На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды. Их объём составляет чуть больше 2% гидросферы, причём распределение водных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает из года в год во всех районах мира. Известно, например, что с начала нынешнего века потребление пресных вод возросло в 6 раз, а в ближайшие несколько десятилетий возрастёт еще, по меньшей мере, в 1,5 раза.
Недостаток воды усугубляется ухудшением её качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоёмы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков.
Таким образом, загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. Согласно расчетам ученых, в конце ХХ века для разбавления этих самых сточных вод может потребоваться 25 тыс. кубических км. пресной воды, или практически все реально доступные ресурсы такого стока! Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не в росте непосредственного водозабора – главная причина обострения проблемы пресной воды.
В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки – Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. Растет загрязнение мирового океана. Причем здесь существенную роль играет не только загрязнение стоками, но и попадание в воды морей и океанов большого количества нефтепродуктов. В целом, наиболее загрязнены внутренние моря – Средиземное, Северное, Балтийское, Внутреннее Японское, Яванское, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.
Кроме того, человек осуществляет преобразование вод гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений, в частности водохранилищ. Крупные водохранилища и каналы оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду: изменяют режим грунтовых вод в прибрежной полосе, влияют на почвы и растительные сообщества, в конце концов, их акватории занимают большие участки плодородных земель.
Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с промьшленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эта процессы загрязняют не только поверхностные воды (бессточные водоемы и внутренние моря, водотоки), но и подземную гидросферу (артезианские бассейны, гидрогеологические массивы), Мировой океан (в особенности акватории и шельфы). На континентах наибольшему воздействию подвергаются верхние водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов могут быть существенным фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция увеличения этих аварий в последнее десятилетие.
Набор веществ, загрязняющих воду, очень широкий, а формы их нахождения разнообразны. Главные загрязнители, связанные с природными и антропогенными процессами загрязнения водной среды, во многом сходны. Отличие заключается в том, что в результате антропогенной деятельности в воду могут поступать значительные количества таких чрезвычайно опасных веществ, как пестициды, искусственные радионуклиды. Кроме того, искусственное происхождение имеют многие патогенные и болезнетворные вирусы, грибки, бактерии.
На сельскохозяйственных территориях с высокой агронагрузкой выявлено заметное увеличение в поверхностных водах соединений фосфора. Отмечается также возрастание в поверхностных и грунтовых водах устойчивых пестицидов.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ
изменения химического и физического состояния или биологических характеристик воды, ограничивающие дальнейшее ее употребление. При всех типах водопользования меняются либо физическое состояние (например, при нагревании), либо химический состав воды - при поступлении загрязняющих веществ, которые делятся на две основные группы: со временем изменяющиеся в водной среде и остающиеся в ней неизменными. К первой группе относятся органические компоненты бытовых стоков и большая часть промышленных, например отходы целлюлозно-бумажных предприятий. Вторую группу составляют многие неорганические соли, например сульфат натрия, который используется как краситель в текстильной промышленности, и неактивные органические вещества типа пестицидов.
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
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.
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 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". Против употребления этого термина имеются возражения, поскольку повышение температуры воды иногда приводит к благоприятным экологическим последствиям.
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, но могут образовываться и многие другие соединения. Например, бактерии перерабатывают азот, содержащийся в отходах, в аммиак (NH3), который, соединяясь с натрием, калием или другими химическими элементами, образует соли азотной кислоты - нитраты. Сера преобразуется в сероводородные соединения (вещества, содержащие радикал -SH или сероводород H2S), которые постепенно переходят в серу (S) или в сульфат-ион (SO4-), также образующий соли. 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. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада органических остатков является уменьшение содержания кислорода, растворенного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени - от солености и давления. Пресная вода при 20° C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворенного кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при ее охлаждении - увеличивается. По нормативам, действующим при проектировании муниципальных очистных сооружений, для распада органических веществ, содержащихся в одном литре коммунальных сточных вод обычного состава при температуре 20° С, требуется примерно 200 мг кислорода в течение 5 дней. Это значение, называемое биохимической потребностью в кислороде (БПК), принято в качестве стандарта при расчетах количества кислорода, необходимого для очистки данного объема стоков. Величина БПК сточных вод предприятий кожевенной, мясообрабатывающей и сахарорафинадной промышленности гораздо выше, чем коммунальных стоков. 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).

[s]tbl_dirt.jpg. ТИПИЧНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОД НЕКОТОРЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В водах, испытывающих тепловое загрязнение, часто создаются условия, приводящие к гибели рыб. Там снижается содержание кислорода, так как он слабо растворяется в теплой воде, однако потребность в кислороде резко возрастает, поскольку увеличиваются темпы его потребления аэробными бактериями и рыбами. Добавление кислот, например серной, с дренажными водами из угольных шахт также существенно снижает способность некоторых видов рыб извлекать из воды кислород. 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. Естественные органические вещества обычно биоразлагаемы. Чтобы этим свойством обладали и искусственные материалы, химический состав многих из них (например, моющих и чистящих средств, бумажных изделий и пр.) был соответствующим образом изменен. Первые синтетические моющие средства были устойчивы к биологическому разложению. Когда огромные клубы мыльной пены стали скапливаться у муниципальных очистных сооружений и нарушать работу некоторых водоочистных станций из-за насыщенности патогенными микроорганизмами или плыли вниз по течению рек, к этому обстоятельству было привлечено внимание общественности. Производители моющих средств разрешили проблему, сделав свою продукцию биоразлагаемой. Но такое решение спровоцировало и негативные последствия, поскольку привело к повышению БПК водотоков, принимающих сточные воды, а, следовательно, ускорению темпов расхода кислорода.
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 донных илах таких водоемов обитают анаэробные бактерии, развивающиеся в бескислородной среде. Они используют кислород, присутствующий в сульфатах, и образуют сероводород. Когда в соединениях недостаточно доступного кислорода, развиваются иные формы анаэробных бактерий, которые обеспечивают гниение органических веществ. 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.
Тепловое загрязнение. Температура воды, используемой на тепловых электростанциях для охлаждения пара, повышается на 3-10° С, а иногда до 20° С. Плотность и вязкость нагретой воды отличаются от свойств более холодной воды принимающего бассейна, поэтому они перемешиваются постепенно. Теплая вода охлаждается либо вокруг места слива, либо в смешанном потоке, текущем вниз по течению реки. 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. Поэтому подчеркнем, что для более корректного употребления термина "тепловое загрязнение" необходимо иметь гораздо больше информации о влиянии дополнительного тепла на водную среду в каждом конкретном месте.
Накопление токсичных органических веществ. Устойчивость и ядовитость пестицидов обеспечили успех в борьбе с насекомыми (в том числе с малярийными комарами), различными сорняками и прочими вредителями, которые уничтожают посевы. Однако было доказано, что пестициды также являются экологически вредными веществами, так как накапливаются в разных организмах и циркулируют внутри пищевых, или трофических, цепей. Уникальные химические структуры пестицидов не поддаются обычным процессам химического и биологического разложения. Следовательно, когда растения и прочие живые организмы, обработанные пестицидами, потребляются животными, ядовитые вещества аккумулируются и достигают высоких концентраций в их организме. По мере того как более крупные животные поедают более мелких, эти вещества оказываются на более высоком уровне трофической цепи. Это происходит как на суше, так и в водоемах. 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, инсектициды ротенон и ДДТ и пестициды 2,4-D и др. нанесли сильный удар по ихтиофауне. Даже если концентрация ядовитых химикатов несмертельна, эти вещества могут привести к гибели животных или другим пагубным последствиям на следующей ступени трофической цепи. Например, чайки погибали после употребления в пищу больших количеств рыбы, содержащей высокие концентрации ДДТ, 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.
Радиоактивное загрязнение. Радиоактивные изотопы, или радионуклиды (радиоактивные формы химических элементов), также аккумулируются внутри пищевых цепей, так как являются устойчивыми по своей природе. В процессе радиоактивного распада ядра атомов радиоизотопов испускают элементарные частицы и электромагнитное излучение. Этот процесс начинается одновременно с формированием радиоактивного химического элемента и продолжается до тех пор, пока все его атомы не трансформируются под воздействием радиации в атомы других элементов. Каждый радиоизотоп характеризуется определенным периодом полураспада - временем, за которое число атомов в любом его образце уменьшается вдвое. Поскольку период полураспада многих радиоактивных изотопов весьма значителен (например, миллионы лет), их постоянное излучение может в конце концов привести к ужасным последствиям для живых организмов, населяющих водоемы, в которые сбрасываются жидкие радиоактивные отходы. 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. Такие токсичные металлы, как ртуть, мышьяк, кадмий и свинец, тоже обладают кумулятивным эффектом. Результат их накопления небольшими дозами может быть таким же, как и при получении однократной большой дозы. Ртуть, содержащаяся в промышленных стоках, осаждается в донных илистых отложениях в реках и озерах. Обитающие в илах анаэробные бактерии перерабатывают ее в ядовитые формы (например, метилртуть), которые могут приводить к серьезным поражениям нервной системы и мозга животных и человека, а также вызывать генетические мутации. Метилртуть - летучее вещество, выделяющееся из донных осадков, а затем вместе с водой попадающее в организм рыбы и накапливающееся в ее тканях. 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, но вполне 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. В водоприемных бассейнах некоторые металлы, например железо и марганец, окисляются либо в результате химических либо биологических (под влиянием бактерий) процессов. Так, например, 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). Такие неорганические загрязнители, как хлорид и сульфат натрия, хлорид кальция и др. (т.е. соли, образующиеся при нейтрализации кислотных или щелочных промышленных стоков), 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. Такие неорганические вещества, как 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.
Первичная (механическая) очистка. Обычно на пути потока сточных вод устанавливаются решетки или сита, которые улавливают плавающие предметы и взвешенные частицы. Затем песок и другие грубые неорганические частицы оседают в песколовках с наклонным дном или улавливаются ситами. Масла и жиры удаляются с поверхности воды специальными приспособлениями (нефтеловушками, жироловками и пр.). На некоторое время сточные воды перебрасываются в отстойники для осаждения мелких частиц. Свободноплавающие хлопьевидные частицы осаждают путем добавления химических коагулянтов. Полученный таким образом отстой, на 70% состоящий из органических веществ, пропускается через специальный железобетонный резервуар - метантанк, в котором он перерабатывается анаэробными бактериями. В результате образуются жидкий и газообразный метан, углекислый газ, а также минеральные твердые частицы. При отсутствии метантанка твердые отходы закапываются, сбрасываются на свалки, сжигаются (что приводит к загрязнению воздуха) или высушиваются и используются как гумус или удобрение. Вторичная очистка осуществляется в основном биологическими методами. Поскольку на первом этапе органические вещества не удаляются, на следующем - используются аэробные бактерии для разложения взвешенной и растворенной органики. При этом главная задача заключается в том, чтобы привести стоки в контакт с как можно большим числом бактерий в условиях хорошей аэрации, так как бактерии должны иметь возможность потреблять достаточное количество растворенного кислорода. Сточные воды пропускают через различные фильтры - песчаные, из щебня, гравия, керамзита или синтетических полимеров (при этом достигается такой же эффект, как и в процессе естественной очистки в русловом потоке, преодолевшем расстояние в несколько километров). На поверхности фильтрующего материала бактерии образуют пленку и разлагают органику сточных вод по мере их прохождения через фильтр, снижая таким образом БПК более чем на 90%. Это т.н. бактериальные фильтры. Снижение БПК на 98% достигается в аэротанках, в которых благодаря принудительной аэрации сточных вод и перемешиванию их с активным илом ускоряются естественные процессы окисления. Активный ил образуется в отстойниках из взвешенных в сточной жидкости частиц, не задержанных при предварительной очистке и адсорбируемых коллоидными веществами с размножающимися в них микроорганизмами. Другим методом вторичной очистки является продолжительное отстаивание воды в специальных прудах или лагунах (поля орошения или поля фильтрации), где водоросли потребляют углекислый газ и выделяют необходимый для разложения органики кислород. В этом случае БПК снижается на 40-70%, но требуются определенные температурные условия и солнечное освещение.
Третичная очистка. Сточные воды, прошедшие первичную и вторичную очистку, еще содержат растворенные вещества, которые делают их практически непригодными для любых нужд, кроме орошения. Поэтому были разработаны и апробированы более совершенные методы очистки, предназначенные для удаления оставшихся загрязнителей. Некоторые из этих методов используются в установках, очищающих питьевую воду водохранилищ. Такие медленно разлагающиеся органические соединения, как пестициды и фосфаты, удаляются фильтрацией прошедших вторичную очистку сточных вод через активированный (порошкообразный) древесный уголь, либо добавлением коагулянтов, способствующих агломерации мелких частиц и осаждению образовавшихся хлопьев, либо обработкой такими реагентами, которые обеспечивают окисление. Растворенные неорганические вещества удаляются ионным обменом (растворенные ионы солей и металлов); химическим осаждением (соли кальция и магния, которые образуют налет на внутренних стенках котлов, цистерн и труб), смягчающим воду; изменением осмотического давления для усиленной фильтрации воды через мембрану, которая задерживает концентрированные растворы питательных веществ - нитратов, фосфатов и др.; выведением азота потоком воздуха при прохождении стоков через аммиачно-десорбционную колонну; и другими методами. В мире существует лишь несколько предприятий, которые могут проводить полную очистку сточных вод.

Три важных стадии круговорота воды: испарение (А), конденсация (Б) и атмосферные осадки (В). Если в него вовлечено слишком много природных или искусственных загрязняющих веществ из перечисленных ниже источников, естественная система не справляется с очисткой воды. 1. Радиоактивные частицы, пыль и газы поступают из атмосферы вместе со снегом, выпадающим и накапливающимся в высокогорьях. 2. Талые ледниковые воды с растворенными загрязняющими веществами стекают вниз с высокогорий, формируя истоки рек, которые на своем пути к морю увлекают частицы грунта и горных пород, размывая поверхности, по которым они текут. 3. Воды, дренирующие горные выработки, содержат кислоты и другие неорганические вещества. 4. Вырубка лесов способствует развитию эрозии. Многие загрязняющие вещества сбрасываются в реки предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности, на которых обрабатывается древесина. 5. Дождевые воды вымывают химические вещества из почвы и разлагающихся растений, транспортируют их в грунтовые воды, а также смывают со склонов в реки почвенно-грунтовые частицы. 6. Промышленные газы попадают в атмосферу, а оттуда вместе с дождем или снегом - на землю. Промышленные стоки поступают непосредственно в реки. В зависимости от отрасли промышленности сильно различается состав газов и сточных вод. 7. Органические инсектициды, фунгициды, гербициды и удобрения, растворенные в водах, дренирующих сельскохозяйственные угодья, поступают в реки. 8. Опыливание полей пестицидами загрязняет воздушную и водную среду. 9. Коровий навоз и другие остатки животного происхождения - основные загрязнители мест больших скоплений животных на пастбищах и скотных дворах. 10. При откачке пресных грунтовых вод может произойти засоление в результате подтягивания к их зеркалу минерализованных вод из эстуариев и морских бассейнов. 11. Метан продуцируется бактериями как в естественных болотах, так и в стоячих водоемах при избытке органических загрязнителей антропогенного генезиса. 12. Тепловое загрязнение рек происходит из-за поступления от электростанций нагретых вод. 13. Города являются источниками разных отходов, включая как органические, так и неорганические. 14. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания - основные источники загрязнения воздушной среды. Углеводороды адсорбируются содержащейся в воздухе влагой. 15. Крупные предметы и частицы удаляются из коммунально-бытовых сточных вод на станциях предварительной очистки, органика - на станциях вторичной очистки. От многих веществ, поступающих с промышленными стоками, невозможно избавиться. 16. Разливы нефти от морских нефтяных скважин и из танкеров загрязняют воды и пляжи.

Экологический словарь

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ, заражение воды вредными отходами. Основной источник загрязнения воды промышленные отходы. Ядовитые химикаты, не поддающиеся обеззараживанию ХЛОРИРОВАНИЕМ, сливаются в промышленные стоки. Сжигание горючих ископаемых вызывает… … Научно-технический энциклопедический словарь

загрязнение воды - Загрязнение рек, озер, морей, подземных вод веществами, обычно не присутствующими в них, которые делают воду мало пригодной для использования. Syn.: загрязнение водных объектов … Словарь по географии

загрязнение воды - — EN water pollution The manmade or man induced alteration of the chemical, physical, biological and radiological integrity of water. (Source: LANDY)… … Справочник технического переводчика

загрязнение воды - vandens tarša statusas Aprobuotas sritis ekologinis ūkininkavimas apibrėžtis Azoto junginių tiesioginis arba netiesioginis patekimas iš žemės ūkio šaltinių į vandenį, galintis kelti pavojų žmonių sveikatai, kenkti gyviesiems organizmams ir… … Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

загрязнение воды - vandens tarša statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Kenksmingųjų medžiagų (buitinių ir pramoninių nutekamųjų vandenų, žemės ūkio atliekų, transporto išmetamųjų dujų, naftos ir jos produktų, radioaktyviųjų medžiagų, trąšų,… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Есть несколько… … Википедия

Загрязнение воды водоемов и водотоков - Процесс изменения состава и свойств воды водоемов и водотоков под влиянием поступающих в воду загрязняющих веществ, микроорганизмов, тепла, приводящих к ухудшению качества 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.

По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), около одной трети населения мира проживает в странах, страдающих от дефицита пресной воды, а менее чем через 25 лет в странах с дефицитом пресной воды будет жить две трети человечества. Страны обладают неравным водным потенциалом. Но привычка думать, что Россия - держава с неисчерпаемыми запасами чистой пресной воды, может сослужить недобрую службу. Вездесущий антропогенный фактор меняет порядок вещей и в нашей богатой водными ресурсами стране. Достаточно вспомнить некогда крупнейший в мире резервуар чистейшей пресной воды озеро Байкал или обширный, едва ли не самый загрязненный в России, Волго-Каспийский бассейн.

Проблемы качества воды не менее серьезны, чем проблемы ее доступности, но им уделяется сравнительно мало внимания. Особенно это касается густонаселенных районов и территорий крупных промышленных предприятий и сельскохозяйственных комплексов.

В России в 2003 году в среднем каждая пятая-седьмая из исследованных проб питьевой воды не отвечала гигиеническим требованиям.

ИСТОЧНИКИ ВОДЫ. ВСЕ ВКЛЮЧЕНО

Вода из природных поверхностных источников все меньше пригодна для непосредственного использования. Будь то производственные цели, сельское хозяйство или потребности человека в питьевой воде. Причины - многолетний сброс неочищенных и недоочищенных стоков промышленных и сельскохозяйственных предприятий, смывы с полей, радиоактивные загрязнения, недостаток систем канализации, тепловые загрязнения и т.д.

На качестве природных источников воды отражается и состояние атмосферы, так как водоемы пополняются за счет осадков, к сожалению, несущих значительное число нежелательных растворенных элементов.

Основными загрязняющими веществами поверхностных источников являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка, аммонийный и нитратный азот. Некоторые опасные вещества, например, такие как соли тяжелых металлов, таятся в донных отложениях в стоячих или со слабым течением водоемах и представляют немалую угрозу особенно в случае сильного падения уровня воды.

Вторая половина прошлого века ознаменована появлением еще одной крупной проблемы водопользования. Органические вещества, азот и фосфор, попадая в водоемы с полей с остатками минеральных удобрений, а также с коммунально­бытовыми стоками и стоками животноводческих хозяйств вызывают эвтрофикацию водоемов.

В результате в некоторых случаях грязная вода не может без предварительной обработки поступать даже в производственные системы водооборота, не годится она и для полива сельскохозяйственных угодий и, само собой разумеется, для питья.

Известен пример города Салехарда, стоящего на слиянии огромной реки Оби с ее крупным притоком Полуем и испытывающего сложности с питьевой водой. Загрязнение бассейна рек нефтепродуктами настолько сильно, что водопроводная вода совершенно непригодна для питья, и питьевая вода развозится по городу в цистернах.

По данным ООН, примерно треть населения мира использует для питья воду из подземных источников. Но и этот ресурс оказывается не в состоянии обеспечить нас чистой безопасной водой. Во-первых, подземные источники - это довольно разнородный класс водоносных горизонтов и далеко не всегда артезианских. Анализ лишь незначительного числа скважин у нас в стране показал, что в большинстве из них вода непригодна для питья.

По оценкам ЮНЕП, на 1999 год в России было более 2 700 источников подземных вод, отнесенных к категории загрязненных. В густонаселенных, промышленных и сельскохозяйственных районах почвы до такой степени могут быть насыщены отравляющими веществами, что уже утратили как способность к фильтрации, так и буферные свойства.

Кроме того, система подземных коммуникаций во многих районах небезупречна. Трудно контролируемые и, соответственно, неустраняемые утечки, например из канализационных труб, добавляют проблем. Все это приводит к тому, что все те же нежелательные вещества проникают в подземные воды.

ГЛОТОК. ЭТО МНОГО ИЛИ МАЛО?

Тотальное загрязнение воды сказывается на здоровье людей.

По оценкам международных экспертов, в 2000 году из-за потребления некачественной воды 2 миллиарда человек подверглись риску заражения малярией (при примерном постоянном числе заболевших 100 миллионов и ежегодной смертности от этого заболевания в 1-2 миллионов человек).

Ежегодно в мире регистрируется около 4 миллиардов случаев диареи и 2,2 миллионов смертей вследствие нее, что равнозначно 20 ежедневным катастрофам крупных авиалайнеров. Более 10 % населения развивающегося мира поражено гельминтозными заболеваниями. Около 6 миллионов человек потеряли зрение вследствие трахомы. 200 миллионов человек страдают от шистосомоза. Даже в сравнительно благополучной Европе отмечаются отдельные вспышки кишечных инфекций, связанных с питьевой водой. Причем по статистике, среди пострадавших от неблагоприятных условий среды две трети - дети.

К сожалению, в России качество питьевой воды недопустимо низкое. С этим часто связывают и отставание страны по средней продолжительности жизни населения от других промышленно развитых государств. Цена риска и потери здоровья населения от потребления некачественной питьевой воды в целом по России оценивается примерно в 33,7 миллиардов рублей в год.

В 2003 году, по данным статистической отчетности, в среднем каждая пятая-седьмая из исследованных проб питьевой воды разводящей сети не отвечала гигиеническим требованиям, в том числе на 90 % - по органолептике, 9 % - по содержанию химических веществ, превышающих ПДК по санитарно­токсикологическому признаку вредности; каждая девятая проба - по микробиологическому, причем более 60 % проб из числа отрицательных показывают реальную эпидемическую опасность, так как иногда уровень бактериального загрязнения в 20 и более раз превышает установленный норматив.

Воздействие химического, так же как и радиационного, загрязнения не всегда можно проследить непосредственно. Результат систематического потребления некачественной воды может сказаться много позже. По наблюдениям специалистов, хлориды и сульфаты воздействуют на желудочно-кишечную и сердечнососудистую сферы. Избыток соединений азота и хлора дают осложнения на почки и печень. Алюминий негативно воздействует на центральную и иммунную системы. Железо способствует возникновению аллергических заболеваний.

«КУПАТЬСЯ СТРОГО ЗАПРЕЩЕНО!»

Ежегодно регистрируется около 30 инфекционных вспышек, связанных с водоснабжением.

Неблагополучное состояние водоемов имеет еще одно неприятное следствие. В воде становится небезопасно купаться.

Согласно оценкам, купание в загрязненных морях ежегодно вызывает около 250 миллионов случаев гастроэнтерита и заболевания верхних дыхательных путей, что влечет экономический ущерб, равный 1,6 миллиардов долларов США в год. Что и говорить о водоемах гораздо меньшего размера, да еще и со стоячей водой?

Нельзя упустить из виду и «отравление» водой продуктов питания. Известный пример - превышающий установленные гигиенические регламенты уровень нитратов в растениеводческой продукции. Обнаруживают также и соли тяжелых металлов, и радионуклиды.

Употребление в пищу моллюсков и ракообразных, обитающих в загрязненных стоками водах, ежегодно становится причиной 2,5 миллионов случаев инфекционного гепатита. Около 25 тыс. случаев этого заболевания заканчивается смертью, еще столько же - серьезным поражением печени и длительной утратой работоспособности.

Согласно расчетам, ежегодное воздействие таких «деликатесов» на здоровье населения мира эквивалентно трудовым потерям на уровне 3,2 миллионов человеко-лет и обходится мировому сообществу в 10 миллиардов долларов США.

ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ

Очистка воды остается актуальнейшей задачей.

Более того, задача эта усложняется день ото дня: соответствующие инженерные сооружения порядком изношены, перестают удовлетворять требованиям сегодняшнего дня и технологии. Созданная десятилетия назад система водоочистки не была рассчитана на современные объемы и состояние очищаемой субстанции. А тот факт, что необходимые действия по поддержанию существующей системы в функционирующем состоянии не производятся или производятся в недостаточном объеме, приводит к тому, что многие элементы водохозяйственного комплекса становятся угрожающе небезопасными для населения.

В России приблизительно 50 % разводящей водопроводной сети пребывает в аварийном или близком к тому состоянии в основном из-за коррозии и органических и химических отложений, насыщающих воду нежелательными, а подчас и вредными элементами.

Порой коррозия приводит к появлению брешей в трубопроводах. Если такой трубопровод подземный, через отверстия будет поступать грязь. Все это приводит к тому, что вода на выходе, даже при оптимальной очистке, не соответствует стандартам питьевой.

На парламентских слушаниях 18 марта 2003 года «О национальной программе природопользования РФ на долгосрочную перспективу» первый заместитель министра природных ресурсов Николай Тарасов, подводя итог обсуждению основных проблем водного хозяйства Российской Федерации, особо отметил неудовлетворительное состояние хозяйственного питьевого водоснабжения, связанное с низким качеством подаваемой населению воды из-за загрязнений поверхностных и подземных вод, неудовлетворительного состояния водопроводных сетей, а также, что важно, недостаточного использования современных методов очистки питьевой воды.

На заседании Президиума Госсовета РФ летом 2003 г. было указано, что экологическое состояние многих водных объектов в наиболее населенных и промышленно развитых районах России неудовлетворительно.

Основные реки: Волга, Дон, Кубань, Днепр, Северная Двина, Печора, Урал, Обь, Енисей, Лена, Колыма, Амур - оцениваются как «загрязненные», местами - как «очень грязные»; крупные притоки: Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол, Миасс, Исеть, Тура - как «очень грязные», а местами как «чрезвычайно грязные». Экологическое состояние ряда менее крупных рек признано катастрофическим. Хотя подземные воды в среднем отличаются меньшей загрязненностью, чем поверхностные, однако сейчас наблюдается тенденция к ухудшению и их экологического состояния.

Санитарное состояние водоемов 1 и 2 категории водопользования по России остается неудовлетворительным. Почти половина источников централизованного водоснабжения из открытых водоемов не соответствует санитарным нормам. Объем сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты, составляет более 55 куб. км, при этом «нормативную очистку» проходит лишь 11 %.

В 2001 г. 22 % проб воды в местах водозаборов из открытых водоемов не отвечало гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям, и 28 % - по химическим. Возрастает доля проб воды с выделением возбудителей инфекционных заболеваний, в 2002 г. она достигла почти 1,5 %. В целом по стране только 1 % исходной воды поверхностных источников соответствует тем нормативам, которые гарантируют получение питьевой воды надлежащего качества. 34 % водопроводов с водозабором из открытых водоемов не имеют полного комплекса очистных сооружений, и 20 % - обеззараживающих установок. Крайне медленно внедряются современные технологии водоочистки, сохраняется высокая изношенность разводящих сетей - до 60 %. В 2001 г. 19,5 % проб воды, поступающей непосредственно потребителям, не отвечало гигиеническим требованиям по санитарно­химическим показателям.

Самые высокие показатели микробного загрязнения водоемов 1 категории характерны для Санкт-Петербурга: 80,3 % нормативных проб (с выделением возбудителей инфекционных заболеваний в 12,3 % при среднем проценте по стране 2,27). В результате употребления недоброкачественной, загрязненной питьевой воды в стране ежегодно регистрируется от 15 до 30 вспышек острых кишечных инфекций, брюшного тифа и вирусного гепатита А с числом пострадавших до 2,5-3 тысяч человек.
www.regnum.ru

ДОЛГ ПЛАТЕЖОМ КРАСЕН

Любая природная система всегда стремится к самоочищению. Но ресурсы ее все же ограничены. Слишком сильное загрязнение она не в состоянии «погасить», особенно, когда дело касается веществ не природного происхождения, а изобретенных человеком. Поэтому, чтобы избежать проблем в будущем, стоит поставить мощный заслон дальнейшему отравлению источников воды.

Опыт западноевропейских стран показал, что очистка сточных вод может быть весьма эффективной. Так, например, с начала 80-х годов прошлого века на 50-80 % уменьшился сброс фосфора в природные водоемы со стоками городских водоочистных сооружений, что привело к существенному снижению содержания фосфора во многих «неблагополучных» по этому показателю озерах.

К сожалению, Россия пока не предприняла ощутимых шагов в создании действенной системы сбора и очистки сточных вод, и, более того, к концу прошлого столетия сброс загрязненных вод в реки увеличился.

Это особенно прискорбно в связи с тем, что, по некоторым данным, в целом производство в России стало более «грязным». Причина кроется в устаревшем оборудовании, некачественном сырье с повышенным содержанием вредных веществ.

Ясно, что на таких отсталых предприятиях плохо или вовсе не функционируют системы водоочистки. Встречаются и вовсе недопустимые случаи сброса промышленного стока непосредственно в водоемы или в городскую канализацию, которая не приспособлена для очистки таких вод, что приводит к ухудшению работы ее систем очистки.

Сложившаяся и утвердившаяся в прошлом столетии неблагоприятная тенденция усугубления проблем, связанных с водой, ставит перед мировым сообществом безотлагательную задачу по выходу из кризиса. И поиск новых, экономичных способов очистки воды, как технического назначения, так и питьевой - одна из составляющих программы необходимых действий по стабилизации экологической ситуации.

Интересные факты:

ВОЗ: миллиард человек пьют грязную воду. Эксперты бьют тревогу: более одного миллиарда человек на Земле пьют грязную, не отвечающую требованиям безопасности воду, а 2,6 миллиарда - почти 40 процентов населения планеты - живут в антисанитарных условиях, сообщает Reuters.

Исполнительный директор UNICEF Кэрол Беллами (Carol Bellamy) и эксперты Всемирной организации здравоохранения (WHO) указали в своем отчете, что такая ситуация представляет наибольшую опасность для детей.

Около 1,8 миллиона человек ежегодно гибнут от кишечных инфекций, большинство из них - дети в возрасте до 5 лет, говорится в отчете.

Проблема приобретает большую актуальность в связи с появившимися сообщениями о том, что через 20 лет количество воды, требуемой для производства пищи, возрастет на четверть, и многие быстро развивающиеся страны не смогут добыть ее без разрушительного воздействия на экосистемы.
Агентство Mednovosti.ru, 26.08.04

Цунами­2. Инфекционные болезни - привычные спутники природных катастроф. Они отмечались после больших наводнений в Судане в 1980 году, в Западной Бенгалии - в 1998 году, в Мозамбике - в 2000 году. И по количеству жертв были сопоставимы с самими наводнениями.

Причины очевидны: после природных катаклизмов разрушены коммуникации и жилье, массы людей вынуждены скученно жить в походных условиях, водные источники и системы подготовки питьевой воды загрязнены, местные медицинские службы парализованы. А агрессивные микроорганизмы, вышедшие из-под контроля, только и ждут возможности завоевать новые пространства. Наибольшую опасность представляют кишечные инфекции: дизентерия, гепатит А, холера, брюшной тиф.
Т. Батенева, Известия Науки, 19.01.05

Микробное и вирусное загрязнение питьевой воды как централизованного, так и нецентрализованного водоснабжения создает риск возникновения заболеваний населения кишечными инфекциями, прежде всего вирусным гепатитом А.
ИА Regions.ru, 25.01.2005

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.