Главная » Каталог статей » Экология » Экология конспект лекций

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

Введение.
Тема 1. Учение о биосфере и ее эволюции.
Тема 2. Основные законы и принципы экологии.
Тема 3. Экосистемы и их особенности.
Тема 4. Круговороты веществ.
  • 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.
Тема 5. Воздействия на окружающую среду.
  • Глобальные экологические проблемы.
  • Загрязнения окружающей среды.
  • Загрязнение гидросферы.
  • Экологическая надежность и безопасность.
Заключение.
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. км
³ воды, из них:
  • 458 тыс. км³ попадает в океан в виде осадков;
  • 47 тыс. км³ переносится ветром и выпадает на поверхность континентов.
Круговорот воды на Земле представлен на рисунке 12.

Схема круговорота воды.
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).
Инфильтрационная влага поступает двумя путями:

  1. часть воды удерживается в почве (капиллярная вода) и возвращается в атмосферу путем эвапотранспирации;
  2. гравитационная вода, увлекаемая силой тяжести, стекает или просачивается по порам и трещинам в земле.
   Однако рано или поздно гравитационная вода достигает непроницаемого слоя горной породы или плотной глины и накапливается под ним, заполняя все поры, трещины и пустоты. Такие запасы воды называются грунтовыми водами, а ее верхнюю границу - уровнем грунтовых вод. Круговорот воды состоит из испарения, конденсации и осадков, этот процесс включает:
  1. поверхностный сток (вода становится частью поверхностных вод);
  2. 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);
  3. 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).
Круговорот 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 км
³ 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.
 
Движение загрязнителей в круговороте воды
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.
   Загрязнением воды считается такое изменение  ее физических, химических и биологических свойств под воздействием жидких, твердых и газообразных веществ, которое делает воду опасной для здоровья, развития живых организмов и использования в народном хозяйстве.
   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.



Похожие материалы
Всего комментариев: 0
avatar