Загрязнение гидросферы

Известную роль в деле охраны растительного мира играют студенческие дружины по охране природы, которые  созданы в некоторых университетах  и институтах. Наибольший опыт работы в этом отношении имеет дружина  по охране природы на биологическом  факультете МГУ имени М. В. Ломоносова. Она была создана еще в 1960 г. и  с тех пор очень эффективно работает. Накануне Нового года дружинники, например, дежурят на вокзалах столицы  и помогают милиции конфисковывать самовольно срубленные молодые елочки, которые пассажиры пригородных электричек пытаются провезти в Москву. Формы работы такого рода дружин могут быть весьма разнообразными — от лекций по охране растительного мира до конкретных практических мер по борьбе с браконьерами. В работе дружин вполне могут принять участие школьники. Некоторые виды работы смогут выполнять, конечно, только старшеклассники. Но кое-что вполне по силам даже учащимся младших классов. 
Рассмотрим теперь специально вопрос о роли школы в деле охраны растительного мира. Чем и как может помочь школа в этом деле? Одна из самых важных ее задач — привить детям любовь к природе, пробудить у них интерес к нашим зеленым друзьям — растениям. Если ребенок способен почувствовать красоту цветущего луга, если его радует изящный колокольчик и кружевной папоротник, — это залог того, что такой ребенок будет бережно относиться к растительному миру. Он лучше поймет необходимость охраны бесценных богатств флоры, он станет надежным ее защитником в будущем. 
Любовь к природе, интерес к растениям не всегда приходят сами собой. Школьникам надо в этом помочь. Лучшее средство в данном случае — экскурсии в природу с учителем биологии, хорошо знающим местную флору и увлеченным своим делом. Никакие книги, никакие беседы и рассказы не могут заменить непосредственного общения с растительным миром. Ребятам открывается много нового, что вызывает интерес, пробуждает любознательность. Каждая экскурсия — это масса открытий для пытливого ума, это настоящий праздник познания. Во время таких экскурсий учитель имеет богатейшую возможность познакомить школьников с самыми разнообразными сторонами жизни растительного мира. Можно показать главнейшие растения данной местности, прежде всего деревья, кустарники, травы, рассказать об их наиболее интересных свойствах и особенностях, об их использовании человеком. Говоря об отдельных растениях, полезно обратить внимание на то, как каждое растение размножается, каким образом распространяются семена. Хорошо показать на конкретных примерах взаимосвязь между растениями и животным миром (в качестве примера можно взять распространение семян животными, птицами, муравьями, опыление цветков насекомыми и т. д.). Важно также дать представление о том, как разные растения приспосабливаются к неблагоприятным условиям окружающей среды (засуха, зимние морозы и т. д.), какие приспособления помогают им переносить жизненные невзгоды. На экскурсии поздней осенью есть возможность показать способы перезимовки различных растений (зимует ли растение с листьями или нет, какие подземные органы остаются на зиму и т. д.). 
Наконец, во время экскурсии можно затронуть вопросы, прямо касающиеся охраны растительного мира. Прежде всего следует показать непосредственно в природе те растения, которым грозит опасность уничтожения, которые нуждаются в охране. Если это красиво цветущие растения и их часто собирают для букетов, надо объяснить, к каким последствиям приводит обрывание цветков у того или иного растения, почему этого нельзя допускать. Необходимо особо подчеркнуть, что полное исчезновение какого-либо вида растений — невосполнимая утрата, что вид, исчезнувший с лица Земли, восстановить уже невозможно. Говоря о каком-либо редком растении, надо рассказать о важнейших его биологических особенностях и свойствах, о практическом использовании и т. д. Если у растения есть зрелые семена или плоды, их можно собрать в небольшом количестве, чтобы затем посеять на пришкольном участке (об этом см. ниже). 
Одна из форм школьной работы по охране растительного мира — организация кружка юных друзей растений. Руководить этим кружком должен учитель биологии. В качестве консультанта целесообразно привлечь к работе кружка высококвалифицированного специалиста-ботаника (например, научного сотрудника какого-либо исследовательского учреждения, преподавателя вуза или техникума и т. д.). 
Школьники-кружковцы прежде всего должны располагать точными сведениями о том, какие виды растений данного района, области находятся под угрозой и нуждаются в охране. Затем надо непременно обзавестись хорошими цветными рисунками этих растений, чтобы безошибочно узнавать их по внешнему облику. Полезнее всего перерисовать эти рисунки самим ребятам из подходящего источника (по указанию учителя или консультанта). В конечном счете в распоряжении кружка должны быть хорошие «портреты» всех редких растений. Помимо рисунков, желательно иметь также цветные диапозитивы с изображением тех же растений. Они могут понадобиться при проведении разного рода лекций и бесед об охране растительного мира. 
Для каждого редкого вида кружковцы должны составить его полную характеристику (морфологические признаки, особенности размножения и развития, условия произрастания, географическое распространение, практическое использование и т. д.). Эту работу можно делать всем кружком, если каждый вид возьмут на себя 2—3 человека. Для характеристики вида следует привлечь максимальное число литературных источников (научно-популярные работы, энциклопедии, всевозможные справочники и словари, в некоторых случаях даже научные монографии и статьи). 
Имея цветные изображения растений и их подробную характеристику, кружковцы могут познакомить всех желающих с теми видами флоры, которые необходимо охранять. С этой целью полезно организовать небольшую постоянную выставку в своей школе (например, в кабинете биологии). Экспонатами такой выставки будут крупные изображения растений и таблички с подробным пояснительным текстом для каждого вида. Если есть диапозитивы, руководитель кружка может провести в своей школе, а также в других, соседних школах беседу о редких растениях. Беседа получится очень наглядной: присутствующие увидят, какие именно растения следует оберегать. Ознакомить с этим возможно более широкий круг лиц чрезвычайно важно. Особенно полезны такие беседы в пионерских лагерях летом (иногда ребята по незнанию рвут для букета редкие растения). Подобного рода беседы об охране флоры можно провести также среди отдыхающих на турбазах, в санаториях, пансионатах, домах отдыха и т. п. 
формы работы кружка юных друзей растений могут быть очень разнообразными. Вот еще одна из них — создание живой коллекции редких видов растений на пришкольном участке. Эта работа потребует для своего выполнения не одного года. Лучше всего вырастить редкие растения из семян, собрав их в природе или получив из ботанического сада. Однако при выращивании из семян большинство многолетних трав зацветает не в первый год, а только через несколько лет. Сделав посев, нужно на протяжении довольно долгого времени ухаживать за всходами, своевременно их поливать, делать прополку сорняков и т. д. Эта работа младшим школьникам вполне по силам. Она интересна тем, что ребята смогут проследить различные стадии развития выращиваемого растения — от прорастания семян до цветения. Такая работа приносит также и немалую пользу: она развивает наблюдательность, расширяет представления о растительном мире, закрепляет знания по природоведению и ботанике. Надо, однако, отметить, что не все редкие растения можно вырастить из семян, даже если есть семена. Дело в том, что для получения всходов иногда нужны особые условия, которые создать трудно. При обычном же посеве семена не прорастают (это относится, например, к представителям семейства орхидных). Не следует, конечно, выкапывать взрослые растения в природе и затем пересаживать их на пришкольный участок. Подобного рода деятельность (а так, к сожалению, поступают некоторые «любители природы») уменьшает численность и без того редких видов флоры. 
Если в конечном счете удастся создать живую коллекцию редких растений, хотя бы и неполную, это будет важным делом. Значение такой коллекции трудно переоценить. Ее можно показать всем желающим, познакомить с ней местное население. Живые да еще цветущие растения — это много лучше, чем любые рисунки или диапозитивы. Имея живую коллекцию на пришкольном участке, удобно проводить экскурсии и беседы об охране растительного мира. Посетители при этом смогут увидеть те растения, которые следует беречь, не рвать. Если какие-либо из редких растений красиво цветут и вместе с тем легко размножаются семенами (например, некоторые колокольчики), неплохо создать из них целую клумбу во дворе школы. Наконец, собирая семена редких видов на пришкольном участке, можно поделиться ими с кружковцами других школ, наладить с ними обмен семенами и т. д. Все это в конечном счете полезно, так как способствует распространению среди местного населения знаний о редких растениях и сохранению самих растений. 
Школьные кружки юных друзей растений могут выполнить и еще одну полезную работу — заняться поисками местонахождений редких видов флоры в своем районе. Выявление таких местонахождений для ребят вполне посильно. Отдельные, наиболее ценные местонахождения, найденные школьниками, могут быть впоследствии взяты под охрану (включены в состав заповедников или заказников). Наконец, кружковцам можно принять участие в выявлении территорий с особо ценным растительным покровом, который нуждается в охране. Это — необходимая подготовительная работа для организации заповедников и заказников. В данном случае школьникам лучше работать не самостоятельно, а в составе специальных экспедиций, занимающихся подобными обследованиями. 
Таковы только некоторые из возможных форм помощи школы в деле охраны растительного мира. Хочется еще раз подчеркнуть, что эту работу надо вести непременно в тесном контакте с высококвалифицированными специалистами-ботаниками. Думается, что школа может оказать немалую помощь в деле охраны природы, и ее возможности пока еще используются далеко не в полной мере. 

4. Показатели качества природных и сточных вод.

Нормативы качества воды различных  источников – предельно–допустимые концентрации (ПДК), ориентировочные  допустимые уровни (ОДУ) и ориентировочно–безопасные  уровни воздействия (ОБУВ) – содержатся в нормативно–технической литературе, составляющей водно–санитарное законодательство. К ним, в частности, относятся Государственные стандарты – ГОСТ 2874, ГОСТ 24902, ГОСТ 17.1.3.03, различные перечни, нормы, ОБУВ, санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами СНиП № 4630 и др.

По нормативам качества, определяющим наличие и допустимые концентрации примесей, воды различают  как:

1. Питьевую;
2. природные воды (водоемы хозяйственно–питьевого, культурно–бытового и рыбохозяйственного назначения);
3. сточные воды (нормативно–очищенные, сточные воды неизвестного происхождения, ливневые).

Показатели  качества воды

Температура: в условиях теплового загрязнения значительно изменяются кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения водоема, изменяется интенсивность фотосинтеза и др. В результате этого нарушается, часто необратимо, природный баланс водоема, складываются особые экологические условия, негативно сказывающиеся на животном и растительном сообществе. Специалисты установили: чтобы не допустить необратимых нарушений экологического равновесия, температура воды в водоеме летом в результате спуска загрязненных (теплых) вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого года за последние 10 лет.

Органолептические показатели: любое знакомство со свойствами воды начинается с определения органолептических показателей, т.е. таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств (зрением, обонянием, вкусом). Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды. К органолептическим характеристикам относятся: цветность, мутность (прозрачность), запах, вкус, привкус.

Водородный показатель: нормативные требования рН питьевой воде 6,0 – 9,0; в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно–бытового водопользования – 6,5 – 8,5. Пониженное значение рН (5,5 – 6,0) характерно для болотных вод за счет повышенного содержания гуминовых и других природных кислот. Измерение рН при контроле качества природной и питьевой воды проводится практически повсеместно.

Щелочность и  кислотность: щелочность природных вод в силу их контакта с атмосферным воздухом и известняками, обусловлена, главным образом, содержанием в них гидрокарбонатов и карбонатов, которые вносят значительный вклад в минерализацию воды. Щелочность пробы воды измеряется в г-экв/л или мг-экв/л и определяется количеством сильной кислоты (обычно используют соляную кислоту), израсходованной на нейтрализацию раствора. Естественная кислотность воды обусловлена содержанием слабых органических кислот природного происхождения (например, гуминовых кислот). Кислотность воды определяют в основном при анализе сточных и технологических вод.

Минеральный состав: ряд показателей качества воды связан с определением концентрации растворенных в воде различных минеральных веществ. Содержащиеся в воде минеральные соли вносят разный вклад в общее солесодержание, которое может быть рассчитано суммированием концентраций каждой из солей. Пресной считается вода, имеющая общее солесодержание не более 1 г/л.

Как отмечалось выше, карбонаты и гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения углекислого газа, взаимодействия воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов.

Сульфаты в питьевой воде не оказывают токсического эффекта для человека, однако, ухудшают вкус воды: ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 250-400 мг/л. Сульфаты могут вызывать отложение осадков в трубопроводах при смешении двух вод с разным минеральным составом, например, сульфатных и кальциевых (в осадок выпадает СаSO4). ПДК сульфатов в воде водоемов хозяйственно-питьевого назначения составляет 500 мг/л.

Хлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах. Если в воде присутствует хлорид натрия, она имеет соленый вкус уже при концентрациях 250 мг/л; в случае хлоридов кальция и магния соленость воды возникает при концентрациях свыше 1000 мг/л. ПДК для питьевой воды по хлоридам 350 мг/л.

Высокие концентрации хлоридов в питьевой воде не оказывают токсических  эффектов на людей, хотя соленые воды очень коррозионно активны, пагубно влияют на рост растений, вызывают засоление почв.

Сухой остаток характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105-110°С.

Для питьевой и природной  воды величина сухого остатка практически  равна сумме массовых концентраций анионов (карбоната, гидрокарбоната, хлорида, сульфата) и катионов (кальция и  магния, а также определяемых расчетным  методом натрия и калия). Величина сухого остатка для поверхностных  вод водоемов хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового водопользования  не должна превышать 1000 мг/л (в отдельных  случаях допускается до 1500 мг/л).

Жесткость воды обусловлена присутствием солей кальция, магния, стронция и др. В поверхностных и грунтовых природных водах из перечисленных катионов в заметных концентрациях присутствуют практически исключительно кальций и магний. Содержание в питьевой воде кальция и магния играет важнейшую роль для человеческого организма. Кальций играет большую роль в жизнедеятельности клеток организма. Дефицит магния приводит к коронарной болезни сердца, с другой стороны, повышенное содержание магния угнетающе действует на нервную систему, поражая двигательные нервные окончания. Величина жесткости воды может варьироваться в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года, погодных условий.

Суммарная жесткость воды, т.е. общее содержание растворимых  солей кальция и магния, получила название “общей жесткости”. При жесткости  до 4 мг-экв/л вода считается мягкой; от 4 до 8 мг-экв/л – средней жесткости; от 8 до 12 мг-экв/л – жесткой; более 12 мг-экв/л – очень жесткой. Допустимая величина общей жесткости для питьевой воды и источников централизованного водоснабжения составляет 7 мг-экв/л.

Растворенный  кислород: поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом (абсорбции), а также в результате фотосинтеза водными растениями, т.е. в результате физико-химических и биохимических процессов. Содержание растворенного кислорода (РК) зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, минерализации воды др. В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л и подвержено значительным сезонным и суточным колебаниям. ПДК растворенного в воде кислорода для рыбохозяйственных водоемов – 6 мг/л (для ценных пород рыбы), 4 мг/л (для остальных пород).Определение РК является частью анализа при определении другого важнейшего показателя качества воды – биохимического потребления кислорода (БПК).

БПК – показатель качества воды, характеризующий суммарное  содержание в воде органических веществ. Природными источниками органических веществ являются разрушающиеся  останки организмов растительного  и животного происхождения, как  живших в воде, так и попавших в водоем с листвы, по воздуху, с  берегов и т.п. Кроме природных, существуют также техногенные источники  органических веществ. Норматив на БПК полн. для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования – 3 мг/л, для водоемов культурно-бытового водопользования – 6 мг/л. Соответственно можно оценить предельно-допустимые значения БПК 5 для тех же водоемов, равные примерно 2 мг/л и 4 мг/л.

Вопросы контроля качества воды внесли в понятие биогенных элементов широкий смысл: к ним относят соединения (точнее, компоненты воды), которые, во-первых, являются продуктами жизнедеятельности различных организмов; во-вторых, являются “строительным материалом” для живых организмов. В первую очередь к ним относятся соединения азота (нитраты, нитриты, органические и неорганические аммонийные соединения), фосфора (ортофосфаты, полифосфаты, органические эфиры фосфорной кислоты и др.). Соединения серы интересны в этой связи, в меньшей степени, так как сульфаты уже рассматривали в аспекте компонента минерального состава воды, а сульфиды и гидросульфиты, если присутствуют в природных водах, то в очень малых концентрациях, и могут быть обнаружены по запаху.

Фтор в виде фторидов может содержаться в природных и грунтовых водах. Избыток фтора в организме вызывают разрушение зубной эмали, осаждает кальций, что приводит к нарушениям кальциевого и фосфорного обмена. По этим причинам определение фтора в питьевой воде, а также грунтовых водах (например, воде колодцев и артезианских скважин) и воде водоемов хозяйственно-питьевого назначения, является очень важным. ПДК фтора в питьевой воде для разных климатических районов составляет от 0,7 до 1,5 мг/л, лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсический.

ИНТЕГРАЛЬНАЯ И КОМПЛЕКСНАЯ  ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ

Каждый из показателей  качества воды в отдельности, хотя и  несет информацию о качестве воды, все же не может служить мерой  качества воды, т.к. не позволяет судить о значениях других показателей. Вместе с тем, результатом оценки качества воды должны быть некоторые  интегральные показатели, которые охватывали бы основные показатели качества воды (либо те из них, по которым зафиксировано  неблагополучие).

В простейшем случае, при  наличии результатов по нескольким оцениваемым показателям, может  быть рассчитана сумма приведенных  концентраций компонентов, т.е. отношение  их фактических концентраций к ПДК.

Критерием качества воды при  использовании правила интеграции является выполнение неравенства:

где: Сфi; и ПДКi – фактическая концентрация в воде и ПДК для i-го компонента.

Сумма приведенных концентраций (ГОСТ 2874) может рассчитываться только для химических веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности  – органолептическим и санитарно-токсикологическим. При наличии результатов анализов по достаточному количеству показателей  можно определять классы качества воды, которые являются интегральной характеристикой  загрязненности поверхностных вод. Классы качества определяются по индексу  загрязненности воды (ИЗВ), который  рассчитывается как сумма приведенных  к ПДК фактических значений 6 основных показателей качества воды по формуле:

где: Сфi – среднее значение определяемого показателя за период наблюдений (при гидрохимическом мониторинге это среднее значение за год);

ПДКi – предельно-допустимая концентрация для данного загрязняющего вещества;

6 – число показателей,  берущихся для расчета (на их  выборе мы остановимся в этой  же главе чуть ниже).

Значение ИЗВ рассчитывают для каждого пункта отбора проб (створа). Далее по таблице в зависимости  от значения ИЗВ определяют класс  качества воды.