Вода как составная часть биосферы

Вода является составной частью биосферы, от которой зависит со­стояние животного и растительного мира. Из общей поверхности планеты, площадь которой составляет 510 млн км³, вода занимает 70,8%. Более 98% всех водных ресурсов планеты представлены водами с повышенной минерализацией, которые малопригодны для хозяйствен­ной деятельности.

Объем пресных вод планеты составляет 28 млн км³, из них на хозяйст­венное использование идет 4,2 млн км³. При этом большая часть этих ресурсов находится в малоосвоенных районах, в результате чего создается дефицит пресных вод в промышленно развитых регионах.

Подземные воды составляют 14% запасов пресных вод. В связи с уси­ливающимся загрязнением поверхностных вод их роль как источника водоснабжения будет возрастать.

Мировой океан является практически неисчерпаемым водным резер­вуаром. В перспективе он может стать одним из основных источников пресной воды, но для этого необходимы производительные и надежные опреснительные установки.

Качество воды в природе определяется совокупностью многих физиче­ских факторов, таких как климат, рельеф местности, почвенный покров, особенность его строения, местность, а также от биологических процессов, протекающих в водоеме, и деятельности человека (регулирование речного стока, судоходство, сброс сточных вод).

Состав природных вод оценивается физическими, химическими и санитарно-гигиеническми показателями. Физические показатели:

- температура подземных вод в течение года держится в диапазоне от 8 до 17 С, а поверхностных — в зависимости от времени года в интерва­ле 0,1—ЗСГ С;

- прозрачность и мутность. Характеризуют наличие в воде взвешенных веществ (частиц песка, глины, водорослей, ила, планктона);

- цветность воды. Обусловлена присутствием в ней органических веществ (белковых, гумусовых, дубильных, жиров, органических кислот и др.);

- привкусы и запахи. Могут быть естественного и искусственного проис­хождения. Вкус воды бывает соленый, горький, сладкий и кислый. А их оттенки, полученные в результате вкусовых ощущений, называют привкусами. Запахи могут быть естественного происхождения (рыбный, сероводородный, гнилостный, болотный, ароматический, тинистый и др.) и искусственного происхождения (камфорный, хлористый, фенольный, аптечный, аммиачный и т. д.).

Химические показатели. Вода характеризуется ионным составом:

- натрий, калий;

- хлориды, сульфаты;

- карбонаты, бикарбонаты (они все вместе обусловливают щелочность воды);

- кальций, магний (влияют на ее жесткость);

- железо и марганец (в зависимости от рН и редокспотенциала¹) могут находиться либо в окислительной, либо в восстановительной форме в виде комплексов, коллоидов, дисперсных частиц);

- силикаты могут присутствовать в органических и неорганических формах;

- фтор, необходимый в биологическом питании для предотвращения таких заболеваний, как кариес и флюороз, в концентрации 0,7—1,5 мг/л, содержится в виде аниона;

- азотсодержащие вещества (ионы аммония, нитриты и нитраты), вне­сенные с бытовыми, промышленными и дренажными сточными во­дами и кислотными дождями.

Токсические вещества (стронций, свинец, ртуть, бериллий и др.), а также радионуклиды в основном являются антропогенными продуктами.

Растворенные в воде газы — кислород, углекислота, сероводород, метан, аммиак (обусловливают запахи и коррозионную активность воды по от­ношению к трубопроводам и оборудованию).

Большое количество воды необходимо для предприятий различных отраслей промышленности, хозяйственно-бытовых нужд, создания долж­ного санитарно-технического режима, лечебно-профилактических учреж­дений, предприятий общественного питания, для проведения оздорови­тельных и физкультурных мероприятий. В городах большое количество воды расходуется на полив зеленых насаждений и мойку улиц.

Проблемы водных ресурсов

Ученые выделяют две основные и наиболее серьезные для жизни че­ловека проблемы, связанные с водой:

- во-первых, уменьшаются запасы пресной воды (всего 0,1%), пригодной для хозяйственно-питьевых нужд, и эти запасы уменьшаются на глазах вследствие их нерационального использования, а также загрязнения этой воды. Считается, что в настоящее время более миллиарда чело­век лишено здорового водоснабжения;

- во-вторых, происходит загрязнение Мирового океана нефтепродуктами и отходами других производств. По данным ученых, верхняя оценка антропогенного воздействия на Мировой океан — 8 млн т в год неф­тепродуктов — уже близка к критической (10 млн т).

В Российской Федерации вопрос обеспечения людей высококачест­венной питьевой водой остается нерешенным и по сегодняшний день, а во многих регионах приобретает кризисный характер. Процесс подачи и получения населением доброкачественной питьевой воды зависит от ряда факторов, основными из которых являются:

- состояние источников водоснабжения;

- состояние централизованных систем подготовки воды;

- санитарно-техническое состояние;

- уровень лабораторного контроля.

Виды загрязнения вод

К числу основных видов загрязнения вод относятся:

- химическое загрязнение. Это самое распространенное, стойкое и далеко распространяющееся загрязнение, поскольку оно состоит из химиче­ских веществ, главным образом, пестицидов, с большими сроками окончательного разложения. При осаждении на дно водоемов такие элементы собираются в частицы и восстанавливаются, затем выпада­ют в осадок. И такие воды могут распространяться в радиусе до 10 км и более;

- бактериальное загрязнение — это появление в воде патогенных бактерий, вирусов, грибов, простейших и др. Оно носит временный характер;

- радиоактивное загрязнение. Одно из наиболее опасных загрязнений, которое даже при очень малых концентрациях радионуклидов спо­собно вызывать гибель организмов. Наиболее опасны: стронций-90, уран, цезий-137, радий-226 и др. Эти элементы попадают в водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов. В подземные воды они попадают, просачиваясь через почву или же с осадками;

- механическое загрязнение. Возникает при попадании в воду различных механических примесей (песок, ил, шлам и др.). Поверхностные воды имеют дополнительные источники загрязнения: твердые отходы (мусор), промышленные и бытовые, остатки лесосплава, и все это наносит ог­ромный ущерб обитателям водных экосистем;

- тепловое загрязнение. Связано с повышением температуры вод вслед­ствие их смешивания с более нагретыми поверхностными или техно­логическими водами, в результате чего происходит изменение газово­го и химического состава воды. При этом идет ускоренный процесс размножения анаэробных бактерий, гидробионтов и выделение ядови­тых газов — метана и сероводорода. Одновременно с этим идет процесс "цветения" воды, что, в свою очередь, способствует появлению новых видов загрязнения.

Таким образом, основной причиной современной деградации при­родных вод Земли являются антропогенные источники загрязнения.

- сточные воды промышленных предприятий;

- сточные воды коммунального хозяйства городов и других населенных пунктов;

- поверхностные стоки с полей и других сельскохозяйственных объектов;

- атмосферные осадки с загрязнителями на поверхность водоемов и водо­сборных бассейнов.

Антропогенные загрязнители все больше и больше поглощают уистую воду водоемов, приобретая силу "глобального загрязнения".

Общая масса загрязнителей гидросферы на данный момент составляет около 15 млрд т в год (табл. 17).

Таблица 17