Экология

3) Организационные мероприятия – это административно-

правовое и экономическое регулирование водопользования.

К экономическим методам регулирования водопользования отно-

сятся: платность, лицензирование и лимитирование водопользования.

Плата за пользование водными объектами вносится потребителями в виде регулярных платежей в течение срока водопользования и платежей на восстановление и охрану водных объектов.

Лицензии выдаются на отдельные виды водопользования. Они удостоверяют право на пользование водным объектом в определенных границах, в соответствии с указанной целью, на установленный срок.

Лимиты утверждаются органами водного хозяйства. Существуют лимиты на потребление вод для орошаемого земледелия, для промышленного потребления, на выбросы и сбросы сточных вод.

Б) Полезные ископаемые. Большинство минералов-спутников до сих пор остаются неизвлеченными из отходов промышленной переработки руд в виду несовершенных методов комплексного использования минерального сырья. Сохраняются потери руд при их добыче. Миллиарды кубометров нефтяного газа сжигается в факелах.

Классификацию полезных ископаемых можно представить в виде схемы (рис. 11.2).

Полезные ископаемые

Твердые: угли, руды, нерудное сырье Жидкие: нефть, минеральные воды Газообразные: природные Горючие и инертные Газы

Горючие

таллические

Топливно-энергети- ческие (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды и т.д.)

Металлические			Водо-минеральные			Неме-
Рудные	гидроминеральные			Природные строит-
ресурсы	ресурсы			ельные материалы
(руды)	(подземные пресные и			(известняк, доло-
	минерализованные воды)			мит, песок, глины,
				мрамор, гранит)

Минеральные ресурсы морской воды		Нерудные полезные ископаемые
(железо, свинец, уран, бром, хлор,		(яшма, агат, гранат, горный
золото, натрий, марганец)		хрусталь, корунд, алмазы и т.д.)
Минеральные ресурсы океана (рудонос-		Горно-химическое сырье
ные жилы, пласты континентального		(апатиты, фосфориты, поваренная
шельфа и железомарганцевые		и калийная соли, сера, барит,
включения на глубинах 3 – 6 км)		бром- и йодсодержащие раство-
		ры и т.д.)

44

Экология

Рис. 11.2. Классификация полезных ископаемых

В) Земли. Любой вид использования земель ведет к их деградации. О проблемах нарушенных земель мы коснемся, изучая раздел «Охрана почв и их рациональное использование».

Г) Растительный и животный мир. Рациональное использова-

ние растительного мира предполагает эфективное использование - зе мель Лесного фонда и повышение их продуктивности. Комплексное использование лесных ресурсов предполагает рациональное использование древесины, переработку отходов деревообработки, недревесной продукции: плодов, семян, соков, грибов, ягод, лекарственных растений, организация сенокошения, пчеловодства, охоты и использование рекреационных функций лесов.

В целях рационального использования природных ресурсов созданы особо охраняемые природные территории: заповедники (в том числе биосферные – т.е. первозданные, их 300 в мире), государственные природные заказники (временно охраняемые природные комплексы), национальные природные парки(используются в природоохранных, рекреационных, научных и культурных целях); памятники природы и особо ценные лесные массивы(места произрастания редких и ценных видов растений, места типичных ландшафтов).

12.ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

-Строение гидросферы;

-Состав природной воды;

-Источники загрязнения поверхностных и подземных вод;

-Самоочищение гидросферы;

-Очистка сточных :водмеханическая очистка; физикохимические методы очистки; химические методы; биологическая очистка; доочистка сточных вод; обработка осадков;

-Опреснение воды;

-Рациональное использование водных ресурсов Казахстана;

-Конструкции и эксплуатация отдельных очистных сооружений.

12.1.Строение гидросферы

45

Экология

Гидросфера – совокупность всех вод Земли: материковых, океанических, атмосферных (океаны, моря, озера, реки, горные ледники, льды, болота, атмосферные пары, влага почвы, подземные воды) (рис.12.1). Жизнь в гидросфере распространена повсеместно.

Поверхностные воды. Наи-

большее значение в биосфере имеют воды Мирового океана, атмосферы и поверхностных водоемов. В океане зародилась жизнь, его роль в биосфере огромна, но воды суши более активны в современных биосферных процессах. 93,9 % общего количества воды в гидросфере Земли сосредоточено в Мировом океане. Океаническая вода представляет собой раствор солей со сред-

Рис.12.1. Гидросфера Земли ней концентрацией 35 г/дм3, - причем в составе, г/дм3:

NaCl – 27,2; МgCl2 – 3,4; MgSO4 – 2,0; CaSO4 – 1,3; KCl – 0,6; CaCO3 – 0,1.

Морские животные приспособлены к жизни в соленой воде, так, у рыб соли натрия выделяются клетками жаберного аппарата, соли

магния	– почками.	Предельная соленость, при которой возможно
существование живых организмов в8 раз превышает концентрацию
солей морской воды. При большей солености в озерах живут только
рачок артемия (Artemia salina) и бактерии.
Преобладающая часть			поверхностных	водоемов	и водотоков
имеет	пресную	воду с	концентрацией	, солейкак	правило, не

более 0,5 г/дм3.

Квнутренним водоемам относятся озера, водохранилища и пруды, разделенные участками суши.

Всоленых озерах концентрация солей может превышать 300 г/дм3.

Кпресным относятся водоемы с концентрацией солей менее 0,5 %. Химический состав зависит от нахождения их в определенной зоне.

Вводе озер тундры присутствуют ионы кремния и гидрокарбо-

нат-ионы (НСО3-), лесной зоны – ионы кальция и гидрокарбонат-ионы, степной – ионы натрия и сульфат-ионы (SO42-) или ионы натрия и хлора, пустынной – ионы натрия и хлора.

46

Экология

Характерной чертой водоемов суши являетсястратификация. В очень глубоких озерах существует застойная зона, лишенная кислорода, с постоянными температурой и химическим составом.

Водотоки (реки, ручьи, источники) отличаются от водоемов не-

сколькими особенностями: подвижность воды, способствующая равномерной и большей концентрации кислорода в ней; воды рек и ручьев пресные, минерализованные; бывают «черные» реки с большим содержанием взвесей органических веществ.

Источники бывают холодные и горячие. По мере повышения температуры воды видовой состав биоты обедняется: зеленые водоросли исчезают при38 ºС, диатомовые – при 45 ºС, сине-зеленые – свыше 60 ºС, а бактерии могут существовать при температуре 77 ºС.

Подземные воды. Самые большие запасы воды находятся в подземных кладовых – более 1,3 млрд.км3 воды, примерно столько же сколько и в Мировом океане. В состав подземной гидросферы входят грунтовые воды и водоемы пещер. В грунтовых водах полностью отсутствует солнечное освещение, потому в них могут жить только хемосинтезирующие бактерии.

До глубины 300 – 500 м находится зона интенсивного водообмена: верховодка и грунтовые воды, которые постоянно связаны с наземными водоемами (рис.12.2). Скорость движения воды здесь небольшая

(см/с) и полный обмен с поверхностными водами может достигать столетий. Ниже, на глубине 1,5 – 2 км водообмен затруднен из-за уменьшения пористости и трещин пород. Средние темпы возобновления запасов воды составляют здесь десятки – сотни тысяч лет, еще глубже водообмен может происходить за миллионы лет.

47

Экология

Рис.12.2. Залегание подземных вод

На рис. 12.3 показана схема залегания подземных вод.

Рис. 12.3. Схема залегания подземных вод:

А – верховодка; Б – грунтовые воды, образующие зону активного водообмена; В – безнапорные межпластовые воды; Г – напорные подземные воды:

1 – проницаемые, 2 – непроницаемые породы – водоупоры; 3 – буровые скважины и уровни воды в ней , одна из них – артезианская –

фонтанирует; 4 – уровни воды; а – свободный (у грунтовых вод); б – напорный; 5 – источник (родник)

Примерно также подземные воды располагаются по минерализации – степени содержания растворенных солей. В пределах первых

сотен метров вглубь от поверхности минерализация составляет около 1 % (1 г/дм3) с преобладанием гидрокарбонатного аниона НСО3-; глубже минерализация возрастает до3,5 %, здесь много сульфатных анионов; еще глубже минерализация превышает 3,5 %, состав подземной воды приближается к составу морской воды, увеличивается концентрация хлора. Поэтому часто подземные воды делят на три класса: гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные.

Подземные воды содержат азот и кислород, глубже появляются сероводород и метан, а в глубоко залегающих водах– углекислый газ и водород. В подземных водах на глубине от 1 до 4 км содержится до 1000 см3/л газов, а в океане только до 20 см3/л. Общая масса газов, растворенных в глубинных водах, приближается к массе атмосферы Земли.

В подземной гидросфере содержится значительное количество растворенных органических веществ.

12.2. Состав природной воды

48

Экология

Качество природной воды в большей степени определяется концентрацией растворенных в ней минеральных солей. Выделяют два больших класса минеральных солей, обычно встречающихся в природной воде (табл. 12.1).

Таблица 12.1 Основные компоненты минерального состава воды

Класс	Компонент минерального соста-		Предельно-допустимая концентрация
	ва воды		(ПДК) (хоз.питьевого назначения)
1-й класс		КАТИОНЫ:
	Кальций (Са2+)		200 мг/дм3
	Магний (Mg2+)		100 мг/дм3
	Натрий (Na+)		200 мг/дм3
		АНИОНЫ:
	Нитрат (NO3-)		45 мг/дм3
	Карбонат (СО32-)		100 мг/дм3
	Гидрокарбонат (НСО3-)		1000 мг/дм3
	Хлорид (Cl-)		350 мг/дм3
	Сульфат (SO42-)		500 мг/дм3
2-й класс		КАТИОНЫ:
	Аммоний (NH4+)		2,5 мг/дм3
	Металлы		0,001 ммоль/дм3
	Железо общее (сумма Fe2+ и Fe3+)		0,3 мг/дм3
		АНИОНЫ:
	Нитрит (NO2-)		0,1 мг/дм3
	Фосфат (PO43-)		3,5 мг/дм3

Основной вклад в общее солесодержание вносят соли 1-го класса. Соли 2-го класса также необходимо учитывать при оценке каче-

ства воды, т.к. на каждую из них установлено значение ПДК, хотя они вносят незначительный вклад в общее солесодержание природных вод. Концентрации растворенных в воде минеральных солей определяют методами аналитической химии.

Нарушенный минеральный состав воды сказывается на жизнедеятельности простейших (клеточных) организмов, т.к. растворенные соли определяют обмен веществ клеток с окружающей средой и являются строительным материалом для элементов живой клетки. Повышенная концентрация солей в воде пагубно сказывается на минеральном составе окружающей водоем почвы, вызывая ее засоление как в процессе впитывания грунтовой воды почвой(транспирации), так и при орошении такой водой сельскохозяйственных полей.

Как известно, все примеси воды по фазово-дисперсному состоянию классифицированы Кульским Л.А. на 4 группы:

49