Последствия загрязнения гидросферы: к чему приводит воздействие загрязнителей на природные воды, в чем заключается экологическая опасность для человека?

Загрязняющие источники

Они бывают естественными и искусственными. Первые связаны с деятельностью самой природы, вторые — с деятельностью человека.

Природными источниками являются:

• активность вулканов (выбрасываемый ими пепел);
• вымывание грунта по берегам водоемов;
• продукты жизнедеятельности различных организмов и человека;
• разлагающиеся останки животных и различных растений.

Направления! Реки с озерами очищаются независимо от природных загрязнителей. Разлагающиеся остатки вместе с экскрементами поглощаются микроорганизмами и насекомыми. Водоемы очищаются от пепла и грязи путем выпаривания. Влага проходит цикл, где очищается от всех примесей и снова поступает в резервуар.

Искусственные загрязнители бывают трех видов:

Семья	Сельское хозяйство	Промышленный
Моющие средства, красители с добавками, мелкий мусор (бутылки, пакеты, другие предметы)	Удобрения с фосфатами и нитратами, пестициды	Химические соединения, содержащие тяжелые металлы (свинец, ртуть и кадмий), радиоактивные вещества от деятельности атомной промышленности, стоки из канализации

Все это искусственное загрязнение, попадающее в пресные реки, озера, подземные воды, напрямую связано с человеческим фактором.

Причины

Существует шесть основных факторов загрязнения пресной воды. Среди них:

1. Промышленные отходы. Многие компании не соблюдают правила складирования отходов производства и сливают их в реки и озера.
2. Твердые неорганические отходы. Водоемы сильно загрязнены пластиковыми бутылками и целлофановыми пакетами, которые сбрасывают в них отдыхающие.
3. Химические удобрения для сельского хозяйства. Пестициды, как и натуральные удобрения, не только накапливаются в почве, но и проникают в грунтовые воды и реки с озерами, сильно их загрязняя.
4. Канализационные стоки. Все присутствующие в них органические и неорганические компоненты попадают непосредственно в реки.
5. Кислотный дождь. Проникновение химических соединений в атмосферу в виде летучих газов, сажи и золы вызывает кислотные дожди, отравляющие любые водоемы.
6. Тепловое загрязнение. Дополнительной причиной загрязнения пресных вод является попадание в них теплой воды. Это так называемое тепловое загрязнение. Высокотемпературная вода, сбрасываемая в водоемы с электростанций, убивает живые организмы и провоцирует активный рост водорослей.

Виды загрязнений

Существует несколько факторов риска, которые приводят к загрязнению гидросферы.

Все отходы можно разделить на:

• механический – мусорный, пластиковый;
• тепловой — тепло, вырабатываемое электростанциями;
• химический – следствие сброса отходов предприятий;
• радиоактивный;
• биологически — опасные микробы и вирусы.

Тяжёлыми металлами

Загрязнение воды тяжелыми металлами, в том числе ртутью, является одной из важнейших промышленных проблем.

Важнейшими источниками вредных отходов являются предприятия автомобильной и металлургической промышленности.

Элемент	Содержание металлов (мкг/л)
Морская вода	Речная вода
Меркурий	0,03	0,03-2,8
Медь	3.0	1,0-20,0
Вести	0,03	1-23.0
Железо	10,0	10,0-67,0
Мышьяк	10,0	30,0-64,0

Попадая в организм, тяжелые металлы и их соединения вызывают тяжелые отравления. В больших концентрациях они приводят к массовой гибели людей и животных.

Радиоактивными веществами

Загрязнение воды радиоактивными веществами стали фиксировать сравнительно недавно, но сейчас эта проблема приобрела масштабный характер. При работе предприятий образуются радиоактивные изотопы, которые попадают в воду. Местные водохранилища и реки часто используются для охлаждения ядерных реакторов.

Основные источники загрязнения:

• АЭС;
• ядерные испытания;
• атомоходы.

Употребление загрязненной воды приводит к развитию онкологии, появлению «сломанных» генов и мутаций.

Хорошим примером такого загрязнения является Фукусима. Под выведенной из строя станцией находится 360 тонн радиоактивной воды, которая сбрасывается в море из-за постоянных утечек.

Читайте также: Химические отходы и их утилизация

Неорганические загрязнения

Неорганическими загрязнителями являются щелочи и кислоты. Они напрямую влияют на качество воды, делая ее непригодной для употребления человеком.

Источники загрязнения:

• сброс промышленных отходов в реку;
• заводские аварии;
• аварии на подземных рудниках.

Такие утечки приводят к тяжелым последствиям – массовой гибели флоры и фауны, отравлению людей.

Канализации

Сточные воды попадают в канализацию, после чего собираются и сбрасываются в местные водоемы. Такая вода содержит не только продукты жизнедеятельности организма, но и опасные химические вещества.

Попадая в воду, они приводят к отравлению и тяжелым заболеваниям. Загрязненная вода является переносчиком малярии, дизентерии, брюшного тифа и паразитов.

Это отличная среда для размножения бактерий и вирусов.

Удобрения

Сельскохозяйственная деятельность также способствует загрязнению гидросферы. Нитраты, фосфаты и пестициды, которые должны были бороться с сорняками, попадают в воду.

Это приводит к интенсивному росту сине-зеленых водорослей, которые уничтожают других представителей подводной флоры и фауны.

В такой среде рыба не может жить, что приводит к нехватке корма для животных. Вода, загрязненная удобрениями, со временем превращается в болото.

Процесс перемещения загрязнителей в воде

Основная опасность загрязнения воды заключается в том, что загрязняющие вещества могут перемещаться на большие расстояния за короткое время.

Твердые отходы попадают в ручей и переносятся в другие реки, после чего попадают в мировой океан. То же самое происходит и с жидкими отходами.

Отходы поедаются рыбой и водорослями. После этого они вклинились в пищевую цепочку, заражая птиц, животных и людей. В результате даже небольшая утечка становится глобальной проблемой для всего региона.

Оценка степени загрязнения

Экологи регулярно оценивают степень загрязнения воды, чтобы не пропустить начало экологической катастрофы.

Для анализа состояния гидросферы используются следующие параметры:

1. УКИЗВ. По удельному индексу водные объекты подразделяются на 16 классов опасности.
2. ПДК. Набор для каждого вида ткани отдельно.
3. Биохимическая потребность в кислороде. Указывает уровень кислорода, необходимый для разложения соединений.
4. Щелочность. Показывает количество кислот в воде.
5. Процент взвешенных веществ. К ним относятся песок, планктон, ил, глина и так далее.
6. Количество водорода. Это первый показатель, на который стоит обратить внимание.

Оценка степени загрязнения воды проводится регулярно. Кроме того, исследователи должны взять образец на содержание болезнетворных бактерий.

К чему приводит загрязнение воды

Последствия загрязнения воды могут быть катастрофическими. Уже сегодня состояние гидросферы стало глобальной проблемой, требующей немедленного решения.

Дефицит пресной воды

Одним из худших последствий является отсутствие чистой питьевой воды. С 2021 года с такой нехваткой сталкивается около нескольких миллиардов человек. Больше всего их в африканских странах.

причиной дефицита является массовое загрязнение водоемов и грунтовых вод, а также отсутствие эффективных систем очистки.

Если проблему не решить, через 2 века будет глобальная катастрофа.

Эпидемии

Наличие в воде тяжелых металлов, солей, кислот, опасных вирусов и бактерий приводит к развитию острых и хронических заболеваний.

Загрязнение воды может вызвать:

• проблемы с сердцем;
• заболевания желудочно-кишечного тракта;
• заболевания печени и почек;
• нарушения в работе опорно-двигательного аппарата;
• глистная инвазия;
• брюшной тиф;
• холера.

Из-за работы фармацевтических компаний в воду попадают антибиотики. Из-за этого в водоемах развиваются новые бактерии, устойчивые к обработке всеми известными человечеству препаратами.

Воздействие на живые организмы

Регулярное употребление грязной воды приводит к накоплению в организме токсических соединений и тяжелых металлов.

В долгосрочной перспективе это приводит к развитию серьезных нарушений в работе всех органов и систем.

Нарушение строения ДНК

Сейчас нарушение структуры ДНК можно наблюдать у рыб. Постоянно выпивая зараженную воду, они мутируют. Это приводит к нарушениям функций организма, патологиям внутренних органов и различным деформациям.

Нарушение репродуктивной функции

Грязная вода с тяжелыми металлами негативно влияет на состояние половой системы. Токсичные соединения накапливаются в организме годами, вызывая различные патологии.

В результате употребление загрязненной воды приводит к бесплодию.

Нарушение энергообмена

Токсичные соединения приводят к повреждению митохондриальной мембраны. Клетки теряют способность вырабатывать энергию и потреблять питательные вещества, что приводит к истощению организма.

Результат – хроническая усталость, сонливость и постоянные головные боли.

Нейротоксичное воздействие

Тяжелые металлы – главный враг нервной системы. Накапливаясь в организме, они могут привести к нарушению слуха, координации, чувствительности. Больной характеризуется ухудшением памяти, развитием психических расстройств.

Свинец считается наиболее опасным. В больших дозах приводит к задержке развития у детей.

Вымирание животных

Грязная вода буквально убивает представителей водной флоры и фауны.

Что происходит в океанах:

• нефть и нефтепродукты разрушают жировой слой на перьях птиц, от чего они гибнут от холода;
• рыбки поедают мелкий мусор вместо пищи и погибают;
• температура воды в водоемах повышается, что негативно сказывается на состоянии рыб и животных, привыкших к холоду;
• цветение водорослей разрушает кислород в воде, в результате чего рыба задыхается.

Около 400 видов животных находятся на грани исчезновения.

Кислотные дожди

Испаряясь, ядовитые соединения из воды попадают в атмосферу, где смешиваются с влагой. Этот цикл приводит к токсичным осадкам. Осадки не разъедают все живое, но пагубно влияют на состояние почвы.

Дождь повышает кислотность водоемов и почвы, вызывая гибель мальков и насекомых, нарушая пищевую цепь и баланс фауны.

Острова мусора

Большое количество пластика в море привело к образованию так называемых «мусорных островов».

Это целые скопления отходов, которые плавают в воде и загрязняют гидросферу.

Самый большой остров ежедневно засыпается тремястами тоннами мусора. И таких островов много.

Последствия для окружающей среды и человека

Загрязнение гидросферы означает изменение биологических, физических, химических параметров воды.

Естественными источниками загрязнения являются:

• вулканы во время извержения;
• отмершие части растений и животных;
• продукты жизнедеятельности организмов.

Водные экосистемы справляются с ними самостоятельно, используя естественные механизмы очистки. Хуже обстоит дело с антропогенными (химическими, радиоактивными, биологическими, термическими, бактериальными) источниками загрязнения гидросферы.

С ростом населения планеты, бурным развитием промышленности водные ресурсы истощаются и не успевают восстанавливаться под сильным прессом промышленных, сельскохозяйственных и бытовых отходов.

Такие последствия от загрязнения гидросферы могут привести к необратимым изменениям и носят глобальный характер.

Нарушение устойчивости природных экосистем

Из-за загрязнения меняется химический состав воды, нарушаются связи между организмами в экосистеме. Биологические виды в водоеме вынуждены приспосабливаться к новым условиям или мигрировать.

В противном случае они вымирают. Обычно это происходит, если растения или животные, служившие этому виду пищи, погибли из-за смены условий.

Последствия изменения экосистем в водоемах:

• их ухудшение;
• утрата биоразнообразия;
• нарушение круговорота воды в природе.

Антропогенная эвтрофикация водных объектов

Эвтрофикация или эвтрофикация – это увеличение биологической продуктивности водоемов за счет накопления биогенных веществ (зоопланктона, ихтиофауны, зообентоса).

Процесс сводится к постепенному заболачиванию озер и занимает в природе тысячи лет. Антропогенная деятельность сокращает его до нескольких десятков лет.

В воду попадают вредные сточные воды, насыщенные соединениями азота и фосфора. Меняется трофическая структура экосистемы озера. На смену долгоживущим видам (рыбам) приходят мелкие быстро умирающие биологические организмы. Вода цветет, становится «мертвой», непригодной для питья, в ней снижается содержание кислорода.

Водоемы фильтруются, собирая вредные ядовитые органические соединения. Растения и животные умирают.

Появление «красных приливов» в морях и океанах

«Красный прилив» — тип цветения воды.

В результате деятельности человека сочетание выброса вредных веществ с потеплением прибрежной зоны моря вызывает резкое увеличение численности красных динофитов и диатомей, окрашивающих воду в розовый оттенок.

При делении (размножении) они выделяют опасный яд — бреветоксин. В результате по цепочке гибнут мелкие морские обитатели, ракообразные, питающиеся ими рыбы и морские млекопитающие.

В России такая экологическая катастрофа произошла в последнюю декаду сентября 2020 года в прибрежных водах полуострова Камчатка и стала причиной гибели нескольких тысяч животных.

У берегов полуострова Флорида «красный прилив» 2017-2018 годов длился 11 месяцев и унес жизни 92 ламантинов, 452 редких видов морских черепах и других биологических организмов.

Появление в океане островов из мусора

Люди бросают мусор на улицах. С суши сдувается ветром или падает в море с течением реки и сбивается на целые острова. Основа для таких образований – пластика.

Крупнейшее из них — Большое тихоокеанское мусорное пятно, расположенное к северо-востоку от Австралии. Морские обитатели берут кусочки пластика в пищу и поедают вредный материал. Это приводит к тяжелому пищевому отравлению или смерти.

Потепление воды в Мировом океане

По одной версии, которую поддерживают не все ученые, в результате деятельности человека температура воды в мировом океане повышается быстрее, чем предсказывали гидрологи (к 2100 году температура повысится на 0,40 С). Это приведет к общему потеплению климата, уменьшению площади ледников.

Уже сейчас сокращается количество мелких морских организмов и видов рыб, привыкших к нересту в прибрежной зоне, но в более холодной воде.

Потепление климата и повышение уровня воды в Мировом океане из-за таяния ледников считаются наиболее опасным последствием загрязнения гидросферы.

Истощение вод

Во всех густонаселенных районах и городах ежегодно производится откачка воды для хозяйственно-бытовых нужд из подземных и поверхностных источников. Из-за загрязнения вредными веществами мелкие озера и реки мелеют, обводняются или пересыхают.

Это приводит к уменьшению расхода воды ниже минимально допустимого объема. Под землей есть пустоты. В результате нарушаются установившиеся экологические связи, сокращается объем воды, участвующей в гидрологическом круговороте, который отвечает за запасы пресной воды на нашей планете.

Загрязнение прибрежных районов

Последствия загрязнения вод прибрежной зоны – заиление и заболачивание, снижение биологической продуктивности и ухудшение санитарно-гигиенических свойств.

В результате побережья морей и океанов перестают быть привлекательными для туристов. Их загрязнение приводит к экономическим потерям.

Негативные последствия для живых организмов

Объекты гидросферы служат средой обитания и источником питьевой воды для живых организмов.

Экологические последствия воздействия загрязняющих веществ на природные воды могут быть следующими:

1. Нейротоксический эффект. Центральная нервная система повреждается из-за вредных веществ в воде, тяжелых металлов. Это вызывает психические расстройства, агрессию, непредсказуемое поведение людей и животных.
2. Репродуктивная дисфункция. Под влиянием вредных примесей, поступающих в организм из воды, снижается или полностью исчезает способность животных к размножению, что может привести к фатальным последствиям — вымиранию популяции.
3. Вызывает накопление канцерогенных веществ в организме. По данным ВОЗ, вода, которую пьют люди, является вторым после бедности фактором риска для здоровья. Так, на Среднем Урале около 50 % жителей региона получают воду из поверхностных источников, содержащих продукты нефтепереработки и такие вредные вещества, как фенол и алюминий. Предельно допустимая концентрация (ПДК) часто превышается в 2 раза. В результате вредные вещества не успевают выводиться из организма и вызывают перерождение здоровых клеток в раковые опухоли.
4. Вызывает мутагенез. Соли тяжелых металлов (никель, молибден, марганец), пестициды, загрязняющие гидросферу, чаще других вредных компонентов вызывают мутации в организме.
5. Угнетает митохондрии. Митохондрии – органеллы (компоненты внутренней части клетки) отвечают в организме за выработку энергии и передачу наследственных признаков. Вредные химические вещества в воде подавляют их действие, что приводит к упадку жизненных процессов и мутациям, вызывающим наследственные заболевания у человека и животных.
6. Вызывает генотоксичность. Производные аммиака, радиоактивные вещества изменяют структуру ДНК, что приводит к негативным последствиям. В организме развиваются болезни, которые передаются потомству.

Загрязненная вода является питательной средой и средой для размножения холерной палочки, бактерий Salmonella typhi (вызывает заражение брюшным тифом), простейших Giardia и других возбудителей опасных заболеваний. Это приводит к тяжелым последствиям – вспышкам эпидемий, уносящих жизни людей.

По данным ВОЗ, ежегодно от лямблиоза страдают более 200 миллионов человек. В России с 1817 г очаги холеры регулярно возникают в Астраханской области. Одной из основных причин является просачивание сточных вод в реки и источники питьевой воды.

Дефицит пресной воды

Соленая вода составляет 93,9-97% (по разным данным) от общих запасов. Доля доступной для питья воды по-прежнему составляет всего 2,5-3%. Сейчас его дефицит испытывает 1/6 часть населения планеты.

Особенно остро проблема стоит в ОАЭ, Бахрейне и Барбадосе. В результате загрязнения гидросферы количество воды, пригодной для потребления человеком, может уменьшиться, а количество остро нуждающихся в ней территорий увеличится.

России пока не грозит дефицит. На его долю приходится 20 % мировых запасов пресной воды, что составляет 30,5 тыс м3 на одного жителя в год.

Пути решения экологической проблемы

Одним из главных виновников загрязнения гидросферы в России являются промышленные предприятия, сбрасывающие в реки плохо очищенные или неочищенные сточные воды.

Государство пытается с ними бороться. Согласно ст. 8.13 и 8.14 КоАП РФ, нарушителям грозит штраф от 20 до 400 тысяч рублей.

Для крупных производств это незначительная сумма, им выгоднее заплатить штраф, чем ставить современные дорогостоящие очистные сооружения.

Пока штрафы не станут ощутимыми, ситуация вряд ли изменится, поэтому, пока недобросовестные владельцы заводов сбрасывают в водоемы вредные отходы, другие компании предлагают услуги по устранению пагубных последствий загрязнения гидросферы.

Сточные воды очищаются следующими методами:

1. Механический способ. Он состоит из фильтрации через решетки, отстаивания и фильтрации воды. Позволяет удалить крупный мусор и включения. Обеспечивает до 60% очистки.
2. Химический метод (нейтрализация, окисление или восстановление). Стоки очищают, добавляя в них реагенты. Вредные примеси осаждаются или разрушаются. Из воды удаляется до 95% вредных примесей.
3. Физико-химический метод. Метод применяют при загрязнении жидкости токсинами, нерастворимыми неокисляемыми отходами. Позволяет укрупнить мелкие частицы с помощью физического воздействия, чтобы удалить их из воды химическим путем.
4. Биологический метод. Методика основана на способности водоемов к самоочищению с помощью микроорганизмов. Бактерии создают благоприятные условия в искусственных емкостях или естественных водоемах, полях орошения или фильтрации. В результате жизнедеятельности биоактиваторов примеси расщепляются на воду и углекислый газ.

Важным направлением работы по охране и ликвидации последствий загрязнения гидросферы является налаживание безотходных технологических процессов, при которых сточные воды не сбрасываются в водные объекты, а после очистки повторно используются в производстве.

В дальнейшем будут внедрять новейшие мембранные методы очистки сточных вод, которые считаются наиболее эффективными.

Очистка воды

Один из способов уменьшить количество загрязнений в гидросфере — это очистить ее.

В настоящее время реализованы следующие методы:

• Механический. Дренажные трубы оборудованы решетками, которые улавливают тяжелые компоненты и препятствуют их попаданию в акваторию.
• Химический. В резервуары заливают компоненты, нейтрализующие химические соединения. Но сама вода от этого становится жесткой и бесполезной.
• Третичный. В резервуары добавляются специальные порошки, позволяющие очищать воду от бактерий, кислот и тяжелых соединений.

Все эти методы несовершенны и не позволяют решить проблему на глобальном уровне.

Охрана водных ресурсов

В мире активно реализуются меры по защите водных ресурсов от вмешательства человека. Многие крупные водохранилища и озера уже взяты под контроль и классифицированы как охраняемые территории. Доступ к такой воде строго ограничен, а сброс отходов и вывоз мусора запрещены.

Кроме того, экологи стараются привить людям уважительное отношение к пресной воде и привить культуру умеренного и бережного потребления ресурсов.

Решение вопроса на законодательном уровне

Без государственной поддержки решить проблему загрязнения воды невозможно. Законодательство должно предусматривать меры по захоронению мусора, захоронению отходов и другие действия, угрожающие водоснабжению.

Например, в России категорически запрещено строить предприятия, работа которых может нанести ущерб близлежащим водоемам. Крупные штрафы предусмотрены за обращение с отходами и загрязнение воды.

Кроме того, в Российской Федерации действует целый водный кодекс, который направлен на сохранение водных ресурсов страны.

Как предупредить процесс загрязнения

Каждый человек может самостоятельно влиять на состояние водных ресурсов за счет снижения бытовых выбросов.

экологи дают следующие рекомендации:

• не используйте бытовую химию для уборки;
• правильно утилизировать и сортировать отходы;
• не смывать лекарства и мусор в канализацию;
• снизить потребление воды в домашних условиях;
• избегать пестицидов и гербицидов.

Проблему загрязнения воды можно решить совместными действиями и слаженной работой.

Текущая ситуация в мире

Загрязнение воды в мире давно стало актуальной проблемой. На решение брошены все силы государства.

В России

Статистика по России неутешительна — ежегодно в России регистрируется около 3 тысяч случаев загрязнения воды. Наиболее загрязненными являются реки Обь, Волга и Амур, на долю которых приходится 70% всех отходов.

Наихудшая ситуация в Свердловской, Московской и Нижегородской областях.

Основные источники загрязнения в России:

• сточные Воды;
• промышленные отходы;
• сельское хозяйство;
• отходы нефтяной промышленности;
• твердые отходы;
• тепловое загрязнение.

В борьбе с экологической катастрофой государство борется штрафами. Штраф за загрязнение водных объектов для юридических лиц составляет 300 тысяч рублей.

В других странах

Ситуация в мире тоже не самая лучшая.

экологи приводят следующие факты:

• Реки в Азии наиболее загрязнены. В них повышено содержание свинца, бактерий и отходов.
• 30% рек в Ирландии грязные. Они загрязнены пестицидами и химическими удобрениями.
• 85% подземных вод Бангладеш загрязнены мышьяком.
• На реке Мюррей из-за кислот погибло около 1 миллиона птиц и животных.
• 40% рек в США загрязнены.

Загрязнение воды – серьезная проблема, требующая повышенного внимания со стороны экологов.