Свойства воды и их значение для природы

Свойства воды	Значение в природе
1. Вода в природе находится в трех агрегатных состояниях.	Условие, обеспечивающие круговорот воды в природе и ее «запасы» в ледниках.
2. При переходе из одного состояния в другое требуются либо затраты тепла (испарение, таяние), либо его выделение (конденсация, замерзание).	Регулирование теплового режима окружающей среды.
3. При охлаждении ниже +4°С плотность воды уменьшается, объем увеличивается.	Плотность льда меньше плотности воды, что позволяет ему оставаться на поверхности воды, предохраняя водоемы от промерзания.
4. Высокая теплоемкость воды.	Вода играет на планете роль главного аккумулятора и распределителя тепла. Тепловые океанические течения благоприятно влияют на климат огромных территорий.
5. Вода – инертный растворитель. Это свойство связано с полярностью молекулы воды. Под воздействием диполей воды связь между атомами и молекулами веществ ослабевает почти в 80 раз.	Вода как растворитель и переносчик всех веществ участвует в процессах жизнедеятельности. Водный обмен обеспечивает постоянство внутренней среды организма.
6. Поверхностное натяжение и смачивающая способность.	Поверхностное натяжение обеспечивает передвижение воды и растворенных веществ по капиллярам почвы, растений, животных.

Одной из причин проявления «парникового эффекта» ученые считают нарушение глобального цикла углерода. Почти половина поступающего в биосферу углекислого газа антропогенного происхождения поглощается живым веществом Океана. Сто лет назад один из естествоиспытателей Т. Гексли сказан: «Мне кажется, что все крупные морские промыслы неистощимы, и, что бы мы ни делали, на численности живых ресурсов это не отразится». Предсказание не сбылось. По причине перелова, например, около побережья Перу практически исчезла вся популяция трески. Китобойные флотилии истребили так много китов, что некоторые виды находятся на грани исчезновения.

Освоение; и использование ресурсов Мирового океана привело к значительному его загрязнению всеми видами загрязнителей. Химическое загрязнение связано на 70% с наземными источниками - промышленностью, сельским и коммунальным хозяйством. Сточные воды содержат хлорорганические вещества и полимеры, радиоактивные отходы, нефтепродукты. Нефть является самым стойким загрязнителем океанических вод. Ежегодно в моря и океаны поступает от 6 до 10 млн. т нефти. Известно, что1 т нефти, растекаясь, образует на поверхности пятно площадью до 12 км.

Экологические последствия нефтяного загрязнения проявляются в

- нарушении газообмена и процессов фотосинтеза;

- снижении первичной биопродукции;

- гибели икры рыб, молоди, водоплавающих птиц;

- изменении структуры сообществ и уменьшении разнообразия видов;

- накоплении в нефтяных пленках пестицидов, тяжелых металлов и других токсикантов, представляющих большую опасность для жизни гидробионтов.

Механическое загрязнение Океана выражается в накоплении в водах различных полимеров (нейлоновые сети, пластиковые сосуды, полиэтиленовая пленка и консервные банки).

Физическое загрязнение проявляется в радиоактивном и тепловом загрязнении. Промышленные воды, используемые на охлаждение реакторов, сбрасываются в естественные водоемы, что приводит к повышению их температуры. Многие годы воды океанов являлись местом захоронения радиоактивных отходов. По истечении времени контейнеры могут придти в негодность и может произойти значительный подъем уровня радиации.

Водопотребление и истощение ресурсов пресной воды на планете является наиболее острой проблемой. В наше время каждый четвертый житель Земли постоянно испытывает недостаток в питьевой воде. Привычными для многих жителей планеты стали емкости с питьевой воды, продаваемые в магазинах. Пресная вода составляет менее 3% общих запасов, в том числе ³/₄ составляют льды Арктики и Антарктиды, 1/5 часть составляют подземные воды.

За последние 100 лет водопотребление возросло в 10 раз и составляет около 10% объема мирового речного стока. Истощение природных ресурсов происходит главным образом за счет загрязнения пресных вод. Наибольшее расходование воды происходит в орошаемом земледелии, например, при производстве 1 т риса требуется около 7 тыс. т воды; хлопка - 10 тыс т воды.

Удельное потребление на коммунально-бытовые нужды составляет около 300 -4000 л/сутки на человека. Из этого количества только 10% составляет вода, соответствующая ГОСТу; около 2/3 населения земного шара, главным образом население Африки и Азии, потребляют в 10 раз меньше воды, чем европейцы. Недоброкачественная вода является причиной более 80% заболеваний. Эпидемии вирусного гепатита в Воронежской области связывают с некачественной питьевой водой.

Промышленно-энергетическое водопотребление составляет около 760 км воды. Объем сбрасываемых загрязненных сточных вод предприятиями и объектами транспорта составляет около 0,02% от общего объема сброса; также невелико и потребление водных ресурсов на нужды транспорта -1,2% от суммарного объема водопользования.

На железнодорожном транспорте действует только по России около 40 промывочно-пожарных станций, где производится очистка цистерн от остатков нефтепродуктов. При этом используются замкнутые циклы, т.е. вода проходит очистные сооружения для повторного применения. При подготовке и обмывке грузовых и пассажирских вагонов используют пресную воду, которая не подвергается последующей очистке.

Значительный вклад в загрязнение и сокращение водных ресурсов вносит водный транспорт. Так называемые подсланевые воды представляют собой сложные системы, в состав которых входят различные нефтепродукты и механические примеси, это конденсат водяных паров и водные растворы, образующиеся при охлаждении двигателей в машинных отделениях, обмывки судовых механизмов. Подсланевые воды приводят к химическому загрязнению водоемов.

Загрязнение вод нефтью и нефтепродуктами происходит в результате аварий и при регламентированных процессах в портах; ремонт, транспортировка и обмывка нефтеналивных емкостей. Подсчитано, что в наши дни в воды Мирового океана попадает до 10 млн г нефти и нефтепродуктов ежегодно. Покрывающие поверхность воды нефтяные пленки нарушают обмен газами, теплом, влагой между гидросферой и атмосферой. В результате нарушаются условия существования планктона и гидробионтов.

Загрязнение литосферы. Большую экологическую опасность представляет широкое применение ядохимикатов в сельском хозяйстве, при озеленительных работах в городах и т.д. Рассчитанные на борьбу с вредными насекомыми и сорняками пестициды (от лат. pestis — зараза, cecidi — уби­вать) ядовиты и для многих других живых организмов, а также для челове­ка. Почвенное загрязнение снижает площади земель, пригодных для сельскохозяйственного, рекреационного и других форм использования.

Загрязнение почвы происходит и в результате сельскохозяйственной деятельности. Просачивание жидкого навоза из хранилищ на свинофермах загрязняет почвы и грунтовые воды. То же происходит при неправильном хранении и использовании удобрений, пестицидов, ядохимикатов. Загрязнители почвы попадают в водоемы, вызывая еще большее их загрязнение.

Человек в биосфере. Характер и масштабы влияния человека на окружающую его среду определяются двойственностью его положения в биосфере. С одной стороны, человек - биологический объект, входящий в общую систему круговорота и жизненно связанный со средой сложной системой трофических и энергетических взаимодействий и адаптации. В этой системе человек как вид занимает нишу гетеротрофного консумента - полифага с аэробным типом обмена.

С другой стороны, человечество представляет собой высокоразвитую социальную систему, которая предъявляет к среде широкий круг небиологических требований, вызванных техническими, бытовыми, культурными потребностями. В результате масштабы использования естественных (и прежде всего биологических) ресурсов существенно превышают чисто биологические потребности человека.

В связи с этим возникает ситуация переэксплуатации биологических ресурсов, нарушаются естественные пищевые связи, возрастает доля органического вещества, не возвращенного в круговорот. Социально - технические потребности человека связаны с изъятием из окружающей среды веществ, которые не возвращаются в биогенный круговорот и не возобновляются. Так возникает проблема невозобновимых ресурсов. В то же время многие продукты технологических процессов не включаются в круговорот, не подвергаются разложению и накапливаются как загрязните­ли биосферы. В результате неизбежно ухудшается качество среды.

Сложившаяся ситуация не может быть изменена естественно эволюционно сформировавшимися системами регуляции. В решении этой про­блемы выделяют два направления: 1) изучение механизмов влияния антро­погенных воздействий на биологические системы для разработки экологи­ческих параметров оценки состояния систем, нормативов хозяйственной нагрузки, ПДК и т.п.; 2) сознательное управление экологическими систе­мами с целью повышения продуктивности, конструирования устойчивых экосистем различного целевого назначения.

Влияние человека проявляется в изменении структуры и энергетики экосистем. Выделяют антропогенные экосистемы, т.е. измененные деятель­ностью человека и техногенные - измененные под влиянием технического воздействия. К последним относятся агроэкосистемы и техногенные био­геоценозы.

Сегодня более 60% населения проживают в крупных городах, и это по­зволило выделить еще один тип экосистем - городские. Отличие антропо­генных экосистем от естественных состоит в том, что человек в силу своей технической мощи значительно изменяет факторы среды. Так, городские экосистемы отличаются, прежде всего, измененными климатическими факторами, по сравнению с пригородом. Так, в городах температура возду­ха, как правило, на 2-3° выше (считается, что население города около миллиона способно вызвать изменение температуры воздуха на один градус, плюс к этому последствия загрязнения воздуха); влажность воздуха ниже примерно на 20%; освещенность воздуха сокращается на четверть; ветровой режим изменен; почвы деструктурированы. загрязнены; нарушен и перераспределен поток поступающей энергии; нарушен естественный круговорот веществ. На поддержание антропогенных экосистем требуются дополнительные энергозатраты.