Загрязнение воды и его последствия

Вода как важнейший фактор среды обитания

Из общей поверхности планеты вода занимает 70,8 %. Более 98 % всех водных ресурсов планеты представлены водами с повышенной минерализацией, которые малопригодны для хозяйственной деятельности. Доля пресных вод доступных для хозяйственного использования составляет 0,3 % объема всей гидросферы. При этом большая их часть находится в малоосвоенных районах, что создает дефицит пресных вод в развитых регионах.

Подземные воды составляют 14 % запасов пресных вод. В связи с усиливающимся загрязнением поверхностных вод, их роль как источника водоснабжения будет возрастать.

Мировой океан является практически неисчерпаемым водным резервуаром. В перспективе он может стать одним из основных источников пресной воды, но для этого необходимы производительные и надежные опреснительные установки.

Качество воды в природе определяется совокупностью физико-географических факторов (климат, рельеф местности, почвенный покров, характер прибрежной растительности, площадь стока, особенность его строения, лесистость), а также зависит от биологических процессов, протекающих в водоеме, и деятельности человека (регулирование речного стока, сброс сточных вод, судоходство).

Состав сточных вод оценивается физическими, химическими и санитарно – гигиеническими показателями.

Физические показатели – температура, содержание взвешенных веществ, цветность, запах, привкус.

Температура подземных вод относительно стабильна в течение года: 8 - 12˚ С, а поверхностных вод колеблется по сезонам года в интервале 0,1 - 30˚ С. Прозрачность и мутность характеризуют наличие в воде взвешенных веществ (частиц песка, глины, ила, планктона, водорослей). Цветность воды обусловлена присутствием в ней органических веществ (гумусовых, дубильных, белковых, органических кислот, являющихся продуктами метаболизма или распада зоо- и фитопланктона).

Привкусы и запахи могут быть естественного или искусственного происхождения.

Химический состав вод характеризуется: ионным составом, жесткостью, щелочностью, величиной рН, общим солесодержанием, содержанием растворенного кислорода, сероводорода, активного хлора, свободной углекислотой.

Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привело к значительному загрязнению гидросферы. По данным ВОС около 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно – гигиенических норм водоснабжения. Загрязнение поверхности водоемов пленками масла, жиров, смазочных материалов препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает насыщенность воды кислородом и оказывает отрицательное влияние на состояние фитопланктона и является причиной массовой гибели рыбы и птиц. По экспертным оценкам, до 80 % всех химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники.

Подсчитано, что ежегодно в мире сбрасывается более 420 км³ сточных вод, которые в состоянии сделать непригодной к употреблению около 7 тыс. км³ чистой воды, что в 1,.5 раза больше всего речного стока стран СНГ.

По данным совета Национальной академии наук США, токсикологи обладают относительно полной информацией о влиянии на здоровье человека лишь 10 % используемых сейчас пестицидов и 18 % используемых лекарств. По меньшей мере 1/3 пестицидов и лекарств не проходила никаких испытаний на токсичность. 80 % используемых химикатов не проходила никаких испытаний. Эта ситуация в сочетании с участившимися утечками, выбросами и авариями техногенного характера потенциально чревата серьезным загрязнением гидросферы планеты и возможностью пагубного воздействия на здоровье населения.

Наиболее интенсивному антропогенному воздействию подвергаются пресные поверхностные воды суши (реки, озера, болота, почвенные и грунтовые воды). Хотя их доля в общей массе гидросферы невелика (менее 0,4 %), высокая активность водообмена многократно увеличивает их запасы. Под активным водообменом понимается скорость возобновления отдельных водных ресурсов гидросферы, которая выражается числом лет или суток, необходимых для полного возобновления водных ресурсов.

Особенно интенсивно используются речные воды. Несмотря на то, что в руслах рек содержится всего 1200 км³ воды, высокая активность водообмена речных вод (1 раз в 11 – 14 дней) умножает их ресурсы.

В настоящее время самый крупный потребитель воды рек и водохранилищ – ирригация. Использование воды на сельскохозяйственные нужды имеет наибольший удельный вес, достигая 60 – 70 % всех ресурсов. На втором месте стоят промышленность и энергетика, на третьем – коммунальное хозяйство городов. Потребление воды населением составляет 10 % общего водопотребления.

В Основах действующего в РФ водного законодательства подчеркивается, что реки используются прежде всего для удовлетворения питьевых и бытовых нужд населения.

Количество воды, необходимое для одного жителя в сутки зависит от климата местности, культурного уровня населения, степени благоустройства города и жилого фонда. На его основе разработаны «Нормы потребления». В них входит расход воды в квартирах, предприятиями культурно – бытового, коммунального обслуживания и общественного питания.

Вода, идущая на поливку зеленых насаждений и мойку улиц учитывается отдельно.

Следовательно, суммарная мощность городского водопровода должна обеспечить непосредственные нужды населения, расход воды в общественных зданиях (детские учреждения, предприятия общественного питания и др.), поливку зеленых насаждений и хозяйственно – питьевые нужды предприятий.

Использование воды коммунального водопровода, подготовленной для питьевых целей, на технологические нужды промышленных предприятий, кроме предприятий пищевой промышленности, следует признать нерациональным. Однако в среднем по стране до 40 % воды городских водопроводов расходуется промышленными предприятиями.

Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано и с обеспечением ее необходимого качества. Одни требования выдвигаются промышленностью и разными ее отраслями, другие – сельским хозяйством, животноводством, рыбным хозяйством и, самые высокие – при использовании воды человеком.

Отдельные производства, такие как пищевое, нуждаются в воде очень высокого качества. При орошении полей важно, чтобы в воде не было ядовитых химических веществ в концентрациях, которые могут нанести ущерб растениям.

Примеси, от которых зависит безопасность ресурсов питьевой воды, подразделяются на три обширные категории: неорганические химические вещества (ртуть, кадмий, нитраты, свинец и их соединения, а также соединения хрома, меди); органические химические соединения (нефть и нефтепродукты, пестициды, полихлорбифенилы); болезнетворные микроорганизмы, паразиты.

Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами различных предприятий, а также поверхностным стоком с прилегающих территорий. Значительное количество биогенных и органических веществ попадает в воду с сельскохозяйственных угодий, пастбищ и животноводческих ферм.

Во многих объектах РФ концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами. Очень велика возможность переноса с водой носителей острых кишечных инфекций, что грозит нарушению здоровья и вызывает возможность передачи через воду холеры, брюшного тифа, гепатита, сальмонеллезов и т.д.

Патогенные микробы попадают в водоисточники с выделениями людей и животных. Наиболее подвержены бактериальному загрязнению поверхностные водоемы, особенно в густонаселенных и урбанизированных районах. Очень опасны в этом отношении необеззараженные стоки инфекционных и ветеринарных больниц, городские бытовые стоки и отходы предприятий по переработке животного сырья. Патогенные микробы проникают в открытые водоемы также при сбросе нечистот с речных судов, при загрязнении берегов и смывании загрязнений с поверхности почвы атмосферными осадками, при водопое скота, стирке белья и купании.

Вода может стать также источником заражения человека животными паразитами – гельминтами или глистами. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн случаев в год. Поэтому качество воды является одной из важнейших проблем.

Серьезная опасность для здоровья населения связана также с химическим составом воды. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород.

Большое влияние на состав природных вод оказывает их техногенное загрязнение. Поэтому роль воды в развитии заболеваний неинфекционной природы определяется содержанием в ней химических примесей, наличие и количество которых обусловлено техногенными и антропогенными факторами.

Установлено неблагоприятное влияние на организм жесткости воды, вызванное суммарным содержанием в ней солей кальция и магния. В последние годы высказано предположение, что воды с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечно – сосудистых заболеваний.

В настоящее время широко известно возникновение патологических изменений в организме, связанных с повышенным количеством в воде нитратов. Последние (при их восстановлении в нитриты) способствуют образованию в крови метагемоглобина, препятствующего нормальному окислительному процессу в организме. Особенно страдают от метаглобинемии грудные дети, питающиеся молочной смесью, приготовленной на воде с повышенным содержанием нитратов. В последнее время внимание ученых привлекают нитрорзамины – вещества, образующиеся при взаимодействии нитратов с алифатическими и ароматическими аминами. Эти соединения широко используются в промышленности, доказана возможность их синтеза в природных водоемах, а также в организме человека. Нитрозамины являются активными канцерогенами.

Для нормальной жизнедеятельности в организме необходимо присутствие микроэлементов, которые в определенных концентрациях являются токсичными, например, фтор, свинец, мышьяк, стронций

Органические отходы (пестициды, нитраты, фосфаты, полихлорбифенилы) окисляются бактериями и другими микроорганизмами. Для их окисления микроорганизмам необходим кислород, который не всегда в достаточных количествах содержится в загрязненных водоемах, что подавляет жизнедеятельность этих бактерий и приводит к образованию фотосинтезирующих водорослей.

Очень токсичными загрязнителями являются тяжелые металлы. Известны случаи массового отравления солями кадмия, хрома, ртути и т.д.

Загрязнению подвергаются также и подземные воды. К середине 1990-х годов уже выявлены более 1000 очагов загрязнений подземных вод, 75 % из которых приходится на наиболее заселенную часть России. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.

Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы, сульфаты, хлориды, соединения азота. Для 30 % выявленных участков загрязнения подземных вод интенсивность загрязнения изменяется в пределах 10 – 100 ПДК, для 12 % - превышает 100 ПДК по тому или иному веществу.

Воздействие меньших уровней загрязнения, не приводя к развитию заболевания, ослабляет защитные силы организма.

Таблица 2 – Характеристика состояния водных объектов в РФ

Загрязнители	Доля проб воды, загрязненных выше ПДК, %	Масса сброшенных загрязняющих продуктов, тыс.т
Нефтепродукты	40-45	30,3
Органические вещества	30-35	-
Взвешенные вещества	-
Фенолы	45-60	0,3
Анион-активные детергенты	6-8
Аммонийный азот	25-40	190,7
Соединения меди	70-75	0,8
Соединения цинка	30-35	2,1
Соединения железа	-	49,2

Отрасли промышленности РФ и их доля в сбросе загрязненных сточных вод (%):

Газовая – 0,1;

Нефтедобыча – 0,4; Нефтепереработка – 3,7;

Промстройматериалы – 1,5;

Пищевая – 2;

Легкая – 2;

Оборонная – 2,1;

Цветная металлургия – 6,2; Черная металлургия – 8,8;

Угольная – 8,6;

Машиностроение – 9,1;

Электроэнергетика – 12,7;

Химическая – 16,9;

Деревообработка – 21.

Таким образом, основными источниками загрязнения гидросферы являются: промышленные сточные воды; хозяйственно – бытовые сточные воды; дренажные воды с орошаемых земель; организованный и неорганизованный сток с территории населенных пунктов и промышленных площадок; сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы; водный транспорт.