Антропічний вплив на гідросферу. Причини порушення якості природних вод, дефіцит водних ресурсів, принципи оцінки екологічного стану водойм. Охорона водойм.

Біологія

11 клас

Ми пізнаємо цінність води лише коли колодязь пересихає.

Бенджамін Франклін

Вода є важливою складовою біосфери і як біологічний чинник, і як середовище існування. Вона займає понад 70% площі Землі, це переважно солона морська вода, натомість запаси пріснї води становлять лише 2% від її загальної кількості. 85% прісної води містять льодовики, лише 1% - річки, озера й підземні води.

Забруднення води

Хімічне

Фізичне

Теплове

Біологічне

кислоти, луги, нафта й нафтопродукти, пестициди, поверхнево-активні речовини, солі важких металів, мийні засоби тощо

пісок, шлаки, мул, радіоактивні відходи

підвищення температури води в результаті її змішування з теплими технологічними водами підприємств

патогенні бактерії, віруси, найпростіші, гриби, гельмінти та їхні яйця тощо

Закислення океанічних вод

Через поглинання СО2 океанами зросла концентрація Н2СО3 у воді. Це спричинило збільшення кислотності приблизно на 0,1 рН за останні 250 років. Така зміна негативно впливає на організми, до складу скелетів яких уходить кальцій карбонат (вапняк) через те, що за підвищеної кислотності він поступово розчиняється, і кількість доступних карбонат-іонів у воді зменшується. Одноклітинним еукаріотам, коралам і молюскам за таких умов складніше будувати й підтримувати зовнішні вапнякові скелети. Оскільки коралові рифи є домівкою для 25 % усіх видів морських організмів, то внаслідок зникнення рифів можуть загинути тисячі інших організмів.

Зникнення екосистеми коралового рифу внаслідок закислення вод

Глобальне потепління спричиняє підвищення рівня Світового океану

За останнє десятиліття площа льоду в Арктиці зменшилась майже на 14 %. Танення високогірних льодовиків негативно впливає на екосистеми, що розташовані нижче, оскільки тала вода часто є єдиним джерелом вологи для посушливих гірських плато. Швидке її надходження часто спричиняє повені й ґрунтові потоки, що руйнують стабільні біоценози й поселення людей, а також є причиною заболочування окремих місцин.

Б. Зменшення об’єму й площі льодовика М’юра на Алясці

А. Зменшення площі арктичного льоду

Глобальне потепління спричинило підвищення рівня Світового океану

Вода від талого льоду потрапляє у Світовий океан, що спричиняє поступове підвищення її рівня в ньому. Глобальне потепління також сприяє тепловому розширенню води в гідросфері. Наслідком цих процесів є те, що протягом останніх років рівень води в морях і океанах підвищується на 3,3 мм щороку. Згідно із різними прогнозами до 2100 року рівень підвищиться ще на 0,6-2,7 м щодо рівня 2010 року. Підняття рівня моря змінить умови в значній кількості прибережних і берегових екосистем, спричинивши зникнення сотень видів організмів.

У світі спостерігається нестача чистої води

Сьогодні близько 0,8 млрд людей не мають доступу до чистої питної води. Через територію України протікає щорічно близько 1000 м3 річкової води в розрахунку на одну людину, при цьому 48 % її використовує промисловість, 40 % — сільське господарство й лише 12 % застосовується в побуті й комунальному господарстві. Наукова спільнота вважає водозабезпеченість України недостатньою, особливо її східних і південних регіонів.

У світі спостерігається нестача чистої води

Кількість доступної води на певній території залежить від швидкості її біогеохімічного колообігу в природі: якщо кількість опадів зменшиться, то зменшиться й кількість доступної прісної води. Вирубування лісів, осушування боліт, приховування ґрунту під штучним покриттям (асфальтом, плиткою, бетоном) зменшують кількість води, що випаровується з поверхні Землі. Це спричиняє зниження вологості повітря й зменшення кількості опадів. А інтенсифікація використання води в промисловості й сільському господарстві, побудова гребель і ставків часто є причиною недостатньої зволоженості регіонів, що розташовані в нижній течії річок.

У світі спостерігається нестача чистої води

Кількість чистої води зменшується також унаслідок забруднення. Основними забруднювачами гідросфери є патогенні мікроорганізми, гельмінти та хімічні речовини. Разом із екскрементами хворих тварин і людей до води потрапляють збудники численних небезпечних хвороб: черевного тифу, холери, дизентерії, сальмонельозу, гепатиту, гельмінтозів

Використання води річки Ганг мільйонами людей для пиття, прання й скидання нечистот робить її одним із найбільших джерел інфекцій у світі.

Хімічне забруднення води

Рештки життєдіяльності організмів є природним компонентом водних екосистем. Але їхнє надходження у водойми значно зросло через масове потрапляння до водойм неочищених каналізаційних стоків і змивів із ферм. Гниття решток під впливом бактерій-редуцентів є аеробним процесом, під час якого споживається кисень, розчинений у воді. Через інтенсифікацію гниття вміст кисню у воді зменшується у 2-5 разів, що спричиняє його нестачу для водних організмів, які починають гинути.

Хімічне забруднення води

Вичерпання кисневих запасів може бути й наслідком евтрофікації через надмірне потрапляння до води змивів мінеральних добрив із полів, що містять надлишкові кількості Нітрогену й Фосфору.

​

​

​

​

​

​

Евтрофікація (від грецького eutrophia — добре харчування) — збагачення водойм біогенними елементами, що супроводжується знищенням продуктивності водойми.

​

​

Хімічне забруднення води

На жаль, через низький рівень очистки стічних вод (в Україні зі стічних вод вилучається лише 10-40 % забруднювачів), а також через надмірне використання отрутохімікатів на полях до водойм потрапляють великі кількості важких металів і синтетичних органічних речовин, що здатні накопичуватися в організмах, передаватися харчовими ланцюгами (ДДТ у тканинах пінгвінів) і потрапляти до продуктів харчування людини. У результаті, виживання багатьох популяцій, існування цілих екосистем та здоров'я людини опиняються під великою загрозою.

​

Хімічне забруднення води

Нафта й нафтопродукти, які потрапляють під час аварій чи недбалого ставлення до відходів, укривають водну поверхню плівкою, що порушує газообмін і освітлення водних екосистем, а також убиває організми

Масштабний розлив нафти

під Одесою

Наслідки розливу нафти

Критерії оцінки якості води

Гранично допустимі концентрації речовин у воді

Оцінюється наявність хімічного забруднення

Прозорість, колір, запах води

Оцінюється наявність хімічного забруднення

Біохімічна потреба кисню

Оцінюється можливий розвиток кисневого дефіциту

Метод біологічної індикації

наявність і щільність особин індикаторних видів у водній екосистемі

Шляхи збереження чистоти водойм і виснаження водних ресурсів

Упровадження технологічних процесів, які дозволяють економити воду

Повторне використання води в інших процесах чи циркуляція її замкненими циклами

Обробка води на очисних спорудах