Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Андерсон - Нова програма

§ 37. Антропічний вплив на гідросферу. Охорона водойм

Дайте означення поняття гідросфера.

Яка роль води в організмі, в екосистемах?

Вода є важливим елементом біосфери і як екологічний чинник, і як середовище існування. Вона займає понад 70 % площі Землі, й це переважно солона морська вода, натомість запаси прісної води становлять лише 2 % загальної її кількості. Прісна вода зосереджена переважно в льодовиках (85 % від загальної кількості), і лише 1 % прісної води містять річки, озера й підземні води.

Антропічний вплив на гідросферу. У сучасних умовах постійно збільшується потреба у воді. Водночас відбувається погіршення якості води й водних джерел та зменшення можливостей їх використання. Особливо гострою є проблема забезпечення людства достатньою кількістю прісної води. Однією з причин такої ситуації є забруднення водойм.

Забруднення водойм - надходження у водойми різних забруднювачів у кількостях і концентраціях, здатних порушити нормальні умови середовища.

Розрізняють забруднення хімічне, фізичне, теплове й біологічне (рис. 179). Хімічне забруднення виникає внаслідок надходження у водойми шкідливих домішок зі стічними водами. Домішки бувають неорганічної (кислоти, мінеральні солі, луги тощо) й органічної природи (нафта й нафтопродукти, органічні сполуки, поверхнево активні речовини, мийні засоби, пестициди тощо). Поміж них найпоширеніші сполуки Арсену, Плюмбуму, Меркурію, Купруму, Хрому, Флуору тощо. Вони є отруйними для мешканців водойм, бо, поглинаючись рослинами й фітопланктоном, передаються далі трофічними ланцюгами. Це спричинює накопичення та підвищення вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці. Стічні води, що містять розчинні органічні речовини або суспензії органічного походження, сприяють зниженню вмісту О2 у воді, спричинюючи явище цвітіння води. Також зниженню вмісту кисню у воді сприяє нафта й нафтопродукти, які утворюють на поверхні води плівку. Органічні суспензії, осідаючи на дно водойм, припиняють життєдіяльність мікроорганізмів, що беруть участь у самоочищенні екосистем.

Рис. 179. Види забруднення водойм

Фізичне забруднення відбувається внаслідок потрапляння у воду різних механічних домішок (піску, шлаків тощо). Причиною радіоактивного забруднення є ядерні випробування, аварії на атомних підприємствах і накопичення радіоактивних відходів.

Теплове забруднення пов'язане з підвищенням температури води в результаті її змішування з теплими технологічними водами підприємств.

Біологічне забруднення характеризується появою у воді патогенних бактерій, вірусів, найпростіших, грибів тощо. Джерелом такого забруднення можуть бути стоки комунально-побутових підприємств, дослідницьких лабораторій тощо.

Джерела забруднення гідросфери. Основними джерелами потоків стічних вод є промислові підприємства. Стічні води різних галузей сільського господарства є джерелами забруднення пестицидами, сполуками важких металів, нітратами і нітритами тощо (рис. 180). Морський і річковий транспорт забруднює водойми продуктами згоряння пального, а у випадку аварій - часто виникає забруднення водойм нафтою.

Об'єкти енергетичного комплексу не поступаються за кількістю стічних вод. Зокрема, ТЕС спускають у водойми підігріту воду, яка змінює термічні режими водойм, АЕС створюють ризик радіаційного забруднення, ГЕС призводять до застою води у водосховищах і, як наслідок, до накопичення промислових забруднень і цвітіння води (рис. 181).

Рис. 180. Джерела потоків стічних вод

Скільки кг ртуті за добу викидає технологічна установка, якщо за годину вона скидає 1000 л стічних вод, концентрація ртуті в яких становить 5 мг/л? У скільки разів перевищується норма в стічних водах, якщо ГДК ртуті становить 0,005 мг/л?

Принципи оцінки екологічного стану водойм. Для моніторингу та розроблення заходів поліпшення стану водойм необхідний їх екологічний аналіз, який враховує чинники існування водойми як екосистеми. Можна вирізнити такі принципи оцінювання екологічного стану водойм:

  • комплексне вивчення чинників існування водойми, зокрема гідрологічних і гідрохімічних показників басейну водної системи, природно-кліматичних особливостей, продуктів взаємодії забруднювальних речовин у різних хімічних і біохімічних реакціях, які відбуваються у водному середовищі, тощо;
  • реалізація екосистемного підходу з урахуванням трофічних рівнів екосистеми;
  • урахування двох критеріїв оцінювання стану водойми: гранично допустимих концентрацій (ГДК) і впливу на гомеостаз водної екосистеми.

Тому значні перспективи в застосуванні мають біологічні методи моніторингу стану гідросфери, які ґрунтуються на використанні біологічних об'єктів та оцінюванні реакції організмів або клітин на вплив забруднювальних чинників водного середовища. Ступінь забруднення водних об'єктів оцінюють за присутністю (або відсутністю) організмів-індикаторів, виходячи з порівняння видового різноманіття, чисельності та біомаси населення забруднених і чистих зон. У разі такого порівняння користуються абсолютними величинами й індексами видового різноманіття. До основних напрямів біологічного моніторингу належать біоіндикація (спосіб інтегральної оцінки якості середовища за реакцією на нього живих організмів-біоіндикаторів або їхніх спільнот) та біотестування (використання в контрольованих умовах біологічних об'єктів для виявлення й оцінювання дії чинників навколишнього середовища (у тому числі й токсичних) на організм, його окрему функцію або систему організмів.

Рис. 181. Явище «цвітіння води»

Цвітіння води - це природне явище, що полягає в зміні забарвлення води внаслідок масового розмноження ціанобактерій. Вони здатні виробляти отруйні речовини у великих концентраціях. Цвітіння викликає зміну кольору води й погіршує кисневу забезпеченість вод. Підсилюють прояв цього явища забруднення водойм добривами, мийними засобами, промисловими стічними водами, що містять сполуки Фосфору та Нітрогену, стимулюючи розвиток ціанобактерій. За таких умов виникає придуха риби й водоростей, що призводить до їх загибелі.

Обчисліть, скільки (г) мийних засобів за добу попадає в стічні води в результаті використання їх вашою родиною.

Охорона водойм. Напрямами охорони водойм є очищення стічних вод, розроблення стандартів і нормативів допустимого забруднення та допустимих скидів, визначення гранично допустимих концентрацій токсичних речовин. Також охорона водойм передбачає припинення ерозійних процесів на водозборах, дотримання вимог щодо зберігання та внесення в ґрунт мінеральних добрив і пестицидів, відтворення лісів і чагарників уздовж берегів. Для отримання інформації щодо стану водних об'єктів постійно здійснюють моніторинг (рис. 182).

Охорона природних вод потребує зусиль усієї людської спільноти, які регулюються на законодавчому рівні. Основним документом, яким регулюються відносини з використання й охорони природних вод, є Водний Кодекс (ухвалений Верховною Радою України 1995 року). Відповідно до Водного Кодексу та для його реалізації розробляють підзаконні акти. Зокрема, в Україні відповідно до «Основних напрямків державної політики України в галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки» до пріоритетних напрямків належить поліпшення екологічного стану басейну Дніпра та якості питної води, запобігання забрудненню Чорного й Азовського морів. Стратегічні напрями в галузі захисту та відтворення морського довкілля відображені в Конвенції про захист Чорного моря від забруднень. Конвенція підписана Україною 1992 року й ратифікована 1994 року. Поміж позитивних чинників, що сприяють оздоровленню морського довкілля, є прибережні об'єкти природно-заповідного фонду. Лише на морському узбережжі України створено 7 природних заповідників, один національний природний парк, 35 природних заказників тощо, що становить близько 15% його площі.

Рис. 182. Заходи охорони водойм

Електричні батарейки залежно від їхнього типу містять важкі метали та небезпечні елементи (Цинк, Манган, Кадмій, Нікель, Плюмбум, кислоти, луги). Потрапляючи в навколишнє середовище, одна батарейка забруднює 400 л води. Запропонуйте проект, реалізація якого дозволить розв'язати проблему утилізації батарейок у вашому будинку.

  • 1. Дайте означення поняття забруднення водойм.
  • 2. Які є види забруднення водойм?
  • 3. Назвіть основні джерела антропічного забруднення водойм.
  • 4. Сформулюйте принципи оцінювання екологічного стану водойм.
  • 5. Поясніть застосування біологічних методів моніторингу стану гідросфери.
  • 6. Який внесок у збереження водойм можете зробити особисто ви?
  • 7. Поясніть необхідність охорони водойм на державному рівні.