Антропогенное загрязнение гидросферы

Природные воды могут быть загрязнены са­мыми различными примесями. Объект, вносящий в поверхностные или подземные воды раз­личные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения, а вещество, нарушающее нормы качества воды, - загрязняющим. Наиболее часто встречаются химическое, биологическое (бактериальное), радиоактив­ное, механическое и тепловое загрязнения.

Химическое загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно бывает ор­ганическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсич­ным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорби­руются частицами пород, окисляются и восстанавливают­ся, выпадают в осадок и т.д. Однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницае­мых грунтах может распространяться до 10 км и более.

С учетом биологических и физико-химических свойств химические загрязнители разделяют на следующие группы.

- Вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. Это различные газы (кислород, азот, аммиак, диоксид углерода, сероводород, сернистый газ), растворимые соли (натрия, калия, кальция, алюминия, железа, магния, марганца и др.) с различными кислотными остатками, а также водорастворимые органические вещества.

- Практически нерастворимые вещества минерального и органического происхождения, образующие с водой коллоидные системы и взвеси. Это, например песок, глина и другие вещества, которые при длительном отстаивании способны осаждаться.

Загрязнения биологического характера (бактериальное загрязнение) выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простей­ших, водорослей, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Радиоактивное загрязнение воды весьма опасно даже при очень малых концентрациях радиоактивных веществ. Наиболее вредны «долгоживущие» и подвижные в воде радиоактивные элементы (стронций-90, уран, раднй-226, це­зий и др.). Они попадают в поверхностные водоемы при сбра­сывании радиоактивных отходов, захоронении их на дне и др., в подземные же воды — в результате просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами или в резуль­тате взаимодействия подземных вод с радиоактивными гор­ными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.

Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусором), остатками лесосплава, промышленными и бы­товыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрица­тельно влияют на условия обитания рыб, состояние экоси­стем.

Тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции не­редко сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, при­водящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышени­ем температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, вследствие ускоренного развития микрофлоры и микрофауны нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, напри­мер, водорослей.

Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды из систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.

Биогены, поступающие в водоемы со сточными водами и смы­ваемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, во­дорослей. Этот процесс называют эвтрофированием. Водоросли ок­рашивают воду в различные цвета и поэтому данный процесс называ­ют «цветением» водоемов. Под воздействием водорослей изменяется вкус воды, она приобретает неприятный запах. В водоеме при отми­рании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окис­ляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, создавая тем самым его дефицит в водоеме.

В процессе разложения отмирающие водоросли выделяют ядовитые вещества, такие как фенол, индол и другие. От недостатка кислорода и пищи, изменения водо­родного показателя рН гибнут рыбы, моллюски, ракообразные. Вода в таких водоемах становится непригодной для питья и коммунальных нужд. Реки и озера становятся безжизненными.

Годовой объем промышленных, коммунально-бытовых и сель­скохозяйственных стоков в мире достиг почти 7 % есте­ственного речного стока, а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним.

Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представ­ляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ра­дионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная орга­ника, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т. д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд т в год. Большая часть этих загрязнителей приходится на ре­ки, где средняя их концентрация достигает 400 мг/л.

Наибольшая нагрузка из крупных речных бассейнов как по водопотреблению, так и по загрязнению приходится на Днепр, Дунай и Рейн в Европе; Волгу,Урал, Миасс, Исеть, Тобол (на Урале); Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.

Важным источником пресной воды являются подземные воды. Однако и они в последние годы подвергаются техногенному загрязне­нию из-за сильного загрязнения земли и наземных водотоков. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из скважин становится не­пригодной для питья.

Большую озабоченность вызывает судьба Мирового океана, загрязнение которого приняло угрожающие размеры. Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд м³ сточных вод, 90 % которых не подвергается предварительной очистке. В морские и океанские экосистемы попадает в год свыше 10 млн т нефти при ее транспорти­ровке, при катастрофах нефтеналивных танкеров и с речным стоком, а 1 т нефти покрывает поверхность моря пленкой (толщиной от микро­на до 2 см) площадью до 12 км², под которой гибнет все живое. Если учесть, что трюмы крупнейших современных танкеров вмещают до 400 тыс т нефти, то общую картину бедствия легко себе представить. Страшную экологическую опасность представляет и выброс такого нефтяного пятна на побережье.

Установившееся природное равновесие в некоторых зонах ми­рового океана нарушено, процесс самоочищения не справляется с поступлением загрязняющих веществ.

Нарушено экологическое равновесие в водной среде Бай­кала - уникальнейшем озере нашей планеты: только за по­следние 15 лет загрязнено более 100 км³ байкальской воды. На акваторию озера ежегодно поступает более 8500 т нефте­продуктов, 750 т нитратов, 13 тыс. т хлоридов и других за­грязнителей. Только размеры озера и огромный объем вод­ной массы, а также способность биоты участвовать в про­цессах самоочищения спасают экосистему Байкала от пол­ной деградации.

Специальный термин «дампинг» означает сброс и захоронение в морях и океанах различных отходов. Большую опасность представляют для практически замкнутого водоема Балтийского моря химические боеприпасы с сильнейшими отравляющими веществами, затопленные в послевоенное время.

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочище­ния. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических ве­ществ и отмирании внесенных бактерий. Агентами самоочищения яв­ляются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что при благоприятных условиях и наличии достаточного объема чистой воды в ходе бакте­риального самоочищения через 24 ч остается не более 50 % бактерий, через 96 ч - 0,5 %. Однако следует учитывать, что для обеспечения самоочищения загрязненных вод необходимо их многократное раз­бавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства для очистки загрязнений, поступающих со сточными водами, с отходами сельскохозяйственного и промышленного производства.

Дата добавления: 2015-07-13