км, средняя глубина – 1271 м. Многочисленные реки, впадающие в море, незначительная часть которой вытекает через пролив Босфор. В тоже время глубинное течение в этом проливе, наоборот, постоянно подкачивая соленую воду из Мраморного моря, поэтому Черное море напоминает непроточный аквариум, в который компрессоры с нагрузкой нагнетают воздух. Сверху в море – легкая опресненная вода, снизу более тяжелая – сильно соленая, и между ними – своеобразный барьер, именуемый в науке слоем скачка плотности. Нижний слой воды, лишенный жизни, постепенно поднимается. Определить скорость этого процесса очень трудно. Дело в том, что граница между «живой» и «мертвой» водой, проходящая на глубине 100-200 м, неровная: и купола, и впадины находятся в постоянном движении. Анализ данных, характеризующих экологическую обстановку в регионе, свидетельствует, что экосистема Черноморского бассейна испытывает существенную антропогенную нагрузку, отдельные участки акватории утратили способность к самоочищению. Сброс загрязненных сточных вод в Черное море постоянно растет. Это объясняется низкими темпами строительства водоохранных объектов, их неэффективной работой, аварийными сбросами. Традиционными загрязнителями Черного моря являются города Анапа, Сочи, Туапсе, Новороссийск. В 1993 г. городской канализацией города Сочи было сброшено свыше 80 млн. куб. м загрязненных сточных вод. Проблема усугубляется развитием портов на Черноморском побережье, увеличением перевалки экологически опасных грузов, нефти, нефтепродуктов при отсутствии единой схемы развития портов и оценки их воздействия на окружающую среду.
1.9 Охрана морей и океанов
Разносторонняя деятельность человека с Мировом океане (интенсивное судоходство, добыча полезных ископаемых на морском дне, использование морей в качестве места сброса и захоронения промышленных и бытовых отходов и т.д.) привела к серьезному загрязнению морской среды. Наиболее распространенными видами загрязнения стали загрязнения нефтью, нефтепродуктами, радиоактивными веществами, отходами промышленных и бытовых сточных вод, выносами химических удобрений и др. Особенно ощутимым стало загрязнение нефтью и нефтепродуктами. В настоящее время из различных источников загрязнения ежегодно в морские воды поступает около 6 млн. тонн нефти. Поскольку само загрязнение может распространяться на огромные территории, решить проблему загрязнения одному государству не под силу. Это потребовало принятия коллективных мер, в результате которых был разработан и принят ряд международных соглашений, регламентирующих вопросы защиты и сохранения морской среды. К таким международным соглашениям относятся: Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью 1954 г; Женевская конвенция об открытом море 1958 г.(Под отрытым морем понимаются все части моря, не входящие ни в территориальное море, ни во внутренние воды любого государства);Договор об Антарктике 1959г.;Международная конвенция относительно вмешательства в открытом море в случаях аварий, приводящих к загрязнению нефтью, 1969г.;Международная конвенция о гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью 1969 г.; Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972г.; Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 г. и другие соглашения. Кроме названных существует также ряд региональных соглашений по данному вопросу.
2.Пресные воды
Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек, ручьев, озер и атмосферы, которые суммарно составляют около 50 тысяч кубических километров. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л. на одного человека, а в городах-150 л. Огромное количество пресной воды используется в промышленности. На выплавку 1 т. стали необходимо 200 м3 воды, а 1 т. Никеля-4000 м3. На пр-во 1 т. бумаги требуется 100 м3, на изготовление 1 т. синтетического волокна от 2500 до 5000 м3 воды. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые цели около 15%. На орошение 1 га поливных земель уходит 12-14 м3 воды. Ежегодно расходуется более 150 км3 только в России.
2.1 Источники загрязнения
Природная вода обладает удивительным даром самоочищения, восстановления своих свойств, окисления проникающих в нее загрязняющих веществ и их нейтрализации. Благодаря этим процессам вода является источником жизни всего земного.Возвращенные в реки и озера воды принято подразделять на чистые (очищенные), условно-чистые и неочищенные (загрязненные). Качественное состояние сбрасываемых вод резко изменяется по сравнению с потребляемыми водными ресурсами за счет загрязнения. Водные источники могут принять загрязненные сточные воды, но до определенного предела. Далее подавляются свойства воды к самоочищению и реки и озера могут превратиться в сточный коллектор, безжизненный и смертельно опасный на многие годы.Загрязняющие воду вещества можно разделить на несколько видов в зависимости от их природы, химического состава и происхождения:
1)Органические вещества бытовых, сельскохозяйственных и промышленных стоков(их разложение происходит под воздействием микроорганизмов и кислорода)
2)болезнетворные микроорганизмы и вирусы в плохо обработанных или необработанных канализационных стоках населенных пунктов и животноводческих ферм;
3)питательные элементы (азот и фосфор), поступающие в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными водами; способствуют увеличению содержания нитритов и нитратов и их эвтрофикации;
4).Неорганические и органические вещества. тяжелые металлы; нефтепродукты (относятся к наиболее распространенным. покрывают поверхность воды тонкой пленкой толщиной 10-4 см2. ); пестициды; синтетические детергенты (моющие средства), фенолы; многие из них не разлагаются, либо медленно разлагаются и способны попасть в пищевые цепи;
5)донные осадки - их увеличение связано с урбанизацией (стоки) и регулированием речного стока многих рек, эрозией почвы и т.д., что способствует гибели донных организмов, загрязнению донных илов;
6)тепловое загрязнение - сброс теплых вод ТЭС и промышленности, влечет изменение естественных условий, снижает содержание кислорода и изменяет скорость обмена веществ. Отсюда многообразие способов очистки, сложность технологических схем, которые лишь частично решают проблему чистоты водных источников Очевидно очистку промышленных стоков следует рассматривать как переходную стадию к оборотному водоснабжению и безводным технологиям, учитывая непрерывно возрастающее количество промстоков.
О состоянии рек Европы можно судить по ситуации на Дунае, в бассейне которого проживает 80 млн. европейцев. В течение года в эту реку поступает 3 тыс. т никеля, 14 тыс. т марганца, 500 т цинка, 36 тыс. т нефтепродуктов, огромное количество хлора, нитратов, пестицидов. Между тем установлено, что только 1 г попавшей в реку нефти способен полностью погубить жизнь в 1 куб. м воды. На проходившем в 1989 г. в Софии Международном симпозиуме по проблемам Дуная отмечалось, что с годами экологическая ситуация на реке не улучшается, а ухудшается. Замеры вблизи устья реки у румынского города Галац показали, что содержание меди в воде за последние 10 лет увеличилось в 10 раз, марганца - в девять, олова- в два раза. Опасно стало использовать дунайскую воду для орошения. Участники симпозиума констатировали также, что только 30-40 % сбрасываемых в Дунай сточных вод подвергается очистке и возможности самой реки для регенерации на пределе. В результате страдают жители придунайских территорий, углубляется и без того сложное экологическое состояние Черного моря. В бедственном положении находятся и другие крупнейшие реки Европы - Рейн, Влтава, Дон.
2.2 Очистка сточных вод
Современные методы очистки позволяют удалить различные примеси из сточных вод на 95-96%. В зависимости от степени и характера загрязнения применяют механические, химические и биологические методы очистки сточных вод.
Механическими методами удаляют грубые дисперсные примеси с помощью решеток, сит, фильтров, отстойников, нефтеловушек. Этими методами удаляют нерастворимые примеси из бытовых стоков –до 60%, из промышленных- до 95%.
Химическая очистка- это добавление в сточные воды реагенов, способствующих образованию осадков из коллоидных и некоторых истинных растворов.
Биологическая очистка в естественных условиях происходит на специальных полях орошения или полях фильтрации. Здесь создается сеть магистральных и распределительных каналов и карт(площадок) шириной 20 м и длиной 100-150 м, окруженных земляными валами. Карты периодически заполняют сточными водами. Под воздействием солнечного света, воздуха, микроорганизмов они очищаются и просачиваются в грунт. На поверхности карт образуется перегной. Через несколько лет после прекращения слива сточных вод поля фильтрации используют для выращивания трав, кормовых культур или овощей.
Биологическая очистка вод в искусственных условиях производится в специальных сооружениях – биофильтров и аэротенках. Биофильтр представляет собой сооружение из кирпича или бетона, внутреннее его помещение заполнено прочным пористым материалом: шлаком, гравием, щебнем, керамзитом. На эти пористые материалы нанесена пленка микроорганизмов (бактерий, простейших и др.), которые в процессе жизнедеятельности поедают и разлагают органические вещества, очищая от них воду. В биофильтр периодически подаются сточные воды и воздух, идущий на процессы окисления.
Заключение
Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания. Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве. Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
Используемая литература
1.Глобальные проблемы современного мира. А.С.Левин.(1997);
2.Общая биология 11 класс. В.Б.Захаров, Н.И.Сонин;
3.Энциклопедия Я познаю мир. Экология.