Экология (стр. 8 )

3.4 Техногенное влияние на атмосферу

Атмосфера – газовая оболочка Земли. Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к земной поверхности, носит название тропосферы. Толщина ее в средних широтах составляет 10-12 км над уровнем моря, на полюсах – 7-10, над экватором – 16-18 км. Температура воздуха в тропосфере по высоте уменьшается на 0.6˚ на каждые 100 м и колеблется от 40-50˚С. Выше тропосферы находится стратосфера. Между ними находится тропопауза. Стратосфера имеет протяженность около 40 км. Воздух в ней разряжен, влажность невысокая, температура воздуха от-50˚С до 10˚С. В стратосфере под воздействием космического излучения молекулы воздуха ионизируются, в результате образуется озон. Озоновый слой находится на высоте 25-40 км. Стратопауза отделяет стратосферу от лежащей выше мезосферы. В нем количество озона уменьшается, поэтому средняя температура там значительно ниже. В слое мезосферы наблюдаются серебристые облака. Выше мезосферы расположена ионосфера, между которой находится мезопауза. Для термосферы характерно непрерывное повышение температуры с увеличением высоты. Наиболее удалена от Земли экзосфера (от 800и до 1600 км). Атмосфера выполняет следующие функции:

- содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;

- является источником углекислого газа для фотосинтеза растений:

- защищает живые организмы от космического излучения;

- сохраняет тепло Земли и регулирует климат;

- трансформирует газообразные продукты обмена веществ;

- переносит водяные пары по планете;

- является средой обитания летающих форм организмов;

- служит источником химического сырья и энергии;

- принимает и трансформирует газообразные и пылевые отходы.

Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого такими климатическими факторами, как перемещения воздушных масс и атмосферные осадки, жизнедеятельность животного и растительного миров, особенно лесов и планктона мирового океана, а также в результате космических процессов, геохимических явлений и хозяйственной деятельности человека.

Под воздействием атмосферных осадков, солнечной радиации и в результате переноса воздушных масс атмосферный воздух избавляется от посторонних примесей. Этот процесс называется самоочищением атмосферы.

Но в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Охрана атмосферного воздуха — ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды. Человек может находиться без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту, и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.

Загрязнение атмосферы – поступление в нее химических соединений, которые прямо или косвенно оказывают или могут оказывать в будущем отрицательное воздействие на атмосферу. Техногенные источники загрязнения атмосферы нарушают сложившиеся природные равновесия и вызывают экологический стресс, т. к. техногенная эмиссия загрязняющих веществ осуществляется на 5% суши, где она в 5-20 раз превышает естественную. В насыщенных промышленными предприятиями регионах экосистемы уже не могут выдерживать стрессовые нагрузки («ассимиляционный потенциал территории»).

Загрязняющее воздух вещество – примесь, в атмосфере оказывающая неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье населения.

Первичная примесь – примесь сохранившееся за рассматриваемый интервал времени свои физические и химические свойства.

Вторичная примесь – это примесь в атмосфере, образовавшаяся в результате превращения первичных примесей.

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), автотранспорт, предприятия черной и цветной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, машиностроение, производство стройматериалов и т. д.

3.4.1 Основные аэрополютанты и их источники

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся: вулканическая деятельность, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом загрязняющих веществ в результате деятельности человека. По масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение воздуха и может быть местным, которое характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район и др.), региональным — когда под воздействие попадают большие пространства планеты, и глобальным — это изменения во всей атмосфере.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и пр.).

Главные антропогенные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, на долю которых приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ, — диоксины.

Наиболее распространены (многотонажные) загрязнители сравнительно немногочисленны. Это различные твердые частицы (пыль, дым, сажа), окись углерода, диоксид серы, окислы азота, различные летучие углеводы, соединения фосфора, сероводород, аммиак, хлор, фтористый водород. Наиболее распространенный и значительный по массе загрязнитель – СО2 (угарный газ), содержание которого в атмосфере крупных городов колеблется от 1-250млн-1 при среднем значении около 20-1. Очень токсичный газ, который блокирует дыхательную функцию гемоглобина и развитием в последствии кислородной недостаточности. Диоксид серы обладает общесоматическим токсическим действием. Оксиды азота образуются при высокотемпературном окислении азота воздуха кислородом. Во влажном среде в присутствии кислорода превращаются в азотную кислоту. Основным техногенным источником образования оксида азота является сжигание органического топлива, в том числе автотранспортом.

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), автотранспорт, предприятия черной и цветной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, машиностроение, производство стройматериалов и т. д.

В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т S02 и S03; 120—140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа); 200 т оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично газовое топливо, которое в 3 раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в 5 раз меньше, чем уголь. Еще более экологична в период безаварийной работы АЭС, но, тем не менее, она загрязняет воздух такими токсичными веществами, как радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Огромную потенциальную опасность представляют отходы ядерного топлива и аварии атомного реактора.

При выплавке только одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксида серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как свинец, фосфор, марганец, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу улетучиваются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих вредные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др.

Выбросы химического производства хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты: оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.

В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, особенно в крупных городах. В 1991 г. суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта составил 21 млн. т. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина). Ежегодно мировой парк автотранспорта выбрасывает в атмосферу свыше 0,4 млн. т свинца.

Наибольшее количество вредных веществ в составе отработавших газов образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля. Правильная ее регулировка позволяет снизить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте - и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами загрязнения воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т. д.

3.4.2 Вертикальное и горизонтальное перемещение загрязнений

Передвижение загрязнителей в атмосфере «не соблюдает госграниц», т. е. трансгранично. Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на площадь другой.

Поступившие из различных источников загрязняющие вещества переносятся в атмосфере упорядоченными воздушными потоками, выпадают на поверхность с атмосферными осадками и вступают в различные химические взаимодействия.

Время, в течение которого в среднем молекула загрязнителя находится в атмосфере, называется временем пребывания. По времени пребывания все загрязнители делят на кратковременные и долговременные. Кратковременные загрязняющие вещества (кислород, окислы азота, ртути и др.) обычно образуют локальные, реже региональные области загрязнения. Долговременные загрязнители (фреоны, оксид углерода и др.) прогрессивно накапливаются в атмосфере. Вертикальные перемещение загрязняющих веществ в атмосфере происходят посредством конвекции, вызванной градиентом температуры.

Горизонтальное распределение загрязняющего вещества зависит от его времени пребывания и от направления и скорости ветра. При средней скорости западных потоков, наблюдаемых в верхней и нижней стратосфере умеренных широт, загрязнители успевают за 10-12 суток обогнуть земной шар. Скорость движения воздуха в меридиональном направлении значительно меньше зональной скорости.

Под действием солнечной радиации находящиеся в атмосфере загрязнители вступают в фотохимические реакции. В этих превращениях участвуют кислород, озон, оксиды азота, серы, углерода. Продукты фотохимических трансформаций, претерпеваемых загрязняющими веществами в окислительной среде атмосферы под действием солнечной радиации, могут оказаться еще более опасными, чем исходные соединения. Особенно опасен фотохимический смог, образующийся в крупных городах вследствие скопления выхлопных газов автотранспорта. В условиях сильной солнечной радиации из них образуется вещества, значительно превосходящие исходные по своей токсичности: озон, пероксиацетилнитрат, пероксибензоилнитрат и др.

3.4.3 Последствия загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами — от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние, и в результате гомеостатические механизмы не срабатывают.

Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с вла­гой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных.

Пыль, содержащая диоксид кремния (Si02), вызывает тяжелое заболевание легких — силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки глаз и легких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Если они содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы, то возникает эффект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газообразной смеси.

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при остром отравлении воз­можен летальный исход. Благодаря низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он не вызывает массовых отрав­лений, хотя и опасен для страдающих сердечно-сосудисты­ми заболеваниями.

Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны час­тицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, за­сорять слизистые оболочки.

Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т. д.

Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода. Тяжелые последствия в организме живых существ вызывает ядовитая смесь дыма, тумана и пыли — смог.

Высокие концентрации примесей и их миграция в атмосферном воздухе приводят к образованию более токсичных веществ (смог, кислоты) или к таким явлениям как парниковый эффект и разрушение озонового слоя.

Парниковый эффект и изменения климата. Техногенное загрязнение атмосферы в определенной степени связано с изменениями климата. Причина - увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов углекислого газа, метана, озона. Паров воды. Впервые парниковый эффект был замечен в 1896 году шведским химиком Аррениусом. С конца XIX в. и по настоящее время, наблюдается тенденция повышения средней глобальной температуры атмосферы за последние 50 лет она повысилась на 0.6°С. Оно относится к спонтанным вековым колебаниям средней температуры и не может быть всецело приписано антропогенному влиянию, хотя несомненно, что это влияние заметно возрастает. Об этом свидетельствует тот факт, что последнее десятилетие ХХ в. оказалось самым теплым не только в столетии, но и во всем втором тысячелетии. Ведущим фактором глобального потепления считают уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности Земли, т. е. усиление парникового эффекта. Парниковый эффект создается наличием в атмосфере паров воды и ряда газов – СО2, СО, СН4, NOх, ХФУ и др., названных парниковыми газами. Техногенная эмиссия парниковых газов в настоящее время уже заметно превышает их выделение болотами и действующими вулканами. На самом деле последствия изменения климата могут иметь катастрофический характер. Глобальное потепление вызовет существенное перераспределение осадков на планете. Создаст угрозу затопления значительных прибрежных территорий.

Содержание СО2 в атмосфере на протяжении последних десятилетий неуклонно увеличивается. Следовательно, буферные системы биосферы и океана не справляются с регулированием равновесия потоков СО2 (в основном из-за быстрого сокращения площади лесов и значительном загрязнении суши и поверхности океана). Техносфера не только вытесняет и замещает биосферу, но и нарушает средорегулирующую функцию биосферы, что еще опаснее. Эта опасность усугубляется тем, что техносфера не может существовать без биосферы, так как в огромной мере пользуется ее средой и ее ресурсами. Таким образом, несмотря на важность глобальных изменений климата, привлекающую всеобщее внимание, главным антропогенным изменением на планете следует признать угнетение экосферы и нарушение биотической регуляции окружающей среды.

Кислотные осадки. По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов, атмосферным загрязнителем номер один считают диоксид серы. Он образуется при окислении серы, содержащейся в топливе или в составе сульфидных руд:

S+O2→SO2

Gu2S+O2→2Gu+SO2.

В связи с увеличением мощности высокотемпературных процессов, переводом многих ТЭС на газ и ростом парка автомобилей растут выбросы окислов азота, образующихся при окислении атмосферного азота:

N2+O2→2NO,

2NO+O2→2NO2.

Постоянное поступление в атмосферу больших количеств SO2 и окислов азота, а также хлористого водорода приводит к заметному снижению рН атмосферных осадков. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к образованию кислотного тумана и к выпадению кислотных дождей (норм. (рН) 5.6 – 5.7 снижается до 3.2 – 3.7). Техногенная кислота, помимо прямого негативного действия на растения, животных и микрофлору увеличивает подвижность и вымывание почвенных катионов, вытесняет из карбонатов и органики почвы углекислый газ, закисляет воду рек и озер. Это приводит к неблагоприятным цепным изменением в водных экосистемах. На больших пространствах наблюдается деградация хвойных лесов, беднеет фауна водоемов. Рекордный кислотный дождь выпал в 1979 году в США.

За последние 10 – 15 лет выпадение кислотных осадков в районах их обычных проявлений в Западной Европе заметно уменьшилось в связи с мерами по охране воздушного бассейна.

Нарушение озонового слоя. В 80-х годах ХХ в. появились сообщения о региональных снижениях содержания озона в стратосфере. Особенно заметной стала сезонно пульсирующая «озоновая дыра» над Антарктидой площадью более 10млн. км2,где содержание О3 за 80-е годы уменьшилось почти на 50%.

Большинство специалистов склоняется к мнению о техногенном происхождении резкого увеличения озоновых дыр. Наиболее обоснованно представление, согласно которому главной причиной является попадание в верхние слои атмосферы техногенного хлора и фтора, а также других атомов и радикалов. Занос активных галогенов в верхние слои атмосферы опосредован летучими хлорфторуглеродами (ХФУ) типа фреонов (смешанные фторхлориды, метана и этана, например, фреон-12-дихлордифторметан, CF2CI2) которые, будучи в обычных условиях инертными и нетоксичными, под действием коротковолновых ультрафиолетовых лучей в стратосфере распадаются, разрушая молекулы озона. В последние десятилетия появились и другие, чисто технические пути заноса активных разрушителей озона в стратосферу: ядерные взрывы в атмосфере, выбросы высотных сверхзвуковых самолетов, запуски ракет и космических кораблей многоразового использования. Считается, что уменьшение толщины озона на 1% приводит к росту числа заболеваний на 7%.

Смоги. Это явление характерно для определенных мест и метереологических условий и загрязнения воздуха. Выделяют: лондонский (черный), лосанжелеский (белый) и ледяной смоги.

Лондонский смог образуется при влажности воздуха около 100% и температуре – 0ºС, длительной штилевой погоде и высокой концентрации продуктов сгорания твердого и жидкого топлива (SO2, сажа, NO и CO). Наблюдается в осеннее - зимний период и характерен для умеренных широт с влажным морским климатом. Получил свое название после трагедии 1952 года, когда смог наблюдался в течение двух недель. Смертность за этот период увеличилась в 10 раз (4 тысячи жителей Лондона). На Украине подобный смог наблюдается в Мариуполе, Одессе.

Фотохимический смог образуется в ясную солнечную погоду при низкой влажности и температуре выше +30ºС при полном отсутствии ветра и высокой загрязненности воздушного бассейна. Появляется голубоватая дымка или беловатый туман. Источники озонид углерода, ПАН,

На Украине смог такого типа наблюдается в Днепропетровске, Запорожье, Донецке, Ялте.

Ядерная зима – последствие испытания ядерного оружия, лазерных установок с термоядерной заправкой. Это может привести к изменению климата, изменению содержания озона, катастрофическому загрязнению атмосферы, гидросферы и биосферы в целом.

Дальнейшее развитие научно-технического прогресса, промышленности, энергетики, транспорта увеличило загрязнение атмосферы вредными газами, что привело к катастрофическим последствиям массовых заболеваний и гибели людей, животных и растений.

3.5 Техногенное воздействие на гидросферу

Гидросфера – водная оболочка Земли. Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на гидросферу, это выражается в проявлении такого страшного зла, каким является химическое и бактериальное загрязнение вод.

Потребность человека в воде постоянно увеличивается. Если в древние времена расход воды на человека составлял 12-18 л. в сутки, то сегодня в развитых странах - 200-400 л. Особенно возросло использование воды на производственные нужды, где она используется практически во всех технологических процессах. На начало 21 века общее водопотребление в мире увеличилось приблизительно в 7 раз, а на промышленные нужды в 21 раз.

Запасы воды не везде одинаковы. По данным ВОЗ в мире около 1.2 млрд. человек страдают от нехватки воды, а такие страны, как Алжир, Голландия, Сингапур и др. импортируют воду. Загрязнение водных ресурсов делает ее непригодной для питья. Считается, что полная смена воды в атмосфере происходит за 9-10 суток, в реках 12-20 суток, морях 2.5-3 тыс. лет, океанах 30-40 тыс. лет.

Значительная часть воды, использованной в бытовой и производственной деятельности человека, испаряется, а приблизительно треть сбрасывается в виде неочищенных или недостаточно очищенных вод в поверхностные водоемы и водотоки.

Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов происходит с нарастающей скоростью, т. к. в водоемы поступает огромное количество загрязняющих веществ. Основными источниками загрязнения природных вод являются: атмосферные осадки, городские сточные воды, промышленные сточные воды.

Из рек отходы поступают в Мировой океан, загрязнение которого имеет глобальные последствия. Тяжелые металлы и пестициды накапливаются в пищевых цепях, конечное звено которых занимает человек. В водоемы со сточными водами поступает огромное количество загрязняющих веществ. Загрязнение принимает такие размеры, что во многих районах превышает их способность к самоочищению.

Проблема загрязнения гидросферы является одной из наиболее острых экологических проблем в связи с тем, что:

- источники загрязнения и состав загрязняющих веществ очень разнообразны;

- загрязнители воды в растворенной форме или во взвешенном состоянии могут распространяться на огромные расстояния от места сброса;

- токсические вещества способны накапливаться в пищевых цепях;

- поступление с поверхностным стоком больших количеств растворимых соединений азота и фосфора вызывает ускоренное антропогенное эвтрофирование водоемов;

- процессы самоочищения водоемов осуществляются медленно.

3.5.1 Водные ресурсы и их значение

Среди природных ресурсов вода занимает особенное место. Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, около 96.5% всей воды на Земле – это соленые воды, 1.7% - заключены в ледниках, 1.7% - подземные воды, 0.1% - воды рек, озер и болот. Запасы пресной воды небольшие, и составляют всего лишь 2.5% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0.36%) находится в легкодоступной форме.

Наибольшая обеспеченность ресурсами речных и подземных стоков выпадает на экваториальный пояс Южной Америки и Африки. В Европе и Азии, где проживает 70% населения, сосредоточено лишь 39% речных вод. Наибольшими реками мира является Амазонка (речной сток – 3780км3), Конго (1200км3), Янцзы (639км3), Миссисипи (600км3), Замбези (599км3). В Западной Европе среднегодовой поверхностный сток составляет 400 км3, в т. ч. 200 км3 – Дунай, 79 км3 – Рейн, 57 км3 – Роне. Наибольшими озерами считаются Большие американские озера (общая площадь – 245 тыс. км2), Виктория – 68 тыс. км2, Танганьика – 34 тыс. км2, Ньяса – 30.8 тыскм2. В Больших американских озерах содержится 23 тыс. км3 воды, столько, сколько и в Байкале.

Вода в Украине наиболее ценный и дефицитный ресурс. На ее территорию приходится только 2% от общего речного стока стран СНГ. Речной сток неравномерно распределен по территории Украины. Основные запасы воды сосредоточены в северной и северо-западной частях страны. Приблизительно 70% населения сел и поселков городского типа удовлетворяют потребности в питьевой воде за счет подземных вод и водоносных горизонтов. В среднем на одного жителя Украины приходится 1,1м3 питьевой воды в сутки. В связи с ограниченностью и неравномерностью распределения водных ресурсов для обеспечения водой населения и отраслей хозяйства широко используют регулирование стока рек.

Вода обеспечивает протекание в организме обмена веществ и нормальное функционирование организма в целом. Одни организмы живут в воде, другие приспособились к постоянному недостатку влаги. Среднее содержание воды в клетках большинства живых организмов составляет около 70 %. Вода в клетке присутствует в двух формах: свободной (95 % всей воды клетки) и связанной (4—5 % связаны с белками).

Наиболее важные функции и свойства воды следующие.

1. Вода как растворитель является лучшим из известных раство­рителей, в ней растворяется больше веществ, чем в любой другой жидкости. Многие химические реакции в клетке являются ионными, поэто­му протекают только в водной среде.

2. Вода как реагент участвует во многих химических реакциях: полимеризации, гидролиза, в процессе фотосинтеза.

3.Вода как термостабилизатор и терморегулятор. Эта функция обусловлена такими свойствами воды, как высокая теплоемкость — смягчает влияние на организм значительных перепадов температуры в окружающей среде; высокая теплопроводность — позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме; высокая теплота испарения — используется для охлаждения организма при потоотделении у млекопитающих и транспирации у растений.

4. Транспортная функция воды осуществляется при передвижении по организму вместе с водой растворенных в ней веществ к различным его частям и выведение ненужных продуктов из организма.

5. Структурная функция состоит в том, что цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды, и именно она придает клеткам их нормальную форму. У растений вода поддерживает тургор (упругость эндоплазматической мембраны), у некоторых животных служит гидростатическим скелетом (медузы).

3.5.2 Загрязнение гидросферы

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

В результате около половины населения потребляют загрязненную недоброкачественную воду. Только в 1998 г. в поверхностные водные объекты предприятиями промышленности, коммунального и сельского хозяйства было сброшено более 60 км3 сточных вод, 40% из которых относились к категории загрязненных. Лишь десятая часть из них проходила нормативную очистку. Наиболее часто встречаются химическое и бактериальное загрязне­ния, реже радиоактивное, механическое и тепловое.