Головна

Водні ресурси і їх класифікація | Поверхневі і підземні води. Екологічні проблеми гідросфери. | Використання і охорона водних ресурсів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати

Раціональне використання і охорона водних ресурсів.

  1. Синтез І ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ НАНОЧАСТИНОК МЕТАЛІВ
  2. VI. Приклади ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ по розділу ЕЛЕКТРОЛІЗ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ ЕЛЕКТРОЛІТІВ
  3. VII. УМОВИ І ОХОРОНА ПРАЦІ
  4. XIV. 3. ПРИСТРОЇ ДЛЯ ЗВАРЮВАННЯ ВОДОГАЗОПРОВІДНИХ ТРУБ
  5. Авторадіографія з використанням покритих шаром ядерної емульсії зліпків з контрольної поверхні деталей.
  6. Аналіз показників, що характеризують використання земельних ресурсів

Проблема забезпечення належної кількості та якості води є однією з найбільш важливих і має глобальне значення Ще до нашої ери Аристотель вказував на необхідність раціонального використання чистої води та й відділення її від тієї, яка використовується для господарських потребностіб.

Стан 2/3 водних джерел за якістю води не відповідає нормативним вимогам Через використання неякісної води в 4 - 5 разів зросла захворюваність людей

Вода використовується для охолодження машин і механізмів, функціонування технологічних процесів і входить до складу виробленої продукції Питомі норми водоспоживання для виробництва 1 тонни гот готової продукції складають, м3: чавун - 160-200; сталь - 150; прокат - 10-15; нікель - 4000; мідь - 500; синтетичний каучук - 2000 - 3500; папір - 400-800; пластмаси - 500-1000 0.

Велика кількість води споживають теплові та атомні електростанції На 1 млн кВт потужності теплові станції витрачають 1,2-1,6 км3 води в рік, а атомні - в 1,5-2 рази більше

охорона вод - Це система заходів, спрямованих на запобігання та усунення наслідків забруднення, засмічення і виснаження вод Охорона води передбачає встановлення видів і значень показників водоспоживання і під одовід ведення, а також якості води Вона передбачає розробку методів і засобів очищення стоків, контроль якості води та стоковів.

У природі відбувається постійний кругообіг води, який забезпечується випаровуванням, транспірацією води рослинами, випаданням опадів Швидкість водообміну характеризується наступними даними, роки: Світове ний океан - 2500 (перемішування 63); підземні води - 400; води озер - 17, води боліт - 5 В річках водообмін відбувається за кілька днів, а в організмі людини - за кілька годиін.

У процесі кругообігу вода транспортує тепло, розчиняє і переносить природні елементи, руйнує і перетворює літосферу, бере участь в метеорологічних і гідрологічних процесах, є середовищем існування водних організмів і рослин, які забезпечують виробництво значної частини кисню Кількість і якість води відновлюються, якщо забезпечуються необхідні для цього умови Однак розвиток промисловості, т транспор, сільського господарства, урбанізація призвели до того, що природні водойми вже не можуть самоочищатися, тому потрібні штучні споруди для очищення водда.

Водойми характеризуються площею дзеркала, довжиною, глибиною, обсягом і витратою води, швидкістю течії і рівнем води, її температурою, тривалістю умов, несприятливих по шкідливості, і умов водооб бміну періодів (межень, льодостав, відсутність стоку і ін.), Показниками водообміну, фільтруючі властивості грунті.

Залежно від ступеня забруднення водні об'єкти бувають допустимого, помірного, високого і дуже високого ступеня забруднення (табл. 325) Це слід враховувати при організації водоспоживання

34. Фізико-хімічні властивості морської води.

Водна маса Світового океану має певними хімічними, фізичними, динамічними і біологічними властивостями. Розглянемо їх з позиції їх ролі в житті біосфери і географічної оболонки.

Океанська вода-розчин, в якому, за останніми даними (А. П. Виноградов), виявлені всі хімічні елементи. Мінералізація води називається її солоністю. Вона вимірюється в тисячних частках, в проміле і позначається%.

Середня солоність Світового океану 34,7%0 (Округлено 35% о). В 1 т води міститься 35 кг солей, а загальна їх кількість така велика, що якби витягти всі солі і розсипати по поверхні материків, то утворився б шар потужністю в 135 м (Л. А. Зенкевич).

Океанська вода може розглядатися в якості рідкої багатоелементної руди. З неї видобуваються кухонна сіль, калійні солі, магній, бром і багато інших елементів і з'єднання.

Перше питання, яке виникає у географа при ознайомленні зі складом морської води: сприятлива чи ні її солоність для життя? Перш за все океанська вода, як і грунт материків, володіє родючістю. Вона завжди містить елементи, які входять до складу їжі морських зелених рослин. І тільки фосфати і іноді нітрати можуть бути по-недостатній кількості. Їх зміст залежить від циркуляції водних мас (див. Нижче).

Мінералізація води - неодмінна умова зародження життя і розвитку біосфери в океані. Ультрапрісні вода, проникаючи в клітини, надає на них шкідливий вплив: будучи сильним розчинником, вона змінює склад протоплазми. Прісноводні організми мають пристосування у вигляді водонепроникних слизових покривів, якими «ізолюються» від середовища. У морській солоній воді осмотичнийтиск таке ж, як всередині організму; струми між середовищем і тканинами не виникають. З іншого боку, розчини високої концентрації, наприклад сильно солоні води озер, зовсім вбивають життя. Морська вода виявляється оптимальною для життя.

Майже всі морські тварини стеногалінние-можуть жити тільки у вузьких рамках солоності, евригалінні нечисленні.

Географічно важливо, що морська фауна легко переносить підвищення солоності і негативно реагує на її зниження. Наприклад, рифові корали чутливі навіть до слабкого опріснення, тому коралові споруди завжди перериваються проти гирла річок. Фауна внутрішніх морів збіднюється паралельно зі зниженням їх солоності. Морських риб в Кільський бухті 75, в середній частині Балтійського моря 40, а в Ботническом затоці 23 види. Солоність 4% виключає існування яких би то на було морських форм.

Багато тварин для побудови тіла засвоюють кальцій, до них відносяться планктонні організми з вапняним скелетом і корали. Засвоєння протікає нормально при високій температурі і припиняється навіть при невеликому її зниженні З цієї причини коралові споруди поширені тільки в жаркому поясі і служать його індикатором, а в розташованих мулів органічного походження простежується кліматична зональність.

Питання про те, якою була солоність на зорі життя, в якій воді виникло органічна речовина, вирішується порівняно впевнено. Вода, що виділялася з мантії, захоплювала і транспортувала рухливі компоненти магми, і в першу чергу солі. Тому первинні океани були мінералізовані. З іншого боку, фотосинтезом розкладається і вилучається тільки чиста Н2О, отже, солоність океанів неухильно підвищується. Дані історичної геологін свідчать про те, що водойми архею були солонуватими - солоність близько 25% і може бути, навіть близько 10%.

35. Води Світового океану - джерело біогенних ресурсів.

У антропогенної складової терригенного і річкового стоку переважають забруднюючі речовини, що містяться в промислових і комунальних водах, а також у змивах з сільськогосподарських полів. Це перш за все важкі метали, біогенні сполуки, пестициди і нафтопродукти. Важливо відзначити, що в поверхневих водах, що надходять у Світовий океан, антропогенний стік нерідко можна порівняти з природними потоками хімічних елементів і їх з'єднань або навіть перевищує його. [...]

В океанах локальні високі рівні первинної продукції пов'язані з двома джерелами надходження великої кількості біогенних елементів. По-перше, вони можуть безперервно виноситися в прибережну шельфовую зону з естуарієв (рис. 17.13). [...]

У седіментологіческом щодо зона переходу від континенту до океану являє собою область змішання гетерогенного матеріалу: геррігешгого (що надходить з континенту), біогенного (виробленого в океані) і вулканогенного (вивергається з надр Землі). Кліматичні чинники, перш за все широтне розподіл тепла і сонячної радіації, ефективно регулюють склад і обсяги речовини, що вивільняється при ерозії внутрішніх і приокеанических районів континенту [14]. Вони багато в чому визначають і мінеральну природу формених елементів організмів, що живуть в фотіческом шарі водної товщі і на дні підводної окраїни материка. З тектонічним режимом пов'язано надходження речовини з третього по важливості джерела - надр Землі, а також розподіл обсягів теригенно матеріалу, що виноситься з внутрішніх районів континенту. Тектонічні процеси, які контролювали рельєф земної поверхні в зонах переходу різного типу, в усі часи відігравали роль того змінного, який у багато разів посилював або послаблював дію кліматичних факторів. [...]

Відкритий океан бідний біогенними елементами. Ці райони можна вважати «пустелями» в порівнянні з прибережними водами. Арктичні і антарктичні зони більш продуктивні, так як щільність планктону зростає при переході від теплих морів до холодних, і фауна риб і китоподібних тут значно багатшими. Продуцентом виступає фітопланктон, їм харчується зоопланктон, а тим в свою чергу нектон. Видове різноманіття фауни знижується з глибиною. На глибині в стабільних середовищ існування збереглися види з далеких геологічних епох. [...]

Велику роль в житті океану грає процес, названий апвел-Лінгом. Він відбувається там, де вітри постійно переміщують поверхневу воду геть від крутого материкового схилу. У цих місцях на поверхню піднімається холодна глибинна вода, багата накопиченими біогенними елементами. Найбільш продуктивні області океанів зосереджені в районах апвеллинга, які розташовуються переважно вздовж західних берегів континентів, про що свідчить розвинене тут рибальство. Один з найбагатших районів світового рибальства приурочений до області підняття холодних вод, утвореної Перуанським плином (оцінки вилову в цьому районі наведені в табл. 13). Цей підйом вод підтримує, крім того, великі популяції морських птахів, що відкладають на прибережних островах незліченні тонни багатого нітратами і фосфатами гуано. Там, де немає поверхневих течій, підйомів вод або глибинних течій, викликаних відмінностями температури і солоності в самій воді, трупи тварин, залишки рослин і інші органічні речовини будуть постійно опускатися на глибину. Таким чином біогенні елементи виносяться з багатих продуцентами освітлених поверхневих шарів і на тривалий час «губляться» в донних відкладах (гл. 4). [...]

Апвелінг - це процес підйому холодних вод з глибини океану там, де вітри постійно переміщують воду геть від крутого материкового схилу, замість якої піднімається з глибини вода, збагачена биогенами. Там, де немає цього підйому, біогенні елементи з занурилися органічних залишків на тривалий час губляться в донних відкладеннях. Високопродуктивні і багаті біогенними, за рахунок привноса їх з суші, води естуарієв. [...]

Тільки 0,02% сонячної енергії, що надходить в Світовий океан, перетворюється в ньому в кінетичну енергію течій, а й це досить значна величина: при потужності 5-7ТВт вона становить приблизно 60-1012 кВт-год / рік (сучасне споживання енергії в світі становить приблизно 80-1012 кВт X хЧ / рік). Приблизно 20% цієї енергії йде на подолання сил тертя, а решта витрачається на перенесення водних мас з одних районів Світового океану в інші. В процесі цього перенесення водні маси перерозподіляють по планеті надлишок тепла, біогенних елементів, зменшують концентрацію забруднень в місцях їх надходження в океан, т. Е. Забезпечують океану роль природного демпфера небезпечних відхилень життєво важливих показників середовища. Це перенесення йде з різними швидкостями: від декількох сантиметрів до декількох метрів в секунду. Він відбувається і по горизонталі і по вертикалі, забезпечуючи повний обмін водними масами між різними частинами Світового океану приблизно один раз в 1000 років. [...]

   

Математичних моделей, що пояснюють вертикальні розподілу біогенних елементів в океані, ще не побудовано. [...]

Інша функція продуцентів - перетворення найпростіших неорганічних біогенних елементів в складні органічні сполуки, необхідні для функціонування життя, що виражається в валової продукції біосфери. При постійній потужності зовнішньої енергії максимально можлива валова продуктивність продуцентів буде визначатися наявністю в необхідній кількості біогенних елементів у формі, доступній для фотосинтезу неорганічних сполук. Реально в біосфері кількість біогенів для фотосинтезу обмежується в континентальній суші нестачею для їх транспірації води, а в океанах- недостатністю кількості розчинених біогенів. По-цьому найбільш продуктивними екосістсмамі на суші є стежки-етичні лісу з рясними дощами, а в водних екосистемах - тропічні естуарії - прибережні ділянки океанів, в які впадають річки, що несуть велику кількість поживних речовин. У більшості рослин-продуцентів чиста продукція становить приблизно половину від валової. [...]

Кругообіг біогеохімічних - це переміщення і перетворення хімічних елементів через відсталу і органічну природу за активної участі живої речовини. Хімічні елементи циркулюють у біосфері за різними шляхами біологічного кругообігу: поглинаються живою речовиною і заряджаються енергією, потім залишають живу речовину, віддаючи накопичену енергію в навколишнє середовище. Такі в більшій чи меншій мірі замкнуті шляху були названі В. І. Вернадським "биогеохимическими циклами". Ці цикли можна поділити на два основних типи: 1) кругообіг газоподібних речовин з резервним фондом в атмосфері або гідросфері (океан) і 2) осадовий цикл із резервним фондом в земній корі. У всіх біогеохімічних циклах активну роль грає жива речовина. З цього приводу В. І. Вернадський (1965, с. 127) писав: "Жива речовина охоплює і перебудовує все хімічні процеси біосфери, дієва його енергія величезна. Жива речовина є найпотужніша геологічна сила, що росте з ходом часу". До головних циклів можна віднести кругообіг вуглецю, кисню, азоту, фосфору, сірки і біогенних катіонів. Нижче розглянемо як приклад основні риси кругообігу типових біофільние елементів (вуглецю, кисню і фосфору), що грають істотну роль в житті біосфери. [...]

Для прибережних зон океану характерно посилення таких процесів, як евтрофікація, цвітіння вод, «червоні припливи», мікробіологічне забруднення. Цвітіння вод - масовий розвиток фітопланктону, що викликає зміна забарвлення води від зеленої і жовто-бурої до червоної. Червоні припливи »- масовий розвиток пірофітових водоростей, пов'язане з надмірним скиданням в океан органічних речовин. Вони неодноразово спостерігалися біля берегів Флориди, Індії, Австралії, Японії, Чорного моря і т. Д. [...]

Джерела забруднюючих речовин різноманітні, також багаточисельні види відходів і характер їх впливу на компоненти біосфери. Біосфера забруднюється твердими відходами, газовими викидами і стічними водами металургійних, металообробних і машинобудівних заводів. Величезної шкоди завдають водних ресурсів стічні води целюлозно-паперової, харчової, деревообробної, нафтохімічної промисловості. Розвиток автомобільного транспорту призвело до забруднення атмосфери міст і транспортних комунікацій токсичними металами і токсичними вуглеводнями, а постійне зростання масштабів морських перевезень викликало майже повсюдне забруднення морів і океанів нафтою і нафтопродуктами. Масове застосування мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин призвело до появи отрутохімікатів в атмосфері, ґрунтах і природних водах, забрудненню біогенними елементами водойм і сільськогосподарської продукції. При розробках на поверхню землі витягаються мільйони тонн різноманітних гірських порід, що утворюють пилять і палаючі терикони і відвали. В процесі експлуатації хімічних заводів і теплових електростанцій також утворюється величезна кількість твердих відходів (недогарок, шлаки, золи), які складуються на великих площах, негативно впливаючи на атмосферу, поверхневі і підземні води, грунтовий покрив.




Основні види забруднення вод. | Методичні вказівки