Антропогенний вплив на гідросферу

Існування біосфери і людини завжди було засновано на використанні води. Людство постійно прагнуло до збільшення водоспоживання, надаючи на гідросферу величезна різноманітний тиск.

Проблема забезпечення людства питною водою нині надзвичайно загострилася, оскільки наявних ресурсів прісної води в багатьох країнах недостатньо для задоволення потреб споживачів не тільки у перспективі, але і в даний час. Всі галузі господарства стосовно до водних ресурсів поділяються на дві групи: водоспоживачі та водокористувачі.

Споживачі забирають воду з джерела, використовують її для виробництва промислової чи сільськогосподарської продукції, а потім повертають, але вже в іншому місці, в меншій кількості й іншої якості.

Користувачі воду з джерела не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт і т. д.) або як джерело енергії (ГЕС). Причому вони також можуть змінювати якість води (наприклад, забруднення води водним транспортом). Промисловість використовує близько 20 % загального рівня прісної води та її використання. Кількість води, що використовується підприємством, залежить від типу продукції, технології виробничого процесу, системи водопостачання (прямоточною або зворотній), кліматичних умов і т. д.

У разі прямоточної системи водопостачання вода з водного джерела подається на промисловий об'єкт, використовується в процесі виробництва продукції, потім надходить на очисні споруди і після відповідної очищення скидається у водотік або водойму. При такій системі використовується велика кількість води, але частка необоротного водопостачання невелика.

При оборотній системі водопостачання відпрацьована вода після відповідної очищення не скидається у водойму, а багаторазово використовується у процесі виробництва. Витрати води при цьому набагато нижче.

Для оцінки промислового водоспоживання використовується термін водомісткість виробництва (кількість води (м3), необхідне для виробництва на одиницю (1 т, 1 кВт і т. д.) продукції. Найбільшим споживачем води в промисловості є атомна енергетика – АЕС споживають в середньому вдвічі більше води на 1 кВт виробленої електроенергії, ніж ТЕС. Сільське господарство є основним споживачем прісної води (70 % всього її використання). Втрати води в процесі зрошення (за рахунок випаровування) досягають 20-60 % водозабору. Водопостачання населення задовольняє потреби в питній воді й комунально-побутові потреби. Існує поняття питоме водоспоживання, тобто добовий об'єм води в літрах, необхідний для задоволення всіх потреб одного жителя міста або села. У містах воно вище і значною мірою залежить від ступеня впорядкованості (наявності водопроводу, каналізації, центрального водяного опалення.).

Під забрудненням водойм розуміють зниження їх біосферних функцій і екологічного значення в результаті надходження в них шкідливих речовин. Проявляється забруднення вод в зміні фізичних і органолептичних властивостей (зниження прозорості, зміна забарвлення, запаху, смаку), збільшенні вмісту сульфатів, хлоридів, нітратів, токсичних важких металів, скорочення розчиненого у воді кисню, появу радіоактивних елементів, хвороботворних бактерій і інших забруднювачів.

Основною причиною забруднення водних ресурсів є антропогенне забруднення. Основними його джерелами є:

- стічні води промислових підприємств;

- стічні води комунального господарства міст та інших населених пунктів;

- стоки систем зрошення, поверхневі стоки з полів та інших сільськогосподарських об'єктів;

- атмосферні випадіння забруднювачів на поверхню водойм і водозбірних басейнів, а також неорганізований стік води опадів (зливові стоки, талі води) забруднює водойми техногенними терраполлютантами, змитими з поверхні ґрунту.

Встановлено, що понад 400 видів речовин можуть викликати забруднення вод. У разі перевищення допустимої норми хоча б по одному з трьох показників шкідливості: санітарно-токсикологічному, загальносанітарному або органолептичному, вода вважається забрудненою.

Розрізняють хімічне, фізичне і біологічне забруднення. Хімічне забруднення – найбільш часто зустрічається, стійке і далеко поширюється. Воно може бути органічним (феноли, нафта і нафтопродукти, поверхнево-активні речовини (ПАР), пестициди), і неорганічним (солі, кислоти, луги, метали та їх сполуки). Більшість з них є токсичними (миш'як, сполуки ртуті, свинцю, кадмію і ін.). При осадженні на дно водойм або при фільтрації в пласті шкідливі хімічні речовини сорбуються частинками порід, окислюються і відновлюються, випадають в осад, але, як правило, повного самоочищення не відбувається. Осередок хімічного забруднення підземних вод в сильно проникних ґрунтах може поширюватися до 10 км і більше. У харчових ланцюгах поглинені планктоном забруднюючі речовини (ЗР) концентруються згідно із законом піраміди мас (енергій), на кожному наступному рівні, тобто в рибі, яка харчується цим планктоном, концентрація ЗВ перевищує в десять разів вміст його в планктоні і т. д. Так як ланцюги живлення у водоймах налічують 4-6 ланок, то в результаті в тканинах хижих риб (щука, судак) концентрація токсичних речовин може в тисячу разів перевищувати її концентрацію у воді, що небезпечно для птахів, інших тварин і людей. Наприклад, було встановлено, що вміст ртуті в балтійській трісці подекуди досягає 800 мг/кг маси, тобто з'ївши 5-8 таких рибин, людина одержує стільки ртуті, скільки її в медичному термометрі.

Бактеріальне забруднення виражається в появі у воді патогенних бактерій, вірусів (до 700 видів), найпростіших, грибів і т. д.

Радіоактивне забруднення створюється радіоактивними елементами; особливо шкідливі «довгоживучі» радіоактивні елементи, що володіють підвищеною здатністю до пересування у воді: стронцій-90, уран, радій-226, цезій і т. д. Потрапляють у поверхневі водойми при скиданні в них радіоактивних відходів, поховання відходів на дні і т. д. В підземні води уран, стронцій і інші елементи потрапляють в результаті випадання їх на поверхню землі у вигляді радіоактивних продуктів і відходів та подальшого просочування вглиб землі разом з атмосферними опадами, так і в результаті взаємодії підземних вод з радіоактивними гірськими породами.

Механічне забруднення характеризується потраплянням у воду різних механічних домішок (пісок, шлам, мул та ін.), які значною мірою погіршують органолептичні показники якості вод. Засмічення промисловими та побутовими твердими відходами, рештками лісосплаву та ін. погіршує якість вод, негативно впливають на середовище існування гідробіонтів і на стан екосистем.

Теплове забруднення вод пов'язано з підвищенням температури вод унаслідок їх змішування з більш нагрітими поверхневими або технологічними водами. При підвищенні температури відбувається зміна газового і хімічного складу у водах, що веде до розмноження анаеробних бактерій, зростання числа одних гідробіонтів і загибелі інших, виділення отруйних газів - сірководню, метану.

Під впливом забруднення прісноводних водоймах спостерігається зниження стійкості екосистем внаслідок порушення харчових зв'язків, мікробіологічного забруднення, антропогенної евтрофікації (різкого підвищення біопродуктивності масового розмноження фітопланктону, в першу чергу невибагливих синьо-зелених водоростей. «Цвітіння» води і поступове відмирання маси водоростей призводить до витрачання всіх запасів кисню і «вмирання» водойми. Причому евтрофікація викликається не отруйними ЗВ, а цілком нешкідливими домішками – частинками грунту і добривами).