Экология и экологическая безопасность

Глава 11
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

§ 1. ГИДРОСФЕРА ЗЕМЛИ

Гидросфера - водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане, содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность Мирового океана (акватория) составляет 361 млн км². Она примерно в 2,4 раза больше площади суши - территории, занимающей 149 млн км². Если распределить воду ровным слоем, то она покроет Землю толщиной 3000 м. Если земной шар уподобить яйцу, то земная кора - это скорлупа, а гидросфера - тончайшая, меньше микрона, пленка на ее поверхности. Если же нашу планету уподобить головке младенца, то вся гидросфера будет равняться двум слезинкам на его ресницах.

Вода в океане (94 %) и под землей - соленая. Количество пресной воды составляет 6 % общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах, пресноводных айсбергах и ледниках (1,7%), находящихся в районах в основном Южного полярного круга, а также глубоко под землей (4%). Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 - 45 тыс. км³. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. км³ (рис. 11.1).

В настоящее время человечество использует 3,8 тыс. км³ воды ежегодно, причем можно увеличить потребление максимум до 12 тыс. км³. При нынешних темпах роста потребления воды этого хватит на ближайшие 25 - 30 лет. Выкачивание грунтовых вод приводит к оседанию почвы и зданий (в Мехико и Бангкоке) и понижению уровней подземных вод на десятки метров (в Маниле).

Каждый житель Земли в среднем потребляет 650 м³ воды в год (1780 л в сутки). Однако для удовлетворения физиологических потребностей достаточно 2,5 л в день, т.е. около 1 м³ в год. Большое количество воды требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды потребляет промышленность; 6 % расходуется в быту.

С учетом потребностей воды для промышленности и сельского хозяйства расход воды в нашей стране от 125 до 350 л в сутки на человека (в Санкт-Петербурге 450 л, в Москве 400 - 500 л).

177

Рис. 11.1. Мировые запасы пресной воды.

Диаграмма распределения и использования мировых запасов пресной воды иллюстрирует, насколько быстро экспоненциальный рост ее потребления и загрязнения может приблизить пределы устойчивости и доступности водных ресурсов. Потребности в пресной воде в 1950 г. составляли лишь около половины доступных запасов воды. Только благодаря обширной программе строительства плоти н имеющиеся запасы пресной воды будут превышать потребности в ней

В развитых странах на каждого жителя преходится 200 - 300 л воды в сутки, в городах - 400 - 500, Нью-Йорке - более 1000, Париже - 500, Лондоне - 300 л. В то же время 60 % суши не имеет достаточного количества пресной воды. Четвертая часть человечества (примерно 1,5 млн) ощущает ее недостаток, а еще 500 млн страдают от недостатка и плохого качества питьевой воды, что приводит к кишечным заболеваниям.

Не только пресные, но и соленые воды используются человеком, в частности для рыболовства.

Основные пути загрязнения гидросферы:

• 1) загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 км². Восстановление пораженных экосистем занимает 10 -15 лет;

178

• 2) загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками. Ведет к эвтрофикации водоемов - обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей и гибели других экосистем водоемов с непроточной водой (озер и прудов), а иногда к заболачиванию местности;
• 3) загрязнение ионами тяжелых металлов. Нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека;
• 4) загрязнение кислотными дождями. Приводит к закислению водоемов и гибели экосистем;
• 5) радиоактивное загрязнение. Связано со сбросом радиоактивных отходов;
• 6) тепловое загрязнение. Вызывается сбросом в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС. Приводит к массовому развитию сине-зеленых водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов;
• 7) механическое загрязнение. Повышает содержание механических примесей;
• 8) бактериальное и биологическое загрязнение. Связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.

Мировое хозяйство сбрасывает в год 1500 км³ сточных вод разной степени очистки, которые требуют 50-100-кратного разбавления для придания им естественных свойств и дальнейшего очищения в биосфере. При этом не учитываются воды сельскохозяйственных производств. Мировой речной сток (37,5 - 45 тыс. км³ в год) недостаточен для необходимого разбавления сточных вод. Таким образом, в результате промышленной деятельности пресная вода перестала быть возобновляемым ресурсом.

Рассмотрим последовательно загрязнение океанов, морей, рек и озер, а также методы очистки сточных вод.

179