Использование человеком ресурсов гидросферы
Наличие воды необходимого качества является важнейшим условием функционирования экосистем, существования человека как живого организма, его хозяйственной деятельности.
Распределение водных ресурсов Земли приведено в таблице 12.1
Таблица 6.1 Распределение воды в гидросфере Земли
| Части биосферы | Объем воды, км3 | % общего объема |
| Мировой океан | 1 370 323 | 93,96 |
| Подземные воды: | ||
| всего | 4,12 | |
| в зоне активного водооборота | 0,27 | |
| Ледники | 1,65 | |
| Озера | 0,0!9 | |
| Почвенная влага | 0:006 | |
| Пары в атмосфере | 0,001 | |
| Речные воды | 5,2 | 0,0001 |
| Итого | 1 454 703 |
На соленые воды приходится 97,5%, на пресные — 2,5%, почти две трети пресной воды находится в виде льда.
Между Мировым океаном и сушей постоянно идет круговорот: вода испаряется в атмосферу в виде пара и возвращается на Землю в виде осадков. Испарение воды над океанами превышает испарение над сушей на 47 000 км3/год, эта вода возвращается в океан со стоком рек. Доля речной воды в распределении воды в гидросфере Земли составляет 0,0001 %.
Вода, выпадающая над сушей в виде осадков, может либо впитываться в почву и пополнять подземные водоносные горизонты (инфильтрация), либо стекать по почве, образуя поверхностный сток. Показатель отношения инфильтрации к поверхностному стоку — важная характеристика гидрогеологического режима территории и состояния ее поверхности.
В регуляции круговорота воды активную роль играют живые организмы — растения испаряют воду с поверхности листьев (транспирация), чем значительно повышают объемы круговорота, а наличие в почве гумуса делает ее способной впитывать и удерживать воду. Из-за этого необходимым фактором восполнения подземных вод является наличие на почве растительности. При ее уничтожении резко возрастают испарение и поверхностный сток и запасы подземных вод не пополняются.
Водные ресурсы распределены по Земле крайне неравномерно: около 45% суши составляют аридные (от лат. aridus — сухой), т. е. засушливые, и полуаридные территории, где имеется дефицит влаги — величина потенциальной испаряемости воды превышает ее поступление с осадками.
Важнейшими экологическими проблемами, касающимися водных ресурсов, являются:
— нехватка пресных вод, используемых наземными организмами и человеком для биологических процессов и человеком для хозяйственной деятельности;
— загрязнение природных вод — поверхностных, подземных, Мирового океана;
— истощение запасов подземных вод.
Ежегодное потребление воды населением Земли превышает 4000 км3, что составляет 10% от годового стока всех рек мира.
Среднее водопотребление в пересчете на одного человека составляет 1000—2000 л/сут, при этом на биологические нужды людей (питье) расходуется всего 2—5 л/сут, на коммунально-бытовые — 100—200 л/сут, а остальная вода используется в промышленности и сельском хозяйстве.
Современное производство очень водоемко: на выплавку 1 т стали требуется 30 т воды, получение 1 т спирта — 300 л, того же количества целлюлозы — 500 л, синтетического волокна — 5000 л. Потребность в воде постоянно растет и во многих районах нехватка воды нужного качества сдерживает развитие промышленности и сельского хозяйства.
Многие районы и города существуют на привозной или опресненной морской воде.
Наиболее водоемким является сельское хозяйство: на него расходуется более половины всей потребляемой в мире воды. В искусственном орошении нуждается более 30% возделываемых земель.
Загрязнение водоисточников ведет к тому, что доведение их воды до нужного качества (водоочистка) требует все больших затрат и цена воды постоянно растет, что приводит к удорожанию продукции.
Все виды водопотребления делят на возвратные и безвозвратные. Возвратным называется водопотребление, при котором вода возвращается в водоисточник данной местности, безвозвратным — при котором забираемая вода не возвращается в водоисточник этой местности.
Безвозвратным является использование воды в поливном земледелии, при этом значительная часть воды испаряется и уносится воздушными массами. Конечно, эта вода возвращается на Землю в виде осадков, но это происходит вдали от данной местности.
Наиболее оптимальным является оборотное водоснабжение, когда вода циркулирует в технологических циклах многократно, не загрязняя водоисточники.
Истощение запасов пресных вод
Несмотря на огромные объемы пресной воды на Земле, их большая часть — более 70% - находится в виде льда, в то время как на источники, пригодные к использованию человеком (подземные и речные воды), приходится менее 15%.
В настоящее время человек изымает из гидросферы около 0,15% ее запасов пресных вод. Во многих районах Земли имеется дефицит пресной воды.
Нехватка пресных вод обусловлена:
- их неравномерным распределением на Земле;
- чрезмерной эксплуатацией водоисточников человеком;
- нарушением человеком естественных процессов пополнения водоисточников;
- загрязнением водоисточников, что усугубляет дефицит воды нужного качества.
Истощение запасов пресных вод — важнейшая экологическая и хозяйственная проблема. Уменьшение ресурсов поверхностных вод связано со следующими причинами:
- чрезмерными заборами воды из рек;
- нарушением территории водосборных бассейнов;
- сведением лесов.
Забор из рек более 30% воды отрицательно сказывается на их функционировании как экосистем, снижает способность к самоочищению.
Особенно уязвимы к антропогенному воздействию малые реки — длиной до 100 км. Предотвращение их обмеления, истощения и загрязнения - важнейшая экологическая задача.
Примером экологической катастрофы, связанной с избыточным забором воды из рек, является резкое снижение и даже полное прекращение стока рек Сыр-Дарьи и Аму-Дарьи в Аральское море.
Истощение ресурсов подземных вод также связано с их чрезмерной эксплуатацией и нарушением процессов пополнения. Чрезмерная эксплуатация (выкачивание) подземных вод из скважин ведет к истощению водоносных горизонтов, что имеет множество неблагоприятных последствий: нарушается гидрогеологический режим территорий, усыхает и отмирает растительность, проседает и деформируется грунт, вокруг скважин образуются обширные депрессионные воронки и в них засасываются загрязнения с поверхности. В приморских районах идет подсос в пресные грунтовые воды соленой воды из морей и океанов.
Нарушение процессов пополнения подземных вод происходит в связи с повреждениями человеком поверхности литосферы — почвы.
Единственным источником пополнения подземных вод является просачивание (инфильтрация) атмосферных осадков в почву до глубины залегания водоупорных пластов. На этих пластах и между ними формируются водоносные слои — горизонты.
Для проникновения воды сквозь почву необходимо, чтобы почва имела свойства впитывания и просачивания воды. Такие свойства придают почвам их пористая структура и наличие гумусовых веществ. Почвы теряют данные свойства при нарушении их поверхности: уплотнении, закатывании в асфальт, строительстве крупных сооружений, сведении растительности, эрозии, истощении запасов гумуса. Это способствует поверхностному стоку осадков и запасы подземных вод не пополняются.
Поддержание нормального круговорота воды является важнейшей, жизненно необходимой задачей человека. Мерами по уменьшению дефицита воды являются:
1. Охрана водоисточников, их рациональное использование, предотвращение загрязнения.
2. Установление экономически обоснованных цен на воду.
3. Экономия воды, применение водосберегающих технологий.
4. Многократное использование воды в технологических циклах (оборотное водоснабжение).
5. Разделение потоков питьевой и технической воды, использование воды питьевого качества только в питьевых целях.
6. Предотвращение потерь воды — совершенствование водораспределительного и сантехнического оборудования и др.
Тестовые вопросы
| 1. Какова доля речной воды в распределении воды в гидросфере Земли? A) 0,0001 % B) 0,001 % C) 0,006 % D) 0,019 % 2. Какое водопотребление называют «возвратным»? A) вода циркулирует в технологических циклах многократно B) вода, возвращается в водный источник данной местности C) забираемая вода не возвращается в водоисточник данной местности D) все перечисленное | 3. Какова доля Мирового океана в распределении воды в гидросфере Земли? A) 33,96 % B) 53,96 % C) 73,96 % D) 93,96 % 4. Какое водопотребление называют «оборотным»? A) вода циркулирует в технологических циклах многократно, не загрязняя источники B) забираемая вода возвращается в водоисточник данной местности C) забираемая вода не возвращается в водоисточник данной местности D) все перечисленное |
Глоссарий
| На русском языке | На казахском языке | На английском языке |
| Соленые воды | Тұщы су | Salty water |
| Пресные воды | Ащы су | Fresh water |
| Лед | Мұз | Ice |
| Испарение воды | Судың булануы | Evaporation of water |
| Подземные воды | Жер асты сулар | Evaporation of water |
| Поверхностные воды | Жер беті сулар | Surrface water |
| Круговорот воды | Су айналымы | Rotation of water |
| Дефицит воды | Су тапшылық | Deficit of water |
Темы СРС
1)Составить схему «Круговорот воды в природе» (Л1, стр. 298).
Темы СРСП
1) Составить таблицу «Распределение воды в гидросфере» (Л1, стр. 297).
Список основной литературы
1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.
2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.
3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.
4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005
5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002
6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.