Краткое содержание: Параграф § 69 / Биология 11 класс

Антропогенное воздействие на гидросферу

Все воды Земли образуют гидросферу (от греч. hydor — вода и sphaira — шар) — водную оболочку, которая, так же как и атмосфера, загрязняется человеком. Загрязнение происходит не только из-за деятельности промышленных предприятий, сбрасывающих сточные воды в реки, озера и моря, но и из-за сельского хозяйства (массовое содержание скота, использование удобрений и средств химической защиты растений).

Загрязнение гидросферы неорганическими веществами

Изменение естественных химических свойств воды происходит из-за увеличения концентрации вредных примесей неорганической природы, называемых химическим загрязнением. Основными загрязнителями являются соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути и других. Особую опасность представляет ртуть. Катионы \( \text{Hg}^{2+} \) взаимодействуют с анионами, находящимися в морской воде, образуя суспензии, которые оседают на дне. В результате реакций с участием микроорганизмов могут образовываться органические производные ртути, более токсичные, чем ее неорганические соединения. Одно из таких веществ — диметилртуть (\( \text{Hg}(\text{CH}_{3})_{2} \)). Это вещество накапливается в организмах, причем многие из них обладают способностью к его концентрации. Установлено, что в морской рыбе диметилртути содержится в 1000 раз больше, чем в морской воде. Попадание с пищей в организм человека приводит к серьезным поражениям центральной нервной системы. Из тяжелых металлов, помимо ртути, воды Мирового океана в результате химического загрязнения накопили около 41 млн т соединений свинца, в основном в виде суспензий (\( \text{PbSO}_{4} \), \( [\text{Pb}(\text{OH})]_{2}\text{CO}_{3} \), \( \text{PbCl}_{2} \)).

Серьезную проблему представляет изменение кислотности воды из-за поступления в неё различных кислот и щелочей. Жизнедеятельность водных организмов зависит от уровня pH. При понижении pH до 5-6 или повышении до 9-10 видовое разнообразие снижается.

Один из основных источников химического загрязнения водной среды — сельское хозяйство. Ежегодно с агроэкосистем атмосферными осадками вымывается около 10 млн т минеральных удобрений. Попадая в водоемы, соединения фосфора и азота способствуют массовому размножению микроскопических водорослей и цианобактерий, вызывая «цветение воды». В результате этого процесса происходит антропогенная эвтрофикация (от греч. eutrophia — хорошее питание) водоемов: в воде увеличивается концентрация биогенных элементов (фосфора и азота) и уменьшается содержание кислорода. Эвтрофикация приводит к замору рыбы и гибели других водных животных.

Загрязнение сточными водами

Большой вред наносят органические осадки (до 300–400 млн т/год), которые попадают в водоемы со сточными водами. Разлагаясь, органические осадки становятся благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Они выделяют в воду токсические вещества, опасные для других водных организмов и для человека. При гниении образуются опасные соединения, например сероводород, являющийся сильнейшим ядом.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

В последние десятилетия появилась большая группа соединений, которые создали дополнительную проблему — поверхностно-активные вещества (ПАВ). Они используются как моющие средства и, попадая в водоемы, понижают поверхностное натяжение воды, что неблагоприятно сказывается на самоочищении. Большая потребность в ПАВ на промышленных предприятиях и при их применении в быту привели к большим скоплениям пены в руслах малых рек и ручьев, что препятствует аэрации водоемов и поступлению воздуха.

Нефтяное загрязнение водоемов

Ежегодно в моря и океаны поступает примерно 6 млн т сырой нефти, причем каждый килограмм нефти образует на поверхности пленку до 1 га. Нефтепродукты токсичны, они содержат ароматические углеводороды, в частности бензапирен, который является сильным канцерогеном. Также опасны растворенные в воде пестициды и диметилртуть.

Охрана водных ресурсов

Объем используемой воды ежегодно увеличивается, достигая в настоящее время 3,8 тыс. \( \text{км}^{3} \), и может увеличиться до 12 тыс. \( \text{км}^{3} \) в ближайшие десятилетия. Основная мера охраны водных ресурсов — это их бережное расходование. Например, использование в сельском хозяйстве дождевальных и капельных установок позволяет экономить воду в 4–6 раз по сравнению с обычным поливом. Устранение неисправностей водопроводов, установка счетчиков и современное сантехническое оборудование также снижают расход воды.

Для защиты водной среды от веществ-загрязнителей проводят очистку сточных вод, то есть их обработку в специальных очистных сооружениях для разрушения или удаления вредных примесей.