Загрязнение водных ресурсов

Загрязнение водных ресурсов 

Вода  – это самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички. В 1 литре пресной воды может содержаться до 1 грамма солей.

Большая часть воды сосредоточена в морях  и океанах. На пресные воды приходится всего 2%. Большая часть пресных  вод (85%) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников.     

Наиболее  угрожают чистоте водоемов нефтяные масла. Для очистки от нефти требуется улавливание не только  плавающей по поверхности   пленки, но и осаждение нефтяной эмульсии.

Весьма  опасны как загрязнители сточные  воды целлюлозно-бумажной промышленности. Стоки этих предприятий поглощают кислород за счет окисления органических веществ, засоряют воду нерастворимыми веществами и волокнами, придают воде неприятный вкус и запах, изменяют цвет, способствуют развитию грибных обрастаний по дну и берегам.

Особенно  загрязняют водоемы и губительно отражаются на развитии водных организмов сточные воды разнообразных химических заводов. Сбросы ТЭЦ обычно бывают подогреты на 8–10° С выше в сравнении с водой водоемов. При повышении температуры водоемов в них происходит усиление развития микро- и макропланктона, «цветение» воды, изменяются ее запах и цвет.

Сильно  загрязняет и засоряет реки молевой  сплав леса. Массы плывущего леса наносят рыбе ранения, преграждают  путь к нерестилищам, рыба большей  частью покидает обычные места нереста. Кора, сучья, ветки засоряют дно водоемов. Из бревен и древесных отходов выделяется в воду смола и другие вредные для рыбного населения продукты. Экстрагированные из древесины вещества разлагаются в воде, поглощая кислород, вызывая гибель рыб. Особенно в первые сутки сплава от недостатка кислорода гибнут икра и мальки рыб, а также кормовые беспозвоночные.

Усиливает засорение рек сброс в них  отходов лесозаводов – опилки, кора и др., скапливающиеся большей  частью в заводях и протоках. Часть  леса тонет, число бревен увеличивается из года в год. Гниющая древесина и кора отравляют воду, она становится «мертвой».

Источником  загрязнения вод во многих случаях  являются коммунальные сточные воды (канализация, бани, прачечные, больницы и др.).

Растет  численность населения, расширяются  старые и появляются новые города. К сожалению, не всегда постройка очистных сооружений успевает за темпами жилищного строительства.

Положение осложняется тем, что за последние  годы в составе сточных вод  резко увеличилось содержание биологически активных и стойких примесей, таких, как новые виды моющих средств, продуктов органического синтеза, радиоактивных веществ и др.

В ряде районов наблюдается загрязнение  подземных вод, связанное с просачиванием  в водоносные горизонты загрязнений  с поверхности. Наибольшую же угрозу жизни водоемов и здоровью людей представляют радиоактивные отходы атомной промышленности. Источником радиоактивного загрязнения водоемов являются заводы по очистке урановой руды и по переработке ядерного горючего для реакторов, атомные электростанции, реакторы.

В настоящее  время сточные воды повышенной радиоактивности  порядка 100 кюри/л и выше подвергаются захоронению в подземные резервуары или закачиваются в подземные  бессточные бассейны.

Установлено, что морская вода способна разъедать  контейнеры, их опасное содержимое распространяется в воде. Последствия радиоактивного загрязнения от неправильного захоронения отходов сказались в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи.

Спуск радиоактивных отходов в моря и реки, как и захоронение их в верхних водонепроницаемых слоях земной коры, нельзя считать разумным решением этой важной современной проблемы. Требуются дополнительные научные исследования способов нейтрализации радиоактивных загрязнений в водоемах.

В организмах растений и животных происходят процессы биологической концентрации радиоактивных  веществ на протяжении цепей питания. Концентрированные мелкими организмами  эти вещества затем попадают к  другим животным, хищникам, где образуют опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонных организмов может в 1000 раз превышать радиоактивность воды.

Некоторые пресноводные рыбы, представляющие собой  одно из высших звеньев в цепи питания, в 20–30 тыс. раз радиоактивнее воды, в которой они живут.

Загрязнения сточных вод делят в основном на две группы: минеральные и органические, в том числе – биологические  и бактериальные.

К минеральным  загрязнениям относятся сточные  воды металлургических и машиностроительных предприятий, отходы нефтяной, нефтеобрабатывающей и горнодобывающей промышленности. Эти загрязнения содержат песок, глинистые и рудные включения, шлак, растворы минеральных солей, кислот, щелочей, минеральные масла и др.

Органические  загрязнения вод производятся городскими фекально-хозяйственными стоками, водами боен, отходами кожевенных, бумажно-целлюлозных, пивоваренных и других производств. Органические загрязнения бывают растительного  и животного происхождения. К  растительным относятся остатки бумаги, растительные масла, остатки плодов, овощей и др. Основным химическим веществом этого рода загрязнений является углерод. К загрязнениям животного происхождения относятся: физиологические выделения людей, животных, остатки жировых и мускульных тканей, клеевые вещества, и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота.

Бактериальные и биологические загрязнения  представляют собой различные живые  микроорганизмы: дрожжевые и плесневые  грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе – возбудители тифа, паратифа, дизентерии, яйца гельминтов, поступающие с выделениями людей и животных и пр. Бактериальную загрязненность сточных вод характеризуют величиной коли-титра, т. е. наименьшим объемом воды в миллиметрах, в котором содержится одна кишечная палочка (бактерия «коли»). Так, если коли-титр равен 10, это значит, что в 10 мл найдена 1 кишечная палочка. Этот вид загрязнений свойствен бытовым водам, а также сточным водам боен, кожевенных заводов, шерстомоек, больниц и др. Общий объем бактериальной массы достаточно велик: на каждые 1000 м³ сточных вод – до 400 л.

Загрязнения большей частью содержат около 42% минеральных  веществ и до 58% органических.

При рассмотрении вопроса о составе сточных  вод одним из важных понятий является концентрация загрязнения, т. е. количество загрязнений в единице объема воды, исчисляемом в мг/л или г/м³.

Концентрацию  загрязнений сточных вод определяют химическими анализами. Большое  значение  имеет рН сточных вод, особенно при процессах их очистки. Оптимальной средой для биологических процессов очистки являются воды с рН около 7–8. Бытовые сточные воды имеет слабощелочную реакцию, производственные – от сильнокислой до сильнощелочной.

Загрязнение водоемов характеризуется следующими признаками:

• появление плавающих веществ на поверхности воды и отложение на дне осадка;
• изменение физических свойств воды, как-то: прозрачности и цветности, появление запахов и привкусов;
• изменение химического состава воды (реакции, количества органических и минеральных примесей, уменьшение растворенного в воде кислорода, появление ядовитых веществ и др.);
• изменение видов и количества бактерий и появление болезнетворных бактерий за счет поступления их со сточными водами.

В.Н. KetcHum (1967 г.) разработал схему (рис. 1), на которой в общих чертах показано распределение и дальнейшая судьба загрязнений применительно к морской среде, но она может быть экстраполирована на пресноводные системы и устья рек. 

Рис. 1. Схема качественной картины влияния  загрязнений на гидросферу 

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 отмирания внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 ч остается не более 50% бактерий, через 96 ч – 0,5%. Процесс бактериального самоочищения сильно замедляется зимой, так что через 150 ч сохраняются еще до 20% бактерий.

Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, необходимо их многократное разбавление  чистой водой.

Если  же загрязнения настолько велики, что самоочищение воды не происходит, существуют специальные методы и средства для ликвидации загрязнений, поступающих со сточными водами.

В промышленности – это главным образом строительство  цеховых и общезаводских сооружений по очистке сточных вод, совершенствование  технологического процесса производства и строительство утилизационных установок для извлечения ценных веществ из сточных вод.

На речном транспорте наибольшее значение имеет  борьба с потерями нефтепродуктов при  погрузке, выгрузке и транспортировке  на судах речного флота, оборудование судов емкостями для сбора загрязненных вод.

При лесном сплаве основными методами борьбы с  засорением рек является строгое  соблюдение технологии сплава леса, очистка  русел рек от затонувшей древесины, прекращение молевого сплава леса на реках, имеющих рыбохозяйственное значение.