Гидросферы
По данным Всемирного фонда природы, лишь за 25 лет (1970-1995 гг.) человечество уничтожило свыше 30 % природных ресурсов нашей планеты. Особенно быстро уничтожаются экосистемы, обеспечивающие питьевой водой, — 6 % за год. Всего за 30 лет (с 1970 по 2000 г.) количество этих биотопов уменьшилось вдвое. В настоящее время на планете ежегодно потребляется около 12 % всех пресных водных ресурсов, перемещаются огромные массы поверхностных и подземных вод, изменяется природный круговорот воды. Человек соединяет моря, трансформирует географию рек, создает огромные водохранилища, осушает болота, орошает безводные пустыни, откачивает из недр колоссальные объемы подземных вод. В России различными водными путями соединены Белое, Балтийское, Черное, Каспийское и Азовское моря. В бассейнах рек Волги, Дона, Камы, Ангары и т.д. созданы крупнейшие водохранилища (протяженностью до 500-670 км и шириной 40-60 км).
По данным департамента использования и восстановления водного фонда МПР, водохозяйственный комплекс нашей страны включает около 30 тыс. водохранилищ. Крупнейшими из них являются Волжко-Камский и Ангаро-Енисейский каскады, которые обеспечивают регулирование стока рек и гарантированное водоснабжение населения. С 1900 до 1970 г. в мире было построено около 10 тыс. плотин с водохранилищами объемом более 0,1 км3. Сейчас таких водохранилищ уже свыше 14 тыс. Суммарная площадь всех искусственных водохранилищ составляет более 1,5 млн км2 (— 1 % суши). Эти искусственные «моря» оказывают существенное влияние на биосферу Земли.
Снижение ресурсов пресных вод (особенно в промышленно развитых районах) вызвано не столько увеличением их потребления, сколько растущим загрязнением (при сбросе в водные бассейны неочищенных или недостаточно очищенных стоков). В России в 2000 г. из общего объема сточных вод (55,6 км3) лишь 11 % (2,4 км3) прошли нормативную очистку. Например, в Мировой океан ежегодно поступает 420 км3 сточных вод, а также более 6 тыс. км3 естественных вод, загрязненных стоками, и до 10-12 млн т нефти. Только в водоемы России (рис. 3.3) ежегодно сбрасывается 8,5 км3 неочищенных и 18,5 км3 не полностью очищенных сточных вод. В результате примерно 60 % поверхностных пресных вод России уже относятся к разряду загрязненных и не могут быть использованы для питья. Основную лепту в загрязнение поверхностной гидросферы вносят городские и поселковые системы канализации, сбрасывающие 60 % загрязненных сточных вод этой категории. Суммарный объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты Российской Федерации, распределяется между жилищно-коммунальным хозяйством (51 %), промышленностью (35 %) и сельским хозяйством (13 %) (табл. 3.10).
Таблица 3.10
Динамика сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты, млн м3
| Отрасль промышленности | 1991г. | 1992 г. | 1993 г. | 1994 г. | 1995 г. |
| Российская Федерация | 28 018 | 27 139 | 27 241 | 24 642 | 24 477,6 |
| Жилищно-коммунальное хозяйство | 12 305 | 12 045 | 12 298 | 12 590 | 12 503,7 |
| Сельское хозяйство | 3 257 | 3 499 | 4 536 | 3 165 | 3 172,7 |
| Промышленность, всего | 12 149 | 8 574,6 | |||
| Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность | 2 584 | 2 358 | 2 019 | 1799,3 | |
| Химическая и нефтехимическая промышленность | 2 362,8 | 2 183,6 | 1 622,2 | 1 451,7 | |
| Энергетическая промышленность | 1 246,2 | 1090,5 | |||
| Машиностроение | 1 278,6 | 952,1 | 842,6 | 782,1 | |
| Черная металлургия | 750,6 | 855,1 | 719,6 | 757,7 | |
| Угольная промышленность | 595,7 | 664,1 | 648,9 | 740,2 | |
| Цветная металлургия | 582,4 | 537,6 | 514,3 | 529,0 | |
| Нефтеперерабатывающая промышленность | 324,7 | 279,0 | 225,2 | 317,4 | |
| Оборонная промышленность | Н.д. | Н.д. | 411,7 | 260,1 | 178,4 |
| Легкая промышленность | 251,3 | 200,5 | 170,8 | ||
| Пищевая промышленность | 208,4 | 174,1 | 171,7 | ||
| Промышленность строительных материалов | 157,3 | 136,9 | 129,5 | ||
| Нефтеперерабатывающая промышленность | 21,3 | 25,3 | 29,7 | 31,1 | |
| Газовая промышленность | 5,0 | 3,6 | 4,3 | 5,0 | 4,5 |
Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод России являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот. Во многих водоемах зарегистрированы повышенные концентрации специфических загрязняющих веществ: лигнина, ксантогенатов, формальдегида и др. Основным источником этих загрязнений являются сточные воды различных производств, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностный сток.
Около трети всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоками с территорий санитарно неблагоустроенных населенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное (в период весеннего паводка) ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах (в том числе и Москве). Если суммировать общемировой сток производственных вод, насыщенных токсичными химическими элементами, то он уже превышает объем Амазонки — наиболее полноводной реки мира. Эта ситуация обусловлена реализацией человечеством стратегии естественной самоочистки вод от загрязнения. Кроме поверхностного стока, дополнительным источником загрязнения водоемов является снеговой покров, содержание химических элементов в котором выше, чем в донных осадках. В твердых осадках снега содержание Pb, Zn, Ag в десятки раз, a Sn, W, Ст, Со, Мп в несколько раз выше, чем в донных осадках на фоновых участках водотока.
Особенно сильно страдают от загрязнения реки, озера и внутренние моря. В частности, в России в большом количестве загрязненные сточные воды сбрасываются в бассейн Волги (11 км3 ежегодно), Ангары (1,8 км3), Урала (0,1км3) и др. В промышленных технологических процессах образуются следующие основные виды загрязненных сточных вод:
• реакционные воды, возникающие в процессе реакций с выделением воды, в результате чего они загрязнены как исходными веществами (реагентами), так и продуктами реакций;
• воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах (свободная или связанная вода), в результате переработки загрязняются всевозможными веществами;
• промывные воды — воды после промывки сырья, продуктов, тары и оборудования, а также маточные водные растворы;
• водные экстрагенты и абсорберы;
• охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения;
• бытовые воды — воды столовых, прачечных, душевых, туалетов и т.д.;
• атмосферные осадки, стекающие с территории предприятия, загрязненные различными химическими и взвешенными веществами (поверхностный сток).
Ежегодно в реки в виде производственных отходов сбрасьшается более 2,3 млн т свинца, 1,6 млн т марганца, 1 млн т цинка, около 0,5 млн т меди и 6,5 млнт фосфора (табл. 3.11). Например, в реку Терек (рис. 3.4) только на территории Северной Осетии ежесуточно сбрасьшается более 4 320 м3 неочищенных сточных вод, содержащих около Зт растворенных вредных веществ. На рис. 3.5 представлены данные по загрязнению рек Северного Кавказа
Говоря о сохранении гидросферы, необходимо упомянуть древнейшее озеро в мире — Байкал. Байкал является самым глубоким озером в мире, не
Таблица 3.11