Понятие антропогенных факторов и общий механизм их влияния

 
Загрязнение нефтью и нефтепродуктами 

Загрязнение континентальных и океанических вод углеводородами является в настоящее  время одним из основных видов  загрязнения гидросферы. Ежегодно в  Мировой океан сбрасывается 10 млн. тонн нефти. Аэрофотосъемкой со спутников  зафиксировано, что уже почти 30% поверхности  океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.

Источников  поступления нефти в моря и  океаны довольно много. Это аварии танкеров и буровых платформ, сброс балластных и очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками. Большая часть  нефти попадает в воду от двигателей внутреннего сгорания и промышленных предприятий.

Нефть является продуктом длительного  распада и очень быстро покрывает  поверхность воды нефтяной пленкой, которая препятствует доступу воздуха  и света. В ряде случае толстый  слой нефтепродуктов на водной поверхности  может оказаться огнеопасным. Известны случаи загорания прудов отстойников  на нефтеперерабатывающих заводах.

Во  время выбросов нефти особенно страдают птицы, поскольку нефть пропитывает  перья, лишая их как водоотталкивающих, так и теплоизоляционных свойств. Они оказываются неспособными ни плавать, ни поддерживать нужную температуру  тела. Когда птицы пытаются выбраться  из нефти, она облепляет их с ног  до головы, лишая возможности видеть и отравляя весь организм.

Разливы нефти приводят к гибели морских  млекопитающих. Морские выдры, полярные медведи, тюлени, новорожденные морские  котики (которые выделяются наличием меха) погибают наиболее часто. Загрязненный нефтью мех начинает спутываться  и теряет способность удерживать тепло и воду. Нефть, влияя на жировой  слой тюлений и китообразных, усиливает  расход тепла. Кроме того, нефть может  вызвать раздражение кожи, глаз и  препятствовать нормальной способности  к плаванию. Попавшая в организм нефть может вызвать желудочно-кишечные кровотечения, почечную недостаточность, интоксикацию печени, нарушение кровяного давления. Если разлив нефти произошел неподалеку от города или иного населенного пункта, то отравляющий эффект усиливается, потому что нефть/нефтепродукты образуют опасные "коктейли" с иными загрязнителями человеческого происхождения. Так же пары от испарений нефти ведут к проблемам органов дыхания у млекопитающих, которые находятся около или в непосредственной близости с большими разливами нефти.

Как нефть, так и нефтяные смолы (гудрон) содержат некоторые канцерогенные  вещества. Результаты нескольких исследований, проведенных на моллюсках в загрязненных водах, свидетельствуют о том, что  у этих животных обнаруживается аномально  большое число новообразований, сходных с раковыми опухолями  человека.

Рыбы  подвергаются воздействию разливов нефти в воде при употреблении загрязненной пищи и воды, а также  при соприкосновении с нефтью во время движения икры. Гибель рыбы, исключая молодь, происходит обычно при  серьезных разливах нефти. Однако сырая  нефть и нефтепродукты отличаются разнообразием токсичного воздействия  на разные виды рыб. Концентрация 0,5 миллионной доли нефти в воде способна привести к гибели форели. Почти летальный  эффект нефть оказывает на сердце, изменяет дыхание, увеличивает печень, замедляет рост, разрушает плавники, приводит к различным биологическим  и клеточным изменениям, влияет на поведение. Кроме того, нефтепродукты  в воде оказывают прямое токсическое  действие на рыбу, резко ухудшают ее вкусовые качества.

После попадания нефти или нефтепродуктов в воду требуется определенное время  для исчезновения их следов. Сюда надо включить и время, необходимое для  повторного заселения загрязненной зоны теми же и в том же количестве организмами, которые обитали здесь  ранее. Если выброс нефти не привел к полной гибели всех местных организмов, то оставшиеся, размножаясь, начинают заполнять свободное пространство, по мере того как исчезает нефть.

Истощения водных ресурсов

Пресные воды составляют ничтожную (около 2% гидросферы) долю от общих запасов воды в природе. Пресная вода, доступная для использования, находится в реках, озерах и подземных  водах. Ее доля от всей гидросферы составляет 0,3%. Ресурсы пресной воды распределены крайне неравномерно, часто обилие воды не совпадает с районами повышенной хозяйственной деятельности. В этой связи возникает проблема недостатка и истощения водных ресурсов и  особенно пресной воды. Она усугубляется все возрастающими объемами ее использования.

Проблема  истощения водных ресурсов возникает  по нескольким причинам, главные из которых: неравномерное распределение  воды во времени и пространстве, рост ее потребления человечеством, потери воды при транспортировке  и использовании, ухудшение качества воды и как крайний случай - ее загрязнение.

Основные  причины истощения пресной воды антропогенные.

Потери  пресной воды увеличиваются с  ростом ее потребления на душу населения  и связаны с использованием воды для хозяйственных нужд. Чаще всего  это объясняется несовершенством  технологии промышленного, сельскохозяйственного  производства и коммунальных служб.

Потери  воды и истощение водных ресурсов во многом связаны с недостаточным  знанием природных условий (геолого-литологических и гидрогеологических, климатических  и метеорологических, биологических), внутренних закономерностей и механизмов развития экосистем.

Ухудшение качества и загрязнение воды связано  с попаданием в реки и другие поверхностные  водоемы загрязняющих веществ, продуктов  деятельности человека. Этот вид истощения  пресных вод наиболее опасен и  становится все более угрожающим для здоровья людей и состояния  жизни на Земле. Его крайнее проявление - катастрофическое загрязнение вод.

В настоящее время от недостатка воды страдает около 1,5 млрд жителей земли, а к 2050 году их число, по прогнозам, может  вырасти до 3,5 млрд. Уже сейчас ряд  относительно развитых стран, в числе  которых Бразилия, Турция, Япония, Китая  и Италия, вынуждены импортировать  воду для нужд своего сельского хозяйства, и предпосылок для улучшения  ситуации пока что не видно. Более  того, дефицит воды уже в ближайшие годы может превратиться в экономический фактор - в ряде стран могут быть свернуты целые отрасли промышленности, потребности которых в воде будут превосходить возможности данных государств.

Использование воды в промышленности

Промышленное  водопотребление.

Целлюлозно-бумажная промышленность - одна из самых водоемких  вследствие огромного объема перерабатываемого  сырья. На производство каждой тонны  целлюлозы и бумаги в среднем  затрачивается 150 000 л. воды во Франции  и 236 000 л. в США. В процессе производства газетной бумаги на Тайване и в  Канаде расходуется около 190 000 л. воды на 1 тонну продукции, производство же тонны высококачественной бумаги в Швеции требует 1 млн. л. воды.

Топливная промышленность. Для производства 1000 л. высококачественного авиационного бензина необходимо 25 000 л. воды, а  автомобильного бензина - на две трети  меньше.

Текстильная промышленность требует много воды для замачивания сырья, его очистки  и промывки, отбеливания, крашения и  отделки тканей и для других технологических  процессов. Для производства каждой тонны хлопчатобумажной ткани необходимо от 10 000 до 250 000 л. воды, шерстяной - до 400 000 л. Изготовление синтетических тканей требует значительно больше воды - до 2 млн. л. на 1 т продукции.

Металлургическая  промышленность. В ЮАР при добыче 1 тонны золотой руды расходуется 1000 л. воды, в США при добыче 1 т. железной руды 4000 л и 1 т бокситов - 12 000 л. Для производства железа и  стали в США требуется примерно 86 000 л воды на каждую тонну продукции, но до 4000 л из них составляют безвозвратные  потери (главным образом, на испарение), и, следовательно, примерно 82 000 л воды может быть использовано повторно. Водопотребление в черной металлургии  значительно варьирует по странам. На производство 1 т чугуна в чушках в Канаде тратится 130 000 л воды, на выплавку 1 т чугуна в доменной печи в США - 103 000 л, стали в электропечах во Франции - 40 000 л, а в Германии - 8000-12 000 л.

Электроэнергетика. Для производства электроэнергии на ГЭС используется энергия падающей воды, приводящая в движение гидравлические турбины. В США на ГЭС ежедневно  расходуется 10 600 млрд. л воды.

Решение проблем

Перераспределение стока направлено на обеспечение  водой тех районов, где ее не хватает, а охрана водных ресурсов - на уменьшение невосполнимых потерь воды и сокращение потребности в ней на местах.

Перераспределение стока. Хотя традиционно многие крупные поселения возникали близ постоянных водных источников, в настоящее время некоторые населенные пункты создают также в районах, которые получают воду издалека. Даже в тех случаях, когда источник дополнительного водоснабжения находится в пределах того же штата или страны, что и пункт назначения, возникают технические, экологические или экономические проблемы, но если импортируемая вода пересекает государственные границы, то число потенциальных осложнений возрастает.

Один  из масштабных проектов переброски стока, предложенный в Северной Америке, предусматривает  отведение 20% избыточной воды из северо-западных районов в аридные области. При  этом ежегодно перераспределялось бы до 310 млн.м3 воды, сквозная система водохранилищ, каналов и рек способствовала бы развитию навигации во внутренних районах, Великие озера ежегодно получали бы дополнительно 50 млн.м3 воды (что компенсировало бы понижение  их уровня), и вырабатывалось бы до 150 млн. кВт электроэнергии. Другой грандиозный  план переброски стока связан с сооружением  Большого Канадского канала, по которому вода направлялась бы из северо-восточных  районов Канады в западные, а оттуда - в США и Мексику.

Большое внимание привлекает проект буксировки айсбергов из Антарктики в аридные  районы, например на Аравийский п-ов, что  позволит ежегодно обеспечивать пресной  водой от 4 до 6 млрд. человек или  орошать ок. 80 млн. га земель.

Одним из альтернативных методов водоснабжения  является опреснение соленой воды, главным образом океанической, и  транспортировка ее к местам потребления, что технически осуществимо благодаря  применению электродиализа, вымораживания  и различных систем дистилляции. Чем крупнее опреснительная установка, тем дешевле обходится получение  пресной воды. Но с увеличением  стоимости электроэнергии опреснение становится экономически невыгодным. Его используют лишь в тех случаях, когда энергия легкодоступна  и другие способы получения пресной  воды нецелесообразны. Коммерческие опреснительные установки действуют на островах Кюрасао и Аруба (в Карибском  море), в Кувейте, Бахрейне, Израиле, Гибралтаре, на о.Гернси и в США. В  других странах были построены многочисленные демонстрационные установки меньшей  мощности.

Охрана  водных ресурсов. Существует два широко распространенных способа сбережения водных ресурсов: сохранение существующих запасов пригодной к употреблению воды и приумножение ее запасов путем сооружения боле совершенных коллекторов. Накопление воды в водохранилищах предотвращает ее сток в океан, откуда она может быть вновь извлечена лишь в процессе круговорота воды в природе или путем опреснения. Водохранилища тоже облегчают водопользование в нужное время. Вода может храниться в подземных полостях. При этом не происходит потерь влаги на испарение, и сберегаются ценные земли. Сохранению существующих запасов воды способствуют каналы, не допускающие просачивание воды в грунт и обеспечивающие ее эффективную транспортировку; применение более эффективных методов орошения с использованием сточных вод; сокращение объема воды, стекающей с полей или фильтрующейся ниже корнеобитаемой зоны посевных культур; бережное использование воды на бытовые нужды.

Однако  каждый из этих способов сбережения водных ресурсов оказывает то или иное воздействие  на окружающую среду. Например, плотины  портят естественную красоту незарегулированных рек и препятствуют аккумуляции  на поймах плодородных илистых наносов. Предотвращение потерь воды в результате фильтрации в каналах может нарушить водообеспечение болот и тем  самым неблагоприятно отразиться на состоянии их экосистем. Это может  также препятствовать пополнению запасов  грунтовых вод, влияя таким образом  на водоснабжение других потребителей. А для уменьшения объема испарения  и транспирации сельскохозяйственными  культурами необходимо сокращать посевные площади. Последняя мера оправдана  в районах, страдающих от нехватки воды, где при этом проводится режим  экономии за счет сокращения расходов на ирригацию из-за высокой стоимости  энергии, необходимой для подачи воды.

Заключение 

Последствия, к которым ведёт расточительное, небрежное отношение человечества к Океану, ужасающи. Уничтожение  планктона, рыб и других обитателей океанских вод - далеко не всё. Ущерб  может быть гораздо большим. Ведь у Мирового океана имеются общепланетарные  функции: он является мощным регулятором  влагооборота и теплового режима Земли, а также циркуляции её атмосферы. Загрязнения способны вызвать весьма существенные изменения всех этих характеристик, жизненно важных для режима климата  и погоды на всей планете. Симптомы таких изменений наблюдаются  уже сегодня. Повторяются жестокие засухи и наводнения, появляются разрушительные ураганы, сильнейшие морозы приходят даже в тропики, где их отроду не бывало. Разумеется, пока нельзя даже приблизительно оценить зависимость подобного  ущерба от степени загрязненности. Мирового океана, однако, взаимосвязь, несомненно, существует. Как бы там  ни было, охрана океана является одной  из глобальных проблем человечества. Мертвый океан - мертвая планета, а значит, и все человечество.