Водные ресурсы.
Лекция № 3
Тема: Природные ресурсы.
Под гидросферой понимают водную оболочку Земли: моря, океаны, реки, озера, водяной пар атмосферы, подземные воды, льды. Гидросфера занимает свыше 75% поверхности Земли. Океан является накопителем солнечной энергии.
Основными источниками загрязнения водной среды является сельское хозяйство и промышленность. Основные вещества, которые поступают с промышленных предприятий – это тяжелые металлы, синтетические моющие средства, ароматические углеводороды, нефтепродукты, бензол, азотосодержащие нитросоединения, фенол. Сельское хозяйство поставляет нитраты, пестициды, удобрения, ядохимикаты, микроорганизмы. Большую опасность представляет также загрязнение воды радиоактивными веществами. В последнее время наблюдается тепловое загрязнение, в результате которого происходит цветение воды, заиливание водоемов, изменение экосистем.
Основные причины загрязнения гидросферы – это сбрасывание в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных вод. Загрязнители, которые поступают в сточные воды, делятся на минеральные (пески, глины), органические (остатки растений, фекалии), биологические (микроорганизмы).
Контроль состава воды осуществляется по следующим показателям: температура, цвет, запах, прозрачность, рН, содержание взвешенных частиц, содержание хлоридов и сульфатов. Согласно ГОСТ 2874-81 «Вода питьевая» допускается колебания рН в пределах 6,5 – 8,5. Выделяют химическую и биологическую потребность в кислороде – это количество кислорода, необходимое для полного окисления сточных вод. Способы очистки воды.
1. Механические методы. Применяются для удаления взвешенных частиц. Для предварительной очистки сточные воды пропускают через решетки, с отверстиями 10 – 12 мм, с целью извлечения крупных механических примесей. Отстаивание применяется для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Для очистки сточных вод от нефтепродуктов применяются нефтеловушки, принцип которых основан на различии в плотности нефтепродуктов и воды. Для выделения из воды жидких или тонкодисперсных веществ применяют фильтрование
2. Физико-химические методы. Применяются для удаления из сточных вод взвешенных и коллоидных частиц, растворимых газов. К таким методам относят коагуляцию и флотацию. Коагуляцией называется процесс оседания коллоидных частиц. Она вызывается нагреванием, замораживанием, добавлением различных электролитов. Основными коагулянтами являются соли алюминия, железа или их смесь. Процесс, на котором основана флотация, состоит в том, что поднимающиеся пузырьки воздуха, пропускаемые через воду, поднимают на поверхность частицы, которые затем, вместе с образовавшейся пеной, убирают. К химическим методам относят нейтрализацию, окисление, восстановление. Эти методы основаны на применении различных реагентов. Они способствуют удалению тяжелых металлов из воды.
4. Биохимические методы. Сущность заключается в окислении органических загрязнителей (нефтепродукты) микроорганизмами, в результате чего органические соединения распадаются.
2. Почвенно-земельные ресурсы.
Общая площадь суши Земли равна 149 млн км2. Распаханность суши достигает 11%, луга и пастбища занимают 22% площади. Ежегодно разрушается и исключается из с/х пользования 5 – 7 млн га. Основными причинами уменьшения с/х угодий являются эрозия почв, затопление, заболачивание, засоление, опустынивание, добыча полезных ископаемых. Основные причины загрязнения почв – это применение пестицидов и удобрений сверх нормы, нефтепродукты, радиоактивные отходы, свалки бытового мусора.
К земельным ресурсам относят полезные ископаемые, которые являются невозобновимыми. Сохранению полезных ископаемых способствует многократное использование получаемых из них материалов. Например, 50% стали в мире выплавляется из вторичного сырья. При добыче п/и на поверхности остается большое количество пустой породы. Поэтому необходимо проводить рекультивацию земель – это восстановление ландшафта местности. Плодородие почвы зависит от химического состава, физических свойств и водного режима. Для улучшения плодородия почв применяют удобрения: азотные, калийные, фосфорные и комбинированные. Почва представляет собой смесь взаимодействующих между собой неорганических (песок, вода, воздух) и органических (гумус – органическое вещество) веществ, а также огромного числа живых организмов (бактерии, простейшие, черви и т.д.). В почве выделяют 4 слоя:
1. Слой О – состоит из листопада, веток и других орг. остатков.
2. Слой А – это слой из разложившихся орг. остатков (гумус).
3. Слой В – это смесь материнской породы и орг. остатков.
4. Слой С – это материнская порода (глина, песок).
Значительную роль в характере растительности усваивать питательные вещества играет кислотность почв. Наиболее благоприятные – нейтральные и слабокислые с 6 < рН > 7.
Эрозия – является процессом разрушения и сноса почвенного покрова потоками воды или ветром. Различают водную. Водная эрозия наносит большой ущерб пахотным землям. Во время весеннего снеготаяния размыв почвы наблюдается при крутизне склонов свыше 20. Усилению данного вида эрозии способствует уничтожение лесов и разрушение дерна. Водная эрозия сопровождается образованием оврагов. Ветровая эрозия наносит большой вред степным районам. Усилению данного вида эрозии способствует уничтожение растительности и неурегулированный выпас скота. Противоэрозионными мероприятиями являются: вспашка, лесополосы, посадка растений поперек склона, строительство земляных валов.
3. Ресурсы растительного и животного мира
Все живое на земле образует биосферу. Биосфера делится на экосистемы – это совокупность живых организмов, объединенных круговоротом веществ и потоком энергии. Компоненты экосистемы:
1. экотоп – совокупность всех абиотических условий, в которых складывается биоценоз (температура, влажность и т.д.).
2. продуценты – совокупность организмов, способных создавать органические вещества из неорганических (растения).
3. консументы – организмы, которые используют готовые орг. соединения, передавая их по цепям питания (животные).
4. редуценты – организмы, которые органические вещества превращают в минеральные (грибы и бактерии).
Передача веществ и энергии происходит по пищевым цепям. Виды пищевых цепей: а) Пастбищная – всегда начинается с зеленого растения (лист одуванчика – кузнечик – синица - коршун); б) Детритная – начинается с мертвого орг. вещества (дохлая мышь – падальная муха – мухоловка - пустельга). Таким образом, вредные вещества могут попадать в организм человека, т.к. он является конечным получателем продукции. Все пищевые цепи подчиняются закономерностям:
1. В пищевых цепях не может быть более 4-5 звеньев;
2. В биоценозах формируются трофические уровни, подчиняющиеся закону 10% - на каждый последующий трофический уровень передается не более 10% веществ и энергии от предыдущего;
3. Закон Гаузе: два вида с близкими экологическими потребностями длительно вместе существовать не могут;
4. Закон Вольтера: пищевые отношения сдерживают геометрическую прогрессию размножения видов (при уменьшении численности хищников, численность жертвы вначале резко возрастает, а затем падает).
Деятельность человека изменяет структуру земной поверхности, так к настоящему времени преобразовано 20% суши. Это приводит к следующим проблемам: сокращение численности и исчезновение растений и животных, опустынивание, сокращение площади лесов, уменьшение биоразнообразия.
Меры по защите биоресурсов – это создание:
1. заповедников – запрещена любая деятельность человека (в РФ - 110);
2. национальных парков – разрешен только туризм(в РФ - 35);
3. заказников – отстрел животных и сбор растений в определенное время года запрещен (в РФ - 1500);
4. памятников природы – отдельно охраняемый объект (роща, гора) (в РФ - 8000);
5. ботанических и дендрологических садов – хранители специальных коллекций растений, осуществляющих научную и просветительскую деятельность;
6. красной книги – где занесены законодательно охраняемые виды животных и растений. Сейчас действует «Красная книга России», изданная в 1995г.
В настоящее время в России действуют следующие законы, позволяющие сохранить биоразнообразие: «О животном мире» 1995г., «Об особо охраняемых природных территориях» 1995г., «Об охране окружающей природной среды» 2002г.