Методы очистки водных ресурсов

Содержание

Введение

ГЛАВА 1. Мировой океан. Влияние деятельности человека………….стр.

1.1. Основные геоэкологические особенности океанов и морей……стр.

1.2. Деятельность человека, влияющая на состояние океанов и морей…стр.

1.2.1. Деятельность в бассейнах рек, приводящая к изменениям гидрологического режима морей…………………………………..стр.

1.2.2. Использование земель в береговой полосе…………………….стр.

1.2.3. Сброс в море загрязненных вод побережья и загрязненных наносов……………………………………………………………….стр.

1.2.4. Перевозка опасных веществ…………………………………..стр.

1.2.5. Использование биологических и небиологических морских ресурсов………………………………………………………………стр.

1.3. Геоэкологические проблемы морских побережий и внутренних морей………………………………………………………………….стр.

1.3.1. Проблемы Балтийского моря……………………………………стр.

1.3.2. Проблемы Черного моря……………………………………стр.

1.3.3. Проблемы Азовского моря…………………………………..стр.

ГЛАВА 2. Основные загрязнители вод Мирового океана………………..стр.

2.1. Нефть  и  нефтепродукты……………………………………………стр.

2.2. Пестициды…………………………………………………………стр.

2.3. Тяжёлые  металлы………………………………………………….стр.

2.4. Тепловое  загрязнение……………………………………………….стр.

2.5. Неорганическое  загрязнение………………………………………..стр.

2.6. Органическое  загрязнение…………………………………………..стр.

2.7. Синтетические поверхностно  – активные вещества……………….стр.

2.8. Соединения  с  канцерогенными  свойствами………………………стр.

2.9. Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг)……………..стр.

 

ГЛАВА 3. Методы  очистки  водных  ресурсов…………………………стр.

ГЛАВА 4. Охрана  морей  и  океанов……………………………………стр.

Заключение

Список литературы

 

 

 

ГЛАВА 1. Мировой океан. Влияние деятельности человека

 

1.1. Основные геоэкологические особенности океанов и морей

 

Главная особенность Мирового океана — его огромные, подавляющие размеры. Широко известно избитое, но тем не менее верное замечание о том, что наша планета должна бы называться не Земля, а Океан. В самом деле, Мировой океан занимает 361 млн. км2, или 71% всей поверхности планеты. Важнейшее глобальное следствие такого соотношения суши и моря в его влиянии на водный и тепловой баланс Земли. Около 10% солнечной радиации, поглощенной поверхностью океана, расходуется на нагревание воды и турбулентный обмен теплом между поверхностными слоями воды и нижними слоями атмосферы, остальные лее 90% затрачиваются па испарение. Таким образом, испарение с поверхности океана является как главным источником воды в глобальном гидрологическом цикле, так и, вследствие высокой скрытой теплоты испарения воды, важным компонентом глобального теплового баланса.

Масса океана составляет 94% массы гидросферы. Мировой океан — важнейший регулятор потоков в глобальном гидрологическом цикле, его объем велик но сравнению с любой составляющей цикла, средняя продолжительность обмена воды в океане весьма значительна, составляя 3 тыс. лет.

Поверхностная зона океана (глубиной 0—200 м) обладает весьма значительной теплоемкостью и наибольшей среди геосфер тепловой инерцией. Она играет важнейшую роль в формировании текущего климата планеты, его пространственного распределения и изменчивости во времени. Воздействие ветра на верхний слой воды определяет основные черты океанической циркуляции в поверхностной зоне. Циркуляция океана обеспечивает глобальное перераспределение энергии из экваториальных зон к полюсам. Поверхностная зона океана — важнейший компонент климатической системы, принимающий активное участие в формировании среднего годового климата, его изменений от года к году, а также и его колебаний в масштабе десятилетий и столетий.

Внешние влияния на океан осуществляются почти исключительно посредством воздействия на него атмосферы, благодаря потокам тепла, пресной воды и количества движения у поверхности океана. Таким образом, эволюция климата и эволюция океана взаимосвязаны.

Глубокие зоны океана в гораздо меньшей степени, чем поверхностные зоны, подчиняются закону географической зональности, а чаще и новее не подчиняются. Основные глубинные и придонные потоки воды формируются в полярных областях и направлены вначале к противоположным полюсам (рис. 15). Большее или меньшее их участие к природных процессах у поверхности океана и изменение степени этого участия — важнейший фактор изменения основных черт экосферы.

Глубинная (глубиной 2000-4000 м) и придонная (глубже 4000 м) зоны Мирового океана составляют 64% всего его объема. Температура воды в этих зонах от 3°С и менее. Средняя температура всей массы Мирового океана всего лишь около 4°С благодаря холодным глубинной и придонной толщам. Вертикальная циркуляция океанических вод под влиянием разности плотности воды вследствие различий в ее температуре и солености вызывает перемещение вод с поверхности в глубинные слои, где она может оказаться изолированной от атмосферных воздействий, сохраняя теплозапас в течение тысячелетий и более. Высвобождение или, наоборот, накопление такого теплозапаса может оказаться решающим в долговременных изменениях климата.

Низкая температура Мирового океана и его огромная тепловая инерция играют важнейшую палеогеографическую роль. Глубинные слои это не только добротный теплорегулятор системы Земли. Усиление или ослабление теплообмена между глубинными слоями океана и его поверхностью играет, по-видимому, решающую роль в глубоких и долгосрочных преобразованиях климата Земли и, соответственно, в изменениях ее ландшафтов. При этом изменения теплообмена глубинных масс океана с поверхностными, а также и распределение поверхностных течений могут изменяться в течение десятков лет, т.е. чрезвычайно быстро, принимая во внимание размеры Мирового океана, что может привести к столь же быстрому изменению природной обстановки.

Мировой океан это также и огромный аккумулятор веществ, содержащий их в растворенном виде в количестве около 50 х 1015 т. (Напомним, что средняя концентрация растворенных веществ в морской воде, или ее соленость, — 35 г/л.) Соленость воды изменяется в пространстве, по ее химический состав (в % от целого) остается постоянным. Ежегодный приток солей в океан примерно на семь порядков (в 107 раз) меньше их содержания в океане. Это обстоятельство играет значительную роль в стабилизации биогеохимических циклов и экосферы в целом.

Океан содержит около 4 х 10¹º т углерода в растворе, в виде взвесей и в живых формах. На суше, в живых организмах, почвах и распадающемся органическом веществе, углерода примерно в 20 раз меньше. Физико-химические условия в океане и взаимодействие с ними морской биоты предопределяют реакцию океана на изменение концентрации углекислого газа в атмосфере. Углекислый газ из атмосферы растворяется и воде или поглощается из нее планктоном в процессе образования первичной продукции (фотосинтеза). Этот процесс нуждается в солнечном свете, углекислом газе в воде и растворенных биогенных веществах (соединениях азота, фосфора и других химических элементов). Лимитирующим фактором обычно бывают биогенные вещества.

Первичная продукция образуется в верхних, хорошо освещенных слоях воды, куда биогены поступают или из планктона, отмирающего на тех же глубинах, или же с суши и из атмосферы. При отмирании планктона содержащие углерод остатки опускаются в холодные глубинные слои океана и на дно. В конце концов, этот углерод на значительной глубине превращается бактериями о растворимую неорганическую форму, а малая его часть отлагается в виде донных осадков.

Этот процесс, иногда называемый «биологический насос», чрезвычайно сложен. Биологический насос уменьшает концентрацию углекислого газа в верхнем слое океана, а также и в атмосфере и увеличивает общее содержание углерода в глубинной и придонной зонах океана. Био-гео-химичсские процессы, связанные с поглощением углекислого газа, происходят преимущественно в поверхностной зоне океана, тогда как глубинная и придонная зоны играют важнейшую роль в долгосрочной аккумуляции углерода. Процесс интенсивно изучается в настоящее время, но пока все же понят недостаточно.

6.3.2. Деятельность человека, влияющая на состояние океанов и морей

Деятельность человека, вызывающая изменение глобального климата, должна влиять как на состояние океанического звена гидросферы, так и на его взаимосвязи с другими геосферами. Однако, благодаря очень большой консервативности Мирового океана, можно надеяться, что его антропогенные изменения останутся незначительными в течение всего периода перехода к состоянию устойчивого развития. Эта общая, в целом оптимистическая оценка не исключает катастрофических антропогенных ситуаций на отдельных акваториях или касающихся специфических вопросов.

Хозяйственная деятельность человека в Мировом океане разнообразна. Основная часть громоздких грузов, включая нефть, перевозится морем. Мировой океан — источник рыбных и других биологических ресурсов. Это также и источник минерального сырья, пока еще мало используемый. Океан также поглощает и преобразует продукты деятельности человека. По мере роста антропогенного давления эта последняя функция становится все более важной.

Основную часть океана, удаленную от берегов, часто сравнивают с пустыней. И действительно, величина первичной продукции в открытом океане на порядок меньше, чем на многих прибрежных акваториях. Первичная биологическая продукция на глубине 100 м в основной части Мирового океана находится в основном в пределах от 15 до 60 г С м² год-1, тогда как встречаются пятна высокой первичной продукции (от 200 до 500 г С м2 год-1).

Как правило, чем ближе к побережьям, тем больше антропогенная нагрузка. Внутренние моря и заливы отличаются большей антропогенной нагрузкой по сравнению с открытым океаном, причем чем больше степень закрытости водоема, т.е. чем меньше водообмен с океаном, тем, при прочих равных условиях, выше нагрузка. Наконец, прибрежные зоны отличаются наивысшим антропогенным давлением вследствие активного рыболовства с переработкой улова, функционирования крупных и мелких портовых сооружений, повышенной плотности судоходства, транспортных связей с внутриконтинентальными районами, развитой промышленности и энергетики зачастую на привозном сырье и, наконец, многочисленного и быстро растущего населения.

Приоритеты в решении различных морских геоэкологических вопросов определяются, как правило, в зависимости от степени антропогенного давления. Поэтому сложность проблем и интенсивность геоэкологических процессов в целом увеличивается по направлению от открытого океана (моря) к побережьям.

Рассмотрим основные виды деятельности человека, влияющие на состояние морей.

 

1.2.1. Деятельность в бассейнах рек, приводящая к изменениям гидрологического режима морей.

 

Деятельность человека в бассейнах рек (расширение площади пашни, строительство оросительных систем, вырубка лесов, применение удобрений и пестицидов, разнообразное строительство и др.) влияет на гидрологический режим рек, а через него и на режим морей, и особенности замкнутых.

В начале XX в., вследствие, главным образом, расширения земледелия, антропогенная доля потока наносов с суши в море была более естественной, в глобальном или континентальном масштабе. В настоящее время плотины на реках и ирригационные системы, построенные преимущественно во второй половине этого столетия, перехватывают и значительно снижают сток наносов и адсорбированных на них биогенных веществ, в особенности соединений фосфора.

Антропогенный поток растворенных в воде биогенов с суши в прибрежные зоны морей равен, а иногда и намного больше естественного потока. Это одно из проявлений интенсификации глобального биогеохимического цикла биогенных элементов.

Речной сток в моря также в целом несколько ниже вследствие увеличившихся затрат воды на испарение, главным образом из-за развивающегося орошения. Снижение стока рек приводит к росту солености морских вод в замкнутых морях и заливах, таких как Черное и Азовское моря или залив Сан-Франциско.

 

1.2.2. Использование земель в береговой полосе.

 

 Чем ближе к границе раздела между водой океана и сушей, тем обычно больше плотность использования земли и, соответственно, выше деградация земель береговой полосы. В этой полосе острее всего также и конкуренция в использовании земли между жилыми кварталами, портовыми и промышленными сооружениями. Главная область загрязнения — порты, куда загрязненная вода попадает с судов, стекает с городских территорий, как жилых, так и промышленных, поступает вместе с наносами рек. Зачастую акватории портов хуже промываются течениями, где и создается устойчивая зона загрязнения.

Рекреация — серьезнейший конкурент в использовании земель береговой полосы. Морские побережья — основное место отдыха, привлекающее около половины всех рекреантов мира, и к 2025 г. прогнозируется их увеличение вдвое. Только побережья Средиземного моря ежегодно посещают свыше 10млн. туристов. Приток масс отдыхающих в береговую полосу неизбежно вызывает ее загрязнение и деградацию, если только не принимаются специальные меры. Для удовлетворительного решения проблемы использования береговой полосы необходим интегрированный подход к планированию ее развития, учитывающий все основные аспекты проблемы.

 

1.2.3. Сброс в море загрязненных вод побережья и сброс в море загрязненных наносов.

 

Как и в случае вод суши, существуют два основных механизма загрязнения под: точечное и рассеянное. Основные загрязнители: патогенные микроорганизмы, органические вещества, соединения биогенных элементов, синтетические органические вещества, тяжелые металлы, нефтепродукты, загрязненные взвешенные наносы рек. Иногда заметную роль играет и тепловое загрязнение воды. Основные последствия загрязнения — инфекционные болезни, эвтрофикация прибрежных вод и дефицит кислорода, токсическое воздействие различных химических веществ на людей и природу.

Порты, в особенности расположенные в устьях рек, нуждаются в проведении постоянных землечерпательных работ с перемещением большого количества наносов. Чистые наносы, хотя и вызывают необходимость землечерпания, особого экологического вреда не приносят. Однако часть землечерпательного материала (по некоторым опенкам, около 10%) бывает загрязнена тяжелыми металлами, нефтепродуктами, биогенными и хлорорганическими соединениями. Проток дельты Невы, Екатериновка, содержит около 40 кг свинца па тонну накопленного на дне песка и ила. На морском крае одного из основных рукавов дельты Рейна, проходящего сквозь крупнейший в мире порт г. Роттердама (Нидерланды), намыт искусственный остров из загрязненных наносов. Остров непригоден для обитания, но может быть использован для производственных целей, например складов.