Загрязнение водных источников

· суммарная  жесткость воды и суммарные растворенные в воде вещества;

· токсичные  составляющие (стандартный, неполный список) - нитраты, мышьяк, хром, свинец, цианид, медь, фенолы, растворенная ртуть;

· нежелательные  физические свойства - вкус, цвет и запах;

· пестициды  и гербициды - хлорированные углеводороды и др.;

· радиоактивные  вещества - различные формы радиоактивности;

· биологические организмы - бактерии, вирусы, паразиты и т.д.;

· кислота (низкий уровень pH) или едкие вещества (высокий уровень pH). 
 

     Рис 1. Гидрологический  цикл и источники  заражения грунтовых  вод 

 

     Из  всех вышеперечисленных агентов  загрязнения особое внимание необходимо уделять нитратам, содержащимся как в подземных, так и в поверхностных водах. Содержащиеся в запасах грунтовых вод нитраты могут вызвать метгемоглобинемию (младенческий цианоз). Эти нитраты также приводят к возникновению вредных эффектов этрофикации поверхностных вод и распространяются на большое число источников воды, как отмечалось у Прeля (Preul) (1991). Прeль (1964, 1967, 1972), а также Прeль и Шропфер (Schroepfer) (1968) описывали подземное передвижение азота и других агентов загрязнения.

    

     Распространение (продвижение) загрязнения  под землей

     Движение  грунтовых вод очень медленно и трудноуловимо по сравнению  с продвижением поверхностных вод  в гидрологическом цикле. Для  простого понимания продвижения  обыкновенной грунтовой воды в условиях идеально равномерного потока, в качестве базового подхода к оценке перемещения грунтовой воды при малых значениях чисел Рейнольдса (R) используется закон Дарси (Darcy):

    

     V = K(dh/dl)

где:

    

     V = скорость грунтовой воды в  водоносном слое, м/день

     K = коэффициент проницаемости водоносного  слоя

     (dh/dl) = гидравлический градиент, представляющий  собой движущую силу перемещения 

      При продвижении агентов загрязнения под землей обыкновенная грунтовая вода обычно является несущей жидкостью, и темп ее перемещения может быть рассчитан в соответствии с параметрами закона Дарси. Однако темп продвижения или скорость агента загрязнения, такого как органический или неорганический химикат, может быть разной из-за процессов адвекции и гидродинамического рассеивания. В результате реакций внутри водоносного слоя некоторые ионы движутся медленнее или быстрее, по сравнению с общей скоростью потока грунтовой воды, поэтому их можно классифицировать как "вступающие в реакцию" или "не вступающие в реакцию". Реакции обычно имеют следующую форму:

    

· физические реакции между агентами загрязнения  и водоносным слоем и/или переносящей  жидкостью;

· химические реакции между агентами загрязнения  и водоносным слоем и/или переносящей  жидкостью;

· биологическое  воздействие на агенты загрязнения.

    

     Ниже  приведены типичные вступающие и  не вступающие в реакцию агенты подземного загрязнения:

    

· вступающие в реакцию агенты загрязнения - хром, ионы аммония, кальций, натрий, железо и т.д.; все катионы; биологические составляющие; радиоактивные составляющие;

· не вступающие в реакцию агенты загрязнения - хлориды, нитраты, сульфаты и т.д.; определенные анионы; определенные химические пестициды  и гербициды²⁰. 

     Сначала может показаться, что вступающие в реакцию агенты загрязнения являются наихудшим их видом, но это не всегда так, поскольку реакция замедляет или задерживает продвижение концентраций загрязнения, в, то время как продвижение не вступающих в реакции загрязнителей может быть практически несдерживаемым. Сейчас стали доступны некоторые "мягкие" бытовые и сельскохозяйственные средства, которые биологически разлагаются после некоторого периода времени. Таким образом, можно избежать заражения грунтовых вод.

    

     Восстановление  и оздоровление водоносного  слоя

     Наилучшим методом, очевидно, является предотвращение подземного загрязнения. Однако обстоятельства бесконтрольного существования загрязненных грунтовых вод обычно становятся известными после того, как загрязнение произошло, например, из-за жалоб тех, кто пользуется водой из скважины в данном регионе. К сожалению, к тому времени, как существование проблемы будет признано, водоносному слою уже может быть нанесен серьезный ущерб, и потребуется его восстановление и санация. Санация (оздоровление) может потребовать проведения многочисленных полевых гидрогеологических исследований и лабораторных анализов образцов воды для того, чтобы определить степень концентрации агентов загрязнения и шлейфы их продвижения. Часто в качестве объектов первоначальной выборки могут использоваться уже существующие скважины, но в серьезных случаях может потребоваться проведение обширных бурильных работ для получения образцов воды. Эти данные могут затем быть проанализированы для определения текущего состояния грунтовых вод и предсказания их состояния в будущем. Анализ продвижения заражения грунтовых вод является специальной областью исследований, в которой для лучшего понимания динамики грунтовых вод и разработки прогнозов при различных ограничивающих условиях часто требуется применение компьютерных моделей. Ряд двух- и трехмерных компьютерных моделей описывается в литературе по этой проблеме. Более подробное изложение аналитических методов читатель может найти в книге Фриза и Чери (Freeze, Cherry).

      

     Предотвращение  загрязнения

     Наиболее предпочтительным методом охраны запасов грунтовых вод является предотвращение их загрязнения. Хотя стандарты питьевой воды обычно относятся к использованию грунтовых источников, источники сырой воды нуждаются в защите от заражения. Ответственность за подобную деятельность обычно несут правительственные учреждения, такие как министерства здравоохранения, агентства по природным ресурсам и агентства по охране окружающей среды. Усилия по контролю загрязнения грунтовых вод в основном направлены на охрану водоносных слоев и предотвращение загрязнения.

      Предотвращение загрязнения требует контроля использования земель, осуществляемого в форме зонирования и определенного регулирования землепользования. Для предотвращения отдельных видов загрязнения могут применяться законы. Например, законы могут защищать от точечных источников или от действий, которые потенциально могут привести к возникновению загрязнения. Контроль землепользования через зонирование является инструментом охраны грунтовых вод, применение которого наиболее эффективно на уровне муниципального или окружного управления. Программы по охране водоносных слоев и источников, являются наиболее типичными примерами предотвращения загрязнения.

    Программа охраны водоносного слоя требует определения границ водоносного слоя и района его подпитывания. Водоносные слои могут быть неограниченного и ограниченного (водоупором) типа. Для определения их типа они должны быть проанализированы гидрологом. Большинство основных водоносных слоев хорошо известны в развитых странах, но другие регионы мира могут нуждаться в проведении полевых изысканий и гидрогеологического анализа. Основным элементом программы в области защиты водоносного слоя от деградации качества воды является контроль землепользования над водоносным слоем и районами его подпитывания²¹.

      Охрана источников является более конкретным и ограниченным подходом, который применяется в районах подпитывания, относящихся к конкретной скважине. Федеральное правительство США посредством поправок к Акту о Безопасной питьевой воде (SDWA) (1984), принятых в 1986 году, реализует требование о том, чтобы для скважин общественного водоснабжения создавались конкретные районы охраны источников. Район охраны источников (WHPA) определен в SDWA как "площадь поверхности и под поверхностью, окружающей водяную скважину или зону скважины, снабжающей водой систему общественного водоснабжения, через которую (систему) заражающие примеси с обоснованной вероятностью могут перемещаться вперед и достигать такой водяной скважины или зоны скважины". Главной целью программы WHPA является установление контуров районов охраны источников на основе выбранных критериев, работы скважин и гидрогеологических соображений²². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Повод для будущих войн.

 

     «Воды на всех не хватит» – примерно так можно резюмировать итоги первого «Азиатско-тихоокеанского саммита воды», который завершился в японском курортном городе Беппу, сообщает ИТАР–ТАСС.

      «По всему миру источники воды по-прежнему засоряются, портятся и приходят в  негодность. Последствия этого для человечества крайне тяжелые. Недостаток воды угрожает экономическому и социальному состоянию и является потенциальным источником войн и конфликтов», - подчеркнул господин Пан.

      По  данным ООН, уже сейчас треть населения  Земли живет в районах, где  вода в дефиците, а 1,1 млрд. человек не имеют доступа к безопасной для здоровья питьевой воде. И эта проблема актуальна не только для жарких стран.

      Даже  в Европейском регионе доступа  к чистой питьевой воде до сих пор  не имеют около 100 млн. человек. Ожидается, что в ближайшие несколько десятилетий положение резко ухудшится хотя бы потому, что ежегодно запасы пресной воды на планете сокращаются на 2%, а число ее потребителей продолжает расти.

      По  прогнозам специалистов, первыми  под удар «водного» кризиса могут попасть азиатско-африканские страны. Уже сейчас источником конфликтов в Африке является опустынивание. Суданские кочевники, отступая перед песками Сахары, гонят скот на территорию земледельцев, вытаптывая их урожай.

      Конфликты обостряются еще и межконфессиональными различиями, ведь земледельцы в основной своей массе – афро-христиане, а кочевники – арабы или арабизированные чернокожие мусульмане.

      Результатом их противостояния могут стать распад ряда государств, включая Судан, и  усиление анархии на территории таких стран, как Сомали.

      Не  застрахована от неприятностей и  Северная Африка, являющаяся частью Ближнего Востока. С уходом от власти пожилых  лидеров Ливии, Алжира и Египта в  этих странах неизбежно усилятся радикальные исламисты.

      Придется  как-то разрешать и конфликты вокруг водных ресурсов между Турцией и Сирией, Турцией и Ираком, Ираком и Ираном. Маловероятно, что это удастся сделать мирным путем.

      Выходом из сложившейся ситуации может стать  строительство опреснительных заводов. Сейчас их активно запускают в богатых ближневосточных странах: Катаре, Объединенных Арабских Эмиратах, Саудовской Аравии, Султанате Оман, Кувейте.

      В Омане такой завод соорудили  израильтяне, подобное предприятие  Россия предлагает построить в Эмиратах. Однако позволить себе такую роскошь могут далеко не все страны.

      Именно  поэтому ООН настаивает на том, что  проблему предстоит решать сообща всем странам. А президент ТаджикистанаЭмомали  Рахмонов даже предложил создать  Водное партнёрство развитых стран, которое оказывало бы целенаправленную помощь развивающимся и бедным странам, и разместить его Центральноазиатский центр в Душанбе. Однако конкретных решений по этому поводу принято так и не было.

      Об  угрозе «водных войн» футурологи говорят уже давно. По их мнению, конфликты могут наступить даже раньше, чем на Земле закончатся запасы природного топлива.

      Более того, в некоторых случаях причины  нехватки воды начинают носить уже  откровенно гротескный характер. Так  не последнюю роль в этой ситуации играет компания Coca-Cola. Только в прошлом году для производства своей продукции она использовала 290 млрд. литров воды. При этом немалая часть предприятий Coca-Cola размещена в малоразвитых странах, чье население и так испытывает проблемы с водными ресурсами.

      И хотя официально за последний год корпорация снизила использование пресной воды по всему миру на 5,6%, в ближайших ее планах – освоение подземных рек и хранилищ, которые содержат основной запас пресной воды на планете²³²⁴. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Заключение.

 

     Законы - действенное средство предотвращения загрязнения, но добиться их соблюдения трудно. Поэтому новая международная  инициатива - «платит сторона, виновная в загрязнении» - идеальна по сути, но редко даёт плоды. Всемирная организация  здравоохранения (ВОЗ) опубликовала рекомендации по допустимым уровням загрязнения.

     Стоит задуматься, неужели нам не дорога собственная жизнь, которую мы беспощадно, незаметно для себя губим. А объем  загрязнений водоемов с каждым годом увеличивается во много раз. Так как водные ресурсы играют главнейшую роль в жизнедеятельности человека, а этот человек, понимая всю их важность для своей жизнедеятельности, продолжает их загрязнять, то начинать любить и бережно относиться к ним нужно учить с самого детства.