Лекции по геоэкологии

Химические вещества	Вода океанов	Речные воды
Хлориды:NaCl, MgCl2, KCl, CaCl2	88,7	5,2
Сульфаты: MgSO4, Ca SO4, K2 (SO4), Na2(SO4)	10,8	9,9
Карбонаты: CaCO3, NaH CO3	0,8	60,1
Прочие: KBr, SlCl2, NaF, H3BO3 и др.	0,2	24,8

Соленость представляет собой общее количество растворенного в морской воде вещества в г/кг при условии, если карбонаты переведены в оксиды, бром и йод замещены хлором и все органические вещества окислены. Средняя соленость в океанах 34,69 г/кг. В зависимости от ряда условий (сильная испаряемость воды, опреснение, большой принос реками солей, изолированность от открытого океана и т.д.), соленость морской воды колеблется в разных пределах. Так, в Красном море соленость воды достигает 41-43⁰/₀₀, в Средиземном море -37 -39⁰/₀₀, в Балтийском море у проливов -20⁰/₀₀, в Финском заливе около устья Невы -2 ⁰/₀₀ (М.Д. Хуторский, 1999г.). Соленость природных вод Тихого океана меняется от 34,70 ⁰/₀₀ в южной части и до 34,68⁰/₀₀ - к 40⁰С.Ш. Морской лед имеет иную соленость. Как известно, что температура замерзания воды понижается по мере увеличения солености. К примеру, при солености от 30 до 35⁰/₀₀ точка замерзания меняется от (-1,6⁰С) до (-1,9⁰С). Кроме солей в воде растворены различные газы: азот, кислород, углекислый газ, сероводород и др. Между атмосферой и гидросферой постоянный планетарный газовый обмен и динамическое равновесие. Кислорода с лучшей растворимостью, чем у азота растворено в морской воде в 1,4 раза больше последнего. Чем выше температура воды, тем меньше в ней газов. Газовый состав океанических вод зависит также от циркуляции вод, жизнедеятельности организмов, биохимических процессов, подводного вулканизма, ветрового перемешивания и др. В застойных бассейнах содержание кислорода резко уменьшается, идут восстановительные процессы, появляется сероводородное заражение. К примеру, в Черном море на глубинах более 170-200 м практически жизнь отсутствует из-за большого количества сероводорода, то же явление наблюдается в Аденском заливе и др. местах. Циркуляция океанических вод зависит главным образом от 2-х факторов: плотности воды и влияния ветра. Все движения морской воды делятся на 3 группы: - волнения; - течения; - приливы и отливы. Волнения (волны) в основном возникают от воздействия ветра, иногда от подводных землетрясений и извержений вулканов. Вдали от берегов все волны имеют колебательный характер, у берегов они превращаются в наступательные. Частицы верхней толщи воды обгоняют частицы в нижней части, волна опрокидывается и сильно ударяется о берег, разрушая его (абразия) и создавая прибой. В определенных областях океанов обнаружены нестационарные вихреобразные возмущения воды диаметром до 400 км, нередко по всей толще воды до дна. Скорость их до несколько см. в секунду. Цунами – волны, вызванные землетрясением морского дна. Длина волн до сотен км с периодом от 2 до 200 мин, скорость их в открытом океане до 1000 км/час, где эти волны почти незаметны (высота примерно 1м). Но на мелководье и у берегов высота цунами достигает 40-50м. Сейши – стоячие волны замкнутых водоемов (внутренние моря). Вода в них колеблется с амплитудой до 60м. причины сейш – сильный ветер, приливы, резкие изменения давления. Поступательные движения воды наблюдаются и в течениях, которые бывают: - дрейфовые (нагонные) под действием постоянно дующих ветров ,к примеру, пассатов; - компенсационные (стоковые) в результате выравнивания уровня воды в океане (нагон ветром воды в каком-нибудь заливе меняет ее уровень); - конвекционные – вертикальные движения водных масс, возникающие вследствие выравнивания плотностей воды; - бароградиентные, возникающие в результате изменения атмосферного давления; - смешанные течения; Скорость поверхностных течений от нескольких см до нескольких десятков см в секунду. Своеобразным движением воды в океанах являются приливы и отливы. Высота приливов разная, к примеру, в устье реки Темза -5м: у Бристольского залива - 12м, в Охотском море до 11 м. На Атлантическом побережье Северной Америки высота волн до 16,2 м. Сила приливов зависит от положения космических тел - максимум прилива достигается, когда Солнце, Луна и Земля находятся на одной прямой ( новолуние, полнолуние - сизигия). За сутки на Земле происходит два прилива и два отлива. Морские течения играют заметную роль в перераспределении тепла на Земле. Они переносят около 10% тепловой энергии, оставшейся от работы атмосферы. Так, к примеру, Гольфстрим ежегодно в Арктику приносит 2*10¹⁰ ккал тепла, поэтому в Норвегии на 25⁰С температура выше нормальной на этой широте. Воды океанов перемешиваются вплоть до глубоких впадин. Ввиду этого загрязнение дна океанов захороненными там отходами, особенно радиоактивными, очень опасно для всей Земли, т.к. течения в океанах разнесут эти отходы в разные районы планеты. Водная среда благоприятная для жизни организмов (теплоемкая, хороший растворитель, легко проницаема для перемещающихся организмов). Организмы, живущие на дне называются – бентосные (греч. бентос - глубина). Дно океана – бенталь. Организмы, населяющие толщу воды – пелагиальные (греч. пелагес - море). Водная масса –пелагиаль. В пределах бентали выделяют следующие биономические (экологические) зоны: неритовая (литораль до глубины 0-20м; сублитораль - до 200 м, псевдоабиссаль - до 500м), батиальная до глубины-3000м и абиссальная –глубже 3000м. Минеральные ресурсы Мирового океана. Это различные полезные ископаемые. Подразделяются на потенциальные и выявленные. К числу минеральных ресурсов относятся: Нефть и газ на шельфе и континентальном склоне (действующие и потенциальные месторождения) Газогидраты. Запасы метана на шельфе оцениваются в десятки триллионов тонн. Слой с газогидратами распространен на глубине в основном до 200м от поверхности дна. Железомарганцевые конкреции и корки. Наибольшее количество этого потенциального сырья на дне Тихого океана. Сульфидные руды, приуроченные к зонам «черных курильщиков» (выходы на дно океанов гидротерм, обогащенных различными металлами, в основном в рифтовых областях подводных хребтов. Сырье будущего). Металлоносные осадки и рассолы (обогащение воды марганцем, медью, свинцом, цинком и др.). Выходы: на дне Красного моря, в Индийском океане и др. Потенциальное сырье. Фосфориты на глубинах 200-1500м. Многие залежи отрабатываются. Россыпи олова (касситерит), титана (рутил, ильменит), циркона, золота, алмазов и др. на шельфе отрабатываются. Строительные материалы – галька, гравий, песок, карбонаты, ракуша и др. отрабаты-ваются. - сама морская вода является сырьем для производства различных химических соединений (NaCl, Mg, S и др.), а также технической и питьевой воды. Источник получения энергии (приливы, течения, конвекция). (Н.А. Ясаманов, 2003 г.). Исходя из вышеизложенного можно выделить экологические функции гидросферы: - обеспечение условий существования и эволюции гидробионтов (жизненное пространство, накопитель элементов, аккумулятор тепла, вещества, среда газового режима и пр.) - ресурсная функция (минеральные, биологические и энергетические ресурсы, гидродина-мика, плотностные свойства) - область рождения погоды и экстремальных явлений (взаимопередача вещества и энергии с литосферой и атмосферой, формирование погодных условий, циклонов, экстремальных явлений- цунами, штормов, волнений и пр.) - геологические функции (абразия, транспортировка вещества, область аккумуляции – механической, химической, биогенной) - антропосферные функции (условия существования человечества, биоминеральная, рекреационная, транспортная функции, фактор эстетического и эмоционального воздействия).

Общая характеристика гидросферы суши. Сюда входят реки, озера, болота, ледники, снежный покров и подземные воды. Реки, постоянно действующие водотоки, с выработанным руслом. Площадь водосборного бассейна более 50 км² (водотоки, с площадью водосборного бассейна менее 50 км²- ручьи). Реки производят огромную геологическую работу, разрушая горные породы в рыхлый материал, переносят его в другие места, аккумулируя там. Реки имеют большое значение для общества: удобряют почву, нивелируют поверхность, являются транспортными магистралями, источником воды, пищи, энергии. Для каждой реки в течение года характерно чередование половодий (паводков) и низкого уровня воды (межени). Важной характеристикой рек являются поверхностный русловой сток (количество воды, переносимое речным потоком за определенное время) и расход воды. Твердым стоком реки считается количество твердых и растворенных веществ, перемещаемых рекой за определенное время. Большую роль играет мутность рек, по которой можно судить о скорости денудации водоразделов. В реках, где отрабатываются, к примеру, россыпи, мутность достигает 15-20 г/л. Высокой мутностью обладают реки Брахмапутра (2,5 г/л), Ганг (3,5 г/л), Хуанхе (уникальная мутность 35 г/л, в притоках до 450 г/л), последняя имеет длину 5464 км, площадь денудации примерно 753 тыс. км². Дельта р. Хуанхе имеет площадь 10000 км² и растет со скоростью нескольких десятков метров в год. Катастрофические наводнения. В 1887г. наводнение охватило 78 тыс. км². 3-х метровый ил захоронил поселения. Погибло около 1 млн. человек. Еще с 603 года до н.э. китайцы стали строить на реке защитные дамбы. Суммарный запас воды в реках Земли составляет всего 0,0002% (0,005% запасов пресных вод) общих запасов гидросферы, но исключительно важен для жизни на Земле. Озера – природные водоемы во впадинах рельефа, имеющих тектоническое, ледниковое, речное (старицы), провальное, вулканическое или искусственное происхождение, заполненные застойной или слабо проточной водой и не имеющие связи с Мировым океаном. Озера занимают около 2,5% суши. Крупнейшими из них являются (Россия, Казахстан) Каспийское море (Площадь 395 тыс. км², наибольшая глубина 1025 м; средняя глубина – 190 м; объем воды – 76040 км³), Байкал (31500, 1741, 730, 23000), Ладожское (17700,230, 51, 980), Ханка (4150; 10,6; 4; 18,5), Аральское море; Верхнее (Сев. Америка), Виктория (Африка). Самым высогорным озером является озеро Титикака (Анды) на высоте 3812 м над уровнем моря. А самое низкое залегание имеет Мертвое море (Аравийский полуостров, 395 м ниже уровня моря). Среди эндогенных озер выделяют группы вулканогенных, сейсмогенных, тектонических. К примеру, в группу вулканогенных озер входят кратерные, кальдерные, фумарольные, гейзеровые, лавово-плотинные, лахаро-плотинные типы. К примеру, озеро Севан (Армения) лавово-плотинное. К сейсмогенной группе в основном относятся обвально-плотинные озера (озеро Сарезское на Памире, озеро Рица на Кавказе). Образование озер экзогенного типа связано с возникновением провально-карстовых, провально-суффозионных, флювиальных, дефляционных, гляциальных и биогенных котловин. Болота – это избыточно увлажненные участки земной поверхности, с заросшей влаголюбивой растительностью. Общая площадь болот на Земле примерно 2 млн. кв. км. Они располагаются в тех областях, где уровень грунтовых вод близок к поверхности. По месту расположения и условиям водного питания различают верховые (иногда даже на хребтах, водоразделах, склонах), промежуточные, низинные и приморские болота. Верховые болота питаются за счет атмосферных осадков. Промежуточные и низинные болота (иногда расположены в чаше высохшего озера) питаются за счет атмосферных осадков, поверхностных и грунтовых вод. Приморские болота в тропическом климате часто покрыты мангровыми лесами, заливаются приливами. Болота выполняют важную гидрологическую роль и являются стабильными источниками питания рек. Они регулируют половодья и способствуют самоочищению рек. Ледники формируются в местах с низкими отрицательными температурами в результате многолетнего накопления снежных масс. Они присутствуют во всех высокогорных областях, в Антарктиде, Гренландии и на островах в Арктике (Новая и Северная Земля, Новосибирские острова, о. Шпицберген, Врангеля и др.). В ВКО ледники есть на Сауре, Южном Алтае (Никитинский, Беркутальский), в отрогах Белухи. Наблюдаются на высотах более 2500 м над уровнем моря. Ледники занимают 16,1 млн. км. кв. или 11% суши (Н.Я. Ясаманов, 2003 г.). Общий объем льда в них около 30 млн. м³. В низких широтах (Антарктида, Гренландия) ледники опускаются до уровня океана и образуют айсберги. Они делятся на наземные ледниковые покровы, шельфовые и горные. Среди последних выделяют долинные, переметные, каровые, висячие, выводные. Лед под действием силы тяжести может перемещаться. Скорость движения ледников различная: в Альпах – 0,1-0,4 м/сут., иногда на крутых склонах до 150 м/сут. Почти четверть суши занята почвенным льдом (многолетняя мерзлота). Снежный покров образуется в результате обложного, объемного выпадения снега. Кроме снега в нем присутствуют механические примеси (сажа, пыль и др.) и кристаллы льда. Продолжительность и мощность снежного покрова зависит от климатических условий. В северном полушарии максимальная мощность снежного покрова (19% от всей территории) возникает в марте. Снег при таянии является источником влаги для почвы, рек, озер. Но сильные снегопады, снежные бури часто являются причиной аварий на дорогах и ЛЭП; лавины и обвалы снега приводят к человеческим жертвам. Подземные воды относятся к ценным природным ресурсам, от которых на прямую зависит жизнь населения Земли. По условиям залегания и гидравлическим признакам подземные воды делятся на следующие типы: - Верховодка (в зоне аэрации, свободный воздушный и водный обмен с поверхностью). Сильное загрязнение, расположение линзовидное, малый дебит, мощность линз от 0,5 до 3 м в основном. - Грунтовые воды. Они приурочены к первому от поверхности водопроницаемому горизонту и расположены на первом водоупорном слое. Питание по всей площади распространения и поэтому происходит их загрязнение. Уровень воды в пористых или трещиноватых породах (водоносный пласт) – зеркало. Выше его зона капиллярного поднятиия. Режим грунтовых вод определяется климатическими условия ми (в основном количеством атмосферных осадков). Часто колеблется до минимального (засушливый период) – зона полного насыщения и до максимального насыщения водоупора (влажный период). Поэтому при водоснабжении, строительстве различных сооружений необходимо учитывать колебания уровня грунтовых вод. - Межпластовые ненапорные воды. Они находятся между двумя водоупорными слоями. Область питания только в местах выхода из этих водоупоров. Вода практически не загрязняется, может очищаться в результате длительного просачивания. - Межпластовые напорные воды. Их еще называют артезианские по названию провинции Артуа во Франции, где впервые была вскрыта колодцем фонтанирующая вода. Для напора этих вод должно быть определенное залегание пластов горных пород, чаще всего – это мульда – блюдцеобразное, чашеобразное залегание или моноклинально-односклонное залегание. Также должна быть большая площадь распространения водоносных горизонтов вне местных дрен (оврагов, рек, ручьев, котловин и др.) Пункты, в которых вода изливается в виде источников, называется областью разгрузки или дренирования. Площадь между областями питания и разгрузки называется областью напора. Величина его зависит от перепада высот между питанием и разгрузкой. Если в области напора (мульда) пробурить скважину или пройти колодец, то вода в них поднимется на определенный уровень, называемый пьезометрический (греч. пиезо - давлю). Он измеряется в абсолютных отметках, а величина напора – в метрах. Иногда вода, имея очень сильный напор, самоизливается из скважин. Природные источники (родник, криница и др.) напорных вод называется восходящими (в отличие от нисходящих источников безнапорных вод). Артезианские воды имеют исключительное значение для водоснабжения общества. Крупнейшие артезианские бассейны – Парижский, Московский, Днепрово - Донецкий, Тургайский и др. Водохранилища. Это искусственные водные объекты поверхностной гидросферы. По данным Р.К. Клиге для суши характерен отрицательный водный баланс. Ежегодное сокращение объема озер и подземных вод соответственно 38 и 108 км³. поэтому это в какой-то мере компенсируется строительством водохранилищ, каналов, прудов и др. Выделяют водохранилища в долинах рек (плотины), озера – водохранилища (плотины), наливные водохранилища, водохранилища в местах выхода подземных вод, в эстуариях, в прибрежных участках моря и др. Самым большим по площади водохранилищем является водохранилище Вольта (Гана, Африка) – 8450 км², в России самое крупное Самарское (Волжское) – 5900 км². в Казахстане – Бухтарминское водохранилище ( проектный объем воды- 49,2км³). Самые емкие (мах. воды) водохранилища – Кариба (175 км³) на р. Замбези, Братское (170 км³) на р. Ангара. По А.К. Авакян и др. (1975г.) главные функции водохранилищ следующие: - «склад» воды для водоснабжения городов, поселков, промышленности, для орошения и обводнения и пр. - акватория для судоходства, рыболовства, рекреации и пр. - источник аккумулятор энергии. -регулятор стока. - объект, влияющий на земельные ресурсы в худшую сторону (затопление, подтопление, абразия, образование островов, обезвоживание поймы в нижнем бьефе и др.) и в лучшую сторону (увеличение возможности орошения и обводнения земель, уменьшение их затопления во время наводнений и пр.). - объект, изменяющий качество воды в лучшую (уменьшение мутности, цвета, содержание сапрофитных бактерий и др.) сторону. - объект, влияющий как положительно, так и отрицательно на климат района, на русловые процессы. - объект, являющийся возможной причиной локальных землетрясений, т.к. горные породы под дном постоянно находятся под действием гравитационных и тектонических сил напряженности. Здесь же накапливается большое количество твердого стока, не компенсированного в районе базиса эрозии. Эпицентры землетрясений также могут располагаться и на расстоянии 110-215 км. от водохранилищ, а очаги – на глубине 6-8 км. Активность и частота землетрясений усиливаются после достижения определенного уровня воды в объекте. На р. Колорадо (США) построили плотину Гувер. Сейсмические толчки начались через год. Спустя 4 года после сооружения плотины произошло сильное землетрясение. На полуострове Индостан на р. Койне в 1961 г. началось заполнение водой водохранилища объемом около 3 трлн. м³. В 1967 г. здесь сильное землетрясение (8-9 баллов), погибло примерно 180 человек. На Нурекском водохранилище ( Таджикистан) зарегистрировано более 133 землетрясений (Н.А. Ясаманов, 2003 г.). Исходя из выше изложенного можно выделить экологические функции гидросферы: - обеспечение условий существования и эволюции гидробионтов (жизненное пространство, накопитель элементов, аккумулятор тепла, вещества, среда газового режима и пр.) - ресурсная функция (минеральные, биологические и энергетические ресурсы, гидродинамика, плотностные свойства) - область рождения погоды и экстремальных явлений (взаимопередача вещества и энергии с литосферой и атмосферой, формирование погодных условий, циклонов, экстремальных явлений- цунами, штормов, волнений и пр.) - геологические функции (абразия, транспортировка вещества, область аккумуляции – механической, химической, биогенной) - антропосферные функции (условия существования человечества, биоминеральная, рекреационная, транспортная функции, фактор эстетического и эмоционального воздействия). Гидросфера и антропогенез. Глобальные и региональные экологические последствия в гидросфере в результате антропогенной деятельности. Мировой океан. Использование морей и океанов в качестве хранилищ различных отходов, в качестве источников пищевых и минеральных ресурсов и др. породило многочисленные экологические проблемы, некоторые из которых пока не разрешимы. Согласно международной практике, примыкающая к суше часть Мирового океана делится на территории, обладающие различной государственной юрисдикцией. От внешних границ внутренних вод выделяют зону территориальных вод протяженностью 12 миль. От неё протягивается 12-мильная прилежащая зона. От внутренних вод (ширина 12 миль) простирается 200- мильная экономическая зона, где государство имеет право на разведку, разработку, сохранение и воспроизводство биологических и минеральных ресурсов. Государство вправе сдавать в аренду свою экономическую зону, которая на всей территории Мирового океана испытывает максимальную нагрузку от антропогенеза. Ярким примером непрекращающегося загрязнения морских вод может служить Средиземное море, омывающее сушу 15 государств с различной промышленностью. Это море превратилось в огромное хранилище различных отходов. При учете, что вода в этом море обновляется через 50-80 лет, то его существование как чистого моря может прекратиться через 30-40 лет (Н.А.Ясаманов, 20003г.). Большое количество загрязняющих веществ в моря приносят реки. Так Рейн в 70-80-е годы 20 века в территориальные воды Голландии выносил ежегодно 35 тыс. м³ твердых отходов, 10 тыс. тонн химикатов (солей, фосфатов, ядов, карбонатов и др.). В Мировом океане осуществляется гигантский по масштабам процесс биоизвлечения, биоаккумуляции, биоседиментации загрязняющих веществ. Морская экосистема динамична и умеренную антропогенную нагрузку пока выдерживает. Однако долго периодическому и мощному антропогенному воздействию противостоять не может. Поэтому необходимы постоянные наблюдения за физическими, геохимическими и гидробиологическими процессами, чтобы выяснить динамику морских экосистем. Определенную роль в загрязнении территориальных вод играют рекреационные зоны (отдых, лечение, развлечения). Наибольшую опасность для гидробионтов представляют нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океаны поступает свыше 6 млн. т. нефти (Н.А. Ясаманов, 2003 г.). Более 75% нефтяного загрязнения возникает из-за несовершенства добычи, транспортировки и переработки нефти. Особую опасность представляют катастрофы на буровых установках, а также аварии танкеров. Одна тонна нефти способна покрыть пленкой площадь в 12 км². Нефтяная пленка не пропускает света, препятствует обмену кислородом, азотом, углекислым газом, задерживает фотосинтез. В Тихом океане концентрация нефтепродуктов в воде, примерно 0,2-0,9 мг/л, в отдельных районах Индийского океана до 30 мг/л, в Атлантике – 4-5 мг/л. Наиболее загрязнены Северное, Японское моря, Персидский залив. За последние 25 лет в Мировой океан попало около 3,5 млн. т. ДДТ. До 1984 года официально в Мировом океане проводилось захоронение радиоактивных отходов. Опасность заражения радиоактивными отходами в настоящее время не исчезла: аварии на АЭС, атомных ледоколах, подводных лодках, потери ракет самолетами – ракетоносцами, ядерные взрывы на атолле Мороруа Францией. Наиболее опасными являются изотопы ⁹⁰Sr и ¹³⁷ Cs, участвующие в биологическом цикле. Воды суши. Антропогенное вмешательство в гидросферу суши выражается в употреблении различных вод в хозяйственной деятельности и сбрасывании сточных вод обратно в реки, озера, в подземные части. При этом многие водотоки и водоемы превращаются в сточные канавы и хранилища отходов. Больше всего воды потребляют целлюлозно-бумажная, энергетическая и металлургическая промышленность (15000-80000 м³/сут.), химическая, нефтехимическая и горно-обогатительная промышленность (500-15000 м³/сут.). Крупные города сбрасывают в местные водотоки аномально большие количества использованной и плохо очищенной воды. Весьма велик объем вод, стекающих после полива с обработанных химикатами полей. К примеру, в России в 1997 году сбрасывалось в реки около 30км³ сточных вод. Воды загрязняются следующими веществами: - Загрязнение твердыми частицами. В США твердые частицы считаются загрязнителем №1. глинистые частицы делают воду не пригодной для подачи в распределительные системы, на ГЭС быстро изнашиваются лопасти турбин. Ускоренное накопление насосов в руслах рек затрудняет судоходство. В мутной воде снижается биопродуктивность. - Загрязнение нефтью, нефтепродуктами и хлоридами.Это характерно для большинства водотоков и водоемов, особенно много нефтепродуктов попадает в поверхностные воды при авариях судов, нефтепроводов. Распространено загрязнение речных вод полихлорированными бифенилами (ПХБ), используемые в трансформаторах, конденсаторах и в др. К примеру, употребление рыбы из озера Онтарио и р. Гудзон (США) опасно для здоровья. В рыбе обнаружены ПХБ десятки мг. на 1 кг. живой массы. У людей от ПХБ болезни печени, нервной системы, кожи. Повсеместно в реках, протекающих через крупные города, отмечается повышенное содержание хлоридов (NaCl, KCl, MgCl₂). Причина – широкое применение их для ускорения таяния снега. Загрязнение детергентами. Эти вещества придают воде неприятный запах и вкус, изменяют цвет воды, нарушают кислородный режим (иногда интенсивность аэрации снижается на 60%), отравляют гидробионты - летальная доза для планктона примерно 1 мг/л, для рыб – 3-5 мг/л, затрудняют движение судов, особенно мелких). Загрязнение биогенными веществами. Это питательные различные вещества, соединения азота и фосфора. Избыток их ведет к цветению воды. Нитраты опасны для здоровья людей (острые желудочно-кишечные расстройства и др. заболевания). Гемоглобин в крови превращается в метагемоглобин, при замещении до 80% наступает смерть. Бактерии и дрожжи восстанавливают нитраты до более опасных нитритов, способствующих образованию канцерогенных нитрозамитов. Считается, что суточное суммарное потребление нитратов с пищей, водой не должно превышать 200 мг, а азота нитритов – 10 мг. Согласно ВОЗ, ПДК азота нитратов в воде в умеренном климате примерно 22 мг/л, в тропиках (субтропиках) – 10 мг/л. (в России ПДК азота нитратов примерно 10 мг/л.) Минерализация вод. Этот процесс означает увеличение содержания растворенных веществ в водах. В результате антропогенеза содержание хлоридов, сульфатов, гидрокарбонатов кальция, магния, калия, натрия непрерывно возрастает. К примеру, в низовьях р. Сырдарья минерализация, составляющая менее 1 г/л за 30 лет увеличилась до 3 г/л. На р. Колорадо (там тоже повышенная минерализация) на границе с Мексикой стоит опреснительная установка, уменьшающее минерализацию воды реки, текущей из США. Загрязнение тяжелыми металлами. Тяжелые металлы в водные объекты попадают воздушным путем, со сточными водами и со свалок. По степени токсичности эти металлы располагаются следующим образом: Hg>Cu>Cd>Pb>As. Тяжелые металлы, попадая в организм, накапливаются там до опасных пределов. Так, в 1953 году в г. Минамата (Япония) произошла вспышка болезни, поражавших нервную систему людей, животных, часто смертельно. Оказалось, что тяжелые металлы (Cu, Zn, Sn, Hg) концентрировались в морепродуктах, которые добывались в местах, куда сбрасывались сточные воды. В 1965 году эта болезнь зафиксирована в округе Ниагана, она передавалась по наследству (возбудители – этилртуть и метилртуть, образующихся при биохимических процессах в донных илах). Наиболее опасные металлы в воде (в виде ионов): никель (ПДК – 0,4 мг/л) – канцероген; кадмий (Cd⁺² – 0,01 мг/л – болезнь почек; Cd⁺⁶ – 0,1 мг/л – болезнь кожи, почек); медь (1мг/л) – поражение желудочно-кишечного тракта; свинец (0,03 мг/л) – поражение кровеносной системы; мышьяк (0,05 мг/л) – рак кожи; бериллий (0,0002 мг/л) – поражение нервных клеток головного мозга, крови; молибден (0,25 мг/л) – молибденовая подагра; марганец (0,1 мг/л) – поражение центральной нервной системы. Тепловое загрязнение. На тепловых станциях большой мощности расходуется около 60м³ для охлаждения 1 т. пара. При мощности турбин 500-600 тыс. Квт. водопотребление составляет летом 13-15 м³/с и 11-18 м³/с зимой. Вода, проходя через систему охлаждения турбин, нагревается на 8-14 ⁰С (иногда достигает температуры 38⁰С). Сбрасываемая вода охлаждается за счет испарения и конвекции. При повышении температуры воды в водоемах, реках до 30-35⁰С биологические процессы замедляются, наблюдается гибель рыб, донных организмов, развитие грибковых организмов, паразитов (гельминтов). Асидификация и эвтрофикация. Кислые поверхностные воды развиты широко. Пример, из 85000 озер Швеции около 4000 озер серьезно подкислены и 18000 подкисляются во время таяния снега. В 4500 озер нет рыбы, а 18000 озер почти безжизненны. В Норвегии в 1750 озерах отсутствует рыба. В Финляндии асидифицированы 500 из 8000 озер. Много таких озер в Карелии, Кольском полуострове, в США, Канаде. Западной Европе. Все биологические процессы в воде полностью зависят от величины рН. Развитие водорослей и микропланктона, распад микроорганизмов, нитрификация и денитрификация происходят наиболее энергично при рН 6-8. некоторые рыбы исчезают при рН -5 (при возрастании кислотности среды ионы алюминия становятся подвижными и токсичными). В озерах Канады насекомые, ракообразные, планктон исчезают при рН, равном 6. Уменьшить кислотность можно известкованием (Швеция, 3000 озер известковали), но нужно при этом контролировать содержание тяжелых металлов в донных осадках, т.к. при известковании их концентрация увеличивается, (металлы содержатся в известняках). В спокойных водоёмах в определенное время года происходит эвтрофикация (от греч. «трофе» - питание) - усиление биологической продуктивности водоемов вследствие накопления в воде биогенных веществ (поступление большого количества питательных веществ) – соединения азота, фосфора. Происходит бурное развитие водорослей («цветение» воды). Уменьшение в воде содержания кислорода, ухудшается качество воды, гибнет рыба. Проблема антропогенной эвтрофикации возникла в 70-80-е годы ХХ века. Задания для самоконтроля: Дать характеристику гидросферы Изучить основные источники загрязнения вод суши Охарактеризовать экологические функции гидросферы Литература: 5,12,13,15 Тема 4. Экологические функции литосферы Цель: Изучить структуру и состав литосферы и ее основные экологические функции. Вопросы к теме: Структура и состав литосферы. Понятие о геологической среде. Литосферные плиты и их перемещения. Срединно-океанические хребты. Рифтовые зоны. Спрединг, Субдукция.