Несколько слов о воде

Несколько слов о воде

 

   Вода - уникальнейшее  вещество на Земле:  
   - самый распространенный минерал на поверхности Земли  
   - источник жизни на Земле  
   - самый лучший растворитель (практически нет веществ, которые она не могла бы растворить - это вопрос времени)  
   - в то время как все вещества с понижением температуры увеличивают плотность (сжимаются, тяжелеют), вода имеет наибольшую плотность при температуре + 4о С, что сохраняет жизнь во многих водоёмах суши, иначе зимой они бы промерзали до дна, и жизнь бы в них погибала  
   - всё живое на 70 - 98 % состоит из воды  
   - делает суточные и сезонные колебания температуры воздуха на Земле допустимыми для существования жизни

Виды  воды

 

   1. Химически чистая (Н2О) - в природе не существует (поэтому её ещё называют теоретической), т.к. при образовании моментально растворяет в себе окружающие газы или др. вещества и уже не является чистой Н2О  
   2. Дистиллированная - минерализация (содержание минеральных веществ) крайне низка. В природе практически не существует, получается искусственным путем. Широко применяется в химии, медицине (фармакология), технике.  
   3. Пресная - минерализация менее 1 о/оо (промилле - 1/1000 = 0,001). Т.е. содержит менее 1 г солей в 1 л  
   4. Соленая - минерализация > 1 о/оо . В зависимости от содержания солей её подразделяют на ряд видов. Обычно вода с минерализацией до 24,7 о/оо называется солоноватой    

 

Распространение воды на Земле

 

   Вода  бывает не ценна, когда  у наших ног  она  
   ( восточная поговорка)    

Мировой океан занимает 71 % поверхности планеты. В нем сосредоточено 96,5 % воды. Минерализация вод Мирового океана 34 - 36 о/оо . Также соленая вода содержится и в водоемах суши, в-основном, в бессточных озерах. Итого на соленую воду приходится 97,2 - 97,5 % всей земной воды. Ресурсы пресной воды составляют лишь около 2,5 %, основные запасы которой приходятся на снега и ледники (1,7 - 2 %) и на подземные воды (0,7 %). Доля поверхностных вод, наиболее используемых человеком, ничтожна мала: реки - 0,0001 %, пресные озера - 0,009 %. Но даже и эта вода распространена крайне неравномерно. 70 % населения мира страдает от нехватки воды или потребляет некачественную воду. Лишь 30 % потребляет доброкачественную воду. В КР большинство населения потребляет качественную воду (практически весь Бишкек). Также надо отметить, что качество значительной части воды КР практически не имеет аналогов в мире (лишь 1% населения мира имеет доступ к подобной воде). Но ресурсы её у нас небезграничны, и темпы их истощения навевают грустные мысли. Так что, берегите воду!    

 

Загрязнение водоемов

 

   является в последнее  время проблемой не меньшей, чем  истощение запасов пресных вод. Виды и формы загрязнения столь  разнообразны и масштабны, что, для  краткости, обозначим их обобщенно:  
   Промышленные стоки (в-основном, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, меньше - металлургия, машиностроение и др.)  
   Канализационные и прочие стоки  
   Нефть и нефтепродукты  
   С/х стоки (химикаты, помывка скота, отходы жизнедеятельности скота, которые под фермами проникают даже в подземные воды)  
   Население (во время отдыха, при мойке транспортных средств)    

 

Самоочищение  водоёмов

 

   Факторы самоочищения водоемов можно разделить на 3 группы.  
   1. Физические. Интенсивное течение рек обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентраций вредных веществ и организмов (а, как известно, с небольшими концентрациями природа справляется сама). Оседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. Важным физическим фактором является ультрафиолетовое излучение Солнца, благодаря которому происходит обеззараживание воды, т.к. ультрафиолетовые лучи губительны для различных микробов, бактерий, вирусов и пр. некоторые вредные вещества испаряются.  
   2. Химические. Главным образом, это окисление органических и неорганических веществ. В значиетльной степени способствует самоочищению гидролиз.  
   3. Биологические. Главным фактором самоочищения многих водоемов являются моллюски-фильтраторы (гребешки, беззубки, мидии), а также различные бактерии, грибы и пр. организмы. Фильтраторы пропускают через себя массы воды (при помощи фильтрующих приспособлений ротового аппарата), используя отцеженные мелкие планктонные организмы для питания. Но при этом отфильтровываются и прочие вещества, что существенно способствует самоочищению водоемов. Однако высокая концентрация вредных веществ (особенно химикатов) ведет к гибели природных экологов, поэтому надо заботиться о снижении концентрации выбросов. Способствуют самоочищению водоемов и водоросли, правда, некоторые из них (сине-зеленые) сами загрязняют водоемы, насыщая их сероводородом и др.  
   Несмотря на столь обширные резервы природы для сопротивления загрязнению, резко возрастающая нагрузка на все экосистемы (водоемы в том числе) не оставляет природе шансов самостоятельно справиться с этим бедствием. Всё острее возникает необходимость в человеческой помощи.    

 

Очистка сточных вод

 

   Для очистки промышленных стоков сложного состава применяется  электролитический (физический) способ. При этом электрический ток пропускается через промстоки, что приводит к выпадению в осадок большинства загрязняющих веществ. Химический метод заключается в том, что в стоки грязных вод вносятся реагенты, которые вступают в реакцию с растворенными и нерастворенными загрязняющими веществами, способствуя выпадению их в осадок. От несложных примесей можно избавиться механическим путем - простым фильтрованием. Значительно снижает образование отходов переработка сырья на комбинатах, где отходов, как таковых, нет или очень мало, т.к. практически всё используется в том или ином производстве.  
   Методы очистки бытовых сточных вод подразделяются на механические и биологические. При механической очистке происходит разделение их жидкой и твердой фаз, для чего применяются решётки, песколовки, различные отстойники, песчаные и пр. фильтры. Жидкая часть сточных вод подвергается биологической очистке. В неё селят микроорганизмы (инфузории-туфельки, коловратки и др.), а к самим отстойникам подведены аэротенки для подачи кислорода и ускорения процесса переработки. После этого смесь попадает во вторичные отстойники, в которых оседает переработанный ил, а вода отфильтровывается и уходит на хлорирование, нейтрализацию и далее на поля или в водоемы. Переработанный ил является прекраснейшим органическим удобрением.    

 

Мировой океан и человек

Значение  Мирового океана

 

   Значение Мирового океана для человека и всего живого столь велико, что тяжело оценить  его по достоинству. Попробуем сделать  это хотя бы частично.  
   Климатообразование. Только на той планете, где вода занимает значительную часть поверхности (по мнению большинства ученых не менее половины) возможна жизнь. Вода обладает огромной теплоёмкостью, что позволяет ей накапливать тепло в летнее время, спасая прилегающие территории от губительной для всего живого жары. В зимнее время океан отдает накопленное летом тепло, спасая всё живое от вымерзания. На Луне, где нет воды и атмосферы, суточные колебания (лунные сутки равны 29,5 земных) температуры достигают 300о С. Одна из главных причин этого - отсутствие океана. Аналогичная ситуация и на других планетах. Кроме того, океан - источник влаги (атмосферных осадков)  
   В океане зародилась жизнь - такое мнение наиболее широко распространено в ученых кругах  
   Это среда обитания многих живых организмов  
   Океан - это гигантский фильтр , очищающий воду в процессе её круговорота  
   Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана  
   Океан - источник продуктов питания (дает 15 % потребляемых человечеством животных белков)  
   Это кладезь полезных ископаемых  
   Морской транспорт (дешёвый)  
   Источник энергии (приливы, течения) - возобновляемой  
   Рекреационные ресурсы    

 

Загрязнение Мирового океана

 

   Современная технологическая  революция отвела Мировому океану роль гигантской "мусорной свалки". Общий вес загрязняющих отходов - нефти, промышленных и бытовых (канализационных) стоков, мусора, радиоактивных отходов, тяжелых металлов, сбрасываемых в Мировой океан, составляет миллиарды тонн в год. Наиболее загрязняется шельфовая (приматериковая) часть, особенно в районах скопления морских портов, что является вторым после отлова фактором сокращения биологических богатств океана, т.к. материковая отмель - место обитания 95 - 98 % жителей океана. Но главным бедствием для океана является нефть.    

 

Нефть и океан

 

   Нефть и нефтепродукты  попадают в океан при перевозке  танкерами, при добыче нефти в  полосе берегового шельфа, при промывке порожних емкостей нефтеналивного флота  и машинных отделений судов.  
   Последствия этого загрязнения ошеломляющи. Нефть образует на поверхности воды пленку толщиной всего в 0,001 см (каждая капля нефти покрывает непроницаемой пленкой 20 кв. м поверхности). Это резко сокращает газо- и водообмен между океаном и атмосферой, губит микроорганизмы, рыбу, морских птиц. В пленке накапливаются ионы тяжелых металлов, пестициды и др. вредные вещества. А многие морские обитатели проходят стадию личинки как раз в поверхностном слое. Особенно восприимчива к нефти икра рыб. А сейчас около 1/3 поверхности Мирового океана покрыто нефтяной пленкой.  
   Огромное значение для преодоления этого бедствия имеет самоочищение морей и океанов - сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включение их в общий круговорот веществ. Известны около 70 родов микроорганизмов, включая бактерии, грибы, дрожжи, которые способны вступать в единоборство с нефтью. Особенно велика роль моллюсков (мидии, устрицы, гребешки, кардиум), плотное поселение которых площадью 1 кв. м фильтрует за сутки до 200 куб. м воды. однако следует подчеркнуть, что способность моря перерабатывать углеводороды не безгранична. В настоящее время многие акватории уже потеряли способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты превратились практически в мертвые районы из-за нефти, в больших количествах скопившейся в донных отложениях.  
   Наибольший веред приносят аварии на танкерах и нефтедобывающих платформах. Здесь все решает оперативность. Однако меры, принимаемые человеком в этих ситуациях далеки от совершенства. Когда-то в таких ситуациях применялось выжигание нефти, но это зачастую приносит больше вреда, чем пользы, т.к. и атмосфера загрязняется, и остается большое количество несгоревших фракций, которые долгое время находятся в верхнем слое воды и убивают все живое (у рыбы отфильтровываются на жабрах, после чего та задыхается). Проблему может решить выброс в место катастрофы большого количества нефтепоедающих бактерий и др. микроорганизмов, но где их взять в таком количестве, ведь если сформировать хранилище для них, их постоянно нужно кормить, а это огромные расходы. Последние годы всё шире используется поверхностно-активное вещество (ПАВ). Оно создает нестойкое соединение с нефтью (как гемоглобин крови с кислородом) и, проходя через сепаратор, отдает нефть, которая собирается в отбельные ёмкости. Преимущества ПАВ очевидны - и нефть собирается (а не теряется, как при других методах), и не образуется СО2, и ПАВ можно повторно использовать до 1000 раз.  
   Для контроля за уровнем загрязнения морей и океанов проводится комплексный мониторинг состояния наиболее загрязненных акваторий, для чего создана сеть из почти 2000 станций.    

 

Экологические проблемы водоёмов СНГ

 

   Сложности с экологией  имеются у большинства водоемов данной территории. Остановимся на  
   самом крупном пресноводном бассейне мира оз. Байкал  
   крупнейшем пресном водоеме Европы оз. Ладожском  
   уникальном озере-море в Средней Азии Арале (во многом определяющем климат КР)  
   жемчужине Кыргызстана оз. Иссык-Куль.    

 

Экологические проблемы Байкала  и пути их решения

 

   Общие сведения. Самое глубокое озеро мира - 1620 м (офиц.). Котловина Байкала представляет тектонический разлом, который постоянно увеличивается. На рубеже ХХ-ХХI веков его глубина уже составляла 1633 м, а по последним данным достигла 1637 м. Именно поэтому он вмещает свыше 80 % поверхностных вод СНГ и 1/5 мировых запасов. Весной прозрачность его достигает 40 м. Минерализация очень слабая - 0,15 о/оо. В Байкал впадает 1123 водотока (336 из них довольно крупные реки), а вытекает - Ангара. В нем обнаружено 1200 видов животных и более 600 видов растений. Более ? из них - эндемичны. Уникальным обитателем Байкала является нерпа (около 80 000 особей), загадка появления которой на озере до сих пор не раскрыта. Из 50 видов рыб наиболее ценны - омуль, хариус, озерный сиг.  
   Поразителен механизм самоочищения Байкала. Мельчайшие водоросли усваивают из воды минеральные и органические вещества и в процессе фотосинтеза выделяют огромную массу кислорода, который активно влияет на разложение органических веществ. Фильтрацию воды озера осуществляет, в-основном, крохотный рачок - эпишура. Под каждым квадратным метром поверхности озера их насчитывается до 3 млн. экземпляров.  
   Экологические проблемы и пути их решения.  
   Наибольший вред природе Байкала наносят предприятия целлюлозно-бумажной промышленности, особенно Байкальский целлюлозно-бумажный и Селенгинский целлюлозно-картонный комбинаты. Кроме того, р. Селенга (крупнейшая река впадающая в озеро) несёт и массу других отходов. Принимаемые последние годы меры (ряд предприятий были перепрофилированы или закрыты) несколько улучшили ситуацию, но о полном решении проблемы говорить пока ещё рано.  
   Иркутский ТЭК и др. предприятия района используют, в основном, низкосортный бурый уголь, поставляющий в атмосферу тысячи тонн золы и углекислого газа. Атмосферные осадки, очищая атмосферу, переправляют основную массу этого в озеро. Решению проблемы может способствовать лес, но в районе озера ведётся интенсивная лесозаготовка, а объём лесовосстановительных работ значительно отстаёт.  
   Браконьерство стало последние годы настоящим бичом озера. Решить данную проблему очень сложно, т.к. количество работников природоохранных служб значительно меньше числа желающих подзаработать на природных богатствах озера. Рыбные запасы озера последние десятилетия оскуднели по самым скромным подсчётам в 2 раза.  
   Повышенная рекреационная нагрузка (особенно в южной части) также не способствует улучшению экологии озера.  
   В 1989 году создан Фонд экологической защиты озера. В 1990 году прошёл и первый экологический фестиваль "Байкал-Мичиган". Но пропагандистскими мероприятиями и разовыми акциями невозможно кардинально улучшить ситуацию. Видимо требуется и ужесточение природоохранного законодательства.