Воздействие антропогенной деятельности на гидросферу

На химический состав природных вод значительное влияние оказывает антропогенная деятельность. В результате техногенной деятельности человека изменяется режим водоемов, загрязняются поверхностные и подземные воды. Одним из основных антропогенных факторов, оказывающих непосредственное воздействие на химический состав природных вод, являются сточные воды, которые могут содержать весь перечень природных и созданных человеком химических элементов и веществ.
...

Введение
1. Понятие о гидросфере
2. Химический состав природных вод
3. Антропогенное воздействие и загрязнение гидросферы
Заключение
Список использованных источников

Целью данной работы является характеристика проблем гидросферы, связанных с воздействием антропогенного фактора. В задачи работы входили 1) характеристика понятия «гидросфера», 2) изучение химического состава воды и факторов, влияющих на состав гидросферы, 3) характеристика антропогенного воздействия на гидросферу.
В работе была использованы данные следующих авторов: В.Н. Михайлова и др. (2008), М.Б. Заславской, З.М. Лобановой (2009), Н.В. Миклашевского и С.В. Корольковой (2000), А.М. Сыркина и др. (2007), Л.В. Петровой и Е.Н. Калюковой (2004).
Предметом исследования является антропогенное воздействие на гидросферу. Основные аспекты исследования: химические состав воды, природные факторы его формирование и воздействие на него антропогенного фактора.

Образовавшиеся на Земле продукты текучими водами сносились в моря и океаны.Изверженные породы подвергались физическому (размельчение под действием температур) и химическому выветриванию (под действием воды), в результате чего образовывались с одной стороны глинистые минералы и разновидности SiО2; с другой стороны, различные растворимые в воде двууглекислые или сернокислые или хлористые соли, образующие в растворе ионы К+, Nа+, Мg+2, Са+2, НСО3-, SО4-2.Следовательно, катионы природной воды – результат разложения алюмосиликатов земной коры; анионы – процесса разложения продуктов дегазации мантии. Состав природной воды определяет предшествующая ему история, т.е путь, совершенный водой в процессе своего круговорота. Количество растворенных веществ в такой воде зависит от состава тех веществ, с которыми она соприкасалась, и от условий, в которых происходили эти взаимодействия.Главные ионы, встречающиеся в природных водах, включают катионы Na+, Ca2+, Mg2+, анионы HCO3–, SO42-, Cl–. Кроме этих шести главных ионов, распространены также ионы СO32–, HSiO3–, K+, Fe2+. Однако они встречаются обычно в количествах, в десятки и сотни раз меньших, чем содержание шести главных ионов. Основной источник поступления ионов Ca2+ и Mg2+ в воду – растворение пород, содержащих известняки, доломиты, гипс, сложные алюмосиликаты. Наличие гидрокарбонат-иона связано с растворением карбонатных пород под действием диоксида углерода. Сульфат-ионы поступают в природные воды в процессе растворения гипсовых пород, окисления сульфидов, серы и сероорганических соединений. Значительное количество сульфат-ионов имеется в водах атмосферных осадков вследствие загрязнения промышленными выбросами. Ионы K+, Na+, Cl– появляются в природных водах при растворении горных пород, содержащих эти соли. Ионы хлора в большом количестве выбрасываются при извержении вулканов в виде HCl. Концентрация основных ионов в природных водах зависит от степени минерализации. В пресных водах преобладают ионы HCO3–, Ca2+, Mg2+. По мере увеличения общей минерализации растет концентрация SO42–, Cl–, Na+, K+, Mg2+. В высокоминерализованных водах преобладают ионы Cl–, Na+, реже встречаются Mg2+ и очень редко Ca2+.Все природные воды содержат растворенные газы: азот, кислород, диоксид углерода, водород, сероводород, инертные газы – гелий, аргон. Газы в подземных водах находятся в виде молекулярных растворов. Количество растворенного газа в воде характеризуется газонасыщенностью. В поверхностных водах преобладают азот, кислород, диоксид углерода. В подземных водах, по мере погружения, среди водорастворимых газов появляются сероводород, гелий, углеводородные газы, растет газонасыщенность. В воде присутствуют также биогенные вещества. К этой группе относят соединения, необходимые для жизнедеятельности организмов и образуемые ими в процессе обмена веществ. Биогенными веществами являются органические и неорганические соединения азота, фосфора, железа и кремния. Органические соединения азота представлены белками и продуктами их распада. Под воздействием бактерий-аммонификаторов при разложении белка образуется ион аммония NH4+. Иногда в воде присутствуют ионы аммония неорганического происхождения, образующиеся в результате восстановления нитратов и нитритов гумусовыми веществами, углеводородами, сероводородом и т.д. Фосфор в воде встречается в виде ионов ортофосфорной кислоты – H2PO4– и HPO42– и в виде фосфорорганических соединений. Соединения фосфора содержатся в природных водах в ничтожных количествах. Кремний находится в природной воде в виде растворенной кремниевой кислоты и ионов HSiO3–, кремнийорганических соединений, а также частиц кремниевой и поликремниевых кислот xSiO2·yH2O, алюмосиликатов в коллоидном и взвешенном состоянии. Соединения железа содержатся преимущественно в подземных водах. Поступление их в раствор связано с окислением сульфидных руд, содержащих железо, и с растворением железосодержащих руд под действием кислот (угольной, гуминовой и др.). Органические вещества в составе природных вод очень разнообразны. Они включает различные продукты жизнедеятельности организмов, населяющих воды, и гумусовые соединения, образующиеся при разложении их остатков. Водный гумус содержит в основном лигнино-протеиновые соединения, углеводы, жиры и воск. В зависимости от размера молекул гуминовые соединения находятся в воде в виде истинных и коллоидных растворов и в виде взвесей. Концентрация органических веществ в природных водах невелика, но может достигать 50 мл/л и выше. Особенно много их в болотных водах. В природных водах, кроме основных элементов, содержится большое количество микроэлементов. Микроэлементами принято называть растворенные вещества, содержание которых в воде составляет менее 1 мг/л. Микроэлементы в природных водах могут присутствовать в виде ионов, молекул, коллоидных частиц и взвесей, входить в состав неорганических и органических комплексов. Атмосферные воды являются первой стадией формирования поверхностных и подземных вод. Атмосферная вода содержит незначительное количество примесей и является практически пресной. Однако, атмосферные воды могут содержать сильные кислоты (кислотные дожди), формирующиеся в результате антропогенной деятельности.Факторы, принимающие участие в формировании химического состава природных вод подразделяются на две основные группы – прямые и косвенные. К первой группе относятся непосредственно воздействующие на воду факторы: горные породы; почвы; живые организмы, жизнедеятельность человека. Вторую группу определяют условия, при которых происходит взаимодействие веществ с водой: климат, рельеф, водный режим, гидрологические и гидродинамические условия.Антропогенная деятельность оказывает специфическое воздействие на химический состав природных вод. В результате техногенной деятельности человека из недр Земли извлекаются миллиарды тонн различных веществ, которые вовлекаются в глобальный круговорот, меняя режим водоемов, структуру почв, загрязняя атмосферу, поверхностные и подземные воды. Одним из основных антропогенных факторов, оказывающих непосредственное влияние на химический состав природных вод, являются сточные воды, которые могут содержать весь перечень природных и созданных человеком химических элементов и веществ. Сточные воды приводят также к термическому загрязнению природных вод и уменьшению концентрации кислорода, что снижает окислительный потенциал воды. Интенсивное развитие сельскохозяйственного производства способствует изменению химического состава природных вод (поступление в водоемы нитратов, нитритов, пестицидов, нефтепродуктов, фенолов). Использование оросительного земледелия приводит к усилению засоленности почв. Свалки и захоронения твердых и жидких отходов, отвалы шлаков и пепла, хранилища миненеральных удобрений, животноводческие комплексы, пыль и стоки автомобильных дорог, аэрозоли городов и т.д. – все это способствует изменению химического состава природных вод. Косвенные факторы.Интенсивность прямых факторов воздействия на химический состав природных вод зависит от условий, в которых происходит это воздействие. Гидрохимический режим рек, находящихся в разных физико-географических условиях неодинаков.Климат определяет баланс тепла и влаги, от которых зависит увлажненность местности и величина водного стока, а значит, разбавление и концентрирование природных растворов и возможность растворения веществ и выпадения в осадок; условия взаимодействия воды с породами, процесс выветривания пород, характер разложения остатков растительности, что оказывает влияние на минерализацию воды; количество и характер атмосферных осадков, их распределение в течение года, замерзание воды. Рельеф. С рельефом местности связаны условия стока, водный и солевой режим почв, заболоченность, освещенность местности, обуславливающая специфический состав воды.Водный режим водоемов значителен в формировании химического состава воды, который, в свою очередь, зависит от ряда физико-географических условий. Состав воды зависит от времени наступления половодья и от характера их питания.Гидрологические и гидродинамические условия. Протяженность рек определяет гидрологический режим отдельных частей реки. Изменения, происходящие в течение года в характере питания, величин испарения интенсивности биологических процессов создают непрерывное изменение состава воды во времени (в течение года, суток). Для состава речной воды и особенно его режима имеет значение источник питания: снег, дождь, горные снега и ледники. - снеговое питание создает малую минерализацию воды с преобладанием в воде НСО 3- и Са+2, в значительной мере зависящую от состава атмосферных осадков. Это объясняется тем, что почва под снежным покровом промерзает и, следовательно, талые воды не могут обогащаться солями;- дождевое питание в достаточном количестве для того, чтобы создать поверхностный сток, тоже обусловливает малую минерализацию воды, но выше, чем снеговое питание;- горно-снеговое питание определяет малую минерализацию воды. Каждому типу природных вод (атмосферные осадки, поверхностные и подземные воды) соответствует определенный набор прямых и косвенных факторов, формирующих их химический состав. 3. Антропогенное воздействие и загрязнение гидросферыВ пределах крупных речных водосборов и обширных территорий, расположенных в наиболее освоенных в хозяйственном отношении районах Земли, на водные объекты оказывают влияние одновременно многие антропогенные факторы. По характеру воздействия на ресурсы, режим и качество водных объектов суши их можно объединить в несколько групп:- непосредственное воздействие на водный объект путем прямых изъятий воды и сбросов природных и сточных вод (системы промышленного и коммунального водоснабжения, каналы переброски стока, коллекторы сточных вод) или за счет преобразования морфологических элементов водотоков и водоемов (создание в руслах рек водохранилищ и прудов, обвалование и спрямление русел рек и берегов озер, выемки грунта из рек и водоемов и т. п.);- воздействие на водный объект посредством изменения поверхности речных водосборов и отдельных территорий (агротехнические мероприятия, осушение болот и заболоченных земель, вырубка и посадка лесов, урбанизация и т. п.);- воздействие на основные элементы влагооборота в пределах конкретных речных водосборов и отдельных территорий посредством изменения климатических характеристик в глобальном и региональном масштабах (промышленные и энергетические объекты, нарушающие газовый состав и загрязняющие атмосферу, а также крупномасштабные водохозяйственные мероприятия).Наиболее существенное влияние на водные объекты суши оказывают факторы первой группы, которые непосредственно связаны с масштабами водопотребления и водоотведения. В настоящее время наибольшее антропогенное воздействие испытывают речные системы. Масштабы воздействия хозяйственной деятельности на ресурсы и качество воды болот, озер и подземных вод гораздо меньше по сравнению с антропогенным воздействием на речные системы. Дефицит воды во всем мире, и в России в частности, связан с неравномерным распределением водных ресурсов. Например, на территориях Азовско-Черноморского и Каспийского бассейнов (9 % общего речного стока), размещено 65% производственного потенциала России и проживает 80% населения. Основными причинами возникновения водного дефицита и сокращения эксплуатационных ресурсов воды стали расточительство и загрязнение поверхностных и подземных вод. Кроме того, в процессе промышленного и сельскохозяйственного производства человек изменяет химический состав исходных естественных веществ, создавая химические соединения, не встречающиеся ранее в природе (ксенобиотики). В природную среду все время поступает не только отходы производства, но и различные элементы, входящие в состав продукции.