Охрана водных ресурсов

Расточительность в использовании природных ресурсов во многом порождалась ограниченностью сферы товарно-денежных отношений в советской Экономике, "бесплатностью" многих ресурсов (вода, земля и др.), отсутствием отношений частной собственности и экологической культуры у населения и различных субъектов хозяйственной деятельности. Одной из важнейших составляющих природоохранной деятельности является охрана водных ресурсов, которые относятся к ресурсам гидросферы.

Как уже говорилось, под гидросферой понимают водную оболочку Земли: моря, океаны, реки, озера, водяной пар атмосферы, подземные воды, льды. Мировой океан в огромной степени влияет на стабилизацию природных условий на поверхности Земли. Эго обусловлено его массой и значительностью занимаемой площади. Площадь морей и океанов составляет 361,2 млн км²; ледники покрывают 16,3 млн км² (11% суши); озера и реки 2,3 млн км²; болота и сильно увлажненные земли — 3 млн км². Таким образом, гидросфера занимает свыше 75% поверхности Земли. Масса воды в Мировом океане оценивается в 1,5 х 10²⁴ г.

В океанической воде находятся растворенные газы, которые образуются при газообмене с земной атмосферой, при дегазации мантии Земли в районах рифовых долин и подводных вулканов. В растворенной атмосфере океана основу по массе составляет углекислый газ — 1,4 х Ю²⁰ г (в 100 раз больше, чем в атмосфере); кислород — 1,4 х 10¹⁹ г (в 10 раз меньше, чем в атмосфере), азот — 1,8 х Ю¹⁵ г. В целом масса растворимых в воде газов примерно в 30 раз меньше массы атмосферы Земли. В океане растворены сероводород, аргон, метан.

Вода является мощным поглотителем солнечной энергии. Способность Мирового океана поглощать солнечную энергию в 2—3 раза больше, чем у суши. Океан является накопителем солнечной энергии из-за особой теплоемкости воды. Нагревание идет в наибольшей степени в экваториальном поясе (от 15° южной широты до 30° северной широты). В более высоких широтах обоих полушарий он отдает тепло, полученное в поясе нагревания.

Воды Мирового океана находятся в постоянном движении. Этому способствуют атмосферная циркуляция, неравномерный нагрев поверхности, контрасты солености, температурные контрасты, силы притяжения Луны и Солнца. Наиболее изучены человеком поверхностные течения, которые представляют собой систему гигантских круговоротов.

Наименьшее количество воды находится в такой важной для человека составляющей гидросферы, как реки. Но, несмотря на это, реки являются быстрыми транспортерами воды. Вода в реках возобновляется очень быстро, реки в течение года доставляют к устьям массу воды, равную 4,5 х Ю¹⁹ г.

Точно неизвестно, сколько рек, речушек, ручейков существует на планете. Их количество в значительной степени зависит от нашей хозяйственной деятельности, которая намного сократила их количество.

На территории СНГ насчитывается около 150 ООО рек длиной 10 км и более. Но если считать все реки длиной меньше 10 км, то их будет около 3 млн. Общая длина малых, средних и больших рек превышает 3,9 млн км.

Гидросфера Земли как компонент биосферы представляет собой глобальную открытую систему. В ней существуют устойчивые структуры и процессы, которые в определенной степени противостоят антропогенным воздействиям, но до определенного предела. Поэтому первостепенным экологическим требованием при взаимодействии "человек — природа", первостепенной задачей рационального природопользования является сохранение гидросферы.

В последние десятилетия проблема ресурсов пресной воды претерпела резкое изменение: в странах, богатых источниками воды, появляются признаки водного дефицита; налицо картина напряженности водного баланса в общепланетарном масштабе. "Обезвоживание" Земли объясняется лавинообразным ростом антропогенного загрязнения водотоков и водоемов.

Гидросфера представляет собой единую природную систему, в которой находятся в различных формах взаимосвязи все без исключения воды Земли. Они участвуют также в различных по величине и степени быстроты кругооборотах, в ходе которых происходит их обновление. Скорости обновления вод различны. В частности, подземные воды возобновляются за многие тысячи и даже миллионы лет, воды Мирового океана — за 3 тыс. лет, озер — за 300 дней, рек — за 12 дней, а водяной пар атмосферы обновляется за 9 дней.

Схема круговорота воды в биосфере представлена на рис. 4.1.

Рис 4.1. Круговорот воды в биосфере

Вода многими специалистами-экологами относится к наиболее уязвимым компонентам природы. В этом нетрудно убедиться, если учесть, что в промышленном производстве, сельском хозяйстве и в быту используются преимущественно речные, подземные и озерные воды. Все вместе они составляют менее одного процента общего объема вод гидросферы. Этих вод, как показывает мировая практика, не хватает для хозяйственно-бытовых целей, что вызывает необходимость привлечения иных источников. Так, например, с помощью гелиоустановок опресняются солоноватые подземные воды Калмыкии. Этот же метод применяется в Краснодарском крае, на юге Волгоградской области. Следует учитывать, что пресная вода по территории земной суши размещается крайне неравномерно. При этом общемировое потребление воды на хозяйственные нужды составляет примерно 9% суммарного стока рек. Однако нехватку пресной воды вызывает не так называемое прямое водопотребление, а загрязнение вод продуктами деятельности человека, или "качественное их истощение".

За последние десятилетия все большую часть круговорота пресных вод стали составлять промышленные и коммунальные стоки, или загрязненные воды. К особенно опасным загрязнителям вод относятся нефтепродукты, удобрения, ядохимикаты. При этом нефтепродукты нередко выделяются как основной загрязнитель вод.

Наиболее характерным признаком загрязнения водоемов являются сине-зеленые водоросли, которыми они в таких случаях зарастают. В результате этого происходят массовые заморы рыбы, водоемы теряют способность к самоочищению. Большинство рек России очень загрязнено. Особенно велики масштабы загрязнения у Енисея и других сибирских рек. Енисей в некоторых местах гак загрязнен, что, по мнению

экологов, может классифицироваться как могильник радиоактивных отходов. Такого рода донные отложения весьма опасны, поскольку обладают способностью перемещаться в самые неожиданные места. Высока степень загрязненности великой русской реки Волги. Велика загрязненность ее вод тяжелыми металлами, которые способны накапливаться в хищных породах рыб. В районе Новгорода на дне Волги имеются отложения кобальта, который загрязняет притоки Волги.

Поверхностные и подземные воды на территории нашей страны оцениваются Российским информационно-аналитическим центром Госкомсанэпиднадзора РФ как загрязненные. Экспертная оценка производилась по микробиологическим пробам. Микробный показатель является одним из важнейших, гак как при загрязнении вод нарушаются процессы самоочищения. Степень загрязнения вод России по микробному числу представлена на карте (рис. 4.2).

Одним из самых грязных мест в России является Азовское море. Помимо его сильного загрязнения прибрежными промышленными и сельскохозяйственными предприятиями, у него есть другая более страшная беда — уменьшение общего количества воды по причине того, что воды рек, впадающих в море, разбираются на орошение. С проблемой Азовского моря напрямую оказываются связанными проблемы реки Дои.

Рис. 4.2. Степень загрязнения вод России по микробному числу

Потери водных запасов России происходят и из-за потерь ледового покрытия горных массивов в результате глобального потепления климата. Алтайские горы, Кавказ за последние 2 десятилетия утратили ~ 70% ледников. Для предотвращения этого процесса ведущие страны мира и приняли вышеупомянутый Киотский протокол об уменьшении выброса в атмосферу парниковых газов.

В настоящее время существует множество способов защиты гидроресурсов от загрязнения. На первом месте до сих пор остаются очистные сооружения, на которых могут применяться и применяются механические, химические, физические и биологические способы очистки сточных вод.

Механические способы очистки предполагают использование фильтров, системы отстойников, при помощи которых удаляются нерастворимые примеси.

Химические способы очистки воды строятся на внесении в сточные воды специальных реагентов, которые вступают в реакцию с загрязняющими воду веществами и способствуют их выпадению в осадок, с последующим удалением в отстойниках и на фильтрах.

Физические способы очистки воды предполагают пропуск электрического тока через промышленные стоки с целью выпадения в осадок большого количества загрязняющих веществ.

Биологические способы очистки воды предусматривают использование биологических процессов для очистки вод с помощью соответствующих микроорганизмов. В процессе биологической очистки происходит интенсивное окисление органических загрязнителей стоков, а также фильтрация через почвогрунты на орошаемых полях.

Но ни один из способов очистки вод не обеспечивает полного сохранения качества природной воды. Именно потому необходимо уменьшать и полностью прекращать сброс сточных вод в водоемы на основе совершенствования технологических процессов производства, организации водоснабжения замкнутого типа.

Особый характер имеет проблема охраны морских вод, относящаяся к международным проблемам. Моря в значительной степени загрязняются канализационными стоками, нефтепродуктами, радиоактивными веществами. Все это имеет крайне негативные последствия. Главным из них является падение биологической продуктивности океанов и морей. Решение даже частично этой серьезной проблемы

требует международных усилий, поскольку морские течения нередко уносят различного рода загрязнения далеко от места сброса.