Общепромышленное преобразование и загрязнение 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). 110
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 11308 10168 8619 8 574,6 Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность 2 584 2 358 2 019 1691 1799,3 Химическая и нефтехимическая промышленность 2429 2 362,8 2 183,6 1 622,2 1 451,7 Энергетическая промышленность 1839 1518 1318 1 246,2 1090,5 Машиностроение 1439 1 278,6 952,1 842,6 782,1 Черная металлургия 775 750,6 855,1 719,6 757,7 Угольная промышленность 552 595,7 664,1 648,9 740,2 Цветная металлургия 617 582,4 537,6 514,3 529,0 Нефтеперерабатывающая промышленность 325 324,7 279,0 225,2 317,4 Оборонная промышленность Н.д. Н.д. 411,7 260,1 178,4 Легкая промышленность 313 274 251,3 200,5 170,8 Пищевая промышленность 243 219 208,4 174,1 171,7 Промышленность строительных материалов 171 175 157,3 136,9 129,5 Нефтеперерабатывающая промышленность 24 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 Количество сброшенных со сточными водами продуктов, в водные объекты Загрязнители Доля проб воды, загрязненной выше ПДК, % Масса сброшенных загрязняющих продуктов, тыс.т Нефтепродукты 40-45 30,3 Органические вещества 30-35 - Взвешенные вещества - 1203 Фенолы 45-60 03 ПАВ 6-8 11 Аммонийный азот 25-40 190,7 Соединения меди 70-75 0,8 цинка 30-35 2,1 железа - 49,2 зря его называют «колодцем планеты». Значение его трудно переоценить в стратегическом плане, так как 20% всей доступной пресной воды планеты сосредоточено именно здесь. При этом Байкал не только хранит, он постоянно воспроизводит питьевую воду высокого качества, которую вливают в него 365 не всегда чистых рек. В Байкале обитают 80% известных в мире видов пресноводных амфипод, водятся 52 вида рыб.
Рис. 3.5. Динамика изменения ИЗВ за 1993-1998 гг.: 1 — р. Урсдон (пробоотбор в районе с. Кора-Урсдон); 2-4 — р. Камбилеевка (пробоотбор в районе с. Карца (2), с. Чермен (J), с. Карджин (4); 5 — р. Урух (пробоотбор в районе с. Хазнидон) Анализируя возможность сохранения озера Байкал, необходимо дать оценку промышленным и хозяйственно-бытовым стокам Байкальска, особенно Байкальского ЦБК. Ежедневно он сбрасывает 160-190 тыс. м3 очищенных стоков, включая хозяйственно-бытовые стоки Байкальска. Несмотря на трехстадийную систему очистки, часть вредных загрязняющих веществ (взвешенные вещества, фурфурол, нефтепродукты, лигнинные вещества, фенолы, хлороформ, скипидар, СПАВ, ртуть и многое другое) поступает в Байкал. В выбросах комбината присутствуют: пыль, зола, сернистый ангидрид, сероводород, метилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдилульфид, окислы азота, окись углерода, двуокись хлора, фенолы, метанол и др. Прибрежная зона акватории вблизи Байкальска загрязнена общей и патогенной микрофлорой. Количество кишечной палочки в зоне распространения очищенных сточных вод превьпиает нормы, установленные ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». Общее количество нефти, поступающей в Мировой океан (табл, 3.12), в 2000 г. достигало 60 млн т (200 тыс. т нефти могут превратить Балтийское море в биологическую пустыню). Известно, что 1 т нефти способна образовать сплошную пленку площадью 2,6 км2. В результате неблагополучное положение создалось в Каспийском море у побережья Азербайджана (4-16 ПДК), где основными загрязнителями являются предприятия объединений «Оргсинтез» и «Химпром» (г. Сумгаит). Высокое загрязнение (4-6 ПДК) отмечено для побережья Камчатки и Охотского моря, несколько ниже (1-3 ПДК) — для Японского, Баренцева, Белого и Балтийского морей. Космические снимки свидетельствуют, что уже 15 % поверхности Мирового океана содержит нефтепродукты (рис. 3.6). Таблица 3.12 Загрязнение Мирового океана нефтью Источник нефти Среднее годовое поступление, млн т Вынос реками 6,11 Транспортировка 2,13 Смыв с городских территорий 1.6 Береговые очистительные предприятия 0,6 Естественный выход 0,6 Атмосфера 0.3 Муниципальные сбросы 0,3 Индустриальные сбросы 0.3 Прибрежная добыча 0,07 В биосфере все взаимосвязано. Так, антропогенное загрязнение Мирового океана нефтепродуктами и химически активными отходами промышленности приводит к гибели фитопланктона на больших площадях, в результате чего существенно ухудшается газообмен и обусловливается постепенное увеличение дефицита кислорода в водах и атмосфере. Подавление жизнедеятельности или уничтожение фитопланктона происходит при концентрации нефтяных загрязнений уже свыше 800мг/м3, а это резко сокращает выработку кислорода океаническими водорослями, доля
Рис. 3.6. Концентрация нефтяных агрегатов на поверхности Мирового океана которого в планетарном балансе весьма значительна (известно, что океан дает около 50 % кислорода, необходимого для существования жизни на Земле). Большую опасность представляют фенольные соединения, содержащиеся в сточных водах предприятий нефтехимии, коксохимии, лесохимической, сланцевой и других отраслей промышленности. Обладая сильными антисептическими свойствами, фенольные соединения нарушают важные биологические процессы, протекающие в воде, ухудшают условия воспроизводства рыб и растительности. В качестве наиболее опасного загрязнителя вод в последнее десятилетие начали выступать поверхностно-активные вещества (ПАВ), широко применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин. Они образуют стойкие пены, резко снижают эффективность биохимических процессов самоочистки вод, прекращают (даже при незначительных содержаниях) рост водорослей и т.д. Катастрофически увеличивается в сбросных водах концентрация диоксина и сходных ядовитых хлор-углеродных производных. В России из общего объема сточных вод (62,1 км3) около 40 % отнесены к категории загрязненных, из которых 51 % сброшены предприятиями коммунального хозяйства и 35 % — промышленными предприятиями.). В результате в настоящее время в 75 % водоемов страны вода непригодна для питья. Еще большие опасения связаны с загрязнением пресных подземных вод. В настоящее время антропогенные воздействия на подземную гидросферу достигают глубин 6-8 км (хотя чаще всего проявляются на глубинах до 100 м) и охватывают по простиранию половину суши нашей планеты. В результате устойчивое загрязнение имеют уже около 5 % потребляемых подземных вод. В частности, в 1996 г. было выявлено около 1 200 очагов загрязнения подземных вод, из которых 75 % приходилось на наиболее заселенную часть Российской Федерации. Из общего числа очагов примерно в 22 % загрязнение носит интенсивный характер и превышает допустимые нормы более чем в 100 раз. По данным производственных организаций Минприроды, выявлено около 760 очагов загрязнения подземных вод, где оно носит устойчивый характер и наблюдается на протяжении ряда лет. В число загрязненных объектов входят 70 питьевых водозаборов, в том числе в Каменск-Шахтинском, Орле, Тамбове, Туле, Уфе и других городах. Химический состав подземных вод изменяется вследствие загрязнения атмосферы, поверхностных водоемов, снежного покрова, почв, накопления отходов производства и быта (терриконы, свалки и т.д.), применения удобрений и ядохимикатов, неправильного режима орошения (сопровождающегося увеличением минерализации земель и вод), сброса промышленных и хозяйственно-бытовых стоков (на поля фильтрации, пруды-отстойники, накопители, хвостохранилища и др.), подземного захоронения отходов производства, радиоактивного загрязнения среды (под влиянием ядерных взрывов, радиоактивных выбросов или утечек и пр.), солевой мелиорации грунтов, утечек канализации, нефтепроводов, а также использования токсичных строительных материалов и т.п. Кроме того, подземные воды загрязняются и от нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, животноводческих комплексов, неканализованных пунктов и т.д. Ухудшение качества воды происходит в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен кквадратных километров. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель и ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Для 30% выявленных участков загрязнения подземных вод интенсивность загрязнения изменяется в пределах 1-100 ПДК, для 12% превышает 100 ПДК по тому или иному веществу. Таким образом, к числу наиболее мощных факторов загрязнения подземных вод относят: • ежегодный выброс в атмосферу около 3 млрд т аэрозолей; • перенос солей атмосферными осадками (258 млн т в год только по СНГ); • сброс промышленных и бытовых стоков; • рассеивание на полях 400 млн т минеральных удобрений и 4 млн т/ год ядохимикатов; • орошение и осушение земель (только в СНГ на площади 25 млн га); • засоление грунтовых вод и почв на 40 % площади орошаемого земледелия мира; • накопление промышленно-хозяйственных отходов в количестве 6-10пт; • ежегодное перемещение 6 км3 пород при проведении земляных работ; • извлечение из недр 100 млрд т полезных ископаемых (25 т на 1 жителя планеты), с чем связано глобальное рассеивание химических элементов. В результате перечисленных воздействий подземные воды загрязняются соединениями азота, сульфатами, хлоридами, фенолами, нефтепродуктами, а также фтором, хромом, медью, свинцом и др. Поэтому наряду с ростом минерального остатка увеличивается содержание сульфатов, хлоридов, углекислоты, соединений азота, калия, натрия, повышается общая и карбонатная жесткость, окисляемость и агрессивность вод. Среди прочих видов трансформации вод также следует выделить и тепловое загрязнение гидросферы, приводящее к смене биоценозов (рис. 3.7). Рис. 3.7. Последовательность смены видового состава и формирования сообщества водорослей, вызываемая тепловым загрязнением В целом техногенное загрязнение или преобразование гидросферы обусловливают: • изменение физических свойств воды (мутности, цветности, температуры и др.); • изменение химического состава воды; • образование плавающих, взвешенных или отложенных на дне загрязнений; • сокращение в воде количества растворенного кислорода (вследствие его расхода на окисление поступающих в водоем загрязняющих веществ и угнетения растительности); • появление новых бактерий (в том числе болезнетворных). С трансформацией исходного состояния поверхностной гидросферы связаны значительные изменения биосферы и развитие широкого комплекса современных геологических процессов и явлений. Особенно интенсивно биосфера изменяется в результате создания антропогенной гидрографической сети (водохранилищ, прудов, каналов, озер или болот), регулирования речного стока и осуществления крупных водохозяйственных мероприятий (ирригации, осушения и пр.). В результате изменяются климат, растительность, почвы, рельеф, подземные воды, состояние грунтов, происходят затопле-
ние, подтопление или заболачивание местности, а также возникают эрозия, абразия, переформирование берегов, оползни, обвалы, суффозия, карст, просадки, засоление, рассоление, набухание грунтов и многие другие геодинамические процессы. Так, в горных районах во время заполнения крупных водохранилищ наблюдается активизация сейсмических явлений. Наиболее сильный толчок происходит обычно через 1,5-3 месяца после окончания заполнения водохранилища. Глубина очагов возбуждения таких землетрясений составляет обычно 3-5 км и редко 10-11 км. Поэтому зона их действия на поверхности не велика — до 10-15 км от эпицентра. Наибольшее влияние на возбуждение землетрясений оказывают крупные водохранилища с глубиной более 90-100 м. Накопление большой массы воды приводит, с одной стороны, к дополнительной нагрузке на земную кору, достигающей 20 кг/см2 и более, а с другой — к изменению гидростатического давления в породах на обширной территории, существенно выходящей за контуры водохранилища. Последний механизм, вероятно, является решающим, поскольку повышение гидростатического давления в трещинах и порах пород снижает силы трения на контактах земных блоков и способствует их «сейсмическому срыву». Обводненность пород обусловливает повышение балльности землетрясений прилегающей территории на 1-3 балла. Вероятность появления наведенной сейсмоактивности возрастает с увеличением высоты плотины водохранилища. При строительстве плотин с высотой до 10 м наведенную сейсмичность вызывали только 0,63 % плотин, при строительстве плотин высотой более 90 м — 10 %, а для плотин высотой до 140 м и более метров — 21 %. Повышение гидростатического давления и наведенная сейсмичность могут быть вызваны не только строительством крупных водных резервуаров, но и закачкой флюидов в глубокие горизонты земной коры (при захоронении загрязненных вод, создании подземных хранилищ жидкостей и газов, законтурном обводнении месторождений углеводородов и т.д.). Климат и погода на Земле во многом зависят и определяются наличием водных пространств, а также содержанием воды в атмосфере. Например, наличие больших масс воды в крупных антропогенных водоемах (которая имеет высокую теплоемкость и пониженное альбедо) оказывает значительное влияние на формирование местных климатических условий. Вода в водохранилищах медленнее нагревается и остывает, интенсивно испаряется (увлажняя воздух). Гладкая поверхность зеркала водохранилища активизирует ветровой режим. Вследствие этих метеорологических особенностей водохранилища являются регуляторами местного климата: они сглаживают колебания суточных и сезонных температур, а также смягчают климат прилегающей территории. Выделяют отепляющий и охлаждающий периоды термического воздействия со стороны техногенных водохранилищ на биосферу. Первый (повышающий температуру воздуха) характерен для последней половины лета и осени. Второй период (понижающий температуру в береговой зоне) наблюдается весной и в первой половине лета. Поэтому вблизи водохранилищ летом прохладнее, а глубокой осенью теплее, к тому же удлиняется безморозный период. В зоне влияния водохранилищ также наблюдается более высокая абсолютная и относительная влажность. Скорости ветра в зоне водохранилищ повышены (летом в 1,5-1,8 раза), так как с наличием температурного градиента в термическом режиме водоемов и суши связано образование бризов. Радиус влияния водохранилищ на местный климат зависит от прилегающего ландшафта: в степных и равнинных условиях он наибольший и достигает 10-20 км, в горной местности — минимальный. Так, образование Вилюйского водохранилища заметно нарушило температурный режим пород не только вблизи плотины, но и на значительном расстоянии от ее створа. Общая длина этой зоны доходит до 1 600 км (в том числе 700 км вверх от отбора и 900 км ниже плотины). Водохранилище имеет охлаждающее влияние летом и оттепляющее зимой (когда температура у плотины на 4-5 СС выше, чем в округе). В этой связи борта долины р. Вилюй, находившиеся ранее в мерзлом (-3-6°С) состоянии, за 3,5 года оттаяли на глубину 6 м, а повышение температуры мерзлых пород распространилось на глубину 35-40 м. На состояние гидросферы существенное влияние оказывают другие оболочки Земли. Велико водоохранное значение лесов: в них накапливаются влага и снег, к тому же снежный покров на 2-4 недели держится дольше (по сравнению с полем), а тает медленнее, в результате чего уменьшается поверхностный сток (не превышающий 15-20 % от суммы осадков), увеличивается инфильтрация снеговых и дождевых вод, усиливается питание грунтовых вод и улучшается водоснабжение растительности. Мелиоративная эффективность лесных массивов зависит от видового состава деревьев, имеющихся биоценозов, а также зонально-климатических условий территории. Запасы и масштабы использования воды. Обеспеченность водой весьма различается территориально. В европейской части России наибольшими утвержденными и подготовленными к промышленному освоению эксплуатационными запасами питьевых вод характеризуются следующие субъекты РФ, млн м3/год: области Московская — 7,42, Нижегородская — 2,64, Самарская — 2,60, Краснодарский край — 4,38, Республика Башкортостан —2,26. Утвержденные запасы Владимирской, Волгоградской, Воронежской, Оренбургской областей и Ставрополького края составляют 1,5-2 млн м3/ сут. Утвержденные запасы от 100 до 500 тыс. м3/сут имеют Кировская, Костромская, Пензенская, Псковская, Ярославская области, Республики Марий Эл, Мордовия, Чувашия, Калмыкия. Наименьшими утвержденными запасами подземных питьевых вод характеризуются, тыс. м3/сут: Республика Татарстан — 15,5, Карелия — 20,7, Удмуртия 92,6, области Астраханская — 28,1, Мурманская — 56,4, Новгородская — 83,6, Вологодская — 91,0. Россия располагает более чем 20 % мировых запасов пресных поверхностных и подземных вод. В настоящее время в ряде стран с развитой экономикой назревает угроза недостатка воды. По данным Всемирной организации здравоохранения, уже сегодня более 1,5 млрд людей страдают от нехватки воды. Причины такого истощения — не только в неравномерном распределении водных резервов, но и в том, что вода после ее использования в существенной мере загрязняется и зачастую не очищается. Водные ресурсы на территории стран СНГ также распределены весьма неравномерно и довольно неблагоприятно: лишь 14 % речного стока приходится на районы, где размещено 80 % промышленного и сельскохозяйственного производства и проживает около 85 % населения. Так, только из одной р. Волги и ее притоков ежегодно забирается около 34 % общего объема водозабора в России. Исходя из многолетних наблюдений среднегодовой суммарный сток рек Российской Федерации составляет 4270 км3, в том числе из сопредельных территорий в Россию поступает 230 км3. На бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов приходится 90 % общего годового объема речного стока. В результате в России на одного жителя приходится 28 500 м3/год пресной воды. Однако распределение речного стока по территории России крайне неравномерно и не соответствует численности населения и размещению промышленных предприятий. Так, водообеспеченность на 1 км2 территории колеблется от 125 тыс. м3 в Центрально-Черноземном районе до 576,5 — в Волго-Вятском, а на одного жителя — от 2 700 м3 в Центрально-Черноземном до 90 600 в Северном районе. Недостаточно обеспечены собственными водными ресурсами Астраханская, Белгородская, Воронежская, Липецкая, Курская и Ростовская области, Калмыкия и некоторые другие регионы. К настоящему времени уменьшение ежегодного стока крупных южных рек России под влиянием антропогенных факторов в среднем составляет от 10 (р. Волга) до 25-40 % (реки Дон, Кубань, Терек). Водные ресурсы рек СНГ составляют 4 384 км3, единовременные же объемы воды в реках — 475 км3. Кроме рек, значительные запасы воды сосредоточены в болотах Западной Сибири и северо-востока европейской части России (всего 3 000 км3, из которых 1000 км3 приходится на болота Западной Сибири). Существенную часть пресных водных запасов составляют также озера. В самых крупных из них сосредоточено до 26 000 км3 воды (только в озере Байкал содержится 23 000 км3 уникальной по своим качествам пресной воды). Ресурсы подземных вод, пригодных для хозяйственно-питьевых целей, составляют 220-310 км3 в год, а разрешенный объем их эксплуатации находится на уровне 50 км3 в год. В России для хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения и орошения земель разведано 3 196 месторождений подземных вод и их участков, эксплуатационные запасы которых составляют 26,7 км3/год. Из этого количества около 18,2 км3/год подготовлено для промышленного освоения. Степень освоения запасов в среднем по стране не превышает 33 %. Ежегодно используется около 12 км3 подземных вод, в том числе на хозяйственно-питьевое водоснабжение — 75 %, на производственно-технические цели— 21, на орошение земель и пастбищ — 4 %. Проблема дефицита воды возникла только в условиях растущего водо-потребдения на бытовые, сельскохозяйственные и производственные нужды при быстром росте народонаселения и бурном развитии промышленности. Самый крупный потребитель воды — сельское хозяйство, на 2-м месте — промышленность и энергетика, на 3-м — коммунальное хозяйство городов. Развитие производительных сил сопровождается ростом потребления свежей пресной воды. Если в 50-х гг. XX в. СССР использовал ~ 100 км3/год воды, то в 1988 г. — уже 350 км3. Сейчас на хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится около 10 % общего потребления. Увеличение расхода воды промышленностью связано не только с быстрым ее развитием, но и с ростом водоемкости большинства производств. В настоящее время для производства 1 т сахара расходуется 100 т воды, 1 т стали — 300 т, 1 т меди — 500 т, 1 т бумаги — 1 000 т, 1 т капрона — 5 600 т, 1 т аммиака — 1 000 м3,1 т синтетического каучука — 2000 м3 воды. Значительное количество воды потребляют теплоэлектростанции: только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м3/с воды, или более 300 млн м3/год. Огромное количество воды идет на орошение сельскохозяйственных территорий (с ее частичным возвращением поверхностным и подземным стоком в гидрографическую сеть). Безвозвратное водопотребление — наиболее важный показатель изменения водных ресурсов под влиянием орошения. В СНГ безвозвратное водопотребление составляет -60 % водозабора. Высокая продуктивность орошаемых земель стимулировала резкое увеличение их площади, составляющую в настоящее время более 230 млн га. Поэтому хотя на орошаемые земли приходится лишь 1/6 часть всей площади посевов, они дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира. На таких землях растет, например, 2/3 мировых посевов хлопчатника. Для того, чтобы получить 1 т пшеницы, требуется 1 500 т воды (в некоторых сельскохозяйственных районах необходимо 300-500 м3 воды), 1 т риса — более 7 000 т, 1 т хлопка— около 10 000 т воды. Животноводческие комплексы на промышленной основе также являются крупными потребителями доброкачественной пресной воды. Только для производства суточной нормы пищевых продуктов питания для одного человека требуется не менее 6 м3 воды. Неравномерность распределения водных ресурсов по территории земного шара усиливается отклонениями в объемах стока рек во времени. Периоды высоких и низких вод наблюдаются синхронно в целых регионах (но не всегда совпадают по континентам). Наряду с вариациями стока существует и устойчивое уменьшение количества воды в водоемах суши, определяемое тем, что в последние десятилетия уровень Мирового океана повышается в среднем на 1,2 мм в год, что эквивалентно ежегодной потере сушей 430 км3 воды. Причины этого обусловлены вырубкой лесов (каждую минуту с поверхности Земли исчезает 20 га лесов, главным образом тропических) и осушением болот, приводящих к уменьшению количества осадков на суше. Запасы пресных вод на Земле составляют 35 млн км3, т.е. всего 2 % от запасов всей воды на планете. Основные запасы пресной воды сосредоточены в полярных льдах и снегах, айсбергах и горных ледниках и только всего 3 % — в реках, озерах и водохранилищах. Объем ежегодно возобновляемых пресных водных ресурсов сравним с суммарным годовым стоком рек в океан — 45 тыс. км3/год. Это и есть водные ресурсы, которыми располагает человечество для удовлетворения своих значительных потребностей. В этой связи ресурсы пресной воды могут быть полностью исчерпаны уже в текущем столетии, поэтому проблема рационального и комплексного использования и охраны гидросферы является в настоящее время одной из важнейших в науке, изучающей биосферу.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Общепромышленное преобразование и загрязнение гидросферы» з дисципліни «Основи природокористування: екологічні, економічні та правові аспекти»
и сельским хозяйством (13 