Учение В. И. Вернадского о биосфере

В период эксплуатации происходит разносторонне влияние гидроэнергетических  объектов на окружающую среду. Наиболее существенное влияние на природу  оказывают водохранилища:

1. Затопление в верхнем  бьефе. Создание водохранилищ  ведёт за собой затопление территории. В зону затопления могут попасть сельскохозяйственные угодья, месторождения полезных ископаемых, промышленные и гражданские сооружения, памятники старины, дороги, лесные массивы, места постоянного обитания животных и растений и т. д. Наиболее заселены и освоены прирусловые участки реки и районы в устьях притоков. На склонах гор мало сельскохозяйственных угодий, обычно там отсутствуют промышленные объекты. Поэтому создание водохранилищ в горных условиях приносит значительно меньший ущерб, чем на равнинах.

2. Подтопление. Подтопление  прилежащих к водохранилищу земель  происходит вследствие подъёма  уровня грунтовых вод. В зоне  избыточного увлажнения подтопление  влечёт за собой негативны последствия - переувлажнение корней растений и их отмирание. С изменением водно-воздушного режима почвы может произойти заболачивание и оглеение почв, что ухудшает качество почвы и снижает её продуктивность. В засушливых районах подтопление улучшает условия произрастания растений при соответствующих глубинах почвенных вод. В неблагоприятных условиях может происходить засоление почвы.

3. Переработка берегов.  Вследствие подъёма и снижения  уровня воды в водохранилище  при регулировании стока и  волновых явлений проходит переработка  берегов водохранилища, Она заключается  в размыве и обрушении крутых  склонов, срезке мысов и кос.  Размеры переработки берегов  зависят от их геологического  строения, режима уровней воды  и глубины водохранилища, конфигурации  берегов, господствующих ветров  и т. п. Относительная стабилизация  берегов происходит через 5-20 лет  после наполнения водохранилища.

4. Качество воды. Вследствие  снижения скорости течения и  уменьшения перемещения воды  по глубине существенно изменяются  физико-химические характеристики  воды по отношению к бытовым  условиям реки до создания  водохранилища. На качество в  годы в водохранилище влияет  заселённость зоны затопления, видовой  и возрастной состав леса, подлеска  и лесной подстилки, наличие  притоков, режим и глубина сработки водохранилища и т. п. Качество воды ухудшают сточные воды промышленных, горнорудных и животноводческих комплексов, комунально-бытовые сточные воды и вынос удобрений с сельскохозяйственных угодий. Для южных районов неприятным следствием перенасыщения воды в водохранилищах органическими и биогенными веществами(в основном ионами азота и фосфора) является бурное развитие в тёплой воде сине-зелёны водорослей.При создании водохранилищ необходимо тщательно изучить Совместное влияние всех факторов с учётом перспектив строительства каскадов ГЭС и принимать меры для поддержания качества воды. Качество воды - характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность её для конкретных видов водопользования. Должна производиться тщательная очистка сточных вод, поступающих в водохранилище. Использовать прилегающие земли в сельском хозяйстве надо, применяя передовые методы агротехники, ограничивающие вынос удобрений в водохранилище.

5. Влияние водохранилищ  на микроклимат. Водохранилища  повышают влажность воздуха, изменяют  ветровой режим прибрежной зоны, а также температурный и ледяной  режим водотока. Это приводит  к изменению природных условий,  а также жизни и хозяйственной  деятельности населения, обитания  животных, рыб. Степень влияния  крупных водохранилищ на микроклимат  различна для отдельных регионов  страны. Интегральное влияние, оказываемое  акваторией на развитие растительности, благоприятно в условиях степной  и лесостепной зоны и неблагоприятно  в лесной.

6. Влияние водохранилищ  на фауну. Многие животные из зоны затопления вынуждены мигрировать на территорию с более с высокими отметками. При этом видовой состав и численность животных значительно уменьшается. В ряде случаев водохранилища способствуют обогащению фауны новыми видами водоплавающих птиц и в особенности рыб: карасёвых, сазана, щуки и т. п. При ранней сработке водохранилища после весеннего половодья осушаются мелководья, что отрицательно влияет на нерест рыбы в верхнем бьефе. Глубокая зимняя сработка водохранилища в средней полосе страны может повлечь за собой замор рыбы на мелководных участках водохранилища.

Также на окружающую среду  влияют гидротехнические сооружения. Возведение платин гидроузлов приводит к подъёму уровней воды в верхнем  бьефе и образованию водохранилищ. Плотины, перегораживающие реки затрудняют проход рыб к местам естественных нерестилищ в верховьях рек. Но платины, здания ГЭС шлюзы каналы и т. п., удачно вписанные в рельеф местности  и хорошо архитектурно оформленные, создают вместе с акваторией верхнего бьефа монументальные и живописные ансамбли.

Разрушения ГЭС при  военных действиях приведёт к  спуску воды водохранилища, возникновению  волны высотой десятки метров, которая может уничтожить города, расположенные ниже ГЭС. Строительство  ГЭС приводит к наведённой сейсмичности, в частности в США и Индии  возникали землетрясения, разрушившие  ГЭС.

42. Источники и  последствия загрязнения гидросферы.

Загрязнение водных экосистем  представляет огромную опасность для  всех живых организмов, и в частности  для человека.

Пресноводные  экосистемы. Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гид-робионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Наиболее изучен процесс  эвтрофирования водоемов. Этот естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась. Ускоренная, или так называемая антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки — несколько десятилетий и менее.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции (Яблоков, 1983).

Процессы антропогенной  эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, кроме катастрофически растущей биомассы сине-зеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. Сами же сине-зеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.

Помимо избытка биогенных  веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают  и другие загрязняющие вещества: тяжелые  металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к  естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным  водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменынение биомассы зоопланктона, гибель значительной части популяции байкальской нерпы и др.

Морские экосистемы. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных — морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

По Ю. А. Израэлю (1985), экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях (рис. 14.4):

— нарушении устойчивости экосистем;

— прогрессирующей эвтрофикации;

— появлении «красных приливов»;

— накоплении химических токсикантов в биоте;

— снижении биологической продуктивности;

— возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

— микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

До определенного предела  морские экосистемы могут противостоять  вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Так, например, двустворчатые моллюски способны аккумулировать один из самых токсичных пестицидов — ДДТ и при благоприятных условиях выводить его из организма.

Экологические последствия  загрязнения Мирового океана.

Биогенные элементы - Эвтрофирование - нарушение устойчивости экосистемы, красные приливы - анаэробиз среды, выпадение отдельных видов.

Абиотические факторы  загрязнения токсического характера - биологические эффекты на уровне популяций и сообществ, биологические  эффекты на уровне организмов - генетические, физиологические, биохемические, морфологические последствия.

Биотические факторы загрязнения  ( патогенные бактерии, вирусы и грибы) - накоаление патогенной микрофлоры фильтрующими гидробионтами, иммунологические эффекты - гинетические последствия.

В то же время в океан  продолжают поступать все новые  и новые токсичные загрязняющие вещества. Все более острый характер приобретают проблемы эвтрофирования и микробиологического загрязнения прибрежных зон океана. В связи с этим важное значение имеет определение допустимого антропогенного давления на морские экосистемы, изучение их ассимиляционной емкости как интегральной характеристики способности биогеоценоза к динамическому накоплению и удалению загрязняющих веществ.

На здоровье человека неблагоприятные  последствия при использовании  загрязненной воды, а также при  контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) сказываются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода — планктон — рыбы — человек  или вода — почва — растения — животные — человек, и др.

При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.