Пресноводные водоемы и природная вода
Гидросферу образуют океаны, моря, водные объекты суши (реки, озера, болота и водохранилища), а также подземные воды, ледники и снежный покров.
Поверхностные воды суши
По сравнению с океаном, пресные воды занимают небольшую часть поверхности Земли; на их долю приходится лишь около 0,5% общего объема гидросферы. Однако для человека континентальные водоемы и водотоки играют столь же важную роль, как и океанические.
Во-первых, континентальные водоемы и водотоки – основной источник пресной воды для бытовых и промышленных нужд. Во-вторых, пресноводные экосистемы используются человеком как удобные и дешевые системы переработки отходов.
Естественные пресноводные биотопы можно разделить на два класса: стоячие водоемы (озера, пруды, старицы) и проточные водотоки (реки и ручьи). Резких границ между этими группами, а тем более внутри каждой из них, не существует.
В целом, стоячие водоемы обладают малой динамической активностью. В них могут возникать застойные зоны, характеризующиеся дефицитом кислорода.
Главной особенностью водотоков является наличие более или менее выраженного течения, которое, как правило, усредняет распределение физических условий водной среды.
Под влиянием направленного антропогенного воздействия в гидросфере сформировался третий, весьма обширный класс биотопов с промежуточными свойствами. Это – водохранилища, сочетающие в себе признаки водоемов и водотоков.
Пресные водоемы отличаются от океанических разнообразием условий и высокой степенью дискретности. Изолированность континентальных водоемов и водотоков друг от друга, индивидуальность гидрологического режима и большая зависимость от сухопутного окружения создают весьма существенные различия между водоемами даже в географически близких районах. Особенно вариабельны искусственные водоемы, из которых одни подвергаются прогреванию (сброс теплых вод), другие сильному загрязнению, третьи – периодическому осушению и промерзанию.
Пресная вода на планете составляет менее 3% от общих ее запасов, из них 75% находится в Арктике и Антарктике, 20% приходится на подземные воды и только 1% сосредоточен в реках, озерах и облаках. Для многих регионов проблема пресной воды является одной из самых важных экологических проблем.
Что такое природная вода?
Природная вода представляет собой раствор солей, органических веществ и газов. В основном природная вода образуется в результате выпадения дождей, реже она имеет глубинное происхождение, то есть представляет собой конденсат паров, поднимающихся из земных недр.
Химический состав озерных, речных и грунтовых вод меняется в широких пределах и зависит от состава пород, почвенного покрова и растительности.
В настоящее время имеется несколько классификаций химического состава природных вод. Например, по гидрохимическим показателям в природных водах определяются следующие важные характеристики:
1. Главные соединения, содержащиеся в воде, называются макрокомпонентами. К ним относятся соединения калия, натрия, магния, кальция. Следует заметить, что в океанической воде, независимо от абсолютной концентрации, соотношение между главными компонентами основного солевого состава остается всегда постоянным.
2. Концентрация растворенных газов (кислорода, азота, сероводорода, аммиака и метана) определяется их парциальным давлением.
3. Биогенные элементы (продукты жизнедеятельности организмов) – главным образом неорганические соединения азота и фосфора. Их концентрация в пресных водоемах изменяется в очень широких пределах: от следов до 10 мг/л. К биогенным элементам относятся также соединения кремния, находящегося в воде в виде коллоидных или растворенных форм, соединения железа, в основном в форме коллоидных гидроксидов железа или органических комплексов.
4. Растворенные органические вещества (РОВ), то есть органические формы биогенных элементов. Эта группа включает практически все классы органических соединений. В эту группу входят вещества, придающие воде запах и цвет.
5. Микроэлементы. В эту группу входят все металлы, например, медь, марганец. Они встречаются в природных водоемах в очень малых концентрациях.
6. Живая биомасса бактерий и микроорганизмов.
Поверхностные природные воды характеризуются высоким содержанием нерастворимых веществ – в частности, органических соединений. Помимо частиц песка и глины, они содержат лесс, илистые вещества, различные карбонаты, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, гидроксиды алюминия, марганца и железа, высокомолекулярные органические примеси гумусового происхождения (иногда в виде органоминеральных комплексов), планктон и др. Содержание взвешенных частиц в поверхностных водоемах меняется от нескольких единиц до десятков тысяч на литр. Размеры частиц веществ, находящихся во взвешенном состоянии, варьируются от грубодисперсных до коллоидных.
За счет антропогенной деятельности в химический состав природных вод можно внести еще одну разновидность соединений – это токсичные загрязняющие вещества: тяжелые металлы, нефтепродукты, хлорорганические соединения, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), фенолы. При хлорировании природной воды в ней могут также образоваться диоксины.
Всего в природных водах в заметных количествах содержится около 50 химических элементов.
Гидросфера, как и все другие геосферы планеты, имеет естественный радиоактивный фон. Его основными источниками являются изотопы калия, урана, тория, протактиния и продукты их распада. Например, более 90% общей радиоактивности морской воды формируются изотопами урана, тория и радия. Естественная радиоактивность дождевой воды иногда может достигать довольно высокой величины, которая, однако, достаточно быстро уменьшается со временем. Это обусловлено наличием в такой воде короткоживущих продуктов распада инертного газа радона.
Природная вода, которой мы пользуемся ежедневно, – не простое химическое соединение. Она различна в разных регионах, а ее химический состав зависит от совокупного действия множества факторов.
Источник
Пресные водоёмы. Экосистемы пресных водоёмов.
Канадская казарка вьет гнезда на островках пресноводных озер.
Живая кровь земли — вода, выпадающая в виде дождя и поглощаемая корнями растений; без воды невозможна никакая жизнь. Но дождевая вода частично дренируется, просачивается сквозь грунт и образует болота, ручьи, горные потоки, вливается в реки, пруды, озёра — водоемы, которые представляют собой отдельные экосистемы.
Река мощная артерия, питаемая сетью меньших артерий, текущих по области стока от водораздела; река несёт свои воды в море, там вода испаряется, собирается в тучи и выпадает дождем. Циркуляция начинается сначала. Высоко на окутанных облаками вершинах, на отрогах и скалах осаждаются капли и сбегают тонкими струйками в ручейки и ручьи; горные потоки мчатся вниз и впадают в реку.
Реке, переполненной водами притоков, становится тесно в своем русле, она размывает берега и углубляет ложе. От того, как это делается, зависит глубина и ширина реки. Река может выйти из берегов, тогда случаются наводнения, после которых на почве остается ил. Если река в нижнем течении несёт очень много ила, он отлагается в устье, образуя дельту. Такие дельты имеют Нил, Рона, Миссисипи. Там, где ледник оставил впадину или просто осела земля, например в долине Рифт в Африке, река в половодье образует старицы, озёра.
Болота те же озёра, но, как правило, мелкие и потому сплошь покрытые растениями. Прибрежные болота имеют солёную воду, так как их заливает морем. Если начинают наступать тростники, болото превращается в трясину. Тростники растут, гибнут, гниют, образуя подстилку, которая захватывает всякие растительные остатки.
Пруд — небольшой пресноводный водоём, мелкий, непроточный; по всему его дну растут укоренившиеся растения. Вода совсем неподвижна, и температурный перепад между поверхностью и дном может быть очень велик. Пруды удивительно разнообразны, но, раз увидев их, ни с болотом, ни с лужей уже не спутаешь.
Перед животными, обитающими в воде, стоят две проблемы: как обеспечить себя кислородом и как удержаться на месте.
Содержание кислорода в воде разных водоёмов разное. Текучие, бурливые воды реки захватывают кислород из воздуха, реки богаты кислородом. Пруды со стоячей водой не могут насыщаться кислородом воздуха: содержание кислорода в них зависит в значительной степени от растений. Растения выделяют кислород в процессе фотосинтеза, который прерывается с заходом солнца. Поэтому ночью кислород в озеро или пруд не поступает. Вода в тёмных, заросших прудах почти не содержит кислорода. А вот чистая холодная вода реки очень богата кислородом. Рыба дышит кислородом воды, проходящей через жабры.
Обыкновенная лягушка. В конце осени она впадает в спячку. Весной просыпается и спешит к пруду, в котором мечет икру.
Лягушки дышат ртом и через кожу на суше и только через кожу в воде; у головастиков имеются жабры. Водные пресмыкающиеся, включая крокодилов, чтобы дышать, должны время от времени подниматься из глубины на поверхность. То же делают выдры, ондатры, норки, бобры, тюлени, водяные полевки и куторы.
Водяные жуки проводят почти всю жизнь в воде прудов. Они могут летать и часто летают, но покидают воду они не для того, чтобы дышать. Повиснув под водой головой вниз, водяной жук высовывает из воды конец брюшка и, приподнявши надкрылья, набирает воздух в трахеи. Этим воздухом жук может некоторое время дышать под водой. Его личинка для дыхания тоже должна подняться к поверхности воды.
Некоторые пресноводные улитки имеют жабры и могут дышать под водой. Другие дышат лёгкими, которые они наполняют воздухом, вынырнув на поверхность. Первые живут преимущественно в чистой проточной воде, богатой кислородом, вторые главным образом в прудах, где кислорода меньше. Когда прудовики обитают в воде, богатой кислородом, то они могут оставаться под водой гораздо дольше, дыша через ткани. Прудовик, наполнив легкие воздухом, становится невесомым, как поплавок, и без труда всплывает на поверхность. Но он может также легко уйти в глубину, выдохнув воздух и спрятавшись в раковину.
| Водные насекомые выработали различные приспособления для дыхания под водой. Личинка жучка-радужницы получает воздух из корней растений. Водяной скорпион дышит при помощи длинной дыхательной трубочки. Личинки поденки имеют трахейные жабры, состоящие из ряда пластинок. У жука-плавунца последний сегмент брюшка покрыт волосками, в которых задерживается попавший под надкрылья воздух. Личинка комара имеет на заднем конце тела дыхательные трубочки, которые она постоянно выставляет из воды; поэтому комаров можно уничтожать, разбрызгивая на поверхности водоема керосин. Личинка мухи ильницы-пчеловидки, так называемая крыска, живёт в чёрной, гниющей грязи мелких водоемов; она роется на дне в иле, выставив из воды свой длинный хвост, через который дышит. Этот хвост (вернее, дыхательная трубка) устроен как перископ: он может укорачиваться и удлиняться в зависимости от глубины лужи, в которой крыска живет. Другие водные животные добывают кислород, содержащийся в стеблях растений. Третьи покрыты несмачивающимися волосками, которыми они улавливают кислород в придачу к кислороду, получаемому из воды. Большинство простейших организмов дышат через оболочку.
Водяной паук-серебрянка (фото с сайта: kuraev.ru). Водяной паук (паук-серебрянка), поднявшись на поверхность, набирает в свои волоски пузырьки воздуха, опускается под воду и остается там какое-то время; если ему нужно побыть под водой подольше, иной раз несколько месяцев кряду, водяной паук сооружает себе воздушный колокол. Он ткет небольшую паутинку и прилепляет ее к водоросли. Затем поднимается на поверхность, забирает брюшком с волосками пузырь воздуха и, опустившись в воду, помещает его под паутинкой. Воздух стремится вверх, выпячивает паутинку, и образуется колокол. Внутри колокола паучиха может жить, не заботясь о кислороде. В этом подводном уединении она дает жизнь потомству. Для зимней спячки паук делает ближе к зиме на большей глубине еще один колокол. Как удержаться на месте — эта задача стоит перед всеми водными животными и растениями, особенно перед обитателями быстро текущих вод. В непроточной воде прудов и озёр водоросли стоят неподвижно, а животные, если нужно, без труда удерживаются на месте. То же и в тихих водах стариц, за исключением поры половодья, когда покой их обитателей нарушают паводковые воды. Там, где вода подвержена волнению, например в прибрежной полосе большого озера, или сбегает по горному склону из одного пруда в другой, растения и животные нуждаются в особых приспособлениях, чтобы противостоять движению воды.
Угри и лососи выделяются среди других рыб; это так называемые проходные рыбы. Они постоянно странствуют из пресных вод в солёные и обратно. Угри родятся в океане, растут в пресных водах, где ведут хищный образ жизни, и в конце концов возвращаются в океан, где мечут икру. Лосось, наоборот, родится в реке, здесь вырастает, ведя хищный образ жизни, и уходит в море, где становится взрослой особью; для нереста лосось возвращается в родную реку. Бобры, живущие вблизи воды, известны своими гидротехническими сооружениями, которые могут даже видоизменить ландшафт. Из брёвен, прутьев, глины и камней они строят дамбы, которые поддерживают необходимый для их жилищ уровень воды, но благодаря этим дамбам затопляются окрестности и начинают развиваться болота — среда обитания для множества новых видов животных. Бобры валят деревья и обгрызают кору. Очистив от деревьев прибрежную полосу, бобры продвигаются дальше, оставляя позади себя пышные луга. Когда бобры покидают свое поселение, дамба разрушается. Уровень воды падает, и ландшафт возвращается к своему первоначальному виду. Спустя некоторое время на луга начинает наступать лес, тогда бобры могут опять вернуться на старое место, и всё повторится вновь. Пресная вода. Источники пресной воды.Всего воды на Земле содержится примерно 1500 млн. км3, причём пресные воды составляют порядка 10% общего планетарного запаса воды. Пресная вода подразделяется на две группы: обычную воду и минеральную. В переделах каждой группы вода сильно отличается по составу в связи с геологическими и географическими особенностями. Эта классификация справедлива для вод естественного происхождения, но, помимо них, существуют искусственные воды, создаваемые человеком целенаправленно или в качестве отходов хозяйственной деятельности. К ним относятся искусственные минеральные воды, опресненная вода (из морской) и дистиллированная вода, а также особые воды, насыщенные тем или иным компонентом, например серебряная вода. Что же касается жидких отходов, то они представлены сливами и сточными водами. Источники пресной воды:
Расход пресной воды ? человеком. Приблизительно 10% пресной воды расходуется на домашние нужды, остальное идет на нужды сельского хозяйства и промышленности. Для получения 400 грамм сахара требуется около 200 л воды, для выращивания одного фунта (400 г) зерна (с учётом осадков) 700 л воды, а для получения одного фунта синтетической резины 1200 л воды. Подробнее про источники воды на земле: Всё про воду . Озеро Байкал. Байкал расположен почти в центре Азии, на широте Москвы и Лондона. Площадь водного зеркала озера — 31500 км2, что примерно равно площади такого государства, как Бельгия. Вода Байкала отличается необыкновенной чистотой и прозрачностью. Белый диск Секки, применяемый для определения прозрачности воды, виден в Байкале до глубины 40 метров, тогда как прозрачность вод Каспийского моря не превышает 25 метров, озера Севан — 20 метров. Уступают Байкалу по прозрачности вод и прославленные альпийские озёра. Объем воды в Байкале достигает около 23 тысяч кубических километров, что составляет 20% мировых и 90% российских запасов пресной воды. В Байкале воды больше, чем во всех пяти Великих американских озерах вместе взятых — которые составляют в сумме лишь до 22 725 км3. Ежегодно экосистема Байкала воспроизводит около 60 кубических километров прозрачной, насыщенной кислородом воды. Пищевую пирамиду озёрной экосистемы венчает типично морское млекопитающее — тюлень, или байкальская нерпа. Байкальская нерпа — единственный представитель млекопитающих в озере. В течение почти всего года она обитает в воде, а осенью образует массовые залежки на каменистых берегах озера.
Грунтовые воды.(по материалам: priroda.su) В 2008 г. ЮНЕСКО опубликовала карту мира запасов пресных подземных вод. Синие области на карте – территории богатые грунтовыми водами, коричневые – зоны, где ощущается нехватка подземных пресных вод. К странам, с большими запасами грунтовых вод можно отнести Россию, Бразилию, а также ряд экваториальных африканских стран.
Нехватка чистой пресной поверхностной воды заставляет многие страны активнее использовать подземные воды. В Евросоюзе уже 70% всей воды, используемой водопотребителями, берётся из подземных водоносных слоёв. В засушливых странах вода практически полностью берётся из подземных источников (Марокко – 75%, Тунис – 95%, Саудовская Аравия и Мальта – 100%). Подземные водоносные слои залегают повсюду, но не везде они возобновимы. Так в Северной Африке и на Аравийском полуострове они заполнились водой около 10000 лет назад, когда климат здесь был более влажным. В Экваториальной и Южной Африке дела с поземными водами обстоят значительно лучше. Проливные тропические дожди способствуют быстрому восстановлению запасов подземных вод. Обобщение материала: Пресные водоёмы. Смысловая схема. Источник |
Байкал (с бурятского: Байгал далай, Байгал нуур) — озеро тектонического происхождения в южной части Восточной Сибири, самое глубокое озеро на планете, крупнейший природный резервуар пресной воды.
