Роль кислородного режима водоемов

Кислород - один из наиболее важных элементов в водной экосистеме. Он контролирует течение многих химических реакций, является основой для высших форм жизни и интегральным индикатором общего состояния экосистемы. Определение закономерностей кислородного режима водоема имеет большое значение для решения проблемы формирования и прогноза качества воды, что особенно актуально для стратифицированных долинных водохранилищ, которые используются для питьевого водоснабжения. Большинство водохранилищ России - это водохранилища долинного типа и они чаще всего относятся к мезотрофным или евтрофным водоемам димиктического типа. Функционирование их экосистем определяется, с одной стороны, комплексом гидрологических процессов, а с другой - характером и интенсивностью биологических процессов. Поэтому необходимо изучение кислородного режима и факторов, его определяющих, с учетом особенностей исследуемого водоема. Исследован механизм и получены закономерности и количественные оценки влияния гидрологической структуры слабопроточного евтрофного водохранилища на его кислородный режим:

• выявлена связь интенсивности и направленности биологических процессов с гидрологической структурой водной толщи (которая характеризуется устойчивостью, соотношением толщины фотического и поверхностного перемешанного слоев, температурой воды).

• получены эмпирические зависимости скорости обогащения воды кислородом в результате фотосинтеза фитопланктона в стратифицированных и дестратифицированных летом участках водохранилища;

• обнаружено, что изменение скорости потребления кислорода в толще воды летом определяются вертикальной устойчивостью (стратификацией) водной толщи, а зимой - перемещением водных масс;

• получены статистические зависимости скорости потребления кислорода в толще воды от определяющих его факторов: содержания кислорода, его дефицита, валовой первичной продукции фитопланктона;

• обнаружено влияние устойчивости стратифицированной водной толщи к перемешиванию на распределение в ней органического вещества, которое, в свою очередь, определяет летом скорость поглощения кислорода донными отложениями. При слабой стратификации основную роль в их поглощении кислорода играет бактериобентос, а при сильной - роющие грунт животные зообентоса.

• показано, что вклад донных отложений в снижение запаса кислорода в водоеме в период ледостава уменьшается на протяжении зимы, при этом роль лимитирующего фактора поглощения кислорода грунтом переходит от содержания ОВ в нем к содержанию кислорода в придонной воде.

• обнаружено, что формирование аноксидной зоны в придонных слоях стратифицированного долинного водохранилища летом при штилевой погоде может начинаться в верховьях, а зимой аноксия развивается преимущественно в приплотинном районе;

• показана опосредованная роль размеров осушенной зоны, формирующейся при сезонных колебаниях уровня воды в водохранилище, на процесс поглощения

Ветер и дождь имеют большое значение для кислородного режима водоема, а без кислорода рыба жить не может.
Основная масса кислорода поступает в водоем из атмосферы. Интенсивность растворения атмосферного кислорода в воде зависит от различных причин, но в первую очередь от температуры воды и перемешивания ее слоев. Чем ниже температура воды (конечно, в определенных пределах), тем лучше усваивает она кислород и сохраняет его. Лучше всего перемешивается вода при ветре, а дождевые капли, насыщенные кислородом, очень хорошо пополняют его запасы в водоеме.

Три блока мониторинга

Под экологическим мониторингом (от лат. «монитор» — напоминающий, надзирающий) понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Основной принцип мониторинга —непрерывное слежение. Мониторинг является важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель мониторинга — наблюдение за состоянием окружающей среды и уровнем ее загрязнения. Не менее важно своевременно оценить и последствия антропогенного воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека, а также эффективность природоохранных мероприятий. Но мониторинг — это не только слежение и оценка фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей среды.
По территориальному охвату различают три ступени или блока современного мониторинга — локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-хозяйственный и глобальный (биосферный, фоновый)). В программу биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга, проводимого на локальном уровне, входят наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами. Постоянным наблюдениям подвергаются следующие загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем и человека: — в поверхностных водах — радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бенз(а)пирен, рН, минерализация, азот, нефтепродукты, фенолы, фосфор;
— в атмосферном воздухе — оксиды углерода, азота, диоксид серы, озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды; — в биоте — тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор.
Тщательно исследуют и такие вредные физические воздействия, как радиацию, шум, вибрацию, электромагнитные поля и др. Пункты экологических наблюдений располагают в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека (трофические и др.) с естественными и искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов и др.
В составе биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга большое внимание уделяют наблюдениям за ростом врожденных дефектов в популяциях человека и динамикой генетических последствий загрязнения биосферы, в первую очередь мутагенами. Экологическую опасность их трудно переоценить, ибо, как подчеркивают Д. П. Никитин и Ю. В. Новиков (1980), «мутагены поражают самое драгоценное, что создано эволюцией живой материи, — генетическую программу . человека, а также генофонды популяций всех видов животных, растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу».
На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т. д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду \ антропогенных воздействий. Изучают трофические связи (биологические круговороты) и их нарушения, оценивают возможность использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах деятельности, анализируют характер и количественные показатели антропогенных воздействий на окружающую природную среду в этих регионах. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона, и т. д.
Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).

Билет

Правовая охрана недр

Правовая охрана недр представляет собой урегулированную правом сис­тему мер, направленную на обеспечение рационального использования недр, предупреждение их истощения и загрязнения в интересах удовлетво­рения потребностей экономики и населения, охраны окружающей природ­ной среды.

Богатства недр относятся к числу исчерпаемых и невозобновляемых при­родных ресурсов, поэтому главной задачей и основной особенностью их ох­раны является организация рационального и комплексного использования в процессе их разведки и разработки с целью предотвращения расточительной и бесхозяйственной эксплуатации полезных ископаемых, потерь минераль­ного сырья.

Исходя из этого основными требованиями по охране недр являются (ст. 23 Закона РФ «О недрах»):

- соблюдение установленного законодательством порядка предоставле­ния недр и недопущение самовольного пользования;

- обеспечение полноты геологического изучения, рационального, ком­плексного использования и охраны недр;

- проведение опережающего геологического изучения недр, обеспечива­ющего достоверную оценку запасов полезных ископаемых или свойств уча­стка недр, предоставляемого в целях, не связанных с добычей полезных ис­копаемых;

- обеспечение наиболее полного извлечения запасов основных и совме­стно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов, а также достоверный учет извлекаемых и оставляемых в недрах их запасов;

- охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводне­ния, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископае­мых и промышленную ценность месторождений;

- предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с недропользованием (подземное хранение нефти, газа, захоронение вредных веществ и отходов, сброс сточных вод);

- предотвращение накопления промышленных и бытовых отходов на площадях водосбора и в местах залегания подземных вод.

Учитывая невоспроизводимый характер и экономическое значение ми­неральных богатств, заключенных в недрах, закон устанавливает приоритет использования и охраны полезных ископаемых. Участок недр, располагаю­щий запасами месторождений полезных ископаемых, предоставляется в первую очередь для их разработки. Проектирование и строительство насе­ленных пунктов, промышленных комплексов и других хозяйственных объ­ектов разрешается только после получения заключения органов управления государственным фондом недр об отсутствии полезных ископаемых в не­драх под участком предстоящей застройки.

Застройка площадей залегания полезных ископаемых или размещение в местах их залегания подземных сооружений допускается с разрешения орга­нов управления фондом недр и горного надзора при условии обеспечения возможности извлечения полезных ископаемых или доказанности экономи­ческой целесообразности застройки.

Важнейшими направлениями деятельности по охране недр являются го­сударственный учет, государственная экспертиза и государственная регист­рация, которые осуществляются специально уполномоченными органами управления фондом недр.

Государственный учет осуществляется путем ведения государственного кадастра месторождений и проявлений полезных ископаемых, а также госу­дарственного баланса запасов полезных ископаемых (ст. 30, 31 Закона РФ «О недрах»).

Государственный кадастр включает сведения по каждому месторожде­нию полезных ископаемых (о количестве и качестве как основных, так и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, условиях их разработ­ки, геолого-экономическую оценку).

С целью учета состояния минерально-сырьевой базы страны ведется го­сударственный баланс, который содержит данные о количестве и качестве запасов каждого вида полезных ископаемых, их размещении, освоении, до­быче, потерях, а также об обеспеченности промышленности разведанными запасами полезных ископаемых.

Государственная экспертиза проводится с целью создания условий для ра­ционального комплексного использования недр, определения платы за поль­зование, границ участков недр, предоставляемых в пользование, и т. д. Экс­пертизе подлежат не только запасы полезных ископаемых, но и геологическая информация об участках недр, пригодных для строительства и эксплуатации подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых.

Четыре закона экологии

В 70-х годах XX в. американский эколог Барри Коммонер сформулировал 4 закона экологии:

1. Все связано со всем.
В природе все взаимосвязано, любое действие человека приводит к последствиям, часто непредвиденным. И хотя эти изменения не всегда заметны на первый взгляд, они, положительные или негативные обязательно повлияют на человека, который является частью природы.

2. Все должно куда-то деваться.
Любые загрязнения (отходы, тепло, радиация и т.д.) вернутся к человеку обратно согласно первому закону, поэтому необходимы безотходные, экологически чистые технологии производства и утилизация бытовых отходов.

3. Природа знает лучше.
Природа разумна сама по себе. Вмешательство человека часто нарушает ее механизмы. Поэтому нужно не завоевывать природу, а по возможности адаптироваться к ней.

4.Ничего не дается даром.
Это закон рационального природопользования. Экономия средств на охрану природы возвращается болезнями, бедствиями, ухудшением условий жизни не только ныне живущих, но и их потомков. Пренебрежение этим законом приводит также и к значительным материальным затратам (на восстановление природных ресурсов, очистку океана и т.п.)

Таким образом мы видим, что понятие экология имеет довольно широкое значение. Как наука она изучает сложные взаимосвязи в природе, взаимоотношения живого с органическими и неорганическим компонентами окружающей среды, а также происходящие в ней процессы. Экология также затрагивает вопросы охраны окружающей среды и проблемы, которые возникают в следствие все большего вмешательства и влияния на нее человеческой деятельности.

Билет