Влияние загрязнения воды на организм человека

Загрязнение поверхностных  вод

Качество воды большинства  водных объектов не отвечает нормативным  требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных  вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем  загрязненности (более 10 ПДК) и числа  случаев экстремально высокого содержания (Свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ  в водных объектах. 

Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения  не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые  территории Севера) это состояние  достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического  надзора постоянно отмечают высокое  загрязнение поверхностных вод.

Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Новосибирске. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений. 

Одним из основных загрязнителей  поверхностных вод является нефть  и нефтепродукты. Нефть может  попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения  связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.  

Среди продуктов промышленного  производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое  применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных  водах, как правило, составляет 5-15мг/л  при ПДК — 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к  пенообразованию у этих веществ  появляется уже при концентрации 1-2 мг/л. 

Наиболее распространенными  загрязняющими веществами в поверхностных  водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны — аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий. 

Небольшую опасность для  водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.  

Расширенное производство (без  очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к  сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.  

Наряду с ядохимикатами  сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.  

Вначале в таком водоеме  резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает». 

Современный уровень очистки  сточных вод таков, что даже в  водах, прошедших биологическую  очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация — обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски. 

Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами.

Загрязнение подземных  вод 

Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные  воды. В целом состояние подземных  вод оценивается как критическое  и имеет опасную тенденцию  дальнейшего ухудшения. 

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние  хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений  нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. 

Из загрязняющих подземные  воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. 

Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных  вод.

5. Экологические  последствия загрязнения гидросферы

Загрязнение водных экосистем  представляет огромную опасность для  всех живых организмов и, в частности, для человека. В своей работе я  хочу начать в первую очередь с  пресноводных водоёмов.

Установлено, что под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается падение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды и ломки сигнальных связей в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других крайне неблагоприятных процессов. Они снижают темпы роста гидробионтов, их плодовитость, а в ряде случаев приводят к их гибели.

Ускоренная, или так называемая антропогенная, эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д. В современных условиях эвтрофикация водоемов протекает в значительно менее продолжительные сроки — несколько десятилетий и менее.

Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов и резкому возрастанию биомассы фитопланктона. Благодаря массовому размножению синезеленых водорослей, вызывающих «цветение» воды, ухудшается ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные для человека токсины). Возрастание массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции.

Процессы антропогенной  эвтрофикации охватывают многие крупные озера мира — Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь, малые реки. На этих реках кроме катастрофически растущей биомассы синезеленых водорослей с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. Сами же сине-зеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины, представляющие опасность для гидробионтов и человека.

Помимо избытка биогенных  веществ на пресноводные экосистемы губительное воздействие оказывают  и другие загрязняющие вещества: тяжелые  металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, водные организмы Байкала, приспособившиеся в процессе длительной эволюции к естественному набору химических соединений притоков озера, оказались неспособными к переработке чуждых природным водам химических соединений (нефтепродуктов, тяжелых металлов, солей и др.). В результате отмечено обеднение гидробионтов, уменьшение биомассы зоопланктона, гибель значительной части численности популяции байкальской нерпы и др.

Для здоровья человека неблагоприятные  последствия при использовании  загрязненной воды, а также при  контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления подлинным пищевым цепям типа вода — планктон — рыбы — человек  или вода — почва — растения — животные — человек и др.

При контакте человека с  загрязненной водой различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать  тяжелые заболевания, особенно характерные  для тропиков и субтропиков.

В современных условиях увеличивается  опасность и таких эпидемических  заболеваний, как холера, брюшной  тиф, дизентерия и др., вызванных  бактериальным загрязнением воды.

6. Истощение подземных  и поверхностных вод

Истощение вод следует  понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или  уменьшение минимально допустимого  стока (для поверхностных вод). И  то и другое приводит к неблагоприятным  экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи  в системе человек — биосфера.

Практически во всех крупных  промышленных городах мира, в том  числе в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Харькове, Донецке и других городах, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными  водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более. Так, например, усиление водоотбора подземных вод в Москве привело к формированию огромной районной депрессии с глубиной до 70—80 м, а в отдельных районах города до 110 м и более. Все это, в конечном счете, приводит к значительному истощению подземных вод.

По данным Государственного водного кадастра, в 90-е годы в  нашей стране в процессе работы водозаборов  отбиралось свыше 125 млн. м³/сутки. В результате на значительных территориях резко изменились условия взаимосвязи подземных вод с другими компонентами природной среды, нарушилось функционирование наземных экосистем. Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводит к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысячи родников, многих десятков ручьев и небольших рек. Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность — гигрофиты.

Так, например, на Айдосском водозаборе в Центральном Казахстане произошло понижение подземных вод, которое вызвало высыхание и отмирание растительности, а также резкое сокращение транспирационного расхода. Довольно быстро отмерли гидрофиты (ива, тростник, рогоз, чаевик), частично погибли даже растения с глубоко проникающей корневой системой (полынь, шиповник, жимолость татарская и др.); выросли тугайные заросли. Искусственное понижение уровня подземных вод, вызванное интенсивной откачкой, отразилось и на экологическом состоянии прилегающих к водозабору участках долины рек. Этот же антропогенный фактор может приводить к ускорению времени смены сукцессионного ряда, а также к выпадению отдельных его стадий.

Длительная интенсификация водозаборов в определенных геолого-гидрогеологических условиях может вызвать медленное  оседание и деформации земной поверхности. Последнее негативно сказывается  на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки, и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ организмов и всей среды обитания человека.

Ко всему вышесказанному происходит истощение подземных  вод. Истощению подземных вод  способствует также длительный неконтролируемый самоизлив артезианских вод из скважин.

Истощение поверхностных  вод проявляется в прогрессирующем  снижении их минимально допустимого  стока. На территории России поверхностный  сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90% общего годового стока с  территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а  на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море), где проживает  свыше 65% населения России, приходится менее 8% общего годового стока.

Именно в этих районах  наблюдается истощение поверхностных  водных ресурсов, и дефицит пресной  воды продолжает расти. Связано это  не только с неблагоприятными климатическими и гидрологическими условиями, но и  с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит ко все более возрастающему загрязнению вод, снижению способности водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпитывающего водотоки и водоемы.

В настоящее время состояние  малых рек и озер, особенно на Европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной  нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем  наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

Заключение

Оценка степени ухудшения  условий в водных экосистемах  под влиянием загрязнения или  других антропогенных воздействий  с той или другой точностью  в настоящее время может быть сформулирована только применительно  к практическим формам использования  водоемов. Показателем экологического благополучия водных экосистем может  служить хорошо развитый биокруговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тенденций в их изменении крайне важны для перспективного планирования рациональной эксплуатации водоемов. Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности, гармоничного сочетания интересов общества и возможностей природы. Говоря простым языком, человек должен беречь природу - в частности водные ресурсы. Ведь возможности наших водных ресурсов не безграничны и рано или поздно они могут закончиться.