Водная оболочка Земли. Структура и значение гидросферы

– водная оболочка Земли включает в себя всю воду планеты, находящуюся в жидком, твёрдом (лёд) и газообразном (водяной пар) состоянии. В состав гидросферы входят Мировой океан, воды суши, водяной пар атмосферы.

Предполагают, что гидросфера возникла в результате выделения из мантии Земли жидких неподвижных растворов и газов. Общий объём воды на планете остаётся неизменным и составляет около 1,5 млрд км 3 .

Главной составной частью гидросферы является Мировой океан, на его долю приходится более 96% объёма вод. Ледники составляют 1,8%, подземные воды – 1,7%, реки, озёра, болота всего лишь 0,01%. Поверхность Мирового океана занимает около 71% земной поверхности и располагается между атмосферой и литосферой.

Все воды Земли взаимосвязаны и находятся в постоянном движении: в круговоротах. Круговорот воды – это процесс непрерывного перемещения воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести, охватывает гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы. Вода испаряется с поверхности суши под действием солнечного тепла, воздушными течениями переносится в разных направлениях и, и под действием силы тяжести выпадает на землю снова в виде атмосферных осадков. Причём большая часть осадков выпадает снова в океан.

Различают малый и большой круговорот воды. В малом круговороте участвуют только океан и атмосфера (океан – атмосфера – океан); а в большом круговороте вода «путешествует» так: океан – атмосфера – суша – океан. Этот круговорот воды, в котором кроме атмосферы и океана принимает участие суша, называется большим или мировым круговоротом воды.

Гидросфера едина: об этом свидетельствуют система Мирового круговорота воды, пространственная непрерывность Мирового океана, общность происхождения вод.

Гидросфера имеет огромное значение для существования жизни на Земле. Без воды не могло бы быть человека, растений и животных. Для жизни необходимо подержание температуры на определённом уровне (от 0 до 100˚). Гидросфера играет большую роль в поддержании относительно неизменного климата на планете: она является аккумулятором тепла, что обеспечивает постоянство средней температуры на Земле; гидросфера за счёт фитопланктона является основным источником кислорода атмосферы.

Гидросфера имеет огромное значение в хозяйственной деятельности человека. Океан является источником природных биологических ресурсов: рыба, морепродукты, жемчуг и др. Сейчас широко используют и минеральные ресурсы: нефть, газ, руда. Огромны потенциальные энергетические ресурсы. Кроме того, по океану проходят важнейшие транспортные магистрали, обслуживающие мировую торговлю.

В настоящее время остро встаёт проблема загрязнения гидросферы. Человечество активно использует водную среду для сброса отходов производства и потребления. Интенсивное антропогенное загрязнение гидросферы ведет к серьезным изменениям ее геофизических параметров, губит водные экосистемы и потенциально опасно для человека. Международное сообщество принимает срочные меры по спасению среды обитания человечества. Экологическая угроза гидросфере требует международного сотрудничества всех стран и принятия единых стратегии и программы совместных действий.

Остались вопросы? Хотите знать больше о водной оболочке Земли?
Чтобы получить помощь репетитора – .

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Гидросфера – водная оболочка Земли. Гидросфера состоит из трёх частей: Мировой океан, воды суши, вода в атмосфере. Вода на Земле находится в трёх состояниях: жидком, твёрдом, газообразном. Благодаря тому что вода легко перемещается, все части гидросферы находятся в неразрывной взаимосвязи. Атмосфера содержит водяной пар, капельки воды и кристаллики льда.

Материк- огромные участки суши. Остров- сравнительна небольшой участок суши омываемый с четырёх сторон. Архипелаг- группа островов, лежащих недалеко друг от друга. Полуостров- часть суши, которая с трёх сторон окружена водой, а с четвёртой- соединена с сушей.

Части Мирового океана: море-часть океана, отделённая от него сушей или подводными возвышениями и отличающаяся особенностями вод, течениями, обитателями. Залив-часть океана, моря, другого водоёма, вдающаяся в сушу. Пролив- сравнительно неширокое водное пространство, ограниченное с двух сторон берегами материков или островов.

Свойства океанической воды: солёность – количество минеральных веществ в граммах, растворённых в 1 литре воды. Выражается в промилле. В литре океанической воды растворено 35 грамм различных веществ, поэтому она непригодна для питья. Пресная вода содержит менее 1 грамма растворённых веществ. температура Мирового океана различна. Океан получает тепло от Солнца. На поверхности океана самая высокая температура в мелком Персидском заливе (+ 35). Самая низкая – в полярных областях (- 1 – 2). Океаническая вода замерзает при t – 2.

Зыбь- правильные ряды длинных пологих волн без пенистых гребней. Цунами- гигантские водяные валы охватывают всю толщу воды возникают от подводных землетрясений и подводных вулканов. Волны идут во все стороны от места возникновения со скоростью км/ч и высотой от 1 до 40 м., длиной км. длиной км.

Прибой- набегающий на берег пенистый водяной вал. Во время шторма прибой разрушает берег. Приливы и отливы- периодические, не зависящие от ветра понятия и опускания уровня воды. Два раза в сутки вода выходит на берег и 2 раза далеко отступает средняя продолжительность прилива и отлива 6 часов.

Тёплые t C выше t C окружающей воды. Гольфстрим длин.3 тыс. км. ширен. сотни км. скор.10 км/ч. Холодные Холодные t C ниже t C окружающей воды. t C ниже t C окружающей воды. Лабрадорское т. Лабрадорское т. из Сев. Лед. Океана из Сев. Лед. Океана в Атлантический океан.

Сначала люди узнали о том, что происходит на поверхности и в прибрежных водах, а потом оп Сначала люди узнали о том, что происходит на поверхности и в прибрежных водах, а потом опустились в глубину. Богатство Мирового океана неисчислимы. До сих пор в глубинах океана остаётся немало неизвестного и даже загадочного.

Строение и состав гидросферы.

Популяция. Модель ограниченного роста численности популяции.

Пути сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Строение и состав гидросферы Земли.

Гидросфера (слово от греч. hydor – вода и sphaira – шар) – это водная оболочка Земли.

Гидросфера состоит из всех природных вод на поверхности земли и вблизи неё. Земля – единственная планета Солнечной системы, на поверхности которой вода может находиться в жидком состоянии. Масса гидросферы меньше чем 0, 03% от массы всей Земли, объем гидросферы – 1370,3 млн. км 3 .
Гидросфера-это совокупность всех вод Земли: материковых (подземных, почвенных, поверхностных), океанических и атмосферных. Вода является не только средой, в которой развивается жизнь, но и тем продуктом из которого созданы живые организмы. Первоначально все воды могли носить кислый характер. Не смотря на многообразие видов природных вод и их агрегатное состояние, гидросфера едина, так как все ее части связаны потоками океанических, морских и озерных течений, русловым, поверхностным и подземным стоком, атмосферным переносом.

Состав гидросферы:

1)океаны и моря(96,5%)

2)подземные воды(1,7%)

3)ледники, постоянные снега и подземные льды (1,7%)

4)вода рек, болот и пресных озер(0,01%)
Почти на 98% гидросфера состоит из соленой воды морей и океанов, а они покрывают 70,8% земной поверхности. Около 4% припадает наречные, подземные и озерные воды, материковые льды, а так же немного воды содержится в минералах и органической природе.

Четыре океана (Тихий – самый большой и самый глубокий, занимает почти половину земной поверхности, Индийский, Атлантический, и Северный Ледовитый), которые вместе с морями образуют единую акваторию – Мировой океан.

Мировой океан является главной частью гидросферы и представляет собой непрерывную водную оболочку, окружающую все материки. Он занимает 2\3 земной поверхности.
Морская вода – это особый вид природных вод, потому что она является соленой. Помимо, воды и кислорода, обнаружены около 81 химического элемента из 92. В 1 км 2 находится около 40 тонн соли. Это определяет соленость воды. Средняя соленость МО = 35 промил. , то есть 35 г на 1 литр воды.

Мировой круговорот воды:

1) большой (соединяет атмосферу, гидросферу, литосферу и населяющие Землю организмы в единую целую географическую оболочку)

2) малый (охватывает гидросферу и атмосферу). Составными частями гидросферы являются мировой океан и подземные и поверхностные воды суши.

В жизни Земли вода играет исключительно важную роль. Действие воды и ветра видоизменяет поверхность планеты, способствуя разрушению гор­ных массивов и плоскогорий и, в то же время, формируя толщи осадочных пород на дне морей и океанов.

Вода играет первостепенную роль в жизни растений, животных и челове­ка. Она участвует в большинстве биохимических процессов и является сре­дой, в которой протекают химические и биохимические реакции, обеспечи­вающие жизнедеятельность любого организма. Тело взрослого человека со­держит до 70% воды (~25% внутриклеточная вода, ~45% внеклеточная вода), причем для поддержания и обновления ее запасов ему требуется не менее 2-3 л воды в сутки. Фактически городской житель расходует на бытовые нужды в 100-200 раз больше. Ни одна отрасль современной эконо­мики не обходится без воды: она используется как технологическое сырье, теплоноситель, охладитель, моющее средство, рабочее тело в гидравличес­ких устройствах. Потребление воды человечеством непрерывно растет и за­дача водообеспечения, в связи с возрастанием населения планеты, стала одной из основных проблем человечества.

Таким образом, вода, как элемент глобальной экосистемы, выполняет четыре очень важные функции:

1) вода является основной составной частью всех живых организмов и растений (так тело человека на 70% состоит из воды, а некоторые организмы, такие как медуза или огурец - на 98-99%);

2) с участием воды происходят многочисленные процессы в экосистемах (например, обмен веществ, тепла);

3) воды Мирового океана – основной климатообразующий фактор, главный аккумулятор солнечной энергии;

4) вода – один из наиболее важных видов минерального сырья, основной природный ресурс, который потребляется человечеством.

Популяция. Модель ограниченного роста численности популяции.

Параметр K носит название "емкости популяции", выражается в единицах численности (или концентрации) и носит системный характер, то есть определяется целым рядом различных обстоятельств, среди них - ограничения на количество субстрата для микроорганизмов, доступного объема для популяции клеток ткани, пищевой базы или убежищ для высших животных. График зависимости правой части уравнения (2) от численности x и численности популяции от времени представлены на рис. 1 (а и б).

Изучение дискретного аналога уравнения (2) во второй половине 20 века выявило совершенно новые и замечательные его свойства [Ризниченко Г. Ю.,Рубин А. Б. Математические модели биологических продукционных процессов; Murray J. D. Mathematical Biology]. Рассмотрим численность популяции в последовательные моменты времени, что соответствует реальной процедуре пересчета особей (или клеток) в популяции. Зависимость численности на временном шаге номер n+1 от численности предыдущем шаге n можно записать в виде:

Поведение во времени переменной x n в зависимости от величины параметра r может носить характер не только ограниченного роста, как было для непрерывной модели (2), но также быть колебательным или квазистохастическим, как это изображено на рис. 2 слева. Сверху вниз значение параметра собственной скорости роста r увеличивается. Кривые, представляющие вид зависимости значения численности в данный момент времени (t+1) от значений численности в предыдущий момент времени t представлены на рис. 2 слева, эта скорость нарастает при малых численностях, и убывает, а затем обращается в нуль при больших численностях. Динамический тип кривой роста популяции зависит от того, насколько быстро происходит рост при малых численностях, т.е. определяется производной (тангенсом угла наклона этой кривой) в нуле, который определяется коэффициентом r:

· Для небольших r (r < 3) численность популяции стремится к устойчивому равновесию;

· Когда график слева становится более крутым, устойчивое равновесие переходит в устойчивые циклы. По мере увеличения численности длина цикла растет, и значения численности повторяются через 2, 4, 8,..., 2n поколений;

· При величине параметра r > 2,570 происходит хаотизация решений. При достаточно больших r динамика численности демонстрирует хаотические всплески (вспышки численности насекомых). Уравнения такого типа описывают динамику численности сезонно размножающихся насекомых с неперекрывающимися поколениями.

Дискретное описание оказалось продуктивным для систем самой различной природы. Аппарат представления динамического поведения системы на плоскости в координатах позволяет определить, является наблюдаемая система колебательной или квазистохастической. Например, представление данных электрокардиограммы позволило установить, что сокращения человеческого сердца в норме носят нерегулярный характер, а в период приступов стенокардии или в предынфарктном состоянии ритм сокращения сердца становится строго регулярным. Такое "ужесточение" режима является защитной реакцией организма в стрессовой ситуации и свидетельствует об угрозе жизни системы.

Пути сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окиси азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Для правильной работы атмосферы, ее функционирования необходимо найти такие пути, которые помогли бы снизить количество выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ. Такие пути существуют, но их не всегда применяют. Эти пути смогут снизить количество выбросов в атмосферу. Сейчас я перечислю пути, которые смогли бы снизить количество выбрасываемых вредных веществ в атмосферу.

Пути снижения:

1. Совершенствование технологических процессов, внедрение ресурсосберегающих технологий, новых материалов.

2. Применение природного газа в качестве топлива на котельных. В настоящее время подготовлена ПСД по переводу котельных МПО ЖКХ в Красных Баках на газовое топливо. Проложен газопровод на ООО «Метоксил» с целью подключения котельной.

3. Внедрение систем доочистки газов (циклоны, пылегазоулавливающие установки и т. д.). Деревообрабатывающее оборудование на предприятиях ОАО «Ударник», АОЗТ ЛПХ «Шеманихинский», ПП Краснобаковский ЛПХ, ЗАО «Агролес» и некоторых других оборудовано циклонами для улавливания пыли, на асфальтовом заводе ДРСП смонтирована установка очистки газов.

4. Использование неэтилированного бензина, газа в двигателях внутреннего сгорания. На территории Нижегородской области запрещена реализация этилированного бензина.

Список используемой литературы:

ü Болбас М.М. Основы промышленной экологии.

ü Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов. // Акимова Т. А., Кузьмин A. П., Хаскин В. В. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

ü Основы общей экологии. Учебник. Воронков Н.А. М.: "Агар", 2007, - 218

ü
Базыкин А.Д. Нелинейная динамика взаимодействующих популяций. М-Ижевск, 2003

ü Бигон М., Харпер Дж., Таусенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества. М., 1989

ü Джефферс Д. Введение в системный анализ: применение в экологии. М., 1981

ü http://www.greenpeace.org/russia/ru Гринпис России.

Цель приведенной ниже статьи - рассказать, что такое гидросфера, показать насколько богата наша планета водными ресурсами, и как важно не нарушать баланс в природе. Планета Земля покрыта тремя оболочками. Это атмосфера, литосфера и гидросфера. Благодаря их взаимодействию зародилась жизнь. Они аккумулируют солнечную энергию и распределяют ее между всеми организмами.

Рассмотрим, что такое гидросфера.

Определение

Если говорить просто, то это Это всевозможные источники драгоценной жидкости. Сюда входят моря, океаны, реки, ледники, подземные реки и многое другое. Частью гидросферы является вода в атмосфере и во всех живых организмах. Но самую большую долю составляет соленая вода Мирового океана.

Если рассмотреть с научной точки зрения, что такое гидросфера, то это комплекс наук, включающий в себя целое подразделение исследовательских дисциплин. Рассмотрим, какие науки занимаются изучением составляющих гидросферы.

• Гидрология. Сфера исследования - поверхностные водоемы суши: реки, озера, болота, каналы, пруды, водохранилища.
• Океанология - изучает Мировой океан.
• Гляциология - наземные льды.
• Метеорология - жидкость в атмосфере и ее влияние на погоду и климат.
• Гидрохимия - химический состав воды.
• Гидрогеология - занимается подземными водами.
• Геокриология - вода в твердом состоянии: ледники и вечные снега.
• Гидрогеохимия - молодая наука, изучающая химический состав всей гидросферы.
• Гидрогеофизика - также новое направление, основа которой - физические свойства водной оболочки Земли.

Состав гидросферы

Из чего же она состоит? Гидросфера включается в себя все виды влаги на планете. Ее объем трудно представить. Ученые подсчитали, что он составляет 1370,3 млн км 3 . За всю историю существования планеты, масса воды никогда не изменялась.

Интересный факт: каждый пятый человек мечтает вдоволь напиться воды. Но сколько бы он не выпивал, ему не удается это сделать.

Рассмотрим состав гидросферы:

• Мировой океан. Занимает большую часть, а вернее, практически весь объем водной оболочки. Он включает в себя четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый.
• Вода суши. Сюда относятся все источники драгоценной жидкости, которые можно встретить на континентах: реки, озера, болота.
• Подземные воды - это огромный запас влаги, находящийся в литосфере.
• Ледники и постоянные снега, на долю которых приходится значительная часть запасов воды.
• Вода в атмосфере и в живых организмах.

Процентное соотношение источников гидросферы Земли представлено на рисунке ниже.

Вода - это уникальное вещество. Ее молекулы имеют настолько прочную связь, что их очень сложно разъединить. Но еще большая уникальность ее в том, что в отличие от других важных элементов, она может существовать в природных условиях сразу в трех состояниях: жидком, твердом, газообразном.

Круговорот воды в природе играет важную функцию распределения влаги на планете. Основной источник пресной жидкости в атмосфере - Мировой океан. Из него вода, под воздействием солнца, испаряется, превращается в облака и перемещается в атмосфере, а соль остается. Так появляется пресная жидкость.

Выделяют два круговорота: большой и малый.

Большой круговорот воды касается возобновления вод Мирового океана. И поскольку большая часть влаги переходит в газообразное состояние именно с его поверхности, она возвращается туда вместе со стоками, куда попадает в виде осадков.

Если большой круговорот охватывает обновление воды на планете в целом, то малый касается только суши. Там наблюдается тот же процесс: испарения, конденсация, выпадения в виде осадков и сток в Мировой океан.

В океане воды испаряется больше, чем в реках и озерах. Осадков, наоборот, на континентах выпадает много, а над открытыми водными просторами - мало.

Скорость круговорота

Составляющие гидросферы Земли обновляются с разной скоростью. Быстрее всего обновляется запас воды в организме человека, поскольку он на 80 % из нее состоит. В течение нескольких часов при обильном употреблении напитков, можно полностью восстановить баланс.

А вот ледники и мировой океан обновляются очень медленно. Для того чтобы появились совершенно новые айсберги в полярных широтах необходимо почти 10 тыс. лет. Можно представить, сколько уже существует лед в Арктике и Антарктиде.

Вода в Мировом океане очищается немного быстрее - за 2,7 тыс. лет.

Питательная сила живых организмов

Вода - это уникальное химическое соединение водорода и кислорода. Она не имеет запаха, вкуса, цвета, но легко впитывает их из окружающей среды. Ее молекулы тяжело разъединить, но в тоже время они содержат ионы хлора, серы, углерода, натрия.

В воде зародилась жизнь, и она содержится во всех организмах, совершающих обмен веществ. Есть животные, тела которых почти жидкие. Медуза на 99 % состоит из воды, рыба всего на 75 %. В растениях сока ее еще больше: в огурце - 95 %, моркови - 90 %, яблоке - 85 %, картофеле - 80 %.

Функции водной оболочки

Гидросфера Земли выполняется несколько жизненно важных для планеты функций:

1. Аккумулирующая. Вся энергия Солнца в первую очередь попадает в океан. Там она сохраняется и распределяется по планете. Такой процесс обеспечивает сохранение средней положительной температуры.
2. Производство кислорода. Больше всего этого вещества вырабатывается фитопланктоном, находящимся в Мировом океане.
3. Распределение пресной воды за счет круговоротов.
4. Обеспечивает ресурсами. Мировой океан содержит значительные запасы продовольствия, а также других полезных добываемых ресурсов.
5. Рекреационный потенциал для человека, который использует океан в своих целях: для энергии, очистки, охлаждения, развлечения.

Гидросфера и человек

В зависимости от того, как используется вода, можно выделить две отдельные категории:

1. Водопотребители. Сюда относятся те отрасли человеческой деятельности, которые пользуются прозрачной жидкостью для достижения своих целей, но не возвращают ее. Видов такой деятельности очень много: цветная и черная металлургия, сельское хозяйство, химическая, легкая промышленность и другие.
2. Водопользователи. Это отрасли, которые в своей деятельности используют воду, но при этом всегда ее возвращают. Сюда относится морской и речной транспорт, рыбное хозяйство, службы по доставке воды населению, водоканалы.

Интересный факт: для города с населением в 1 млн человек необходимо 300 тысяч м 3 чистой питьевой воды в сутки. При этом возвращается жидкость в океан загрязненная, непригодная для живых организмов, и океану приходится самостоятельно ее очищать.

Классификация по характеру использования

Для человека вода имеет разное значение. Мы употребляем в пищу, в ней стираем и убираем. Поэтому, ученые предложили такую градацию:

• Питьевая вода - чистая вода без токсических и химических веществ, пригодная к употреблению в сыром виде.
• Минеральная вода - обогащенная минеральными компонентами вода, которая добывается из земных недр. Используется в лечебных целях.
• Промышленная вода - используется в производстве, проходит один или два этапа очистки.
• Теплоэнергетическая вода - забор берется из термальных источников.

Техническая вода

Вода для технических нужд может быть абсолютно разная. В сельском хозяйстве ее используют для полива, причем очищать ее не требуется. В энергетических целях для отопления помещений воду переводят в газообразное состояние. В больницы, бани, прачечные поступает хозяйственно-бытовая жидкость с меньшой очисткой.

Вода, используемая в промышленности часто загрязненная. Но больше половины потребляемого объема используют для охлаждения агрегатов. В этом случае она не загрязняется и может быть использована повторно.

Проблемы гидросферы

Мировой океан - это среда, которая способна самоочищаться. Но людей на Земле 7 миллиардов, и скорость загрязнения намного больше, чем скорость возобновления. Это может привести к непоправимым последствиям. Рассмотрим, основные источники загрязнения гидросферы:

1. Промышленные, сельскохозяйственные, бытовые стоки.
2. Бытовые отходы прибрежных зон.
3. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами.
4. Попадание в мировой океан тяжелых металлов.
5. Кислотные дожди, результатом которых является уничтожение ареола живых существ.
6. Транспорт.

Загрязнение морей и океанов

Человек и гидросфера должны существовать в мире. Ведь от того, как мы будет относиться к источнику нашей жизни, так нам и отплатит природа. Уже сейчас поверхность океанов и морей очень сильно загрязняется нефтепродуктами и отходами. Более 20 % поверхности воды покрыто непроницаемой пленкой нефти, через которую не может осуществляется обмен кислородом и паром. Это привод к гибели экосистем.

Из-за значительных загрязнений происходит истощение природными ресурсами. Наглядный пример - Аральское море. С 1984 года здесь больше не водится рыба.

С 1943-го проводилось загрязнение гидросферы опасными радиоактивными веществами. Их зарывали на морском дне. С 1993 года это делать запрещено. Но за 50 лет пагубного воздействия человек мог нанести океану непоправимый вред.

Опасность со стороны рек и озер

Загрязнение суши еще более опасно для человека. Ведь именно оттуда ведется забор пресной воды для хозяйственных нужд и для употребления в пищу. На сегодняшний день в России большинство рек относится к категории сильнозагрязненных. Вот рейтинг самых опасных водоемов в России:

• Волга;
• Енисей;
• Иртыш;
• Кама;
• Исеть;
• Лена;
• Печора;
• Томь.

Решение экологических проблем

Человечество должно понять, что чем больше внимания мы будем уделять сохранению чистоты в природе, тем больший шанс у наших потомков жить в благоприятной среде. В погоне за деньгами и прибылью, множество предприятий пренебрегают основными правилами очистки. Основная задача - это сооружение очистительных фильтров в прибрежных районах, в местах наибольшего скопления отходов и обеспечение предприятий современными технологиями, направленными на экологическую безопасность.

Послесловие

Из этой статьи мы узнали, что такое гидросфера, какие ее основные составляющие, и с какими проблемами сталкивается Мировой океан. Задача каждого из нас - понимать, что мир создан не человеком, а природой, а мы, нещадно эксплуатируем ее, не осознавая последствий.

Лекция 3.

Гидросфера – водная оболочка земли.

Загрязнение гидросферы.

Источники загрязнения гидросферы.

Методы контроля качества воды.

Меры по охране воды.

Методы очистки сточных вод.

Гидросфера - водная оболочка Земли.

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах.

Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % общей площади земной поверхности).

Гидросфера уже 4 млрд лет назад была представлена следующими тремя составляющими: наземной (Мировой океан, речные, почвенные, озерные воды, ледники), подземной (воды литосферы), воздушной (парообразная вода атмосферы). Гидросфера включает следующие виды вод (в скобках доля от общего объема вод в гидросфере, %, по М.И. Львовичу, 1974):

Мировой океан (94,0);

подземные воды (4,3);

ледники (1,7);

воды суши (озера, речные воды, почвенная влага) (0,03);

пары атмосферы (0,001).

Вода входит в состав живого вещества как обязательный компонент (70–99 %). По сути, живое вещество – это водный раствор «живых» молекул. Именно вода обеспечивает их жизнедеятельность. Земная жизнь зародилась в водной среде, и поэтому ее можно считать производной воды.

Фундаментальные свойства воды:

1. Первоесвойство гидросферы – единство и «всюдность » (по выражению В. И. Вернадского) природных вод. Все воды связаны между собой и представляют единое целое. Такое единство природных вод определяется:

а) легким переходом воды из одного фазового состояния в другое. В пределах земных температур известно три состояния: жидкое, твердое, парообразное. Плазменное состояние воды существует при высоких температурах и давлениях в глубоких частях недр;

б) постоянным присутствием в воде газовых компонентов. Природная вода – это водный раствор (газ, взвешенные твердые частицы, минеральные вещества).

2. Второе свойство гидросферы определяется особым строением молекулы воды . Строение и свойства воды обеспечивают наиболее благоприятные условия для развития жизни на Земле. Из физики мы знаем, что все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Вода ведет себя иначе. Если бы при превращении в лед (охлаждении) она сжималась, лед бы был тяжелее воды и тонул на дно рек и озер. Реки были бы проморожены до дна, и жизнь в этих водоемах была бы невозможна. Лед – изолятор, который предохраняет от замерзания воду подо льдом, что защищает всю подводную жизнь. Если бы не было этого свойства, то Земля превратилась бы в закованную льдом планету.

Особое строение молекулы воды обеспечивает многообразие структуры ее при изменении внешних факторов (температура, давление, химического состава). Нам зимой приходилось наблюдать многообразие и красоту ледяных узоров на окнах, снежинку, иней на деревьях. Как нет абсолютно одинаковых двух капель воды, так нет двух типов воды, одинаковых по структуре.

3. Третье свойство гидросферы выражается в геологически вечной подвижности ее. Движение воды весьма многообразно и проявляется в многочисленных круговоротах. Главное движение воды – геологический круговорот вещества. Каждую секунду под влиянием солнечного тепла миллионы кубических метров воды поднимаются вверх и образуют облака. Ветер приводит облака в движение. При подходящих условиях влага выпадает в виде дождя или снега. Дождевые капли имеют благоприятный размер для всего земного и падают тихо, мягко. Случайны ли все благоприятные для жизни совпадения? Так, вода участвует в своеобразных круговоротах вещества и энергии. Эта система установилась на Земле с появлением свободной воды и продолжается по сей день.

Почему происходит движение? Движение может происходить под действием: а) силы тяжести; б) солнечной (тепловой) энергии; в) молекулярного движения при смене фазового состояния.

4. Четвертое свойство гидросферы определяется высокой химической активностью воды . В условиях земной коры нет природных тел, которые в той или иной мере не растворялись бы в природных водах. Вода в биосфере выступает в роли универсального растворителя, ибо, взаимодействуя со всеми веществами, как правило, не вступает с ними в химические реакции. Это обеспечивает обмен веществ между сушей и океаном, организмами и окружающей средой.

Важнейшими абиотическими факторами водной среды являются следующие:

1. Плотность и вязкость.

Плотность воды в 800 раз, а вязкость - примерно в 55 раз больше, чем воздуха.

2. Теплоемкость.

Вода обладает высокой теплоемкостью, поэтому океан является главным приемником и аккумулятором солнечной энергии.

3. Подвижность.

Постоянное перемещение водных масс способствует поддержанию относительной гомогенности физических и химических свойств.

4. Температурная стратификация.

По глубине водного объекта наблюдается изменение температуры воды.

5. Периодические (годовые, суточные, сезонные) изменения температуры

Самой низкой температурой воды считают - 2 ° С, самой высокой + 35-37 ° С. Динамика колебаний температуры воды меньше, чем воздуха.

6. Прозрачность и мутность воды.

Определяет световой режим под поверхностью воды. От прозрачности (и обратной ей характеристики - мутности) зависит фотосинтез зеленых бактерий, фитопланктона, высших растений, а следовательно, и накопление органического вещества.

Мутность и прозрачность зависят от содержания взвешенных в воде веществ, в том числе и поступающих в водные объекты вместе с промышленными сбросами. В связи с этим прозрачность и содержание взвешенных веществ - важнейшие характеристики природных и сточных вод, подлежащие контролю на промышленном предприятии.

7. Соленость воды.

По степени солености все водоемы условно подразделяются на

пресные с соленостью менее 0,5 0 / 00 ,

солоноватоводные - соленость колеблется в пределах 0,5 – 16 0 / 00 ,

соленые – больше 16 0 / 00 .

Соленость океанических водоемов составляет 32 - 38 0 / 00 ,

Самое высокое содержание солей в соленых озерах, где концентрация электролитов доходит до 370 0 / 00 .

Главное отличие морской воды от речной состоит в том, что подавляющую часть морской соли составляют хлориды , а в речной воде преобладают углекислые соли . Человек для обеспечения жизнедеятельности использует только пресную воду. Из общего количества водных ресурсов на земле на долю пресной воды приходится не более 3%.

8. Растворенный кислород и диоксид углерода.

Перерасход кислорода на дыхание живых организмов и на окисление поступающих в воду с промышленными сбросами органических и минеральных веществ ведет к обеднению живого населения вплоть до невозможности обитания в такой воде аэробных организмов.

9. Концентрация водородных ионов (pH).

Все гидробионты приспособились к определенному уровню pH: одни предпочитают кислую среду, другие - щелочную, третьи - нейтральную. Изменение этих характеристик может привести к гибели гидробионтов.