Судың ластану мәселесі

Суды ластаушы заттар.
Сулардың ластануы ең бірінші рет су қоймаларына әр түрлі ластаушы заттардың келіп түсуіне байланысты болады. Екінші ретті ластану бірінші ретті ластаушылардың әр түрлі тізбекті реакцияларға түсуі арқылы жүреді. Ластаушы заттарға негізінен топырақ эрозиясының өнімдері, минералдық тыңайтыштар, улы химикаттар және т.б. заттар жатады (азот, фосфор, және басқа биогенді элементтер мен олардың қосылыстары, органикалық заттар, пестицидтер, тұрмыстық қалдық, мұнай және мұнай өнімдері).
Ластаушы заттардың басым бөлігі атмосфералық жауын – шашын әкеледі. Сулардың канализация ағысымен, тұрмыстық қалдықтармен, өнеркәсіп орындарының қалдықтарымен, су транспорттарымен ластану үлесі де жоғары.
Су жүйелеріне жылулық ластану айтарлықтай зиян келтіреді. Ол ыстық су төгу немесе басқа да факторлардың әсерінен температураның өзгеруі нәтижесіне орын алады.Қазір бүкіл планетада іс жүзінде қандай да бір дәрежеде адам қызметі нәтижесінде ластанбаған беттік тұщы су көзі жоқ деуге болады. Солтүстік суларының тазалығы туралы түсінік тек алдамшы. Бұл сулардың аз ластануы олардың олиготрофтылығынан (тіршіліктің кедейлігі), өздігінен тазару қабілетінің әлсіз болуы мен төмен температурамен теңеседі. Осыуақытқа дейін мұхиттың шексіз өздігінен тазаруға қабілеті туралы түсінік қалыптасқан. Қазір бүкіл адамзат мұхиттың дүниежүзілік қоқыс төгетін жер еместігіне көз жетіп отыр.
Атақты француздың мұхит зерттеушісі Жак Кусто егер оны уландыру тоқталмаса оның тіршілігі жойылуы мүмкін деген қауіп айтады. Қазір кең таралып отырған, қауіпті ластаушы заттарға мұнаймен мұнай өнімдері жатады. Белгілі мәліметтер бойынша қазір мұхиттың суына жыл сайын 30-дан 50 млн. тоннаға дейін мұнай төгіледі.
Ал оның әр тоннасы 12 км суды қабықшамен жаба алады. 0,05 мг/л мұнай су құрамында болса, су ішуге жарамсыз, ал концентрациясы 0,5 мг/л болғанда көптеген су ортасымен байланысты ағзалар тіршілігін жояды. Иістік құбылыстардың әсерінен балықтар мен т.б. ағзалардың миграциялық жолдары өзгереді. Мұнаймен және басқа ластануға, әсіресе планктон сезімтал. Оның жойылуы көптеген басқа ағзалардың тіршілік етуінің мүмкін болмауына әкеледі.
Мұнайлы қабықша су бетінің шағылыстыру қабілетін (альбедо) өзгертеді. Ол жылу балансының өзгеруіне және ғаламдық жылу мен ылғалды тасымалдау құбылыстарына әкеледі. Мұнайдың айтарлықтай мөлшері жағалауға атқаратын жағалаулық экожүйелерді жояды. Бұзылған экожүйелердің қалпына келуіне өте көп уақыт керек. Мұнайдың бір бөлігі грунтқа сіңе отырып, грунт суларына, одан су айналымы арқылы қайтадан қазба көзіне қайтып келеді. Қиын ыдырайтын мұнай өнімдері мұхит ағыстарына түседі де, үлкен ара қашықтыққа таралады.
Мұнайлы қабықша су бетінің шағылыстыру қабілеті (альбедо) өзгертеді. Ол жылу балансының өзгеруіне және ғаламдық жылу мен ылғалды тасымалдау құбылыстарына әкеледі. Мұнайдың айтарлықтай мөлшері жағалауға атқаратын жағалауға атқаратын жағалаулық экожүйелерді жояды. Бұзылған экожүйелердің қалпына келуіне өте көп уақыт керек. Мұнайдың бір бөлігі грунтқа сіңе отырып, грунт суларына, одан су айналымы арқылы қайтадан қазба көзіне қайтып келеді. Қиын ыдырайтын мұнай өнімдері мұхит ағыстарына түседі де, үлкен ара қашықтыққа таралады.
Егіншілікпен айналысатын аудандарда ауыл шаруашылығы судың негізгі ластаушысы болып табылады. Су топырақтың бұзылу өнімдерімен, тыңайтқыштармен, улы химикаттармен, мал шаруашылық кешендерінен шайылған сулармен ластанады.
Мал шаруашылық кешендері кейбір аймақтарда негізгі мәселе болып табылады. Мысалы, ФРГ-де мал шарушылығының шайынды суларының қалдықтары тұрмыстық сумен салыстырғанда 5 есе көп. 100 мың ірі қара мал басы бар кешен қоршаған ортаны милллион халық бар қаламен бірдей ластандырады. Мұндай кешендердің негізгі ластауы органикалық заттармен және азоттың әр түрлі қосылыстармен (нитраттар, нитриттер, аммиак), биологиялық агентермен байланысты.
Судың жылулық ластануын да атап өтуге болмайды. Жылынған сулардың негізгі көзі жылу және атомдық электростанциялар болып табылады. Осы және басқа да объектілерде суды салқындатқыш ретінде қолданылады. Жылу электростанцияларында әрбір миллион киловат энергияны алу 1,5-2 км суды жылуту арқылы жүреді. Ал атом электростанцияларындажылынған судың көлемі алынатын энергия бірлігіне шаққанда 2-3 есе көп. Жылытылған сулар арнайы салқындатқыштарда салқындатылып, қайтадан өндірістік процестерде пайдалануы керек. Бірақ, жылы сулардың айтарлықтай мөлшері су қоймаларына төгіліп, олардың жылулық ластануын туғызады.
Сулардың негізгі ластануы көбінесе олардың су объектілерінен тыс су жинағыш бассейндерде, айналымның бұзылуы нәтижесінде орын алады. Мұндай құбылыстар табиғи экожүйелердің (әсіресе орманды және батпақты) қайта құрылуы немесе бұзылуына байланысты.
Суды пайдалануға оны қалдықтар мен қоқыстардан, соның ішінде улы және радиоктивті элементерден құтылу үшін қолдану жатады. Мұндай қалдықтар суға контейнерлерде тасталса да, олар мәңгілік, уақыт өте келе бұзылады да, ішіндегі заттар суға түседі.
Орманды тасымалдауда пайдаланылатын өзендер, әсіресе солтүстік, ағызу кезінде бататын ағаштың ыдырау өнімдерімен ластанады. Көптеген осындай мақсатта пайдаланылатын өзендерде бірнеше қабат ағаштар болады. Олар фенолдар, лигниндер және т.б. органикалық заттардың көзі болып табылады.
Айтарлықтай теріс экологиялық нәтижелер су қоймаларына байланысты. Олар да биодеградацияға ұшырайтын немесе нашар ұшырайтын заттардың қоймасы болып табылады. Көптеген су қоймаларының түбінде ауыр металдар, радиоктивті элементтер шоғырланған. Олар әдетте метан мен басқа да шіру өнімдерінің түзілу көзі болып табылады. Мұндай су қоймаларының суының деңгейінің төмендеуі ауаның және шекаралас жатқан территориялардың да ластануына әкеледі.
Мұнан да ауқымды мәселелер су қоймасы жою кезінде туындауы мүмкін. Себебі әрбір, тіпті ең ір су қоймасының өзі ерте ме, кеш пе өзінің су резервуары немесе гидроэнергия көзі ретіндегі маңызын жояды.
Су экожүйелеріне екінші ретті ластану да көп зиян келтіреді. Аталған ластану көзін судың эвтрофикациясы мысалында қарастырайық.

Су – тіршіліктің қажетті шарты, тіршілік факторы.
Жердегі барлық су біртұтас. Олар атмосферамен,литосферамен қатар жеке қабат – гидросфераға бөлінеді. Ол тіршілік ортасы ретінде ерекше қасиеттермен сипатталады.
Судың қасиеттері. Биосферадағы маңызы процестерге әсерін анықтайтын судың өзін тән қасиеттері:
1. Табиғат ресурсы және зат ретіндегі сарқылмайтыны. Жердегі барлық ресурстар жойылатын, шашырайтын болса, ал су әр түрлі күйге: сұйық, газ тәрізді және қатты күйге өтуіне байланысты мұндай жағдайға ұшырамайды. Су мұндай қасиетке ие болатын бірден – бір ресурс.
2. Суға қату кезінде көлемінің артуы және сұйыққа өтуі кезінде көлемінің кемуі тән.
3. Ең жоғарғы тығыздығы +4С-да байқалады. Табиғи және биологиялық процестердің маңызды қасиеттері осыған байланысты болады. Мысалы, су қоймаларының терең қатуының болмауы.
4. Жылу сыйымдылығының және жылу өткізгіштігінің жоғары болуы.
5. Тек оң ғана емес, теріс температурада да жеңіл газ тәріздес күйге өтуге қабілеттілігі. Теріс температурада қатты күйден (мұз, қар) бірден бу тәрізді күйге өтеді. Мұндай құбылыс – сублимация деп аталады.
6. Булану мен еру кезінде жылу сіңіріледі және будан конденсациялану мен қату кезінде жылудың бөлініп шығуы тән.
7. Дисперсті ортада, мысалы, ұзақ саңылаулы топырақтар немесе биологиялық құрылымдарда байланысқан немесе таралған күйге өтуі. Мұндай жағдайда судың қасиеттері өте күшті өзгереді (қозғалғыштығы, тығыздығы, қату не булану температурасы, беттік керілуі және т.б.). Бұлардың табиғи және биологиялық жүйелердегі процестердің жүруі үшін маңызы зор.
8. Әмбебап еріткіш. Сондықтан, табиғатта абсолютті таза су жоқ. Судың аталған және басқа да қасиеттері биосфералық процестерге, тірі ағзалар мен олардың мекен ету орталарына орасан зор әсер етеді.
Су – атмосфераның оттегімен толығуының (фотосинтез процесінде) бірден-бір көзі. Ол геологиялық (үлкен) және биологиялық (кіші) зат айналымдардағы химиялық элементтер мен қосылыстардың миграциясының шарты болып табылады.
Қазіргі түсінік бойынша тіршілік суда пайда болған. Алғашқы кезеңдерде тірі ағзалар судан өте әлсіз бөлінген еді. Кейін ағзалар тәуелсіз су балансына өте бастады. Ағзалардың денесіндегі судың сапалық құрамы мен ондағы судың мөлшерін белгілі бір деңгейде ұстап тұратын құрылымдар пайда болды.
Қазіргі күнде дейін денесіндегі судың мөлшері қоршаған ортаның ылғалдылығына тәуелді (пойкилогидірлі) ағзалар (балдырлар) сақталған. Бірақ, қандай топқа жатпасын денесіндегі судың мөлшері 50 кем болмайды. Көптеген пойкилогидрлі ағзалардағы судың мөлшері 90 жоғары болуы мүмкін. Неғұрлым ағза жоғары ұйымдасса, соғұрлым оның денесіндегі судың мөлшері тұрақты болады.
Адам ағзасындағы судың үлесі 60-ға жуық, бірақ жекеленген мүшелер мен ұлпаларда ол 1 - 96-ға дейін ауытқиды (1-кесте).


Адам денесіндегі судың мөлшері.
Заттар, ұлпалар Дене немесе ұлпа салмағына қатысты судың 
Ағзада 60
Соның ішінде ұлпаларда:
Май 20
Сүйек 25
Бауыр 70
Бұлшық ет 75
Қан 79
Ми 85
Лимфа 95
Гомойогидрлі ағзалардың 10 - 12 суды жоғалтуы, өлімге әкеліп соқтырады. Пойкилогидрлі ағзалар денесіндегі судың 90 дейін мөлшерін жоғалта алады.
Судың көптеген биологиялық маңызды қасиеттері нашар зерттелген. Еріген қар суының жақсы қасиеттерін адам ерте кезден байқаған. Мұндай су өсімдіктердің тіршілік күшін арттырады, өнімділігінің артуына әкеледі. Тау қабаттарының ұзақ өмір сүруі еріген қар суын пайдаланумен байланыстырылады.
Оттексіз су тірі ағзалардың өліміне әкеледі. Бірақ қыздыру арқылы белгілі бір дәрежеде оттегінен айрылған суды қысқа уақыт аралығында пайдалану өсімдіктердің өнімділігін арттырған.
Байланысқан күйге өткен су өзінің төменгі температураларға қатынасын өзгертеді. Ол тек -15С-20С қатады. Бұл өсімдікке қыстағы судың мөлшерін ұстап тұра отырып, үсіп кетуден сақтауға мүмкіндік береді.
Жылу сыйымдылығының жоғары болуы және булану кезіндегі жылуды сіңіруге қабілеттілігі биологиялық (өсімдіктердің транспирациясы, жануарлардың терлеуі) техникалық жүйелердегі салқындатушы агент болып табылады. Ол планетаның шектен тыс ысып кетуінен қорғаудың кепілі, ғаламдағы термодинамикалық дағдарыстың баламасы бола тұрып, қоршаған ортаның жергілікті жылулық ластануының негізгі агенті болып табылады.
Табиғи экожүйелердің тіршілігіндегі судың маңызы туралы онда түзілетін өнімнің су сыйымдылығына қарап, қорытынды жасауға болады. Ол транспирациялық коэффициент арқылы сипатталуы мүмкін.
Бидайдың бір тоннасын алуға 2500 т су, күрішке – 4560 т, мақтаға – 10000 т, сиыр етіне – 30000 т су жұмсалады.
Су адам үшін тек биологиялық қана емес, сонымен қатар, әлеуметтік те фактор болып табылады. Биологиялық қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін адамға тәулігіне 2-5 литр су қажет. Алғашқы кезде адам осы мөлшермен қанағаттанған. Шаруашылық қызметіне өтуге байланысты қажетті судың мөлшері арта түсті. Су шаруашылығын ұйымдастырудың қажеттілігі, мысалы, суармалы егіншілікке байланысты туады.
Мәліметтерге қарағанда ертедегі өркениеттер су шаруашылығын ұйымдастыра алмауы, суды дұрыс пайдалана алмауы себепті жойылып кеткен.
Су барлық дерлік технологиялық процесстердің бөлінбес элементі және шарты болып табылады. Оған пайдалану жылдамдығының жоғары болуы тән. Мысалы, 1 т болат өндіру үшін 30 т су, спиртке – 300т, целлюлозаға – 500 т, синтетикалық талшықтарды алуға 5000 т су қажет.
Қазір дүние жүзінде орташа шамамен алғанда тәулігіне әр адамға шаққанда 1500-2000 литр су қолданылады. Олардың ішіне 100-150 литр су тұрмыстық – коммуналдық қажеттіліктерге жұмсалынады. Судың негізгі бөлігі өнеркәсіптік және ауыл шаруашылық мақсатында қолданылады.
Жылдан – жылға судың бағасы артып барады. Кларктың (АҚШ) мәліметтері бойынша соңғы 50 жылда мұнайдың бағасы 10 есе, ал тұрмыстық қажетті суға – шамамен 100 есе, ауыз суға – 1000 есе артқан. Ауыз суды шыны бөтелкелерде сату әдеттегі көрініске айналды. Табиғи таза су маңызды ұлттық байлық көзіне айналып отыр.
Қазірдің өзінде су халықаралық қатынастардың шиеленісу себебіне айналып отыр. Мысалы, Колумбия өзінінің суы үшін АҚШ пен Канада арасында, Дунай өзенінің суын пайдалану үшін бірнеше мемлекеттер арасындағы шиеленістердің тууы белгілі.

Жердегі су қоры.
Жердегі судың әлемдік қоры орасан зор. Олар 1353985 мың км (2-кесте). Егер гидросферадағы барлық суды біртекті етіп Жер бетіне жайсақ, оның қалыңдығы шамамен 2,5 км болар еді. Әлемдік мұхит шегінде орташа тереңдік 3,96 км, ал ең терең максималды тереңдік 11022 м (Мариан шұңғымасы).
Жердегі судың басым көп бөлігі тұзды су болып табылады. Ол жалпы қордың 97,5 үлесін құрайды, бірақ тұщы судың көлемі де өте көп. Оның мөлшері 35 млн. км -ге тең.
Әлемдік мұхиттың деңгейінің өзгермелі жағдайында Жердің су балансы төмендегідей болады. Планетаға түсетін жауын – шашын буланумен теңеседі. Екі шама да 577000 км /жылына жуық. Мұхиттың булануы жауын – шашыннан 47000 км /жылына артық. Құрылықта кері заңдылық байқалады – булану жауын – шашыннан 47000 км /жылына кем. Осы су өзен ағыстарымен мұхитқа қайтарылады.
Қазіргі кезде әлемдік су балансы мұхит жағына қарай ығысқан. Соңғысы судың буланған мөлшерінен жыл сайын 430 –550 км артық алады. Осының нәтижесінде мұхит деңгейі біртіндеп көтеріліп келеді (соңғы жүз жылда 15 см.). Қосымша ылғалдың 75 мұхиттар мұздықтардың еруі, 18,5 - жер асты қорының пайдалануы, 7 - көлдердің есебінен алады.
Құрлықтағы жауын – шашынның толық буланбауы (47000 км ) жылудың жетіспеуінен емес, экожүйенің реттеушілік рөліне байланысты болатынын атап өту қажет.

Әлемдік су қоры.
Судың түрі Көлемі мың км
Әлемдік қордағы үлес 
Жалпы қордан Тұщы су қорынан
1.Жалпы қоры он-ың ішінде:
2.Тұзды оның ішін-де:
Әлемдік мұхит
Жер асты
Көл
3.Тұщы оның ішін-де:
Мұздықтар мен мәңгі қар
Жер асты
Жер асты мұздары
Көл
Топырақ
Атмосферадағы су
Ағзалардағы су
Батпақтағы су
Өзен суы
Судың сандық мөлшерінің сарқылуы мен ластану мәселелері.
Қазір адам әр түрлі су көзднрінен алып, тұщы судың табиғи қорының 0,1-0,15-ын пайдаланады. Судың болмашы мөлшерінің алынуы сырт көзге судың жетіспеуін туғызбау керек сияқты. Оның үстіне ол сарқылмайтын ресурс ретінде зат алмасуға қатысып, қайтадан су көздеріне қайтып келеді. Бүкіл гидросфера аумағында судың таусылуы мүмкін емес, бірақ бұл мәселе аймақтық тұрғыда болуы мүмкін.
35 млн. км тұщы судың шамамен 70-ы мәңгі мұздықтар мен мәңгі қар түрінде болады. Бұл суды адам іс жүзінде пайдаланбайды. Олар “өлі” су қорын түзеді. Сонымен қатар топырақтағы су, атмосфералық су мен тірі ағзалардағы су пайдаланылмайды.Батпақтардың суын пайдалану шектелген. Жердің терең қабаттарындағы суды игеру қиын. Тұтас алғанда адамзат шамамен 3 млн. км суды пайдалана алады. Бұл қоғамның техникалық мүмкіндіктеріне байланысты.
Табиғи су көздерін пайдаланғанда су ресурстарының қайта қалпына келу жылдамдығын есепке алу қажет.
3-кестедегі мәліметтер оның ең максималды шамасы өзен суларына тән екенін көрсетеді (12-16 тәуелік). Көл сулары орташа шамамен 17 жылда, жерасты сулары тек 1400 жылдан соң қалпына келеді. Жер астының терең қабаттарындағы су қоры тіпті қалпына келмейді. Себебі атмосфера – жауын-шашын-құрлық-зат жүйесіндегі зат алмасуға қатыспайды. Қазіргі кезде ең таза болып есептелетін жер асты сулары олардың қорының көп болуына қарамай тез таусылуы мүмкін.

Гидросфераның әр түрлі категориялы суларының қалпына келу жылдамдығы.
Сулардың категориясы Қалнына келу жылдамдығы
Өзен 16 күн (басқа мәліметтер бойынша 11-12 күн)
Атмосфера 8 күні
Топырақ групты 1 жыл
Батпық 5 жыл
Көл 17 жыл
Әр түрлі горизонттардың жерасты сулары 1400 жыл
әлемдік мұхит 2500 жыл (араласу 63 жыл)

Техникалық және экологиялық жағынан ең тиімдісі – жылдам қайта келуі, жеңіл алынуы, территорияда салыстырмалы бірқалыпты орналасуы, жоғары дәрежеде өздігінен тазаруға қабілетіне байланысты өзен сулары болып табылады. Қазіргі кездегі суды пайдалану негізінен өзен көздерінен алынады.
Қазіргі дүние жүзі бойынша пайдаланылатын судың жалпы мөлшері 4000 км (4 трлн. м ) жақын. Судың негізгі бөлігі өнеркәсіпте, ауыл шаруашылы-ғында және басқа да салаларда қолданылады.
Қайтымсыз суды қолдану негізінен суармалы егістікке тән. Бұл жерде ол 60-70 және одан да жоғары. Бұл кезде суды пайдаланудың негізгі мақсаты судың максималды булануымен байланысты және ол судың берілген аймақтың су алмасуынан шығарылуына әкеледі.
Судың жетіспеуі өзен ағыстарының біртекті болмауы нәтижесінде де орын алады. Оның негізгі көлемі су тасу кезінде байқалады (қоңыржай белдеудің жазық аудандарында – көктемде, тауда – мұздықтардың еруі кезінде, жазда, экватор маңында – жауынды кезеңде).

Ағыстың уақытында әртектілігін нейтралдау үшін су қоймаларына су қоры жинайды. Бірақ бұл кезде де өзіндік теріс әсері болады. Олар ылғал айналымның бұзылуымен, жерлерді алу, су қоймасының бетінен судың көп булануы және т.б. құбылыстармен байланысты.
Олай болса Жердегі тұщы су қорының көп болуына қарамай, адам мен көптеген экожүйе үшін судың жетіспеуі мүмкін. Ол судың жекеленген категорияларының баяу қалпына келуіне, кеңістікте біртекті емес таралуына, уақыт бойынша су қорының динамикалығына (өзер суы үшін), қайтымсыз пайдалану және т.б. құбылыстармен байланысты болады. Уақыт өте келе судың жетіспеуін болдырмау жолдарын іздеу қажет.

Судың эвтрофикациясы
Судың эвтрофикациясы деп- судың биогенді элементтермен, әсіресе азотпен, фосформен немесе құрамында осы элементтер бар заттармен баюын атайймыз. Эвтрофикация (грек тілінен аударғанда эу – жақсы, трофе – қоректену) – судың бай қоректенуі.
Эвтрофикация мысалында экологияның маңызды құбылыстары, тізбекті табиғи реакциялар, шектеуші факторлардың әсері, су сукцессиялары және басқа жүйелік қағидаларды көруге болады.
Эвтрофикацияның нәтижесі – балдырлар мен басқа өсімдіктердің қарқынды өсуі, су қоймасында органикалық заттар мен басқа да ағзалардың шіру өнімдерінің жиналуы болып табылады. Бұл өлген органикалық затпен қоректенетін, оны бастапқы минералдық элеметтер мен көмірқышқыл газына дейін ыдырататын редуцент –ағзалардың санының артуынаәкеледі. Редуценттер тіршілік процесінде өлген органикалық заттарды интенсивті түрде сіңіреді. Мұндай құбылыстың нәтижесі – су ортасының оттексізденуі мен аэробты (оттегінің қатысуымен) процестердің анаэробтыға (оттексіз) өтуі болып табылады. Анаэробты процестердің нәтижесінде қоршаған ортаға күкіртсутек ( S), метан және басқа да улы ластандырушы заттар шығарылады. Келтірілген мысалдан бірдей әсерге екі тіршілік ортасының (су және топырақ) әр түрлі реакциясы анық көрінеді. Топырақтың биогенді заттармен байытылуы барлық жағдайда қолайлы ауыл шаруашылық және экологиялық эффектіге әкеледі. Яғни бірлестіктің өнімділігі артады, қоршаған ортаға қойлайлы әсер етеді және өздігінен тазару қабілеті күшейеді.
Сулы ортада аталған әсер судың маңызды қасиеті – тазалығының нашарлануына әкеледі. Эвтрофитануы кезінде артады. Жылулық ластану судың оттегімен кедейленуін жылдамдатады, себебі температура артқан сайын оттегінің ерігіштігі және биохимиялық процестердің интенсивтілігі әсерінен кемиді.
Эвтрофикацияны табиғи және антропогенді факторлар туғызады. Олардың әр түрлі әсері тек интенсивтілігіне ғана емес, жекеленген процестердің механизмдеріне де байланысты.....