6. Защита гидросферы от загрязнений

6.1. Водные ресурсы

Вода (H₂O) – это химическое соединение, состоящее 11,11 % водорода и 88,89 % (по массе) кислорода. Чистая вода представляет собой бесцветную жидкость без запаха и вкуса. Вода, занимающая 71% поверхности Земли, является самым обильным и ценным ресурсом. Мировые запасы воды огромны - около 1458 млн. км³. Однако 94% водных ресурсов приходится на долю океанов и морей, в которых вода слишком соленая. Оставшиеся 6% - пресные воды. Общее распределение воды на Земле показано в табл. 6.1.

Вода составляет 50-97% веса растений и животных и около 70% веса человеческого тела.

Таблица 6.1. Распределение водных масс в гидросфере Земли

Часть гидросферы	Объем воды, 103 км3	% от общего объема
Мировой океан	1370000	94,0
Подземные воды	60000	4,12
в т.ч. зоны активного обмена	4000	0,27
Полярные ледники	24000	1,64
Поверхностные воды	280	0,02
Почвенная влага	80	0,005
Пары атмосферы	14	0,001
Реки	1,2	0,0001
Всего	1458000	100,0

Из всей пресной воды человечество может использовать лишь 0,003%, т.к. она либо сильно загрязнена, либо залегает на больших глубинах и ее нельзя извлечь по приемлемым ценам, либо содержится в айсбергах, полярных льдах, в атмосфере и в почве.

Вода находится в постоянном круговороте. Этот естественный процесс рециркуляции происходит до тех пор, пока потребление воды не становится интенсивнее, чем восполняются ее запасы, и пока не превышен объем отходов, делающий воду непригодной. Наиболее сильному антропогенному воздействию подвергаются воды суши (реки, озера, болота, почвенные и грунтовые воды).

Существует два источника пресной воды: поверхностные и грунтовые воды.

Поверхностные воды – пресные воды, стекающие с определенной территории в ручьи, озера, болота и водохранилища. Но использовать можно только часть годового стока. Часть стоков имеет такую скорость, что их невозможно задержать, а другую часть необходимо оставить в реках для поддержания в них жизни. В засушливые годы суммарный объем стока значительно сокращается.

Грунтовые воды. Часть атмосферных осадков просачивается в землю и накапливается в виде почвенной воды, заполняя поры почвы и грунта. В конечном счете, большая часть почвенной влаги испаряется и возвращается в атмосферу.

Часть воды под влиянием силы тяжести перемещается вглубь и заполняет поры и трещины в слоях песка, гравия и песчаника. Водопроницаемые, насыщенные водой отложения, называются водоносными горизонтами, а находящаяся в них вода – грунтовой водой. Если темпы забора воды из водоносного горизонта превышают темпы ее накопления, грунтовые воды превратятся из медленно возобновимого в невозобновимый в пределах человеческой жизни, ресурс.

Подземные воды могут быть безнапорными и напорными.

Безнапорные грунтовые воды находятся выше слоя водонепроницаемой горной породы или глины. Для забора безнапорных грунтовых вод используют скважины, колодцы и насосы.

Напорные грунтовые воды формируются между двумя водоупорными слоями (например, глина) и находятся под избыточным давлением. При вскрытии скважинами воды могут самоизливаться на поверхность. Такие колодцы называются артезианскими. В других скважинах давление ниже и воду необходимо откачивать насосами.

Использование воды. Критериями использования воды служат показатели водозабора и водопотребления. Почти три четверти добываемой в мире воды идет на орошение, остальная вода используется в промышленности и коммунальном хозяйстве, для охлаждения оборудования, на электростанциях и т.д.

На выращивание одной тонны пшеницы необходимо 1500 тонн воды, тонны риса – более 7000, тонны хлопка – 10000.

Огромное количество воды требуется для производства продовольствия и различной промышленной продукции.

Соленость воды определяется присутствием довольно ограниченного количества ионов. Минерализацию речных вод определяют те же ионы, что и в океанических водах, однако есть и резкое различие - в морской воде присутствуют ионы: Na⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺; Cl^- > SO₄^2- > HCO₃^-; в материковой воде: Mg²⁺ < Na⁺ < Ca²⁺; Cl^- < SO₄^2- < HCO₃^-. В большинстве рек в составе воды преобладают ионы HCO₃^-, Ca²⁺. Минерализация речных вод может быть охарактеризована следующим образом:

Воды малой минерализации до 200 мг/л.

Воды средней минерализации 200-500 мг/л.

Воды повышенной минерализации 500-1000 мг/л.

Воды высокой минерализации свыше 1000 мг/л.

Морская вода в целом представляет собой уникальный природный раствор, в котором в разном количестве присутствуют все химические элементы таблицы Менделеева.

Большинство рек имеют воду малой и средней минерализации, которая подвержена сезонным колебаниям.

Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. В ней содержатся растворенные вещества во взвешенном состоянии, твердые частицы песка, глины, остатки растений и животных, а также всевозможные микроорганизмы.