Vanduo ir žmogus
REFERATAS
VANDUO IR ŽMOGUS
VANDUO IR ŽMOGUS
ĮVADAS
Þmogaus organizme yra 65 – 70% vandens. Antuanas de Sent-Egziuperi apie vandenį rašė: “Per maža pasakyti, kad tu reikalingas gyvybei – tu pats esi gyvybė”. Vandens yra visose ląstelėse, bet kai kuriuose audiniuose bei organuose jo kiekiai skirtingi. Nevalgęs žmogus gali išgyventi keliasdešimt parų, o negerdamas vandens, – vos keletą dienų. Vanduo palaiko normalią kūno temperatūrą. Organizme esančiame vandenyje vyksta medžiagų apykaita, įvairios cheminės reakcijos, nes vanduo yra daugelio medžiagų tirpiklis. Vandens stokai žmogaus organizmas labai jjautrus, dėl to gali sutrikti biologiškai aktyvių medžiagų koncentracija, nervinių bei kitų ląstelių veikla. Mokslininkai mano, kad senstančiame organizme mažėja vandens.
Su vandeniu iš virškinimo trakto įsiurbiamos maisto medžiagos, pašalinami medžiagų apykaitos produktai. Vanduo, kurį organizmas gauna su daržovėmis, uogomis ir vaisinių augalų antpilais yra labai naudingas, nes jame yra ištirpusių įvairių biologiškai veiklių medžiagų.
Daugiau vandens reikia gerti sergant kepenų ir tulžies latakų ligomis, esant ūminiams ir lėtiniams apsinuodijimams, taip pat užkietėjus viduriams.
Patariama mažiau skysčių vartoti sergant širdies bei inkstų ligomis. MManoma, kad vanduo, gautas iš ištirpinto sniego ar ledo, yra efektyvus asterosklerozės profilaktikai ir gydymui. Štai kodėl žmonės nuo seno gydymui naudoja šaltinio vandenį.
Žmogui labai naudinga maudytis, praustis po dušu, apsitrinti ir kt. Vandens gydomosios savybės buvo pastebėtos dar 1500 mmetų prieš mūsų erą ir aprašytos indų himnų knygoje “Rigvedoje”: “Apsiplaudamas žmogus įgyja dešimt privalumų – jo protas pasidaro blaivus, gaivus, pats žmogus pasidaro žvalus, sveikas, įgyja jėgų, grožio, atjaunėja, dvelkia švara, jo odos spalva darosi maloni ir patraukia gražių moterų dėmesį”.
VANDUO IŠ CHEMINĖS PUSĖS
Vanduo, vandenilio oksidas, H2O, bespalvis skystis. Neturi skonio ir kvapo. Vandens molekulėje du vandenilio atomai yra susijungę su deguonies atomu taip, kad kampas tarp šių lygus 105°. Dėl tokio teigiamų vandenilio jonų ir neigiamo deguonies jono išsidėstymo vandens molekulė yra dipolis. Polinė vandens prigimtis sąlygoja tai, kad jis sudarytas ne tik iš paprastų H2O molekulių, bet ir iš jų asociatų (H2O)x. Daugelis vandens savybių yra kitokios, negu panašios sudėties junginių. 0°C temperatūroje vanduo užšąla ir virsta lledu, 100°C temperatūroje užverda – virsta garu. Daugiau nei 1500°C temperatūroje vandens molekulė ima skilti į elementus. Kritinis vandens slėgis 21,5 Mpa, kritinė temperatūra 374,15°C, tankis 998,23 kg/m3 (20°C). Didžiausias vandens tankis (1000 kg/m3) yra 4°C temperatūroje. Šiluminė vandens talpa yra didelė (41,9 kJ/kgЧK), todėl vandens masyvai Žemėje turi didelę įtaką klimatui. Vanduo yra silpnas elektrolitas (H2OЫH++OH-; K=[H+]Ч[OH-]=1014, t.y. tik viena iš 550 000 000 molekulių yra disociavusi). Vandens laidumą elektrai labai padidina jame ištirpusios rūgštys, bazės arba druskos. Gamtoje yyra 9 izotopinės vandens atmainos (apie 0,018% visos gamtinio vandens masės sudaro sunkusis vanduo).
Vanduo yra vienas universaliausių tirpiklių. Iš organinių junginių tirpina tik tuos, kurie turi polinių grupių (-OH, -COOH, -NH2) ir yra nelabai didelės molinės masės. Kai kurie junginiai prisijungia vandenį (hidratacija), vnadens veikiami, skyla – vyksta hidrolizė, arba nuo jų pačių atskyla vanduo (dehidratacija). Daugelis druskų turi kristalizacinio vandens. Vandens yra kai kuriuose kompleksiniuose junginiuose (akvakompleksuose). Vanduo lengvai reguoja su šarminiais metalais, sudarydamas hidroksidus. Geležis ir jos lydiniai, vandens veikiami, koroduoja. Fluoras iš vandens molekulės atskelia atominį deguonį (F2+H2Oа2HF+O). Su oksidais vanduo sudaro bazes arba rūgštis. Aukštoje temperatūroje vanduo konvertuoja metaną iki anglies monoksido. Vanduo yra daugelio cheminių reakcijų terpė ir katalizatorius.
VANDUO IŠ GEOGRAFINĖS PUSĖS
Gamtoje iš stacionarių vandens išteklių tik 2,53% vandens yra gėlo, o prieinama naudoti tik 0,76% visų vandens išteklių. Litosferoje yra apie 1 000 000 000 km3 vandens; jis įeina į mineralų, uolienų sudėtį. Daug jo susitelkę Žemės mantijoje (13 – 15 mlrd. km3); iš jos kasmet į paviršių (per vulkaninius procesus) patenka apie 1 km3 vandens. Gamtinis vanduo turi daug ištirpusių organinių ir neorganinių medžiagų. Gryninamas distiliavimu arba jonitais. Labai grynas vanduo sintetinamas ir vandenilio ir deguonies specialiuose aparatuose.
Vanduo naudojamas kaip cheminis reagentas, tirpiklis, bbetono ir skiedinių komponentas. Jis yra energijos nešiklis, šilumnešis. Vandens garai yra garo mašinų, turbinų darbo medžiaga; vanduo reikalingas hidraulinėms pavaroms ir presams. Daug jo suvartojama buityje (200 – 500 l per parą žmogui).
VANDUO IŠ BIOLOGINĖS PUSĖS
Vanduo yra gyvosios materijos Žemėje komponentas, svarbiausia terpė, kurioje vyksta organizmų medžiagų apykaita. Manoma, kad vandenyje atsirado gyvybė. Per evoliuciją kai kurie vandens augalai ir gyvūnai prisitaikė gyventi sausumoje, bet vanduo buvo ir yra svarbiausias jų aplinkos veiksnys, daugelio fermentinių reakcijų substratas. Į organizmo medžiagas vanduo įsijungia fotosintezės metu. Organizmų skysčiuose (limfoje, kraujuje, virškinimo sultyse, vakuolių sultyse) vanduo daugiausiai yra laisvas, o ląstelėse, audiniuose – susijungęs su baltymais, kitais organiniais junginiais. Vanduo palaiko ląstelių ir audinių turgorą, išnešioja maisto medžiagas ir jų apykaitos produktus, padeda reguliuoti kūno temperatūrą ir daugelį kitų gyvybės procesų. Dės vandens stokos organizmų gyvybinės funkcijos sutrinka ir jie greit žūva. Tik ramybės būsenoje esančios kai kurios gyvybės formos (pvz. sporos, sėklos) apsieina be vandens.
Vandens kiekis kai kuriuose organizmuose, jų organuose, audiniuose (%)
Medūzos 95 – 98
Dumbliai 90 – 98
Augalų lapai 78 – 86
Žuvys apie 70
Žmogus (ir kiti žinduoliai) 63 – 68
Smegenys pilkoji medžiaga baltoji medžiaga apie 84apie 72
Raumenys apie 75
Griaučiai 20 – 40
Vabzdžiai 45 – 65
Javų sėklos 12 – 14
Samanos, kerpės (anabiozės būsenoje) 5 – 7
VANDUO IŠ MEDICININĖS PUSĖS
Aplinkos poveikis
Aplinka veikia jūsų ssveikatą ir gyvenseną, tad gerindamas aplinką
sustiprinsite sveikatą ir savo gerovę.
Vanduo, kurį geriate
Stebėjimai parodė, kad žmonės, gyvenantys vietovėse, kur vanduo minkštas, dažniau serga širdies ligomis, jų mirštamumas didesnis nei žmonių, geriančių kietą vandenį. Persikėlus iš vietos, kur vanduo minkštas, ten, kur jis kietas, skirtumas beveik nejuntamas, tad nepatartina vandenį minkštinti specialiai.
Jei nerimaujate dėl geriamoji vandens švarumo, galite pradėti gerti mineralinį vandenį arba vandentiekio vandenį filtruoti. Žinoma, netinkamai naudojantis šiais dviem būdais, galima pakenkti sveikatai: atidarytus butelius laikykite šaldytuve, kad į vandenį nepatektų bakterijų, o filtrus reguliariai keiskite.
Kad vanduo būtų geresnis, savo name pakeiskite visus senus vandentiekio rezervuarus bei vamzdžius, maistui gaminti naudokite tik šviežią vandenį.
Sveika mityba
Vanduo yra gyvybės pagrindas. 100 mililitrų vandens yra 1 mg natrio, 0,3 mg kalio, 4,5 mg kalcio, 1 mg magnio ir šiek tiek geležies. Jis būtinas medžiagų apykaitai. Per mažai išgeriant vandens ir kitų skysčių, organizmas apsinuodija savo paties medžiagų apykaitos produktais. Gali greičiau sutrikti tulžies pūslės veikla ir susiformuoti inkstų akmenligė, greičiau organizmas pradės senti. Nepatariama nuolat gerti virinto vandens, nes verdant ant arbatinuko sienelių nusėda žmogui naudingų mineralinių druskų ir mikroelementų. Nereikėtų nuolat gerti ir mineralinio vandens, nes tuomet per daug mineralinių druskų susikaupia organizme. Gerti reikėtų higienos centre patikrintą vandenį
(iš šulinio, vandentiekio). Į gėrimus rekomenduojama dėti ledo gabaliukų.
Skysčių derėtų išgerti 1,5 -2,2 litro per dieną.
Įtaka sveikatai
Vartojant užterštą vandenį, galima susirgti įvairiomis ligomis, kurių sunkumas priklauso nuo žmogaus amžiaus, bendros sveikatos būklės, higieninių gyvenimo sąlygų. Tačiau labiausiai ligos sunkumą lemia su vandeniu į organizmą patenkančių mikroorganizmų ar cheminių priemaišų tipas ir kiekis. Taigi yra du svarbiausi vartojamo vandens užterštumo tipai – mikrobiologinis ir cheminis.
Mikrobiologinių ir cheminių teršalų poveikis sveikatai
Daugelis mikroorganizmų, kurių šaltinis gali būti ligoniai, bacilų nešiotojai arba gyvūnai, gali ssukelti ligs, kuriomis užsikrečiama, vartojant mikrobiologiškai užkrėstą vandenį. Į žmogaus organizmą su vandeniu patekę mikrobai ne visada sukelia ligą. Tačiau patogeniniai mikrobai gali būti priežastimi tokių rimtų susirgimų, kaip cholera, vidurių šiltinė ir kt. Būtent dėl to labai svarbu, kad į geriamojo vandens šaltinius nepatektų teršalai, kuriuose gali būti patogeninių mikroorganizmų.
Cheminio vandens užterštumo padariniai
Vartojant geriamąjį vandenį, kuris užterštas cheminėmis medžiagomis, net jei jų būtų ir labai mažas kiekis, galima rimtai ir ilgam laikui susirgti. Kai kurios vandenyje esančios cheminės priemaišos, ttaip vadinami kancerogenai, gali sukelti vėžį. Jei gyventojų aprūpinimo geriamuoju vandeniu taisyklės nėra pakankamai griežtos, labai išauga tikimybė susirgti vėžinėmis ligomis.
VANDENS TARŠA
Trims ketvirtadaliams žmonijos aprūpinimas vandeniu bei jo kokykė tebėra aktuali problema. Vartojamojo vandens resursų išsaugojimas ir jo kokybės pagerinimas kkelia didelį susirūpinimą.
Vandens kokybė daugiausiai priklauso nuo aplinkos higieninės būklės. Pramonės, žemės ūkio, kitų veiklos sričių bei buitinės atliekos, patenkančios į aplinką, gali pabloginti ir vartojamo vandens kokybę. Todėl jo telkinių apsauga, ypač gerai išvystytos pramonės rajonuose, yra nepaprastai svarbi.
Vandens užterštumas vertinamas pagal:
gamtinius parametrus:
· fizikinius: temperatūra, spalva, suspenduotos dalelės ir kt.;
· mikrobiologinius: mikroorganizmai, bakterijos, virusai, pirmuonys ir kt.;
· cheminius: neorganiniai teršalai (druskos, sunkieji metalai), organiniai teršalai (pesticidai, angliavandeniai ir kt.);
teršalų kilmę:
· urbanistiniai: buitiniai nutekamieji vandenys, liūčių sukeltos nuoplovos, buitinių atliekų sąvartynai ir t.t.;
· pramoniniai: kietos ir skystos technologinės atliekos (cukraus, popieriaus gamyba ir kt.), produkcijos sandėliavimas (anglaivandeniliai, pramoninės atliekos), naudingųjų iškasenų gavyba (karjerai, šachtos);
· teršalai, susidarantys dėl intensyvių žemės ūkio kultūrų auginimo technologijų (trąšos, augalų apsaugos priemonės), organinių trąšų barstymas, žemės ūkio produktų perdirbimas (skerdyklos ir kkt.);
teršalų pasiskirstymą laike:
· nuolatiniai: netinkamai sandėliuojamų ar palaidotų atliekų išplovimas ir teršalų skverbimasis į vandeningus grunto sluoksnius;
· atsitiktiniai: kanalizacijos tinklų avarijos, avariniai cisternų išsiliejimai ir kt.;
· sezoniniai: augalų apsaugos priemonės jų naudojimo laikotarpiu, medžiagos, apsaugančios autostradas nuo apledėjimo ir t.t.;
teršalų pasiskirstymą erdvėje:
· difuzinis: naudojant žemės ūkio chemines priemones;
· lokalizuotas: pramoninėse aikštelėse, sandėliuose, urbanistinės atliekos;
· linijinis: palei autostradas, geležinkelius, upes ir kt.
IETUVOS VANDENYS
Būklė
Apie 80% Lietuvos upių smarkiai užterštos biogeninėmis medžiagomis. Sunkiųjų metalų jonais upės užterštos nežymiai. Žemiau miestų vandens sanitariniai rodikliai viršija higienos normas šimtus ir net ttūkstančius kartų. Labiausiai užterštos upės – Sidabra ir Kulpė. Lietuvos ežerai yra palyginus švarūs. Gana prasta Kuršių marių būklė. Čia dažnai susidaro deguonies deficitas, dėl ko masiškai žūsta žuvys. Baltijos jūros pakrantė labai teršiama naftos produktais. Sunkiųjų metalų kiekiai gruntiniame vandenyje nėra dideli. Gruntinio vandens kokybė neatitinka geriamojo vandens standartų Klaipėdos, Šiaulių, Joniškio bei Varėnos apylinkėse.
Jau seniai kelia susirūpinimą paviršinio vandens kokybė. Siekiant sumažinti jo užterštumą, buvo pradėti statyti išleidžiamo vandens valymo įrenginiai. Dėl lėšų trūkumo daugumos jų statyba buvo sustabdyta. Nors šiuo metu nebaigtų valymo įrenginių skaičius sumažėjo (nuo 86 iki 28), tačiau padėtis tebėra nepatenkinama – didieji Lietuvos miestai vis dar neturi biologinio vandens valymo arba jis yra nepakankamas. Šiuo metu prioritetas suteiktas vandens valymo įrenginių statybai, daugiausia dėmesio skiriant didžiųjų miestų ir rajonų centrų nuotekų valymo įrenginių statybai (šiems darbams skiriama daugiausia lėšų).
Didelę Lietuvos hidrografinio tinklo dalį sudaro reguliuotos upių atkarpos bei melioraciniai kanalai. Nustatyta, kad natūralios upių ir upelių atkarpos sudaro tik 15% bendro vandentėkmių ilgio. Didžiausias paviršinio vandens vartotojas šiuo metu yra Ignalinos atominė elektrinė. Be Kauno HE ir Kruonio HAE, Lietuvoje veikia dar 12 mažų elektrinių. Ruošiami sugriautų ar užkonservuotų mažųjų jėgainių atstatymo bei rekonstrukcijos projektai.
Šiuo metu išgaunama apie 1 mln. m3/parą gėlo požeminio vvandens. Jo gavyba sukoncentruota didžiausių Lietuvos miestų apylinkėse. Mineralinio gydomojo vandens ir sūrymų kurortų poreikiams išgaunama apie 1,5 tūkst. m3/parą. Dabartinė gėlojo vandens gavyba sudaro apie 30% visų jo išteklių. Pastaruoju metu požeminio vandens vartojimas yra sumažėjęs apie 22%.
Vandens, visų pirma upių, teršimas ir toliau lieka opiausia Lietuvos ekologine problema. Tai akivaizdžiai rodo jau vien toks faktas, kad beveik pusę milijono gyventojų turintis Kaunas iki šiol neturi užteršto vandens valymo įrengimų. Nors dėl pastarųjų metų pramonės nuosmukio bei sumažėjus chemikalų vartojimui žemės ūkyje gerokai sumažėjo ir vandenų tarša, tačiau daugelio Lietuvos upių, taigi ir Kuršių marių būklė ir toliau lieka krizinė. Apskaičiuota, kad pastačius Kauno nuotekų valymo įrengimų bent mechaninę dalį ir biologinius Vilniaus, Šiaulių ir Klaipėdos valymo įrengimus, biologinė tarša Lietuvoje sumažėtų apie 70%. Taigi padėtis iš esmės pagerėtų, tačiau iki šių darbų pabaigos dar toloka.
Nors buitinėms reikmėms Lietuvoje daugiausia vartojamas geros kokybės požeminis vanduo, tačiau kaimo vietovėse vartojamas negilių šulinių vanduo gana dažnai yra užterštas nitratais gerokai virš leistinų normų. Ir toliau rimta problema yra ežerų bei Kuršių marių ir Baltijos jūros eutrofikacija. Nors mažiau vartojant mineralinių trąšų gerokai sumažėjo biogeninių medžiagų išplovimas į paviršinius vandens telkinius bei gruntinius vandenis, bet dėl antrinių teršimo procesų vandens kokybė beveik nnegerėja.
1993 metais vandens buvo suvartota 4.59 milijardo kubinių metrų. Apie tris milijardus kubinių metrų šio kiekio (1993 m. – 2.99 milijardai) sudaro Drūkšių ežero vanduo, vartojamas Ignalinos AE reaktorių aušinimui. Atsižvelgiant į tai, kad toks vandens vartojimas yra labai specifinis ir lokalaus pobūdžio, be to, gerokai iškreipia bendrą Lietuvoje suvartojamo vandens balansą, toliau analizuojant šis kiekis neįtraukiamas į bendrą užteršto vandens kiekį.
Be minėto vandens vartojimo energetikos reikmėms, daugiausia jo suvartojama buityje ir ūkyje (beveik 50 %), pramonės reikmėms (apie 25 %), žuvininkystėje (apie 25 %) ir žemės ūkyje (apie 2
Upės
Vidutinis Lietuvos upių tinklo tankumas, įskaitant ir dirbtines vandens tėkmes, yra 1 km kvadratiniame kilometre. Pastaraisiais dešimtmečiais, iškasus daugybę melioracijos griovių, bendras hidrografinio tinklo tankumas padidėjo beveik dvigubai. Lietuvoje yra: virš 29 900 upių, upelių ir kanalų, ilgesnių kaip 250 m; 28 200 upių, upelių ir kanalų, ne ilgesnių kaip 10 km; 758 upės, ilgesnės kaip 10 km; 18 upių, ilgesnių kaip 100 km; 9 upės, ilgesnės kaip 200 km.
Pagrindinės vandens arterijos – Nemuno – ilgis yra 937 km, iš jų 475 km teka Lietuvos teritorija. Antrosios pagal ilgį upės – Neries – bendras ilgis 510 km, iš jų 276 km teka Baltarusijos žemėmis. Nuo versmių iki žiočių per Lietuvą
teka Šventoji – 249 km; antroji pagal ilgį (213 km) – Minija.
Vykdant melioracijos darbus, buvo sureguliuota virš 75% upių ir upelių. Iš natūralių 63.7 tūkst.km nereguliuotų upių likę apie 17 tūkst.km, tarp jų 9 – didžiosios.
Svarbiausia Lietuvos upių problema – tarša organinėmis medžiagomis: 60-70 % tirtų upių vietų organinių medžiagų kiekis, išreikštas BDS5, sudaro 2.0-4.0 mg deguonies/l (1-2 DLK), 20 % vietų – 4.0-6.0 mg deguonies/l (2-3 DLK). Didžiausiose Lietuvos upėse 1992-1993 m. vidutinis organinių medžiagų kiekis buvo 2.0-8.0 mg ddeguonies/l, t.y. 1-4 kartus viršijo DLK.
Mažose upėse – Kulpėje ir Sidabroje, Lielupės baseine 1992-1993 m. organinėmis medžiagomis buvo užteršta daugiausia: BDS5 kito nuo 40 iki 160 mg deguonies/l (20-80 DLK). Gamtinio fono upėse (3.5 pav.) vidutinis metinis organinių medžiagų kiekis buvo mažiausias – 1.5-2.5 mg deguonies/l.
Gausiausia neorganinių biogeninių medžiagų – Nevėžyje. Neorganinio azoto koncentracijos Nevėžio vandenyje 2-3 kartus, o fosfatų net 2-8 kartus didesnės už šių junginių koncentracijas Nemuno ir Neries vandenyje. Net didžiosiose Lietuvos upėse, nepaisant jų didelio nuotėkio, bbiogeninių medžiagų koncentracijos yra pasiekusios eutrofikuotų vandenų koncentracijų lygius: 1-2 mg N/l neorganinio azoto ir 0.05-0.10 mg P/l neorganinio fosforo.
Ežerai
Lietuvoje yra 2834 ežerai, kurių plotas didesnis kaip 0.5 ha. Bendras jų plotas – 87 643 ha. Lietuvos ežeringumo vidurkis yra aapie 1.5%, tačiau skirtingose šalies dalyse šis procentas yra labai įvairus.
Pagrindinių hidrocheminių parametrų – ištirpusio deguonies koncentracijos ir pH reikšmių stebimuose Lietuvos ežeruose analizė rodo, kad per pastaruosius 10-15 metų šie parametrai keitėsi nedaug. Deguonies režimas paviršiniame vandens sluoksnyje geras: deguonies koncentracija kinta 8-10 mg/l ribose, tik kai kuriais metais priklausomai nuo klimato sąlygų sumažėdama iki 6-7 mg/l. Nežymiai deguonies koncentracija mažėja Tauragne, tačiau mažiausiai ištirpusio deguonies yra Lūksto ežero vandenyje.
Foniniuose Lietuvos ežeruose deguonies stoka paviršiniame vandens sluoksnyje gali susidaryti tik esant ledo dangai, bet tokiuose eutrofikuotuose ežeruose, kaip Žuvintas, ypač kai kuriose jo vietose, deguonies koncentracija ir esant atviram ežero paviršiui gali sumažėti iki 3.0-4.0 mg/l.
Kuršių marios ir Baltijos jūra
Kuršių marių būklė daugiausia priklauso nuo Nemuno upe plukdomų, įįvairiausių teršalų prisotintų vandenų. Šiaurinę Kuršių marių dalį aeruoja, o retkarčiais ir teršia Klaipėdos sąsiauriu įsiveržiantys sūrūs jūros vandenys. Be to, vandenų bei teršalų dalis į Kuršių marias patenka Deimenos atšaka, Danės ir Smeltalės upėmis. Nemažai teršalų patenka ir iš atmosferos. Nemunas surenka vandenis iš 98.2 tūkstančių kvadratinių kilometrų ploto. Upė žemiau Panemunės (46 km nuo žiočių) skyla į dvi atšakas: kairiakrantę – Giliją, kuria prateka apie 18 % Nemuno upės nuotėkio, ir dešiniakrantę – Rusnę. Prieglius taip pat šakojasi, iir maždaug 62 % jo vandenų teka į Vyslos įlanką (Aistmares), o likusioji dalis – Deimenos atšaka į Kuršių marias. Kuršių marių plotas 1 584 kvadratinių kilometrų, ir į jas suteka vandenys iš 100 458 kvadratinių kilometrų upių baseino ploto. Tokiu būdu drenuojama Kuršių marių teritorija sudaro 5.8 % Baltijos jūros upių baseino ploto ir priklauso Baltarusijos (48 %), Lietuvos (46 %) ir Rusijos (Kaliningrado sritis) (6 %) teritorijoms.
Per pastaruosius du dešimtmečius kasmet Klaipėdos sąsiauriu į Baltijos jūrą išteka apie 23 kubiniai kilometrai gėlo vandens, arba 4.9 % bendro nuotėkio į Baltijos jūrą. Didžiausia Nemuno vandenų dalis (18 kubinių kilometrų) įteka į marias šiaurinėmis Atmatos, Skirvytės, Pakalnės upės atšakomis, mažesnė (4 kubinius kilometrus) – Gilijos atšaka – įteka į pietrytinę marių dalį. Dar apie 1 kubinį kilometrą vandenų įsilieja į pietrytinę marių dalį Deimenos atšaka. Didžiausias Nemuno ir kitų mažesnių upelių nuotėkis į Kuršių marias – 32.9 kubinių kilometrų (1916 m.), o mažiausias – 14.2 kubinių kilometrų (1842 m.). Vidutinis nuotėkis – 22.2 kubinių kilometrų (701 kubinių metrų/s) – 1896 metų balandžio mėnesį į Kuršių marias Nemunas atplukdė 11.5 kubinių kilometrų vandens, o 1945 metų vasaryje – tik 0.5 kubinio kilometro. Priskaičiavus vandens kiekį, patenkantį į marias Deimenos atšaka, metinio nnuotėkio reikšmės padidėja maždaug 0.5-1.4 kubinio kilometro.
Pagal kritulių kiekio skaičiavimus, pradedant 1891 m., ant Kuršių marių paviršiaus iškrinta maždaug 1.4 kubinio kilometro vandens. Šis kiekis per metus keitėsi 1.0-1.8 kubinio kilometro ribose.
Iš Kuršių marių paviršiaus kasmet išgaruoja maždaug 1.0 kubinio kilometro vandens. Apie 50 % metinės normos išgaruoja vasarą, 2-3 kartus mažiau pavasarį ar rudenį, ir iki minimumo garavimas sumažėja žiemą. Iškrintančių ant Kuršių marių paviršiaus kritulių kiekį didžia dalimi kompensuoja išgaravusio vandens kiekis ir todėl skaičiuojant Kuršių marių vandens balansą buvo remiamasi upių nuotėkio ir įtekančio iš jūros vandens kiekio skaičiavimais.
Per pastaruosius du dešimtmečius dėl įvykusių klimato pokyčių pasikeitė ir upių vandenų nuotėkio dydis. 1978-1990 m. dėl pagausėjusių kritulių upių vandens nuotėkis buvo apie 15-20 % didesnis už daugiametę normą. Nuotėkis persiskirstė ir metų laikotarpyje. Daug metų vidutiniškai 42 % vandenų sutekėdavo į Kuršių marias pavasarį, mažiau – žiemą (23 %) ir rudenį (20 %), mažiausiai – vasarą (15 %), o per labai šiltas pastarųjų 5 metų žiemas upių vandens nuotėkis buvo didesnis žiemą (34 %) negu pavasarį (32 %), išlikus toms pačioms vasaros ir rudens procentinėms nuotėkio reikšmėms. 1991-1993 metais upių vandens nuotėkis į Kuršių marias vėl sumažėjo.
Kuršių marių regione gyvena apie 5 milijonus žmonių, kurių dauguma naudojasi bbuitiniais patogumais ir išleidžia kanalizacijos nuotekas į upes ir ežerus. Maždaug trečdalis minėto regiono gyvena tokiuose stambiuose pramoniniuose centruose kaip Vilnius, Kaunas, Gardinas, Panevėžys, Molodečnas, Lyda, Alytus, Marijampolė, Slonimas. Galima priskaičiuoti apie 35 miestus, turinčius virš 10 000 gyventojų. Šiaurinėje Kuršių dalyje išsidėstęs stambus pramoninis centras Klaipėda. Gyventojų reikmėms suvartojama daug vandens, kuris nuleidžiamas į nuotekų sistemas. Buitinių nuotekų taršos poveikis gamtiniams vandenims priklauso nuo valymo efektyvumo ir atstumo nuo išleistuvo iki Kuršių marių. Pastaruoju metu buitinių nuotekų tarša nemažėja, nes palaipsniui plečiamos kanalizacijos tinklų sistemos ir per lėtai įdiegiami biologinio ir net mechaninio vandenų valymo įrenginiai. Padėtis turėtų iš esmės pagerėti pastačius biologinio valymo įrenginius Vilniuje, Kaune, Klaipėdoje.
Požeminiai vandenys
Požeminio vandens būklę nusako jo ištekliai ir kokybė. Kaip žinoma, požeminis vanduo Lietuvoje – vienintelis geriamojo vandens šaltinis. Gėlo požeminio vandens eksploataciniai ištekliai gana dideli (apie 3.2 mln. kubinių metrų/d), be to, jie nuolat atsinaujina. Šiuo metu naudojama mažiau nei pusė šių išteklių, todėl jų užteks ir ateityje.
Požeminei hidrosferai būdinga didelė inercija, taigi visi kokybiniai pokyčiai joje vyksta labai lėtai. Todėl apie juos galima spręsti ne tik ir ne tiek iš daugelio metų stebėjimų viename taške (monitoringo gręžinyje) duomenų eilutės, kiek iš daugybės atskirų faktų (hidrocheminė informacija iš atskirų eksploatacinių gręžinių
vandenvietėse bei įvairios paskirties pavienių gręžinių, šulinių) analizės. Požeminio vandens kokybę lemia daugybė gamtinių ir antropogeninių faktorių. Jų poveikis gana diferencijuotas erdvėje ir laike – vieni faktoriai daro didesnę įtaką sekliam gruntiniam vandeniui, dažniausiai visai kiti – giliau slūgsančiam spūdiniam vandeniui. Šį skirtumą akivaizdžiai atspindi ir gruntinio bei spūdinio vandens kokybė. Todėl toliau jas atskirai aptarsime.
Gruntinio vandens kokybę natūraliomis sąlygomis lemia fiziniai geografiniai, klimatiniai, orografiniai, hidrologiniai, biologiniai, taip pat geologiniai bei hidrogeologiniai faktoriai. Pastaruoju metu vis didesnę įtaką gruntinio vandens kkokybei daro antropogeninis faktorius – išsklaidytoji ir vietinė tarša. Yra du pagrindiniai išsklaidytosios taršos šaltiniai Lietuvoje – tai užteršta atmosfera ir žemės ūkis. Lokalinės taršos šaltinių Respublikoje yra daug ir įvairių.
Gruntinis vanduo Lietuvoje sutinkamas holoceno ir pleistoceno nuogulose. Priklausomai nuo to, kurie iš anksčiau minėtų faktorių vyravo formuojantis gruntinio vandens balansui, vandens kokybė minėtose nuogulose labai įvairi. Ji labai nepastovi ir dėl paties gruntinio vandens išteklių formavimosi mechanizmo ypatybių: greito drėgmės ir teršalų skverbimosi iš pavasarinių balų per aeracijos zoną bbe jokio išsivalymo ir lėtos neprisotintos filtracijos pro jos uolienas iki gruntinio vandens lygio, kurios metu infiltratas gerokai išsivalo nuo teršiančių medžiagų.
VANDENS CIKLAS
Vandens ekologinė reikšmė yra labai didelė. Greta to, kad vanduo sudaro net apie 70% gyvū organizmų svorio, jis yyra terpė svarbiems biologiniams procesams. Be to, įsigrauždamas vienoje vietoje ir susikaupdamas kitoje, vanduo skatina geologinius pokyčius. Jis išnešioja ištirpusias druskas bei dujas, taigi tarpininkauja paskirstant maisto medžiagas. Galų gale, svarbiausią vaidmenį ekosistemose vanduo atlieka kaip energijos pernešimo ir panaudojimo tarpininkas. Didžiulis energijos kiekis reikalingas ledui paversti vandeniu (80 gcal/g), vandens temperatūrai pakelti (1 gcal/g/laipsniui), jam išgarinti (563 gcal/g). Vadinasi, vanduo yra labai svarbus veiksnys, mažinantis temperatūros svyravimus, kuriuos sukelia kintantis patenkančios energijos kiekis.
Pagrindinę vandens ciklo dalį sudaro vandens kaita tarp Žemės paviršiaus ir atmosferos. Ji vyksta dėl kritulių garinimo. Šiam procesui panaudojama saulės spindulių energija. Kadangi visą kritulių kiekį atsveria išgarinto vandens kiekis, tai ciklas yra pastovus. Nors and žemės iškrinta daugiau kritulių negu iš vandenyno išgarinama vandens, šį ddisbalansą kompensuoja nuotėkis. Ekosistemos ir jų biota neturi didelės reikšmės vandens judėjimui, nors transpiracija mažina nuotėkį vietos aplinkoje. Tačiau didžiulis vandens kiekis ekosistemose sunaudojamas protoplazmos sintezei, o į atmosferą jis sugrįžta augalų transpiracijos dėka.
Laisvai cirkuliuoja tik 5% viso Žemėje ir atmosferoje esančio vandens, kurio apie 99% yra vandenyne. Likę 95% Žemės vandens yra litosferoje ir nuosėdinėse uolienose. Gėlieji vandenys sudaro tik apie 3% visų vandens atsargų, kurių trys ketvirtadaliai yra ašigalių lede ir ledynuose. Nustatyta, kad, jeigu šie ledynai ištirptų, vvisas Žemės paviršius pasidengtų 50m gylio vandens sluoksniu. Nors kritulių iškrinta gana didelis kiekis (5,2 x 1017 kg, arba 5,2 x 108 km3), tačiau svarbiau pažymėti yra tai, kad jų šaltinis, būtent atmosferos garai, sudaro tik labai mažą kiekį, palyginus su vandens kiekiu Žemėje. Nustatyta, kad šis vandens garų kiekis uždengtų visą Žemės paviršių 2,5 cm gylio lietaus vandens sluoksniu. Per metus su krituliais iškrentantį vandens kiekį padalinę iš atmosferoje esančio vandens kiekio gausime, kad vandens apyvartos greitis yra 35 kartai per metus, arba apytikriai kas 11 dienų.
Ekosistemų struktūra ir funkcijos labai priklauso nuo santykinio ir absoliutaus vandens kiekio jose bei kritulių ir garinimo periodiškumo. Specifines kritulių pasiskirstymo savybes pirmiausia nulemia atmosferos cirkuliacija. Pavyzdžiui, pasatai (nuolatiniai atogrąžų vėjai), judėdami iš šaltesnių platumų link pusiaujo, paima drėgmę ir nuneša bei išsklaido ją pusiaujo srityje. Dėt to pasatų liečiama kranto linija, į šiaurę ir pietus nuo pusiaujo (pvz. Pietinė Kalifornija, Meksika, šiaurinė Čilės dalis), yra gana sausa, o pusiaujo srityje -labai drėgna. Vakarų vėjai, pučiantys į šiaurę ir pietus nuo pasatų, priešingai, išsklaidydami vandenį palei krantus (Oregono šiaurinė dalis iki Aliaskos, pietinė Čilės dalis), juda iš šiltų platumų į šaltas.
Kritulių pasiskirstymui Žemyne didelę reikšmę turi kalnų virtinės. Judėdamas virš kalnų. Drėgnas oras kkyla, vėsta kol prisisotina. Krituliai iškrenta priešvėjinėje kalnų pusėje. Kai drėgmę išsklaidęs oras juda anapus kalnų, jis leidžiasi, šyla, sugeria išgarintą iš Žemės ir vandens drėgmę, kurią toliau atiduoda kalnų užuovėjai. Taigi, užuovėjinėje kalnų pusėje iškrenta mažiau kritulių negu priešvėjinėje. Šis efektas, pagal analogiją su medžių šešėliais, dažnai vadinamas “lietaus šešėliu”.
Taigi bendros pasaulio kritulių ypatybės priklauso nuo kelių veiksnių, kurių svarbiausias – atmosferinės cirkuliacijos ir Žemyno arba salų paviršiaus sąveika. Nuo šios sąveikos labai priklauso svarbiausių ekosistemų pasiskirstymas. Pavyzdžiui, dykumose kasmet iškrenta vidutiniškai mažiau nei 25 cm kritulių. Uždėjus metinių kritulių kiekio pasiskirstymo žemėlapį ant didžiausių dykumų plotų geografinio pasiskirstymo žemėlapio net iš pirmo žvilgsnio matosi, kad jie gerokai sutampa. Tačiau kaip rodo pagrindinis vandens ciklo mechanizmas, garinimo kiekis bei greitis yra toks pats lemiamas veiksnys, kaip ir kritulių kiekis bei greitis. Nuo šių dviejų veiksnių proporcijos priklauso ekosistemų pasiskirstymas, nesvarbu ar tai būtų dykumos, ar atogrąžų drėgnieji miškai. Vakarinėje Šiaurės Amerikos dykumų dalyje kritulių ir garinimo proporcijs yra 0,2 arba dar mažesnė, t.y. galimo išgarinti arba realiai išgarinamo vandens kiekis čia yra didesnis už kritulių kiekį. Nuo santykinai sausų iki drėgnų žemaūgių žolių prerijose kritulių ir išgarinimo proporcija yra nuo 0,2 iki 0,6. Drėgnesnėje šalies rytinėje dalyje, kurioje dominuoja llapuočių miškai, šis santykis siekia nuo 0,8 iki 1,6.
Upių ir gruntinis vanduo yra pagrindiniai vandens šaltiniai, kuriais naudojasi žmogus. Kasmet žmonių poreikiams sunaudojama apie 25% upių vandens. Garinimo keliu į atmosferą sugrįžta apie 30% šio kiekio. Nustatyta, kad iki 2000 metų drėkinimui, aušinimo jėgainėms ir kitiems pramoniniams poreikiams žmonės sunaudos 75% upių vandens. Gruntinis vanduo yra žemiau atvirų vandens telkinių lygio, jo nepasiekia augalų šaknys, todėl jis negali būti išgarinamas. Gruntinio vandens yra apie 38 kartus daugiau negu upių ir ežerų vandens. Kartais gruntinis vanduo į paviršių ištrykšta šaltiniais arba kaupiasi uolienose, vadinamose vandeninguoju horizontu, iš kur gali būti išpumpuojamas į paviršių. Šaltiniai, kurių hidrostatinis spaudimas yra toks, kad vanduo virš Žemės paviršiaus gali ištrykšti fontanu, vadinami arteziniais šuliniais.
