Файл: Основи екології.doc

Льодяний смог складається з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Він характерний для північних широт за температур нижче -30⁰С, високої вологості та забруднення повітря.

Незважаючи на різні типи смогів, їх тривала дія призводить до появи задухи, бронхіальної астми, збільшення смертності, пригнічення рослинності, руйнування будівель, прискорення корозії металів та інших негативних наслідків.

Самоочищення атмосфери

Атмосфера здатна в певній мірі самоочищатися завдяки різним фізичним, хімічним та біологічним процесам: розсіюванню в атмосфері забруднювачів, яке залежить від атмосферних умов (вологості, температури повітря, швидкості вітру); руйнуванню забруднювачів під дією сонячної радіації; хімічній взаємодії забруднювача з киснем повітря; поглинанню рослинами сполук азоту та сірки і використанню їх для синтезу органічних сполук. Наприклад, юка, рослина пустель, існує в умовах нестачі не лише вологи, а й поживних речовин, тому вона поглинає аміак з повітря, синтезуючи з нього білки. Цю властивість юки використовують з метою дезодорації повітря поблизу тваринних ферм, де її висаджують, створюючи захисну зону.

4.3. Техногенний вплив на гідросферу

Вода - насамперед найголовніша мінеральна речовина, якої людство витрачає в 1000 разів більше, ніж вугілля чи нафти. Проблеми, пов’язані з гідросферою, зумовлені браком прісної води для потреб людства (через нерівномірне розміщення поверхневого стоку; крім того 96% прісних вод знаходяться в льодових щитах Антарктиди, Гренландії, айсбергах, льодовиках, у зоні вічної мерзлоти), їх забрудненням, порушенням природних колообігів та зменшенням продуктивності водних екосистем. Використовуючи чисту воду для власних потреб, людина повертає в природу меншу її кількість і значно гіршої якості, найчастіше у вигляді стічних вод. Оскільки вода здійснює взаємозв’язки в екосистемах, то порушення будь-якого ланцюга впливає на кількість та якість води. Зокрема, в разі надходження в поверхневі стоячі водойми значних кількостей азотних та фосфатних сполук з полів створюються умови для швидкого розмноження влітку синьо-зелених водоростей і погіршення стану водойми - каламутності води, прогрівання верхніх її шарів, появи неприємного запаху і смаку води, прискорення процесів гниття, зниження рН води, загибель окремих видів біонтів.

За стосунком до водних ресурсів усі галузі господарства поділяють на: споживачів, які забирають воду, використовують для виготовлення продукції, а потім у меншій кількості та гіршої якості повертають у вигляді стічних вод; і користувачів , які використовують воду як середовище (рибальство, водний транспорт, лікувальні установи чи курорти для купання і відпочинку) або як джерело енергії (гідроелектростанції), але й вони, як правило, погіршують якість води.

За даними ВООЗ багато захворювань пов’язані з використанням води низької якості (кожен шостий житель Землі використовує для питних потреб воду, яка не відповідає санітарним вимогам).

Природні води мають хімічний склад, залежний від різних чинників: фізичних (температура, освітленість, перемішування води та швидкість течії тощо); хімічних [вміст розчинних газів - СО₂, Н₂О, О₂, які надходять з повітря і утворюються в процесі діяльності водяних організмів; концентрації розчинних сполук, які характеризують мінералізацію води і класифікацію від прісної до розсолу; рН води впливає на розчинність солей, життєдіяльність гідробіонтів. рН прісноводних рік та озер становить найчастіше близько 7 (іноді 8), морської води ~ 8,3. При зниженні рН від 7 до 6 знижується чисельність і загальна кількість водяних організмів, гине планктон, а при рН=4,5 в озері практично не залишається риби, не осаджуються і гниють рештки].

Забруднені водойми здатні самоочищатися. Самоочищення водойм - це сукупність фізичних (газообмін на межі розподілу “атмосфера-вода”), гідродинамічних (розбавляння, перемішування), хімічних (осадження, окиснення, гідроліз) та біохімічних (за участю живих організмів - фото-, хемосинтез тощо) процесів, які зумовлюють зниження концентрації забруднювачів у воді. Так, прісноводні зелені водорості акумулюють з води катіони металів (коефіцієнти накопичення Pb, Cd, Cr становлять 2650, 11000,320), мають бактерицидні властивості: знешкоджують фекальні води, деякі знищують віруси грипу, поліомієліту, руйнують пестициди тощо.

4.3.1. Забруднення поверхневих вод

Зниження якості природних вод (поверхневих і підводних) зумовлене головним чином споживанням води, яке з роками тільки зростає. Так, в середні віки витрата води на людину становила 10-15 л/добу, а нині вона зросла до 150-600 л/добу; при цьому вода або не очищується, або очищується недостатньо. Найбільшим споживачем води є сільське господарство (близько 70% водних ресурсів використовується для поливу сільськогосподарських угідь, до 20% - витрачається в промисловості). Надмірне використання води зменшує стік річок. Через водовідбір одна з найбільших рік Китаю досягає Жовтого моря лише у дощові роки; Амудар’я і Сирдар’я вже не впадають в Аральське море, яке поступово гине, а колишнє дно перетворюється на солончаки, надзабруднені токсикантами, які під час суховіїв підіймаються в повітря і переносяться на сотні кілометрів. Не добирає і мілішає Азовське море, через те, що майже третину річкових вод Дону й Кубані забирають на полив сільськогосподарських угідь.

Збільшення забрудненості річок і уповільнення процесів самоочищення зумовлене і створенням ГЕС та штучних водосховищ, що значно зменшує швидкість течії, погіршує перемішування та аерацію вод.

4.3.2. Світовий океан та його забруднення

72% поверхні Землі (361 млн. км²) вкрито водами Світового океану, який у біосфері виконує надзвичайно важливі функції: продукування біомаси, підтримання оптимального газового й гідрологічного режимів планети (формування клімату, атмосферних опадів, регулювання вмісту вуглекислого газу і є джерелом кисню, адже понад половину його кількості надходить в атмосферу з океану, поглинання сонячної енергії і випарування води: щодоби з поверхні Світового океану випаровується майже стільки води, скільки її зосереджено в руслах річок всього світу; біохімічне очищення гідросфери.

Для людини Світовий океан це: джерело прісної води; транспортна артерія; “кухня погоди”; джерело рибних ресурсів, корисних копалин та енергії; місце захоронення відходів, зокрема радіоактивних та ін.

Основні забруднювачі Світового океану

Нафта і нафтопродукти потрапляють у воду природним і штучним шляхами. Щороку у світі добувають понад 4 млрд. сирої нафти, з якої ~ 50 млн. т втрачається під час добування, транспортування та переробки. У води Світового океану за рік надходить 12-15 млн. т нафти, кожна тонна якої вкриває плівкою 12 км² поверхні океану. За підрахунками вчених, нині 20% поверхні Світового океану вкриті плівкою нафти чи нафтопродуктів, з яких 2/3 надходять із суші. Нафтове забруднення призводить до зміни газо- і водообміну між атмосферою і поверхнею Світового океану; зміни температури вод; загибелі планктону, риби, водоплавних птахів, тварин. Нафтові плями виявляють із суден, літаків, штучних супутників Землі, а ліквідують багатьма методами, серед яких: збирання нафти механічним шляхом, розпилення емульгаторів нафти та ін. З частиною забруднювачів море бореться самостійно: бензин повністю випаровується з поверхні впродовж 6 год.; половина сирої нафти - впродовж трьох тижнів; нафта емульгується, розчиняється і осаджується, а також руйнується під впливом зовнішніх чинників тощо.

Важкі метали потрапляють у Світовий океан зі стоком річок, вимиваються з поверхні, випадають з атмосфери. Найбільше їх джерело - стічні води металургійних та металообробних підприємств.

Забруднення сміттям і продуктами спалювання в морі. Сміття потрапляє в океан з кораблів, що по ньому курсують, надходить з водами річок, його часто скидають у води чи спалюють у віддалених районах. Особливо забруднені води поблизу портів.

Захоронення токсичних і радіоактивних відходів на океанічному дні внаслідок пошкодження контейнерів спричиняє забруднення вод шкідливими речовинами і радіонуклідами. Після Другої світової війни зброя разом з кораблями Німеччини була затоплена в Балтійському морі. Відпрацьовані реактори підводних човнів, перші радіоактивні відходи військово-промислового комплексу і АЕС теж заховували в такому корозійно агресивному середовищі, як морська вода (Карське море, глибинні зони Атлантики).

4.3.4. Водні проблеми України

До водного фонду України належать поверхневі води (озера, річки, струмки, штучні водойми - ставки, водосховища і канали, інші водні об’єкти); підземні води і джерела; внутрішні морські і територіальні води. Україна належить до держав з низьким рівнем водозабезпеченості: за запасами місцевих ресурсів річкового стоку на душу населення Україна посідає одне з останніх місць у Європі (на одного жителя України припадає 1,0 тис.м³, в Європі - 4,6 тис.м³). З невеликим обсягом водних ресурсів на душу населення пов’язано створення ставків, водойм, водосховищ, що спричинило зникнення малих річок, затоплення значних територій родючих земель. Так, створення на Дніпрі каскаду гідроелектростанцій і водосховищ зумовило спрямлення його русла; зменшення у 8-10 разів швидкості течії та інтенсивності процесів самоочищення і, як наслідок - знищення цінних порід риб; зменшення рівнів підземних вод; забруднення води гниючими органічними рештками стоячих вод.

З Дніпра п’ють воду близько 30 млн. жителів України. Вода, що досягає південних територій України, потрапляє на поля для зрошення значно забрудненою важкими металами, радіонуклідами, нітратами, фосфатами та ін., що призвело за умов низької вологості й високої температури до забруднення земель Криму та південних областей і накопичення забруднювачів у сільськогосподарських продуктах. Багато міст потерпають від підтоплення через підняття рівня підземних вод; на крутих схилах морського узбережжя, берегів річок і ставків ведеться боротьба із зсувами; багато води потребують АЕС (наприклад, Рівненська АЕС витрачає практично весь стік річки Горинь).

Отже, екологічними проблемами України, пов’язаними з водою, є:

 нестача води в певних місцевостях;

 незадовільна якість води для питних потреб;

забруднення вод Чорного та Азовського морів та зменшення їх біорозмаїття;

забруднення річок та водосховищ пестицидами, радіонуклідами, сполуками азоту і фосфору, важкими металами, нафтопродуктами;

підтоплення територій поблизу водосховищ;

“цвітіння” стоячих вод водосховищ;

зникнення малих річок;

зсуви і селі в гірських районах тощо.

У водосховищах Київської, Кременчуцької і Канівської ГЕС та в морях України накопичуються радіонукліди. 20% акваторії Чорного моря вважають гострокризовими, а ще 67% - кризовими через підвищення рівня радіоактивності внаслідок аварії на ЧАЕС, а також через підняття шару з’єднань сірки до глибини ~100 м, який збільшується внаслідок скидання в море неочищених господарсько-побутових стічних вод з високим вмістом органічних речовин і зменшенням річкового стоку. До того ж в Чорному та Азовському морях відкриті нові родовища нафти, природного газу, газогідрату (з 1м³ газогідрату виділяють до 200 м³ газу), поклади залізних, цирконієвих, титанових руд і т. ін., і з початком видобутку цих корисних копалин значно зросте ймовірність виникнення кризових екологічних ситуацій.

Ще однією з проблем є забруднення підземних вод, куди потрапляють забруднювачі зі звалищ побутових і промислових відходів, у разі протікання нафтопроводів, при будівництві метро, бурінні свердловин тощо. Всі ці забруднювачі можуть потрапляти з питними водами і в організм людини, спричиняючи отруєння чи захворювання.

Проблеми гідросфери в Україні передбачається розв’язувати через економію води (встановлення лічильників витрачання води в кожній квартирі, створення краплинного поливу в вільгому господарстві, впровадження “сухих” технологій в нафтопереробній та ін. галузях, заміною водяного охолодження повітряним, що вже випробувано і впроваджено на заводі “Азовсталь”, Горлівському ВО “Азот” тощо); розширенням використання морської води для потреб народного господарства і побуту (використання опрісненої морської води для поливу сільськогосподарських угідь, в металургії, охолодженні АЕС, ТЕС тощо здійснюється зараз в більшості країн на узбережжі Середземномор’я, в Індії, США та ін. країнах і світових регіонах); очищенням стічних вод; зменшенням забруднення природних вод (переходом на оборотний та замкнутий цикл водопостачання).

4.3.5. Стічні води, їх класифікація та методи очищення

Стічні води - це комунальні та промислові стоки населених місць (побутові, виробничі, дощові з вулиць, промислових майданчиків, районів усіх типів забудов), що використані людиною і відведені після користування.

За походженням стічні води поділяють на промислові (дуже різноманітні за спектром забруднювачів: наприклад, стічні води металургійних комбінатів містять важкі метали, нафтопродукти, зависі тощо, целюлозно-паперових виробництв - целюлозні волокна, солі амонію, хлор, сульфати і сульфіти тощо), сільськогосподарські (утворюються переважно на тваринницьких фермах; у них високий вміст органічних сполук, суспендованих часток, сполук азоту і фосфору; надходження їх у водойми надзвичайно небезпечне для водних екосистем внаслідок токсичності аміаку, можливості евтрофікації водойм) та побутові (містять органічні речовини, сполуки азоту, фосфору, поверхнево-активні речовини).

Промислові стічні води частково очищують в цехових чи заводських очисних спорудах, а потім разом з побутовими їх направляють на міську станцію водоочищення. До їх якості висувають певні вимоги. Так, виробничі стічні води, що приймаються в міську каналізацію Києва, не повинні перевищувати певні граничні норми по кількості сухого залишку, зависей, сульфатів і сульфітів, хлоридів, жирів рослинних і тваринних; і зовсім не допускаються кислоти, токсичні речовини, мастила, смоли, мазут, будівельне, господарське сміття, ґрунт, абразивні матеріали, радіоактивні речовини, епідеміологічно небезпечні бактеріальні та вірусні забруднювачі тощо.