Круговорот воды
Федеральное агентство по образованию
Московский Государственный Строительный Университет
Авторы: А.С. Маршалкович, М.И. Афонина, Т.А. Алешина.
ЭКОЛОГИЯ - Конспект лекций.
Москва 2009
Московский Государственный Строительный Университет
Авторы: А.С. Маршалкович, М.И. Афонина, Т.А. Алешина.
ЭКОЛОГИЯ - Конспект лекций.
Москва 2009
Введение.
Тема 1. Учение о биосфере и ее эволюции.
Тема 2. Основные законы и принципы экологии.
- Абиотические факторы воздушно-наземной среды.
- Абиотические факторы почвенного покрова.
- Абиотические факторы водной среды.
- Биотические факторы.
- Некоторые законы и понятия экологии.
- Закон ограниченности природных ресурсов. (правило одного процента)
- Понятие об экологической нише.
- Правило обязательного заполнения экологических ниш.
- Адаптация живых организмов к экологическим факторам.
- Популяция, ее структура и динамика.
- Структура водной и наземной экосистем.
- Гомеостаз и сукцессия экологической системы.
- Законы термодинамики.
- Антропогенные воздействия на экосистемы.
- Круговорот воды.
- Эвтрофикация и меры борьбы с нею.
- Атмосферные процессы.
- Кислотные осадки.
- Круговорот углерода. «Парниковый» эффект
- Круговорот азота.
- Круговорот серы.
- Круговорот фосфора.
- Круговорот радионуклидов.
- Круговорот токсичных элементов.
- Глобальные экологические проблемы.
- Загрязнения окружающей среды.
- Загрязнение гидросферы.
- Экологическая надежность и безопасность.
Список использованной литературы.
Круговорот воды.
Вода - прозрачная жидкость, присутствующая в трех агрегатных состояниях: твердое, жидкое и газообразное и обладающая аномальными особенностями, обусловленными ее молекулярным строением. Вся вода гидросферы находится в непрерывном круговороте: океан - атмосфера - суша - океан. Речные воды меняются 32 раза в год, подземные - один раз в 5000 лет. Из мирового океана в атмосферу испаряется ежегодно около 505 тыс. км³ воды, из них:
- 458 тыс. км³ попадает в океан в виде осадков;
- 47 тыс. км³ переносится ветром и выпадает на поверхность континентов.
Рис. 12 Схема круговорота воды.
Океаны занимают около 70% поверхности Земли, поэтому вода попадает в атмосферу главным образом, испаряясь с поверхности океана. Испарение идет также с поверхности озер, рек, почвы и других влажных поверхностей, большое количество воды в атмосферу поступает при транспирации растениями. Сочетание испарения и транспирации называют эвапотранспирацией. Водяной пар в воздухе обычно определяют как влажность, которая зависит от температуры. Относительная влажность (в %) - количество водяного пара по сравнению с максимальным его количеством, которое может содержаться в воздухе при данной температуре. Все пруды, озера, ручьи, реки и другие водоемы под открытым небом называются поверхностными водами.
Вода, попадающая на землю в виде осадков, может следовать двумя различными путями:
- инфильтрация (впитывание в почву)
- поверхностный сток (стекание по земле).
- часть воды удерживается в почве (капиллярная вода) и возвращается в атмосферу путем эвапотранспирации;
- гравитационная вода, увлекаемая силой тяжести, стекает или просачивается по порам и трещинам в земле.
- поверхностный сток (вода становится частью поверхностных вод);
- испарение-транспирация (вода впитывается почвой, удерживается в качестве капиллярной, а затем возвращается в атмосферу при испарении, или поглощается растениями и выделяется в виде паров при транспирации);
- инфильтрация до уровня грунтовых вод (вода попадает под землю, движется сквозь нее, питая колодцы и родники, и таким образом вновь попадает в систему поверхностных вод).
Рис. 13 Круговорот поверхностных вод.
Вся вода, которую мы употребляем, в той или иной точке изымается из круговорота. Потребности на Земле резко увеличились в пресной воде. Сейчас ежегодно на бытовое, промышленное и сельскохозяйственное водоснабжение расходуется до 3500 км³ пресной воды, при этом ежегодный прирост составляет - 10 млрд. м³ (10 км³). Безвозвратно потребляется около 150 км³ в год, остальная вода возвращается в виде стоков их них, 70% расходуется в сельском хозяйстве. Бытовое потребление воды в современном городе составляет 200-300 л/человека, поэтому город с населением 9 млн. жителей потребляет в сутки до 60 млн. м³, а в год - до 3 км³ воды, причем к качеству бытовой воды предъявляются высокие требования по совокупности физических, химических, биологических и бактериологических показателей.
Таким образом, в результате антропогенных воздействий несколько упрощенно можно представить круговорот воды в природе в виде испарения ее с поверхности гидросферы и суши, изъятия на бытовое и промышленное потребление и возврата в гидросферу в виде осадков и стоков.
Схема 1. Движение загрязнителей в круговороте воды.
Вода, поступает в окружающую среду с:
- атмосферными осадками - в виде вымываемых из воздуха загрязнителей (поллютантов) и особенно после смыва их при стекании по городским улицам и промышленным площадкам;
- городскими сточными водами - фекалиями, бытовыми стоками - моющими средствами (детергентами), микроорганизмами;
- промышленными сточными водами - различными компонентами жидких отходов: реакционные воды (исходными веществами и продуктами реакции), свободные и связанные воды, содержащиеся в сырье, промывные воды (после промывки сырья, оборудования), водные экстрагенты и абсорбенты, охлаждающие воды, бытовые воды (из прачечных, столовых и др.), атмосферные стоки с промышленных предприятий;
- сельскохозяйственными стоками - ядохимикатами, удобрениями, органическими веществами, мочевиной, азотом, фосфором и др.
Загрязнение гидросферы очень опасно, т.к. велика роль воды в жизненных процессах, процессы самоочищения протекают очень медленно, количество загрязнителей огромно, их взаимодействие в воде иногда отличается повышенной опасностью, возможно резкое увеличение концентрации загрязнителей в пищевой цепи, в конце которой - человек.
Однако с загрязнением можно эффективно бороться, при соответствующей очистке и удалении загрязнителей вода рециклируется и используется неограниченное число раз, не вредя экосистемам. Такое водопотребление называется возвратным. И напротив, орошение является безвозвратным водопотреблением, т.к. вода возвращается в атмосферу за счет испарения и транспирации и на какое-то время теряется (не используясь по сельскохозяйственному назначению).
Надо учитывать, что по мере роста потребителей возможности использования дополнительных поверхностных источников воды становятся все более ограниченными, причем они все сильнее загрязняются.
