Как называют водную оболочку земли

Что такое гидросфера Земли: описание, схема, составные части и влияние человека

Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли, включающую суммарную массу воды найденной на, под и над поверхностью планеты. Вода гидросферы может находится в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (водяной пар). Уникальная в Солнечной системе гидросфера Земли играет одну из первостепенных ролей для поддержания жизни на нашей планете.

Общий объем вод гидросферы

Земля имеет площадь около 510 066 000 км²; почти 71 % поверхности планеты покрыто соленой водой с объемом около 1,4 млрд. км³ и средней температурой около 4° C, не намного выше точки замерзания воды. В Мировом океане содержится почти 94% объема всей воды Земли. Остальная часть встречается в виде пресной воды, три четверти из которой, заперты в виде льда в полярных регионах. Большая часть оставшейся пресной воды – это грунтовые воды, содержащиеся в почвах и горных породах; и менее 1% водных ресурсов находится в озерах и реках мира. В процентах атмосферный водяной пар является незначительным, но перенос воды, испарившейся из океанов на поверхность суши, является неотъемлемой частью гидрологического цикла, который обновляет и поддерживает жизнь на планете.

Объекты гидросферы

Объектами гидросферы выступают все жидкие и замерзшие поверхностные воды, грунтовые воды в почве и горных породах, а также атмосферный водяной пар. Всю гидросферу Земли, как показано на схеме выше можно разделить на следующие крупные объекты или части:

Круговорот воды в природе

Гидрологический цикл включает в себя перемещение воды из океанов через атмосферу на континенты, а затем обратно в океаны над, по и под поверхностью суши. Цикл включает такие процессы, как осаждение, испарение, транспирацию, инфильтрацию, перколяцию и сток. Эти процессы действуют во всей гидросфере, которая простирается примерно на 15 км в атмосферу и примерно до 5 км вглубь земной коры.

Около трети солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли, расходуется на испарение океанической воды. Полученная атмосферная влажность конденсируются в облаках, дожде, снегу и росе. Влажность является решающим фактором в определении погоды. Это движущая сила штормов и она отвечает за разделение электрического заряда, что является причиной молнии и, следовательно, естественных лесных пожаров, которые отрицательно воздействуют на некоторые экосистемы. Осадки увлажняют почву, пополняют подземные водоносные горизонты, разрушают ландшафт, питают живые организмы и наполняет реки, которые переносят растворенные химические вещества, и отложения обратно в океаны.

Значение гидросферы

Вода играет важную роль в круговороте углерода. Под действием воды и растворенного углекислого газа кальций выветривается из континентальных пород и переносится в океаны, где образуется карбонат кальция (включая раковины морских организмов). В конечном итоге карбонаты осаждаются на морском дне и литифицируются образуя известняки. Некоторые из этих карбонатных пород позже погружаются в недра Земли благодаря глобальному процессу тектоники плит и расплавляются, что приводит к выделению двуокиси углерода (например, из вулканов) в атмосферу. Гидрологический цикл, круговорот углерода и кислорода через геологические и биологические системы Земли являются основой для поддержания жизни планеты, формирования эрозии и выветривания континентов, и они резко контрастируют с отсутствием таких процессов, к примеру, на Венере.

Проблемы гидросферы

Существует множество проблем, которые непосредственно связаны с гидросферой, однако наиболее глобальными являются следующие:

Повышение уровня моря

Повышение уровня моря является новой проблемой, которая может затронуть многих людей и экосистемы во всем мире. Измерения уровня прилива показывают всемирное увеличение уровня моря на 15-20 см, и МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) предположила, что рост обусловлен расширением океанической воды из-за повышения температуры окружающей среды, таяния горных ледников, и ледяных шапок. Большинство ледников Земли тают из-за глобального изменения климата, и многие научные исследования показали, что скорость этого процесса увеличивается, а также оказывает значительное влияние на глобальный уровень моря.

Уменьшение арктического морского льда

За последние несколько десятилетий арктический морской лед значительно уменьшился в размерах. Недавние исследования NASA показывают, что он сокращается со скоростью 9,6 % за десятилетие. Такое истончение и отвод льда оказывает влияние на соленость океана, баланс тепла и места обитания животных. Например, популяции белых медведей снижаются из-за разрыва льда, который отделяет их от суши и многие особи в попытках переплыть, тонут. Эта потеря морского льда также влияет на альбедо или отражательную способность поверхности Земли, в следствии чего, темные океаны поглощают больше тепла.

Изменение количества осадков

Увеличение количества осадков может привести к наводнениям и оползням, а снижение – к засухам и пожарам. События Эль-Ниньо, муссоны и ураганы также влияют на краткосрочное глобальное изменение климата. Например, изменение океанических течений у берегов Перу, связанное с событием Эль-Ниньо, может привести к изменениям погодных условиях на всей территории Северной Америки. Изменения характера муссонов из-за повышения температуры способны вызвать засухи в районах по всему миру, которые зависят от сезонных ветров. Ураганы, усиливающиеся с повышением температуры морской поверхности, в будущем станут более губительными для людей.

Таяние вечной мерзлоты

При повышении глобальной температуры вечная мерзлота тундры тает. Это больше всего влияет на людей живущих в этой природной зоне, поскольку почва на которой расположены дома становится нестабильной. Мало того, что есть немедленный эффект, ученые опасаются, что таяние вечной мерзлоты высвободит огромное количество двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4) в атмосферу, что в значительной степени повлияет на окружающую среду в долгосрочной перспективе. Высвобожденные парниковые газы будут способствовать дальнейшему глобальному потеплению за счет выделения тепла в атмосферу.

Антропогенное влияние человека на гидросферу

Люди оказали значительное влияние на гидросферу нашей планеты, и это будет продолжаться поскольку население Земли и потребности человечества увеличиваются. Глобальное изменение климата, загрязнение водных ресурсов, затопление рек, дренаж водно-болотных угодий, сокращение потока и орошение оказали давление на существующие пресноводные системы гидросферы. Устойчивое состояние нарушается выбросом токсичных химических веществ, радиоактивных веществ и других промышленных отходов, а также утечкой минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли.

Кислотный дождь, вызванный выбросом диоксида серы и оксидов азота от сжигания ископаемого топлива, стал всемирной проблемой. Считается, что подкисление пресноводных озер и повышенная концентрация алюминия в их водах, ответственны за значительные изменения в экосистемах озер. В частности, во многих озерах сегодня нет значительных популяций рыб.

Эвтрофикация, вызванная вмешательством человека, становится проблемой для пресноводных экосистем. По мере того, как избыточные питательные и органические вещества из сточных вод от сельского хозяйства и промышленности выпускаются в водные системы, они становятся искусственно обогащенными. Это влияет на прибрежные морские экосистемы, а также на введение органического вещества в океаны, что в разы больше, чем в дочеловеческие времена. Это вызвало биотические изменения в некоторых областях, таких как Северное море, где лучше развиваются цианобактерии и хуже – диатомовые водоросли.

При увеличении численности населения потребность в питьевой воде также возрастет, и во многих районах мира из-за изменения температуры, пресная вода чрезвычайно труднодоступна. Поскольку люди безответственно изменяют направление рек и исчерпывают естественные запасы воды, это создает еще больше проблем.

Люди оказали большое влияние на гидросферу и будут продолжать это делать в дальнейшем. Важно понимать воздействие, которое мы оказываем на окружающую среду, и работать над тем, чтобы уменьшить негативные последствия.

Источник

Гидросфера – водная оболочка Земли: химический состав и деление, теории формирования

Гидросферой принято называть всю воду, которая имеется на нашей планете. Причем в состав водной оболочки входит не только вода в жидком состоянии, но и лед, а также водяной пар, содержащийся в атмосфере.

Значение воды переоценить трудно, ведь без нее на планете не было бы ничего живого: ни растений, ни животных, ни людей. Однако, когда планета только сформировалась, на ней не было воды в каком-либо из ее агрегатных состояний. Формирование гидросферы произошло значительно позже, когда на молодой планете появились подходящие для этого условия. Этот процесс затянулся на много миллионов лет, однако благодаря ему Земля стала такой, какой человек знает ее сейчас.

Оболочки Земли

Планета Земля – сложная система, в состав которой входят 4 оболочки, это:

Литосфера

Литосфера – самая твердая оболочка планеты. В ее состав входят поверхностные горные породы, литосферные плиты, из которых состоит земная кора, а также верхний слой недр Земли – мантия.

Выделяют 2 типа литосферы:

Данная оболочка проявляет тектоническую активность, так как она состоит из отдельных плит, которые находятся в постоянном движении и взаимодействии друг с другом. Благодаря этому происходит формирование современного ландшафта.

Гидросфера

В состав водной оболочки Земли — гидросферы — входит вся вода, которая имеется на планете.

Она представлена в различных агрегатных состояниях:

Наибольшее количество воды содержится в океанах и ледниках, значительное количество воды расположено и под земной поверхностью, в недрах планеты.

Гидросфера имеет циклический характер, вода постоянно перемещается, переходя из одного агрегатного состояния в другое. Лед тает, становясь жидкой водой, которая со временем испаряется, приобретая форму водяного пара. Этот пар накапливается в виде облаков, а потом выпадает на землю в виде осадков.

Биосфера

Биосфера – живая оболочка планеты, считается самой разнообразной и масштабной. Живые организмы присутствуют повсюду: и на поверхности, и глубоко в недрах, и на океанских глубинах.

Основной ареал обитания живых организмов ограничивается от 500 м ниже уровня моря и до 6 км выше него.

В состав биосферы входят как простые организмы (в частности, бактерии, сформировавшиеся более 3.5 млрд лет назад), так и более сложные (растения, животные, люди).

Атмосфера

Атмосфера имеет не менее важное значение, чем другие планетарные системы. Она представляет собой совокупность газов, которые силами гравитации удерживаются вокруг планеты, окутывают ее, защищая биосферу от солнечной радиации и других опасных воздействий из космоса.

Атмосфера имеет различную плотность. Вблизи планеты она наиболее плотная и насыщенная, однако по мере удаления атмосфера становится более разреженной. В состав системы входят различные газы. Самыми распространенными среди них считается азот и кислород. Аргон, углерод и другие газообразные элементы встречаются в гораздо меньшем количестве.

Состав гидросферы

Водная оболочка планеты имеет сложный состав и представлена в различных состояниях и формах. Согласно мнению ученых, химический состав тех или иных элементов водной системы схож с составом человеческой крови, в них имеются все известные на сегодняшний день химические элементы, только содержатся они в различных пропорциях.

Очень обобщенно химический состав гидросферы обозначен в таблице.

Основной химический показатель – уровень солености. Наибольшее количество воды заключено в Мировом океане, средний уровень его солености составляет 35 промилле (то есть в 1 кг океанической жидкости содержится около 35 г солей). Однако это количество неодинаково и зависит от многочисленных факторов, таких как регион расположения, климатические условия. Самым соленым принято считать Мертвое море (в его водах уровень содержания солей может достигать 300 промилле). В других источниках показатели солености гораздо скромнее.

Что касается пресных вод, в них химический состав более разнообразен. Он зависит от состава горных пород, ограничивающих источник, а также от глубины залегания вод (если речь идет о подземных источниках).

Процент и общий объем

Известно, что вода может находится на планете в различных формах:

Границы гидросферы

Гидросфера как оболочка планеты имеет определенную толщину. Верхний предел ее располагается примерно на высоте до 20 км выше уровня моря (дальше молекулы воды распадаются под воздействием солнечных лучей). Нижний предел расположен на уровне около 10 км ниже океанического дна. Кроме того, границы гидросферы определяются и очертаниями водных объектов (морей, озер, рек) и совпадают с ними.

Деления

Части гидросферы представлены большим разнообразием.

Мировой океан

Наиболее масштабным среди них является Мировой океан. В его состав входят воды океанов (Тихий, Атлантический, Северный Ледовитый, Индийский), а также многочисленные моря. Основной особенностью данных источников является их химический состав, в частности, уровень солености (эти источники являются солеными).

Подземные воды

Большая часть гидросферы находится в подземных источниках. Подземные воды содержатся в горных породах, почве, составляющих верхний слой земной коры, а также между отдельными пластами пород, залегающих на большей глубине. В зависимости от окружающих условий подземные воды могут иметь различное агрегатное состояние, они нередко представлены в виде жидкости, льда или пара.

Выделяют следующие разновидности:

Ледники

Ледники представляют собой скопление вечных льдов, не тающих на протяжении длительного периода времени. Ледники постоянно движутся (хотя это движение довольно медленное и практически незаметное), захватывая встречающиеся на их пути горные породы и образуя уникальный ландшафт (в частности, морены и кары). В некоторых случаях ледник прекращает свое движение. На этом участке формируется область мертвого (неподвижного) льда.

В зависимости от формы и типа движения выделяют континентальные (покровные, материковые) и горные ледники. Материковые объекты имеют более плоскую форму и занимают значительное пространство. Они локализуются в области полюсов (Антарктида и Гренландия). Такие ледники имеют огромную площадь, а в центре них накапливается снег. Таяние ледника покровного типа происходит по его краям, движение имеет радиальный характер (от центра к периферии).

Ледники горного типа имеют более выпуклые и разнообразные очертания и значительно меньшие размеры.

Внутренние материковые воды

Эти объекты гидросферы весьма разнообразны:

На водохранилищах устанавливают специальные водонапорные и очистительные устройства. Вода в водохранилищах накапливается для дальнейшего использования в бытовых и промышленных целях.

Атмосфера

Известно, что в состав атмосферы (воздуха) также входит некоторая (хотя и весьма незначительная) доля воды, а значит ее можно считать продолжением гидросферы. Вода в атмосфере содержится в виде газового водяного пара. Эта составляющая необходима для поддержания жизни на земле.

История развития и формирования

Когда Земля только сформировалась, вода в каком-либо виде на ней отсутствовала, а значит не было и гидросферы. Со временем (в течение многих миллионов лет) она все же сформировалась, хотя единого научного мнения о том, как это произошло, нет и по сей день.

Существует 2 основных теории происхождения гидросферы — теллурическая и космологическая.

Сторонники первой теории утверждают, что гидросфера (а также другие системы и оболочки планеты) образовалась в результате единого процесса расщепления твердых веществ на элементы в зависимости от их плотности. Согласно этому утверждению, более плотные и тяжелые элементы сформировали ядро планеты, менее прочные стали основой земной коры, а более легкие элементы сформировали гидросферу и атмосферу.

Сторонники космической теории утверждают, что вся вода на планете имеет внеземное происхождение. Она была доставлена на Землю вместе с кометами и метеоритами, которые в ранний период существования планеты регулярно сталкивались с ней. Конечно, на одном таком объекте содержание воды было весьма невелико, однако подобные космические атаки были весьма масштабными и продолжались они на протяжении миллионов лет, в результате чего был накоплен весь объем воды, который имеется и сейчас.

Некоторые ученые считают, что и 1, и 2 теории имеют право на существование. Более того, они утверждают, что гидросфера в том виде, в котором она находится сегодня, сформировалась и благодаря расщеплению твердых веществ, и благодаря кометам.

Эволюция и развитие

Земля сформировалась из огромного газопылевого облака под влиянием сил гравитации. Считается, что в этих частицах уже находились элементы, из которых в дальнейшем образовалась вода. Под влиянием термических процессов, происходивших в глубинах молодой планеты, вода, заключенная в твердых элементах, высвобождалась и постепенно перемещалась на поверхность. Таким образом сформировался первичный океан, который покрывал собой всю поверхность Земли. С течением времени геологическая активность земной коры привела к формированию первых вулканических островов, из которых впоследствии образовались континенты.

Первичный океан был довольно горячим, а значит он быстро испарялся, уходя в атмосферу. Вода, накапливаясь в облаках, вновь выпадала на землю, но она была уже пресной. Эти пресные воды — результат выпадения осадков — накапливались в углублениях первых континентов, а также в почве, образуя собой и другие источники (такие как реки, озера, подземные воды).

По мере стабилизации температурных условий, когда в определенных участках (например, в районах полюсов) наблюдалось значительное снижение температуры, вода в этих регионах стала оледеневать, в результате чего сформировались современные ледники.

Какой будет гидросфера в будущем

Деятельность человека оказывает непосредственное влияние на все процессы, происходящие на планете, в том числе и на гидросферу. Считается, что непомерное использование природных источников воды негативно сказывается на процессе ее круговорота. В результате этого гидросфера может стать в будущем крайне нестабильной. Например, в некоторых регионах будут возникать длительные засухи (даже если сейчас это не является характерным), другие же, напротив, будут страдать от чрезмерных осадков.

Имеет место и такое неблагоприятное явление? как опреснение соленых источников. В результате вливания пресных вод (в основном это происходит из-за обильного таяния ледников), меняются подводные течения, а это может сказаться на климатических условиях Земли, ее атмосферном состоянии, в частности, привести к новому ледниковому периоду.

Значение

Гидросфера — очень важный элемент нашей планеты. Прежде всего без нее не могла бы зародиться жизнь (известно, что первые живые организмы появились именно в океане). Да и современные живые существа не могут функционировать без воды, ведь с ее помощью в организме на клеточном уровне осуществляются метаболические процессы. Представить себе современный быт без воды тоже невозможно.

Водная оболочка играет важную роль и для формирования климатических условий и погоды. Вода способна накапливать тепло, а значит она согревает планету.

Загрязнение

Деятельность человека и научно-технический прогресс негативно сказываются на состоянии гидросферы, приводят к ее постоянному загрязнению.

Выделяют различные типы загрязнителей, основные из них:

Химические загрязнители, такие как нефть, синтетические продукты, вырабатываемые заводами, пестициды и тяжелые металлы, являются наиболее распространенными. Проблема состоит в том, что ежедневно их выбрасывается огромное количество, и природные источники не могут самостоятельно очиститься от них, ведь период разложения этих элементов довольно продолжительный.

Биологические загрязнители (грибки и плесень, патогенная микрофлора) относятся к разряду естественных и не представляют такой большой опасности, как химикаты. А значит, такое загрязнение носит временный характер.

Радиоактивные загрязнители вырабатываются в результате масштабных захоронений радиоактивных элементов. Этот вид представляет серьезную угрозу для всей экосистемы, так как даже незначительное содержание этих веществ в воде может привести к необратимым для живых организмов последствиям.

Пути решения проблемы

Чтобы предотвратить глобальную катастрофу, связанную с загрязнением, необходимо:

Все эти действия вполне по силам человеку, однако на их внедрение требуются дополнительные материальные расходы.

Видео

В данном ролике содержится информация о том, что такое гидросфера, какие элементы она включает в себя.

Источник

Что такое Гидросфера земли из чего она состоит

Гидросферой называют водную оболочку Земли, то есть, всю воду планеты, связанную единым круговоротом.

Гидросфера – самая тонкая оболочка планеты, отсутствующая на других планетах Солнечной системы. Вода на некоторых планетах и их спутниках встречается, но в количествах, не позволяющих говорить о водной оболочке других планет.

Общий объем гидросферы составляет примерно 1390,00 миллионов кубических километров.

Из каких частей состоит гидросфера

Вода находится на нашей планете повсюду и в разном состоянии. Больше всего ее в жидкой форме. Сюда можно отнести:

Здесь нужно понимать, что соленая вода составляет примерно 95% и только 5% — пресная (та, которую потребляет большинство живых организмов).

На планете огромные запасы подземных вод. Ученые оценивают их примерно в 5% от всей гидросферы планеты, но существует теория об огромном подземном океане глубоко в недрах. Правда, мне в это верится с трудом.

В состав гидросферы также входит лед. На планете огромное количество ледников, которые сосредоточены на полюсах нашей планеты. Но если смотреть в абсолютном количестве, то в гидросфере они составляют всего лишь 2%. Узнав это, я был очень удивлен.

Водяной пар также является частью гидросферы, но очень-очень маленькой. Хотя благодаря ему выпадают осадки.

Строение и функции гидросферы

Гидросфера Земли — это термин, который используется для описания совокупности всех водных запасов планеты. В него входят не только пресноводные и соленые водоемы, расположенные на поверхности, но также подземные источники и вода, находящаяся в парообразном и замерзшем состоянии. На планете непрерывно происходит круговорот воды.

Сотни тонн воды каждый день испаряются с поверхности Мирового океана. Одна часть здесь же выпадает в виде дождя, а другая относится ветрами на континенты. Попавшая из Мирового океана жидкость питает подземные источники, испаряется или же возвращается обратно благодаря рекам.

Гидросфера является важнейшей составляющей живой и неживой природы. В каждой клетке любого организма присутствует запас воды. Без данного компонента становятся невозможными обменные процессы. Кроме того, вода необходима для поддержания существующих климатических условий на планете. Фазовые превращения сопровождаются выделением или поглощением тепла.

Вода, присутствующая в атмосфере, создает парниковый эффект, повышающий температуру на планете в среднем на 18°C. Кроме того, поддержанию климатических условий, пригодных для жизни, способствуют существующие подводные течения, которые переносят разогретые экваториальные воды к полюсам.

Использование водных ресурсов

Стоит отметить, что для жизнеобеспечения города с населением 1 млн человек необходимо более 300 тысяч м³ чистой воды в сутки, причем более 75% вод возвращаются непригодными для живых организмов, т.е. загрязненными.

Что такое гидросфера

Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли, расположенную между атмосферой (газовой оболочкой) и литосферой (твердой земной корой).

В состав гидросферы входит вода, которая представлена в 3 состояниях:

В состав данной системы входит большое количество различных химических элементов: различных минеральных солей, газов, других соединений.

Гидросфера является динамической, постоянно меняющейся системой, образующей круговорот воды в природе, когда жидкость испаряется из источников, поднимаясь в виде газа в атмосферу, а затем конденсируется, выпадая в виде осадков.

Теории формирования

В современном научном обществе существуют 2 основных теории формирования гидросферы.

Приверженцы теллурической теории считают, что земная кора, атмосфера и водная оболочка планеты формировались в одно и то же время, разделяясь в результате процессов плавления и высвобождения газов, запертых в твердых веществах.

Известно, что Земля сформировалась из протопланетного облака, в составе которого уже находились различные элементы, но они входили в состав твердых частиц. Когда планета достигла довольно большого размера, в ней стали происходить определенные изменения, которые связаны с силами гравитации и распадом радиоактивных элементов в недрах Земли. Все это привело к разогреву планеты, что в свою очередь стало причиной дифференциации ее составных элементов.

Самые легкие из них, постепенно превращаясь в пар, сформировали основу атмосферы, а затем и гидросферы, более тяжелые вошли в состав земной коры и недр планеты (наиболее объемные элементы, например железо и никель, составляют земное ядро и мантию).

Космическая теория гласит, что вся вода, которая содержится на нашей планете, имеет внеземное происхождение. Она была доставлена кометами и метеорами, прилетающими из космоса. В тот период времени, когда планета только сформировалась, она подвергалась постоянным ударам космических тел, в состав которых входили мельчайшие частички воды. Конечно, их количество было весьма незначительным, но благодаря тому, что эта атака продолжалась на протяжении миллионов лет, на поверхности и в недрах планеты скопились масштабные водные запасы.
Существует мнение, что обе этих теории являются верными. Согласно этому мнению, часть гидросферы сформировалась в результате естественных планетарных процессов, характерных для планет земного типа, другая часть прибыла к нам вместе с космическими телами.

Общие свойства всех частей гидросферы

Несмотря на различие в составе, состояниях и местах расположения, все части гидросферы связаны между собой и представляют единое целое. Все ее части принимают активное участие в глобальном круговороте воды.

Круговорот воды – непрерывный процесс перемещения водных массивов под воздействием энергии солнца. Это связующее звено всей земной оболочки, обязательно условие существования жизни на планете.

Кроме того, вода выполняет ряд важнейших функций:

Влияние гидросферы на человеческую деятельность может быть и негативной. Природные явления в виде половодий и наводнений представляют большую угрозу, и могут настигнуть практически в любом регионе планеты.

Гидросфера и человек

С развитием научно-технического прогресса антропогенное воздействие на гидросферу стало набирать большие обороты. Человеческая деятельность стала причиной появления геоэкологических проблем, в результате которых водная оболочка Земли начала испытывать следующие негативные влияния:

Основная проблемы гидросферы – загрязнение

Для решения данной проблемы на производствах необходимо применять новейшие технологии защиты, благодаря которым водные бассейны не будут страдать от всевозможных видов загрязнений.

Общие сведения

Дефицит чистой пресной воды — главная и актуальная проблема, которая стоит перед людьми. Основная часть планеты покрыта океанами, реками, озерами, морями. Их наличие является обязательным условием жизни всех организмов на земле. Также немаловажны водные запасы и для хозяйственной сферы.
По данным Википедии, каждый год на планете люди расходуют более 3400−3600 тонн воды. Основное количество этого большого объема (приблизительно 75%) уходит на сельскохозяйственные нужды. Без воды не сможет обойтись металлургия, химическая и целлюлозная промышленность, она требуется для бытовых нужд людей. Следствие хозяйственной деятельности — огромный объем сточных вод.

Быстрое увеличение количества людей, которые проживают на планете, привело к тому, что в определенных странах уже появились сообщения о нехватке пресной воды. Загрязнение гидросферы скоро лишит человечество и этих довольно скромных запасов.

Уже сейчас основная часть водных источников на земле загрязнена. Ежегодно люди вырабатывают примерно 3500 км³ отходов, основная часть попадает в океаны и моря. Естественно, природа может самостоятельно восстанавливаться, однако и для ее защитных механизмов есть определенные ограничения. Современные технологии водоподготовки позволяют стабилизировать положение, но не у каждой страны есть на это средства.

Виды загрязнений

Сегодня известно больше 500 веществ и их производных, которые способны загрязнять естественные водоемы. Однако это не единственная опасность. Можно назвать такие классы загрязнителей вод:

Тяжелыми металлами

В процессе деятельности крупных заводов в пресную воду сбрасываются промышленные стоки, состав которых изобилует различного рода тяжелыми металлами. Многие из них, попадая в организм человека, оказывают на него пагубное воздействие, приводящее к сильному отравлению, смерти. Такие вещества называют ксенобиотиками, то есть элементами, которые чужды живому организму. К классу ксенобиотиков относят такие элементы, как кадмий, никель, свинец, ртуть и многие другие.

Известны источники загрязнений воды данными веществами. Это прежде всего металлургические предприятия, автомобильные заводы.

Естественные процессы на планете тоже могут способствовать загрязнению. Например, вредные соединения в большом количестве содержатся в продуктах вулканической активности, которые время от времени попадают в озера, загрязняя их.

Но, безусловно, антропогенный фактор здесь имеет решающее значение.

Радиоактивными веществами

Развитие ядерной промышленности нанесло существенный вред всему живому на планете, в том числе и водоемам с пресной водой. В процессе деятельности ядерных предприятий образуются радиоактивные изотопы, в результате распада которых выделяются частицы с разной проникающей способностью (альфа-, бета- и гамма-частицы). Все они способны нанести живым существам непоправимый вред, так как при попадании в организм данные элементы повреждают его клетки и способствуют развитию онкологических заболеваний.

Источниками загрязнений могут служить:

Неорганические загрязнения

Основными неорганическими элементами, ухудшающими качество воды в водоемах, считаются соединения токсичных химических элементов. К ним относятся ядовитые соединения металлов, щелочи, соли. В результате попадания данных веществ в воду состав ее меняется, она становится непригодной для употребления живыми организмами.

Основным источником загрязнения являются сточные воды крупных предприятий, заводов, шахт. Некоторые неорганические загрязнители усиливают свои негативные свойства, находясь в кислой среде. Так, кислые сточные воды, поступающие из угольной шахты, несут в себе алюминий, медь, цинк в концентрациях, весьма опасных для живых организмов.

Примером могут служить экологические проблемы Азовского моря.

Канализационные стоки

Ежедневно в водоемы поступает огромное количество воды из канализационных стоков.

В такой воде содержится масса загрязняющих веществ. Это и частицы моющих средств, мелкие остатки пищи и бытовых отходов, фекалий. Эти вещества в процессе своего разложения дают жизнь многочисленным патогенным микроорганизмам.

Попадание их в организм человека может спровоцировать ряд серьезных заболеваний, таких как дизентерия, брюшной тиф.

Из больших городов такие стоки попадают в реки, затем моря и океан.

Синтетическими удобрениями

В синтетических удобрениях, используемых человеком, содержится много вредных веществ, таких как нитраты и фосфаты. Попадание их в водоем провоцирует чрезмерный рост специфической сине-зеленой водоросли. Разрастаясь до огромных размеров, она препятствует развитию других растений в водоеме, при этом сама водоросль не может служить пищей для живых организмов, обитающих в воде. Все это приводит к исчезновению жизни в водоеме и его заболачиванию.

Как разрешить проблему загрязнения воды

Безусловно, пути решения этой проблемы есть.

Известно, что большая часть загрязняющих элементов поступает в водоемы вместе со сточными водами крупных предприятий. Очистка воды – один из путей решения проблемы загрязнения воды. Владельцы предприятий должны озаботиться установкой качественных очистных сооружений. Наличие таких устройств, конечно, не способно полностью прекратить выброс отравляющих веществ, но значительно снизить их концентрацию вполне им под силу.

Также с загрязнениями питьевой воды помогут бороться бытовые фильтры, которые очистят ее в доме.

Заботиться о чистоте пресной воды должен и сам человек. Соблюдение нескольких простых правил поможет в значительной степени снизить уровень загрязнения воды:

Несмотря на то что проблема загрязнения воды в настоящее время достигает угрожающих масштабов, решить ее вполне возможно. Для этого каждый человек должен приложить некоторые усилия, бережнее относиться к природе.

Классификация загрязнений гидросферы

Для выбора мер по предотвращению и исправлению последствий загрязнения выявляют по 3 характеристикам:

Загрязнители могут попадать в воду постепенно в результате естественных или антропогенных процессов, а также в виде разовых выбросов, связанных с природными катаклизмами и техногенными катастрофами. Масштаб распространения определяется площадью, содержащей загрязнители, а также территорией, на которую они влияют.

Некоторые загрязнители растворяются в агрессивной соленой среде Мирового океана, другие могут накапливаться на берегах или в водоворотах – по этим факторам оценивается устойчивость (нестойкая или стойкая) загрязнения.

Источники загрязнения гидросферы

Вода используется в большинстве видов человеческой деятельности от бытовой до производственной. В соответствии с этим загрязнение гидросферы происходит из многих источников, среди них выделяются:

Влияние естественных источников незначительно и обычно сопровождается совместным действием с антропогенными факторами. Например, извержения подземных вулканов приводят к тепловому заражению, характеризующемуся изменению среды под действием новых более высоких температур. Ярче всего естественные причины проявляются во время катаклизмов: разрушается инфраструктура, что приводит к загрязнению вод.

Антропогенные источники

Практически все загрязнители попадают в воду в результате человеческой деятельности. Среди отраслей и видов деятельности, оказывающих негативное воздействие на гидросферу, выделяются:

Вид деятельности или отрасль Как влияет Примеры

Основные загрязнители гидросферы

Сложность в очистке водоемов и определении степени загрязнения заключается в физико-химических характеристиках загрязнителей гидросферы. Некоторые из них растворяются в воде, из-за чего их сложно обнаружить визуальным способом. Другие погружаются под воду в твердом состоянии или плавают в воде – зависит от плотности вещества относительно воды.

Загрязнители, оказывающие наибольший урон гидросфере:

В зависимости от источника в гидросферу загрязнители могут попадать отдельными видами или совместно с другими компонентами. При попадании в гидросферу они влияют на состав воды: физический, температурный, бактериологический, химический.

Для определения отклонений от естественного состояния или выявления содержания посторонних компонентов используются меры мониторинга воды.

Главные экологические последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение гидросферы приводит к неблагоприятным экологическим последствиям как пресноводных экосистем, так и мирового океана. Это нарушение их устойчивости, мутагенез и канцерогенез, красные приливы, эвтрофикация вод и нехватка пресной воды.

Нарушение экосистем

Уязвимость экосистем гидросферы возникает вследствие их неспособности противостоять негативным воздействиям окружающей среды. Основной причиной возникновения нарушений экосистем является разбалансированность круговорота веществ в гидросфере из-за несогласованной деятельности отдельных групп организмов.

Нарушения в экосистемах зависят от внутренних причин саморазвития составляющих гидросферы и внешних, связанных с изменениями в окружающей среде. Внешние причины являются основным фактором, влияющим на динамику экосистем, и имеют два направления — естественное и неестественное.

Естественное внешнее воздействие, приводящее к нарушению экосистем гидросферы, связано с существованием нашей планеты. Основные факторы:

Неестественное направление связано с антропогенной деятельностью человека. В результате поступления в природную среду гидросферы загрязняющих веществ и отходов производственной деятельности в экосистемах могут произойти нарушения и изменения:

Стойкие вещества загрязнителей распространяются в природных ландшафтах водной среды, накапливаются в организмах ее обитателей, что приносит вред экосистеме и здоровью человека.

Вследствие нарушения (изменения какого-либо фактора) в экосистеме гидросферы неподготовленный к новым условиям вид может ожидать один из вариантов:

Появление мутагенеза и канцерогенеза

В результате всестороннего антропогенного воздействия на гидросферу возрастает загрязнение водных систем. В них накапливаются химические компоненты, которые при взаимодействии в водной среде способны образовывать мутации (изменения наследственных свойств), которые негативно влияют на жизнеспособность организмов. К мутагенам относятся:

В составе гидросферы наибольшее мутагенное действие оказывают пестициды и соли тяжелых металлов (марганец, никель).

Мутагены одновременно бывают и канцерогенами.

Тяжелые металлы – наиболее опасные элементы, способные загрязнять почву

Природные источники канцерогенов – геохимические процессы, вулканическая деятельность, коксохимические явления.

Источниками поступления канцерогенных соединений в водную среду являются:

Вы знали, что некоторые виды сине-зеленых водорослей, служащие пищей морским обитателям, содержат вещества, обладающие канцерогенным действием, поэтому могут представлять угрозу — развитие новообразований у людей?

Цветение вод и красные приливы

Изменение климата и антропогенная деятельность человека привели к явлению глобального характера — в период бурного цветения водорослей наблюдается феномен, названный красным приливом. Поверхность воды приобретает кроваво-красный цвет за счет скопления гигантского количества фитопланктона (в переводе с греческого — блуждающее растение). Такие приливы наблюдаются в прибрежных водах всех континентов, кроме Антарктиды.

Явление возникает ближе к осени. Его связывают с содержанием в морской воде повышенного содержания нитратов и фосфатов. Распространению красных приливов способствуют кислотные дожди.

Основные последствия цветения вод:

Красные приливы представляют опасность для здоровья и жизни людей, употребивших в пищу моллюски-фильтраторы (гребешки, устрицы, мидии). Токсины микроводорослей также аккумулируются в креветках и крабах.

Известно порядка 40 видов водорослей, продуцирующих токсины, среди 300, вызывающих цветение воды.

Эвтрофикация вод

Явление связано с загрязнением вод биогенными веществами — фосфором и азотом, которые продуцируют бурный рост сине-зеленых водорослей. Эвтрофирование водоемов резко ухудшает физико-химические свойства воды. Массовое отмирание водорослей накапливает на днищах водоемов тонны разлагающихся веществ, на что расходуется почти весь запас растворенного в воде кислорода. Следствие — массовая гибель рыб и других обитателей среды. Использованная местными жителями вода из эвтрофированных источников может вызвать вспышку желудочно-кишечных заболеваний.

Дефицит пресной воды

Пресные воды на земном шаре распределены неравномерно, что приводит более половины населения планеты к «водному голоду». Основная причина дефицита пресной воды — постоянный рост водопотребления из-за увеличения прироста населения и развития экономики. Нехватка питьевой воды связана со следующими проблемами:

Вред для здоровья

Повышенное засорение пресной воды, пригодной для употребления, негативно отражается на качестве жизни животных и человека. Химические выбросы, растворенные в жидкости, провоцируют возникновение следующих патологических процессов:

Загрязнение пресных водоемов органическими отходами приводит к патогенному росту различных бактерий. Микроорганизмы при попадании в ткани человека вызывают инфекционно-воспалительные заболевания.

Эпидемии

Вирусные и бактериальные инфекции в 80% случаев наблюдаются при употреблении грязной питьевой воды или появляются после купания в открытых водоемах. Гидросфера создает благоприятные условия для размножения патогенных микроорганизмов. Периодические выбросы фармацевтических предприятий по производству антибиотиков приводят к развитию резистентности у бактерий. В результате биологического загрязнения появляется суперинфекция и снижается эффективность консервативного лечения.

Мусорные острова

Механическое засорение вод Мирового океана приводит к формированию островов из мусора:

Течения сталкивают друг с другом мусор, который не поддается гниению. В результате со временем на поверхности океанов или морей образуются горы отходов, общей массой до 130 тонн.

Кислотные дожди

Вода, загрязненная синтетическими веществами, в процессе испарения или нагрева высвобождает летучие токсины. Ядовитые газы поднимаются в верхние слои атмосферы, взаимодействуя с молекулами жидкости в воздухе. В результате химической реакции влага трансформируется в кислоту. В 95% случаев на землю выпадают осадки из концентрированной серной или азотной кислоты. Химические вещества вызывают ожоги, провоцируют гибель флоры и фауны.

Вымирание животных

Антропогенные факторы загрязнения реки, моря и океана наносят вред флоре и фауне. Но если растения способны пускать корни к чистым грунтовым течениям, животные на такой фокус не способны. Отрезанные от питьевых источников звери и птицы начинают вымирать, нарушая пищевую цепь и установившийся биоценоз.

Способы попадания загрязнений в воду

Заражение гидросферы Земли происходит следующими способами:

Степень устойчивости загрязнения

По степени устойчивости химических веществ, попадающих в водную среду, загрязнение гидросферы можно разделить на:

Для того чтобы оценить степень зараженности используют гидрохимический индекс загрязнения воды.

Масштабы распространения загрязнений

По масштабности распространения выделяют:

Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов?

Существует разнообразные экологические последствия, вызванные загрязнениями гидросферы. Но они все сказываются негативно на:

Поэтому охрана вод от загрязнения требует самого пристального внимания и использования комплексного решения проблемы отравления гидросферы.

Нейротоксичное воздействие

Тяжелые металлы, попадая в живой организм, вызывают разрушение нервных тканей. Система перестает функционировать полноценно, приводя к различным неврологическим нарушениям:

Канцерогенный эффект

Канцерогенное отравление пагубно сказывается на здоровье человека. В результате чего происходят мутации клеток, вызывающие их перерождение и неконтролируемый рост. Все это приводит к появлению онкологических заболеваний.

Генотоксичность загрязнителей воды

Некоторые вещества, которые оказываются в воде, в результате ее загрязнения, оказывают разрушающее действие на ДНК живых существ. Это приводит к возникновению серьезных болезней и мутаций у человека, зверей, птиц, рыб и растений.

Репродуктивные нарушения

Если концентрация загрязняющих веществ значительна, то организм может быстро погибнуть. Если же концентрация мала, то отравляющие вещества постепенно накапливаются в организме, снижая его продуктивную деятельность.

Именно опасные примеси и радиоактивные загрязнения, содержащиеся в воде, могут привести к потере способности воспроизводства.

Нарушения энергообмена

Энергообмен – важнейшая часть функционирование организма. Этот процесс происходит на межклеточном уровне. Но если мембраны клеток подвергаются воздействию вредных веществ, то в них нарушается процесс обмена энергией. Как следствие – жизненные процессы в организме сначала замедляются, потом приостанавливаются и организм перестает существовать.

Пути решения проблем

Выход из создавшегося положения есть. Он требует участия всех ведущих стран мира, внедрения комплекса мер спасения гидросферы. Какие же пути решения проблемы?

Методы очистки

Во многих развитых странах охрана гидросферы и защита воды, которую можно использовать для обеспечения бытовых нужд людей, стоит остро. Очистки стоков механическими, химическими, биологическими и другими методами является шагом к сохранению водных ресурсов. В развитых странах для получения наилучшего результата используется сразу несколько видов очистки сточных вод.

Механические

К механическим методам очистки относится отстаивание, процеживание и фильтрация. Химические реагенты и высокие температуры не применяются. Эти способы очистки позволяют удалить не только крупные загрязнители, но и нерастворенные органические и минеральные примеси. Данные методы сейчас используются в качестве предварительной очистки.

Химические

В ряде случаев для очистки стоков требуется использование химических реагентов. В ходе реакций сложные загрязнители расщепляются на простые и безопасные вещества. Такими методами проводится нейтрализации щелочей и кислот. Очистка стоков может проводиться электрохимическим способом, позволяющим провести окисление и выведение примесей тяжелых металлов.

Физико-химические

Существует немало физико-химических способов устранения загрязнений из стоков.

К таким методам относятся:

Данные технологии предполагают использование сочетания химических реагентов и физических способов воздействия.

Биологические

Биологическая очистка проводится за счет питания ряда микроорганизмов, которые способны расщеплять в процессе своей жизнедеятельности многие сложные вещества, содержащиеся в стоках.

Хороший эффект дает отстаивание стоков в специальных искусственных водоемах. Кроме того, к таким биологическим методам относится процедура взаимодействия активного ила и прошедших механическую очистку стоков. Сейчас активно применяются биологические фильтры, позволяющие устранить нежелательную микрофлору.

Физические

К физическим методам очистки относится использование фильтров разной степени чувствительности. К таким методам также относится воздействие электрическими токами, низкими и высокими температурами и ультрафиолетовая дезинфекция.

Защита на законодательном уровне

Сегодня написано множество докладов и рефератов по теме ухудшения состояния водных запасов, пути решения загрязнения гидросферы пытаются установить на законодательном уровне. К примеру, в Евросоюзе приняли специальные директивы по охране водоемов, которые определяют допустимое количество определенных веществ в воде. Однако как показала практика, добиться исполнения этих решений трудно даже в цивилизованных европейских странах.

В законодательстве России загрязнение водоемов тоже является преступлением, карающееся уголовным наказанием или штрафными санкциями. Но на территории РФ такая проблема еще более глобальна, чем в Европе: доказательством является загрязнение озера Байкал — самого крупного пресного водоема на земле. В России существует хорошая законодательная база, которая регулирует выбросы ядовитых веществ, однако эти законы часто не соблюдаются, так как нет эффективной системы экологического слежения.

Источник