Л 6. Водные ресурсы

1. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ИХ РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Презентацию подготовила
кандидат сельскохозяйственных наук
Е.В. Стрелкова

2.

Гидросфера, ее значение и структура
Гидросфера - все воды земного шара:
океаны, моря, поверхностные воды суши, подземные
воды, лед, снег, атмосферная вода.

3.

4.

0%
Структура гидросферы
2%
4%
Примечание:
1 – мировой океан; 2 – подземные воды;
3 – снег и лед; 4 – парообразные воды
94%

5.

6.

Пресные воды Земли.
Водоносные объекты
Объем, тыс. км3
Ледники, постоянный
снежный покров (в
пересчете на воду)
24364,0
Подземные воды
10530,0
Пресные озера
91,0
Влага в почве
16,5
Вода в атмосфере
12,9
Болота
11,5
Вода в руслах рек
2,1
Вода в живых организмах
1,1
Всего
35029,1

7.

8.

9.

10.

Компоненты химического состава природных вод
Макрокомпоненты: К+, Na+,Mg2+, Са2+, Cl-, SO42-, HCO3-, CO32• Содержание их в пресных поверхностных водах изменяется в широких пределах. Они поступают в
природные воды из горных пород, минералов, почвы, а также в результате производственной
деятельности человека
Растворенные газы О2, N2, H2S, CH4 и др.
• Концентрация газов в воде определяется температурой воды
Биогенные вещества: соединения азота и фосфора
• источниками биогенных элементов являются внутриводоемные процессы и поступление с
поверхностным стоком, атмосферными осадками
Микроэлементы Сu2+, Мn2+, Br-, F- и др.
• содержаться в малых концентрациях
Растворенные органические вещества (РОВ)
• органические кислоты, спирты, альдегиды, сложные эфиры, фенолы, гуминовые вещества,
ароматические соединения, углеводы, азотсодержащие соединения (белки, аминокислоты, амины) и
т.д.
Токсичные загрязняющие вещества
• тяжелые металлы, нефтепродукты, хлорорганические соединения,
синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), фенолы и т.д.

11.

Взвешенные твердые частицы в природных водах:
Молекулы 0,001 мкм
Макромолекулы 0,01 мкм
Микроводоросли 1-30 мкм
Бактерии 0,5 мкм
Вирусы 0,01-0,03 мкм
Седиментарные (оседающие)
частицы 1-3 мкм

12.

13.

14.

15.

В год с поверхности земли
испаряется приблизительно 525
тыс. куб. м. воды, причем
большую часть водяного пара, а
именно 86%, нам дают океаны и
моря.
Осадки
Испарение
Конденсация
Круговорот воды в природе
(гидрологический цикл) — процесс
циклического перемещения воды в
земной биосфере.

16.

17.

Водные ресурсы и их оценка.
Водные ресурсы включают все пригодные для
хозяйственного
использования
запасы
поверхностных и подземных вод.

18.

Использование водных ресурсов:
в качестве питья,
для приготовления пищи,
в бытовых и хозяйственных целях
как пути сообщения и транспортировки грузов
в сельскохозяйственном производстве
в промышленном производстве
на коммунально-бытовые нужды

19.

20.

21.

Распределение воды и ее потребление по континентам.
Континент
Среднегодовой сток рек
Водопотребление
км3/год
%
км3/год
% к стоку
Европа
3210
6,9
730
23,0
Азия
14410
31,0
3200
22,7
Африка
4570
9,8
380
8,3
Северная
Америка
8200
17,6
1300
15,8
Южная
Америка
11760
25,2
300
2,5
Австралия и
Океания
2390
5,1
60
2,5
Всего
46450
100
5970
13,0

22.

Обеспеченность водными ресурсами, тыс.м3 на человека в год.
Беларусь
Украина
Польша
3,6
в т.ч. 1,4 подземные
2,2
1,0

23.

Площади болот на территории РБ.
1960 г
2939 тыс. га
2007 г
14,2%
1345 тыс.га
6,4%
Гидрологические заказники:
«Ельня» в Миорском р-не Витебской обл. (1968 г);
«Выгонощанское» в Ивацевичском, Ляховичском и Ганцевичском рнах Брестской обл. (1968 г).

24.

Всего в Республике Беларусь насчитывается 20800 рек, общей протяженностью 90600 км.
Протяженность основных рек Беларуси
Название
Общая длина (км)
Белорусская часть (км)
Днепр
2145
690
Западная Двина
1020
328
Неман
937
459
Западный Буг
831
169
Припять
761
495
Сож
648
493
Березина
613
613
Вилия
510
276
Птичь
421
421
Чара
325
325

25.

В Беларуси имеется 10800 озер, в том числе 470 площадью более 0,5 км2 каждое
и более 9000 болот.
Самое большое озеро Нарочь занимает площадь около 80 км2,
наибольшая глубина около 25 м.
Крупнейшие озера Беларуси
Название
Площадь (кв. км)
Макс. глубина (м)
Нарочь
79.6
24.8
Освея
52.8
7.5
Червоное
40.3
2.9
Лукомльское
37.7
11.5
Дривяты
36.1
12.0
Вигоношанское
26.0
2.3
Нешердо
24.6
8.1
Свирь
22.3
8.7
Снуды
22.0
16.5
Черное
17.7
6.6

26.

Качество подземных вод на действующих водозаборах, на которых ведутся
режимные наблюдения, соответствует требованиям СанПиН 10-124 РБ 99
«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных
систем питьевого водоснабжения». Исключение составляют отдельные компоненты,
такие как железо и марганец.
По содержанию железа в Республике Беларусь не соответствует гигиеническим
требованиям более чем 70% разведанных подземных водоисточников.
Концентрация соединений железа составляет в них от 1 до 10 мг/л и более. Иногда в
подземных водах наблюдается превышение норм содержания марганца, аммиака,
фтора, солей жесткости и пр.
Количество нестандартных из общего количества отобранных проб воды по
микробиологическим показателям – 6%.

27.

Оценка потребления пресной воды.
Не
важно,
в
каком
состоянии
находится вода (жидком, твёрдом –
лёд, или газообразном – пар), если
концентрация
соли
в
ней
не
превышает 0,1% – такая вода
классифицируется, как пресная.

28.

29.

9% всей пресной воды в среднем человечество изымает из
окружающей среды
Северная
Америка
8,4%
Азия
18,5%,
Европа
6,4%
Латинская
Америка
2%
Африка
5,6%
Среднемировое потребление пресной воды

30.

Расход воды на производство 1 т:
бумаги – 300 тыс. л
азотных удобрений – 600 л
пластика – более 1 млн.л
стали –200–300 м3
резины – 1,4 тыс. м3
хлопка – 4–5 тыс.м3;
риса – 8 тыс. м3;
пшеницы 1,6 тыс. м3;
ржи – 1,2 тыс.м3;
картофеля – до 3 тыс. м3.

31.

15 000 литров воды требуется, чтобы получить один килограмм говядины

32.

70-80% всей потребляемой людьми пресной воды расходуется в сельском
хозяйстве. Крайне неэффективное использование воды в
сельскохозяйственной отрасли производства присуще всем странам мира.
30% воды, используемой в сельском хозяйстве, можно сэкономить, улучшив
только лишь одни ирригационные системы.

33.

Использование воды на различные хозяйственные цели
(% к общему водопотреблению)
Характер
водопотребления
Беларусь
Россия
США
Франция
Финлянди
я
Сельскохозяйственное
22
22
49
51
10
Промышленное
32
33
41
37
80
Комунально-бытовое
46
24
10
12
10

34.

Ориентировочный баланс воды города
с населением 1 млн. жителей
Территория
города, тыс.
га
Воспроизводство,
млн.т
Потребление,
млн.т
Дефицит
Территория,
необходимая
для покрытие
дефицита,
млн.га
20
0,005
500,0
500,0
1,5–2

35.

Загрязнение
водоемов
и
Эвтрофирование водоемов.
меры
борьбы
с
ним.

36.

Источники загрязнения воды:
1. Сточные воды промышленных предприятий.
• теплоэнергетика
• гидроэлектростанции
• целлюлозно-бумажная промышленность.
• горнодобывающая и химическая промышленность
• машиностроительный комплекс
• гальваническое производство
2. Животноводческие комплексы и фермы.
3. Стоки с полей.
4. Бытовые сточные воды.
.
5.Радиоактивные загрязнения.
,

37.

38.

39.

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ
СТОКЕ
млн.т./год
Нефтепродукты
26,563
Фенолы
0,460
Отходы производств синтетических
волокон
5,500
Растительные органические остатки
0,170
Всего
33,273

40.

ВЕЩЕСТВО
ПЛАНКТОН
РАКООБРАЗНЫЕ
МОЛЛЮСКИ
РЫБЫ
Медь
Цинк
Свинец
Ртуть
+++
+
++++
+++
++
+
+++
+++
++
+
+++
+++
++
+++
+++
Кадмий
Хлор
-
++
+++
++
++
++++
+++
Роданид
Цианид
Фтор
-
++
+++
-
+
++
+
++++
++++
++
Сульфид
-
++
+
+++

41.

42.

Регулирование стока
Экологическая роль озер
Изменение минерализации и
солевого состава вод
Влияние на микроклимат
прилегающего района
Участие в формировании
рельефа
Воздействие на грунтовые воды
Образование озерных
отложений
Создание специфических
условий для жизнедеятельности
организмов.

43.

Коэффициенты поверхностного стока
Угодья
Лес
Зябь
Залежь
Многолетние
травы
Стерня
Озимь
суглинистые
0,19
Почвы
супесчаные
0,03
песчаные
0,01
0,39
0,53
0,59
0,23
0,33
–
0,10
0,20
–
0,77
0,78
0,39
–
–
–

44.

45.

вынос в океан органического вещества – 300–380 млн.т/год

46.

Характеристика стадий цветения воды.
Стадия цветения воды
Биомасса фитопланктона,
г/м3 воды
Отсутствие цветения
Менее 2,5
Начальное цветение
2,5–10
Умеренное цветение
10–100
Интенсивное цветение
100–500

47.

Загрязняющие вещества в мировом стоке
Загрязняющие вещества
Количество в мировом стоке,
млн.т/год
Нефтепродукты
26,563
Фенолы
0,460
Отходы производства
синтетических волокон
5,500
Растительные органические
вещества
0,170
Всего
33,273

48.

49.

ВНЕШНИЙ ВИД
ТОЛЩИНА
(мкм)
КОЛИЧЕСТВО НЕФТИ
(л./кв.км.)
Едва заметна
0,038
44
Серебристый отблеск
0,076
88
Следы окраски
0,152
176
Ярко окрашенные
разводы
0,305
352
Тускло окрашенные
1,016
1170
Темно окрашенные
2,032
2310

50.

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ НЕФТИ:
Парафины (алкены) – до 90%. Легкие парафины летучи и растворимы в воде.
Циклопарафины (30–60%). Разложению поддаются плохо.
Ароматические углеводороды (20–40%). Летучие соединения (бензол, толуол,
ксилол), бициклические (нафталин), полуциклические (пирен).
Олефины (алкены) ( до 10%). Ненасыщенные нециклические соединения.

51.

Механизм и интенсивность самоочищения водоемов
Поступающие в водоем загрязнения вызывают в нем нарушение
естественного равновесия. Способность водоема противостоять
этому нарушению, освобождаться от вносимых загрязнений и
составляет сущность процесса самоочищения.

52.

Самоочищение водоемов представляет собой сложный комплекс физических,
физико-химических, химических и биохимических процессов.
Физические
Физико-химические
Перемешивание
и снижение
концентрации,
осаждение
нерастворимых
примесей
Химические
Коагуляция
Биологические
Нейтрализация,
гидролиз,
окисление
Трансформация
органических
веществ

53.

Понятие о качественном истощении водных ресурсов.
Методы контроля качества воды.

54.

Защита вод от загрязнения:
• уменьшение концентрации химических веществ в почвенно-
грунтовых, стоковых и дренажных водах (использование воды в
замкнутом производственном цикле; сокращение объемов
водопотребления и сбросов загрязнений и др.)
• предотвращение попадания загрязнителей в открытые и подземные
водные источники (устройство защитных водоохранных зон и
прибрежных полос);
• очистка сточных вод

55.

Водоохранная зона – территория водосбора, прилегающая к
водотоку или водоему, на которой устанавливается специальный
режим с целью предотвращения загрязнения, засорения и истощения
вод, нарушения водной и прибрежной экосистем.
Ширина: от 500 м до 3,5 км.

56.

В пределах водоохранной зоны запрещается:
применять ядохимикаты, авиаподкормки, жидкие минеральные и
органические удобрения;
размещать животноводческие фермы и комплексы, склады хранения
ядов и удобрений, нефтепродуктов, накопители стоков, поля
фильтрации;
устраивать свалки мусора, кладбища и скотомогильники, мойки
транспорта, базы отдыха, стоянки автомобилей;
строить мастерские, заправки;
добывать полезные ископаемые;
прокладывать коммуникации;
рубить лес;
организовывать садоводческие товарищества;

57.

Прибрежные полосы имеют ширину от 20 до 200 м.
Запрещено:
•Распахивать земли;
•Пасти скот;
•Устраивать водопой;
•Применять удобрения и ядохимикаты;
•Размещать садоводческие товарищества, базы отдыха, стоянки
транспорта и техники;
•Строить здания и сооружения (кроме водозаборных и
водорегулирующих объектов)

58.

59.

Значения ПДК биогенных веществ в воде, мг/л
Название вещества и его
химическая формула
Хозяйственнопитьевые воды
Рыбохозяйственные
воды
Нитраты (NO3)
10,0
9,0
Аммонийный азот (NH4+)
2,0
0,05
Метаванадат аммония (NH4VO3)
2,0
–
Нитрат аммония (NH4NO3)
2,0
0,5
Перхлорат аммония (NH4ClO4)
5,0
0,008
Тиоцинат аммония NH4SCN
0,1
0,5
Сульфамат аммония
NH4OSO2NH2
2,0
–
Сульфат аммония (NH4)2SO4
2,0
1,0
Хлорид аммония (NH4Cl)
2,0
1,2
Дихромат аммония (NH4)2Cr2O7
–
0,05

60.

16
З
а
г 14
р
я
з
12
н
е
н
и 10
е
в
о
д
н
ы
х
р
е
с
у
р
с
о
в
15
9,9
9,288
8
7,481
7,353
6
4
4
2
0
1
2
3
4
5
6
Примечание:1 – Брестская; 2 – Витебская; 3 – Гомельская; 4 – Гродненская; 5 –
Минская; 6 – Могилевская.
Оценка загрязнения водных ресурсов.

61.

Методы очистки воды и их характеристика.
1.Механический – применяется для удаления из сточной жидкости
нерастворенных и коллоидных частиц органического и минерального
происхождения путем длительного отстаивания. Специальными приспособлениями
являются песколовки, отстойники. Чаще всего такая очистка рассматривается как
предварительная.
2. Биохимический – основан на том, что в результате жизнедеятельности
микроорганизмов-минерализаторов перерабатываются и преобразуются сложные
органические соединения в минеральные безвредные вещества. Такая очистка
может производиться в условиях близких к естественным (биологические пруды,
поля фильтрации, поля орошения). Или в специально созданных условиях
(биологические фильтры).
3.Физико-химические : электрохимический в электрических полях;
электрокоагуляции, электрофлотация, ионный обмен, кристаллизация и др.

62.

Обеззараживание воды
Обеззараживание питьевой воды имеет важное значение в общем цикле
очистки воды и почти повсеместное применение, так как это последний
барьер на пути передачи связанных с водой бактериальных и вирусных
болезней. Обеззараживание воды является заключительным этапом
подготовки воды питьевого назначения. Использование для питья
поверхностной воды в большинстве случаев невозможно без
обеззараживания.
Обычными методами обеззараживания при очистке воды являются:
• хлорирование путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита
натрия или кальция;
• озонирование воды;
• ультрафиолетовое облучение.
Конкретный способ обеззараживания определяется с учетом
производительности и затрат.

63.

Вода благоволила литься!
Она блистала столь чиста,
Что – ни напиться, ни умыться.
И это было неспроста!
Ей не хватало ивы, тала
И горечи цветущих лоз.
Ей водорослей не хватало
И рыбы, жирной от стрекоз.
Ей не хватало быть волнистой,
Ей не хватало течь везде.
Ей жизни не хватало чистой
Дитилированной воде