2.3. Гидросфера

Весьма важное значение для развития биосферы имеет гидросфера. Гидросфера- (произошло от греческих слов hydor - вода и spharia - cфера) – водная оболочка Земли, она занимает 70% земной поверхности и располагается между атмосферой и твердой земной корой (литосферой) и представляет собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши. Кроме того, в состав гидросферы также включают подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах.

Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах, второе место по объему водных масс занимают подземные воды, третье место - лед и снег арктических и антарктических областей. Поверхностные воды суши, атмосферные и биологически связанные воды составляют доли процента от общего объема воды гидросферы.

Вода - химическое соединение кислорода (88,89%) и водорода (11,11%), существующее в жидкой, газообразной и твердой формах. Химический состав гидросферы приближается к среднему химическому составу морской воды.

Природные воды подразделяются на поверхностные и подземные воды. При этом, природная вода представляет собой сложную, непрерывно изменяющуюся систему, содержащую минеральные и органические вещества, находящиеся во взвешенном, коллоидном и истинно растворенном состоянии, а также газы. Во взвешенном состоянии в природных водах содержатся глинистые, песчаные, гипсовые и известковые частицы, в коллоидном - различные вещества органического происхождения, кремнекислота, гидроксид железа и другие, в истинно растворенном состоянии находятся в основном минеральные соли, обогащающие воды ионами, в виде растворенных газов - углекислота, сероводород, метан. Растворимость газов в воде невелика. При нормальной температуре кислород мало растворим в воде – 10 мг\л. Сравнительно высокой растворимостью обладают диоксид углерода, техногенные газы – диоксид серы, аммиак.

Наземные, подземные и воды океанов различаются между собой по составу. Речные воды могут быть слабо минерализованными (до 200 мг/л растворенных солей), среднеминерализованными (200-500 мг/л) и сильноминерализованными (более 1000 мг/л). Состав воды зависит от источника. Основной компонент речных вод - гидрокарбонат кальция и в меньшей степени - гидрокарбонат магния. Среда может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной. Подземные воды в зависимости от содержания водорастворимых солей делят на пресные (до 1000 мг/л), солоноватые (1000-3000 мг/л), соленые (3000-3500 мг/л) и рассолы (свыше 3500 мг/л). Подземные воды, как и поверхностные, подвержены антропогенным воздействиям. Средняя концентрация солей в океане – 35г на 1 кг воды. К основным ионам, входящим в состав воды океана (99,98%), относятся: анионы хлора, фтора, брома, сульфата, гидрокарбоната; катионы натрия, калия, магния, стронция.

Более 98% всех природных вод планеты представлены водами с повышенной минерализацией, которые малопригодны для хозяйственной деятельности. На долю пресных вод планеты приходится около 35,8млн.км³, из которых 4,2 млн.км³ доступны для хозяйственного использования, что составляет 0,3% объема всей гидросферы. При этом распространены эти ресурсы неравномерно: большая их часть находится в малоосвоенных районах, что создает дефицит пресных вод в развитых регионах. 24 млн. куб. км пресных вод сосредоточено в ледниках Антарктиды и Гренландии. Около 60% поверхности Земли составляют зоны, где отсутствует пресная вода или значительно ощущается ее недостаток. Примерно половина человечества чувствует «водный голод». Почти 500 млн человек страдают от болезней, вызванных недостатком или низким качеством питьевой воды.

Самая многоводная страна – Бразилия, самая полноводная река мира – Амазонка, ее годовой сток в 1,4 раза больше суммарного стока рек России, равного 3950 куб. км в год. Крупнейшая река России Енисей имеет средний сток 624 куб.км (в 2,5 раза больше стока реки Волги).

Россия располагает значительными запасами воды. Наибольшую ценность имеют пресные поверхностные воды, представленные водами речного стока, а также водами озер, болот, ледников. Речной сток в России при среднем уровне наполнения рек составляет примерно 4262 км³. Из них 90% объема вод приходится на бассейны СеверногоЛедовитого и Тихого океанов. Эксплуатационные запасы разведанных месторождений подземных вод России оцениваются примерно в 30 км³\год. Степень освоения этих запасов в настоящее время в среднем по России – чуть более 30%. Территорию России омывают 13 морей. Общая площадь морской акватории, подпадающей под юрисдикцию РФ, составляет 7 млн км².

Вода – ценнейший природный ресурс. Сама по себе она не имеет питательной ценности, но ей принадлежит исключительная роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Вода участвует в перераспределении химических элементов между биогеоценозами, от которого зависит их продуктивность.

Определенное и постоянное содержание воды в организме человека является необходимым условием его существования. Иначе нарушаются процессы пищеварения, кроветворения и т.д. Становится невозможной регуляция теплообмена с окружающей средой и поддержание постоянной температуры тела. В среднем человек потребляет в сутки от 2 до 4 л воды. При обезвоживании организма на 10% человек теряет сознание, а на 12% - погибает. Без воды человек может жить не более 5 суток.

Экологическая функция вод многообразна. Воде принадлежит важнейшая роль в геологической истории планеты. Многие миллионы лет она формировала береговую полосу, шлифовала каменные породы, растворяла неорганические соединения, активизировала процессы образования почвы. Вода создает гидрологический режим жизни на Земле, она являются средой обитания растительного и животного мира и т.д. Вода оказывает существенное влияние на формирование климата и погоды, смягчая сильные температурные колебания, так как обладает высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью. Мировой океан является легкими планеты, поскольку продуцирует своим фитопланктоном 70% всего кислорода атмосферы.

Экономическая и культурно-оздоровительная функции вод проявляются в том, что они служат средством и условием промышленного и сельскохозяйственного производства, необходимым условием быта, отдыха и лечения населения. Вода - дешевый источник электроэнергии. Она представляет собой древнейший транспортный путь, с ней связано судоходство.

Приоритетное значение для охраны водных источников имеет защита их от загрязнения. Наиболее распространенными загрязнителями вод являются нефтепродукты. Большое количество загрязняющих веществ вносится в водоемы сточными водами коммунально-бытового назначения и промышленных предприятий металлургии, химии и нефтехимии, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности.

Существенное влияние на содержание вод оказывает сельскохозяйственное производство, использующее минеральные и органические удобрения, а также отходы животноводческих комплексов.

Основные экологические проблемы загрязнения гидросферы, выделяемые учеными в настоящее время, следующие:

1. все возрастающее загрязнение пресновод­ных и морских экосистем;

2. рост объемов сточных вод;

3. антропогенная эвтрофикация водоемов, вызванная биогена­ми;

4. загрязнение Мирового океана;

5. снижение биологической продуктивности водных экосистем;

6. возникновение мутагенеза и канцерогенеза в загрязненных водных средах;

7. исто­щение запасов пресных подземных вод;

8. прогрессирующее снижение минимально допустимого стока поверхностных вод;

9. обмеление (исчезновение) и загрязнение малых рек;

10. сокращение и высыхание внутренних водоемов;

11. негатив­ные последствия зарегулирования стока рек для гидробионтов;

12. негативные экологические последствия создания круп­ных равнинных водохранилищ.

Важное значение приобретают комплексное и рациональное использование поверхностных и подземных водных ресурсов и борьба с загрязнением водной среды. Основными направлениями по охране гидросферы являются:

1. обеспечение прав граждан на чистую воду и благоприятную водную среду;

2. поддержание оптимальных условий водопользования;

3. обеспечение качества поверхностных и подземных вод, отвечающего санитарным и экологическим требованиям;

4. защита водных объектов от загрязнения, засорения и истощения;

5. предотвращение или ликвидация вредного воздействия вод;

6. сохранение биологического разнообразия водных экосистем.