Гидросфера. Характеристика

Содержание

 Введение……………………………………………………………………….3

1. Гидросфера. Характеристика…………………………………..5
2. Значение воды в биосфере……………………………………...6
3. Загрязнение природных вод  ……………………….………8

 Список литературы…………………………………………………………12

Введение

 В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно – выражение «вода - это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Ткани живых организмов на 70% состоят из воды, и поэтому В.И.Вернадский определял жизнь как живую воду. Воды на Земле много, но 97% - это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% - пресная. Из этих три четверти почти недоступны живым организмам, так как эта вода «законсервирована» в ледниках гор и полярных шапках (ледники Арктики и Антарктики). Это резерв пресной воды. Из воды, доступной живым организмам, основная часть заключена в их тканях. Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1 кг биомассы дерева расходуется до 500 кг воды. И поэтому её нужно расходовать и не загрязнять. Основная масса воды сосредоточена в океанах. Испаряющаяся с его поверхности вода дает живительную влагу естественным и искусственным экосистемам суши. Чем ближе район к океану, тем больше там выпадает осадков. Суша постоянно возвращает воду океану, часть воды испаряется, особенно лесами, часть собирается реками, в которые поступают дождевые и снеговые воды. Обмен влагой между океаном и сушей требует очень большого количества энергии: на это затрачивается до 1/3 того, что Земля получает от Солнца. Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько воды, сколько расходовал при её испарении. Если не менялся климат, то не мелели реки и не снижался уровень воды в озёрах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличилось испарение с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океанов и появление на его поверхности нефтяной плёнки уменьшило количество воды, испаряемой океаном. Всё это ухудшает водоснабжение биосферы. Более частыми становятся засухи, возникают очаги экологических бедствий, например, многолетняя катастрофическая засуха в зоне Сахеля. Кроме того, и сама пресная вода, которая возвращается в океан и другие водоёмы с суши, часто загрязнена, практически не пригодной для питья стала вода многих рек России. Прежде неисчерпаемый ресурс - пресная чистая вода - становится исчерпаемым. Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира. [2, 63-64 стр.]

1. Гидросфера. Характеристика

 Гидросфера (в перев. с греч. hydro — вода и sphaira — шар) — водная оболочка Земли. Свыше 96% гидросферы составляют моря и океаны; около 2% — подземные воды, около 2% — ледники, 0,02% — воды суши (реки, озера, болота). Общий объем гидросферы Земли — свыше 1 миллиарда 500 миллионов км3. Из них в океанах и морях — 1370 миллионов км3, в подземных водах — около 60 миллионов км3 в виде льда и снега — около 30 миллионов км3, во внутренних водах — 0,75 миллиона км3, а в атмосфере — 0,015 миллиона км3.

 Объем гидросферы постоянно  меняется. По расчетам ученых, 4 миллиарда  лет назад ее объем составлял  всего 20 миллионов км3, то есть  был почти в 7 тысяч раз меньше  современного. В будущем количество  воды на Земле, по-видимому, также  будет возрастать, если учесть, что  объем воды в мантии Земли  оценивается в 20 миллиардов км3 —  это в 15 раз больше современного  объема гидросферы. Полагают, что  поступление воды в гидросферу  будет осуществляться из глубинных  слоев Земли и при вулканических  извержениях.

 По данным, учитывающим  только разведанные запасы подземной  воды, на пресную воду на всей  планете приходится только 2,8%; из  них 2,15% находится в ледниках и  только 0,65% в реках, озерах, подземных  водах. Главная масса воды (97,2%) —  соленая. Гидросфера — единая  оболочка, так как все воды  взаимосвязаны и находятся в  постоянных больших или малых  круговоротах. Полное обновление  вод происходит по-разному. Воды  в полярных ледниках возобновляются  за 8 тысяч лет, подземные воды  — за 5 тысяч лет, озера — за 300 дней, реки — за 12 дней, водяной  пар в атмосфере — за 9 дней, а воды Мирового океана —  за 3 тысячи лет.

Гидросфера играет очень большую роль в жизни планеты: она накапливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле; с Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки.

 За геологическую историю  в гидросфере происходили значительные  изменения, однако известно о  них мало. Подсчитано, что в ледниковые  периоды резко возрастало количество  льда, и за счет этого происходило  уменьшение объема и понижение  уровня Мирового океана на  десятки метров. В настоящее время  гидросфера охвачена невиданными  по скорости и размерам преобразованиями, связанными с технической деятельностью  человека. Ежегодно используется  около 5 тысяч км3 воды, а загрязняется  в 10 раз больше. Некоторые страны  начали испытывать нехватку пресной  воды. Это не означает, что ее  на Земле мало: просто человек  еще не научился ее рационально  использовать.

 Гидросфера взаимодействует  с литосферой. Об этом свидетельствуют  эрозионные и аккумулятивные  процессы, связанные с работой  воды. Взаимодействует гидросфера  и с атмосферой: облака состоят  из паров воды, испарившихся с  поверхности морей и океанов. Гидросфера также взаимодействует  и с биосферой, так как живые  существа, населяющие биосферу, не  могут жить без воды. Взаимодействуя  с различными оболочками планеты, гидросфера выступает, в свою  очередь, как часть целостной природы земной поверхности. [1, 82-85 стр.]

2. Значение воды в биосфере

 Значение воды в  биосфере огромно: вода является  универсальным растворителем; большинство  химических реакций осуществляется  в водных растворах, в воде  происходит диссоциация соединений, вода обладает огромной теплоемкостью, тепло - и электропроводностью.

 Вода - самое распространенное  неорганическое соединение на  нашей планете. Вода - основа всех  жизненных процессов, единственный  источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в своей биомассе. Потери 10- 20% воды живыми организмами приводят к их гибели.

 В естественном состоянии  вода никогда не свободна от  примесей. В ней растворены различные  газы и соли, находятся взвешенные  твердые частички. В 1 л пресной  воды может содержаться до 1 г  солей.

 Большая часть воды  сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится  всего 2% . Большая часть пресных  вод (85% ) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. К тому же роль человека по мере его развития становится все более значительной в этом круговороте.

 Круговорот воды в  биосфере происходит следующим  образом. Вода выпадает на поверхность  Земли в виде осадков, образующихся  из водяного пара атмосферы. Определенная  часть выпавших осадков испаряется  прямо с поверхности, возвращаясь  в атмосферу водяным паром. Другая  часть проникает в почву, всасывается  корнями растений и затем, пройдя  через растения, испаряется в  процессе транспирации. Третья часть  просачивается в глубокие слои  подпочвы до водоупорных горизонтов, пополняя подземные воды. Четвертая  часть в виде поверхностного, речного и подземного стока  стекает в водоемы, откуда также  испаряется в атмосферу. Наконец, часть используется животными  и потребляется человеком для  своих нужд. Вся испарившаяся  и вернувшаяся в атмосферу  вода конденсируется и вновь  выпадает в качестве осадков.

 Таким образом, один  из основных путей круговорота  воды - транспирация, то есть биологическое  испарение, осуществляется растениями, поддерживая их жизнедеятельность. Количество воды, выделяющееся в  результате транспирации, зависит  от вида растений, типа растительных  сообществ, их биомассы, климатических  факторов, времени года и других  условий.

 Интенсивность транспирации  и масса испаряющейся при этом  воды могут достигать весьма  значительных величин. У таких  сообществ, как леса (с большой  фитомассой и листовой поверхностью) или болота (с водонасыщенной моховой поверхностью) транспирация в целом вполне сравнима с испарением открытых водоемов (океана) и нередко даже превышает его. В среднем для растительных сообществ умеренного климата транспирация составляет от 2000 до 6000 м воды в год.

 Величина суммарного  испарения (с почвы, с поверхности  растений и через транспирацию) зависит от физиологических особенностей  растений и их биомассы, поэтому  служит косвенным показателем  жизнедеятельности и продуктивности  сообществ. Растительность в целом  выполняет роль грандиозного испарителя, существенно влияя при этом на климат территории. Растительный покров ландшафтов, особенно леса и болота, имеет также огромное водо-охранное и водорегулирующее значение, смягчая перепады стока (паводки), способствуя удержанию влаги, препятствуя иссушению и эрозии почв. [3, 82-85 стр.]

3. Загрязнение природных вод

 Под загрязнением водоемов  понимается снижение их биосферных  функций и экономического значения  в результате поступления в  них вредных веществ.

 Одним из основных  загрязнителей воды является  нефть и нефтепродукты. Нефть  может попадать в воду в  результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

 Среди продуктов промышленного  производства особое место по  своему отрицательному воздействию  на водную среду и живые  организмы занимают токсичные  синтетические вещества. Они находят  все более широкое применение  в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений  в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать  в водоёмах слой пены, особенно  хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию  у этих веществ появляется  уже при концентрации 1-2 мг/л.

 Из других загрязнителей  необходимо назвать металлы(например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения .

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий- производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

 Наряду с ядохимикатами  сельскохозяйственные стоки содержат  значительное количество остатков  удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых  на поля. Кроме того, большие количества  органических соединений азота  и фосфора попадают со стоками  от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

 Вначале в таком  водоеме резко увеличивается  количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы  возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного  количества организмов. Оно приводит  к расходованию всех запасов  кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка  в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным  для существования любых форм  организмов. Водоем постепенно “умирает” .

 Одним из видов загрязнения  водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия  часто сбрасывают подогретую  воду в водоем. Это приводит  к повышению в нем температуры  воды. С повышением температуры  в водоеме уменьшается количество  кислорода, увеличивается токсичность  загрязняющих воду примесей, нарушается  биологическое равновесие.

 В загрязненной воде  с повышением температуры начинают  бурно размножаться болезнетворные  микроорганизмы и вирусы. Попав  в питьевую воду, они могут  вызвать вспышки различных заболеваний.

 В ряде регионов  важным источником пресной воды  являлись подземные воды. Раньше  они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате  хозяйственной деятельности человека  многие источники подземной воды  также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько  велико, что вода из них стала  непригодной для питья.