УДК 330

аспирант

Высшая школа бизнеса Южного федерального университета

г. Ростов-на-Дону

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДных ресурсов как одна из основных проблем экономики природопользования

SOURCES OF POLLUTION OF WATER RESOURCES AS ONE OF THE MAIN PROBLEMS OF ECONOMY OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT

Загрязнение водных ресурсов - это понижение их качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение водных ресурсов - это изменение ее химического и физического состояния, а также ее биологических свойств, что приводит к непригодности для употребления. Загрязнение водных ресурсов происходит при прямом или непрямом попадании загрязнителей в воду в отсутствие адекватных мер по очистке и удалению вредных веществ.

В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Эти воды не относятся ни к пресным, ни к соленым. Их можно разделить на два вида: первые поступают из городских квартир, из городской канализации , вторые - с промышленных предприятий .

Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы . Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве . Удобрения, смываемые с поверхности почвы, попадают в водостоки , ведущие к озерам и морям. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества. Все эти причины приводят к сильному загрязнению воды, особенно в замкнутых бассейнах-озерах, заливах.

Промышленные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т. ч. и токсические, и содержащие яды.

Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ, действие которых на окружающую среду заранее не известно. Сотни из этих веществ представляют собой новые соединения. Хотя промышленные стоки во многих случаях подвергаются предварительной очистке, они все-таки содержат токсичные вещества, которые трудно обнаружить.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т. д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.

Нагретые сточные воды тепловых электростанций и других производств причиняют «тепловое загрязнение», которое угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, что отрицательно влияет на флору и фауну водоемов. В результате повышение температуры воды в этих водоемах приводит к ускорению в них некоторых биохимических процессов, происходит нарушение тонко сбалансированных циклов размножения различных организмов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого «цветения воды». Тепловое загрязнение вносится в окружающие водоемы отработанной охлаждающей водой. Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак , альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.

Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде. Нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т. д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается кол-во кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.

На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности . Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме – беспозвоночных, неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест.

Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут.

К сожалению, человек не может отказаться от химических и целлюлозно-бумажных комбинатов, гальванических цехов, металлургических и машиностроительных заводов, атомных электростанций и всего остального, что насыщает воды тяжелыми металлами, химией и радиоактивными изотопами .

Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий растворяются в нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

В промышленных и сельскохозяйственных сточных водах, которые попадают в водные источники, велико содержание нитратов и фосфатов. Это приводит к пересыщению удобряющими веществами замкнутых водоемов и вызывает в них усиленный рост простейших микроорганизмов-водорослей. Особенно сильно разрастается сине-зеленая водоросль. Но, к сожалению, она несъедобна для большинства видов рыб. Разрастание водорослей приводит к поглощению из воды большего количества кислорода, в результате растения и живые существа не могут выжить в такой среде. Однако в ней сильно размножаются микроорганизмы, способные разлагать мертвые растительные и животные ткани. Эти микроорганизмы поглощают еще больше кислорода и образуют еще больше нитратов и фосфатов. Постепенно в таком водоеме значительно уменьшается число видов растений и животных. Наиболее важными жертвами происходящего процесса оказываются рыбы. В конце концов, уменьшение концентрации кислорода в результате разрастания водорослей и микроорганизмов, разлагающих мертвые ткани, приводит к старению озер и их заболачиванию. Этот процесс называется эвтрофикацией .

Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению содержания в воде ионов тяжелых металлов. Кислотные дожди возникают в результате попадания в атмосферу отработанных газов, выпускаемых металлургическими предприятиями, тепловыми электростанциями, нефтеперерабатывающими заводами, а также другими промышленными предприятиями и автомобильным транспортом. Эти газы содержат оксиды серы и азота, которые соединяются с влагой и кислородом воздуха и образуют серную и азотную кислоты. Затем эти кислоты выпадают на землю - иногда на расстоянии многих сотен километров от источника загрязнения атмосферы .

Если в воде находится большое количество взвешенных твердых веществ, они делают ее непрозрачной для солнечного света и тем самым препятствуют процессу фотосинтеза в водных бассейнах. Это в свою очередь вызывает нарушения в цепи питания в таких бассейнах. Кроме того, твердые отходы вызывают заиливание рек и судоходных каналов, что приводит к необходимости частого проведения дноуглубительных работ .

Часто сложно установить источник загрязнения водных ресурсов – это может быть несанкционированный выброс вредных веществ предприятием, или загрязнение, обусловленное сельскохозяйственными или промышленными работами. Это приводит к загрязнению водных ресурсов нитратами, фосфатами, токсичными ионами тяжелых металлов и пестицидами.

Загрязнение водных ресурсов представляет собой серьезную проблему для экологии Земли. И ее стоит решать как в больших масштабах – на уровне государств и предприятий, так и в маленьких – на уровне каждого человеческого существа.

Литература.

1. Остроумов, самоочищение и восстановление водных экосистем. Pollution, self-purification and restoration of aquatic ecosystems. М.: Изд-во МАКС Пресс, 2005. – С.63-89

2. Савон и значение экологического аудита в экономике России //Учет и статистика, 2005. – № 7. – С. 106-110.

3. , Бугаец проблемы Цимлянского водохранилища и экосистемы нижнего Дона//Образование, наука, производство и управление, 2011. – Т. II. – С. 66-71.

4. , Гассий обеспечение системы экологического мониторинга в экономике природопользования ЮФО//Бизнес. Образование. Право. Вестник Волгоградского института бизнеса, 2012. – № 1. – С. 98-104.

5. , Гассий инвестиционная политика по охране окружающей среды //Вестник Московского университета. Серия 6: Экономика, 2012. – № 2. – С. 45-53.

6. , Гассий устойчивого развития Ростовской области //Инженерный вестник Дона, 2012. – Т. 22. – № 4-1. – С. 159.

Аннотация.

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов является наиболее актуальной, т. к. всем известно выражение – «вода – это жизнь» Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он всё равно продолжает жёстко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.

Currently, the problem of water pollution is the most relevant, since Everyone knows the expression - "water - it"s life" Without water, people can not live more than three days, but even understanding the importance of the role of water in his life, he still continues to operate the hard water bodies, permanently altering their natural mode discharges and waste.

Ключевые слова .

загрязнение воды, вредные вещества, источники загрязнения, сточные воды

water pollution, pollutants, sources of pollution, wastewater

Основными источниками загрязнения являются сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов и ферм, ливневые стоки в городах и смыв дождевыми потоками ядохимикатов и удобрений с полей. Сточные воды промышленных предприятий образуются на различных стадиях технологических процессов.

С нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью, транспортировкой нефти и нефтепродуктов связано распространение в водоемах самых стойких загрязнителей - нефтяных масел. Каждая тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, образует пленку из легких масел на площади до 12 км 2 , затрудняющую газообмен с атмосферой. Средние фракции нефти, смешиваясь с водой, образуют ядовитую эмульсию, оседающую на жабрах рыб. Тяжелые масла - мазут - оседают на дно водоемов, вызывая токсические отравления фауны, гибель рыб.

Теплоэнергетика - являются выбросы теплоты, следствиями которых могут быть: постоянное повышение температуры в водоемах, зарастание водоемов водорослями, нарушение кислородного баланса, что создает угрозу для жизни обитателей рек и озер.

Гидроэлектростанции - сооружение плотины приводит к значительному затоплению прилегающих территорий, изменению гидрологического и биологического режимов рек. На мелководьях водохранилищ широко распространено «цветение» воды; они стали ареной нашествия сине-зеленых водорослей. Отмирая, водоросли в процессе разложения выделяют фенол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригодной для питья и даже для купания.

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности- о ни содержат органические вещества, которые в процессе окисления поглощают кислород, вызывают массовую гибель рыбы, придают воде неприятный вкус и запах.

Отходы химических и нефтехимических производств , горнодобывающей промышленности засоряют воду солями и растворами. Особенно опасны соединения ртути, цинка, свинца, мышьяка, молибдена и других тяжелых металлов, вызывающих чрезвычайно опасные заболевания людей, которые способны накапливаться в организмах обитателей рек, озер, морей и океанов.

Машиностроительный комплекс- основными загрязнителями сточных вод являются ионы тяжелых металлов, неорганические кислоты и щелочи, цианиды, поверхностно-активные вещества.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и синтетические моющие средства (СМС) очень токсичны и устойчивы к процессам биологического разложения. Наряду с машиностроением СПАВ и СМС попадают в водоемы вместе с отходами текстильной, меховой, кожевенной промышленности, с бытовыми и коммунальными сточными водами.

Сельскохозяйственное производство во многих регионах мира влечет загрязнение поверхностных водоемов. Ядовитые вещества попадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Сточные воды крупных животноводческих комплексов отличаются высокой концентрацией растворенных и нерастворенных загрязняющих веществ.

Опасным загрязнителем являются бытовые сточные воды и бытовой мусор , которые содержат 30 - 40% органических веществ. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

Особую угрозу жизни водоемов и здоровью людей представляют радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов осуществлялось в морях и океанах многими странами, имеющими атомный флот и атомную промышленность. Накопление сброшенных в море радиоактивных отходов, а также аварии атомных судов и подводных лодок представляют опасность не только для нынешнего, но и для будущих поколений.

При аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивные продукты попадали в водоемы из воздуха и со стоками с загрязненной местности в бассейн р. Днепр на территории Беларуси, России, Украины. В связи с этим наблюдалось кратковременное превышение установленных норм загрязнения воды в р. Припять.

Интенсивное использование водных ресурсов влечет за собой то, что вода теряет способность к самоочищению. Самоочищение в гидросфере связано с круговоротом веществ. В водоемах оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их организмов. Поэтому одна из важнейших задач рационального водопользования состоит в том, чтобы поддержать эту способность.

Из общего количества сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водоемы, около 23% являются нормативно-чистыми (отводятся без очистки), 76%- нормативно очищенными и 1% - загрязненными. Неочищенные сточные воды нуждаются в многократном разбавлении чистой водой. Нормативно-очищенные воды также содержат загрязнения, и для их разбавления на каждый 1 м 3 требуется до 6 - 12 м 3 свежей воды.

В гидрохимических лабораториях определяется более 100 показателей качества воды: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, вкус и цвет воды, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, состав и концентрация ядовитых и вредных веществ, устанавливается ее соответствие нормам ПДК.

В РБ при оценке степени загрязненности поверхностных вод используют нормативы ПДК вредных веществ, разработанные для:

хозяйственно-питьевого водоснабжения (более 400), для рыбохозяйственных водоемов (более 100), для рекреационных водных источников-14

Качество поверхностных вод при наличии результатов по достаточному количеству показателей можно оценить, используя индекс загрязнения воды (ИЗВ). ИЗВ рассчитывается как 1/6 суммы отношений средних концентраций учитываемых ингредиентов (растворенный кислород, БПК 5 , азот аммонийный, азот нитритный, нефтепродукты и фенолы) к предельно допустимым концентрациям этих ингредиентов

ИЗВ=1/6 , где С i – средняя концентрация определяемого ингредиента за период наблюдений; ПДК i – предельно допустимая концентрация ингредиента; 6 – количество ингредиентов, учитываемых при расчетах.

В итоге качество воды определяется в зависимости от класса ее загрязненности:

первый -- очень чистая вода, ИЗВ≤0,3;

второй -- чистая, ИЗВ >0,3-1;

третий -- умеренно загрязненная, ИЗВ>1-2,5;

четвертый -- загрязненная, ИЗВ>2,5-4;

пятый -- грязная, ИЗВ>4-6;

шестой -- очень грязная, ИЗВ>6-10;

седьмой -- чрезвычайно грязная, ИЗВ>10.

Реки РБ относят к умеренно загрязненным. ИЗВ=1-2

Наиболее загр. Свислочь-2,8-3,5, Березина (Светлогорск =2,1)

Разбавление сточных вод - это процесс перемешивания сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются, в итоге уменьшается концентрация примесей в сточных водах. Интенсивность процесса разбавления качественно характеризуется кратностью разбавления:

n = (С о – С в)/(С – С в), (6.5)

где С о - концентрация загрязняющих веществ в выпускаемых сточных водах; С в и С - концентрация загрязняющих веществ в водоеме до и после выпуска соответственно.

по данным Всемирной организации здравоохранения, вследствие потребления недоброкачественной воды ежегодно заболевает около 500 млн чел., а детская смертность достигает 5 млн чел. в год. Материальный ущерб выражается также в снижении уловов рыбы, дополнительных затратах на водоснабжение населения и промышленных предприятий, строительство очистных сооружений.

13. Основные направления охраны и рационального использования
водных ресурсов

Эффективными способами очистки сточных вод являются механические, биологические (биохимические), физико-химические. Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание сточных вод (дезинфекция).

Механический – наиболее доступный метод – применяется главным образом для удаления из сточной жидкости нерастворенных и коллоидных частиц органического или минерального происхождения путем простого отстаивания. К приспособлениям механической очистки относятся песколовки, применяемые для задержания частиц минерального происхождения; отстойники, необходимые для задержания примесей органического происхождения, находящихся во взвешенном состоянии.

Очисткой достигается выделение из бытовых сточных вод до 60%, а из производственных - до 95% нерастворенных примесей. Она считается оконченной, если, по местным условиям и в соответствии с санитарными правилами, сточные воды можно после дезинфекции спустить в водоем. Чаще механическая очистка является предварительной стадией перед биологической, или, точнее, биохимической очисткой.

Биохимические методы очистки основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают и тем самым преобразуют сложные органические соединения в простые, безвредные минеральные вещества. Таким образом, удается практически полностью освободиться от органических загрязнителей, остающихся в воде после механической очистки. Сооружения для биологической или биохимической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа. Сооружения, в которых биологическая очистка происходит в условиях, близких к естественным (биологические пруды, поля фильтрации, поля орошения), и сооружения, в которых очистка стоков осуществляется в искусственно созданных условиях (биологические фильтры, аэротенки - специальные емкости). К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся: электрохимический в электрических полях, электрокоагуляция, электрофлотация, ионный обмен, кристаллизация и др.

Все перечисленные способы очистки сточных вод имеют две конечные цели: регенерацию - извлечение из сточных вод ценных веществ и деструкцию - разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды. Наиболее перспективными являются такие технологические схемы, осуществление которых исключает сброс сточных вод.

Эффективным методом борьбы с загрязнением водоемов является внедрение повторного и оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях. Оборотным водоснабжением называется такое водоснабжение, когда вода, забираемая из природного источника, рециркулирует затем в рамках применяемых технологий (охлаждаясь или очищаясь) без сброса в водоем или канализацию. В настоящее время объем оборотного и последовательного использования воды в отношении к общему объему водопотребления на производственные нужды в Беларуси достигает 89%.

Проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов в странах СНГ решаются в значительной степени путем государственного регулирования и, в первую очередь, через систему прогнозирования и планирования. Основная задача - поддержание водных ресурсов в пригодном для потребителя состоянии и их воспроизводство в целях полного удовлетворения нужд народного хозяйства и населения в воде.

Исходной базой прогнозирования и планирования использования водных ресурсов являются данные водного кадастра и учета расходования вод по системе водохозяйственных балансов. Водный кадастр - это систематизированный сбор сведений о водных ресурсах и качестве вод, а также о водопользователях и водопотребителях, объемах потребляемых ими вод.

Прогноз использования водных ресурсов основывается на расчете водохозяйственного баланса, который содержит ресурсную и расходную части. Ресурсная (приходная) часть водохозяйственного баланса учитывает все виды вод, которые могут быть потреблены (естественный сток, поступление из водохранилищ, подземные воды, объем возвратных вод). В расходной части водохозяйственного баланса определяется потребность в воде по отраслям народного хозяйства с учетом сохранения в реках транзитного стока для обеспечения экологических требований, необходимого санитарно-гигиенического состояния водоемов

Основным государственным предприятием, отвечающим за водоснабжение и установки по очистке сточных вод, является организация «Водоканал».

Для предотвращения загрязнения водных объектов, а также сохранения среды обитания животных и растительных организмов на землях, прилегающих к речным руслам или акваториям водоемов, устанавливаются водоохранные зоны, а в их пределах выделяются прибрежные полосы строго охраняемого режима. В целях охраны водных объектов, которые используются для хозяйственно-питьевого водообеспечения, в местах водозабора устанавливается зона санитарной охраны.

Прибрежные полосы являются природоохранной территорией с режимом ограниченной хозяйственной деятельности. В них запрещается: распашка земель, садоводство и овощеводство; выпас скота; хранение и использование ядохимикатов и минеральных удобрений; размещение садоводческих товариществ, баз отдыха, палаточных городков, стоянок автотранспорта и сельскохозяйственной техники; строительство зданий и сооружений, мойка и техническое обслуживание транспортных средств и техники.

В ближайшей перспективе необходимо завершить создание водоохранных зон рек, озер и искусственных водоемов на расстоянии до 500 м от уреза воды на всех малых, средних и крупных водных объектах (в частности, рек длиной более 10 км). Все это должно сопровождаться установлением в защитных зонах жесткого регламента земле- и водопользования, запретом строительства производственных объектов, имеющих выбросы и стоки, благоустройством территории и т.п.

Похожая информация.

Введение: сущность и значение водных ресурсов ……………………….… 1

1. Водные ресурсы и их использование …………………………………….. 2

2. Водные ресурсы России ………………………………………………….... 4

3. Источники загрязнения …………………………………………………... 10

3.1. Общая характеристика источников загрязнения …………………...… 10

3.2. Кислородное голодание как фактор загрязнения водоемов ……….… 12

3.3. Факторы, препятствующие развитию водных экосистем …………… 14

3.4. Сточные воды …………………………………………………...……… 14

3.5. Последствия попадания сточных вод в водоемы ………………..…… 19

4. Меры по борьбе с загрязнением водных ресурсов ……………………... 21

4.1. Естественная очистка водоемов …………………………………..…… 21

4.2. Методы очистки сточных вод …………………………………….…… 22

4.2.1. Механический метод ……………………………………………….… 23

4.2.2. Химический метод ………………………………………………….….23

4.2.3. Физико-химический метод ………………………………………...… 23

4.2.4. Биологический метод ……………………………………………….... 24

4.3. Бессточные производства ……………………………………………… 25

4.4. Мониторинг водных объектов ………………………………………… 26

Заключение ………………………………………………………………….. 26

Введение: сущность и значение водных ресурсов

Вода является ценнейшим природным ресурсом. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве; общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км 3 . При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

Дефицит чистой пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых всего мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

1. Водные ресурсы и их использование

Водная оболочка земли в целом именуется гидросферой и представляет собой совокупность океанов, морей, озер, рек, ледяных образований, подземных и атмосферных вод. Общая площадь океанов Земли в 2,5 раза превышает территорию суши.

Общие запасы воды на Земле составляют 138,6 млн. км 3 . Около 97,5% воды - соленая или в значительной мере минерализованная, то есть требующая очистки для целого ряда применений.. На Мировой океан приходится 96,5% объема водной массы планеты.

Для более ясного представления о масштабах гидросферы следует сопоставить ее массу с массой других оболочек Земли (в тоннах):

Гидросфера - 1,50х10 18

Земная кора - 2,80x10"

Живое вещество (биосфера) - 2,4 х10 12

Атмосфера - 5,15х10 13

Представление о мировых запасах воды дает информация, изложенная в таблице 1.

Таблица 1.

	Наименование объектов	Площадь рас-пространения в млн. куб.км	Объем, тыс. куб. км	Доля в мировом запасе,
	Мировой океан
	Подземные воды
	В том числе подземные
	пресные воды
	Почвенная влага
	Ледники и постоянные снега
	Подземные льды
	Вода озер.
	Вода болот
	Вода в атмосфере
	Вода в организмах
	Общие запасы воды
	Общие запасы пресной воды

В настоящее время обеспеченность водой в расчете на одного человека в сутки в различных странах мира разная. В ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Дефицит пресной воды на земле растет в геометрической прогрессии. Однако существуют перспективные источники пресной воды – айсберги, рожденные ледниками Антарктиды и Гренландии.

Как известно, без воды не может жить человек. Вода – один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, а очень часто и средство производства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу продукции. Например, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют 250 м 3 воды. Много воды требуется химической промышленности. Так, на производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м 3 воды.

Современные крупные теплоэлектростанции потребляют огромное количество воды. Только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м 3 /с, или более 300 млн. м 3 в год. Валовое потребление воды для этих станций в перспективе возрастет примерно в 9-10 раз.

Одним из наиболее значительных водопотребителей является сельское хозяйство. В системе водного хозяйства это самый крупный водопотребитель. На выращивание 1 т пшеницы требуется за вегетационный период 1500 м 3 воды, 1 т риса – более 7000 м 3 . Высокая продуктивность орошаемых земель стимулировала резкое увеличение из площади во всем мире – она сейчас равна 200 млн. га. Составляя около 1/6 всей площади посевов, орошаемые земли дают примерно половину сельскохозяйственной продукции.

Особое место в использовании водных ресурсов занимает водопотребление для нужд населения. На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится около 10% водопотребления. При этом обязательными являются бесперебойность водоснабжения, а также строгое соблюдение научно обоснованных санитарно-гигиенических нормативов.

Использование воды для хозяйственных целей – одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть (составляющая, например, при водоснабжении городов и большинства промышленных предприятий 90%) сбрасывается в водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства.

По данным Государственного водного кадастра России, суммарный забор воды из природных водных объектов в 1995 г. составил 96,9 км 3 . В том числе для нужд народного хозяйства было использовано свыше 70 км 3 , в том числе на:

промышленное водоснабжение – 46 км 3 ;

Долгое время проблема загрязнения воды не была острой для большинства стран. Имеющихся ресурсов хватало для того, чтобы удовлетворять потребности местного населения. По мере роста промышленности, увеличения количества используемой воды человеком ситуация кардинально изменилась. Теперь вопросами её очистки и сохранения качества занимаются на международном уровне.

Способы определения степени загрязнения

Под загрязнением воды принято понимать изменение её химического или физического состава, биологических характеристик. Это определяет ограничения при дальнейшем использовании ресурса. Большого внимания заслуживает загрязнение пресных вод, потому что их чистота неразрывно связана с качеством жизни и здоровьем человека.

Для того чтобы определить состояние воды, измеряется целый ряд показателей. Среди них:

• цветность;
• степень мутности;
• запах;
• pH уровень;
• содержание тяжёлых металлов, микроэлементов и органических веществ;
• титр кишечной палочки;
• гидробиологические показатели;
• количество растворённого в воде кислорода;
• окисляемость;
• наличие патогенной микрофлоры;
• химическое потребление кислорода и др.

Практически во всех странах существуют надзорные органы, которые должны с определённой периодичностью в зависимости от степени важности пруда, озера, реки и пр. определять качество из содержимого. В случае обнаружения отклонений выявляются причины, которые могли спровоцировать загрязнение воды. Затем принимаются меры к их устранению.

Что провоцирует загрязнение ресурсов?

Причин, которые могут вызвать загрязнение воды, очень много. Это не всегда связано с деятельностью человека или промышленных предприятий. Природные катаклизмы, которые происходят периодически на различных территориях, также могут нарушить условия среды. Наиболее распространёнными причинами принято считать:

• Бытовые и промышленные сточные воды. Если они не проходят систему очистки от синтетических, химических элементов и органических веществ, то, попадая в водоёмы, способны провоцировать водно-экологическую катастрофу.
• . Об этой проблеме говорят не так часто, чтобы не провоцировать социальную напряжённость. Но отработанные газы, попадающие в атмосферу после выбросов автомобильного транспорта, промышленных предприятий, вместе с дождями оказываются на земле, загрязняя окружающую среду.
• Твёрдые отходы, которые способны не только изменить состояние биосреды в водоёме, но и само течение. Часто это приводит к разливам рек и озёр, затруднению течения.
• Органические загрязнения, связанные с деятельностью человека, естественным разложением умерших животных, растений и т. д.
• Промышленные аварии и техногенные катастрофы.
• Наводнения.
• Тепловое загрязнение, связанное с производством электрической и прочей энергии. В некоторых случаях происходит нагрев воды до 7 градусов, что вызывает гибель микроорганизмов, растений и рыб, для которых нужен иной температурный режим.
• Сходы лавин, селей и т. д.

В некоторых случаях природа способна сама со временем произвести очистку водных ресурсов. Но период химических реакций будет большим. Чаще всего гибель жителей водоёмов и загрязнение пресных вод невозможно предотвратить без вмешательства человека.

Процесс перемещения загрязнителей в воде

Если речь не идёт о твёрдых отходах, то во всех остальных случаях загрязнители могут существовать:

• в растворённом состоянии;
• во взвешенном состоянии.

Они могут представлять собой капельки или мелкие частицы. Биозагрязнители наблюдаются в виде живых микроорганизмов или вирусов.

Если в воду попадают твёрдые частицы, то необязательно они осядут на дне. В зависимости от течения, штормовых явлений они способны подниматься на поверхность. Дополнительным фактором является состав воды. В морской подобным частицам опуститься на дно практически невозможно. В результате течения они легко перемещаются на большие расстояния.

Эксперты обращают внимание на то, что из-за смены направлений течения в прибрежных зонах традиционно уровень загрязнения выше.

Независимо от типа загрязнителя, он способен попасть в организм рыб, которые обитают в водоёме, или птиц, ищущих себе пропитание в воде. Если это не приводит к прямой гибели существа, то способно сказаться на дальнейшей пищевой цепочке. Существует высокая вероятность того, что именно так загрязнение воды отравляет людей и ухудшает состояние их здоровья.

Основные результаты влияния загрязнённости на окружающую среду

Независимо от того, попадает ли загрязнитель в организм человека, рыбы, животного, срабатывает защитная реакция. Некоторые виды токсинов могут быть обезврежены иммунными клетками. В большинстве случаев живому организму требуется помощь в виде лечения, чтобы процессы не приняли серьёзный характер и не привели к гибели.

Учёные определяют в зависимости от источника загрязнения и его влияния следующие показатели отравления:

• Генотоксичность. Тяжёлые металлы и другие микроэлементы способы повредить и изменить структуру ДНК. В результате наблюдаются серьёзные проблемы в развитии живого организма, повышается риск заболеваний и т. д.
• Канцерогенность. Проблемы онкологии тесно связаны с тем, какую воду употребляет человек или животные. Опасность заключается в том, что клетка, превратившись в раковую, способна быстро переродить остальные в организме.
• Нейротоксичность. Многие металлы, химические вещества способны влиять на нервную систему. Всем известно явление выброса китов, которое провоцируется подобными загрязнениями. Поведение морских и речных обитателей становится неадекватным. Они не только способны убить себя, но и начать пожирать тех, кто раньше им был неинтересен. Попадая с водой или пищей из таких рыб и животных в организм человека, химические вещества могут провоцировать замедление реакции мозга, разрушение нервных клеток и т.д.
• Нарушение энергообмена. Воздействуя на клетки митохондрии, загрязнители способны изменять процессы выработки энергии. В результате организм перестаёт осуществлять активные действия. Недостаток энергии может вызвать смерть.
• Репродуктивная недостаточность. Если гибель живых организмов загрязнение воды вызывает не так часто, то повлиять на состояние здоровья оно способно в 100 процентах случаев. Учёные особенно озабочены тем, что утрачивается их способность воспроизводить новое поколение. Решить эту генетическую проблему бывает непросто. Требуется искусственное обновление водной среды.

Как работает контроль и очистка вод?

Понимая, что загрязнение пресных вод ставит под угрозу существование человека, государственные органы на национальном и международном уровне создают требования к осуществлению деятельности предприятий и поведению людей. Эти рамки находят отражение в документах, регламентирующих процедуры контроля воды и работы систем очистки.

Выделяют следующие способы очистки:

• Механическая или первичная. Её задача – предотвратить попадание в водоёмы крупных предметов. Для этого на трубах, по которым идут стоки, устанавливают специальные решётки и фильтры, задерживающие их. Требуется своевременно проводить очистку труб, иначе засор может стать причиной аварии.
• Специализированная. Призвана улавливать загрязнители какого-то одного типа. Например, существуют ловушки для жиров, нефтяных пятен, хлопьевидных частиц, которые осаждаются с помощью коагулянтов.
• Химическая. Подразумевает, что сточные воды будут использованы повторно в замкнутом цикле. Поэтому, зная их состав на выходе, подбирают химические вещества, которые способны вернуть воду в первоначальное состояние. Обычно это техническая вода, а не питьевая.
• Третичная очистка. Чтобы воду можно было использовать в быту, сельском хозяйстве, в пищевой промышленности, её качество должно стать безупречным. Для этого её обрабатывают специальными составами или порошками, способными в процессе многоэтапной фильтрации задержать тяжёлые металлы, вредные микроорганизмы и другие вещества.

В быту всё больше людей старается устанавливать мощные фильтры, которые избавляют от загрязнения, причиной которого становятся старые коммуникации и трубы.

Болезни, которые может провоцировать грязная вода

Пока не стало понятно, что с водой в организм могут попадать возбудители инфекций и бактерии, человечество сталкивалось с . Ведь эпидемии, наблюдавшиеся периодически в той или иной стране, уносили жизни сотен тысяч людей.

К наиболее распространённым заболеваниям, к которым может привести плохая вода, относятся:

• холера;
• энтеровирус;
• лямблиоз;
• шистосомоз;
• амебиаз;
• врождённые уродства;
• психические аномалии;
• кишечные расстройства;
• гастрит;
• поражение кожи;
• ожоги слизистых;
• онкологические заболевания;
• снижение репродуктивной функции;
• эндокринные нарушения.

Приобретение бутилированной воды и установка фильтров является средством профилактики заболеваний. Некоторые используют серебряные предметы, которые также частично обеззараживают воду.

Загрязнение воды способно изменить планету и сделать качество жизни совершенно другим. Именно поэтому вопрос сохранения водоёмов постоянно поднимается экологическими организациями и научно-исследовательскими центрами. Это позволяет привлечь внимание предприятий, общественности, государственных органов к существующим проблемам и простимулировать начало активных действий по предотвращению катастрофы.

Без чистой питьевой и технической воды само существование человечества было бы под вопросом, не говоря уже о его развитии. К сожалению, сегодня, ситуация складывается так, что количество чистых источников воды на Земле сокращается с каждым годом. Пока восполнить дефицит хорошей со всех точек зрения воды удается с помощью различного водоочистного оборудования.

Состояние воды меняется при любых видах ее использования, так при нагревании она изменяет свои физические свойства, а при доставке к потребителям - химические, даже в том случае, если предварительно проходит через очистные сооружения.

Источники загрязнения воды специалисты давно разделили на четыре категории, каждая из которых, даже при наличии современных очистных сооружения, значительно загрязняет не только поверхностные воды, но и те, которые находятся в глубине земли, но используются в народном хозяйстве - колодцы, артезианские скважины и т. п. Остановимся подробней на каждой из категорий и укажем присущие им загрязнения.

3.1. Населенные пункты

Наиболее известным источником загрязнения воды, которому традиционно уделяется главное внимание, являются бытовые (или коммунальные) сточные воды. Водопотребление городов обычно оценивают на основе среднего суточного расхода воды на одного человека, в США равного примерно 750 л и включающего воду питьевую, для приготовления пищи и личной гигиены, для работы бытовых сантехнических устройств, а также для полива лужаек и газонов, тушения пожаров, мытья улиц и других городских нужд. Почти вся использованная вода поступает в канализацию. Поскольку ежедневно в сточные воды попадает огромный объем фекалий, главной задачей городских служб при переработке бытовых стоков в коллекторах очистных установок является удаление патогенных микроорганизмов. При повторном использовании недостаточно очищенных фекальных стоков содержащиеся в них бактерии и вирусы могут вызвать кишечные заболевания (тиф, холеру и дизентерию), а также гепатит и полиомиелит.

В растворенном виде в сточных водах присутствуют мыло, синтетические стиральные порошки, дезинфицирующие средства, отбеливатели и другие вещества бытовой химии. Из жилых домов поступает бумажный мусор, включая туалетную бумагу и детские подгузники, отходы растительной и животной пищи. С улиц в канализацию стекает дождевая и талая вода, часто, с песком или солью, используемыми для ускорения таяния снега и льда на проезжей части улиц и тротуарах.

3.2. Промышленность

В индустриально развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. Промышленные стоки в реки по объему в 3 раза превышают коммунально-бытовые.

Вода выполняет разные функции, например служит сырьем, обогревателем и охладителем в технологических процессах, кроме того, транспортирует, сортирует и промывает разные материалы. Вода также выводит отходы на всех стадиях производства - от добычи сырья, подготовки полуфабрикатов до выпуска конечной продукции и ее расфасовки. Поскольку гораздо дешевле выбрасывать отходы разных производственных циклов, чем перерабатывать и утилизовать, с промышленными стоками сбрасывается громадное количество разнообразных органических и неорганических веществ. Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства). Из-за растущего объема промышленных отходов нарушается экологическое равновесие многих озер и рек, хотя бльшая часть стоков нетоксична и несмертельна для человека.