Загрязнение гидросферы

Запасы пресных вод на Земле составляют примерно 30 млн км³, что составляет 2% от запасов всей воды на планете. Основные запасы пресной воды сосредоточены в полярных льдах, айсбергах и горных ледниках и только 3% в реках, озерах и водохранилищах. В Байкале — самом глубоком озере мира сосредоточено 20% всей доступной пресной воды планеты. Байкал не только хранит, он постоянно воспроизводит питьевую воду высокого качества, которую вливают в него 365 не всегда чистых рек.

В настоящее время на планете ежегодно потребляется около 12 % всех пресных водных ресурсов, перемещаются массы поверхностных и подземных вод, изменяется природный круговорот воды. Человек соединяет моря, изменяет течение рек, создает водохранилища, осушает болота и орошает пустыни. Подобная деятельность уничтожает экосистемы, обеспечивающие человечество питьевой водой. В ряде стран с развитой экономикой назревает угроза недостатка воды. Сегодня более 1,5 млрд человек страдают от нехватки воды. Причины истощения заключаются не только в неравномерном распределении водных ресурсов, но и в том, что вода после ее использования загрязняется и зачастую не очищается.

Среднегодовой суммарный сток рек России составляет 4270 км³. В результате на одного жителя приходится 28 тыс.м³/год пресной воды. Однако распределение речного стока по территории России крайне неравномерное и не соответствует размещению промышленных предприятий и населения. На бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов приходится 90% годового объема речного стока. Недостаточно обеспечены водными ресурсами Астраханская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Ростовская области и некоторые другие регионы.

Наряду с вариациями стока уменьшается количество воды в водоемах суши. В последние годы уровень Мирового океана повышается примерно на 2 мм в год, что эквивалентно ежегодной потере сушей 430 км³ воды. Причины этого обусловлены вырубкой лесов, осушением болот и потеплением климата.

В Мировой океан ежегодно поступает 420 км³ сточных вод и до 10 млн. т нефти. Общий объем сточных вод в России составляет 62 км³, из которых 40 % отнесены к категории загрязненных вод. В водоемы России ежегодно сбрасывается 8,5 км³ неочищенных и 18,5 км³ не полностью очищенных сточных вод. В результате чего около 60% поверхностных пре­сных вод не могут использоваться для питьевых нужд. Суммар­ный объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты России, распределяются между жи­лищно-коммунальным хозяйством (51%), промышленностью (35%) и сельским хозяйством (13%). Например, на некоторых участках Волги отмечается загрязнение нефтепродуктами, марганцем и медью до 20 ПДК.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод России являются нефтепродукты, фенолы, формальдегид, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот. В качестве опасного загрязнителя вод в последнее время выс­тупают поверхностно-активные вещества, которые образуют стойкие пены и снижают эффективность биохимических процессов самоочистки вод.

Все загрязнения рано или поздно попадают в море. Главная опасность для морских прибрежных зон связана с освоением нефтяных месторождений континентального шельфа. При бурении скважины глубиной до 4000 м нарабатывается около 500 м³ бурового шлама и примерно 5000 м³ полужидких отходов. В мире пробурено более 65 тыс. морских скважин, около 20% мировой добычи нефти приходится на морские ме­сторождения, поэтому легко представить степень нарушения состояния гидросферы в районах шельфа. С морских буровых установок, стационарных платформ на шельфе и танкеров, перевозящих нефть, в море попадает более 1,6 млн т в год.

Главный механизм самоочищения воды состоит в деградации нефти. Углеводороды с цепочками атомов углерода до С₁₅ (температура кипения до 250 °С) улетучиваются с водной поверхности в течение 10 суток, в среднем испарение может удалить до 50% углеводородов нефти. Тяжелые фракции с цепочками атомов С₂₅ и выше практически не испаряются. Окончательная судьба нефти в море определяется активностью микроорганизмов, окисляющих углеводороды. Для полного окисления литра нефти требуется 3,30 кг кислорода.

Судьбу нефти, попавшей в море, невозможно описать во всех подробностях. Попавшая в водоем нефть быстро растекается. Даже тончайшая нефтяная пленка изолирует воду от кислорода воздуха, уменьшая тем самым ее аэрацию. Со временем формируются эмульсии типа «нефть в воде» и «вода в нефти», а также стойкие агрегаты из парафиновых и арома­тических углеводородов, которые оседают на дно. На дне эти тяжелые фракции образуют устойчивый к окислению слой, в котором гибнут живые организмы. При содержании нефти . 0,2 мг/л вода приобретает запах керосина, который не устраняется при хлорировании воды. Рыба под воздействием даже ничтожных концентраций нефтепродуктов приобретает стойкий керосиновый запах и не может быть скормлена даже скоту. Нефть и нефтепродукты пагубно влияют на все звенья биологической цепи.

Мировой океан бороздят более 4 тыс. танкеров, которые перевозят по морю более 60% добываемой нефти. Когда вблизи берега терпит аварию танкер, гибнут морские птицы, страдает прибрежная флора и фауна, пляжи покрываются слоем вязкой нефти. Разлившуюся нефть сжигают или засыпают песком и известью, которые захватывают нефть и погружаются вместе с нею на дно.

Отмечается устойчивое загрязнение пресных подземных вод на половине суши нашей планеты. Антропогенное воздействие на подземную гидросферу достигают глубин 6…8 км. В частности, в 2006 г. в России было выявлено 1270 очагов загрязнения подземных вод, при этом площади очагов загрязнения достигают сотен квадратных километров. Подземные воды загрязняются предприятиями нефтяной и горнодобывающей промышленности, шламонакопителями и отвалами, хранилищами химических отходов, применением удобрений и ядохимикатов, животноводческими комплексами, подземным захоронением отходов производства, утечками канализации.

Основными объектами нефтепромыслов, на которых образуются сточные воды, являются установки комплексной переработки нефти, на которых осуществляется обессоливание, деэмульсация, обезвоживание и стабилизация нефти, а также промысловые резервуарные парки. В составе сточных вод со­держится значительное количество нефти и нефтепродуктов (до 1,5 г/л) и механических примесей до 0,6 г/л.

В списке загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, хром, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Для 30 % загрязненных участков интенсив­ность загрязнения изменяется в пределах от 1 до 100 ПДК, для 12 % превышает 100 ПДК по тому или иному веществу.

Бурение скважин вызывает сильное загрязнение поверхностных и грунтовых вод за счет инфильтрации нефтепродуктов из шламовых амбаров и за счет перетока пластовых флюидов при некачественной цементации затрубного пространства. Наиболее подвержены загрязнению грунтовые и неглубоко залегающие грунтовые воды в зоне активного водообмена на глубинах до 200 м. Под шламовыми амбарами формируется устойчивый контур загрязнения грунтовых вод. На крупных месторождениях нефти с густой сеткой скважин загрязнение становится региональным, которое распространяется на десятки километров от источника, создавая угрозу для питьевого водоснабжения.

Деградация почв

«…92% генетического разнообразия видов растительного и животного мира в своей жизни так или иначе связано с почвой, и, следовательно, все разговоры о сохранении биоразнообразия в мире без сохранения разнообразия почв просто беспочвенны.»

Г. В. Добровольский,