Гидросфера: что её загрязняет - и как её можно очистить? Опасные последствия загрязнения для природы и людей

Загрязнение гидросферы – одна из глобальных проблем, стоящих перед человечеством. Но что оно собой представляет – и что можно сделать?

Что называют гидросферой

Понятие «гидросфера» включает в себя всю совокупность воды, которая находится на Земле. Гидросфера включает в себя:

1. Мировой океан со всеми его морями, заливами и прочими географическими частями.
2. Поверхностные воды, находящиеся на материках – ручьи, реки, озёра, водохранилища и т. д.
3. Подземные воды, находящиеся в толще пород.

Также часто в гидросферу включают водяной пар в воздухе, участвующий в общем круговороте воды, а также ледники: их вместе со снегом и многолетней мерзлотой часто отдельно выделяют в особую оболочку – криосферу.

Как может загрязняться гидросфера

Как и любая другая оболочка Земли, гидросфера может загрязняться. Разберём основные виды загрязнений, опасных для водных объектов.

Химическое загрязнение

Под химическим загрязнением понимается попадание в воду тех веществ и соединений, которых в норме в ней быть не должно. Этот вид загрязнения может возникать и по естественным причинам, например, в результате вулканической деятельности в воде растворяются сернокислые дымы, повышая кислотность биосферы.

Появление в воде токсических соединений обычно возникает по следующим причинам:

1. Производство. До сих пор многие предприятия сливают жидкие отходы и отработанную техническую воду в водоёмы. К примеру, ныне закрытый Байкальский ЦБК с 60-х годов прошлого века был одним из главных факторов загрязнения озера Байкал – одного из крупнейших на Земле естественных резервуаров чистой пресной воды.
2. Транспорт. Выхлопные газы, реагируя с водяным паром, оседают и в итоге попадают в озёра, реки, а затем – в моря. Если же говорить о водном транспорте, то здесь опасны ещё и отработанное машинное масло, протечки топлива, слив технологических жидкостей и т. д. Также одним из факторов загрязнения являются транспортные аварии – разрывы трубопроводов и разлив нефти из танкеров.
3. Добыча полезных ископаемых. Здесь главные проблемы – это откачка воды (в среднем на каждую тонну угля приходится 20 куб. м воды, на тонну железной руды – 8 куб. м) с её последующим протеканием по промышленным каналам, а также использование воды для промывки руд и их концентратов – промывочные воды неизбежно растворяют часть содержащихся в руде веществ, и в водоёмы могут попасть соединения серы, мышьяка, свинца, ртути и т. д. Особенно в этом плане опасна добыча углеводородов – нефти и газа, в том числе с применением метода гидроразрыва пласта: в этом случае нередки случаи, когда жидкость разрыва (а в её состав нередко входит кислота, ингибитор коррозии, антибактериальные соединения и другие малоприятные вещества) попадает в подземные водные горизонты.

Биологическое

Биологическое загрязнение биосферы связано, как правило, с появлением в воде патогенных микробов, грибков или водорослей. Загрязнение такого рода тоже может возникать как по естественным причинам, так и в результате деятельности человека (антропогенного воздействия). К примеру, частой причиной биологического загрязнения является попадание в воду питательных веществ и растворённых удобрений, смываемых с полей. Это ведёт к лавинообразному росту мелких водорослей, «зацветанию» водоёмов, что в итоге может кончиться тем, что озеро или рукав реки превратятся в болото.

Также к биологическому загрязнению относят и появление инвазивных видов морских животных, которые ломают сложившуюся экосистему. Например, катастрофичным для черноморской популяции мидий, устриц и морского гребешка стало появление в 40-х годах XX века хищного моллюска рапаны. Раньше этот вид обитал у берегов Японии и российского Дальнего Востока, и в естественной среде у него были враги, например, морские звёзды. В Чёрном море же, куда он попал на днищах кораблей, этот хищник расплодился и устроил настоящий террор другим моллюскам. К счастью, рапана съедобна, и сейчас рост её численности ограничивается промышленным ловом.

Гораздо хуже обстоят дела с гребневиком мнемиопсис, занесённым с кораблями из Северной Атлантики. Он не только нанёс громадный ущерб всё тому же Чёрному морю, но и, перебравшись через Волго-Донской канал в Каспийское, в 90-х годах уничтожил примерно 75% планктона. В результате вымерло от голода свыше половины поголовья кильки, а это ударило по численности осетров и тюленей. Что конкретно делать с мнемиопсисами – пока неясно.

Физическое

Под физическим загрязнением понимается несколько видов вредоносного воздействия:

1. Загрязнение взвешенными в воде минеральными частицами, делающими воду непрозрачной и мешающими фотосинтезу водорослей. Это самый безобидный вид: муть относительно быстро оседает на дно.
2. Тепловое загрязнение. Оно возникает из-за сброса в водоёмы технической воды ТЭЦ и ТЭС, а также охлаждающей воды внешнего контура АЭС. Опасно оно тем, что нарушает экологическое равновесие и природные циклы развития водных организмов.
3. Радиационное заражение. Наиболее опасный вид, поскольку ведёт как к болезням и мутациям у животных и растений, так и к накоплению в них радиоактивных изотопов, в дальнейшем попадающих в организм наземных животных, питающихся рыбой или водорослями.

Откуда берётся загрязнение

Основных источников загрязнения гидросферы – два:

1. Природные процессы. Сама Земля не слишком «следит» за своей чистотой: вулканический пепел оседает в океанах, ветра сдувают пыль и песок с материков, просачивающиеся из глубины подводных горных пород газы растворяются в воде. Результат иногда оказывается впечатляющим – таково, к примеру, вулканическое озеро Кавах Иджен на острове Ява, где вода давно превратилась в смесь сернистой и соляной кислот.
2. Деятельность человека (антропогенное воздействие). По мере развития промышленности и транспорта она становится всё более значимым и опасным фактором.

Последствия

Последствия загрязнения воды многообразны, но все они крайне опасны для природы и самих людей. Вот лишь несколько примеров того, чем оборачиваются различные виды загрязнений:

1. В результате химического и биологического загрязнений вымирают морские организмы. Рвутся экологические цепочки, а сами водоёмы становятся менее продуктивными. Для человека это означает, что в пищу может употребляться куда меньше рыбы, моллюсков и водорослей, что может привести к голоду в тех странах, где они составляют значимую часть рациона.
2. Химическое загрязнение ведёт к отравлениям и, как следствие, к болезням.
3. Радиационное заражение водоёмов может закончиться болезнями: онкология различных видов, а в самых страшных случаях – даже лучевая болезнь.
4. Как правило, загрязнённая пресная вода не годится ни для питья, ни для полива. Это тоже ведёт к дополнительным смертям. Вдобавок нехватка пресной воды бьёт не только по водной, но и по наземной части биосферы – с понятным результатом в виде вымирания животных и растений, а также болезней людей.
5. Наконец, биологическое загрязнение само может стать причиной эпидемий. Например, холера, семь раз устраивавшая человечеству пандемии, вызывается холерным вибрионом – видом бактерий, охотно размножающимся в пресной и солёной воде. Поэтому заболевают в основном те, кто в очаге заражения пьёт сырую воду или моет ей посуду.

Что можно сделать?

Как и с другими видами загрязнений, с отравлением гидросферы можно и нужно бороться. Во всех странах, где успели осознать опасность, принимается ряд мер. Вот лишь некоторые из них:

1. Использование фильтров и очистных сооружений, снижающих промышленные, транспортные и бытовые выбросы в окружающую среду.
2. Создание технологий с замкнутым циклом использования воды. Если нет выбросов – нет и загрязнений.
3. Борьба с инвазионными видами. Например, чтобы унять упомянутого выше гребневика мнемиопсис, в Чёрном и Каспийском морях начали искусственно разводить его врага – гребневика Берое, питающегося не планктоном, а мнемиопсисами. В результате удалось предотвратить местный биологический коллапс.
4. Сокращение использования пластика. Различные виды пластмасс почти не разлагаются в воде, и потому всё больше стран стараются ограничить объём пластикового мусора.
5. Прямая очистка рек, озёр и морей. Например, в 2019 году успешно прошла испытания система Ocean Cleanup – гидродинамическая ловушка, собирающая плавучий мусор в компактные скопления, которые легко собрать и отвезти на берег для переработки.

Как и в любом деле, борьба с загрязнением гидросферы может быть успешной, если не лениться и правильно приложить усилия. При этом надо помнить: гидросфера не делится на суверенные участки по границам стран, борьба может быть только глобальной.