Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Опыт решения задач по юриспруденции более 20 лет!

 

 

 

 


«Роль воды в природе и хозяйственной деятельности людей. Истощение и загрязнение водных ресурсов»

/ КСЕ
Конспект, 

Оглавление

Вода играет исключительно важную роль в природе. Температура воды в жидком состоянии наиболее благоприятна для жизненных процессов. Для огромной массы организмов она является средой обитания. Уникальные свойства воды являются ценными для организмов и, казалось, созданы специально для их жизнедеятельности. Вода в водоемах замерзает сверху вниз, что имеет большое значение для обитающих в них организмов. 

Аномально высокая удельная теплоемкость воды благоприятствует аккумуляции колоссального количества тепла, способствует медленному нагреванию и охлаждению. Обитающие в воде организмы предохранены от резких спонтанных колебаний температуры и состава, приспосабливаясь к медленным ритмическим колебаниям – суточным, сезонным, годовым и т.д. Вода в атмосфере оказывает смягчающее влияние на погодно-климатические условия. Она постоянно перемещается во всех сферах Земли. На большие расстояния она переносится циркуляционными потоками атмосферы. Циркуляция воды в океане (морские течения) приводит к планетарному тепло-, массо- и влагообмену. 

Известна роль воды как мощного геологического фактора. Экзогенные геологические процессы на Земле, в частности, обусловлены деятельностью воды как эродирующего агента. Размыв и разрушение горных пород, эрозия почв, перенос и отложение веществ – важные геологические процессы, связанные с водой.

Большинство органических веществ биосферы представляют собой продукты фотосинтеза – процесса, при котором растения используют световую энергию для соединения углекислого газа с водой. Без воды не может происходить фотосинтез. Вода – единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Она необходима для биохимических и физиологических процессов, происходящих в организме. Живые организмы, в том числе человек, состоящий на 80% из воды, не могут обойтись без воды. Потеря 10-20% воды приводит к их гибели [16].

Вода играет огромную роль в жизнеобеспечении человека. Она используется им непосредственно для питья и хозяйственных нужд, как средство передвижения и сырье для получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов, имеет эстетическое и рекреационное значение.

Сейчас потребление воды в народном хозяйстве в количественном отношении превышает суммарное использование всех иных природных ресурсов. Это определяется сложившимися особенностями производства в основных отраслях промышленности, при которых затрачивается огромное количество пресной воды. Например, для переработки 1 т нефти необходимо около 60 т воды, для изготовления 1 т условной тканевой продукции – 1100 т, синтетического волокна – до 5000 т воды. Для выращивания и получения 1 т зерна пшеницы нужно 2 т воды, 1 т риса – свыше 25 т воды [9].

Вода превращается в самое драгоценное сырье, заменить которое невозможно. Запасы и доступность водных ресурсов определяют размещение новых производств, а проблема водоснабжения становится одной из важных в жизни и развитии человеческого общества.

Потребление воды одним городским жителем южных районов России составляет: в доме без канализации – 75 л/сут, в доме с канализацией – 120, с газовым водонагревателем – 210 и со всеми удобствами – 275 л/сут. Для города в средней полосе Европейской России нормы потребления воды согласно «Нормам хозяйственно-питьевого потребления для населенных пунктов» (СНиП-П.31-74) таковы: в домах без ванн – 125-160, с ваннами и нагревателями – 160-230 и при централизованном горячем водоснабжении – 250-350 л/сут [13].

Пресные воды составляют ничтожную (около 2% гидросферы) долю от общих запасов воды в природе. Пресная вода, доступная для использования, находится в реках, озерах и подземных водах. Ее доля от всей гидросферы составляет 0,3%. Ресурсы пресной воды распределены крайне неравномерно, часто обилие воды не совпадает с районами повышенной хозяйственной деятельности. В этой связи возникает проблема недостатка и истощения водных ресурсов и особенно пресной воды. Она усугубляется все возрастающими объемами ее использования.

Проблема истощения водных ресурсов возникает по нескольким причинам, главные из которых: неравномерное распределение воды во времени и пространстве, рост ее потребления человечеством, потери воды при транспортировке и использовании, ухудшение качества воды и как крайний случай – ее загрязнение.

Основные антропогенные причины истощения и загрязнения пресной воды – это отбор поверхностных и подземных вод; водоотлив из шахт, штолен; разработка месторождений твердых полезных ископаемых, нефти и газа, промышленных вод, выплавка серы; урбанизация: жилая застройка, энергетические объекты (АЭС, ТЭЦ).

Сильно загрязняют пресные воды предприятия промышленности: химической, пищевой, целлюлозно-бумажной, черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей, строительных материалов, машиностроительной.

Рост потребления пресной воды населением на планете определяется в 0,5-2 % в год. В начале XXI столетия общий водоотбор достиг объема в 12-24 тыс. км3. Потери пресной воды увеличиваются с ростом ее потребления на душу населения и связаны с использованием воды для хозяйственных нужд. Чаще всего это объясняется несовершенством технологии промышленного, сельскохозяйственного производства и коммунальных служб. Потери воды из водонесущих коммуникаций в городах России – 30-35%. В городах областного значения они составляют примерно 10-15 млн. т в год и удваиваются через каждые 5 лет [5]. Большие потери пресной воды происходят при разработке месторождений полезных ископаемых, при строительном осушении городских территорий.

В ряде случаев недостаток пресной воды связан с негативными последствиями деятельности человека. Например, строительство каналов (Волга-Чограй, Волга-Урал), каскадов водохранилищ, орошение и обводнение пастбищ, осушение болот и т.д. не привели к ожидаемым положительным эффектам, напротив, проекты закончились жестокой расплатой: потерей и загрязнением водных ресурсов. Печальные свидетели небережного и расточительного отношения к ресурсам пресных вод – заброшенные поселки и города в районах их истощения.

Потери воды и истощение водных ресурсов во многом связаны с недостаточным знанием природных условий (геолого-литологических и гидрогеологических, климатических и метеорологических, биологических), внутренних закономерностей и механизмов развития экосистем. Например, при создании водохранилищ не всегда учитываются усиление фильтрации в их борта, рост испарений при увеличении водной поверхности. Создание каскада прудов на реках наносит ущерб речному стоку. Осушение болот ведет к уменьшению запасов подземных вод, нарушению веками установившегося баланса влаги и ее циркуляции, изменению видового состава биоценозов и т.д. Строительство и использование каналов способствуют резкому засолению почв, заболачиванию и огромным потерям пресной воды.

Ухудшение качества и загрязнение воды связано с попаданием как непосредственно в воду рек и другие поверхностные водоемы, подземные воды, так и через атмосферу и почвы загрязняющих веществ, продуктов деятельности человека. Этот вид истощения пресных вод наиболее опасен и становится все более угрожающим для здоровья людей и состояния жизни на Земле. Его крайнее проявление – катастрофическое загрязнение вод.

Естественные изменения, в том числе ухудшение качества воды, связанные с соприкосновением с водой и переносом различных веществ, происходят постоянно. Они носят циклический, реже спонтанный, характер: они бывают при извержениях вулканов, землетрясениях, цунами, наводнениях и других катастрофических явлениях. В антропогенных условиях такие изменения состояния воды имеют однонаправленный характер: инородные вещества, попавшие в воду, накапливаются в ней, ухудшая органолептические, физические и химические свойства. Когда количество содержащихся в воде инородных веществ, особенно тех, которые оказывают неблагоприятное влияние на человека, животных и растения, достигает критических значений, вода из блага может превратиться в зло.

За последнее время большую тревогу вызывает загрязнение вод морей и Мирового океана в целом (фоновое загрязнение). Основными источниками их загрязнения служат бытовые и промышленные сточные воды (в прибрежных районах находится 60% крупных городов), нефть и нефтепродукты, радиоактивные вещества. Особую опасность представляют загрязнения нефтью и радиоактивными веществами. Предприятия приморских городов выбрасывают в море тысячи тонн различных, как правило, неочищенных отходов, в том числе канализационные стоки. В моря выносятся загрязненные речные воды. Нефть и нефтепродукты попадают в воду в результате промывки цистерн, емкостей, в которых транспортируется нефть. Огромное количество нефти оказывается в водах океанов и морей при авариях танкеров, нефтепроводов на нефтепромыслах, при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений в зоне материковых шельфов. При авариях нефтяных скважин в море выбрасываются многие тысячи тонн нефти [11].

Загрязнение воды является причиной гибели морских животных: ракообразных и рыб, водоплавающих птиц, тюленей. Известны случаи гибели около 30 тыс. морских уток, массовой гибели морских звезд в начале 1990-х годов в Белом море. Нередки случаи закрытия пляжей в связи с опасными концентрациями загрязняющих веществ в морской воде, вызванными многочисленными авариями судов, которые перевозят нефть и нефтепродукты. Весьма опасны для окружающей среды несанкционированные или аварийные сбросы промышленных и хозяйственных отходов (Черное море в районе Одессы, 1999 г.; р. Тиса, Румыния, 2000 г.; р. Амур, Хабаровск, 2000 г.) [11]. В результате подобных аварий происходит быстрое загрязнение речных вод вниз по потоку. Загрязненные канализационные воды могут попасть в водозаборные сооружения.

Загрязнение вод Мирового океана радиоактивными веществами происходит в результате испытаний атомного оружия. Площадь заражения после испытаний может достигать 2,5 млн. км2. Аварии атомных подводных лодок, судов с атомными реакторами, без сомнения, также служат причинами радиоактивного заражения значительных площадей морей и океанов. В 1980-е годы практиковалось захоронение радиоактивных отходов в контейнерах, которые сбрасывали в наиболее глубокие участки океана. Мировая общественность противостояла этому довольно успешно. Загрязнение морской воды в дальнейшем приводит к концентрации радиоактивных веществ в растениях и животных по цепям питания. Известны случаи, когда концентрация радиоактивных веществ на вершинах трофических пирамид превышала фоновую более чем в 50 тыс. раз.

Степень загрязнения морской воды в значительной степени зависит от отношения к этой проблеме государств, граничащих с морями и океанами. Все внутренние и окраинные моря России испытывают мощный антропогенный пресс, включая многочисленные плановые и аварийные сбросы загрязняющих веществ. Уровень загрязнения российских морей (за исключением Белого моря), по данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации», в 1998 г. превышал предельно допустимые концентрации (ПДК) по содержанию углеводородов, тяжелых металлов, ртути, фенолов, поверхностно активных веществ (ПАВ) в среднем в 3-5 раз (табл. 2).

В настоящее время известно более 2000 веществ, загрязняющих водоемы. Основными загрязняющими и наиболее токсичными веществами являются нефть и нефтепродукты. Они попадают в поверхностные и подземные воды в результате аварий, при добыче, переработке и транспортировке нефти и ее производных продуктов. Все большую опасность начинают представлять поверхностно активные вещества, в том числе синтетические моющие средства (CMC). Широкое применение этих соединений в быту и промышленности приводит к увеличению их концентрации в сточных водах. Опасными загрязнителями являются соли тяжелых металлов: свинца, железа, меди, ртути и др. Они попадают в поверхностные и подземные воды как непосредственно с промышленных предприятий, так и через их сточные воды и твердые бытовые отходы в местах их захоронения и складирования.

Сельскохозяйственное производство поставляет такие загрязняющие вещества, как пестициды, минеральные и органические удобрения. Опасными загрязнителями являются радиоактивные и биологически активные вещества.

Поверхностные воды озер, прудов, водохранилищ, рек в наибольшей степени подвержены загрязнению и ущербу. По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации» (1999), в поверхностные воды России сбрасывается (тыс. т в год): нефтепродуктов – 39,4, фосфора – 60, фенола – 0,22, ПАВ – 8,9, соединений меди – 0,9, железа – 51,2, цинка – 1,6. Общий объем сточных вод, сброшенных в поверхностные воды, за последнее десятилетие в среднем за год составляет 50-60 км3. Нефтепродукты, фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот, а также специфические вредные вещества: лигнин, ксантогенаты, формальдегид и др. являются самыми распространенными инородными веществами в поверхностных водах [11].

Причинами ухудшения качества и загрязнения подземных вод является деятельность предприятий промышленности (37%), сельского (16%) и жилищно-коммунального хозяйства (10%), совместное воздействие различных объектов (9%), а также подтягивание некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов (13%). Основными веществами, которые ухудшают качество и загрязняют подземные воды, являются: сульфаты, хлориды, соединения азота (нитраты, нитриты, аммиак, или аммоний), нефтепродукты, фенолы, соединения железа, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть). Для 28% выявленных очагов загрязнения подземных вод содержание указанных выше веществ изменяется в пределах 10-100 ПДК, для 12% превышает 100 ПДК. Источниками загрязнения подземных вод являются отходы и выбросы различных объектов хозяйственной деятельности человека: промышленных предприятий, предприятий легкой и пищевой, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности, складируемые или захороняемые промышленные и коммунальные отходы, выбросы автотранспорта, отходы сельского хозяйства и животноводческих комплексов, месторождений полезных ископаемых, где из недр извлекают вещества, отсутствующие в окружающей среде. Поставщиками загрязняющих веществ являются места уничтожения, хранения и захоронения химического и бактериологического оружия [4].

Загрязняющие вещества попадают в подземные воды и в результате круговорота воды в природе, в основном через почвы. В реках и водоемах они проникают в подземные воды через донные отложения. Часть загрязняющих веществ при этом адсорбируется, механически задерживаясь в средах, через которые происходит фильтрация вод. Чем длиннее путь загрязненной воды к подземным водам, тем активнее очищается она от различных примесей и загрязнений. Таким образом, подземные воды лучше защищены и являются более надежным источником чистых и особенно питьевых вод. Не без основания санитарные службы России присвоили особо чистым питьевым водам название «экологические чистые воды». Источник таких вод только подземные воды.

Степень и характер загрязнения природных вод определяют по показателям загрязнения, среди которых различают: физические (степень мутности, запах, рН); химические (растворенный О2, биохимическая потребность в кислороде (ВПК), химическая потребность в кислороде (ХПК), окисляемость, количество аммонийного азота); бактериологические (титр кишечной палочки и наличие патогенных микроорганизмов), гидробиологические (видовой состав гидробионтов: соотношение сапробных и олигосапробных организмов) и т.д. С помощью гидробионтов главным образом определяют зараженность бактериями, например кишечной палочкой, и другими микроорганизмами, растущими на нефти; проводят санитарно-химические анализы (ВПК и ХПК).

Для определения степени загрязнения воды, предназначенной для питьевых целей, используется количественный показатель – предельно допустимые концентрации (ПДК). Под ПДК понимается максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме и неблагоприятных наследственных изменений у потомства. ПДК устанавливаются законодательно для каждого вредного вещества. Особенно строгие ПДК предъявляются к воде, предназначенной для питьевых целей.

Требования к качеству питьевых вод содержатся в утвержденных нормативах предельно допустимых концентраций веществ в воде, стандартах качества воды, изложенных в ГОСТах, технических условиях, стандартах, требованиях:

q         ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством»;

q         «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения» (СанПиН 4630-88);

q         Санитарные правила и нормы «Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» (СанПиН 2.1.4.544-96);

q         Санитарные правила и нормы «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.559-96) [12].

Рекомендуемые предельно допустимые концентрации компонентов в питьевых водах согласно санитарным правилам и нормам (СанПиН) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) приведены в табл. 3.

В таблице перечислены основные компоненты, содержание которых регламентируется в питьевых водах. По состоянию на начало 2000 г. этот перечень достигает 1700 названий! Определять содержание всех их технически нереально. В связи с этим разработаны перечни так называемых приоритетных компонентов, определяемых в первую, вторую очередь и т.д. Признаками загрязнения воды считается прежде всего превышение норм для минерализации, жесткости и наиболее распространенных веществ: нитритов, нитратов, железа. Вблизи объектов, где возможно загрязнение другими компонентами, они также подлежат определению. Аналитические методы определения концентрации каждого компонента также устанавливаются ГОСТами.

Для оценки степени загрязнения водоемов, которые размещены у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, прежде всего применяется прямое измерение концентрации загрязнителей, например солей тяжелых металлов.

При загрязнении водоемов органическими веществами потребление кислорода для дыхания организмов и окислительных процессов возрастает, поэтому существует метод определения загрязнения воды по биохимической потребности в кислороде – по количеству кислорода, которое поглощается определенным объемом воды за пять суток при температуре 18-20°С.

При бактериологическом анализе определяют количество бактерий в 1 см3 воды при выращивании колоний на питательных средах в лаборатории.

Загрязнение воды по-разному сказывается на видовом разнообразии водных биоценозов. Одни виды нуждаются в органических веществах, другим они противопоказаны. Около 800 обитателей пресных водоемов очень чувствительны к органическим веществам и служат индикаторами благополучия водных экосистем. Для биологической диагностики степени загрязнения воды используют сообщества сапробных организмов (животных, растений, водорослей, грибов и др.), живущих при разной степени ее загрязнения органическими веществами.

 



0
рублей


© Магазин контрольных, курсовых и дипломных работ, 2008-2024 гг.

e-mail: studentshopadm@ya.ru

об АВТОРЕ работ

 

Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Опыт решения задач по юриспруденции более 20 лет!