Гидросфера: понятие и сущность

Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8% , а у таких рек, как Дон, Терек, Урал - на 11-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение.

     Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод. [4, 94-112 стр.] 

     3. Вода как среда обитания. Адаптация к обитанию в воде 

     Вода - не только живительный источник для всех животных и растений на Земле, но является для многих из них и средой обитания. К их числу, например, относятся многочисленные виды рыб, в том числе караси, населяющие реки и озёра края, а также аквариумные рыбки в наших домах. Как видите, они прекрасно себя чувствуют среди водных растений. Дышат рыбки жабрами, извлекая кислород из воды. Некоторые виды рыб, например, макроподы дышат атмосферным воздухом, поэтому периодически поднимаются на поверхность.

Вода - среда обитания многих водных растений и животных. Одни из них всю жизнь проводят в воде, а другие находятся в водной среде лишь в начале своей жизни. В этом можно убедиться, посетив небольшой пруд или болото. В водной стихии можно обнаружить самых маленьких представителей - одноклеточные организмы, для рассмотрения которых требуется микроскоп. К ним относятся многочисленные водоросли и бактерии. Их количество измеряется миллионами на кубический миллиметр воды. Коловратки - из царства многоклеточных животных. Несмотря на крохотные размеры планктон следит за чистотой воды, перерабатывая отмёршую растительность и погибших животных. В свою очередь, они являются пищей для более крупных организмов. Таких, например, как личинки комаров, обитающие во множестве у поверхности воды. Молодой комар покидает своё временное убежище - куколку-лодочку весьма осторожно. Малейшее волнение на поверхности воды в это время губительно для комара, так как он может упасть в воду, откуда уже не в силах выбраться.

Поверхность воды имеет особую упругую плёнку - поверхностное натяжение, чем успешно пользуются мелкие водные жуки-вертячки. Они встречаются целыми стайками. Сверкая на солнце, вертячки оживлённо бороздят воду и ловят мелких беспозвоночных животных. Более крупную жертву, упавшую на поверхность воды, всегда заметит клоп-водомерка. Он хищник. Иногда жертвой водомерки становится даже стрекоза. В свою очередь, на водомерок нередко охотится тритон. Это хвостатое земноводное живёт в воде всё лето.

И под водой немало хищников. Один из них - клоп-гладыш. Это один из самых крупных водных клопов, сильный и ловкий хищник. Длина его тела более одного сантиметра. Гладыш плавает спиной вниз, брюшком кверху. Его большие красные глаза обращены при этом ко дну, высматривая добычу. Он легче воды и дышит атмосферным воздухом. В отличие от водомерки, гладыш неплохо летает, посещая подходящие для охоты водоёмы.

На дне водоёмов можно встретить странных обитателей - личинок ручейников. Их тело находится в особом футляре- чехлике, который личинка строит сама из подручных материалов, например, из камушек.

Все наши стрекозы откладывают яйца в воду или ткани водных растений. Личинка стрекозы имеет характерный облик, малоподвижна и хорошо приспособлена к жизни на дне водоёма. Она хищник в водной стихии, как и взрослые стрекозы в воздушной среде. Личинка стрекозы дышит трахейными жабрами. Нередко можно увидеть двух личинок, которые выясняют, кому именно принадлежит данный участок дна водоёма.

В воде живёт и паук-серебрянка. Это единственный из пауков, который отлично приспособился к подводному существованию. Он одинаково хорошо передвигается как на суше, так и в воде. Дышит паук атмосферным воздухом. Строит под водой из паутины жилища, которые наполняет воздухом. Такое жилище служит пауку надёжным подводным убежищем. Здесь он отдыхает и поедает пойманную добычу.

А это личинка жука плавунца. Настоящий хищник. Добычей, как правило, становится зазевавшийся головастик лягушки. Вне воды личинка плавунца беспомощна и может погибнуть.

В воде и только в воде откладывают икру все наши земноводные животные, такие как лягушки, жабы, тритоны и углозубы. Вы видите зелёных жаб во время брачных игр, предшествующих откладке икры. Обычно жабы живут вне водоёмов, но весной после зимней спячки они дружно и большими группами плавают и резвятся в воде.

Икра земноводных животных плавает на поверхности воды, среди водных растений и благодаря чёрному цвету хорошо прогревается лучами весеннего солнца. Из икринок выходят личинки, носящие название головастиков. Питаются головастики растительной пищей. Чуть позже у головастиков отрастают конечности, и форма их тела заметно изменяется.

Трагедией для жителей маленьких водоёмов является засуха. В считанные часы вода испаряется и все водные обитатели, в том числе и головастики, погибают. Лишь отдельные экземпляры чудом избегают смерти, благодаря более быстрому развитию среди собратьев.

Вода - среда обитания и некоторых млекопитающих.

Это речной бобр. В далёком прошлом бобра считали рыбой! Так тесно связан он с водой. Бобра вода кормит, поит, даёт жильё и убежище от врагов.

Зоологи называют бобров «инженерами». Бобры умеют грамотно строить настоящие плотины на реках, каналы на болотистой местности, хатки-дома с входом под водой. С помощью своих передних резцов, имеющих ярко-оранжевую окраску, бобр валит среднее деревце за две-три минуты!

Самое маленькое млекопитающее - выхухоль. Она живёт у воды и здесь же находит себе пропитание.

Вода является средою, которая во много раз плотнее воздуха. В силу этого она оказывает на живущие в ней организмы определённое давление и в то же время обладает способностью поддерживать тела, согласно закону Архимеда, по которому всякое тело, находящееся в воде, теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им вода.

Среди водных животных, как и на суше, есть прожорливые хищники и мирные растительноядные, но для их жизнедеятельности нужна чистая без вредных примесей вода.

     Сохраняя и оберегая воду наших рек, озёр, прудов, мы сохраняем и жизни наших братьев меньших. [5, 43-47 стр.] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Особенности загрязнения Мирового океана и пресных вод. Экологические проблемы Иртышского бассейна 

     Химическое загрязнение природных вод.

      Всякий водоем  или водный источник связан с окружающей его   внешней средой.  На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока,  разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное   строительство, транспорт,  хозяйственная и бытовая деятельность человека.  Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду,  классифицируют  по  разному,  в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.

Химическое загрязнение представляет собой изменение  естественных   химических  свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли,  кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические  остатки,  поверхностно-активные  вещества, пестициды).  

Неорганическое загрязнение.

     Основными неорганическими  (минеральными)   загрязнителями  пресных и  морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды.  Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном,  а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический  эффект  некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен .

     Среди основных источников  загрязнения  гидросферы  минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых  земель ежегодно вымывается около 6 млн. т солей.

Отходы, содержащие ртуть,  свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем,  подавляя  развитие фитопланктона. Отходы,  содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек.  Дальнейшая ее   миграция сопровождается  накоплением  метиловой  ртути  и  ее   включением в трофические цепи водных организмов.  
 
 
 

Органическое загрязнение.

     Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое  значение для обитателей водной среды имеют  не  только  минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан  органического  вещества  оценивается  в  300  -  380 млн. т/год. Сточные воды,  содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество,  пагубно влияют на состояние водоемов.  Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие                 или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,  такие как сероводород, которые приводят к полному загрязнению воды в реке.  Наличие суспензий  затрудняют также проникновение света на глубину, и замедляет процессы фотосинтеза.

Одним из основных санитарных требований,  предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества  кислорода.  Вредное действие оказывают все загрязнения, которые, так или иначе, содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно активные вещества - жиры,  масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между  водой и атмосферой,  что снижает степень насыщенности воды кислородом. 

Значительный объем  органических  веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе                с промышленными и бытовыми  стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько  замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва  загрязняются  бытовыми отходами.  Особенно ощутимо загрязнение    в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища,  озера).

Разлагаясь в  водной  среде,  органические отходы могут стать  средой для патогенных организмов.  Вода, загрязненная органическими отходами,   становится  практически  непригодной    для   питья и других надобностей.  Бытовые отходы опасны не  только   тем, что  являются  источником  некоторых  болезней  человека   (брюшной тиф,  дизентерия, холера), но и тем, что требуют для   своего разложения много кислорода.  Если бытовые сточные воды   поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание   растворимого кислорода может опуститься ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов. Поэтому сточные воды необходимо подвергать тщательной очистке.  
 
 
 
 

Экологические проблемы Иртышского бассейна

     Река Иртыш испытывает интенсивную нагрузку от сбросов сточных вод, содержащих загрязняющие вещества. Всего в бассейн реки Иртыш только в 2000 году сброшено со сточными водами около 86390 тыс. т. загрязняющих веществ, в том числе токсичных металлов от предприятий металлургии и горнодобывающей промышленности: цинка - 125,6 т, меди - 5,48 т, свинца - 0,76 т.

Сточными водами только двух очистных сооружений города Семипалатинска в реку Иртыш сбрасывается 418,1 т соединений различных металлов. Наиболее сильное загрязнение этого водоема (на 28,1 - 32,02 %) происходит хромом, цинком, медью, стронцием, никелем.

Основными источниками накопления химических элементов в водных системах и их составной части - донных отложениях - на территории Иртышского бассейна являются обнаженные поверхности горных выработок, их отвалы, хвостохранилища и продуктохранилища обогатительных фабрик, отвальные продукты и промышленные стоки металлургических, химико-металлургических, химических, машиностроительных, теплоэнергетических предприятий и предприятий стройиндустрии, а также их промышленные выбросы в атмосферу, осаждающиеся впоследствии на земную поверхность.