2.1. Экологические проблемы водной среды
Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли, состоящая из океанов, морей, поверхностных и подземных вод, ледников.
Значение воды для обеспечения жизнедеятельности человека заключено в той роли, которую она играет в круговороте веществ в природе и в удовлетворении его разнообразных потребностей. От качества и количества воды зависят здоровье населения планеты, условия его труда, быта и отдыха.
Все виды природных вод находятся в единстве, проявляющемся в процессе круговорота воды в природе, под воздействием тепловой энергии Солнца и гравитации. Под влиянием тепловой энергии Солнца с поверхности Земли ежегодно испаряется слой воды, равный 1130 мм, который перемещается вместе с воздушными массами. Часть испарившейся воды в виде атмосферных осадков возвращается в Мировой океан, формируя звено малого круговорота воды в природе. Оставшаяся часть в виде атмосферных осадков перемещается воздушными течениями на континенты, образуя звено большого круговорота воды в природе, включающего испарение с поверхности суши, атмосферные осадки и речной сток. Эти звенья круговорота воды в природе и обеспечивают единство всех видов воды в гидросфере.
Испарение воды с поверхности Мирового океана и поверхности суши является началом процесса круговорота воды в природе, обеспечивающего возобновление пресных вод суши и их высокое качество. Показателем активности обмена природных вод является скорость их возобновления. Наиболее мобильны речные воды, так как период их возобновления составляет 10–14 сут.
Вода является мощным регулятором глобальных климатических процессов, поглощая тепловой энергии в 3300 раз больше, чем воздух, и медленно ее отдавая.
Одним из основных свойств воды как компонента природной среды является ее незаменимость в отличие от других минерально-сырьевых ресурсов. К примеру, каменный уголь заменяется нефтью, нефть — газом, взаимозаменяемы и многие металлы.
Основная часть вод гидросферы находится в Мировом океане, который является замыкающим звеном круговорота воды в природе, отдавая испаряющуюся часть влаги в атмосферу. Кроме того, Мировой океан представляет собой коллектор речных вод суши, с которыми в него ежегодно сливаются миллиарды тонн жидких и твердых отходов. Среди них первое место занимает нефть, попадающая в океан с судов, морских промыслов нефти, в результате многочисленных аварий танкеров и нефтетрубопроводов. Попавшая нефть образует на поверхности водоемов тонкую пленку, препятствующую естественному газообмену между водами Мирового океана и атмосферой, что ведет к гибели морских обитателей, в том числе водорослей и планктона, вырабатывающих кислород. По мнению Жака Ива Кусто, именно моря и океаны — основные легкие планеты, так как кислород в атмосфере на 60% пополняется из растений Мирового океана и только на 40% из растений суши.
Загрязнение вод Мирового океана опасно не только сокращением используемых человеком продуктов моря, но и заражением их токсичными веществами, например, ртутью, пестицидами, минеральными удобрениями и другими химическими веществами и соединениями, опасность которых для человека пока не изучена.
В ближайшем будущем человечеству угрожает водный кризис в виде нехватки чистой пресной воды. Имеющейся пресной воды вполне бы хватило и сейчас, и в будущем, если бы человек не загрязнял ее, делая непригодной не только для питья, но и вообще для жизни всех обитателей водоемов и рек. Известно, что в мире для бытового водоснабжения в среднем расходуется 30 м3 воды на человека в год, из которых около 1 м3 предназначено для питья, а основными потребителями воды являются промышленность и сельское хозяйство, использующие ее в огромных количествах, но часто возвращающих ее в природу после использования в загрязненном виде.
Источники загрязнения гидросферы — сточные воды промышленных, хозяйственно-бытовых объектов, крупных животноводческих комплексов, водного транспорта, дренажные воды орошаемых земель, сток с территорий населенных пунктов и промышленных площадок.
Первое место среди указанных источников загрязнения занимают промышленные стоки, а из разнообразных отраслей промышленности важнейшими являются: деревообрабатывающая — 21%; химическая — 16,9%; электроэнергетика — 12,7%; машиностроение — 9,1%; черная металлургия — 8,8%; угольная промышленность — 8,6%; цветная металлургия — 6,2%; нефтеперерабатывающая отрасль — 3,7%; прочие виды промышленности — около 9%.
Водный объект — природный или искусственный водоем, водоток либо иной объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором имеет характерные формы и признаки водного режима.
Поверхностные водные объекты: моря или их отдельные части (проливы, заливы, в том числе бухты, лиманы и др.); водотоки (реки, ручьи, каналы); водоемы (озера, пруды, обводненные карьеры, водохранилища); болота; природные выходы подземных вод (родники, гейзеры); ледники, снежники.
Наиболее распространенные загрязнители поверхностных вод: нефтепродукты, фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди и цинка.
Подземные водные объекты: бассейны подземных вод; водоносные горизонты.
Подземные водные объекты считаются более защищенными от загрязнений (механических, химических, биологических, радиоактивных), однако к середине 90-х годов XX в. и их состояние в целом в наиболее заселенной европейской части России оценивалось как критическое.
Основные загрязнители подземных вод: нефтепродукты, фенолы, соли тяжелых металлов, сульфаты, хлориды, соединения азота.