Защита гидросферы
Ты — величайшее в мире богатство, но и самое непрочное — ты, столь чистая в недрах земли.
Можно умереть подле источника, если в нем есть примесь магния. Можно умереть в двух шагах
от солончакового озера. Можно умереть, хоть и есть два литра росы, если в нее попали
какие-то соли. Ты не терпишь примесей, не выносишь ничего чужеродного, ты — божество,
которое так легко спугнуть…
Но ты даешь нам бесконечно простое счастье.
(Антуан де Сент-Экзюпери Планета людей, VII. В сердце пустыни. Пер. с фр. Норы Галь)
Вода – одно из наиболее важных веществ на Земле, от которого зависит
состояние животного и растительного мира. Это самая распространенная неорганическая
составляющая живой материи. У человека вода составляет 63% массы тела, у грибов
– 80%, у медуз – 98%, в растениях содержится до 95% воды. Семена растений, в
которых содержание воды не превышает 10%, представляют собой формы замедленной
жизни. Такое же явление – ангидробиоз – наблюдается у некоторых видов беспозвоночных,
которые при неблагоприятных внешних условиях могут потерять большую часть воды из своих
тканей и сохранить жизнеспособность.
Вода в природе находится в непрерывном круговороте – все время расходуется и возобновляется.
Вода играет существенную роль как в биологических процессах, так и в климатических. Вода является универсальным растворителем химических веществ. Значительная роль воды на планете обусловлена ее физическими свойствами.
Вода обладает большой теплоемкостью 4,18 Дж/г·К (теплоемкость воздуха 1,009 Дж/г·К). В природных условиях вода медленно остывает и медленно нагревается, являясь регулятором температуры на Земле.
Плотность воды максимальна при 3,98°C и составляет 1,0 г/см3. Плотность воды
уменьшается как при повышении, так и при понижении температуры. Эта аномалия
обусловливает возможность жизни в водоемах, замерзающих в зимнее время. Так как
лед легче воды (его плотность ниже), он располагается на поверхности и защищает
лежащие ниже слои воды от промерзания. При дальнейшем понижении температуры
увеличивается толщина слоя льда, но температура воды подо льдом остается на
уровне ~4°C, что позволяет водным организмам сохранять жизнь.
Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Подсчитано, что ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3 сточных вод.
Основными источниками загрязнения гидросферы являются:
- промышленные сточные воды;
- хозяйственно-бытовые сточные воды;
- дренажные воды с орошаемых земель;
- сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы;
- водный транспорт.
Все загрязнители сточных вод подразделяются на три группы:
- биологические загрязнители: микроорганизмы – вирусы, бактерии; растения – водоросли; дрожжи, плесневые грибки;
- химические загрязнители: наиболее распространенными загрязнителями являются
нефть и нефтепродукты, СПАВ, пестициды, тяжелые металлы, диоксины, фенолы, аммонийный и нитритный азот и др.
; - физические загрязнители: радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, шлам, песок, ил, тепло и др.
;Химическое загрязнение может быть органическим (фенолы, пестициды), неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (ртуть, мышьяк, кадмий, свинец), нетоксичным. Эвтрофикация – явление, связанное с поступлением в водоемы большого количества биогенных элементов (соединений азота и фосфора) в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства.
В России концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК во многих водных объектах (табл. 6). При осаждении на дно водоемов вредные вещества сорбируются частицами пород, окисляются – восстанавливаются, выпадают в осадок. Однако, как правило, полного самоочищения не происходит.
Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и т.д.
Физическое загрязнение может быть радиоактивным, механическим, тепловым.
Очень опасно содержание в воде радиоактивных веществ даже в малых концентрациях.
Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них
радиоактивных отходов, захоронении отходов и т.д. В подземные воды радиоактивные
элементы попадают в результате их выпадения с осадками на поверхность земли и
последующего просачивания вглубь земли, либо в результате взаимодействия подземных
вод с радиоактивными горными породами.
Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (шлам, песок, ил и др.), которые могут значительно ухудшать органолептические показатели.
Тепловое загрязнение связано с повышением температуры природных вод в результате
их смешивания с технологическими водами. Температура сточных вод ТЭС, АЭС выше
температуры окружающих водоемов на 10ºC. При повышении температуры происходит
изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных
бактерий, выделению ядовитых газов – Н2S, СН4. Происходит цветение воды, ускоренное
развитие микрофлоры и микрофауны.
Для защиты поверхностных вод от загрязнения предусматриваются следующие экозащитные мероприятия.
- Развитие безотходных и безводных технологий, внедрение систем оборотного водоснабжения – создание замкнутого цикла использования производственных и бытовых сточных вод, когда сточные воды все время находятся в обороте, и попадание их в поверхностные водоемы исключено.
- Очистка сточных вод.
- Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.
Главный загрязнитель поверхностных вод – сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод является актуальной и экологически важной задачей.
- Механическая очистка
- Физико-химическая очистка
- Биологическая очистка
Используется для удаления из сточных вод взвешенных веществ (песок, глинистые частицы, волокна и т.д.). В основе механической очистки лежат четыре процесса:
- процеживание,
- отстаивание,
- обработка в поле действия центробежных сил,
- фильтрование.
Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. Применяют для удаления из сточных вод крупных и волокнистых включений (сточные воды целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности). Ширина зазоров составляет 10–20 мм.
Отстаивание основано на свободном оседании примесей с плотностью ρ > ρ воды или всплытии примесей с ρ < ρ воды. Процесс реализуется в песколовках, отстойниках, жироуловителях.
Песколовки используют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 250 мкм.
Отстойники используют для очистки сточных вод от более мелких взвешенных частиц или жировых веществ, нефтепродуктов.
Очистка сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Механизм действия аналогичен механизму действия газоочистных циклонов.
Фильтрование используют для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей с
малой их концентрацией. В основном используется два типа фильтров: зернистые – в
качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий,
сульфоуголь и др.
; тканевые – фильтровальные перегородки изготавливаются из
хлопчатобумажных материалов, шерстяных, керамических.
Применяются для удаления из сточных вод растворимых примесей, а в ряде случаев – для удаления взвешенных веществ.
Флотация заключается в обволакивании частиц примесей (маслопродуктов, мелкодисперсных взвесей) мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на поверхность, где образуется слой пены. В случае электрофлотации пузырьки газа образуются в результате электролиза воды при пропускании электрического тока (водород, кислород).
Коагуляция – это физико-химический процесс укрупнения мельчайших коллоидных и дисперсных частиц под действием сил молекулярного притяжения. В качестве коагулянтов применяют сульфат алюминия, хлорид железа. Если необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа получают электрохимическим путем (электролизом), то такой процесс называют электрокоагуляцией.
Реагентный метод заключается в том, что обработка сточных вод проводится
химическими веществами – реагентами, которые, вступая в химическую реакцию с
растворенными токсичными примесями, образуют нетоксичные или нерастворимые
осадки.
Например, для очистки фторсодержащих вод применяют гидроксид кальция,
хлорид кальция. В результате химической реакции с токсичными соединениями фтора
образуется плохо растворимый фторид кальция CaF 2, который может быть удален из
воды отстаиванием.
Нейтрализация – разновидность реагентного метода, предназначена для снижения концентрации свободных Н+ или ОН––ионов до установленных значений, соответствующих рН = 6,5–8,5. Нейтрализация кислых сточных вод осуществляется добавлением растворимых щелочей NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, а щелочных – добавлением кислот (соляной, серной).
Экстракция основана на перераспределении примесей сточных вод в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей (сточной воды и органической жидкости). Используется для выделения фенолов, жирных кислот, цветных металлов – меди, никеля, цинка, кадмия и др.
Ионообменная очистка заключается в пропускании сточной воды через ионообменные
смолы, которые содержат подвижные и способные к обмену ионы – катионы (чаще Н+)
или анионы (чаще ОН–).
В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы очистки сточных вод:
- озонирование,
- мембранные процессы очистки (ультрафильтрация, электродиализ),
- электроразрядные методы обработки воды,
- магнитная обработка и др.
Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические и некоторые неорганические соединения (H2S, NH3, нитриты и др.) в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности. При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа. Биологическую очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) или в специальных искусственных сооружениях – аэротенках, биофильтрах.
Аэротенки – это открытые резервуары, через которые медленно протекают сточные
воды, смешанные с активным илом.
Биофильтр – сооружение, заполненное загрузочным материалом (шлак, щебень, керамзит, гравий и т.п.), на поверхности которого развивается биологическая пленка из микроорганизмов.
Загрязнение воды, водоемов, гидросферы: причины и решение
Среди важнейших проблем, стоящих перед нами, особое место занимает загрязнение воды в России и во всем мире. Без этой жидкости невозможно существование жизни как таковой. Человек способен прожить без еды до 100 дней, но без воды он протянет не более 10 дней. И это неудивительно. Ведь вода составляет значительную часть человеческого организма. Известно, что более 60% тела взрослого человека составляет именно она.
Быстрая навигация по статье
- Основные источники загрязнения гидросферы
- Естественные источники загрязнения водоемов
- Загрязнение воды человеком
- Виды загрязнений
- Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов
- Нейротоксичное воздействие
- Канцерогенный эффект
- Генотоксичность загрязнителей воды
- Репродуктивные нарушения
- Нарушения энергообмена
- Какими заболеваниями грозят загрязнения питьевой воды
- Очистка воды
- Проблема загрязнения воды и ее решение на государственном и глобальном уровне
Основные источники загрязнения гидросферы
Все в мире источники загрязнения вод можно условно разделить на две категории:
- естественные;
- антропогенные.
Естественные источники загрязнения водоемов
Естественное загрязнение гидросферы вызывают следующие причины:
- вулканическая деятельность;
- вымывание прибрежной почвы;
- выделение продуктов жизнедеятельности организмов;
- останки мертвых растений и животных.
Пути решения проблемы природа определила для себя самостоятельно, без посторонней помощи. Существует природные механизмы очистки воды, которые безотказно действуют на протяжении тысячелетий.
Известно, что существует круговорот воды. С поверхности водоемов происходит испарение влаги, которая попадает в атмосферу. В процессе испарения производится очистка воды, которая затем в виде осадков попадает в почву, образуя подземные воды. Немалая их часть снова попадает в реки, озера, моря и океаны. Часть осадков попадает в водоемы сразу, минуя промежуточные стадии.
В результате такого круговорота вода возвращается в очищенном виде, поэтому экологическая проблема загрязнения воды решается сама собой.
Загрязнение воды человеком
Можно сказать, что загрязняет воду человек больше, чем все остальные живые организмы вместе взятые. Последствия загрязнения воды пагубно отражаются на всей окружающей среде. Вред, ежедневно наносимый человеком водной среде, сравним только с катастрофой глобального масштаба. Вот почему нельзя загрязнять гидросферу, а решение проблемы загрязнения водной среды является первостепенной задачей.
Последствия загрязнения водоемов таковы, что сейчас практически всю воду, присутствующую в том или ином виде на планете, нельзя назвать чистой. Загрязнение воды человеком делятся на три категории:
- индустриальные;
- сельскохозяйственные;
- бытовые.
Загрязнение гидросферы неуклонно растет. Правда, последнее время существует тенденция к его сокращению.
Загрязнение воды человеком может быть первичным или вторичным. При первичном вредные вещества оказывают непосредственное отрицательное воздействие на организм человека, флору или фауну.
Вторичным считается загрязнение водоемов, не связанное напрямую с вредным веществом, попавшим в гидросферу. Загрязнители воды становятся причиной вымирания организмов и вызывают рост количества останков животных или растений, также являющихся источниками загрязнения вод.
Виды загрязнений
Существует пять основных видов загрязнений гидросферы:
- химическое;
- биологическое;
- механическое;
- радиоактивное;
- тепловое.
Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов
Загрязнение воды и его последствия представляют серьезную опасность для здоровья и жизни организмов, населяющих нашу планету. Существует следующие виды такого воздействия:
- нейротоксичное;
- канцерогенное;
- генотоксичное;
- сбой репродуктивной функции;
- нарушение энергообмена.
Нейротоксичное воздействие
Отравление нервной системы тяжелыми металлами способно причинить вред нервной системе человека и животных и вызывать психические расстройства.
Они могут стать причиной неадекватного поведения. Такое загрязнение водоемов может вызвать необоснованную агрессию или суицид его обитателей. Известно, например, множество случаев, когда по непонятной причине киты выбрасывались на берег.
Канцерогенный эффект
Употребление загрязненной воды является причиной онкологических заболеваний. Под действием отравляющих веществ абсолютно здоровые клетки организма способны переродиться в раковые, вызывая образование злокачественных опухолей.
Генотоксичность загрязнителей воды
Генотоксичные свойства загрязнителей заключаются в способности нарушать структуру ДНК. Это может вызвать серьезные заболевания не только у человека, в организм которого попали вредные вещества, но и пагубно отразиться на здоровье его потомков.
Репродуктивные нарушения
Часто бывает так, что отравляющие вещества не приводят к летальному исходу, но все же становятся причиной вымирания популяции живых организмов.
Под влиянием опасных примесей, содержащихся в воде, они теряют способность к воспроизводству.
Нарушения энергообмена
Некоторые загрязнители воды обладают способностью угнетать митохондрии клеток организма, что приводит к потере способности вырабатывать энергию. Последствия загрязнения воды могут быть таковы, что многие жизненные процессы обитателей водоемов замедляются или останавливаются, вплоть до смертельного исхода.
Какими заболеваниями грозят загрязнения питьевой воды
В загрязненной воде могут содержаться патогенные микроорганизмы, вызывающие самые опасные заболевания. Чтобы осознать, в чем заключается опасность загрязнения водоемов и к чему они могут приводить, кратко перечислим некоторые из этих болезней:
- холера;
- тиф;
- онкология;
- врожденные патологии;
- ожог слизистых оболочек;
- амебиаз;
- шистосомоз;
- энтеровирусная инфекция;
- гастриты;
- психические отклонения;
- лямблиоз.
Опасность данной ситуации начали осознавать не только специалисты, но и обычные жители. Об этом говорит повышение спроса на очищенную бутилированную и разливную воду по всему миру. Люди покупают такую воду, чтобы гарантированно избежать попадания в организм опасных возбудителей болезней.
Очистка воды
Главным виновником химического загрязнения воды является производственная деятельность. Хотя наиболее активно воду загрязняют промышленные предприятия, которые активно сбрасывают вредные вещества в окрестные водоемы. Там может содержаться вся таблица Менделеева. Кроме выброса химических элементов происходит тепловое и радиационное загрязнение. Проблеме безопасности стоков уделяется катастрофически мало внимания. Во всем мире можно пересчитать по пальцам производства, которые полностью очищают свои стоки, делая их безопасными для окружающей среды.
Сброс ряда загрязняющих веществ в составе сточных вод нередко осуществлялся без утверждённого разрешения на сброс загрязняющих веществ в окружающую средуЭто происходит не из-за нерадивости руководства, а из-за чрезвычайной сложности технологии очистки.
Вот почему нельзя загрязнять водоемы. Ведь проще предотвратить загрязнение, чем организовывать очистку.
Решить проблему загрязнения частично помогают очистные сооружения. Независимо от причины загрязнения существуют следующие виды очистки воды:
- Механическая. Это простейшая технология, именно на ее основе были созданы первые очистные сооружения. Она заключается в том, что на пути водного потока устанавливаются решетки и фильтры, задерживающие крупные частицы мусора. Такие устройства нуждаются в периодической чистке. Механические очистные сооружения
- Специализированная. Эта разновидность помогает очистить воду от загрязнителей определенного вида. В загрязненную среду вводятся коагулянты, вызывающие слипание посторонних частиц и выделение их в виде хлопьев. Таким образом обычно избавляются от нефтяных и масляных пятен.
- Химическая. При химической очистке вредные примеси вступают в реакцию со специальным реагентом, после чего химический состав воды возвращается в состояние, близкое к первоначальному.
- Третичная. Это комплексный метод, позволяющий добиться наилучших результатов. Вода обрабатывается специальными составами, какие позволяют использовать ее даже в быту и пищевой промышленности.
В общем, пути решения проблемы существуют.
Проблема загрязнения воды и ее решение на государственном и глобальном уровне
Мировая статистика отмечает быстрый рост потребления воды. Основные причины этого заключаются в стремительном развитии производства и росте численности населения земного шара.
Например, в США ежедневное потребление воды составляет 3600 миллиардов тонн. Еще в 1900 году американцам хватало 160 миллиардов литров в день. Сейчас страна стоит перед необходимостью очистки и повторного использования водных ресурсов.
Западная Европа уже перешагнула через этот порог. Например, вода, которую берут из Рейна, используется повторно до 30 раз.
Значительно сократить расход воды уже невозможно, ведь для этого придется сокращать производства и отказаться от многих благ цивилизации.
Влияют и факторы загрязнения, ведь сокращается объем воды, пригодной для употребления. Поэтому следует больше внимания уделять поддержанию чистоты водных ресурсов.
Проблема является общей для всего человечества, ведь перемещение водных масс не знает государственных границ. Если в одной стране не относятся бережно к чистоте водных ресурсов, отчего загрязняется Мировой океан, от этого страдает экология нашей планеты.
Загрязнение Мирового океана пластмассовыми отходами. Пластиковые отходы приплыли из густонаселенных зон континентального побережья в результате сбросаСостояние воды в России волнует общественность не меньше, чем во всем мире. И тут у нашей страны нет разногласий с остальным мировым сообществом. Ведь сохранить водные ресурсы можно только совместными усилиями.
Гидросфера – уроки климата
Изабелла Кловс, Кэтрин Корбин и Фрэнк Форд
Abstract
Гидросфера играет важную роль на Земле и жизненно важна для поддержания всей существующей жизни.
Изменение климата оказало большое влияние на гидросферу, что привело к бесчисленным негативным последствиям. Сжигание ископаемого топлива значительно изменило весь мир, включая гидросферу, вызвав повышение уровня CO 2 в атмосфере. Взрыв CO 9Уровни 0007 2 не только повлияли на потепление планеты, что привело к таянию арктических льдов, повышению уровня моря, потеплению океана и обесцвечиванию коралловых рифов, но также привели к повышению уровня pH океан. Эти и многие другие тенденции предсказывают тяжелое будущее для здоровья гидросферы и жизнеспособности Земли в целом.
Гидросфера
Гидросфера — это климатическая система на Земле, в которую входят все водоемы. Вода является самым распространенным веществом на планете и связана со всеми различными климатическими системами на Земле. Вода, обеспечиваемая гидросферой, является одним из основных компонентов системы жизнеобеспечения, присутствующей на Земле, и важным компонентом самовоспроизводящейся жизни.
Гидросфера также включает в себя круговорот воды, который включает движение воды через различные фазы (рис. 1). Земля имеет обилие воды, что делает ее уникальной для других планет. Взаимодействие человека и изменение климата сильно повлияли на гидросферу (Kundzewicz, 2008). Основные причины этого изменения включают сжигание ископаемого топлива, загрязнение нитратами и поглощение CO 2 в атмосферу. Эти изменения в гидросфере только усилили глобальное потепление.
В результате изменений, вызванных изменением климата, ледники растаяли, и все существующие на Земле водоемы значительно пострадали. Что касается взаимодействия человека с окружающей средой, то атмосфера и гидросфера сильно страдают от последствий сжигания ископаемого топлива. Как только все ископаемые виды топлива, имеющиеся на Земле, будут использованы, эффект от сжигания этих ископаемых видов топлива и производимых выбросов нанесет необратимый ущерб гидросфере, от которого планета не сможет оправиться (Valero et al.
, 2011). Гидросфера играет такую важную роль на Земле, поскольку она поддерживает и поддерживает жизнь. Загрязнение азотом также нанесло ущерб гидросфере. Азотное загрязнение гидросферы вызвано минерализацией почвенного азота, удобрений, отходов животноводства или сточных вод (Хитон, 1986).
Поскольку при сжигании ископаемого топлива в атмосферу выбрасывается избыток углекислого газа, часть этого избытка поглощается океаном. Углекислота образуется, когда CO 2 реагирует с водой, понижая уровень pH морской воды и делая океан более кислым. По состоянию на 2013 год уровень pH был на 0,1 pH ниже, чем уровень pH в доиндустриальные времена (Barford, 2013). Кислотность океана сильно влияет на организмы, живущие в нем, и многие из них страдают, когда вода становится более кислой. Одним из пострадавших организмов является жизненно важный фитопланктон; микроскопические организмы, которые фотосинтезируют для создания энергии. Фитопланктон составляет нижнюю часть пищевой цепи в сложных пищевых сетях, которые присутствуют в океане.
Этот фитопланктон также выделяет диметилсульфид (ДМС), который попадает в атмосферу и производит серную кислоту (Barford, 2013). Серная кислота считается легким аэрозолем и способствует образованию облаков в атмосфере, которые отражают солнечное излучение, а не удерживают его, как это делают парниковые газы (Osorio et al., 2008, рис. 2). Если бы производство ДМС могло увеличиться по мере того, как CO 2 уровень в атмосфере увеличился, тогда это создало бы петлю отрицательной обратной связи, регулирующую последствия изменения климата. Однако это не так. Кислотность океана наносит вред фитопланктону и вырабатывает меньше ДМС. Реальность представляет собой петлю положительной обратной связи, в которой избыточное количество CO 2 вызывает нагревание Земли, делает океан более кислым, снижает количество серы в атмосфере и препятствует естественному охлаждающему эффекту от легких аэрозолей, тем самым увеличивая глобальные согревает еще больше. Производство ДМС действительно увеличивается в более теплых водах, но разрушительное воздействие кислотного океана перевешивает любое увеличение производства из-за более высоких температур (Барфорд, 2013).
Воздействие изменения климата можно более четко увидеть в определенных частях гидросферы. Один особый случай, озеро Байкал, расположенное на юге Сибири, Россия, испытывает сильные последствия изменения климата. Озеро Байкал является самым биоразнообразным озером в мире благодаря кислороду, присутствующему в его глубинах, и содержит 20% мировых запасов жидкой пресной воды (Moore et al., 2009).). В его местоположении очень холодные зимы, и это один из немногих регионов Земли, испытывающих наиболее значительные последствия изменения климата, с повышением температуры на 1,2 градуса Цельсия за столетие (Moore et al., 2009). Это изменение температуры сильно влияет на абиотические процессы, которые необходимы для поддержания текущего состояния озера и организмов. Более теплая зима приводит к уменьшению ледяного покрова, что снижает идеальные условия для цветения фитопланктона весной.
Прогнозируется, что этот измененный климат также приведет к увеличению количества снегопадов, которые покроют лед и заблокируют попадание света в воду, что еще больше повредит цветению фитопланктона. Поскольку фитопланктон обеспечивает большую часть энергии для водных организмов посредством фотосинтеза, этот эффект оказывает разрушительное воздействие на всю разнообразную жизнь в озере Байкал. При меньшем ледяном покрове вода также подвергается воздействию более теплого воздуха, и поэтому температура поверхности озера повышается. Меньшие фотосинтезирующие организмы процветают при более высоких температурах, поэтому более крупные фотосинтезирующие организмы постепенно исчезают, что приводит к снижению производства энергии (Moore et al., 2009).). Рыбам, которые живут в более холодной воде, приходится уходить глубже в озеро, что нарушает пищевую цепь, отделяя хищников от добычи. Характер ветра в этом районе также меняется, что приводит к изменению стратификации воды в озере, в результате чего в некоторых участках озера не хватает кислорода (Moore et al.
, 2009). Эти и многие другие примеры показывают, что изменение климата на озере Байкал атакует со всех сторон и окажет огромное влияние на жизнь, которая веками населяла это озеро.
Изменения в гидросфере сильно влияют на населяющие ее организмы. Изменение климата и его негативное влияние на гидросферу сильно повлияли на рыбу и других морских обитателей (Roessig et al., 2004). Ключевым показателем наносимого ущерба является таяние ледников. Обилие пресной воды, поступающей в океан в результате таяния ледников, может влиять на циркуляцию океана, изменяя движение морской воды по всему миру и влияя на экосистемы и многие виды деятельности человека, такие как сельское хозяйство (Dyurgerov & Meier, 2005). Ледниковый сток также вызывает повышение уровня моря, что может привести к опустошению прибрежных населенных пунктов. За один год с 2018 по 2019 г.произошло глобальное повышение уровня моря на 0,24 дюйма (Lindsey, 2020). Этот невероятно быстрый темп продолжает увеличиваться с каждым годом.
Так почему же ученых так волнует подъем воды? Одна из причин заключается в том, что на побережье проживает много людей, в том числе сорок процентов населения США (Lindsey, 2020). Миллионы человеческих жизней могут быть вырваны с корнем, если уровень моря поднимется достаточно высоко. Даже если наводнения не приведут к гибели некоторых городов, соленая вода все равно может загрязнить питьевую воду, и естественной защиты от штормов будет меньше. Подъем воды в океане является хорошо известным результатом таяния льда, однако он создает множество дополнительных проблем, о которых часто не упоминают.
В дополнение к изменениям, вызванным таянием ледников, под водой можно наблюдать изменения в одном из наиболее важных аспектов океана; коралловые рифы. Коралловые рифы обеспечивают защиту берегов для прибрежных сообществ и рабочие места для местных жителей благодаря рыбной ловле, отдыху и туризму.
Кроме того, они служат убежищем для рыбы днем и угодьем для охоты ночью. Потепление земных океанов уже вызвало катастрофическое обесцвечивание кораллов, и по мере того, как океаны продолжают нагреваться, эти явления будут происходить все чаще (Mumby et al., 2011). Обесцвечивание коралловых рифов приводит к потере жизненно важной среды обитания для многих различных видов рыб и финансовым потерям для прибрежных городов. После тщательного анализа будущих температур океана было установлено, что «быстрое» повышение температуры океана на один-два градуса по Цельсию не позволит коралловым рифам акклиматизироваться или адаптироваться. Следовательно, это приведет к гибели или обесцвечиванию многих рифов по всему миру. У всех коралловых рифов есть предел того, какие колебания температуры океана они могут выдержать. Прогнозируемое повышение температуры океана превысит порог выживания для большинства коралловых рифов (Mumby et al., 2011). Как только этот порог будет превышен, коралловые рифы начнут умирать, и эта потеря будет необратимой.
В то время как коралловые рифы могут и будут пытаться адаптироваться к изменениям температуры океана, быстрота будущих тенденций потепления не позволит полностью адаптироваться, что приведет к огромным потерям экосистемы коралловых рифов.
В целом гидросфера сильно пострадала от изменения климата. Сжигание ископаемого топлива и загрязнение азотом оказали влияние на гидросферу. Это привело к тому, что водоемы стали более кислыми из-за большего количества CO 2 и негативно повлияли на виды, населяющие их. Коралловые рифы также подверглись негативному воздействию, нанеся вред и населяющим их видам. Это изменение также вызвало таяние ледников и повлияло на процессы в гидросфере. Результаты изменения климата сильно повлияли на гидросферу и организмы, которые от нее зависят, и вскоре могут нанести ущерб деятельности человека.
Ссылки
Барфорд, Э. (25 августа 2013 г.). Повышение кислотности океана усугубит глобальное потепление. Природа . https://doi.
org/10.1038/nature.2013.13602
Дюргеров, М.Б., и Мейер, М.Ф. (2005) Ледники и меняющаяся система Земли: снимок 2004 года. Случайная статья, 58. Университет Колорадо http://instaar.colorado.edu/uploads/occasional-papers/OP58_dyurgerov_meier.pdf
Хитон, THE (1986). Изотопные исследования азотного загрязнения гидросферы и атмосферы: Обзор. Химическая геология: изотопная наука о Земле , 59 , 87-102. https://doi.org/10.1016/0168-9622(86)-X
Кундзевич, З. В. (2008). Гидросфера. В Энциклопедия экологии, стр. 1923-1930. https://doi.org/10.1016/B978-008045405-4.00740-0
Линдси, Р., (2020). Изменение климата: глобальный уровень моря. NOAA Climate.gov. https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-global-sea-level
Мур М.В., Хэмптон С.Е., Изместьева Л.Р., Силов Е.А., Пешкова Е.В., Павлов Б.К. (2009). Изменение климата и «священное море» мира — озеро Байкал, Сибирь. Биологические науки, 59, 405-417.
https://doi.org/10.1525/bio.2009.59.5.8
Мамби, П.Дж., Эллиотт, И.А., Икин, К.М., Скирвинг, В., Пэрис, К.Б., Эдвардс, Х.Дж., Энрикес, С., Иглесиас-Прието, Р., Черубин, Л.М., и Стивенс, Дж.Р. (2011). План резервирования на случай неопределенной реакции коралловых рифов на изменение климата. Ecology Letters , 14 (2), 132–140. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2010.01562.x
Осорио, Дж., Мендоса, Б., и Веласко, В. (2008). Тренд метансульфокислоты, связанный с бериллием-10 и солнечным излучением. Материалы 30-й Международной конференции по космическим лучам, 1, 501-504. https://indico.nucleares.unam.mx/event/4/session/40/contribution/740/material/paper/0.pdf
Россиг, Дж., Вудли, К., Чех, младший, Дж., и Хансен, Л. (2004). Последствия глобального изменения климата для морских и эстуарных рыб и рыболовства. Отзывов по биологии рыб и рыбному хозяйству , 14 (2), 251–275. https://doi.org/10.1007/s11160-004-6749-0
Валеро, А.
, Агудело, А., и Валеро, А. (2011). Сумеречная планета. Модель истощенной атмосферы и гидросферы. Energy , 36 (6), 3745-3753. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.07.017
Гидросфера — глобальное изменение климата
Разные сферы > Гидросфера
|
Когда в прошлом конвейерная лента меняла скорость, это влияло на глобальный климат и температуру. Чрезвычайно важно понять, как гидросфера взаимодействует с другими сферами и как это влияет на глобальное изменение климата. Есть много неотложных вопросов, которые мы должны рассмотреть и которые касаются непосредственно гидросферы. 
Например, сокращение ледяных щитов Западной Антарктики и Гренландии, аналогичное сокращению в прошлом, приведет к повышению уровня моря на 10 и более метров. Это затопило бы береговые линии по всему миру, включая Чарльстон, Южная Каролина.
Ученые опасаются не только немедленного эффекта, но и того, что таяние вечной мерзлоты высвободит в атмосферу огромное количество углекислого газа (CO 2 ) и метана (CH 4 ), которые когда-то были захвачены замороженным органическим материалом. воздействовать на окружающую среду в гораздо более длительном масштабе времени. Добавленные парниковые газы будут способствовать дальнейшему глобальному потеплению, задерживая тепло в атмосфере.
промышленных отходов, а также просачиванием минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов в водные источники Земли. 
Это вызвало биотические изменения в некоторых районах, таких как Северное море, где продуктивность цианобактерий выше, а продуктивность диатомей ниже. 