Источники загрязнения водных ресурсов в современном мире: как определить, основные виды

Источник загрянения воды –источник, вносящий в поверхностные или подземные воды химические вещества, микроорганизмы или нагертые выше обычной температуры воды или другие вещества, называется источником загрянения. Оснавная причина загрязнения поверхностных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предеприятиями, коммунальными и сельским хозяйством. Сточные воды -воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека, а также воды, стекающие с территорий населенных мест, промышленных объектов сельскохозяйственных полей в результате выпадения атмосферных осадков.

Источники загрязнения подземных вод является:

Места хранения и ртанспортировки промышленных отходов.

Места аккумуляции коммунальных и бытовых отходов.

Сельскохозяйственные земли, обрабатываемых пестицидами и минеральными удобрениями.

Загрязненные водоемы, питающих подземные воды.

Инфильтрация загрязненных атмосферных осадков.

Промышленные площадки, поля фильтрации, буровые скважины, горные выработки.

В зависимости от происхождения, вида и качественной характеристики примесей сточные воды можно разделить на 4 основные категории:

Производственные (прмышленные).

Бытовые (хозяйственно-коммунальные).

Сельскохозяйственные.

Дождевые (атмосферные).

Производственные сточные воды поступают от различных промышленных объектов после использования воды в технологических процессах. К ним относятся также сточные воды, откачиваемы на поверхность земли при добыче полезных ископаемых. В производственных сточных водах основными загрязняющими веществами являются отходы содовых, сернокислотных заводов, обогатительные фабрики полиметаллических руд, металлургических заводов, шахт, рудников и некоторых химических заводов. Эти загряняющие примеси содержат кислоты, щелочи, соли различных металлов, сернистые соединения, минеральные взвешеннные вещества.

Органические примеси, в том числе ядовитые, содержатся в сточных водах нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, предприятий органического синтеза, синтетического каучука и пластмасс, коксохимических заводов, предприятий пищевой и легкой промышленности. В этих стоках содержатся нефтепродукты, нафтеновые кислоты, аммиак, альдегиды, кетоны, фенолы, спирты, синтетические смолы, сероводород и другие.

Наиболее угрожают чистое водоемов нефть и нефтепродукты:

Нефтяные масла.Это очень стойкие загрязнители, которые могут распространяться на расстояние более 300 км от источника.

Легкие фракции нефти, плавая по поверхности образуют пленку, изолирующую и затрудняющую газообмен. Пленка нефти обладает большой подвижностью, стойкая к окислению.

Средние фракции нефти образуют взвешенную водную эмульсию.

Тяжелые фракции (мазут) оседают на дно водоемов, вызывая токсическое поражение природной фауны.

Целлюлозно-бумажная промышленность. Весьма опасны для водоемов сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Стоки этих предприятий содержат опилки, древесные волокна, кору, смолу, котрые поглощают кислород в процессе окисления. Эти загрянения придают воде неприятный запах, изменяют цвет, способствуют развитию грибных обрастаний по дну и берегам.

Теплоэнергетика. Сточные воды ТЭЦ обычно бывают подогреты на 8-10 0 С выше по сравнению с водой водоемов. При повышении температуры воды водоемов в них происходит усиление развития микро и макро планктона, «цветение» воды, изменяется ее запах и цвет. «Цветение» воды чаще распространено на мелководьях водоемов, где развиваются сине-зеленые водоросли. Отмирая, эти водоросли в процессе разложения выделяют фенол, индол, скатол и другие ядовитые вещества. Сточные воды в производственных процессах ТЭЦ образуются двух типов: химически загрязняющие и имеющие высокую температуру. Сточные воды ГРЭС образуются в системах охлаждения, гидрозолошлакоудаления, от обмывки поверхности нагрева агрегатов, работающих на мазуте, химической промывки оборудования, водоподготовок и конденсатоочисток, аппаратов, работающих с использованием нефтепродуктов, ливнестоков с территорий ГРЭС, инфильтрационных вод золотоотвалов и ливневых стоков с прилегающих водосборных территорий. В подземных водах в районе золотоотвалов обнаруживаются повышенные концентрации марганца, хрома, свинца, алюминия и железа. Промывочные воды оборудования ГРЭС загрязняются серной кислотой, железом, никелем, ванадием и медью. Сточные воды химпромывки оборудования содержат минеральные кислоты, комплексоны, цитрат моноаммония, низкомолекулярные соединения, в том числе органические. Ливневые стоки с территорий ГРЭС и прилагающего водосбора кроме золы, взвешенных веществ и нефтепродуктов, содержат 3,4-бенз(а)пирен, тяжелые металлы (никель,марганец,мышьяк), угольную пыль и др.

Черная металлургия. Сточные воды черной металлургии образуются в результате промывки металла после обезжиривания и травления. В доменном и сталеплавильном производстве, а также в производстве горячего проката, стоки загрянены механическими примесями и солями. При травлении металлов различными кислотами образуются высокоминерализованные травильные растворы и промывные воды. На большинстве кокосохимических заводов и производств сточные воды содержат фенолы, роданиды, цианиды, сульфиды и др.

Цветная металлургия. Сточные воды предприятий цветной металлургии загрянены примесями твердых минеральных веществ, остатками флотационныхреагентов, большинство которых токсичны, ионами тяжелых металлов (медь, свинец, цинк, никель) а также мышьяком, фтором, сурьмой, сульфатами и др.

Машиностроение. Сточные воды машиностроения образуются в процессе изготовления различных машин и аппаратов, где в технологии используются отмывка, обезжиривание, травление, нанесение химических, гальванических и лакокрасочных покрытий, смазки при прокате и прессовании и т.д. Сточные воды таких производств характеризуются содержанием слаборазлагающихся поверхностно-активных веществ, фосфатоа, органических веществ, солей тяжелых металлов и др.

Угольная промышленность . Качественный состав сточных вод угольных разрезов характеризуется преимущественно умеренным солевым составом и жесткостью, значительным загрязнением взвешенными веществами, химическими соединениями и микрофлорой. В стоках угольных разрезов содержится фенол, образующийся в результате пирогенного разложения угля. В карьерных водах в осенний период может наблюдаться повышение минерализации, связанное с увеличением сульфатов, кальция, магния, натрия и калия.

Радиоактивные загрязнения воды . Наибольшую угрозу водоемам и здоровью людей представляют радиоактивные загрязнения. Источниками радиоактивного загрязнения являются ядерные взрывы, аварии атомных реакторов, использование радиоактивных изотопов в промышленности и в исследовательских организациях, захоронение радиоактивных отходов, заводы по очистке урановой руды и по переработке ядерного горючего для реакторов, атомные электростанции.

Бытовые сточные воды . Бытовые сточные характеризуются невысоким органическим загрязением, но в них выражено высокое бактер. Загрян. И высокое содержание яиц гельминтов.

Сельскохозяйственные сточные воды . Все более сильное влияние на экологическое равновесие в водоемах оказывает сельское хозяйство. Распашка новых пахотных земель, осушение болот, вырубка лесов, в том числе в бассейнах малых рек, приводит к изменению гидрологического режима рек, пересыханию ключей и родников. Быстрый рост объемов применения минеральных удобрений, средств защиты растений от вредителей и сорняков приводит к смыву химических веществ и водоемы и подземные воды.

Дождевые и ливневые сточные воды . Дождевые воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. Их подразделяют на дождевые и талые. К категории дождевых вод можно отнести и поливомоечные воды.Ливневые стоки населенных пунутов содержат в основном инертные вещества-глину, песок, угольную пыль. Стоки типа ливневых также образуются в результате разработки карьеров, промывки гравия, работы шазт с гидравлическими методами добычи, в результате смыва загрязнений с поверхностей промышленных предприятий и сельскохозяйственных земель.

Загрязнение поверхностных вод связано прежде всего со сбросом загрязненных сточных вод в водные поверхностные объекты в результате ведения хозяйственной деятельности; поступлением в водные объекты загрязняющих веществ с талым и ливневым поверхностным стоком; влиянием водного транспорта, лесосплава, разведки и добычи полезных ископаемых, рекреации и др.

Оценка качества воды бассейнов рек Енисей, Ангара, Обь и их притоков приведены по данным ФГБУ «Среднесибирское УГМС» и его подразделений. Информация по краевой подсистеме мониторинга поверхностных вод суши предоставлена специалистами КГБУ «ЦРМПиООС».Сведения о действующей в 2014 г. системе государственного экологического мониторинга поверхностных вод представлены в разделе 19.

Классификация качества воды водных объектов приведена по значениям повторяемости случаев превышения ПДК и удельного комбинаторного индекса загрязненности воды (УКИЗВ) в соответствии с РД 52.24.643-202 «Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям».

Загрязнение поверхностных вод по данным государственной наблюдательной сети. ФГБУ «Среднесибирское УГМС» на территории Красноярского края проводит наблюдения за загрязнением поверхностных вод суши по гидрологическим и гидрохимическим показателям.

Режимные наблюдения за загрязнением воды р. Чулым в створах государственной наблюдательной сети осуществляются по гидрохимическим показателям: взвешенные вещества, хлориды, сульфаты, азот аммонийный, азот нитритный, азот нитратный, фенолы, нефтепродукты, ионы металлов: меди, цинка, марганца, железа общего, алюминия, кадмия и др. Наиболее распространенными загрязняющими веществами являются фенолы, нефтепродукты и соединения металлов: медь, цинк, железо общее, марганец, алюминий и кадмий.

загрязненность воды р. Чулым по ионам меди, марганца, железа общего определяется как «характерная» (в 86,8 % проанализированных проб концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК рыбохозяйственных водоемов (ПДК рх)), по ионам алюминия - «устойчивая» (в 45,7 % проанализированных проб превышается ПДК рх), по остальным вышеперечисленным ингредиентам загрязненность воды «неустойчивая» и «единичная».

В 2014 г. улучшение качества воды р. Чулым по значению УКИЗВ отмечалось в створах: «ниже г. Ачинск» - из 4 класса, разряд «а» (грязная) в 3 класс, разряд «б» (очень загрязненная) и из 4 класса, разряд «а» (грязная) в 3 класс, разряд «а» (загрязненная) в створах «выше и ниже г. Назарово». В то же время, наблюдалось ухудшение качества воды в створе «выше г. Ачинск» из 3 класса, разряд «б» (очень загрязненная) в 4 класс, разряд «а» (грязная). На уровне 2013 г. остается качество воды в районах с. Копьево - 3 класс, разряд «б» (очень загрязненная) и с. Б. Улуй 4 класс, разряд «а» - «грязная».

В 2014 г. среднегодовые концентрации азота аммонийного и нитритного не превышали ПДК. Отмечалось снижение нефтепродуктов с 0,05–0,11 мг/дм 3 в 2013 г. до 0–0,02 мг/дм 3 в 2014. Загрязнение воды реки Чулым металлами в 2014 г. изменилось незначительно: среднегодовые концентрации ионов меди составили 0,001-0,007 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,002-0,004 мг/дм 3), цинка - 0,005-0,015 мг/дм 3 (0,004-0,016 мг/дм 3), железа общего - 0,32-0,49 мг/дм 3 (0,17-0,59 мг/дм 3), кадмия - 0,000 мг/дм 3 (0,000-0,001 мг/дм 3).

В 2014 г. по длине реки наблюдалось неоднородное загрязнение ионами марганца: в 2 раза увеличилось их содержание в районе с. Копьево, в 1,5 раза в районе с. Б. Улуй. На участке «выше г. Назарово-ниже г. Ачинск» наблюдалось незначительное снижение загрязнения ионами марганца. Среднегодовые концентрации ионов марганца составили 0,022-0,047 мг/дм 3 (в 2013 г. 0,016-0,038 мг/дм 3). Максимальная концентрация 10,8 ПДК зафиксирована выше с. Б. Улуй.

Незначительное увеличение загрязнения ионами алюминия наблюдалось в 2014 г. практически по всей длине реки. Среднегодовые концентрации составляют 0,072-0,194 мг/дм 3 (в 2013 г. 0,034-0,183 мг/дм 3). В качестве критических показателей ионы алюминия выделяются в створах «выше и ниже г. Ачинск» и «выше с. Б. Улуй», там же зафиксированы максимальные значения 24,8 ПДК, 26,2 ПДК и 15,6 ПДК, соответственно.

Максимальные концентрации ионов меди 20 ПДК в 2014 г. наблюдались выше г. Ачинска, железа общего (14,1 ПДК) - ниже г. Ачинска.

Ядохимикаты в воде реки Чулым в 2014 г. не обнаружены.

Бассейн реки Енисей. Основной вклад в загрязнение р. Енисей вносят соединения цинка, алюминия, марганца, железа, нефтепродуктов и ХПК.

Согласно классификации воды в водных объектах по повторяемости случаев превышения ПДК загрязненность воды р. Енисей нефтепродуктами на участке от г. Саяногорск до пос. Подтесово определяется как «характерная» (превышение нормативов наблюдалось в 91,7-100 % отобранных проб). Загрязненность воды р. Енисей ионами меди и железа определяется как «характерная» практически на всей протяженности реки. Исключением являются створы «выше и ниже г. Дивногорска», где загрязненность ионами меди определяется как «неустойчивая», а по железу общему - как «единичная», и 3 створа в г. Красноярске, где загрязненность ионами меди определяется как «устойчивая», а по железу общему - «неустойчивая». По остальным веществам загрязненность воды характеризуется как «неустойчивая» и «единичная». В створе «5 км ниже г. Красноярска» загрязненность ионами цинка определяется как «устойчивая» (в 33,3 % отобранных проб отмечались превышения).

По значению УКИЗВ качество воды р. Енисей улучшилось в створах: «4 км выше г. Дивногорска» из 2-го класса (слабо загрязненная) в 1-й класс (условно чистая); «35 км ниже г. Красноярск» и «южная окраина с. Селиваниха» из 3 класса разряд «б» в 3 класс разряд «а» (загрязненная); «5,5 км ниже пос. Подтесово» из 4 класса разряд «а» в 3 класс разряд «б» (очень загрязненная). В других створах качество воды не изменилось и относится к 3 классу разряды «а» - «загрязненная» и «б» - «очень загрязненная» (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 Динамика изменения качества воды р. Енисей на участке

г. Дивногорск–г. Игарка.

В 2014 г. по всей длине реки среднегодовые концентрации азота аммонийного и нитритного не превышали ПДК. Практически на уровне 2013 г. сохранились среднегодовые концентрации ХПК (9,99-21,00 мг/дм 3), БПК 5 (1,17-2,20 мг/дм 3) и фенолов (0-0,004мг/дм 3).

На участке реки от г. Дивногорска до п. Подтесово среднегодовые концентрации нефтепродуктов составили 0,02-0,17 мг/дм 3 . Ниже по течению загрязнение нефтепродуктами увеличилось и на участке реки от с. Селиваниха до г. Игарка среднегодовые концентрации составили 0,36-0,47 мг/дм 3 . Максимальное значение (48,4 ПДК) зафиксировано в створе «1 км ниже г. Игарка».

Загрязнение воды реки ионами металлов изменилось незначительно: средне-годовые концентрации ионов меди - 0,000-0,005 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,002-0,008 мг/дм 3), цинка - 0,004-0,019 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,003-0,016 мг/дм 3), марганца - 0,004-0,017 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,006-0,027 мг/дм 3), алюминия - 0,000-0,052 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,010-0,063 мг/дм 3), железа общего - 0,060-0,216 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,06-0,27 мг/дм 3). Максимальное значение (14,2 ПДК) зафиксировано в створе «5 км ниже г. Красноярска».

Ядохимикаты группы ГХЦГ были обнаружены в створах «5 км ниже г. Красноярска» и «35 км ниже г. Красноярска». Среднегодовые концентрации α-ГХЦГ составляют 0,001-0,003 мкг/дм 3 , γ-ГХЦГ - 0,000-0,001 мкг/дм 3 . В остальных створах наблюдения ГНС ядохимикаты не обнаружены.

Красноярское водохранилище. Красноярское водохранилище на р. Енисей одно из крупнейших в Сибири. Гидрохимическая характеристика воды приводится по данным наблюдений в створах: «1,5 км к югу от восточной окраины р.п. Приморск» и «в черте д. Хмельники».

Согласно классификации воды по повторяемости случаев превышения ПДК , загрязненность воды водохранилища в районе п. Приморск по нефтепродуктам и фенолам определяется как «характерная» (превышение ПДК рх в 50-75 % проанализированных проб), по остальным веществам – как «неустойчивая» (8,3–16,7 % превышений). В черте д. Хмельники «устойчивая» по ионам цинка и нефтепродуктам (превышение в 41,7 % проб), по фенолам (16,7 % превышений) и остальным веществам (8,3 % превышений) загрязненность «неустойчивая» и «единичная». Загрязненность воды ионами меди определяется как «характерная» (превышение ПДК рх наблюдается в 54-75 % проанализированных проб) во всех створах водохранилища.

В соответствии с классификацией качества воды по значению УКИЗВ качество воды Красноярского водохранилища в 2014 г. относилось к 3 классу разряду «а» - «загрязненная». Ухудшение качества воды наблюдалось в створе «1,5 км к югу от восточной окраины р.п. Приморск» (в 2013 г. – 2 класс «слабо загрязненная»).

Содержание нефтепродуктов в воде водохранилища распределено неоднородно. В районе п. Приморск в 2014 г. по сравнению с 2013 г. среднегодовые концентрации увеличились в три раза и составили 0,18 мг/дм 3 , ниже по течению, в черте д. Хмельники, среднегодовые концентрации не превышали 0,06 мг/дм 3 . Максимальная концентрация (18,2 ПДК) наблюдалась в районе пос. Приморск.

Среднегодовые концентрации азотосодержащих соединений не превышали установленных нормативов. Содержание органических соединений (по ХПК) практически не изменилось и составило 13,8-14,1 мг/дм 3 (в 2013 г. 8,9-13,7 мг/дм 3). На уровне 2013 г. осталось загрязнение воды реки фенолами (0,001-0,002 мг/дм 3).

Содержание металлов в воде водохранилища изменилось незначительно: ионы цинка - 0,007-0,019 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,013 мг/дм 3), марганца - 0,004-0,005 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,005-0,007 мг/дм 3), алюминия - 0,007-0,011 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,023-0,024 мг/дм 3), железа общего - 0,048-0,050 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,08 мг/дм 3). Отмечается незначительное увеличение среднегодовых концентраций ионов меди с 0,002-0,003 мг/дм 3 в 2013 г. до 0,005-0,006 мг/дм 3 в 2014 г. в районе р.п. Приморск и д. Хмельники. Здесь же зафиксированы и максимальные значения ионов меди (26 и 35 ПДК соответственно).

В воде водохранилища были обнаружены ядохимикаты групп ГХЦГ. Их среднегодовые концентрации составили: α- ГХЦГ – 0,001-0,004 мкг/дм 3 , γ-ГХЦГ – 0,000-0,004 мкг/дм 3 .

Река Ангара. Река Ангара – правый, самый крупный по водности приток р. Енисей. В среднем течении реки расположено Богучанское водохранилище, наполнение которого продолжается. Наблюдения за загрязнением воды водохранилища проводятся в створе «0,6 м выше плотины Богучанской ГЭС», на реке наблюдения проводятся в двух створах: «1 км выше с. Богучаны» и «1,2 км ниже д. Татарка».

Согласно классификации воды по повторяемости случаев превышения ПДК , загрязненность воды Богучанского водохранилища по ХПК, ионам меди и цинка определяется как «характерная» (превышение ПДК рх в 85,7-100 % проанализированных проб), по марганцу - как «устойчивая» (превышение в 42,9 % проанализированных проб) и как «неустойчивая» (превышение в 14,3-28,6 %) по БПК 5 , фенолам, нефтепродуктам и железу общему.

Загрязненность воды реки Ангара в районе с. Богучаны по ХПК, ионам меди, цинка, марганца, железа общего определяется как «характерная» (превышение ПДК рх в 70-100 % проанализированных проб), по фенолам – как «устойчивая» (превышение в 42,9 % проанализированных проб). В районе д. Татарка по ХПК, ионам меди и марганца загрязненность воды определяется как «характерная» (превышение ПДК рх в 50 и более процентах проанализированных проб), по остальным ингредиентам – как «неустойчивая» (превышение в 16,7-25,0 % проанализированных проб).

В 2014 г. в соответствии с классификацией качества воды по значению УКИЗВ качество воды в Богучанском водохранилище улучшилось и перешло из 4 класса разряд «а» (грязная) в 3 класс разряд «б» (очень загрязненная). Как и в 2013 г., качество воды р. Ангара в районе с. Богучаны относится к 4 классу разряд «а» (грязная), в районе д. Татарка - к 3 классу разряд «б» (очень загрязненная).

На всем протяжении реки содержание органических соединений (по ХПК) изменилось незначительно и составило 22,4-23,9 мг/дм 3 (в 2013 г. 23,0-34,0 мг/дм 3). Среднегодовые концентрации азота аммонийного и нитритного не превышали ПДК. На уровне 2013 г. осталось загрязнение воды реки фенолами – 0,001 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,001-0,002 мг/дм 3), нефтепродуктами – 0,02-0,09 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,04–0,06 мг/дм 3).

Среднегодовые концентрации ионов металлов составили: меди – 0,004-0,014 мг/дм 3 (в 2013 г. – 0,006-0,017 мг/дм 3), цинка - 0,017-0,028 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,012-0,028 мг/дм 3), марганца - 0,010-0,020 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,018-0,022 мг/дм 3), алюминия - 0,000-0,021 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,027-0,071 мг/дм 3), железа общего - 0,12-0,22 мг/дм 3 (в 2013 г. - 0,15-0,30 мг/дм 3). В 2014 г. ниже д. Татарка зафиксирован 1 случай «высокого загрязнения» воды ионами цинка (максимальная концентрация 18 ПДК).

По прежнему наибольшую долю в общую оценку степени загрязненности воды реки (в районе с. Богучаны, в Богучанском водохранилище) вносят ионы меди, что относит их к критическому показателю загрязненности воды. Максимальная концентрация ионов меди 28 ПДК, как и в 2013 г., зафиксирована выше с. Богучаны.

В воде реки Ангара (ниже д. Татарка) обнаружены ядохимикаты γ-ГХЦГ, среднегодовые концентрации которых составили 0,002 мкг/дм 3 .

На территории деятельности ФГБУ «Среднесибирское УГМС» в 2014 г. зарегистрировано 40 случаев «высокого загрязнения» на 22 водных объектах и 2 случая «экстремально высокого загрязнения» на 1 водном объекте (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Случаи высокого и экстремально высокого загрязнения поверхностных вод, зарегистрированные в 2014 г. государственной наблюдательной сетью

Основные входные и выходные потоки города

Таблица №1

Оксид азота образуется при лесных пожарах. Высокие концентрации оксида азота в городе связаны с деятельностью человека. В значительном количестве оксид азота выделяется на ТЭС и двигателями внутреннего сгорания.

Оксид углерода - самый большой его источник - автотранспорт. Другой источник - табачный дым. Оксид углерода связывается с гемоглобином крови и при большой его концентрации может вызвать летальный исход.

Частицы - пыль - причины выбросов в атмосферу - это пыльные бури,
эрозия почв, вулканы. Около 20% пыли в атмосфере - дело рук человека:
производство стройматериалов, цемента и т.д. Американский эколог Бартон
сказал о проблеме загрязнения атмосферы пылью: «Одно из двух: либо люди
сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, либо дым сделает так, что на
Земле станет меньше людей».

Источниками загрязнения гидросферы являются биологические, химические и физические источники. Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к снижению запасов воды, изменению состояния фауны и флоры водоемов, нарушению круговорота многих веществ в биосфере, снижению биомассы планеты и, как следствие, уменьшению воспроизводства кислорода.

Роль воды во всех жизненных процессах общепризнанна. Без воды человек может жить не более 8 суток, за год он потребляет около 1 т воды. Огромное количество пресной воды требует и производство как промышленное, так и с\х. Сейчас количество пресной воды на планете составляет всего 2,5% всей воды; 85% - морская вода.

Выше было указано количество сточных вод выбрасываемых городом за сутки. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на три группы:

· бытовые сточные воды - стоки душевых, прачечных, бань, столовых, туалетов, от мытья полов и т.д.;

· атмосферные сточные воды, или ливневые. Особенно опасны ливневые стоки на промышленных предприятиях. Из-за их неравномерности затруднены сбор и очистка этих стоков.

· Промышленные сточные воды - жидкие отходы, которые
возникают при добыче и переработке сырья.

Загрязнители воды делятся на биологические , вызывающие брожение воды; химические , изменяющие химический состав воды; физические изменяющие ее прозрачность, температуру и другие показатели.

Биологические попадают вместе с бытовыми и промышленными стоками (пищевая, целлюлозно-бумажная промышленность).

Химические - нефтепродукты, тяжелые металлы, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства.

Физические - при сбросах из выработок шахт, карьеров, транспортных магистралей.

Для очистки сточных вод применяют механический, химический, физико-химический и биологический методы. Когда они применяются вместе, метод очистки и обезвреживания сточных вод является комбинированным. Механический метод позволяет удалить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95%; химический метод - до 95% нерастворимых примесей и до 25% - растворимых. Физико-химический метод позволяет удалить тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушить органические и плохо окисляемые вещества. Существует несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды.

Главным критерием качества воды и атмосферы в нашей стране являются ПДК. В России ежегодно образуются около 21 км сточных вод, из них 16 км сливаются в Волгу. Сейчас принято специальное постановление по защите ОС в бассейнах Волги и Урала. Для сохранения воды на планете необходимо научиться ее использовать многократно - создавать замкнутые водооборотные системы, а также разрабатывать современные методы очистки воды.

Реферат

Антропогенные нарушения поверхностных водных объектов

Выполнил: студент гр. МГП-08 ____________ /Егорова Н.А./

ДАТА: ____________

Оценка: ____________

Проверил: доцент ____________ /Кузнецов В.С./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

Введение……………………………………………………………………………..3

1. Источники загрязнения поверхностных вод………………………………..4

2. Экологические последствия антропогенных нарушений

поверхностных водных объектов………………………………………………12

3. Актуальность проблемы защиты поверхностной гидросферы……………..17

Заключение…………………………………………………………………………..19

Список использованной литературы……………………………………………..21

Введение

Живая природа доставляет человеку всё необходимое для его существования. И необходимость бережного отношения к природе сейчас понимают все. За последние годы с наибольшей очевидностью необходимость такой заботы проявилась в отношении воды.

«Самое необходимое в жизни – вода…», - говорил Платон. Это утверждение остаётся верным и сейчас.

Вода – самое распространённое неорганическое соединение на нашей планете, основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле – фотосинтезе. Вода - распределитель солнечной энергии на Земле, главнейший творец климата, аккумулятор тепла, гигантский движитель, необходимый компонент всех технологических процессов в промышленном и сельскохозяйственном производстве.

Большие объёмы воды на нашей планете создают впечатление её изобилия и неисчерпаемости. Между тем, гидросфера – самая тонкая оболочка Земли. Вода во всех состояниях и во всех сферах составляет менее 0, 024% массы планеты, и только её незначительная часть доступна для практического использования. Водный кризис на Земле практически наступил.

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное многообразное давление.

Антропогенные воздействия, т.е. результаты деятельности человека, приводящие к изменению среды обитания, привели к превращению природных ландшафтов в антропогенные, а также к возникновению глобальных проблем экологии. На современном этапе развития еще в большей степени возрастает воздействие человека на биосферу, а природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, что делает актуальным проблему "осознания реальностей и тенденций, появившихся в мире в отношении природы в целом и её составляющих" (Лосев, 1989).

В полной мере это относится и к осознанию проблемы антропогенного загрязнения поверхностных вод.

Цель работы – раскрыть сущность и последствия антропогенных нарушений поверхностных водных объектов.

Источники загрязнения поверхностных вод

Гидросфера на нашей планете – это основная часть её поверхности, 70% площади поверхности Земли. Поверхностные воды занимают 94% гидросферы .

Пове́рхностные во́ды суши - воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы).

Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах.

Ресурсы поверхностных вод суши слагаются из вод, аккумулированных в ледниках полярных и горных областей (99,2 %), озер (0,73 %), болот (0,05 %) и русел рек (0,01 %). Из поверхностных вод суши особое значение имеют воды озер и рек, ресурсы которых находят наиболее широкое применение в экономическом развитии и создании благоприятных условий жизни для человека.

Под загрязнением водоёмов понимают снижение их биосферных функций в результате поступления в них вредных веществ.

Основные загрязнители воды

Различают естественные и антропогенные источники загрязнения вод. Первые в отличие от вторых сбалансированы процессами самоочищения вод за счёт их круговорота в природе. Этим механизмом природа пользуется в течение всей истории существования биосферы.

Антропогенное загрязнение связано с деятельностью человека. Различают химические, биологические и физические загрязнители (П.Бертокс, 1980).

Под физическим понимается прежде всего тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод, используемых для охлаждения на ТЭС и АЭС. Сброс таких вод приводит к нарушению природного водного режима. Например, реки в местах сброса таких вод не замерзают. В замкнутых водоемах это приводит к уменьшению содержания кислорода, что приводит к гибели рыб и бурному развитию одноклеточных водорослей («цветению» воды). К физическому загрязнению относят также радиоактивные загрязнения, попадание в водные системы различных взвесей, что приводит к изменению прозрачности воды. Химическое загрязнение гидросферы возникает в результате попадания в нее различных химических веществ и соединений. Примером служит сброс в водоемы тяжелых металлов (свинец, ртуть), удобрений (нитраты, фосфаты) и углеводородов (нефть, органические загрязнения). Главным источником выступают все виды промышленного, сельскохозяйственного производства, транспорт.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, часто болезнетворными. В водную среду они попадают со стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности и животноводческих комплексов. Такие стоки могут явиться источниками различных заболеваний.

В.И.Коробкин, Л.В.Передельский выделяют следующие факторы загрязнения поверхностных вод:

Сброс в водоёмы неочищенных сточных вод;

Смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

Газодымовые выбросы; утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольшие вред водоёмам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод – промышленных, коммунально-бытовых и др.

В настоящее время объёмы сброса промышленных сточных вод в водные экосистемы продолжает расти.

Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

Отрасль промышленности	Преобладающий вид загрязняющих
Нефтегазодобыча, нефтепереработка	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиды
Целлюлозно-бумажный комплекс, лесная промышленность	Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества, азот
Машиностроение, металлообработка, металлургия	Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы
Химическая промышленность	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические углеводороды, неорганика
Горнодобывающая, угольная	Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества
Легкая, текстильная, пищевая	СПАВ, нефтепродукты, органические красители, другие органические вещества

Промышленные стоки занимают первое место по объему и ущербу, который они наносят, то решать проблему сбросов их в реки нужно в первую очередь. Из-за загрязнения вызываемого стоками начинаются различные биогенные мутации. Из рек и озер пропадают многие виды рыбы, а те которые остаются - непригодны в пищу. Значительно скудеет флора и фауна водоемов. Из-за промышленных стоков в водоемах наблюдается избыток кислорода, поэтому можно наблюдать так называемое "цветение" водоемов. Многие наверное не раз видели на поверхности воды нефтяную пленку, которая переливаясь на солнце кажется очень красивой, но на самом деле вызывает уменьшение проникновения света в водную толщу в несколько раз. Изменяется и химический состав водоемов, повышается содержание азота, фосфора и хлорсодержащих веществ.

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого ипа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами. По большей части они попадают в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей.

Многие наверняка с наступлением весеннего половодья не раз замечали неприятный запах, который источает питьевая вода. Запах этот вызван тем, что бурные весенние потоки смывают в реку фекальные массы, накопившиеся за зиму и вывезенных весной на поля. Вместо того, чтобы следить за попаданием этих веществ в реки, предпочитают перед тем как подать эту воду в дома смещать ее с огромным количеством хлорки, которая является далеко небезопасным веществом.
Следующей проблемой является попадание в реки и другие водоемы различного бытового и промышленного мусора. Многие, наверное, не раз гуляя по набережной бросали в воду бумажку, банку, ветку и т.д. В каком-то месте весь этот мусор скапливается и в русле реки образуются наносы, возникают островки. Все это ведет в засорению и пересыханию реки. Этот же мусор разлагаясь выделяет различные канцерогенные вещества, которые попадают вместе с пищей к нам на стол.

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

Все более широкое распространение находят моющие синтетические вещества . Наличие их в воде даже в незначительном количестве придает воде неприятный привкус и запах, а также ведет к образованию пены. Даже небольшая концентрация этих веществ приводит к гибели мелкого планктона и замору рыб.
Совсем недавно появилась угроза чистоте водоемов, созданная применением пестицидов . Попадая в водоемы, пестициды долго не поддаются биологическому распаду, накапливаются в планктоне, рыбе, а затем по биологической цепочке переходят в организм человека, действуя угнетающе на работу отдельных органов и организм в целом.
Кроме сточных вод, на качество водных источников могут влиять и многие другие загрязнения, попадающие в водотоки: продукты эрозии, хлориды, применяемые против обледенения дорог, соли, вымываемые из речных русел или выщелачиваемые из почв при орошении, ливневые воды с загрязненных территорий, и т.д.
Загрязнение поверхностных вод вызывает коррозию находящихся в воде бетонных и железобетонных конструкций, а также образование на них различных отложений. Это в конечном счете затрудняет и удорожает эксплуатацию сооружений.

Вредные последствия неудовлетворительного качества воды наблюдаются и при орошении сельскохозяйственных угодий: происходит засоление почвы, выщелачивание солей из нее, торможение биохимических процессов в почве и в клетках растений, повышение кислотности, занос полей грубодисперсными и коллоидными веществами.
В настоящее время хозяйственная деятельность человека привела во многих районах к усилению процессов эвтрофикации водоемов: в них в избыточных количествах стали поступать соединения углерода, азота, фосфора, что приводит к нежелательным последствиям.
В таких сильно загрязненных водоемах усиливается "цветение" - массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды. Результатом цветения воды является дефицит кислорода, появляется метан и сероводород. В результате рыба и другие животные погибают, а вода становится непригодной для бытовых нужд.

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечают нормативным требованиям. Ежегодно увеличивается число стоков с высоким уровнем загрязнения воды (превышение предельно допустимых концентраций «ПДК» в 10 раз) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).

В качестве примера остановимся на водоёмах Вологодской области. В работе мы опираемся на данные пособия Е.А.Мезеневой, С.А.Колобовой, М.М.Андроновой «Вода питьевая» , материалы краеведческого музея г. Сокола; данные Роспотребнадзора г. Сокола.

Вологодская область обладает достаточным запасом пресной воды. Но, к сожалению, не все водоемы находятся в необходимом санитарном состоянии, чтобы воду из них можно было использовать в бытовых и хозяйственных целях. Так уровень загрязненности водных объектов на территории области в 2008 году значился довольно высоким по органическим веществам, аммонийному азоту и специфическим загрязнениям, поступающим от промышленных предприятий. При изучении многочисленных научных исследовательских материалов было выявлено, что наиболее загрязненными водоемами остаются реки Кошта, Пельшма, Вологда и Сухона.

Для г. Вологды в качестве поверхностных источников водоснабжения используют воду рек Вологды, Тошни, озера Кубенского.

Показатели качества поверхностных вод, используемых для водоснабжения г.Вологды

Показатели	Источники водоснабжения	Качество, допускаемое для питьевой воды
р. Вологда	р. Тошня	оз. Кубенское
Мутность мг/л	0,95 – 24,6	0,8 – 1,1	2,36 – 7,3	1,5
Цветность, град	15,7 – 9,7	15 - 20	82 - 112
Запах, балл	1 - 5	3 - 5	2 -3
рН	7,4 – 8,05	7,2 – 7,9	7,3 – 7,6	6,5
Жесткость, ммоль/л	1 – 7,7	1,6 – 5,6	2,9 – 4,0	7,0
Окисляемость, мгО 2 /дм 3	3,6 - 14	12,2 – 14., 1	18,5 – 25,6
Общая минерализация, мг/л	500 - 700	15 - 400

Высокий уровень загрязнения воды отмечается в притоках р. Вологды: Содеме, Шограше в пределах городской черты, что существенно влияет на качество воды в самой реке.

Основными причинами загрязнений являются следующие: сброс без очистки дождевых и талых вод с территории города, промышленных площадок, транспортных магистралей; частые аварийные сбросы неочищенных сточных вод с городских канализационных сетей из-за их перегрузок; засорённость территории водосбора и русла рек бытовым и производственным мусором; несоблюдение водоохранных зон.

Река Тошня – правобережный приток р. Вологды. В настоящее время р.Тошню запрещено использовать в качестве источника питьевой воды из-за неблагоприятных бактериологических показателей, хотя ряд показателей, отражённых в таблице, соответствует требуемым нормам.

В отдельные периоды года стока реки Вологды недостаточно для обеспечения потребностей населения города в питьевой воде, поэтому был построен комплекс сооружений для забора и подачи воды из о.Кубенского. Оно расположено в 28 км северо-западнее г.Вологды. Водозабор работает эпизодически. Перерывы в подаче воды и отключения стального водовода диаметром 1200мм и протяжённостью 28 км вызывают сильную внутреннюю коррозию. Внутри его образуется крайне неблагополучная микрофлора. Перед каждым новым включением необходимо проводить гидравлическую промывку с обеззараживанием, что, в свою очередь, требует дополнительных потерь воды.

При заборе воды из озера уровень его резко падает, что ведёт к снижению рыбных запасов.

Озеро Кубенское не защищено от загрязнения сельскохозяйственными стоками ряда сельхозпредприятий.

Основной водной артерией арктического бассейна является река Сухона. В своем истоке река Сухона отвечает требованиям, предъявляемым к рыбохозяйственному водоему. Затем непосредственно через сеть притоков она принимает сточные воды промышленных центров Вологды, Сокола, Великого Устюга, что самым отрицательным образом сказывается на качестве речной воды. В среднем течении реки Сухоны загрязненность воды обусловлена выносом веществ с водами реки Пельшмы. На сегодняшний день обнаружено загрязнение более 40-км-го участка Пельшмы и около 30 км. реки Сухоны.

Актуальной является проблема экологического состояния реки Пельшмы, так как речка стала местом сброса отходов, а ведь она впадает в Сухону – основную водную артерию Вологодской области, та, в свою очередь, сливаясь с Югом, впадает в районе Великого Устюга в Северную Двину.

Пельшма – это небольшая речушка, длина ее составляет 82 км, ширина русла колеблется от 3 до 20м. Глубина от 0,3м, в нижнем течении достигает до 1м. В верхнем течении Пельшма – это чистая, небольшая и тихая речка, которая активно используется местными жителями. Люди берут воду из реки для всех бытовых и хозяйственных нужд, в летний период купаются и рыбачат. А вот в среднем и нижнем течении санитарное состояние оставляет желать лучшего. Некогда чистая и полноводная Пельшма, по берегам которой строили монастыри, сегодня похожа на сточную канаву. Об этом знают Департамет и комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды. Именно в Пельшму сливаются стоки из очистных сооружений городов Сокола и Кадникова. Предприятия целлюлозно-бумажной отрасли, находящиеся в городе Соколе, являются источником главных загрязнителей – лингносульфонатов и фенолов. По данным Комитетом природных ресурсов города Сокола и Сокольского района, в июне 2010 загрязнение по концентрации лингносульфоната превысили норму в 225 раз, а по фенолам – в 144 раза. Такое отравление источника вызвано постоянными сбросами в него сточных вод Сокольского и Сухонского целлюлозно-бумажных комбинатов. На этих комбинатах неудовлетворительно работают очистные сооружения. В 1 км. ниже выпуска сточных вод средняя концентрация аммонийного азота составляет 33 ПДК, фенолов – 8ПДК. (максимальная концентрация соответственно 63, 35 ПДК). Содержание органических веществ составляет 548 мг/л, максимальное количество 1053мг/л.

Сотрудниками Вологодской области, центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в течение августа 2010 г. года проанализировано 28 проб воды. Экстремально высокий уровень загрязнения обнаружен в одной пробе, высокий в пяти. На протяжении долгого времени максимально высокий уровень загрязнения сохраняется в реке Пельшме именно в одном километре ниже сброса сточных вод.

В этой реке зарегистрировано полное отсутствие растворенного кислорода и наличие сероводорода, содержание которого достигло 0,168 мг/л. По словам специалистов, данное вещество вообще не должно иметь место в воде. Наличие сероводорода и отсутствие кислорода вызвано высоким содержанием органических веществ. Кроме этих загрязнений определена повышенная концентрация хлоридов в реке. Их содержание превышает значение более чем в 6 раз, количеств сульфатов, от места стока до устья, колеблется незначительно. Примечательно, что концентрация сульфатов превышает таковую в коллекторном канале. Вниз по течению их концентрация снижается. По перечисленным данным можно сделать вывод, что река Пельшма стала местом сброса отходов. Такое отравление источника пресной воды вызвано постоянными сбросами предприятий и стоками очистных сооружений.

А ведь если на данном этапе не решить проблему, то она постепенно вырастет в экологическую катастрофу Вологодской области, а может и больше, и тогда уже мы не сможем сохранить флору и фауну пострадавшего региона. Местные жители потеряют ценный источник пресной воды.

Вода в Сухоне тоже приходит в негодность. И это уже становится проблемой всего Северо-Западного региона.

Из приведенных примеров видно, что вода, в больших количествах используемая человеком, нуждается в очень бережном отношении, в охране не только ее количества, но и качества.

Введение

Актуальность исследования. Загрязнение поверхностных вод началось в центральной России еще в XVI в., когда начали удобрять поля навозом. С тех пор в центральных районах страны основным загрязнителем вод было сельское хозяйство. В более северных районах большую роль играл сплав леса, особенно молевой, при котором бревна тонули и гнили в воде. С развитием промышленности и ростом городов стала расти роль коммунальных и промышленных загрязнений.

Резкое усиление загрязнений произошло в ХХ в. Особая опасность связана с совпадением периода роста сбросов загрязненных сточных вод и многовековой тенденции нарастания сухости климата, снижения водности водоемов. В этих условиях растут концентрации поллютантов в растворах и, следовательно, степень их вредного воздействия на природные системы и здоровье человека.

К началу 90-х гг. в России создалась довольно сложная ситуация. Качество вод большинства поверхностных водоемов страны не отвечало установленным нормативам. Главными загрязняющими поверхностные воды веществами являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка, аммонийный и нитратный азот.

Цель работы - охарактеризовать источники загрязнения вод.

Для выполнения поставленной цели нами были решены следующие задачи: описать основные источники загрязнения пресноводных вод суши, проанализировать особенности очистки водоемов.

1. Источники загрязнения поверхностных вод суши

Реки в их естественном состоянии выполняют роль дренажных систем, собирающих сток с водосборного бассейна. Хозяйственная деятельность человека постепенно превращает реки в сточные канавы с очень высоким уровнем загрязнения (иногда до 100 ПДК). И если количественное истощение водозапасов планеты в ближайшем будущем человечеству не грозит, то качественное истощение водных ресурсов - налицо уже в наши дни.

Главными источниками загрязнения природных вод являются производственные предприятия химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной промышленности, электроэнергетика и машиностроение, черная и цветная металлургия, сельское и коммунальное хозяйство. Величина сброса сточных вод в водоемы России в 2007 г. составила 59,3 км3 (около 3% глобального объема сточных вод).

Из этого количества в реки ежегодно сбрасывается до 30 км3 загрязненных вод, требующих как минимум 10-12-кратного разбавления. Для того чтобы гарантировать качество воды с содержанием загрязняющих веществ не выше ПДК, для промышленных предприятий установлены величины предельно допустимого сброса поллютантов (ПДС). В России ПДК по разным показателям превышены по всем крупным водоемам. Основные реки России - Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена - по качеству вод оцениваются как «загрязненные» и местами «сильно загрязненные».

Суммарная масса загрязняющих веществ (нефтепродукты, взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, фенолы, соединения фосфора, жиры, масла, органические вещества, особо токсичные тяжелые металлы и синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и др.), поступающих в природные водоемы страны вместе со сточными водами, оценивается в 21 млн т.

Особенно неблагополучно состояние рек в зонах многонаселенных мегаполисов и крупных промышленных центров, где загрязнение вызывается прямым сбросом сточных и ливневых вод с поверхностей прилегающих территорий через коллекторы, необорудованные очистными сооружениями, канализационные люки и др.

Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивной эвтрофикации водоемов. Тяжелые металлы могут находиться в небольших, но весьма опасных концентрациях в обработанных, но полностью не очищенных сточных водах, или в более концентрированном виде в подземных водах на территориях свалок.

Один из источников поступления поллютантов в водную среду - это сухие и мокрые выпадения из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов. Вместе с аэрозолями (главным образом сернистые и азотистые соединения) и пылью в водоемы, поверхностные и подземные воды попадают также тяжелые металлы, опасные органические соединения, радиоактивные вещества. Сейчас со всей очевидностью можно говорить, что основной объем загрязнения всей гидросферы, в частности более 70% загрязнения Мирового океана, связано с наземными источниками. Промышленность, строительство, коммунально-бытовое и сельское хозяйство поставляют загрязняющие вещества, создающие угрозу для жизнедеятельности биоты Океана.

Нефть, металлы, хлорорганические соединения, мусор, пластмассы, радиоактивные отходы медленно разлагаются, накапливаются в организмах. Нефть является самым стойким загрязнителем океанических вод. Ежегодно в моря и океаны поступает от 6 до 10 млн. т нефти (табл. 1). Известно, что 1 т нефти, растекаясь, образует на водной поверхности пятно в 12 км2. В нефтяных пленках аккумулируются ионы тяжелых металлов, пестициды и другие токсиканты, опасные для живых организмов.

Одним из основных источников загрязнения поверхностных и подземных вод служит сельское хозяйство - как земледелие, так и интенсивное животноводство. Во время половодий, весеннего таяния снега и после сильных дождей с поверхностей сельскохозяйственных угодий с водой смываются многие тонны ядохимикатов и минеральных удобрений.

Таблица 1. Источники загрязнения гидросферы нефтью (по У. Стонеру и Б. Сигеру)

Источник загрязненияОбщее количество, млн. т/годДоля, %Морские перевозки В том числе обычные перевозки2,13 1,8334,9 30,0Катастрофы0,34,9Вынос реками1,931.1Попадание из атмосферы0,69,8Промышленные отходы0,34,9Природные источники0,69,8Городские отходы0,34,9Отходы прибрежных нефтеочистительных заводов0,23,2Добыча нефти в открытом море В том числе: обычные операции аварии0,08 0,02 0,061,3 0,3 0,98

Например, в России на полях ежегодно используется несколько миллионов тонн удобрений и до 100 тыс. т ядохимикатов. Особенно опасны сбросы сточных вод животноводческих комплексов и птицефабрик, где уборка навоза и отходов производится гидросмывом без очистки сточных вод. Переполненные навозохранилища периодически сбрасывают огромное количество органики, приводя к эвтрофикации природных водоемов.

Это явление связано с избыточным поступлением биогенных веществ (главным образом соединений фосфора и азота) в озера, водохранилища, устья рек, приводящим к массовому росту водных растений, бурному «цветению» водорослей. Эвтро-фикация вызывает ряд неблагоприятных геоэкологических последствий: ухудшение качества воды, снижение рекреационной ценности водоема, гибель рыб, блокирование каналов и водосборов. Главными источниками поступления азота и фосфора являются сельское хозяйство и коммунально-бытовые стоки.

Подземные воды, как и другие компоненты окружающей среды, испытывают загрязняющее воздействие хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации загрязненных сточных вод, свалок и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, животноводческих комплексов, населенных пунктов, не оборудованных канализацией и пр. Загрязняющие вещества в основном те же, что и для поверхностных вод: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота (с интенсивностью загрязнения в пределах 1 - 100 ПДК).

В России для хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения и орошения земель разведано около четырех тысяч месторождений подземных вод, эксплуатационные запасы которых составляют 26,7 км3/год. Степень освоения их запасов в среднем по стране не превышает 33%. Наиболее крупные участки загрязненных подземных вод выявлены в Московской, Тульской, Пермской областях, в Татарстане, Башкортостане, а также близ городов Волгоград, Магнитогорск, Кемерово.

Население России в целом не обеспечено водой надлежащего качества вследствие неудовлетворительного состояния как водоемов (поверхностных и подземных), так и систем централизованного водоснабжения.

Около 1/3 населения используют для питья воду из децентрализованных источников. Анализ воды таких источников показал, что около 50% из них не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим и бактериологическим показателям. Особенно тяжелое положение сложилось в Архангельской, Калининградской, Калужской, Курской, Томской и Ярославской областях, Приморском крае, Дагестане, Калмыкии.

Обеспечение всех жителей Земли доброкачественной питьевой водой является важнейшей глобальной проблемой современности. Другой, не менее важной проблемой является рациональное использование водных ресурсов, экономия воды во всех видах водопотребления.

Сокращение масштабов загрязнения воды - путь к решению проблемы количественного и качественного истощения водных ресурсов мира.

Экономика использования водных ресурсов требует пересмотра. Пока вода во всем мире имеет низкую цену, во многих регионах она вообще бесплатна. Это ведет к неэффективному использованию водных ресурсов и, как следствие, к серьезным экологическим проблемам.

2. Особенности загрязнения поверхностных вод

Существуют две основные категории источников загрязнения водных объектов: источники точечного загрязнения и рассеянного загрязнения. К первой категории относятся, например, сбросы промышленных предприятий и очистных сооружений коммунальных стоков. Ко второй категории относятся, например, загрязнения, связанные с сельским хозяйством, такие как загрязнения вод продуктами распада удобрений и пестицидов. Стратегии управления точечным и рассеянным загрязнением весьма различны. В первом случае необходимо иметь дело с каждым источником, в то время как при рассеянном загрязнении нужно осуществлять стратегию управления всем речным бассейном, а точнее говоря, состоянием ландшафтов бассейна, в особенности антропогенно трансформированных.

В стратегиях по улучшению качества воды, как правило, начинают с точечного загрязнения, а по достижении определенных успехов затем обращаются к регулированию рассеянного загрязнения. В России пока основное внимание, да и то недостаточное, уделяется контролю точечного загрязнения.

Загрязняющие воду вещества и их индикаторы могут быть также разделены на несколько групп, вызывающих специфические проблемы качества воды в различных типах водных объектов и, соответственно, требующих различных стратегий их контроля:

микробиологические индикаторы, связанные со здоровьем человека (концентрация кишечной палочки как индикатор количества патогенных бактерий и др.);

взвешенные вещества (общее содержание, мутность и прозрачность воды);

органические вещества. Индикаторы загрязнения: растворенный кислород, биохимическое и химическое потребление кислорода (ВПК и ХПК), фосфаты, хлорофилл-А;

биогенные вещества (соединения азота и фосфора);

основные ионы (общее количество растворенных веществ, электропроводность, рН, кальций, магний, натрий, калий, хлориды, сульфаты, бикарбонаты, бор, фтор, жесткость воды);

неорганические микрозагрязнители (алюминий, мышьяк, бериллий, кадмий, хром, кобальт, медь, цианиды, сероводород, железо, свинец, литий, марганец, ртуть, молибден, никель, селен, ванадий, цинк);

органические микрозагрязнители (или диоксины) (их много: полихлорированные бифенилы, бензапирен, пестициды и др.; они вредны даже в очень малых концентрациях; вследствие малой концентрации их определение представляет большие трудности).

Основные проблемы, связанные с загрязнением различных водных объектов, представлены в табл. 2.

Таблица 2. Основные проблемы качества воды

Рассмотрим основные особенности этих проблем. Заражение патогенами - очень важный фактор высокой заболеваемости и смертности от желудочно-кишечных болезней. Оно находится в прямой зависимости от плотности населения и уровня его социально-экономического развития и потому в большей степени характерно для развивающихся стран. В развитых странах вода в системах питьевого водоснабжения обрабатывается, в то время как в развивающихся странах обработка не всегда удовлетворительна, если она вообще производится.

Даже в развитых странах загрязнение патогенами контролируется не полностью, как мы это только что видели в случае с криптоспоридиозом в США. В развивающихся странах оно широко распространено вниз по течению от городов и густонаселенных сельских территорий вследствие недостаточного развития канализации и систем очистки воды. В результате индекс патогенного загрязнения воды увеличивается в пределах города в 3200 раз, достигая 24 млн коли-палочек на 100 мл воды. Высокий уровень загрязнения патогенами и органическими веществами отмечается в р. Ганг; осуществляется специальная программа улучшения состояния этой великой реки Индии.

Заражение патогенами и загрязнение органическими веществами взаимосвязаны. Органические вещества - самая большая группа загрязнителей, исторически появляющаяся обычно первой, в самом начале процесса загрязнения реки. Они попадают в воду в растворенном или взвешенном виде, главным образом со стоками канализации или с нерегулируемыми бытовыми стоками.

В отдельных местах целлюлозо-бумажная и пищевая промышленность также вносят свой заметный вклад. Географическое распространение загрязнения органическими веществами в целом совпадает с распространением патогенного заражения. Реки обладают значительной самоочищающей способностью благодаря растворенному в воде кислороду, количество которого постоянно пополняется из атмосферы вследствие турбулентного режима течения рек.

Когда поступление органических веществ в реку начинает превышать ее самоочищающую способность, загрязнение воды прогрессивно возрастает. Для решения проблемы загрязнения воды органическими веществами и патогенами необходимо осуществлять комплекс мероприятий. Главную роль здесь играет снижение объема поступающих с бассейна загрязнений и, с другой стороны, строительство очистных сооружений.

Взвешенные вещества в речных водах это преимущественно тонкие частицы почвы. Концентрация взвешенных наносов является показателем степени водной эрозии почвы и потому - состояния бассейна. Сельское хозяйство играет значительную роль в этом процессе. В целом, при прочих равных условиях, чем выше площадь пахотных земель, тем больше сток наносов.

Общий сток наносов по рекам мира оценивается приблизительно в 20 млрд. т в год. Перемещение наносов в пределах речных бассейнов, по крайней мере, в пять раз больше, примерно 100 млрд. т. Деятельность человека значительно увеличивает сток наносов, во многом благодаря нарушению естественного состояния поверхности почв в бассейне реки. Антропогенно увеличивающийся сток наносов приводит к ухудшению условий судоходства на реках, заилению водохранилищ и оросительных систем. Тонкие частицы почвы, переносимые в виде наносов, обычно адсорбируют на своей поверхности соединения фосфора.

Это тот самый ил, который р. Нил приносила на поля каждое половодье, поддерживая плодородие почв Египта в течение тысячелетий. После сооружения плотин на реках почти все наносы аккумулируются в водохранилищах, вместе с адсорбированным фосфором. Это ведет к снижению как плодородия почв, так и рыбной продуктивности, в нижних бьефах плотин. Мероприятия по снижению эрозии почвы в бассейнах рек в то же время управляют перемещением фосфора в бассейне. Мы снова видим высокую степень сложности взаимосвязей в экосфере и ведущую роль воды в управлении территориальными системами.

Принято, что природные воды находятся в состоянии асидификации, если показатель их кислотности (рН) равен или меньше 5,0. Многие процессы в экосфере определяются кислотно-щелочными реакциями, то есть зависят от величины рН. Все биологические процессы в водоемах, такие как рост водорослей, распад микроорганизмов, нитрификация и денитрификация, отличаются своей оптимальной величиной рН, обычно в пределах 6-8. Изменения флоры и фауны в водных экосистемах - важный индикатор асидификации.

загрязнение вода качество очистка

3. Очистка воды

Важнейшими технологическими мерами рационального использования и охраны водных ресурсов являются совершенствование технологий производства, внедрение в практику безотходных технологий. В настоящее время совершенствуется ныне действующая оборотная система водоснабжения, или повторное использование воды.

Поскольку избежать полностью загрязнения воды невозможно, применяются биотехнические меры охраны водных ресурсов - принудительная очистка сточных вод от загрязнения. Основные методы очистки - механические, химические и биологические.

При механической очистке сточных вод нерастворимые примеси удаляются с помощью решеток, сит, жиро (масло) ловок и т.д. В отстойниках осаждают тяжелые частицы. Механической очисткой удается освободить воду от нерастворенных примесей на 60-95%.

При химической очистке применяются реагенты, которые переводят растворимые вещества в нерастворимые, связывают их, осаждают и удаляют из сточных вод, которые очищаются еще на 25-95%.

Биологическая очистка проводится двумя способами. Первый осуществляется на специально подготовленных полях фильтрации (орошения) с оборудованными картами, магистральными и распределительными каналами. Очистка происходит естественным способом - путем фильтрации воды через почвогрунты.

Органический фильтрат подвергается бактериальному разложению, воздействию кислорода, солнечных лучей и используется в дальнейшем в качестве удобрения. Применяется также каскад прудов-отстойников, в которых естественным путем происходит самоочищение воды.

Второй ускоренный способ очищения сточных вод производится с применением специальных биофильтров. Очистка сточных вод осуществляется фильтрацией через пористые материалы (гравий, щебень, песок и керамзит), поверхность которых покрыта пленкой микроорганизмов. Процесс очистки на биофильтрах происходит интенсивнее, чем на полях фильтрации.

В настоящее время практически ни один город не обходится без очистных сооружений, причем в городских условиях применяются все указанные способы в комплексе, что дает хороший эффект.

Заключение

Примерно 1/3 из них - промышленные сточные воды. Считается, что в водоемы поступает свыше 500 тыс. различных веществ. В воды попадают промышленные и бытовые отходы, содержащие соли различных металлов, яды, пестициды, удобрения, моющие средства, радиоактивные вещества. Более 2/3 загрязняющей водные системы нефти поступает в результате сброса отходов нефтепродуктов, используемых автомобилями и машинным оборудованием.

Анализ мирового водохозяйственного баланса показал, что на все виды водопользования тратятся 2200 м3 чистой воды в год. До сих пор рост качества очистных сооружений отстает от роста потребления воды.

Однако проблема очистки более серьезна, так как даже при самой совершенной технологии, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах.

Такая вода вновь может стать пригодной для хозяйственного потребления только после ее многократного разбавления чистой природной водой. На разбавление стоков уходят почти 20% ресурсов пресных вод мира.

Расчеты на начало нового тысячелетия, в предположении, что нормы водопотребления снизятся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно на разбавление сточных вод ежегодно потребуется 30 - 35 тыс. м3 пресной воды.

Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 м3 очищенной сточной воды «портит» 10 м3 речной воды, а неочищенной - в 3 - 5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится непригодной для потребления.

Литература

1.Голубев Г.Н. Геоэкология: Учебник - М.: Аспект-пресс, 2006. - 288 с.

2.Князева В.П. Экология. Основы реставрации. - М., 2006. - 328 с.

.Комарова Н.Г. Геоэкология и природопользование. - М.: Академия, 2008. -192 с.

.Костантинов В.М., Челидзе Ю.Б. Экологические основы природопользования. - М.: Академия, 2006. - 208 с.