Загрязнение водных источников. Дефицит воды

Экологические проблемы окружающей среды

Вследствие возросшего потребления воды и постоянно усиливающегося загрязнения пресноводных источников в частности рек, ситуация с водой во многих районах мира ухудшается. В развивающихся странах по меньшей мере пя­тая часть городского населения и около трех четвертей сель­ского не имеют доступа к подлинно безопасным источни­кам воды.

В Республике Беларусь около 50% источников так назы­ваемого нецентрализованного водоснабжения (криниц, ко­лодцев и т.д.) и около 25% централизованного по содержа­нию загрязняющих соединений не соответствуют нормам. Таким образом, складывается парадоксальная ситуация: при общем достаточном количестве воды обеспечение качествен­ной водой, пригодной для питья и культурно-бытовых це­лей, остается крайне неблагоприятной.

Для того чтобы иметь возможность прогнозировать ситу­ацию с водоснабжением и разрабатывать средства защиты водных объектов, необходимо знать основные источники и виды их загрязнения.

Различают следующие виды загрязнения воды: химиче­ское, биологическое, физическое, радиоактивное, тепловое.

Химическое загрязнение обусловливается наличи­ем в воде примесей, имеющих химическое происхождение, в основном в результате человеческой деятельности. Это нефть и другие горюче-смазочные материалы, органические смо­лы, жиры и другие соединения, щелочи, тяжелые металлы, нитраты, фосфаты, минеральные кислоты и т.д. Их источ­ником в первую очередь являются промышленное произ­водство и сельскохозяйственная химизация.

Крупнейшим загрязнителем выступает нефть. По статис­тике ООН, ежегодно в воды Мирового океана в результате деятельности нефтяной и нефтеперерабатывающей промыш­ленности, аварий при транспортировке и т.д. выливается в среднем около 10—15 млн т нефти. Это ненамного ниже, чем ежегодная потребность в нефти нашей страны. Одна кап­ля нефти при разливе образует на поверхности воды пятно до 1 м в диаметре и может мигрировать без разрушения на расстояние в сотни километров от места аварии.

В нашей стране в составе сточных вод ежегодно сбрасыва­ется в водные объекты около 250 т нефти, в том числе в реку Свислочь — около 110 т.

Взвешенные частицы уменьшают прозрачность воды, тем самым уменьшая проникновение в нее света, что в свою очередь снижает интенсивность фотосинтеза водных расте­ний и аэрацию водной среды. Взвешенные вещества влияют на температуру и состав растворенных компонентов поверх­ностных вод, они способствуют заилению дна в зонах с малой скоростью течения, оказывают неблагоприятное воз­действие на жизнедеятельность водных организмов.

Повышенное содержание аммонийного азота отрицательно сказывается на состоянии водной флоры и фауны. Рост его концентрации в водоемах стимулирует процесс эвтрофикации.

Эвтрофикацией называют избыточное поступление в во­доемы биогенных элементов. К биогенным относятся эле­менты, непосредственно воздействующие на рост и разви­тие растений, в первую очередь это азот и фосфор. Эвтрофикация приводит к усиленному росту водорослей и цвете­нию поверхностных вод. В результате происходят заболачи­вание водоемов, нарушение и изменение видового разнооб­разия водных экосистем, уменьшение площади зеркала воды, снижение потребительских качеств вод. Эвтрофикация от­мечена более чем в 70% водоемов Беларуси.

Фосфаты — это соли фосфорной кислоты. Источником их поступления в водоемы являются деятельность промыш­ленных предприятий, а также химизация сельского хозяй­ства. Фосфор в повышенных концентрациях — это токсич­ный элемент для всех живых организмов. Именно фосфор и его производные являются ключевыми элементами, стиму­лирующими процесс эвтрофикации как в водоемах респуб­лики, так и в водоемах других регионов.

Исключительно опасными соединениями для всех жи­вых организмов при их поступлении в избыточном количе­стве являются нитраты. Нитраты — это соли азотной кислоты. Существует один, основной, путь воздействия нитратов на человеческий организм — через пищеварительный тракт. Отрицательное действие нитратов предполагает суммар­ную токсичность нитритов (как продуктов их трансформа­ции в организме) и нитратов, выраженную в острой и хро­нической форме. Опасность негативных последствий поступ­ления нитратов усугубляется возможностью синтеза канце­рогенных нитрозосоединений.

Особенно опасно отрицательное воздействие нитратов для детей. Это связано, во-первых, с интенсивным ростом, а во-вторых, с физиологическими особенностями детского организма (содержание гемоглобина, рН желудочного сока и т.д.).

Химическое загрязнение приводит к целому ряду забо­леваний, в том числе раковым и болезням крови у челове­ка, отрицательно сказывается на состоянии водной фло­ры и фауны, провоцирует «цветение» и зарастание водо­емов и т.д.

Биологическое загрязнение главным образом обусловливается коммунально-бытовыми стоками и сель­скохозяйственным животноводством. Этот вид загрязнения воды исключительно опасен и может приводить к эпидеми­ям серьезнейших заболеваний. Наличие связей между за­грязнением воды и передающимися через нее заболевания­ми было установлено и документально зафиксировано еще в XIX в. Английский врач Сноу в 1854 г. проследил протека­ние вспышки холеры в Лондоне. Исследования показали, что источником распространения инфекции стала река Тем­за, сильно загрязненная неочищенными канализационны­ми стоками, а причиной явились бактерии, размножившие­ся в этих нечистотах. Об этом открытии и сегодня напоми­нает мемориальная доска, установленная в его честь в Лон­доне. Но, несмотря на то, что с этого момента связь загряз­нения воды и заболеваемости неоспорима, биологическое загрязнение по-прежнему остается одной из основных при­чин болезней в мире. По статистике ООН, свыше трети мирового населения не имеет доступа к безопасной питье­вой воде, а 25 000 человек ежедневно умирают от болезней, прямо связанных с загрязненной водой. Биологическое загрязнение, несмотря на жесткий эпидемиологический кон­троль, остается актуальной проблемой для нашей страны. Достаточно сказать, что ежегодно объем жидких навозных стоков в республике достигает 20 млн м3. Значительная часть этих стоков в конечном счете попадает в водоприемники, являясь потенциальной причиной биологического загрязне­ния.

Физическое загрязнение воды вызывается глав­ным образом, смывом и сдуванием почвенных частиц в во­доприемники, т.е. эрозией почвы, а также деятельностью предприятий деревообрабатывающей и целлюлозно-бумаж­ной промышленности. Такое загрязнение может приводить к достаточно серьезным последствиям. Оно снижает возмож­ности использования воды для культурно-бытовых целей, вызывает гибель обитающих в водоемах организмов и т.д. Знаменитая река Яньцзы в Китае получила свое второе на­звание «желтая река» именно из-за чрезвычайно высокого содержания в ней смытых с полей глинистых частиц.

Крайне актуальным для Беларуси является еще один вид загрязнения — радиоактивное. Выпавшие в результате аварии на ЧАЭС радионуклиды способны закреп­ляться на длительный срок в донных отложениях, являясь источником потенциальной опасности для всех живых орга­низмов.

Тепловое загрязнение обусловливается сбросом теплых вод, использовавшихся при охлаждении на ТЭЦ и АЭС, а также на промышленных предприятиях, в откры­тые водные объекты. Температура таких вод на десятки гра­дусов выше, чем природных водоемов, поэтому их неконт­ролируемый сброс приводит к изменению видового разно­образия водных организмов, нарушению экологического рав­новесия экосистем, снижению качества и «цветению» воды.

Таким образом, загрязнение водных объектов, особенно усилившееся за последние 50 лет, а также постоянно расту­щие темпы водопотребления вызывают дефицит воды. При­том, что потенциально пресной воды сегодня вполне доста­точно для удовлетворения потребностей человека, локаль­ный дефицит воды имеет место в ряде стран, прежде всего африканских и азиатских. Эта печальная тенденция, по про­гнозам экологов, в будущем будет стремительно усиливать­ся, и в 2050 г. треть человечества столкнется с нехваткой пресной воды.

Все источники загрязнения воды подразделяются на про­мышленные, коммунально-бытовые и сельскохозяйственные.

Промышленные источники загрязняют воду широким спектром химических, физических и биологиче­ских видов загрязнения.

Коммунально-бытовые источники загрязнения обусловливают самый большой объем загряз­нений за счет сбрасывания канализационных, ливневых вод, которые содержат прежде всего биологические загрязнители. Сельскохозяйственные источники загрязнения представлены главным образом стоками с по­лей, сбросами с животноводческих ферм и перерабатываю­щих предприятий.

Таким образом, в Беларуси около 50% ис­точников нецентрализованного (колодцы, кри­ницы и т.п.) и около 25 % централизованного водоснабжения содержат повышенное количе­ство загрязняющих веществ. Эти вещества в меньшей степе­ни имеют естественное происхождение и в большей степени — антропогенное: промышленное, сельскохозяйственное, ком­мунально-бытовое. Все виды загрязнений можно разделить по происхождению на химические, биологические и физи­ческие. Самые многочисленные и опасные — это химиче­ские виды загрязнения. Они встречаются наиболее часто и оказывают серьезное воздействие на здоровье человека и животных.