Загрязнение водной среды

Основные  источники загрязнения поверхностных  и подземных вод 

Нефтехимическая  промышленность 

целлюлозно-бумажная  промышленность

11  

       Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек  и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое  применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

        Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

12  

 
 
Проникновение  загрязняющих веществ  в круговорот воды   
 

Рис.1

13  

Три важных  стадии круговорота воды: испарение (А), конденсация (Б) и атмосферные  осадки (В).(рис. 1)

• Радиоактивные частицы, пыль и газы поступают из атмосферы вместе со снегом, выпадающим и накапливающимся в высокогорьях.
• 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.
• Воды содержат кислоты и другие неорганические вещества.
• Вырубка лесов способствует развитию эрозии. Многие загрязняющие вещества сбрасываются в реки предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности, на которых обрабатывается древесина.
• 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.
• Промышленные газы попадают в атмосферу, а оттуда вместе с дождем или снегом – на землю. Промышленные стоки поступают непосредственно в реки. 
• Органические вещества, растворенные в водах, поступают в реки.
• Опыливание полей пестицидами загрязняет воздушную и водную среду.
• Коровий навоз и другие остатки животного происхождения – основные загрязнители мест больших скоплений животных на пастбищах и скотных дворах.
• При откачке пресных грунтовых вод может произойти засоление в результате подтягивания к их зеркалу минерализованных вод из морских бассейнов.
• Метан продуцируется бактериями как в естественных болотах, так и в стоячих водоемах при избытке органических загрязнителей антропогенного генезиса.
• Тепловое загрязнение рек происходит из-за поступления от электростанций нагретых вод.
• Города являются источниками разных отходов, включая как органические, так и неорганические.
• Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания – основные источники загрязнения воздушной среды. 
• Крупные предметы и частицы удаляются из коммунально-бытовых сточных вод на станциях предварительной очистки. От многих веществ, поступающих с промышленными стоками, невозможно избавиться.
• Разливы нефти от морских нефтяных скважин и из танкеров загрязняют воды и пляжи.

14  

Загрязнение  Мирового океана 

    Ежегодно в Мировой океан попадает более 10 млн т нефти и до 20% Мирового океана уже покрыты нефтяной пленкой. В первую очередь это связано с тем, что добыча нефти и газа в океанах и морях стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса.В 1993 году в океане добыто 850 млн т нефти (почти 30% мировой добычи). В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 – в США, 540 – в Юго – Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эта масса скважин пробурена на глубинах до 900 метров.

   Загрязнение Мирового океана водным транспортом происходит по двум каналам: во – первых, морские и речные суда загрязняют ее отходами, получаемыми в результате эксплуатационной деятельности, и, во – вторых, выбросами в случае аварий, токсичных грузов, большей частью нефти и нефтепродуктов. Энергетические установки судов (в основном дизельные двигатели) постоянно загрязняют атмосферу, откуда токсичные вещества частично или почти полностью попадают в воды рек, морей и океанов.

     Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями водного бассейна. На танкерах, перевозящих нефть и ее производные, перед каждой очередной загрузкой, как правило, промываются емкости (танки) для удаления остатков ранее перевезенного груза. Промывочная вода, а с ней и остатки груза обычно сбрасываются за борт. Кроме того, после доставки нефтегрузов в порты назначения танкеры чаще всего направляются к пункту новой погрузки без груза. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности плавания танки судна наполняются балластной водой. Эта вода загрязняется нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти и нефтепродуктов выливается в море. Из общего грузооборота мирового морского флота в настоящее время 49% падет на нефть и ее производные. Ежегодно около 6000 танкеров международных флотилий транспортируют 3,5 млрд тонн нефти (2000 г.). По мере роста перевозок нефтегрузов и авариях все большее количество нефти стало попадать в океан.

        По данным 1988 во все моря мира было сброшено примерно 20 млрд тонн мусора. В одно только Северное море было сброшено 98 000 т отбросов.

  

15  

  ФРГ, Бельгия, Голландия, Англия сбрасывают в Северное море ядовитые кислоты, в основном 18 – 20% серной кислоты, тяжелые металлы в грунте и осадках сточных вод, содержащих мышьяк и ртуть, а также углеводороды, в том числе ядовитый диоксин (1987 г.). К тяжелым металлам относится ряд элементов, широко применяемые в промышленности: цинк, свинец, хром, медь, никель, кобальт и др. При попадании в организм большинство металлов очень трудно выводятся, имеют свойство постоянно накапливаться в тканях разных органов, и при повышении определенной пороговой концентрации наступает резкое отравление организма.

    Три реки, впадающие в Северное море, - Рейн, Маас и Эльба – ежегодно приносили 28 млн тонн цинка, почти 11 тыс. т свинца, 5600 т меди, а также 950 т мышьяка, кадмия, ртути и 150 тыс. т нефти, 100 тыс. т фосфатов и даже радиоактивные отходы в разных количествах (данные на 1996 г.). С судов ежегодно сбрасывалось 145 млн т обычного мусора. Англия сбрасывала 5 млн т канализационных стоков в год.

    В результате добычи нефти из трубопроводов, связывающих нефтяные платформы с материком, каждый год в море вытекало около 30 тыс. т нефтепродуктов. Последствия этого загрязнения нетрудно видеть. Целый ряд видов, которые некогда обитали в Северном море, в том числе лосось, осетр, устрицы, скаты и пикша, просто – напросто исчезли. Гибнут тюлени, другие обитатели этого моря нередко страдают от инфекционных заболеваний кожи, имеют деформированный скелет и злокачественные опухоли. Гибнет птица, питающаяся рыбой или отравившаяся морской водой. Наблюдалось цветение ядовитых водорослей, которое привело к уменьшению рыбных запасов. (1988 г.).

   В Балтийском море в течение 1989 г. погибли 17 тыс. тюленей. Проведенные исследования показали, что ткани погибших животных буквально пропитаны ртутью, которая попадала в их организм из воды. Биологи считают, что загрязнение воды привело к резкому ослаблению иммунной системы обитателей моря и их гибели от вирусных заболеваний.

    Крупные разливы нефтепродуктов (тысячи тонн) происходят в Восточной Балтике 1 раз в 3 – 5 лет, мелкие (десятки тонн) – ежемесячно. Крупный разлив поражает экосистемы на акватории в несколько тысяч гектаров, мелкий – в несколько десятков гектаров. Балтийскому морю, проливу Скагеррак, Ирландскому морю угрожают выбросы иприта – химического отравляющего вещества, созданного в Германии в годы Второй мировой войны и затопленного США, Великобританией и СССР в 40 – е годы XX века. Свои химические боеприпасы СССР топил в северных морях и на Дальнем Востоке, Великобритания – в Ирландском море.

  

16  

       Происходит загрязнения Адриатического и Средиземного морей. Только через реку По в Адриатическое море с промышленных предприятий и сельскохозяйственных ферм ежегодно попадает 30 тыс. тонн фосфора, 80 тыс. тонн азота, 60 тыс.т углеводорода, тысячи тонн свинца и хрома, 3 тыст цинка, 200 тонн мышьяка (1988 г.).

    Средиземному морю грозит участь превратиться в мусорную свалку, сточную яму трех континентов. Ежегодно в море попадает 60 тыс.тонн моющих веществ, 24 тыс. т хрома, тысячи тонн нитратов, применяемых в сельском хозяйстве. 85% вод, сбрасываемых из 120 крупных приморских городов, не очищаются, а самоочищение (полное обновление вод) Средиземного моря осуществляется через Гибралтарский пролив (1989 г.) за 80 лет.

    Серьезную экологическую угрозу для жизни в Мировом океане и, следовательно, для человека представляет захоронение на морском дне радиоактивных отходов (РАО) и сброс в море жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Западные страны (США, Великобритания, Франция, Германия, Италия и др.) и СССР с 1946г. начали активно использовать океанские глубины для того, чтобы избавиться от РАО.

    Жидкие радиоактивные отходы СССР сливал в дальневосточных морях с 1966 по 1991 г. (в основном вблизи юга – восточной части Камчатки и в Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в воду 10 000 м кубических таких отходов.

        До 2 млн морских птиц и 100 тыс морских животных, в том числе до 30 тыс тюленей, ежегодно погибают, проглотив какие – либо пластмассовые изделия или запутавшись в обрывках сетей и тросов. 

    

17  

Загрязнение  рек и озер 

  Большое количество сточных вод, нефтепродуктов и даже жидкие радиоактивные отходы поступают в реки и озера различных регионов мира.

   Если к самым Великим озерам, содержащим 90% пресной воды, США перестали относится как к некой гигантской выгребной яме, то на дно почти четырех десятков заливов, бухт и устьев рек все еще оседают отбросы, попадающие в верховья рек из близлежащих городов и фермерских хозяйств, а также разрешенные к захоронению химические вещества.

     В России из 60 км кубических сточных вод по меньшей мере треть попадает в окружающую среду без всякой очистки. Наиболее загрязнены водные источники юга России, а также Московской области. Из бассейна реки Кубань в 1991 г. было забрано для производственных целей 80% годового стока, из Дона – 65%. Из Терека и Урала современное хозяйствование забирает в среднем 50% их стока. Больше половины забираемой воды возвращается в реки без очистки. Вода не успевает самоочищаться. Для того чтобы вылечить реку после такой агрессии, необходимо разбавлять загрязненную воду чистой в соотношении 1:100. Этого не происходит.

     В Неву каждый день попадает более 1 млн м кубических загрязняющих веществ, в том числе без очистки сбрасывается 20% канализационных стоков города.

        Наблюдается тяжелое экологическое состояние на р. Волга, на берегах которой живет 60 000 000 человек и где производится 30% промышленной и сельскохозяйственной продукции страны. Водозабор из Волги равен 33% (данные на 1992 г.). Объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в ее бассейн составляет 37% общего их объема на территории России. В Волгу в 1989 г. поступало 20 км кубических сточных вод. Если исходить из средненеобходимого для различных отраслей промышленности 30 – кратного разбавления, то для доведения этих стоков до нормы понадобилось бы 600 км кубических чистой воды, а среднегодовой сток Волги 250 км кубических. Ежегодно в Волгу, а затем в Каспийское море поступает 367 тыс. т органики. 13 тыс.т нефтепродуктов, 45 тыс.т азота, 20 тыс.т фосфора, что привело к резкому сокращению рыбных богатств Каспия и Волги.

        В целом около половины населения России в 1994 году были вынуждены пользоваться водой, не соответствующей гигиеническим нормам и требованиям Государственного стандарта.

    

18  

       С конца 50 – х годов XX века идет борьба за спасение крупнейшего в мире пресного водохранилища – озера Байкал, признанного ЮНЕСКО достоянием человечества. Целлюлозно – бумажный комбинат на его берегу использует воду Байкала для производственного процесса и недостаточно очищенные воды объемом 0,2 км кубических сбрасывает в озеро. В1992 г. было сброшено 169 млн. м кубических неочищенных вод. Множество лет обсуждается вопрос о перепрофилировании комбината. Для этого перепрофилирования требуется 500 000 000 долларов (1999 г.).

 

  

19  

Самоочищение  водоемов  

        Каждый водоем – это сложная система, где обитают бактерии, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. Но этот процесс затруднен в связи с нарушением биологического равновесия, поэтому одна из природоохранных задач поддержать способность самоочищения водоемов от примесей. 
 
 
 
 
 
 

        Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. В зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере – через 2 тыс. км.

        Обеззараживание воды  происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. Эффект обеззараживания достигается прямым губительным  воздействием ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы.

        Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу или по общему содержанию органических веществ.

        Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода. Его должно быть не менее 4 мг на 1 л воды в любой период года для водоемов первого и второго видов. К первому виду относят водоемы, используемые для водоснабжения предприятий, ко второму – используемые для купания, спортивных мероприятий.