Что такое вода в экологии

Загрязнение водоёмов как экологическая проблема

С древних времен люди стремились селиться по берегам рек, чтобы всегда иметь доступ к водным ресурсам. Они использовали сырье для самостоятельного питания, кормления скота, орошения овощных и зерновых культур, а также ловили рыбу и переправляли грузы по водным путям. Со временем вода не потеряла своей значимости; она надежно закрепилась в списке необходимых человеческих потребностей, но, несмотря на это, люди не научились самому главному – ценить то, что имеют.

Многочисленные достижения прогресса во многом улучшили и упростили жизнь людей, нанеся при этом непоправимый ущерб природе. Помимо антропогенного фактора на состав гидросферы оказали влияния климатические условия, повлекшие за собой опасные осадки и стоки. Загрязнение пресных вод, пригодных для поддержания жизнедеятельности – это актуальная экологическая проблема современности.

Основные причины загрязнения воды

Причины, оказывающие негативное воздействие на воды, условно можно поделить на 2 категории. Первая представляет собой загрязнения воды, вызванные природным путем, а вторая – деятельностью человека. Каждый из этих факторов одинаково отрицательно сказывается не только на водоемах, но и на их обитателях. Важно уметь устанавливать истинную причину, вызвавшую экологическую проблему, и устранять ее.

Естественные источники загрязнения водоемов

Дожди являются природными источниками, способными к загрязнению рек. На фермерских угодьях, в полях и на огородах люди часто используют различные удобрения. Добавки остаются в верхнем слое почвы, который размывается осадками и стекает в ближайшие водоемы. Удобрения ускоряют процессы роста травы, которая разрастаясь, приводит водный бассейн к негодности в дальнейшем использовании.

Кроме того, вулканическая деятельность способна стать источником загрязнения водоемов. Во время извержения в атмосферу попадают сера и газы, способствующие образованию серной и азотной кислот. Осадки в виде кислотных дождей оседают на земную поверхность, нанося урон всему живому.

Загрязнение водоемов человеком

Антропогенная деятельность часто вредит окружающей среде, и загрязнения водоемов – не исключение. Создавая новые способы улучшения своей жизни, люди приносят в жертву привычную и благоприятную жизнь других обитателей Земли – растений и животных.

В данной таблице показано, как причины, вызванные человеком, способны повлиять на жизнь в реках и озерах.

Пути решения проблемы загрязнения воды

В настоящее время большое количество бассейнов с пресной водой находится в критическом состоянии. Если не начать бороться с проблемой, то вероятнее всего, человечество в скором времени исчерпает все запасы воды. Во всех странах мира разрабатываются методы, которые смогли бы положительно повлиять на ситуацию, но все еще совершенного способа очистки рек от загрязнений не найдено.

Очистка промышленных и бытовых сточных вод

Сточные воды, которые сливаются предприятиями разных отраслей в реки и озера, проходят несколько этапов очистки.

Охрана водных ресурсов

В борьбе с вредными веществами, поступающими в воду, человечество должно предпринять важнейшую меру, которая позволит надежно защитить гидросферу от примесей, металлов и биологических отходов. Охрана водных бассейнов посодействует сохранению имеющихся запасов пресной воды и разнообразию живых организмов, обитающих в ней.

Люди стремятся придумать и произвести ряд мероприятий, которые позволят вернуть водный баланс в нормальное состояние.

Охрана воды – это дело не только всего человечества, но и каждого индивида. Если человек начнет ценить и экономить водные ресурсы, то ситуация заметно изменится в лучшую сторону.

Практика борьбы с загрязнениями воды в мире

Водные ресурсы распространены по земной поверхности неравномерно. В каких-то регионах гидросеть значительно гуще, чем в других, но это не влияет на факт того, что степень загрязнения воды отходами практически везде. Реки азиатской части Евразии содержат большое количество вредных бактерий и тяжелых металлов. Половина от всего числа рек Америки уже непригодна к использованию людьми.

Во всем мире предпринимаются меры по очистке и сохранению пресных вод. Ученые стараются найти наилучший способ, позволяющий извлечь из воды нефть и радиацию, которые остались после крупных утечек и крушений.

Решение вопроса на законодательном уровне

Поиски решения экологической проблемы ведутся на каждом континенте. Страны должны рационально распределить все водные ресурсы и разработать законы, позволяющие обеспечить надежность сохранения пресных вод.

Правительство России приняло закон, который запрещает строительство и эксплуатацию предприятий, способных нанести вред водным бассейнам. Любой объект должен сначала предоставить доказательства того, что на их территории есть специальные фильтры для очистки.

Последствия загрязнения воды

Самые страшные последствия загрязнений – это нехватка пресной чистой воды и уничтожение всех живых организмов. Сейчас насчитывается около 35 миллионов кубических метров воды, пригодной к употреблению. Несмотря на внушающие объемы более 1,2 миллиардов человек живут в условиях недостатка. Под угрозу ставится не только один конкретный регион или государство, а жизнь всей планеты в целом.

Вред для здоровья

Вода – одна из необходимых потребностей человеческого организма. Каждому человеку рекомендуется употреблять от 1,5 л пресной чистой воды в сутки. Но если эта жидкость будет обогащена вредными примесями и токсичными веществами, то она будет крайне вредна. Употребление такой воды понесет за собой нарушение работы сердца, сосудов, почек, печени и других жизненно важных органов.

Эпидемии

Загрязнения воды содействуют размножению патогенных организмов, которые способны нанести вред людям, животным и растениям. При больничных стоках в водные бассейны попадают еще и антибиотики, которые делают инфекции более устойчивыми к лекарственным препаратам. Поэтому загрязненная гидросфера может стать источником опасной эпидемии.

Мусорные острова

Скопления бытовых отходов, состоящие из пластика, рыбных снастей и других отработанных продуктов, формируют целые мусорные острова в океане. Одним их самых крупных пятен является пример из Тихого океана. Там мусор занимает поверхность воды, равную по площади территории США.

Кислотные дожди

Загрязнение природных вод напрямую связано с кислотными дождями. Образование вредных осадков обусловлено попаданием в атмосферу газов. Они появляются в результате работы металлургических, нефтеперерабатывающих и машиностроительных заводов и фабрик. Оксиды серы и азота вступают в реакцию с кислородом и водой, образуя при этом серную и азотную кислоты. Дожди из кислоты оседают на землю, попадая в реки. От этого кислотность воды повышается, и биота уже не может спокойно существовать в новых условиях.

Вымирание животных

Загрязнение воды приводит к вымиранию животных и уничтожению целых экосистем. Например, период жизни больших черепах за последнее время значительно сократился. Эти животные регулярно травятся пластиком и попадают в рыболовные сети.

Ученые всех стран стремятся найти наилучшее решение такой экологической проблемы, как загрязнение водоемов. Людям нужно научиться экономить водные ресурсы, чтобы обеспечить себя питанием и сохранить природное разнообразие на долгие годы.

Источник

Загрязнение водоемов – основные загрязнители и последствия

С ростом научно-технического прогресса и численности населения планеты вода и экология стали неразрывно связаны между собой. В ходе промышленной, металлургической, бытовой и другой деятельности человека гидросфера ежегодно засоряется 400 млрд тонн отходов. Из-за этого загрязнение воды ввели в ранг одной из глобальных экологических проблем.

Если не решить вопрос о переработке мусора и выбросах токсинов, то не останется жидкости, пригодной для употребления. Из мирового водного запаса только 4% относится к группе пресных вод.

Проблема загрязнения воды и ее решение на государственном и глобальном уровне

Каждый знает, почему нельзя загрязнять воду. С приростом населения Земли и развитием промышленного производства мировая статистика отмечает ускоренный процесс потребления воды. В России люди каждый день расходуют 3600 млрд тонн, тогда как в 1900 году на всех хватало 170 млрд л жидкости. Поэтому для полного обеспечения водой необходимо регулярно очищать и повторно применять водные ресурсы.

Европейские страны в качестве решения проблемы преимущественно берут воду из рек, используя жидкость до 30 раз в день. Это возможно благодаря специальным фильтрам и химической обработке примененной воды. Сократить расходы невозможно из-за ускоренных процессов производства и высокой плотности населения.

В то же время повторная эксплуатация жидкости ведет к уменьшению объемов пресной воды, пригодной для употребления. В процессе изготовления химических веществ происходит загрязнение водоемов, т.к. 80% промышленных отходов сливаются в природные источники. Такая жидкость не может быть полностью очищена от синтетических соединений.

Экологическую проблему мирового масштаба необходимо решать коллективно, потому что водные массы постоянно перемещаются вне зависимости от проведенных границ различных государств.

Если одна из стран будет продолжать процесс загрязнения гидросферы, попытки других регионов сохранить чистоту потерпят поражение.

Основные причины загрязнения

Существует множество причин, которые являются основными источниками загрязнения водоемов. При этом они связаны не только с выбросами токсичных отходов промышленными предприятиями и другой деятельностью человека, но и с природными явлениями. Вулканические извержения или процесс гниения мертвых животных также могут нарушить естественные условия водной среды.

В ходе исследований был составлен рейтинг наиболее опасных факторов загрязнения:

Естественные источники загрязнения водоемов

Природными источниками загрязнения воды являются:

Для очищения воды, засоренной естественным путем, не требуется предпринимать никаких действий. Жидкость освобождается от отходов самостоятельно. Продукты гниения повышают плодородность почвы, увеличивая количество гумуса. Экскременты поглощают бактерии и некоторые виды насекомых. От остального мусора вода избавляется в ходе естественного механизма фильтрации – природного кругооборота.

Под действием солнечных лучей жидкость с поверхности начинает испаряться, скапливаясь в верхних слоях атмосферы. С течением времени она выпадает обратно в виде осадков в водоемы или на грунт. Через почву жидкость очищается от ненужных соединений, попадая в подземные озера.

Грунтовые воды постепенно выходят обратно в реки и моря. В процессе круговорота жидкость возвращается самостоятельно в чистом виде, поэтому не нужно искать решения экологических катастроф.

Загрязнение водоемов человеком

80% случаев загрязнения приходится на антропогенную деятельность. Последствия научно-технического прогресса негативно влияют на окружающую среду. Вред гидросфере наносится ежедневно в крупных масштабах, вызывая гибель живых организмов и нарушая процесс круговорота воды. Поэтому воду на планете нельзя назвать полностью чистой. Чтобы предупредить надвигающуюся катастрофу по нехватке воды, необходимо решить задачу с утилизацией отходов.

Антропогенный фактор загрязнения классифицируют на 3 группы:

Выделяют вторичные и первичные факторы загрязнения воды. В последнем случае выброс вредных компонентов в гидросферу оказывает прямое негативное влияние на организм человека, животных и рост растений. К таким способам отравления окружающей среды относят кислотные осадки, помещение токсинов в питьевую воду.

К вторичным загрязнениям относится засорение водоемов химическим веществом, которое вызывает гибель живых организмов или провоцирует интенсивный рост водорослей. Останки и большое количество подводных растений впоследствии становятся прямыми источниками загрязнения гидросферы.

Виды загрязнений

Существует следующие виды загрязнений воды:

Тяжелыми металлами

Главными причинами загрязнения гидросферы являются периодические выбросы из стоков химических предприятий, вода в которых отличается высокой концентрацией тяжелых металлов. При попадании в организм человека или животных неорганические элементы провоцируют развитие патологий, приводят к сильной интоксикации с последующим летальным исходом.

Синтетические соединения получили название ксенобиотики – вещества, чужеродные для живых организмов. К данной группе химических компонентов относятся:

Ксенобиотики можно обнаружить в водоемах, расположенных близко к заводам по производству деталей для автомобилей или к металлургическим предприятиям.

В то же время выброс тяжелых металлов наблюдается по причине естественного загрязнения. В период вулканической активности пепел, сажа и зола бурным потоком вырываются из сопла. В составе продуктов извержения могут находиться металлы и другие элементы в виде солей или отдельной однородной массы. Если вулкан располагается вблизи природных водоемов, в них попадают данные соединения.

Радиоактивными веществами

Прогресс в ядерной промышленности, наряду с остальными антропогенными факторами, стал основанием для загрязнения природных вод. В ходе работы предприятий, связанных с атомной энергетикой, формируются радиоактивные изотопы. В качестве продукта распада из них высвобождаются частицы, отличающиеся друг от друга проникающими свойствами. Выделяют 3 основные группы излучений: альфа, бета и гамма. Последние наиболее опасны для живых организмов.

В процессе их влияния живые клетки начинают мутировать, изменяется генная и морфологическая структура, наблюдается рост злокачественных новообразований. Поврежденные клетки начинают беспрерывно делиться, что приводит к развитию рака.

В качестве источников радиоактивных загрязнений выделяют:

Неорганические загрязнения

Гидросфера загрязняется неорганическими веществами, ухудшающими биологические и химические параметры жидкости. К данной категории соединений относятся токсичные металлы, соли и щелочные компоненты. При их попадании в воду химический состав последней начинает меняться, в результате чего жидкость становится непригодной для употребления и способной вызвать интоксикацию организма.

Неорганические засорения наблюдаются при выбросе отходов крупных промышленных предприятий, заводов и подземных шахт. В некоторых случаях при объединении продуктов производства начинаются бурные химические реакции, в ходе которых реагенты усиливают токсичные свойства друг друга. Аналогичным образом становится ядовитой высокая концентрация алюминия, цинка и меди, попадающая в кислую среду.

Канализационные стоки

Загрязнение пресных водоемов сточными водами представляет опасность в городских условиях. В канализации смешиваются средства бытовой химии, экскременты, пищевые отходы и другие органические вещества. В условиях замкнутого пространства они подвергаются процессам гниения под действием патогенных микроорганизмов.

При плохой очистке канализационных вод, использующихся повторно, возможно развитие дизентерии, паразитарных заболеваний, брюшного тифа. Загрязненная жидкость часто сливается в моря и океаны, поэтому во время купания в водоемах с открытым доступом следует соблюдать осторожность – категорически запрещается глотать воду или полоскать рот.

Синтетическими удобрениями

Существует опасность загрязнения сельскохозяйственными сточными водами. В их составе присутствует высокая концентрация химических удобрений, содержащих нитраты и фосфаты. Помимо компоста в воду попадают пестициды, которые необходимы для защиты растений от вредителей.

Загрязнение пресных водоемов такой жидкостью приводит к интенсивному росту цианобактерий. Сине-зеленые водоросли мешают развитию других подводных растений, поэтому пищи в воде становится мало.

Нарушение пищевой цепи приводит к гибели животных и постепенному заболачиванию местности.

Последствия загрязнения воды

Последствия загрязнения вод приводят к нарушению баланса в экосистеме, развитию заболеваний и гибели представителей биосферы.

Вред для здоровья

Повышенное засорение пресной воды, пригодной для употребления, негативно отражается на качестве жизни животных и человека. Химические выбросы, растворенные в жидкости, провоцируют возникновение следующих патологических процессов:

Загрязнение пресных водоемов органическими отходами приводит к патогенному росту различных бактерий. Микроорганизмы при попадании в ткани человека вызывают инфекционно-воспалительные заболевания.

Эпидемии

Вирусные и бактериальные инфекции в 80% случаев наблюдаются при употреблении грязной питьевой воды или появляются после купания в открытых водоемах. Гидросфера создает благоприятные условия для размножения патогенных микроорганизмов. Периодические выбросы фармацевтических предприятий по производству антибиотиков приводят к развитию резистентности у бактерий. В результате биологического загрязнения появляется суперинфекция и снижается эффективность консервативного лечения.

Мусорные острова

Механическое засорение вод Мирового океана приводит к формированию островов из мусора:

Течения сталкивают друг с другом мусор, который не поддается гниению. В результате со временем на поверхности океанов или морей образуются горы отходов, общей массой до 130 тонн.

Кислотные дожди

Вода, загрязненная синтетическими веществами, в процессе испарения или нагрева высвобождает летучие токсины. Ядовитые газы поднимаются в верхние слои атмосферы, взаимодействуя с молекулами жидкости в воздухе. В результате химической реакции влага трансформируется в кислоту. В 95% случаев на землю выпадают осадки из концентрированной серной или азотной кислоты. Химические вещества вызывают ожоги, провоцируют гибель флоры и фауны.

Вымирание животных

Антропогенные факторы загрязнения реки, моря и океана наносят вред флоре и фауне. Но если растения способны пускать корни к чистым грунтовым течениям, животные на такой фокус не способны. Отрезанные от питьевых источников звери и птицы начинают вымирать, нарушая пищевую цепь и установившийся биоценоз.

Болезни, которые может провоцировать грязная вода

Наиболее опасно загрязнение жидкости патогенными микроорганизмами. Возбудители инфекции приводят к развитию следующих заболеваний:

Избежать проблемы с водой можно с помощью специальных фильтров, серебра или покупки бутилированной жидкости.

Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов

Загрязнение пресных водоемов и морской жидкости нарушает условия для дальнейшей жизнедеятельности различных представителей флоры и фауны. Существует несколько форм негативного воздействия:

Нейротоксичное воздействие

Загрязнение озера, моря или реки солями тяжелых металлов, токсинами или другими неорганическими соединениями приводит к развитию заболеваний нервной системы человека и животных. В результате нарушается движение, координация, развиваются психические расстройства. Организм в состоянии аффекта под действием внезапной агрессии или суицидальных наклонностей способен нанести вред себе и окружающим.

Канцерогенный эффект

При регулярном употреблении жидкости с высокой загрязненностью риск развития злокачественных новообразований увеличивается на 60%. Токсичные соединения при попадании в здоровые клетки вызывают раковое перерождение последних, заставляя их изменить морфологическую структуру. Опухолевые клетки прекращают выполнять свою функцию, постоянно делятся и проникают в здоровые ткани.

Генотоксичность загрязнителей воды

В некоторых случаях повышенная загрязненность может нарушить строение ДНК. Негативное воздействие мутагенов и канцерогенов на клеточный генетический материал приводит к ухудшению общего состояния. Появившиеся заболевания способны передаваться по наследству.

Репродуктивные нарушения

Загрязнение прудов, озер или рек с питьевой водой могут не приводить к летальному исходу и различным инфекционным заболеваниям. В редких случаях химические соединения поражают половые органы. Репродуктивная система наиболее чувствительна к действию тяжелых металлов.

Нарушения энергообмена

7% водных загрязнителей способны подавлять работу клеточных митохондрий, которые используют питательные вещества для образования энергии. В результате негативного воздействия органоиды прекращают свою деятельность, что приводит к нарушению обмена веществ. Расстройство метаболизма способно привести к смерти.

Процесс перемещения загрязнителей в воде

Если загрязнители не обладают твердым агрегатным состояниям, то могут существовать или принимать форму:

Засоряют воду мелкие частицы грязи, возбудители инфекционных и вирусных заболеваний, растворы химических соединений. Если в жидкость попадают твердые отходы, при отсутствии течения они оседают на дне. В зависимости от движения вод во время шторма, под действием ветра или транспорта различный сор может подниматься на поверхность. Такое явление наблюдается только в пресной воде. В морях и океанах мелкие частицы грязи не могут осесть на дне и выталкиваются на поверхность, перемещаясь с течением на большие расстояния.

Загрязнители в жидком агрегатном состоянии можно определить по изменению цвета и запаха водных ресурсов. Высокий уровень загрязнения экологи отмечают в прибрежных зонах.

Способы определения степени загрязнения

Существуют химические и физические показатели загрязнения, которые оказывают влияние на структуру и биологические параметры жидкости. Полученные отклонения от нормы ограничивают спектр применения водного ресурса. Наиболее внимательно следует относиться к уровню загрязнения пресной воды, которая используется в пищевой промышленности или в качестве питьевой жидкости. Чтобы предупредить развитие заболеваний, проводят множество исследований. В ходе лабораторных процедур смотрят на ряд параметров жидкости:

Во всех государствах существуют органы, контролирующие загрязненность водных ресурсов в зависимости от их степени важности. Сотрудники обязаны с установленной периодичностью брать пробы из водоемов и резервуаров технической воды, подвергающейся многократной фильтрации, для проведения лабораторных исследований. При обнаружении отклонений от нормальных показателей они должны выяснить причины, спровоцировавшие засорение, и по возможности принять меры по их устранению.

Очистка воды

Основным источником загрязнения жидкости является производственная деятельность. Интенсивное засорение воды наблюдается вблизи промышленных предприятий, выбрасывающих тонны вредных отходов в местные водохранилища. В мусоре может содержаться любой химический элемент из таблицы Менделеева. На атомных электростанциях возможно наличие радиационного загрязнения, наблюдается повышенная температура жидкости.

Сточные воды, которые не используют повторно, редко подвергают очистке. Только 5% крупных производителей устанавливает дорогие фильтры, чтобы обеспечить безопасность окружающей среды. Другие компании не могут позволить себе оборудование с высокой стоимостью и не обладают возможностью изменить метод утилизации мусора из-за сложной технологии фильтрации.

Как работает контроль и очистка вод

Высокий уровень загрязнения угрожает жизни населения, хронические заболевания сокращают число трудоспособных граждан. Поэтому государственные органы стараются решить экологическую катастрофу в городских условиях с помощью регулярного посещения производственных предприятий и лабораторных исследований водных проб.

Санэпидемстанции 2 раза в месяц осуществляют проверку промышленных заводов и следят за правильной утилизацией токсичных отходов. Раз в полгода исследователи берут пробы воды из природных водоемов, рек и жидкости, циркулирующей в трубах. Благодаря полученным данным можно вовремя выявить и устранить источник загрязнения.

Любые изменения химической структуры регистрируются в документах по контролю воды и механизму фильтрации.

Очистка воды проводится вне зависимости от причины засорения. Выделяют следующие виды процедур:

В бытовых условиях для очистки воды от лишних примесей используют фильтры, наполненные углем. Абсорбент задерживает вредные вещества, образующиеся внутри труб.

Загрязнение – проблема экологии

Экология воды, которая подвергается негативному влиянию человека, отражается на состоянии флоры, фауны и развитии индустрии. Любые изменения химической структуры жидкости, спровоцированные попаданием синтетических веществ, приводят к развитию заболеваний:

Чтобы устранить прогрессирующие патологии, человечество должно ответить на вопрос, как остановить загрязнение гидросферы. В норме химическая структура водных ресурсов не содержит большого количества химических элементов и их продуктов реакций. Высокая концентрация синтетических компонентов наблюдается по причине засорения вод производственными отходами неорганического и органического типа.

В ходе исследования 9 поселений в Сибирской области медицинские специалисты выяснили, что рост заболеваемости в условиях потребления загрязненной воды вырос с 7 до 45%. Из-за неправильной утилизации отходов бактериологических лабораторий повышается количество заболеваний пищеварительной системы. Низкое качество питьевой воды провоцирует эпидемические вспышки гриппа, дерматологических и вирусных инфекций.

Экология водного бассейна России

По подтвержденным данным Госсанэпиднадзора, водная экология находится в критическом состоянии в следующих областях:

Наибольшую угрозу загрязнения воды в России представляет лаборатория в Ульяновске, которая специализируется на изучении различных видов микроорганизмов. В стенах объекта содержатся более 100 вирусных патогенных штаммов. При их утечке возможно развитие экологической катастрофы.

Наблюдается резкое ухудшение гидросферы в Амурской области, где уровень загрязнения открытых водоемов в 20 раз превышает показатели нормы. Аналогичная ситуация, связанная с экологической проблемой водных ресурсов, выявлена в Ярославле. В Приволжске речные воды подпитываются гудронными водоемами.

Водный бассейн Астраханской области наполняется большим количеством органических и химических отходов, стекающих по Волге. Река утратила способность к естественной фильтрации из-за высокой концентрации синтетических соединений, которые препятствуют испарению молекул воды с ее поверхности. В качестве временного решения для купирования экологической проблемы проводят искусственный метод очищения с помощью хлорирования.

В рейтинге 184 наиболее крупных городов Российской Федерации по масштабности проблем с экологией пресной воды лидирует Санкт-Петербург. В мегаполисе наблюдается повышенное количество взрослых с сильным нарушением метаболических процессов и детей, родившихся с врожденными дефектами. Город занимает 2 место по наличию онкологических больных.

Чтобы изменить ситуацию, необходимо ежедневно бороться за сохранность открытых водоемов и заниматься разработкой новых технологий по утилизации отходов.

Источник