Индивидуальное задание на тему:
«Заиление водоемов»
Содержание
Вступление
1. Донные отложения как неотъемлемая составляющая гидроэкосистемы
2. Накопление загрязняющих веществ в донных отложениях
3. Процессы, влияющие на заиление водоемов
Выводы
Список использованных источников
Введение
При экологической оценке гидроэкосистемы одним из наиболее информативных объектов изучения являются донные отложения. Аккумулируя загрязнения, которые поступают в водоём на протяжении продолжительного периода, донные отложения являются индикатором экологического состояния территории, своеобразным интегральным показателем уровня загрязненности.
Донные отложения представляют собой неразрывное единство сложного комплекса минералов и водного раствора, который пропитывает отложения. Процесс накопления донных отложений в водоеме называется заилением. При этом изменяются морфометрические показатели водоёмов, химические и биологические процессы. Процессы, которые происходят в донных отложениях и придонном пласте воды приводят к изменениям состава воды, а также её оптических свойств [1].
Цель работы: рассмотреть донные накопления, заиление водоемов и процессы, влияющие на это состояние.
Задачи работы:
1. Рассмотреть донные накопления как неотъемлемую составляющую гидроэкосистемы.
2. Охарактеризовать накопление загрязняющих веществ в донных отложениях.
3. Выяснить, какие процессы влияют на заиление водоемов.
1. Донные отложения как неотъемлемая составляющая гидроэкосистемы
При экологической оценке гидроэкосистемы одним из наиболее информативных объектов изучения являются донные отложения. Аккумулируя загрязнения, которые поступают в водоём на протяжении продолжительного периода, донные отложения являются индикатором экологического состояния территории, своеобразным интегральным показателем уровня загрязненности.
Донные отложения представляют собой неразрывное единство сложного комплекса минералов и водного раствора, который пропитывает отложения. Именно этот водный раствор физически и химически объединяет совокупность дискретных зёрен, минеральных фаз и органических остатков в целостную систему. Благодаря нему, через его посредство осуществляется многостороннее взаимодействие её частей. В нём и на поверхностях его раздела с твердыми частицами протекают разнообразные химические реакции, происходит перенос и перераспределение растворенных компонентов. В водном растворе и на поверхности зерен живет донная микрофлора, которая осуществляет важное влияние на протекание химических процессов в донных отложениях и жизнедеятельность организмов зообентоса [2].
Донные отложения – это открытая физико-химическая система, через границы которой (водная толща – донные отложения) осуществляется материальный обмен с окружающей средой.
Процесс накопления в водоёмах поступающих взвешенных наносов и растворенных элементов наиболее четко обнаруживается в формировании донных отложений.
При накоплении донных отложений (заилении) изменяются морфометрические показатели водоёмов, химические и биологические процессы. Процессы, которые происходят в донных отложениях и придонном пласте воды приводят к изменениям состава воды, а также её оптических свойств [3].
Донные отложения содержат как автохтонные (получающиеся в самых водоемах), так и аллохтонные (поступающие извне) частицы. Автохтонные компоненты включают продукты разрушения (абразии) берегов, элементы, которые выпадают из раствора, остатки отмерших гидробионтов. Аллохтонные компоненты приносятся стоком, ветром, могут поступать в результате хозяйственной деятельности человека (сброс сточных вод).
Интенсивность формирования, мощность, гранулометричний и химический состав донных отложений зависят от физико-географических условий бассейна и совокупности процессов, которые происходят в самых водоёмах. По мере хозяйственного освоения водосборов и водоёмов всё большее значение в формировании донных отложений приобретает антропогенное влияние (распашка водосборов, сбрасывание сточных вод и др.) [4].
2. Накопление загрязняющих веществ в донных отложениях
Донные отложения поверхностных водотоков традиционно используются как индикатор для выявления состава, интенсивности и масштаба техногенного загрязнения. В большой степени это обусловлено тем, что русловые отложения, как важнейшие компоненты гидроэкосистем, являются конечным звеном местных ландшафтных соединений, в силу чего их состав отражает геохимические особенности водосборных территорий.
Особенно ярко подобная зависимость обнаруживается в бассейнах рек урбанизированных районов, где большинство водотоков являются основными приёмниками сточных вод и загрязненного промышленными выбросами, отходами и агромелиорантами поверхностного стока с освоенных территорий [5].
Это приводит к коренному изменению экологического состояния водотоков, которое, в частности, обусловлено формированием в них протяжных и комплексных по составу геохимических аномалий, которые наиболее полно проявляются в современных русловых отложениях. Образование техногенных отложений обусловлено изменением условий формирования твердого стока рек и поступлением в водные объекты значительных масс твердого материала, который имеет специфические геохимические свойства. Именно техногенные отложения являются концентраторами основной массы загрязняющих водные системы веществ, которые в значительной мере определяет необходимость детальных исследований их вещественного состава, геохимических особенностей и экологического значения [6].
Эти исследования должны проводиться с учетом следующих положений:
донные отложения рек играют важную роль в формировании химического состава естественных вод и определяют много особенностей экологии водных систем;
донные отложения рек служат надёжным индикатором техногенного загрязнения; изучение их литолого-геохимических особенностей позволяет определить состав, установить масштабы и оценить интенсивность техногенного влияния на водотоки, обнаружить структурно-морфологические особенности зон техногенного загрязнения;
масштабы и интенсивность техногенного осадонакопления в реках промышленно-урбанизированных районов настолько велики, что здесь формируется особый тип аллювиальных отложений (техногенные отложения, или технопель), что определяют эколого-геохимические особенности речных систем, специфику проявления русловых процессов и часто представляют непосредственную угрозу весь живому;
техногенные отложения, депонируя загрязняющие вещества, в определенной степени обезвреживают токсичные выбросы техногенеза, в особенности на начальных этапах загрязнения; однако буферная способность отложений относительно загрязнителей не безграничная; даже при полном прекращении сбрасывания сточных вод в водотоки отложения продолжительное время являются вторичным источником загрязнения водной массы, биоты, пойменных ландшафтов, а химические реакции и микробиологические процессы, которые происходят в них, оказывают содействие образованию подвижных и токсичных соединений многих загрязнителей;
оценка экологического состояния речных систем обязательно должна проводиться с учётом вещественного состава, геохимических свойств и токсикологической опасности техногенных отложений [7].
Техногенные отложения могут быть охарактеризованы как сложные органоминеральные образования, вещественной основой которых служит материал, который поступает в водотоки преимущественно с промышленно-бытовыми сточными водами, и русловый аллювий. В большинстве случаев именно техногенные отложения являются концентраторами основной массы загрязнителей, активно влияют на ход руслового процесса и определяют экологическое состояние речных систем.
Можно считать, что техногенные отложения, которые формируются в руслах рек промышленно-урбанизированных районов, представляют собой специфический техногенный вид руслового аллювия и является новым типом современных осадочных образований, совокупность процессов образования которых может быть названная техногенным аллювиальным седиментогенезом.
Распространяясь в водной среде, ядовитые вещества (токсиканты) не только растворяются в воде, а и частично инактивируются, вступая во взаимодействие между собой (нейтрализация, комплексообразование и прочие реакции), или же образовывают новые соединения, более токсичные, чем исходные. Значительная часть токсикантов адсорбируется взвешенными веществами и под влиянием гравитационных сил оседает на дно, где накапливается в донных отложениях, в особенности иле, включается в кругооборот веществ дна или же мигрирует в глубинные пласты донных отложений, где подлежит диагенетическим преобразованием [8].
Возрастающие темпы антропогенного действия на водные экосистемы приводят к значительному накоплению загрязняющих веществ в твердофазных объектах водных экосистем (в донных отложениях и взвешенных веществах).
Донные отложения – важный компонент водных экосистем. Аккумулируя тяжёлые металлы, высокотоксичные органические вещества, донные отложения с одной стороны оказывают содействие самоочищению водной среды, тем не менее, с другой – представляют собой постоянный источник вторичного загрязнения водоёмов.
Основная часть загрязняющих веществ в экосистемах из воды переходит в донные отложения, в результате чего грунты часто содержат высокие концентрации загрязняющих веществ, в то время как их концентрация в воде может и не быть повышенной [9].
3. Процессы, влияющие на заиление водоемов
Так как заиление – это отложение в водных объектах взвешенных и влекомых наносов, то в первую очередь на этот процесс влияют частицы, вносимые поверхностным стоком, а также в результате разрушения берегов. К таким отложениям относят ил, песок, гравий, глина, остатки растений и другие. 3аиление особенно характерно для оросительных каналов, водохранилищ, в водоемах с застойной или медленно текущей водой. Очень часто низкая скорость течения является фактором постепенного накопления и отложения частиц, которые поступают в водоем извне. Так, при абразии и размыва берегов вследствие влияния природных факторов в воду попадают высокодисперсные и мелкодисперсные частицы песка, глины, различных минералов. Они оседают на дно, а из-за низкой скорости течения не способны переносится на какое либо расстояние [10,11].
При антропогенной нагрузке в водоемы скидываются минеральные, органические и неорганические вещества, часть из которых не растворяются в воде и способны оседать на дно, вызывая заиление водоемов.
Заиление тесно связано с эрозией на водосборе, загрязнениями, зарегулированием, ухудшением самоочищающейся способности, обеднением генофонда полезных животных и растений, мелиоративными работами. Строение плотин вызывает равномерное отложение наносов в мертвом объеме водохранилищ. Интенсивность обложений наносов и период заиления зависит от стока наноса реки и объеме самого водохранилища.
Превышение пределов допустимых площадей сельскохозяйственных культур наряду с распашкой склонов долин является одной из причин заиления. Ведь посевы однолетних культур по сравнению с лесным и многолетней травяной растительностью значительно слабее выполняют почвозащитную роль, поскольку они размещаются на рыхлой почве, которая более поддается размыву талыми и дождевыми водами. Нарушение правильного соотношения между площадью лесов и многолетней травянистой растительности и пахотными землями в пользу последних, недооценка противоэрозионных мероприятий, несоблюдение правил агротехники и являются теми основными причинами, под воздействием которых усилилось поверхностный сток ускорилось заиление русел малых рек [12].
Выводы
1. Донные отложения – это открытая физико-химическая система, через границы которой (водная толща – донные отложения) осуществляется материальный обмен с окружающей средой. При накоплении донных отложений (заилении) изменяются морфометрические показатели водоёмов, химические и биологические процессы. Интенсивность формирования, мощность, гранулометричний и химический состав донных отложений зависят от физико-географических условий бассейна и совокупности процессов, которые происходят в самых водоёмах.
2. Донные отложения поверхностных водотоков традиционно используются как индикатор для выявления состава, интенсивности и масштаба техногенного загрязнения. Образование техногенных отложений обусловлено изменением условий формирования твердого стока рек и поступлением в водные объекты значительных масс твердого материала, который имеет специфические геохимические свойства. Именно техногенные отложения являются концентраторами основной массы загрязняющих водные системы веществ, которые в значительной мере определяет необходимость детальных исследований их вещественного состава, геохимических особенностей и экологического значения.
3. На этот процесс заиления влияют частицы, вносимые поверхностным стоком, а также в результате разрушения берегов. К таким отложениям относят ил, песок, гравий, глина, остатки растений и другие. Заиление также вызывается низкой скоростью течения, антропогенной нагрузкой, загрязнениями, зарегулированием, ухудшением самоочищающейся способности, обеднением генофонда полезных животных и растений, мелиоративными работами.
Список использованных источников
Мизандронцев И.Б. Химические процессы в донных отложениях водоемов. – Новосибирск: Наука, 1990. – 176 с.
Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: теорія та практикум: Навчальний посібник. – К.: Лібра, 2002. – 351 с.
Гідроекологічна токсикометрія та біоіндикація забруднень: Теорія, методи, практика використання / Під ред. Олексіва І.Т., Брагінського Л.П. – Львів: Світ, 1995. – 440 с.
Романенко В.Д. Основи гідроекології. – К.: Обереги, 2001. – 728 с.
5. Левківський С.С. Раціональне використання і охорона водних ресурсів: Підручник. – К.: Либідь, 2006. – 280с.
6. Чернова Н.М. Общая экология: ученик для студентов педагогических
вузов. – М.: Дрофа, 2004. – 416 с.
7. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды: Учебное пособие. В 2-х частях. – М.: МНЭПУ, 1998. – 368 с.
8. 18. Руденко Ф.А., Попов О.Є. Гідрогеологія. – К.: Вид-во Київського ун-ту, 1959. – 198с.
9. Львович А.И. Защита вод от загрязнения. – Л.: Гидрометиоиздат, 1977. – 168с.
10. Хімко Р.В., Мережко О.І., Бабко Р.В. Малі річки: дослідження, охорона, відновлення. – К.: Інститут екології, 2003. – 380 с.
11. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология: Учеб. для геогр. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1991. – 368 с.
12. Денисова А.И., Тимченко В.М., Новиков Б.И. Гидрология и гидрохимия Днепра и его водохранилищ. – К.: Наук. думка, 1989. – 216 с.