Загрязнение воды определение. Причины и смертельные последствия загрязнения воды

Загрязнение воды

Любые действия, производимые человеком с водой, приводят к изменению как ее физических свойств (например при нагревании), так и химического состава (в местах промышленных стоков). С течением времени попавшие в воду вещества группируются и остаются в ней уже в одном и том же состоянии. К первой категории относятся бытовые и большая часть промышленных стоков. Во вторую группу входят различные виды солей, пестициды, красители. Давайте же рассмотрим некоторые загрязняющие факторы на более близком расстоянии.

Населенные пункты

Это один из основных факторов, влияющих на состояние воды. Потребление жидкости на одного человека в сутки в Америке равно 750 литрам. Конечно это не то количество, которое необходимо выпить. Человек потребляет воду, когда моется, использует ее для приготовления пищи, пользуется туалетом. Основной слив идет в канализацию. Загрязнение воды при этом увеличивается в зависимости от количества проживающих в населенном пункте жителей. Каждый город имеет свои очистные сооружения, в них канализационные стоки проходят очистку от бактерий и вирусов, способных серьезно навредить организму человека. Очищенная жидкость сбрасывается в реки. Загрязнение воды бытовыми стоками усиливается и оттого, что кроме бактерий в ней присутствуют остатки пищи, мыло, бумага и другие вещества, негативно влияющие на ее состояние.

Промышленность

Любое развитое государство должно иметь свои заводы и фабрики. Это наиболее крупный фактор, осуществляющий загрязнение воды. Жидкость используется в технологических процессах, она служит как для охлаждения, так и для подогрева продукта, различные водные растворы используются в химических реакциях. Более 50% всех сливов дают четыре основных потребителя жидкости: нефтеперерабатывающие заводы, сталелитейные и доменные цеха, целлюлозно-бумажная промышленность. Ввиду того что утилизация вредных отходов зачастую на порядок дороже их первичной очистки, то в большинстве случаев вместе с промышленными стоками в водоемы сбрасывается большое количество самых разных веществ. Химическое загрязнение воды приводит к нарушению всей экологической обстановки в целом регионе.

Тепловое воздействие

Большинство электростанций в работе используют энергию пара. Вода в этом случае выступает в роли охладителя, после прохождения процесса она просто сбрасывается обратно в реку. Температура течения в таких местах может повыситься на несколько градусов. Такое воздействие называется тепловым загрязнением воды, однако против этого термина существует ряд возражений, так как в некоторых случаях повышение температуры может привести и к улучшению экологической обстановки.

Загрязнение воды нефтью

Углеводороды - один из основных источников энергии на всей планете. Крушения танкеров, порывы на нефтепроводах образуют на водной поверхности пленку, через которую не может поступить воздух. Пролитые вещества обволакивают морских обитателей, что зачастую приводит к их гибели. В устранении загрязнения участвуют как добровольцы, так и спецтехника. Вода - это живительный источник. Именно она дает жизнь практически каждому существу на нашей планете. Халатное и безответственное отношение к ней приведет к тому, что Земля просто превратится в выжженную солнцем пустыню. Уже сейчас в некоторых странах испытывается недостаток воды. Конечно, существуют проекты по использованию арктических льдов, но лучшее решение проблемы - это снижать общее загрязнение воды.

Загрязнение воды - это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение воды имеет много причин.

Сточные воды

Промышленные стоки, содержащие неорганические и органические отходы, нередко спускаются в реки и моря. 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.

Бытовые сточные воды, содержащие, например, синтетические моющие средства, в конце концов попадают в реки и моря. Удобрения, смываемые с поверхности почвы, попадают в водостоки, ведущие к озерам и морям. Все эти причины приводят к сильному загрязнению воды, особенно в замкнутых бассейнах-озерах, заливах и фьордах.

Твердые отходы. 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.

Эвтрофикация. 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, чем может естественно образовываться в ней. В результате происходит увеличение ВПК такой воды. Попадание в воду биологических отходов, например древесной целлюлозы или необработанных канализационных вод, также приводит к повышению ВПК. Другие 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.

Классическим примером эвтрофикащш является озеро Эри в США. За 25 лет содержание азота в этом озере повысилось на 50%, а содержание фосфора-на 500%. Причиной послужило главным образом попадание в озеро бытовых сточных вод, содержащих синтетические моющие средства. Синтетические моющие средства содержат много фосфатов.

Очистка сточных вод не дает необходимого эффекта, поскольку позволяет удалять из воды только твердые вещества и лишь небольшую долю растворенных в ней питательных веществ.

Токсичность неорганических отходов. Сброс промышленных сточных вод в реки и моря приводит к повышению в них концентрации токсичных ионов тяжелых металлов, например кадмия, ртути и свинца. Существенная их часть поглощается или адсорбируется определенными веществами, и это иногда называют процессом самоочищения. Однако в замкнутых бассейнах тяжелые металлы могут достигать опасно высоких уровней.

Наиболее известный случай такого рода произошел в заливе Минамата в Японии. В этот залив сбрасывались промышленные сточные воды, содержащие ацетат метил-ртути. В результате ртуть стала попадать в цепь питания. Она поглощалась водорослями, которые поедали моллюски; моллюсками питались рыбы, а рыба употреблялась в пищу местным населением. Содержание ртути в рыбе оказалось настолько высоким, что это привело к появлению детей с врожденными уродствами и к смертельным случаям. Это заболевание получило название болезни Минамата.

Большую озабоченность вызывает также повышение уровня нитратов, наблюдаемое в питьевой воде. Высказывается мнение, что высокое содержание нитратов в воде может приводить к возникновению рака желудка и являться причиной повышенной детской смертности.

Однако проблема загрязненности воды и ее антисанитарного состояния не ограничивается развивающимися странами. Четвертая часть всего Средиземноморского побережья считается опасно загрязненной. Согласно отчету о загрязнении Средиземного моря, опубликованному в 1983 г. в рамках Программы охраны окружающей среды ООН, употребление в пищу выловленных там моллюсков и омаров небезопасно для здоровья. В этом регионе распространены тиф, паратиф, дизентерия, полиомиелит, вирусный гепатит и пищевые отравления, периодически возникают вспышки холеры. Большинство этих заболеваний вызывается сбросом в море неочищенных сточных вод. По имеющимся оценкам, 85% отходов из 120 прибрежных городов сбрасывается в Средиземное море, в котором купаются и ловят рыбу отдыхающие и местные жители. Между Барселоной и Генуей на каждую милю береговой линии приходится приблизительно 200 тонн сбрасываемых отходов в год.

Пестициды

Наиболее токсичными пестицидами являются галогенопроизводные углеводородов, например ДДТ и полихлорированные бифенилы. Хотя ДДТ запрещен к применению уже во многих странах, в иных странах он еще продолжает применяться, и приблизительно 25% используемого количества этого вещества достигает моря. К сожалению, эти галогенопроизводные углеводородов химически устойчивы и не разлагаются микроорганизмами. Поэтому они накапливаются в цепи питания. ДДТ может уничтожать все живое в масштабе целых речных бассейнов; он также препятствует размножению птиц.

Утечка нефти

Только в США ежегодно происходит приблизительно 13000 случаев утечки нефти. В морскую воду ежегодно попадает до 12 млн. т нефти. В Великобритании ежегодно выливается в канализацию свыше 1 млн. т использованного машинного масла.

Нефть, пролитая в морскую воду, оказывает много неблагоприятных воздействий на жизнь моря. Прежде всего гибнут птицы-тонут, перегреваются на солнце или лишаются пищи. Нефть ослепляет живущих в воде животных-тюленей, нерпу. Она уменьшает проникнование света в замкнутые водоемы и может повышать температуру воды. Это особенно губительно для организмов, способных существовать только в ограниченном интервале температур. Нефть содержит токсичные компоненты, например ароматические углеводороды, которые губительно действуют на некоторые формы водной жизни даже в таких концентрациях, как несколько миллионных долей.

О.В.Мосин

Загрязнение воды-это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение воды имеет много причин.

Сточные воды

Твердые отходы.

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.

Эвтрофикация.

В промышленных и сельскохозяйственных сточных водах, которые попадают в водные источники, велико содержание нитратов и фосфатов. Это приводит к перенасыщению 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, чем может естественно образовываться в ней. В результате происходит увеличение БПК такой воды. Попадание в воду биологических отходов, например древесной целлюлозы или необработанных канализационных вод, также приводит к повышению БПК. Другие 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.

Классическим примером эвтрофикации является озеро Эри в США. За 25 лет содержание азота в этом озере повысилось на 50%, а содержание фосфора-на 500%. Причиной послужило главным образом попадание в озеро бытовых сточных вод, содержащих синтетические моющие средства. Синтетические моющие средства содержат много фосфатов.

Токсичность неорганических отходов.

Сброс промышленных сточных вод в реки и моря приводит к повышению в них концентрации токсичных ионов тяжелых металлов, например кадмия, ртути и свинца. Существенная их часть поглощается или адсорбируется определенными веществами, и это иногда называют процессом самоочищения. Однако в замкнутых бассейнах тяжелые металлы могут достигать опасно высоких уровней.

Микробиологическая загрязненность воды.

Утечка нефти

Нефть, пролитая в морскую воду, оказывает много неблагоприятных воздействий на жизнь моря. Прежде всего гибнут птицы-тонут, перегреваются на солнце или лишаются пищи. Нефть ослепляет живущих в воде животных-тюленей, нерпу. Она уменьшает проникновение света в замкнутые водоемы и может повышать температуру воды. Это особенно губительно для организмов, способных существовать только в ограниченном интервале температур. Нефть содержит токсичные компоненты, например ароматические углеводороды, которые губительно действуют на некоторые формы водной жизни даже в таких концентрациях, как несколько миллионных долей.

Другие формы загрязнения воды

К ним относятся радиоактивное и тепловое загрязнения. Главным источником радиоактивного загрязнения моря являются слабоактивные отходы, удаляемые с атомных электростанций. Одной из наиболее важных проблем, возникающих в связи с этим загрязнением, является то, что морские организмы, например водоросли, накапливают, или концентрируют, радиоактивные изотопы.

Тепловое загрязнение воды вызывается тепловыми или атомными электростанциями. Тепловое загрязнение вносится в окружающие водоемы отработанной охлаждающей водой. В результате повышение температуры воды в этих водоемах приводит к ускорению в них некоторых биохимических процессов, а также к уменьшению содержания кислорода, растворенного в воде. Это вызывает быстрые и нередко очень существенные изменения в биологической среде поблизости от электростанций. Происходит нарушение тонко сбалансированных циклов размножения различных организмов. В условиях теплового загрязнения, как правило, наблюдается сильное разрастание водорослей, но вымирание других живущих в воде организмов.

Загрязнение воды

Наиболее известным источником загрязнения воды, являются бытовые (или коммунальные) сточные воды. 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.

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.

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 большая часть стоков нетоксична и несмертельна для человека.

Тепловое загрязнение. Наиболее масштабное однократное употребление воды – производство электроэнергии, где она используется главным образом для охлаждения и конденсации пара, вырабатываемого турбинами тепловых электростанций. При этом вода нагревается в среднем на 7° С, после чего сбрасывается непосредственно в реки и озера, являясь основным источником дополнительного тепла, который называют «тепловым загрязнением».

Сельское хозяйство. Вторым основным потребителем воды является сельское хозяйство, использующее ее для орошения полей. Стекающая с них вода насыщена растворами солей и почвенными частицами, а также остатками химических веществ, способствующих повышению урожайности. К ним относятся инсектициды; фунгициды, которые распыляют над фруктовыми садами и посевами; гербициды, знаменитое средство борьбы с сорняками; и прочие пестициды, а также органические и неорганические удобрения, содержащие азот, фосфор, калий и иные химические элементы.

Кроме химических соединений, в реки попадает большой объем фекалий и других органических остатков с ферм, где выращиваются мясо-молочный крупный рогатый скот, свиньи или домашняя птица. Много органических отходов также поступает в процессе переработки продукции сельского хозяйства (при разделке мясных туш, обработке кож, производстве пищевых продуктов и консервов и т.д.).

Влияние загрязнения. Чистая вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха и вкуса, населена множеством рыб, растений и животных. Загрязненные воды мутные, с неприятным запахом, не пригодны для питья, часто содержат огромное количество бактерий и водорослей. Система самоочистки воды (аэрация проточной водой и осаждение на дно взвешенных частиц) не срабатывает из-за переизбытка в ней антропогенных загрязнителей.

Уменьшение содержания кислорода. Органические вещества, содержащиеся в сточных водах, разлагаются ферментами аэробных бактерий, которые поглощают растворенный в воде кислород и выделяют углекислый газ по мере усвоения органических остатков. Общеизвестными конечными продуктами распада являются углекислый газ и вода.

В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие с предприятий пищевой промышленности, бумажные волокна и остатки целлюлозы от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково.

В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворенных в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И наоборот, в водоемах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьезные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определенного уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема разлагающейся органики.

Большая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие – и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, т.е. растворенного в ней углекислого газа, становится кислой).

Способность к биологическому разложению. Искусственные материалы, которые разлагаются биологическим путем, увеличивают нагрузку на бактерии, что, в свою очередь, влечет рост потребления растворенного кислорода. Эти материалы специально создаются таким образом, чтобы они могли легко перерабатываться бактериями, т.е. разлагаться.

Образование газов. Аммиак является основным продуктом микробиологического разложения белков и выделений животных. Аммиак и его газообразные производные амины образуются как при наличии, так и при отсутствии растворенного в воде кислорода. В первом случае аммиак окисляется бактериями с образованием нитратов и нитритов. В отсутствие кислорода аммиак не окисляется, и его содержание в воде остается стабильным. При снижении содержания кислорода образовавшиеся нитриты и нитраты превращаются в газообразный азот. Происходит это довольно часто, когда воды, стекающие с удобренных полей и уже содержащие нитраты, попадают в стоячие водоемы, где накапливаются также и органические остатки В зависимости от вида бактерий образуются углекислый газ (СО2), водород (Н2) и метан (СН4) – горючий газ без цвета и запаха, который называют также болотным газом.

Эвтрофикация, или эвтрофирование , – процесс обогащения водоемов питательными веществами, особенно азотом и фосфором, главным образом биогенного происхождения. В результате происходит постепенное зарастание озера и превращение его в болото, заполненное илом и разлагающимися растительными остатками, которое в конце концов полностью высыхает. В естественных условиях этот процесс занимает десятки тысяч лет, однако в результате антропогенного загрязнения протекает очень быстро. Так, например, в маленьких прудах и озерах под влиянием человека он завершается всего за нескольких десятилетий.

Эвтрофикация усиливается, когда рост растений в водоеме стимулируется азотом и фосфором, содержащимися в насыщенных удобрениями стоках с сельскохозяйственных угодий, в чистящих и моющих средствах и других отходах. Воды озера, принимающего эти стоки, представляют собой плодородную среду, в которой происходит бурный рост водных растений, захватывающих пространство, в котором обычно обитают рыбы. Водоросли и другие растения, отмирая, падают на дно и разлагаются аэробными бактериями, потребляющими для этого кислород, что приводит к замору рыбы. Озеро заполняется плавающими и прикрепленными водорослями и другими водными растениями, а также питающимися ими мелкими животными. Синезеленые водоросли, или цианобактерии, делают воду похожей на гороховый суп с дурным запахом и рыбным вкусом, а также покрывают камни слизистой пленкой.

Мощные электростанции заметно нагревают воды в реках и бухтах, на которых они расположены. Летом, когда потребность в электрической энергии для кондиционирования воздуха очень велика и ее выработка возрастает, эти воды часто перегреваются. Понятие «тепловое загрязнение» относится именно к таким случаям, так как избыточное тепло уменьшает растворимость кислорода в воде, ускоряет темпы химических реакций и, следовательно, влияет на жизнь животных и растений в водоприемных бассейнах.Существуют яркие примеры того, как в результате повышения температуры воды погибали рыбы, возникали препятствия на пути их миграций, быстрыми темпами размножались водоросли и другие низшие сорные растения, происходили несвоевременные сезонные изменения водной среды. Однако в некоторых случаях увеличивались уловы рыбы, продлевался вегетационный период и прослеживались иные благоприятные последствия.

Химикаты , растворенные в дождевой воде и поглощенные частицами почвы, в результате их вымывания попадают в грунтовые воды, а затем – в реки, дренирующие сельскохозяйственные угодья, где начинают накапливаться в рыбах и более мелких водных организмах. Хотя некоторые живые организмы и приспособились к этим вредным веществам, бывали случаи массовой гибели отдельных видов, вероятно, из-за отравления сельскохозяйственными ядохимикатами. Например, чайки погибали после употребления в пищу больших количеств рыбы, а некоторые другие виды птиц, питающиеся рыбой, в том числе белоголовый орлан и пеликан, оказались под угрозой вымирания вследствие снижения воспроизводства. Из-за попавших в их организм пестицидов яичная скорлупа становится настолько тонкой и хрупкой, что яйца бьются, а зародыши птенцов погибают.

Известно, что радиация разрушает ткани растений и животных, приводит к генетическим мутациям, бесплодию, а при достаточно высоких дозах – к гибели. Механизм воздействия радиации на живые организмы до сих пор окончательно не выяснен, отсутствуют и эффективные способы смягчения или предотвращения негативных последствий. Но известно, что радиация накапливается, т.е. повторяющееся облучение малыми дозами может в конечном счете действовать так же, как и однократное сильное облучение.

Влияние токсичных металлов. Ртуть, содержащаяся в промышленных стоках, осаждается в донных илистых отложениях в реках и озерах. Обитающие в илах анаэробные бактерии перерабатывают ее в ядовитые формы, которые могут приводить к серьезным поражениям нервной системы и мозга животных и человека, а также вызывать генетические мутации. Несмотря на то что рыбы не погибают, человек, съевший такую зараженную рыбу, может отравиться и даже умереть.

Другим хорошо известным ядом, поступающим в растворенном виде в водотоки, является мышьяк. Он был обнаружен в малых измеримых количествах в моющих средствах, содержащих водорастворимые ферменты и фосфаты, и красителях, предназначенных для окрашивания косметических салфеток и туалетной бумаги. С промышленными стоками в акватории попадают также свинец (используемый в производстве металлических изделий, аккумуляторных батарей, красок, стекла, бензина и инсектицидов) и кадмий (используемый главным образом в производстве аккумуляторных батарей).

Другие неорганические загрязнители .Образуется ржавчина на поверхности железа и его соединений. Растворимые формы этих металлов существуют в разных типах сточных вод: они были обнаружены в водах, просочившихся из шахт и со свалок металлолома, а также из естественных болот. Соли этих металлов, окисляющиеся в воде, становятся менее растворимыми и образуют твердые окрашенные осадки, выпадающие из растворов. Поэтому вода приобретает цвет и становится мутной. Так, стоки железорудных шахт и свалок металлолома окрашены в рыжий или оранжево-коричневый цвет из-за присутствия оксидов железа (ржавчины).

Неорганические загрязнители, как хлорид и сульфат натрия, хлорид кальция не могут быть переработаны биологическим или химическим путем. Хотя сами эти вещества не трансформируются, они оказывают влияние на качество вод, в которые сбрасываются стоки. Во многих случаях нежелательно использовать «жесткую» воду с высоким содержанием солей, так как они образуют осадок на стенках труб и котлов.

Неорганические вещества- цинк и медь, поглощаются илистыми донными осадками водотоков, принимающих сточные воды, а затем вместе с этими тонкими частицами транспортируются течением. Их токсическое действие сильнее в кислой среде, чем в нейтральной или щелочной. В кислых сточных водах угольных шахт цинк, медь и алюминий достигают концентраций, смертельных для водных организмов. Некоторые загрязнители, будучи в отдельности не особенно токсичными, при взаимодействии превращаются в ядовитые соединения (например, медь в присутствии кадмия).

Контроль и очистка. Практикуются три основных метода очистки сточных вод. Первый существует давно и наиболее экономичен: сброс сточных вод в крупные водотоки, где они разбавляются пресной проточной водой, аэрируются и нейтрализуются естественным образом. Очевидно, что этот метод не отвечает современным условиям. Второй метод во многом базируется на тех же естественных процессах, что и первый, и заключается в удалении и снижении содержания твердых и органических веществ механическим, биологическим и химическим способами. Его в основном используют на коммунальных очистных станциях, которые редко располагают оборудованием для переработки промышленных и сельскохозяйственных стоков. Широко известен и достаточно распространен третий метод, состоящий в сокращении объема сточных вод путем изменения технологических процессов; например, в результате вторичной переработки материалов или использования естественных методов борьбы с вредителями вместо пестицидов и т.д.

Очистка сточных вод. Хотя сейчас многие промышленные предприятия пытаются очистить свои стоки или сделать производственный цикл замкнутым, а производство пестицидов и других токсичных веществ запрещено, самым радикальным и быстрым решением проблемы загрязнения воды будет строительство дополнительных и более современных очистных сооружений.

В мире существует лишь несколько предприятий, которые могут проводить полную очистку сточных вод.

Зягрязне́ние во́дных объе́ктов – сброс или поступление иным способом в водные объекты (поверхностные и подземные), а также образование в них вредных веществ, которые ухудшают качество вод , ограничивают их использование либо негативно влияют на состояние дна и берегов водных объектов; антропогенное привнесение в водную экосистему различных загрязняющих веществ , воздействие которых на живые организмы превышает природный уровень, вызывая их угнетение, деградацию и гибель.

Существует несколько видов загрязнения воды:

Наиболее опасным в настоящее время представляется химическое загрязнение воды в связи с глобальным масштабом проявления этого процесса, ростом числа загрязняющих веществ, среди которых много ксенобиотиков, т. е. веществ, чужеродных для водных и околоводных экосистем.

Загрязняющие вещества поступают в окружающую среду в жидком, твёрдом, газообразном состоянии и в форме аэрозолей. Пути их поступления в водную среду разнообразны: непосредственно в водные объекты, через атмосферу с осадками и в процессе сухого выпадения, через водосборную территорию с поверхностным, внутрипочвенным и подземным водным стоком.

Источники поступления загрязняющих веществ можно разделить на сосредоточенные, распределённые, или диффузные, и линейные.

Сосредоточенный сток поступает от предприятий, коммунальных служб и, как правило, контролируется по объёму и составу соответствующими службами и поддается управлению, в частности путём строительства очистных сооружений. Диффузный сток поступает нерегулярно с застроенных территорий, необорудованных полигонов и свалок, сельскохозяйственных полей и животноводческих ферм, а также с атмосферными осадками. Этот сток, как правило, не контролируется и не регулируется.

Источниками диффузного стока являются также зоны аномального техногенного загрязнения почв, которые систематически «питают» водные объекты опасными веществами. Такие зоны сформировались, например, после Чернобыльской аварии. Это также линзы жидких отходов, например, нефтепродуктов, места захоронений твёрдых отходов, гидроизоляция которых нарушена.

Управлять потоком загрязняющих веществ от подобных источников практически невозможно, единственный способ – не допускать их формирование.

Глобальное загрязнение – примета сегодняшнего дня. Природные и техногенные потоки химических веществ сопоставимы по масштабам; у некоторых веществ (прежде всего металлов) интенсивность антропогенного оборота многократно превышает интенсивность природного цикла.

Кислотные осадки, образующиеся в результате попадания в атмосферу окислов азота и серы, существенно меняют поведение микроэлементов в водных объектах и на их водосборах. Активизируется процесс выноса микроэлементов из почв, происходит закисление воды в водоёмах , отрицательно влияющее на все водные экосистемы.

Важным последствием загрязнения воды является аккумуляция загрязняющих веществ в донных осадках водоёмов. При определённых условиях происходит их выброс в водную массу, вызывая рост загрязнённости при видимом отсутствии загрязнения от сточных вод.

К опасным загрязнителям вод относятся нефть и нефтепродукты. Их источниками служат все стадии добычи, транспортировки и переработки нефти, а также потребления нефтепродуктов. В России ежегодно происходит десятки тысяч средних и крупных аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Много нефти попадает в воду из-за протечек нефте- и продуктопроводов, на железных дорогах, на территории нефтехранилищ. Природная нефть является смесью десятков индивидуальных углеводородов, среди которых имеются токсичные. В ней также содержатся тяжёлые металлы (например молибден и ванадий), радионуклиды (уран и торий).

Главным процессом трансформации углеводородов в природной среде является биодеградация. Однако её скорость невелика и зависит от гидрометеорологической обстановки. В северных районах, где сосредоточены основные запасы российской нефти, скорость биодеградации нефти очень низкая. Часть нефти и недостаточно окисленных углеводородов попадает на дно водных объектов, где скорость их окисления практически нулевая. Проявляют повышенную устойчивость в воде такие вещества как полиароматические углеводороды нефти, в том числе 3,4–бенз(а)пирен. Повышение его концентрации представляет реальную опасность для организмов водной экосистемы.

Другой опасный компонент загрязнения вод – пестициды. Мигрируя в форме взвесей, они оседают на дно водных объектов. Донные отложения являются основным резервуаром накопления пестицидов и других стойких органических загрязняющих веществ, что обеспечивает их длительное циркулирование в водных экосистемах. В пищевых цепях их концентрация многократно возрастает. Так, по сравнению с содержанием в донном иле, концентрации ДДТ в водорослях возрастает в 10 раз, в зоопланктоне (рачках) – в 100 раз, в рыбах – в 1000 раз, в хищных рыбах – в 10000 раз.

Целый ряд пестицидов имеет структуры, не известные природе и поэтому устойчивые к биотрансформации. К таким пестицидам относятся хлорорганические пестициды, исключительно токсичные и устойчивые в водной среде и в почвах. Такие их представители, как ДДТ, запрещены, но до сих пор в природе находят следы этого вещества.

К числу стойких веществ относятся диоксины и полихлорированные бифенилы. Некоторые из них обладают исключительной токсичностью, которая превосходит самые сильные яды. Например, предельно допустимые концентрации диоксинов в поверхностных и подземных водах в США составляют 0,013 нг/л, в ФРГ – 0,01 нг/л. Они активно накапливаются в пищевых цепях, особенно в финальных звеньях этих цепей – у животных. Наибольшие концентрации отмечены в рыбе.

Полиароматические углеводороды (ПАУ) поступают в окружающую среду с отходами энергетики и транспорта. Среди них 70–80% массы выбросов занимает бенз(а)пирен. ПАУ относятся к сильным канцерогенам.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) обычно не являются токсикантами, но образуют на поверхности воды плёнку, которая нарушает газообмен между водой и атмосферой. Фосфаты, входящие в состав ПАВ, вызывают эвтрофирование водоёмов.

Использование минеральных и органических удобрений приводит к загрязнению почв, поверхностных и грунтовых вод соединениями азота, фосфора, микроэлементами. Загрязнение соединениями фосфора – главная причина эвтрофирования водоёмов, наибольшую угрозу биоте водных объектов несут сине-зелёные водоросли, или цианобактерии, в огромных количествах размножающиеся в тёплый сезон в подверженных эвтрофированию водных объектах. При отмирании и разложении этих организмов выделяются остро токсичные вещества – цианотоксины. Из агроландшафтов в воду поступает около 20% всех загрязнений водных объектов фосфором, 45% обеспечивают животноводство и коммунальные стоки, более трети – в результате потерь при транспортировке и хранении удобрений.

В минеральных удобрениях содержится большой «букет» микроэлементов. Среди них – тяжёлые металлы: хром, свинец, цинк, медь, мышьяк, кадмий, никель. Они могут негативно влиять на организмы животных и человека.

Огромное число существующих антропогенных источников загрязнения и многочисленные пути попадания загрязняющих веществ в водные объекты обусловливают практическую невозможность полного исключения загрязнений водных объектов. Поэтому необходимо было определить показатели качества воды, при котором обеспечивается безопасность использования воды населением и стабильность водных экосистем. Установление таких показателей называется нормированием качества воды. При санитарно-гигиеническом нормировании во главу угла поставлено влияние опасных концентраций химических веществ в воде на здоровье человека, при экологическом нормировании – обеспечение защиты от них живых организмов водной среды.

Показатель предельно допустимых концентраций (ПДК) основан на концепции пороговости действия загрязняющего вещества. Ниже этого порога концентрация вещества считается безопасной для организмов.

Распределить водные объекты по характеру и уровню загрязнения позволяет классификация, которая устанавливает четыре степени загрязнения водного объекта: допустимое (1-кратное превышение ПДК), умеренное (3-кратное превышение ПДК), высокое (10-кратное превышение ПДК) и чрезвычайно высокое (100-кратное превышение ПДК).

Экологическое нормирование призвано обеспечить сохранение устойчивости и целостности водных экосистем. Использование принципа «слабого звена» экосистемы позволяет оценить концентрацию загрязняющих веществ, допустимых для самого уязвимого компонента системы. Эта концентрация принимается допустимой для всей экосистемы в целом.

Степень загрязнения вод суши контролируется системой Государственного мониторинга водных объектов . В 2007 г. отбор проб по физическим и химическим показателям с одновременным определением гидрологических показателей проводился на 1716 пунктах (2390 створов).

В Российской Федерации проблема обеспечения населения доброкачественной питьевой водой остается нерешённой. Основной причиной этого является неудовлетворительное состояние источников водоснабжения . Такие реки, как

Загрязнение водных экосистем приводит к снижению биоразнообразия, обеднению генофонда. Это не единственная, но важная причина снижения биоразнообразия и численности видов гидробионтов.

Защита природных ресурсов и обеспечение качества природных вод – задача государственного значения.

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 августа 2009 г. № 1235-р утверждена Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года . В ней записано, что в целях повышения качества воды в водных объектах, восстановления водных экосистем и рекреационного потенциала водных объектов требуется решить следующие задачи:

Для решения этой задачи необходимы законодательные, организационно-экономические, технологические мероприятия, а главное – политическая воля, направленная на решение сформулированных задач.