Екологічна безпека гідросфери

Гідросфера -водна оболонка Землі, яка включає води морів та океанів, континентальні води та льодовиків. Гідросфера займає 3/4 поверхні Землі і становить 0,25% її маси. Із всієї кількості води 97,2% становить вода океанів, приблизно 2% – вода льодовиків, 0,7% – вода грунтів, а решту – вода річок та озер.

Вода – одна із найпоширеніших сполук на Землі. Вона у вільному чи зв’язаному стані оточує нас скрізь. Загальний об’єм води на Землі становить 1386 млн км³. Загальна площа океанів і морів перевищує площу суходолу у 2,5 рази. Запаси прісної води, потреба людей у якій є особливо великою, незначні: становлять 35029,2 тис. км³ і є вичерпними.

Усі водні ресурси поділяють на підземні, поверхневі та атмосферні. Підземні води поширюються в земній корі до глибини 13-14 км. Вони заповнюють пори, тріщини і пустоти, мають тісний контакт із ґрунтом і породами земної кори. Для них характерне пошарове розміщення водоносних горизонтів, що відокремлені водонепроникними пластами породи, слабкий зв’язок з атмосферою, незначний розвиток біологічних процесів, бідність форм життя, підвищені температура і тиск. Усе це сприяє меншому забрудненню вод нечистотами та мікроорганізмами, завдяки чому вони переважно доброякісні. Знаходячись на значних і різних глибинах, вони характеризуються стабільнішим хімічним складом, містять більше корисних для здоров’я людини речовин (сполук кальцію, йоду та ін.). Проте й підземні води можуть забруднюватись, якщо фільтрувального шару порід недостатньо.

За глибиною залягання підземні води поділяють на три зони. Верхня зона, глибина якої здебільшого становить 2-6 м, але може досягати 20-60 (Центральна Україна) і навіть 300 м (Південна Україна), має активний водообмін, зазнає дії фільтрівних атмосферних опадів та деякою мірою атмосферного повітря. Мінералізація води коливається в межах 100-1000 г/дм³.

Середня зона розміщена на глибинах 300–600 м, інколи 2000 м. Цю воду використовують для бальнеологічних цілей. Нижня зона залягає на глибині кількох кілометрів. У ній практично немає водообміну і містяться високомінералізовані води хлорнатрієво-кальцієвого складу, інколи зі значним вмістом галогенсульфіду, брому та рідкісних металів. Ці води використовують у промисловості для добування йоду, брому та рідкісних металів.

З господарсько-питною метою використовують переважно води верхньої зони. Якість води залежить від ґрунтів та порід, розміщених нижче. Ґрунти торфяно-тундрової зони збагачують воду органічними речовинами рослинного походження. Це стосується також болотних вод. Чорноземи, каштанові та солончакові ґрунти сприяють появі у воді переважно мінеральних речовин. Зі збільшенням глибини залягання вод зменшується число мікроорганізмів, на глибині 6 м і нижче воно дорівнює нулю. Шар грунту завтовшки 3,5–4м на полях фільтрації затримує до 90% мікроорганізмів.

До поверхневих вод належать води океанів, морів, озер, річок, боліт, потічків і штучних водосховищ. Океани, моря та деякі озера мають солону воду. Ріки, більшість озер, ставки, штучні водосховища, болота і струмки містять прісну воду, яку використовують для господарсько-питного й технічного водозабезпечення.

Характерною особливістю річкової води є нестабільність і неоднорідність хімічного та бактеріологічного складу, незначна мінералізація зі значним вмістом органічних речовин, рослинних і тваринних організмів, у тому числі і мікроорганізмів. У ній інтенсивно відбуваються біологічні процеси. Ці води доступні для будь-яких забруднень. Нестабільність складу пояснюється зміною кількості води в ріках залежно від пори року та метеорологічних факторів, а також локальними забрудненнями водойм промисловими та господарсько-побутовими стічними водами.

За використанням водних ресурсів усі галузі господарства поділяють на дві групи:

- споживачі забирають воду, використовують її для виготовлення продукції, а потім повертають у меншій кількості та гіршої якості (у вигляді стічних вод). Основними споживачами води є сільське і комунальне господарство та промисловість. У сільському господарстві води використовують для поливу рослин, напування та приготування корму для свійських тварин, у комунальному господарстві – для пиття та приготування їжі для людей, для задоволення їхніх санітарно-гігієнічних потреб, як теплоносій тощо.

- користувачі, використовують воду як середовище (рибальство, водний транспорт, лікувальні установи чи курорти для купан­ня та відпочинку) або як джерело енергії (гідроелектростанції), але і вони, як правило, погіршують якість води.

У багатьох випадках вода після використання частково або повністю повертається до джерел, але зі зміненою якістю. Найбільше (до 70%) прісної води споживає сільське господарство. Особливо велика кількість води витрачається в зрошувальному землеробстві. Нині у світі зрошується близько 15% площ усіх сільськогосподарських угідь. За деякими прогнозами, зрошуванні площі найближчим часом зростуть до 420 млн га. Питоме споживання залежить від виду сільськогосподарських культур, фізико-географічних умов району, технічного стану зрошувальних систем і способу поливу.

Обсяг споживаної води в промисловості оцінюють водоємністю виробництва, під якою розуміють кількість води, необхідної для виробництва однієї тонни готової продукції. Водоємність різних видів продукції коливається в дуже широких межах, м³/т: сталі, чавуну – 15–20, сульфатної кислоти – 25–80, синтетичного волокна – 500, міді – 500, пластмас – 500-1000, синтетичного каучуку – 2000–3000. Для роботи ТЕС потужністю 300 тис. кВт потрібно близько 300 км³ води на рік. Середній хімічний комбінат щодоби витрачає 1-2 млн. м³ води.

Споживання води населенням характеризують питомим водоспоживанням, під яким розуміють добовий об’єм води в літрах, необхідний для задоволення всіх потреб одного мешканця міста чи села. Питоме водоспоживання в містах більше, ніж у селах і значною мірою залежить від ступеня благоустрою (наявності водопроводу, каналізації, центрального водяного опалення тощо). Так питоме водоспоживання для деяких міст становить, л/добу: Нью-Йорк – 600, Париж – 500, Москва – 400, Київ – 300, Лондон – 263. У великих містах з населенням понад 3 млн чол. добові витрати води сягають 2 млн м³, а річні – близько 1 км³. При цьому використовується вода досить високої якості, що потребує складної технології водопідготовки.

Якість води в кожному конкретному випадку визначається вимогами споживача. Якість води – це сукупність фізичних, хімічних, біологічних та бактеріологічних показників, які задовольняють вимоги споживачів. Вимоги до якості води нормуються державними галузевими стандартами або технічними умовами.

Основними джерелами забруднення вод є атмосферні опади, стоки з сільськогосподарських полів, ферм та інших об’єктів, міські і промислові стічні води та водний транспорт.

4.1. Стадії та види забруднення природних вод

Розрізняють три стадії забруднення природних вод.

Початкова стадія. Концентрація полютантів (забруднювачів) у воді вища за фонову, але менша ГДК (гранично допустимої концентрації). Властивості води в ме­жах норми. Зміни, що спостерігаються, не є перепоною для вико­ристання води для господарсько-питних потреб, але вказують на наявність джерела забруднення.

Небезпечна стадія. Концентрація полютантів досягає ГДК або трохи перевищує її. Площа забрудненої ділянки (для підземних вод) становить 0,02-0,5 км².

Дуже небезпечна стадія. Вміст полютантів значно (на порядок) перевищує ГДК. Площа забрудненої ділянки (для підземних вод) становить 0,5-1,0 км² і більше.

Дата добавления: 2015-05-24