Какие антропогенные загрязнения воды считаются наиболее опасными

Природные и антропогенные загрязнения воды

Вода – одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является со­ставной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико-химические и биоло­гические процессы.

К таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среда жидкостей теплоемкость, теплота плавления и теплота испарения, по­верхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Кроме того, для вода характерны повы­шенная миграционная способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с сопредельными природными средами.

Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возмож­ность накопления в ней очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов.

В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземные воды становятся практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют стра­тегическое значение

Положение усугубляется тем, что пригодные для питья подземные во­ды залегают в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению час­ти артезианских бассейнов и других гидрогеологических структур, а ре­ки и озера составляют всего 0,019 % общего объёма воды. Вода же хо­рошего качества требуется не только для питьевых и культурно-бытовых нужд, но и для многих отраслей промышленности.

Опасность загрязнения подземных вод заключается в том, что под­земная гидросфера (особенно артезианские бассейны) является конечным резервуаром накопления загрязнителей как поверхностного, так и глу­бинного происхождения. Долговременный, во многих случаях необра­тимый характер имеет загрязнение бессточных водоемов суши.

Особую опасность представляет загрязнения питьевой воды микро­организмами, которые относятся к патогенным и могут вызвать вспыш­ки разнообразных эпидемических заболеваний среди населения и жи­вотных.

Практика показала, что основной причиной большинства эпидемий являлось употребление зараженной вирусами, микробами воды для питьевых и других нужд. Воздействие на человека воды с высокими концентрациями тяжелых металлов и радионуклидов показано в разде­лах, посвященным этим загрязнителям окружающей среды.

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 радионук­лида. Кроме того, искусственное происхождение имеют многие патоген­ные и болезнетворные вирусы, грибки, бактерии.

На территории Российской Федерации проблема загрязнения по­верхностных и подземных вод соединениями азота становится все более актуальной. Эколого-геохимическое картирование центральных облас­тей Европейской России показало, что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих случаях характеризуются высокими концен­трациями нитратов и нитритов. Режимные же наблюдения свидетельст­вуют об увеличении этих концентраций во времени.

Сходная ситуация складывается с загрязнением подземных вод орга­ническими веществами. Это связано с тем, что подземная гидросфера не способна к окислению большой массы поступающей в нее органики. Следствием этого является то, что загрязнение гидрогеохимических сис­тем постепенно становится необратимым.

Однако нарастающее количество не окисленных органических ве­ществ в воде сдвигает процесс денитрификации вправо (в сторону обра­зования азота), что способствует уменьшению концентраций нитратов и нитритов.

На сельскохозяйственных территориях с высокой агронагрузкой вы­явлено заметное увеличение в поверхностных водах соединений фосфо­ра, что является благоприятным фактором для эвтрофикации бессточ­ных водоемов. Отмечается также возрастание в поверхностных и грун­товых водах устойчивых пестицидов.

Оценка состояния водной среды по нормативному подходу осуществ­ляется путем сравнения присутствующих в ней загрязняющих веществ с их ПДК и другими нормативными показателями, принятыми для объек­тов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового водопользования.

Такие показатели начинают разрабатываться не только для выявле­ния избыточного количества загрязняющих веществ, но и для установ­ления дефицита в питьевой воде жизненно важных (эссенциальных) хи­мических элементов. В частности, такой показатель в отношении селена имеется для стран ЕЭС.

Всеобщие усилия должны быть направлены главным образом на ми­нимизацию негативных последствий.

Особенно сложно оценить и прогнозировать состояние водного объ­екта, когда на него влияют и природные, и антропогенные процессы.

Как показали исследования в Московском артезианском бассейне, такие случаи не являются редкостью[3].

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Основные виды антропогенных загрязнений

Загрязнение – это привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного уровня этих агентов в среде. Объектом загрязнения всегда является биогеоценоз, и наличие вредных веществ приводит к нарушению обмена веществ, снижению интенсивности деятельности продуцентов и продуктивности биоценоза в целом.

Загрязнения можно классифицировать следующим образом:

1) химическое (ингредиентное) загрязнение, представляющее собой совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (бытовые стоки, ядохимикаты и удобрения, продукты сгорания и т.д.);

2) физическое (параметрическое) загрязнение среды, связанное с изменением ее качественных параметров окружающей среды (шумовое, тепловое, световое, электромагнитное, радиационное);

3) биологическое загрязнение, заключающееся в воздействии на состав и структуру популяций и отдельных ее представителей биологических агентов (патогенные микроорганизмы, преднамеренная или случайная интродукция видов, бактериологическое оружие).

Химическое загрязнение

Наибольшую проблему при химическом загрязнении окружающей природной среды создают некоторые ядохимикаты, с трудом выявляемые из-за их очень низких концентраций, но способные постепенно накапливаться в организме, вызывая многочисленные расстройства здоровья, в том числе рак. Большинство из них принадлежит к одному из двух классов: тяжелым металлам или синтетическим органическим соединениям [15,18, 23, 26, 31].

Тяжелые металлы — металлы с большим атомным весом (свинец, цинк, ртуть, медь, никель, железо, ванадий, кадмий и др.). Они широко используются в промышленности. Тяжелые металлы чрезвычайно ядовиты. Их ионы, проникая в организм, взаимодействуют с рядом ферментов, подавляя их активность. Таким образом, попадание в организм очень малых их количеств чревато крайне тяжелыми физиологическими и неврологическими последствиями. Основными источниками загрязнения тяжелыми металлами служат работа металлургических предприятий, сжигание угля, нефти и различных отходов, производство стекла, удобрений, цемента, автотранспорт и пр. Новейшие расчеты показали, что вклад антропогенного свинца составляет 94 – 97% (остальное – природные источники), кадмия – 84 – 89, меди – 56 – 87, никеля – 66 – 75, ртути – 58 %.

Все сложные молекулы в составе растительных и животных организмов – это природные органические вещества. Помимо них люди научились получать сотни тысяч органических соединений, используемых для производства пластмасс, синтетических волокон, искусственного каучука, лакокрасочных покрытий, растворителей, пестицидов, защитных покрытий для дерева и др. Такие вещества называют синтетическими органическими соединениями.

Многие из них настолько напоминают природные, что могут усваиваться организмом и взаимодействовать с некоторыми ферментами и другими системами. Именно они и создают проблемы. Организм может оказаться неспособным разлагать их или включать в метаболизм иным путем: в результате они нарушают его функционирование. При определенных дозах возможны острое отравление и смерть. Однако и небольшие дозы, получаемые на протяжении длительного периода, приводят к весьма неприятным эффектам, например канцерогенному (развитие рака), мутагенному (появлению мутаций) и тератогенному (возникновение врожденных дефектов у детей). Наиболее опасны галогенированные углеводороды – органические соединения, в которых один или более атомов водорода замещены атомами хлора, брома, фтора или йода. Наиболее распространены содержащие хлор, т.е. хлорированные углеводороды. Их часто применяют при изготовлении пластмасс (поливинилхлорид, или ПВХ), пестицидов (ДДТ), растворителей (тетрахлорфенол), электроизоляции (полихлорированныебифенилы, или ПХБ), пламягасящих веществ и многих других изделий.

Как тяжелые металлы, так и галогенированные углеводороды особенно опасны ввиду способности к биоаккумуляции, когда малые, кажущиеся безвредными дозы, получаемые в течение длительного периода, накапливаются в организме, создают в итоге токсичную концентрацию и наносят ущерб здоровью [30].

Биоаккумуляция происходит по следующим причинам:

• во-первых, из-за отсутствия биодеградации. Тяжелые металлы какхимические элементы невозможно разрушить или преобразовать в ходе химических процессов; для хлорсодержащих углеводородов в организме нет ферментов, способных их расщепить;

• во-вторых, тяжелые металлы и галогенированные углеводороды легкопоглощаются, но если и выводятся, то очень медленно. Организм не способен освобождаться от них, выводя их с мочой, поскольку тяжелые металлы прочно связываются с белками, а галогенированные углеводороды растворяются в жирах гораздо лучше, чем в воде.

В результате, поступая с пищей и жидкостями, эти вещества удерживаются и накапливаются в теле, как на фильтре. Биоаккумуляция может усугубляться в пищевой цепи. Организмы, находящиеся в ее основе, поглощают химикаты из внешней среды и аккумулируют их в своих тканях. Питаясь этими организмами, животные следующего трофического уровня получают исходно более высокие дозы, накапливаются более высокие концентрации и т. д. В результате на вершине данной пищевой цепи концентрация химиката в организмах может стать в 100 тыс. раз выше, чем во внешней среде. Такое накопление вещества при прохождении через пищевую цепь называют биоконцентрированием.

К большому сожалению, и биоаккумуляцию, и биоконцентрирование трудно заметить до достижения опасного уровня химиката. А тогда уже поздно что-либо предпринимать.

Ситуацию осложняют и синергические эффекты. Ядохимикаты редко встречаются по отдельности, а два или более ядов дают эффект, во много раз превосходящий сумму действий каждого из них. Это явление называют синергизмом. Чрезвычайно опасный синергический эффект обнаружился совсем недавно. Некоторые галогенированные углеводороды и, возможно, другие химикаты (один фактор) ослабляют иммунную систему, в результате чего организм становится более подверженным действию инфекций и паразитов (второй фактор).

Ниже приводятся основные химические загрязнители и вызываемые ими нарушения в организме человека [8].

Монооксид углерода (угарный газ) – блокирование гемоглобина крови с образованием карбоксигемоглобина и снижением способности крови к переносу кислорода из легких к тканям тела. Приступы коронарной недостаточности, стенокардии и даже инфаркт миокарда. Нарушение обменных процессов организма, функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС) – психические отклонения, общее недомогание.

Оксиды азота и серы– резкое раздражение легких и дыхательных путей, возникновение в них воспалительных процессов. Головокружение, потеря сознания, одышка, кашель, насморк, повышение респираторной заболеваемости детей.

Озон– раздражение слизистой оболочки глаз, воспалительные процессы в легких, головная боль, быстрая утомляемость.

Свинец– неврологические расстройства, функциональные нарушения печени, почек, желудочно-кишечного тракта. У детей – замедленный рост, анемия, повышенная моторная активность, снижение внимания, повышенная раздражительность, обидчивость, вялость, отставание в учебе.

Ртуть –поражение центральной нервной системы и мозга, нарушение координации движений, расстройство зрения, потеря слуха, серьезные психические отклонения (болезнь Минамата). Ртуть является тератогеном.

Кадмий – поражение сердечно-сосудистой, мочеполовой и костносуставной систем. Кадмий является одним из самых опасных токсикантов среды. Опасен в любой форме. Характеризуется медленным выведением из организма (0,1 % в сутки).

Мышьяк – появление металлического привкуса во рту, сильные боли в животе, развитие острой сердечно-сосудистой и почечной недостаточности, появление судорог.

Нитраты– нарушение обмена веществ, аллергия, нервные расстройства, злокачественные новообразования.

Формальдегид – эмбриотоксическое действие, выраженные канцерогенный, мутагеннный и тератогенный эффекты. Формальдегид выделяется из прессованных плит, используемых в конструкциях настилов полов, мебели.

Бензапирен – сильнейший канцероген. Содержится в выхлопных газах, сигаретном дыме.

Пестициды и диоксины(галогенированные углеводороды) –поражение печени, ЦНС. Вызывают бесплодие человека и высших млекопитающих, являются канцерогенами, мутагенами, тератогенами.

Винилхлорид – выраженное канцерогенное действие. Выделяется из поливинилхлорида как остаточный мономер при неполной полимеризации в синтезе ПВХ.

При химических загрязнениях атмосферный путь поступления токсичных веществ в организм является ведущим, так как в течение суток человек потребляет около 15 – 20 кг воздуха, 2 – 5 кг воды и 1,5 – 2,5 кг пищи. При ингаляции химические элементы поглощаются особенно интенсивно. Так, свинец, поступающий с воздухом, адсорбируется кровью на 60 %, с водой – на 10 %, с пищей – на 5 %.

Физическое загрязнение

1. Шумовое загрязнение отрицательно воздействует на организм человека, вызывая повышенную утомляемость, снижение умственной активности, развитие сердечно-сосудистых и нервных заболеваний. Шум может восприниматься ухом человека в пределах частоты от 16 до 20 тыс. Гц (ниже – инфразвук, выше – ультразвук). Уровень шума измеряется в децибелах (дБ). Для человека практически безвреден шум в 20 – 30 дБ, 80 дБ – допустимая граница, 130 дБ вызывают болевые ощущения, а 150 – уже непереносимы. Сильный шум является для человека физическим наркотиком. Поэтому часть людей, увлекаясь современной музыкой с большой интенсивностью звучания, подвергает свое здоровье опасности. Женщины менее устойчивы к сильному шуму, который быстрее приводит их к неврастении. А слабые бытовые шумы в доме, обусловленные плохой звукоизоляцией квартир, разрушительнее действуют на нервную систему мужчин.

Шум отрицательно воздействует не только на людей, но и на растения и животных. Растения замедляют рост, цветы вянут, птицы бросают гнезда, оставляя кладки и птенцов, у млекопитающих изменяется артериальное давление и нарушается работа сердца.

2. Электромагнитное загрязнение возникает в результате изменений электромагнитных свойств среды. Искусственно созданные электромагнитные поля ведут к сердечно-сосудистым и другим заболеваниям. В бытовых помещениях норма напряженности электрического поля (Е_э) – 1 – 100 В/м, магнитного (Е_м) – 0,01 – 0,5 А/м. Бытовые приборы способны создавать электрическое поле напряженностью 5 – 500 В/м. Нарушение ритма сокращений сердечной мышцы наступает приЕ_э=5·10 7 В/м и Е_м=10 6 А/м [8, 26]. Очень мало известно о действии слабых электромагнитных полей (ЭМП). Не существует научно обоснованных пределов воздействия ЭМП для распространенных в быту приборов и аппаратов. Исходя из полученных данных, можно предположить, что длительное воздействие слабых ЭМП заметно скажется лишь в 4 – 10-м поколении. Однако известно, что у людей, работающих за компьютерами до 6 ч в сутки, заболевания органов зрения, поражения ЦНС и сердечно-сосудистой системы наблюдаются в 5 раз чаще, чем у тех, чья работа не связана с компьютером. Также доказано, что при частом пользовании радиотелефонами опасность заболевания раком крови вырастает на 20 – 40 %.

3. Ионизирующее излучение (радиоактивное загрязнение) обладает энергией, достаточной для того, чтобы выбить один или несколько электронов из атомов и образовать положительно заряженные ионы, которые, в свою очередь, вступая в реакции с различными соединениями, разрушают ткани живых организмов. Примерами ионизирующего излучения являются ультрафиолетовое излучение Солнца и аппаратов ультрафиолетового облучения, рентгеновское излучение, нейтронное излучение, возникающее в ходе реакции ядерного деления и ядерного синтеза, а также , , -излучение, испускаемое радиоактивными изотопами.

Воздействие ионизирующего излучения приводит к повреждению клеток человеческого организма двумя способами. В первом случае наносятся генетические повреждения, в результате чего происходит изменение генов и хромосом. Во втором – соматические повреждения: ожоги, катаракты, раковые заболевания костей, легких, щитовидной железы.

Таким образом, ионизирующее излучение оказывает мощное мутагенное, эмбриотоксическое и тератогенное воздействие. При этом наиболее чувствительны к нему высокоорганизованные организмы, в том числе и человек, а наиболее устойчивыми являются микроорганизмы.

4. Тепловое загрязнение является результатом повышения температуры среды и возникает при отводе воды от систем охлаждения в водные объекты и при выбросе потоков дымовых газов или воздуха. Тепловое загрязнение водоемов приводит к уменьшению растворимости кислорода в воде, что снижает активность всего биоценоза водных систем, к замедлению процессов естественной минерализации органического вещества; провоцирует рост активности сине-зеленых водорослей, еще больше снижающих количество кислорода в воде. Известны факты, когда сброс теплых вод создавал тепловой барьер для рыб на путях к нерестилищам.

Биологическое загрязнение

Чрезвычайно опасными являются биологические загрязнения, которые вызываются патогенными микроорганизмами. Эпидемии таких болезней, как холера, оспа, чума вызываются бактериями, а грипп, гепатит, СПИД – вирусами. Недостаточно очищенные и обезвреженные бытовые сточные воды содержат большой комплекс патогенных микроорганизмов, вызывающих кожные и кишечные заболевания.

Существуют непатогенные и условно патогенные микроорганизмы, которые в качестве биотопа избрали организм человека. Так, полости рта, носа, кишечника являются местом обитания многих микроорганизмов, которые стимулируют защитные силы, способствуют перевариванию пищи, вырабатывают витамины. Однако превышение количества этих микроорганизмов над нормой при неблагоприятных для человека условиях изменяет соотношение микроорганизмов, приводя к определенным патологиям (например, к дисбактериозу). При этом условно патогенные организмы, которые в норме являются сапрофитами, вызывают некоторые заболевания (ОРВИ).

В отдельную группу необходимо вынести лекарственные загрязнения. Некоторые лекарственные препараты даже в терапевтической дозе оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека. Так, например, амидопирин и фенацитин, до недавнего времени использовавшиеся в медицинской практике, запрещены к производству, так как являются выраженными канцерогенами. Антибиотики тетрациклинового ряда обладают ототоксическим действием. При неправильном подборе дозы они, поражая слуховой нерв, могут вызвать глухоту. Многие антибиотики поражают биоценоз кишечника, вызывая дисбактериозы и другие заболевания.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; Нарушение авторского права страницы

Антропогенное загрязнение

Антропогенное загрязнение – это загрязнение биосферы в результате биологического существования и хозяйственной деятельности людей, в т.ч. их прямого или косвенного влияния на интенсивность природного загрязнения. А.з. классифицируется по характеру проявления:

• физическое (электромагнитное, радиоактивное, световое, тепловое, шумовое);
• химическое (нефтяное, тяжелыми металлами и т.п.);
• биологическое (микробное, в т.ч. бактериальное);
• механическое загрязнение (замусоривание).

А.з. возникает под прямым или косвенным воздействием фактора землепользования: строительной, промышленной, сельскохозяйственной, бытовой или иной деятельности и вызывает снижение качества природной среды и возможную опасность для здоровья населения. Химическое загрязнение проявляется в изменении природного химического состава природной среды, увеличении по сравнению с фоном концентраций отдельных микро- и макрокомпонентов, появлении несвойственных природной среде минеральных и органических загрязнений. Бактериальное (или микробное) загрязнение выражается в появлении в природной среде патогенных и санитарно-показательных микроорганизмов, в особенности бактерий группы кишечной палочки. Тепловое загрязнение выражается прежде всего в увеличении температуры природной среды. Тепловое загрязнение может обусловливать др. виды загрязнений. Тепловому загрязнению подземных вод могут сопутствовать уменьшение содержания кислорода в воде, изменение ее химического и газового состава, «цветение» воды и увеличение содержания в воде микроорганизмов. Радиоактивное загрязнение связано с повышением содержания в природных средах радиоактивных веществ. Обусловлено как наведенной радиацией, так и привнесением в природную среду радиоактивных элементов или радионуклидов. Основные источники – ядерные испытания и эксплуатация ЯЭУ. Возможно и в условиях крупных городов с большим количеством промышленных и научных объектов, использующих ядерные установки и радиоактивные вещества, значительным количеством несанкционированных свалок и мест складирования промышленных отходов и радиоактивно опасных грунтов. Механическое загрязнение — это засорение природной среды веществами, оказывающими на нее механическое воздействие и относительно инертными в физикохимическом отношении строительным и бытовым мусором, упаковочными материалами, пластмассовыми пакетами и т.п. По величине территории, охватываемой А.з., различают: глобальное, региональное, локальное, точечное загрязнения. Глобальные загрязнения чаще всего вызываются атмосферными выбросами, распространяются на большие расстояния от места возникновения и оказывают неблагоприятное воздействие на крупные регионы и даже на всю планету. Региональные загрязнения охватывают значительные территории и акватории, подверженные влиянию крупных промышленных районов. Локальные загрязнения характерны для городов, промышленных предприятий, районов добычи полезных ископаемых, животноводческих комплексов. По источникам А.з. выделяют промышленное, транспортное, сельскохозяйственное, коммунально-бытовое. Уровень загрязнения контролируется различными нормативами, прежде всего, предельно допустимыми концентрациями загрязняющих веществ.

Источники: Методические указания «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест». — М., 1999; Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении, 2000; Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. — Л., 1987.

Антропогенное загрязнение гидросферы

Антропогенное загрязнение гидросферы

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное и многообразное давление. Существует две категории использования воды – водопользователи и водопотребители. Водопользователи используют воду для своей деятельности (транспорт, рыбное хозяйство). Водопотребители используют воду в целях производственных, технологических и жизнеобеспечения. В настоящее время потребность населения Земли в воде составляет 18700 км3, из них 38% расходуется на ирригацию, 9% на промышленность, 3% на бытовые нужды, 48% на разбавление сточных вод и 2% на другие потребности.

На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще в большей степени возрастает воздействие человека на гидросферу, это выражается в химическом и бактериальном загрязнении вод.

Все загрязняющие воду вещества делятся на группы:

органические вещества сельского хозяйства, бытовых и промышленных стоков (их окисление происходит под воздействием кислорода);

болезнетворные микроорганизмы и вирусы в плохо обработанных стоках городов и животноводческих ферм;

азот и фосфор из бытовых и сельскохозяйственных стоков, что увеличивает содержание нитратов и нитритов в водоемах;

тяжелые металлы, нефтепродукты, пестициды, моющие вещества, фенолы.

В результате спецзахоронений в морские воды поступают радиоактивные и химические вещества. Так, в период с 1945 по 1948 гг. на территории Германии было обнаружено почти 300 тыс. тонн химических боеприпасов. Американцы в своем секторе нашли 93 995 тонн, англичане – 122 508, французы – 9 100, в советской зоне – 70 500. По решению тройственной комиссии стран-победительниц больше половины всех отравляющих веществ было затоплено в водах Балтийского моря, которые там покоятся до сих пор.

Нефтяные загрязнения происходят за счет сбросов в океанические воды нефтепродуктов – до 6 млн. т/г., являющихся аварийными при транспортировке и добыче нефти в морях. Нефть поступает в морские воды с речными стоками. В результате 2–4 % поверхности Тихого и Атлантического океанов покрыты нефтяной пленкой.

Мировой океан поступает большая часть свинца, половина ртути и пестицидов. Наконец, третий путь непосредственно связан с хозяйственной деятельностью человека в акваториях Мирового океана. Наиболее
распространенный вид загрязнения нефтяное загрязнение при транспортировке и добыче нефти.

Загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. К концу 90-х гг. общий мировой объем сточных вод приблизился к 5 тыс. км3 в год, или к 25% от “водного пайка” Земли. Но поскольку для разбавления этих вод требуется в среднем в 10 раз больший объем чистой воды, фактически они загрязняют гораздо больший объем русловых вод. Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не только в росте непосредственного водозабора – главная причина обострения проблемы пресной воды.
К числу сильно загрязненных относятся многие реки – Рейн, Дунай, Сена, Темза, Тибр, Миссисипи. Огайо, Волга, Днепр, Дон, Днестр. Нил, Ганг и др. Растет и загрязнение Мирового океана, “здоровью” которого угрожают одновременно с побережья, с поверхности, со дна, из рек и атмосферы. Ежегодно в Океан попадает огромное количество отходов. Наиболее загрязнены внутренние и окраинные моря – Средиземное, Северное, Ирландское, Балтийское, Черное, Азовское, внутреннее Японское, Яванское, Карибское, а также Бискайский, Персидский, Мексиканский и Гвинейский заливы.Средиземное море – самое крупное внутреннее море на Земле, колыбель нескольких великих цивилизаций. На его берегах расположено 18 стран, живут 130 млн. человек, расположено

260 портов. Кроме того, Средиземное море – одна из главных зон мирового судоходства: в нем одновременно находятся 2,5 тыс. судов дальнего плавания и 5 тыс. каботажных. По его трассам ежегодно проходит 300 -350 млн. т нефти. В результате это море в 60-70-х гг. превратилось едва ли не в главную “помойную яму” Европы.
Дампинг – сброс отходов в морские воды. Ежегодно вывозятся на судах и сбрасываются в океанические воды до 6 млрд. тонн различных промышленных отходов: отстой сточных вод, строительный мусор, старая взрывчатка, жидкие радиоактивные и химические отходы.

C коммунальными и промышленными отходами (стоками) в воды морей выбрасываются бактериально зараженные воды, что ведет к биологическому загрязнению прибрежных вод; с промышленными стоками выбрасываются тяжелые металлы, мышьяк, ртуть и др.

Раскисление прибрежных акваторий происходит в результате выпадения «кислых» дождей, что вызывает подкисление прибрежных вод и, как следствие, ведет к невозможности размножения морских животных, рыбы. Все это уменьшает количество морепродуктов, которые в этих районах являются основным продуктом питания для населения.

Острой проблемой современности является нехватка пресной воды. Запас доступных пресных вод мира, сосредоточенных в реках, озерах, подземных водах на глубине до 1 км, составляет примерно 3 млн. км3. Таких запасов сейчас и в будущем хватило бы на нужды 20–25 млрд. человек, но вода распределена на Земле неравномерно и уже сейчас люди испытывают дефицит воды. Так, в странах «третьего мира» ежегодно умирает от потребления грязной воды примерно 9 млн. человек. Примерно 1 млрд. человек не имеет необходимого количества воды, и в мире нет механизма ее распределения.

Загрязнение вод происходит в результате дампинга, загрязнений (нефтяными и речными стоками), спецзахоронений, сброса коммунальных и сточных вод, раскисления прибрежных акваторий кислыми дождями.

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода – планктон – рыбы – человек или вода – почва – растения – животные – человек и т.д. В современных условиях увеличивается опасность таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др., вызванных бактериальным загрязнением воды.

Антропогенное загрязнение гидросферы Ученые различают три вида загрязнения гидросферы: физическое, химическое и биологическое.

Под физическим понимается прежде всего тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод, используемых для охлаждения на ТЭС и АЭС. Сброс таких вод приводит к нарушению природного водного режима. Например, реки в местах сброса таких вод не замерзают. В замкнутых водоемах это приводит к уменьшению содержания кислорода, что приводит к гибели рыб и бурному развитию одноклеточных водорослей («цветению» воды). К физическому загрязнению относят также радиоактивные загрязнения.

Химическое загрязнение гидросферы возникает в результате попадания в нее различных химических веществ и соединений. Примером служит сброс в водоемы тяжелых металлов (свинец, ртуть), удобрений (нитраты, фосфаты) и углеводородов (нефть, органические загрязнения). Главным источником выступает промышленность и транспорт.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, часто болезнетворными. В водную среду они попадают со стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности и животноводческих комплексов. Такие стоки могут явиться источниками различных заболеваний. Особый вопрос в этой теме загрязнение Мирового океана. Оно происходит тремя путями. Первый из них речной сток, вместе с которым в океан попадают миллионы тонн различных металлов, соединений фосфора, органические загрязнения. При этом почти все взвешенные и большинство растворенных веществ осаждаются в устьях рек и прилегающих шельфах. Второй путь загрязнения связан с атмосферными осадками, с ними в
Загрязнение коснулось не только внутренних морей, но и центральных частей океанов. Возрастает угроза для глубоководных впадин: имели место случаи захоронения в них токсичных веществ и радиоактивных материалов.
Но особую опасность для Океана представляет нефтяное загрязнение. В результате утечки нефти при ее добыче, транспортировке и переработке в Мировой океан ежегодно попадает (по разным источникам) от 3 до 10 млн т нефти и нефтепродуктов. Космические снимки показывают, что уже около 1/3 всей его поверхности покрыто маслянистой пленкой, которая снижает испарение, угнетает развитие планктона, ограничивает взаимодействие Океана с атмосферой. Больше всего загрязнен нефтью Атлантический океан. Движение поверхностных вод в Океане приводит к распространению загрязнения на большие расстояния.

Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам пресной воды. И учитывая, что общие ресурсы пресной воды составляют от общего объема гидросферы Земли всего 2-2,5%, становится ясно каким богатством мы обладаем. Главною опасность для этих ресурсов представляет загрязнение гидросферы. Основные запасы пресной воды сосредоточены в озерах, площадь которых в нашей стране больше территории Великобритании. В одном только Байкале находится примерно 20% мировых запасов пресной воды.

Существует три вида загрязнения водной среды: физическое (прежде всего тепловое), химическое и биологическое. Химические загрязнения возникают в результате попадания различных химических веществ и соединений. К биологическим загрязнениям относятся прежде всего микроорганизмы. В водную среду они попадают вместе со стоками химической и целлюлозно-бумажной промышленности. От таких загрязнений пострадал и Байкал, и Волга, и многие большие и малые реки России. Отравление рек и морей отходами промышленности, сельского хозяйства приводят еще к одной беде — уменьшению поступления в морскую воду кислорода и как следствие отравление морской воды сероводородом. Примером может служить Черное море. В Черном море существует установившийся режим обмена поверхности и глубинных вод, который препятствует проникновению в глубину кислорода. В результате на глубине накапливается сероводород. В последнее время ситуация в Черном море резко ухудшилась и не только из-за постепенного нарушения равновесия между сероводородными и кислородными водами, идет нарушение гидрологического режима после строительства плотин на реках, впадающих в Черное море, так и из-за загрязнения прибрежных вод отходами промышленности и сточными водами.

Остро стоят проблемы химического загрязнения водоемов, рек и озер в Мордовии. Одним из наиболее ярких примеров — сброс в водостоки и водоемы тяжелых металлов, среди которых особенно опасен свинец (антропогенные его поступления в 17 раз превышают естественные) и ртуть. Источниками этих загрязнений явились вредные производства светотехнической промышленности. В недавнем прошлом тяжелыми металлами был отравлен водоем на севере Саранска под названием Саранское море.

Не обошла стороной Мордовию и общая беда — чернобыльская авария. В результате многие районы пострадали от радиоизотопного загрязнения земель. И результаты этого антропогенного воздействия будут сказываться еще сотни лет.

Результаты антропогенного воздействия:

Загрязнение океана, захоронение в нем ядовитых и радиоактивных веществ, насыщение его вод углекислым газом из атмосферы, загрязнение нефтепродуктами, тяжелыми металлами, сложноорганическими соединениями, разрыв нормальной экологической связи между океаном и водами суши из-за строительства плотин и других гидросооружений.

Истощение и загрязнение поверхностных вод суши и подземных вод, нарушение баланса между поверхностными и подземными водами.

Антропогенное загрязнение вод суши и их охрана

Многочисленные и разнообразные источники загрязнения вод суши можно подразделить на природные и антропогенные.

Среди природных источников крупными масштабами и поистине глобальным охватом выделяется вулканическая и флюидная активность Земли, при которой в качестве главных загрязнителей выступают газы, твердые взвешенные и растворенные в воде соединения серы, хлора, азота, фосфора, тяжелых металлов и радиоактивных элементов.

Загрязнение вод происходит также при процессах их физико-химического взаимодействия с горными породами, при выпадении атмосферных осадков, при биологической активности, связанной с жизнедеятельностью водорослей, бактерий и других микроорганизмов.

Однако гораздо большую отрицательную роль играет антропогенное загрязнение вод суши. Общая его характерная черта заключается в формировании высоких концентраций многих токсичных веществ на отдельных участках среды обитания людей. Изменения химического состава вод во многих из таких районов стали уже настолько значительными, что они приобрели резко аномальные геохимические свойства.

В качестве главных источников загрязнения вод выступают фактически все области хозяйственной деятельности людей – промышленность, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство, непроизводственная сфера. Но их участие в таком загрязнении все же не одинаково. В загрязнении поверхностных и подземных вод суши наиболее велика доля промышленности, в особенности предприятий энергетики, черной и цветной металлургии, нефтепереработки и нефтехимии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Один из крупных источников загрязнения вод – сельское хозяйство. Оно «сбрасывает» в них не только частички почвы и органических веществ, но и, главное, химические удобрения и ядохимикаты, а также отходы животноводческих ферм. Водный транспорт тоже представляет собой немалую угрозу для чистоты вод, особенно в случаях прямого сброса в них разного рода отходов и попадания нефтепродуктов. Наконец, к крупным загрязнителям следует отнести и коммунальное хозяйство городов. С ним связаны загрязнение и засорение водных источников разнообразными органическими и минеральными веществами, многие из которых особенно опасны для здоровья человека.

В зависимости от того, какие вещества попадают в гидросферу, принято различать три главных вида ее загрязнения – физическое, химическое и биологическое.

Физическое загрязнение гидросферы суши вызывается прежде всего твердыми отходами – обыкновенным городским мусором, потерями леса при молевом сплаве. Оно происходит также при добыче некоторых полезных ископаемых (золота и др.) непосредственно в руслах рек. Такое загрязнение обычно не создает непосредственной опасности для живых организмов, но может затруднять работу водного транспорта, рыболовства, наносить ущерб рекреации. К физическому загрязнению обычно относят и так называемое тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса в водоемы и водотоки подогретых вод, уже использованных для охлаждения на ТЭС и АЭС. Химическое загрязнение гидросферы суши возникает в результате попадания в нее различных химических веществ и соединений. Это могут быть разнообразные вещества неорганического происхождения: кислоты, щелочи, сульфаты, а также тяжелые металлы и неорганические вещества, используемые в сельском хозяйстве (азот, фосфор, аммиак и др.). Это могут быть и продукты органической химии: спирты, фенолы, углерод, моющие средства – детергенты (или синтетические поверхностно-активные вещества – СПАВ), пестициды и гербициды. Это также могут быть нефтяные углеводороды и радиоактивные вещества (радионуклиды). Что касается биологического загрязнения, то его создают прежде всего микроорганизмы, многие из которых имеют характер болезнетворных. В водную среду они попадают вместе со стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, коммунального хозяйства городов, а в сельской местности – со стоками крупных животноводческих комплексов. Такие стоки могут служить источником самых различных заболеваний.

Статистика свидетельствует о том, что загрязнение водотоков и водоемов земной суши связано в первую очередь со сточными водами промышленно-городских агломераций и сельскохозяйственных территорий, которые загрязняют не только поверхностные воды, но и подземную гидросферу. Неочищенные сточные воды приводят к загрязнению водных объектов и разрушению естественных водных экосистем. Они приводят также к эвтрофикации (от греч. eutrophia – хорошее питание) вод, т. е. к повышению биологической продуктивности водных объектов в результате поступления в них биогенных элементов. Эвтрофикация связана также с сооружением водохранилищ, для которых характерны замедленные течения и водообмен.

Общий глобальный объем сточных вод все время растет. Уже к началу 1990-х гг. он превысил 2300 км 4 . Распределение его в этот период по крупным регионам мира показано на рисунке 30, анализ которого показывает, что, как и можно было ожидать, коммунальные стоки были особенно велики в Северной Америке, зарубежной Европе и зарубежной Азии, промышленные – в Северной Америке, зарубежной Европе, зарубежной Азии и СССР, а сельскохозяйственные – в зарубежной Азии, Северной Америке и СССР. В этих же регионах загрязнение сточными водами особенно сильно сказалось на функционировании экосистем, снизив их биопродуктивность, приведя к гибели многих видов флоры и фауны и угрожая здоровью людей.

В литературе приводится немало примеров того, как в отдельных частях этих регионов чрезмерно большие стоки уже стали превышать естественные возможности самоочищения водотоков и водоемов, а также примеров того, как в результате поступления загрязненных стоков в своего рода сточные канавы превратились реки Рейн, Сена, Темза, Северн, Тибр в Европе, Миссисипи, Огайо, Потомак в Северной Америке, да и многие реки стран СНГ.

Из всего сказанного вытекает насущная потребность в охране водных объектов от загрязнения, что позволило бы сохранить их в качестве важных элементов земной гидросферы и биосферы. Еще в 1977 г. под эгидой ООН была проведена Первая Всемирная конференция по водным ресурсам. И в дальнейшем эти вопросы еще не раз обсуждали на международном уровне. Особенно много внимания на таких обсуждениях обычно уделялось путям и способам очистки сточных вод.

Для очистки загрязненных стоков используют три главных метода – механический, биологический и физико-химический. Механическая очистка стоков служит для удаления из них твердых и взвешенных частиц. Биологическая очистка основана на использовании микроорганизмов, которые, разлагаясь, перерабатывают сложные органические соединения в растворенные безвредные вещества. После такой очистки при помощи аэробных процессов вода становится прозрачной, насыщенной кислородом. Однако ни механическая, ни биологическая очистки не обезвреживают некоторые виды промышленных стоков (содержащие соли тяжелых металлов и др.), поэтому в последнее время расширилось применение физико-химических методов очистки (дистилляция, вымораживание, обратный осмос и др.).

Оценивая разные методы очистки сточных вод, нужно иметь в виду, что даже самые современные из них не удаляют некоторых особо стойких загрязнителей, поэтому для нормального вторичного использования очищенных вод необходимо дополнительно разбавлять их чистыми русловыми водами. При этом на единицу объема сточных вод обычно требуется 10—12-кратное разбавление чистыми водами (а иногда и 100-кратное!). В научной литературе оно получило наименование качественного истощения водных ресурсов. Именно оно представляет собой главную опасность: выходит, что для разбавления 2300 км 3 сточных вод, которые сбрасывались еще в начале 1990-х гг., даже по минимуму потребовалось бы 23 тыс. км 3 чистой воды, а это половина всего годового речного стока! На самом же деле устойчивый, доступный для использования сток и того меньше.

Рис. 30. Годовой объем сброса сточных вод (по «Экологическому энциклопедическому словарю»)

Вот почему основные перспективы охраны водных ресурсов суши ныне связывают уже не столько с ликвидацией последствий их загрязнения при помощи очистки (к тому же очистные сооружения очень дороги), сколько с мерами по предупреждению такого загрязнения. Для этого начинают использовать принципиально новые методы, прежде всего оборотно-повторные системы водоснабжения, которые по сравнению с прямоточным водоснабжением дают большую экологическую выгоду. Еще более радикальная мера – перевод технологических процессов на малоотходный режим с резким сокращением потребления воды и сброса загрязненных стоков в водоемы. И наконец, оптимальная мера – переход к вообще безводной (сухой) и, следовательно, бессточной технологии.

В Советском Союзе ежегодный объем сточных вод составлял 160 км 3 . В России, где, как и в СССР, основными загрязнителями вод служат жилищно-коммунальное хозяйство и промышленность, в связи с сокращением территории страны и длительным спадом промышленного производства этот объем уменьшился сначала до 70–80 км 3 , а в начале XXI в. – до 50–55 км 3 . Но лишь 2/3 стоков подвергается необходимой очистке. Поэтому на многих реках предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязнений превышена в 10, а иногда и в 100 раз. Наиболее загрязнен бассейн Волги, принимающий 2/5 общероссийского объема сточных вод. В последнее время в соответствии с Водным кодексом РФ в стране пересмотрены лимиты забора пресной воды из водных объектов и сброса сточных вод в поверхностные водные объекты на территории всех субъектов Российской Федерации.

Дата добавления: 2016-05-11 ; просмотров: 568 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ