microbik.ru
  1 2 3

ЗАПАСЫ ВОДЫ НА ЗЕМЛЕ

Гидрологи в шутку называют Землю мокрым шаром во влажной оболочке. Да, воды на Земле много - 1454 км3, но у этого океана на долю пресной воды, не считая пока недоступных для водопровода полярных льдов, приходится всего 0,3 %. Эти крохи люди уже давно бы израсходовали, если бы на планете не шел вечный круговорот воды. Например, вода в речных руслах мира сменяется 32 раза в год. Через 10 лет обновляется вода в пресных озерах. Еще медленнее сменяются подземные воды. Для этого требуются пять тысячелетий.

Испокон веков идут дожди, тает снег, испаряется роса, текут реки. Другими словами, вечен круговорот воды. Если подсчитать все элементы баланса пресных вод, то окажется, что водных ресурсов в России не так уж и много. У нас, например, подземный сток на единицу площади в два раза меньше, чем в среднем для суши, а почвенной влаги меньше в 1,6 раза. Именно поэтому столь маловодно большинство рек России в межень, когда они в сухое или холодное время пополняются за счет подземных вод.

Особенно печально то, что водные ресурсы неравномерно распределены по территории. На долю самых населенных и экономически развитых частей страны приходится лишь четверть всех пресных вод. Тем не менее наша страна достаточно обеспечена водой. Нужно только преобразовать ее естественный круговорот, усилить его поглотительные звенья (например, подземный сток) за счет неблагоприятных звеньев (подводного стока). И тогда воды нам хватит надолго, практически навсегда. Ведь люди обычно используют нестационарные запасы воды, пресную воду, формируемую круговоротом.

Гидросферу - водную оболочку земного шара образуют примерно 1,5 миллиарда км3 воды. Почти все это количество содержится в Мировом океане. Он занимает около 70 % всей земной поверхности, его площадь - свыше 360 миллионов км3.

На суше воды совсем немного: всего около 90 миллионов км3. Из них более 60 миллионов км3 находится под землей, почти все это соленые воды. Около 25 миллионов км твердой воды лежит в горных и ледниковых районах: в Арктике, в Гренландии, в Антарктиде.

Беда, как считают многие ученые, если нагорные льды вдруг начнут таять, - уровень Мирового океана тогда поднимется более чем на 50 м, и под водой скроются огромные пространства суши. Бедствия будут неисчислимые. Метеорологи утверждают, что такое глобальное таяние льдов может начаться, если средняя температура на Земле поднимется всего лишь на 2 °С.. Ледники занимают около 10 % поверхности суши. Кроме того, на площади около 16 миллионов км2 находится область вечной мерзлоты, где всегда сохраняется подпочвенный слой льда, составляющий приблизительно 500 000 км3 воды.

Во всех озерах, болотах, созданных человеком, водохранилищах и в почве содержится 500 000 км3 воды.

Вода присутствует и в атмосфере. В воздухе всегда, даже в самых безводных пустынях, где нет ни капли воды и никогда не идет дождь, и то находится немало водяных паров. Кроме того, по небу плывут облака, собираются тучи, идет снег, льют дожди, над землей стелются туманы. Все эти запасы воды в атмосфере составляют всего лишь 14 ООО км3.

Вот и все, что можно сказать о запасах воды на земле и о том, где и как она распределена. К этому следует добавить, что вода на Земле никогда не остается неподвижной.

В природе всегда существует вечный круговорот воды, связывающий воедино все водные ресурсы нашей планеты, где бы они не находились: в атмосфере, гидросфере, биосфере.

Круговорот воды на Земле происходит за счет энергии Солнца.

Вода испаряется под действием воздушных течений и разносится по всему свету, конденсируется, выпадает на земную поверхность, снова возвращается - стекает в Океан, и так без конца.

Каждый год с поверхности Океана и с поверхности материков испаряется 520 ООО км3 воды, и вся она выпадает обратно в виде осадков — дождя или снега. Причем, большая часть сразу попадает обратно в Океан — 410,5 тысяч км3, а остальное количество — 109,5 тысяч км3 орошает сушу, обеспечивая существование всего живого. Всего только 37, 4 тысяч км3 стекает в течение года по руслам всех рек на всем свете обратно в Океан. Остальное испаряется снова. При этом более 1/3 воды с суши испаряется растениями.

Почему же воды на Земле очень мало, когда ее так много?

Вот этот вопрос особенно важен. В самом деле, много воды на Земле или мало?

Только одни реки выносят в Мировой океан каждый год около 40 ООО км3 воды. Значит, годовой сток рек может обеспечить питьевой водой всех людей на Земле, по меньшей мере, на 25 ООО лет. Разве это мало?

Да, конечно, очень мало. Но дело в том, что человеку нужно воды тоже очень много. Его потребности в воде уже стали сравнимыми с возобновляемыми ресурсами пресной воды на планете. Человеку нужна хорошая, чистая пресная вода. Без нее он жить не может. .

Сколько же нужно воды обществу? На что это драгоценное вещество тратит человек? Уже теперь, в наши дни, люди каждый год забирают из рек и озер для своих нужд приблизительно 2 ООО км3 пресной воды, что составляет около 1/20 части годового стока всех рек земного шара или около 13 % их устойчивого стока.

Больше всего воды расходуется на орошаемое земледелие. В засушливых зонах часто значительная доля воды огромных рек расходуется на орошение полей. Из бурной и капризной реки Сыр- Дарьи на орошение полей Казахстана расходуется 2/3 годового стока, а до Аральского моря доходит едва 1/3.

Для целей водоснабжения из рек земного шара извлекается 150 км3 воды. Она идет на бытовые нужды и на снабжение промышленности. Этот расход, с первого взгляда, кажется незначительным - он составляет всего лишь 1 % от устойчивого годового стока и, казалось бы, можно не опасаться истощения водных ресурсов, но, к сожалению, это не так...

Перед человечеством встает совершенно реальная угроза жестокого водного голода.

Дело в том, что кроме 150 ООО км3 воды, что люди извлекают из рек для водоснабжения, расходуется еще 400-500 км3 воды, забираемой из озер и рек и из подземных источников. А всего же для обеспечения коммунального и промышленного водоснабжения во всем мире расходуется почти 600 км3 пресной воды.

Из этого огромного количества расходуется безвозвратно всего только 150 км3 воды, а остальная отработанная загрязненная сточная вода поступает обратно в реки и водоемы, отравляя их и делая непригодными для человека и жизни. Для того чтобы обезвредить сточные воды, необходимо их предварительно тщательно очистить, а потом еще разбавить чистой природной водой приблизительно в 10 раз, а неочищенные сточные воды необходимо разбавить перед сбросом в реки и водоемы в 20-60 раз. На это в мире расходуется около 6 000 км3 воды.

Сопоставив этот расход с величиной мирового устойчивого стока рек, нетрудно почувствовать страшную угрозу призрака водного голода, встающего перед человечеством.

Уже теперь на обезвреживание загрязненных и бытовых сточных вод расходуется почти 40 % всего устойчивого мирового стока пресной воды, что втрое больше ее расхода на все нужды человечества.

Водный кризис угрожает обществу не потому, что на Земле не хватает воды, а потому, что своей деятельностью человек при существующей технологии, при современной организации промышленного производства вынужден загрязнять и портить огромные количества природной чистой воды.

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДЫ

Вода на нашей планете изменяется как и вся окружающая среда, но вода - это и источник жизни, и среда, в которой протекают все жизненные процессы, и растворитель, выносящий из организма вредные его отходы и вносящий нужные ему вещества.

Деятельность человеческого общества немыслима без воды. В прошлом, как правило, потребности в воде удовлетворялись за счет использования естественных источников, причем несбалансированное водоснабжение было одной из причин, приводивших к гибели целые цивилизации. В наше время государства пытаются контролировать использование водных ресурсов и разрабатывают систему мероприятий по их охране от истощения. Рост техники позволяет все лучше и полнее осваивать водные ресурсы планеты.

Говоря о водном транспорте, надо отметить, что он не является просто инертным водопользователем. Речные и морские суда в известной степени загрязняют воду, в первую очередь, нефтепродуктами. Еще более интенсивно загрязняются водоемы при лесосплаве.

Воды же Мирового океана содержат миллиарды тонн калия, рубидия ,урана, тория и радия.

Вредные вещества, особенно обладающие длительным периодом полураспада, постепенно становятся постоянными компонентами морской воды и все более влияют на ее качество и биологическую продуктивность Мирового океана.

Иногда, казалось бы, довольно безобидные отходы, попадающие в море по халатности людей, вызывают вредные последствия. Десятки миллионов бутылок и пакетов из синтетических материалов используются для обитания различными рачками, моллюсками, водорослями. Течение переносит их на новые участки, приводя зачастую к неблагоприятным нарушениям уже сложившихся экономических систем, к нежелательному сдвигу природного равновесия.

Влияние человека на Океан заключается не только в физическом уничтожении тех или иных его представителей, но и в количественном изменении состава. В поверхностных слоях морской воды, в морской пене в сотни и тысячи раз выше, чем на глубине, содержание радиоактивных изотопов, в сто тысяч раз больше содержание ДДТ и прочих ядохимикатов. Целые реки синтетических моющих веществ, сливаемых в моря, скапливаются у поверхности, губя молодь и водоросли, блокируя процесс природного самоочищения

Уже во второй половине XX века перед человечеством встала проблема нехватки чистой питьевой воды. Естественно, острый дефицит стали испытывать, прежде всего промышленно развитые страны.

Когда-то можно было безбоязненно брать воду прямо из рек. Теперь равнинные реки, их притоки уже не те, и пить из них без специальной очистки не позволят врачи. А во многих индустриальных странах не то, что не попьешь, но и не искупаешься. На берегах рек, озер стоят предостерегающие щиты с надписями: «Купаться запрещено!». Но и без предупреждения один лишь вид прибрежных вод с отбросами и нефтяной пленкой не вызывает «пляжных настроений».

«Водная» проблема, «Водный» голод, «Водный кризис» - этими и подобными тревожными заголовками полны в последние годы газеты и журналы мира. Как не тревожиться, если появление все новых химических веществ в отходах производства, смытые дождями с полей удобрения и ядохимикаты, приводят к резкому увеличению количества стоков, содержащих вещества, опасные для всего живого.

Как не тревожиться, если медики сигнализируют: от болезней, вызванных нехваткой чистой питьевой воды, на земном шаре страдает свыше 800 миллионов человек! Как не тревожиться, если тонна нефти, растекаясь по поверхности водоема, образует пленку площадью 12 км2, и это препятствует проникновению в толщу воды кислорода, а ведь он так нужен для жизни рыб, для процесса самоочищения водоемов. Как не тревожиться, если в Мировой океан со сточными водами городов, нефтеперерабатывающих заводов и в результате аварий установок по добыче нефти и танкеров ежегодно поступает до 13 миллионов тонн нефти? За такой же период стоки «поставляют» в моря до 6 ООО тонн ртути - сильнейшего яда, который очень трудно вывести из организма.

Растущее вмешательство человека в природу, непродуманная, а порой бесхозяйственная деятельность людей приводят к необратимым экологическим и биологическим последствиям, к резкому ухудшению качественного состояния окружающей среды. Результатом такого воздействия общества на природу являются истощение ее ресурсов и загрязнение.

В ряде регионов страны, в том числе и в Томской области сложилась потенциально опасная экологическая ситуация. Об этом с тревогой неоднократно писала и центральная местная пресса. Вспомним многочисленные публикации в областных и городских газетах.

на экологический режим работы.
Практическая часть

Помимо изучения литературных источников об удивительных свойствах воды и проблемах её охраны, нас интересовали и практические исследования. Например: как определить рН воды, её жёсткость, одинаковы ли эти показатели в разных источниках? Для этого был проведён следующий химический эксперимент.

Определение рН (концентрации водородных ионов) в растворах колориметрическим способом.

Для определения рН испытуемого раствора использовался прибор Алямовского.

Определение проводится в 裝・・・裝魵а・濵・

  1. В пробирку наливают 5 мл испытуемой жидкости и 0,5 см' (мл) универсального индикатора. Перемешивают содержимое пробирки.

  2. После этого определяют рН испытуемой жидкости путем сопоставления ее окраски с окраской эталонов стандартной шкалы следующим образом:

    1. йс п о с об :

  • В стандартной шкале находят эталон, окраска которого близка к окраске испытуемой жидкости.

  • Вынимают из штатива этот и 2 соседних с ним эталона (один с более низким, другой - с более высоким значением рН) и производят более тщательное сравнение окраски испытуемой жидкости с окраской эталонов. Делать это следует на белом фоне.

    1. ⅲ髜:

  • Сравнение окраски испытуемой жидкости с окраской эталонов можно производить и в компараторе. В этом случае пробирку с испытуемой жидкостью помещают в среднее переднее гнездо компаратора, а в крайние гнезда вставляют пробирки-эталоны с близкой окраской.

  • Сравнение окрасок производят на белом фоне. Величина рН используемой жидкости будет та, которая обозначена на пробирке- эталоне ближе всех подошедшей по окраске. Если окраска испытуемой жидкости является промежуточной между окрасками двух рядом располагающихся в стандартной шкале пробирках, то берут среднее из значений рН, обозначенных на пробирках-эталонах.

Прибор позволяет определить реакцию испытуемой жидкости с точностью до 0,1 рН. При колориметрическом измерении рН испытуемая жидкость должна быть прозрачной, а пробирки чистыми.

Воспользовавшись данной инструкцией, исследовали воду из различных источников: колодезная по улицам Мелиораторов, Кашурникова, Таежная, Южная, Мира, Гагарина, Свердлова и водопроводная вода - Станция Белый Яр. Получены следующие результаты:


ВОДА

рН

Колодезная(Мира)

5

Колодезная (Мелиораторов)

5

Колодезная(Кашурникова)

5

Колодезная(Таежная)

6

Колодезная(Южная)

6

Колодезная(Гагарина)

6,7

Колодезная(Свердлова)

6,4

Водопроводная(ст. Белый Яр)

7





ВЫВОД: pH воды по Белому Яру ближе к нейтральному, что соответствует стандартам

Величина рН природной воды служит важным показателем их кислотности или щелочности и является результирующей величиной кислотно-основного взаимодействия ряда минеральных и органических веществ.

В чистых или слабозагрязненных водах значения рН определяют соотношения между концентрациями свободного оксида углерода (IV), бикарбонатных и карбонатных ионов. Отсюда, рН такой воды слабокислая.

На величину рН оказывает влияние повышенное содержание окрашенных гумусовых веществ, органических кислот, различные кислоты и щелочи минерального состава, которые могут поступать в водоемы вместе со сточными водами ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ (данные Роспотребнадзора)


ВОДА

Общая жёсткость

Карбонатная жесткость

V(HC1), мл

Колодезная(Мира)

2.4







Колодезная (Мелиораторов)

2.0

-




Колодезная(Кашурникова)

2.6







Колодезная(Таежная)

2.1







Колодезная(Южная)

2.8







Колодезная(Гагарина)

2,6







Колодезная(Свердлова)

1,6







Водопр. (Станция Белый Яр)

2,6













<< предыдущая страница   следующая страница >>