Загрязнители водных источников

 

Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 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 воды и атмосферы, что снижает насыщенность воды кислородом, отрицательно влияет на состояние фитопланктона и приводит к массовой гибели рыбы и птиц.

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 активностью водообмена 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. К этому следует добавить ежегодно возобновляемый полезный объем водохранилищ мира, оцениваемый в 3200 км³.

Основные потребители воды рек и водохранилищ:

– ирригация (использование воды на сельскохозяйственные нужды имеет наибольший удельный вес, достигая 60–70 % всех ресурсов);

– промышленность и энергетика;

– коммунальное хозяйство городов.

На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится 10 % общего водопотребления.

Примеси, от которых зависит безопасность ресурсов питьевой воды, подразделяются на три категории:

- неорганические химические вещества, к числу которых относятся ртуть, кадмий, нитраты, свинец и их соединения, а также соединения хрома, меди;

- органические химические соединения – нефть и нефтепродукты, пестициды, полихлорбифенилы;

- болезнетворные микроорганизмы, паразиты.

Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды, которые страдают от загрязнений нефтяными промыслами, предприятиями горнодобывающей промышленности, отходов полей фильтрации, шлаконакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, канализационных стоков населенных пунктов. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.

Основные источники загрязнения гидросферы:

- промышленные сточные воды;

- хозяйственно-бытовые сточные воды;

- дренажные воды с орошаемых земель;

- организованный и неорганизованный сток с территорий населенных пунктов и промышленных площадок;

- сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы;

- водный транспорт.

Показатели качества воды

 

Под качеством воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером содержащихся в воде примесей (минеральных и органических веществ) в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопным составом радионуклидов в воде.

Требования, предъявляемые к качеству воды, зависят от категории водопользования (рис. 21).

Категории водопользования

Использование для нужд населения

Культурно-бытовое (купание, спорт, отдых)

Хозяйственно-питьевое и для предприятий пищевой промышленности

Места нереста, массового нагула, зимовальных ям; охранные зоны хозяйств для воспроизводства водообитающих организмов

Для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб с высокой чувствительностью к содержанию кислорода

Для других рыбохозяй-ственных целей

Использование для целей рыбного хозяйства

 

 

рис. 21. категории водопользования

 

Предельно допустимые концентрации веществ для различных категорий водопользования различны. Например, санитарные ограничения регламентируют возможности купания при наличии одних веществ, а санитарно-гигиенические нормативы лимитируют использование воды для питья и приготовления пищи при наличии в ней других веществ. Поэтому ПДК разных веществ различаются лимитирующим показателем вредности (ЛПВ). При этом выделяют:

органолептический ЛПВ, изменяющий органолептические свойства воды – цвет, запах, вкус;

общесанитарный ЛПВ, влияющий на общесанитарное состояние водоема, в частности на скорость протекания процессов самоочищения;

токсикологический ЛПВ, влияющий на организм человека и обитающих в воде животных.

Для водных объектов культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения нормирование осуществляется по токсикологическим, общесанитарным и органолептическим показателям, а для водных объектов рыбохозяйственного назначения – в основном по токсикологическим и отчасти по органолептичеким.

При питьевом и рекреационном назначении вода нормируется по 11 основным показателям. При этом ПДК установлены более чем для 1200 ядовитых веществ (см. ГН 2.1.5.1315-03. ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: Утв. пост. Госсанэпиднадзора от 30.04.03 № 78).

Вода, используемая для рыбохозяйственных целей, нормируется по 8 основным показателям. При этом ПДК разработаны почти для 1000 веществ.

При наличии нескольких веществ, относящихся к одной группе лимитирующего показателя вредности, содержание загрязняющего вещества должно соответствовать условию

,

где с_i – средняя концентрация i -го вещества в воде водного объекта;

ПДК_i – предельно допустимая концентрация того же вещества;

m – общее количество веществ данной группы ЛПВ, находящихся в воде исследуемого водного объекта.

Контрольные вопросы

 

1. Дайте общую характеристику водных ресурсов планеты.

2. Назовите основные виды загрязнителей водных источников.

3. Какие объекты являются основными загрязнителями водных источников?

4. Назовите основные категории потребителей воды.

5. Что определяет лимитирующий показатель вредности (ЛПВ)? Виды ЛПВ.

6. Как осуществляется нормирование загрязнения водных источников в зависимости от их назначения?

 

Почва

Влияние хозяйственной деятельности человека
на состояние почвы

 

Почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95–97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.

Образование почв происходит на Земле с момента возникновения жизни и зависит от многих факторов. Продолжительность процесса почвообразования для различных материков и широт составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.

Основное свойство почвы – плодородие. Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Этому способствуют следующие процессы.

Аридизация суши – комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Эрозия почв – разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия – смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1–2°. Водной эрозии способствуют уничтожение лесов, вспашка по склону.

Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствуют уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильные ветры, непрерывный выпас скота.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50 % площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы гектаров ранее плодородных земель.

Основные загрязнители почвы

 

В отличие от загрязнения атмосферы и воды, загрязнение почвы носит только техногенный характер. Техногенная интенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации (уничтожению плодородного слоя почвы – гумуса), вторичному засолению, эрозии почвы.

Загрязнителями почвы являются пестициды, применяемые для борьбы с сорняками.

Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веществами.

Загрязнение почв нефтью в местах ее добычи, переработки, транспортировки и распределения превышает фоновое в десятки раз.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества. Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводит к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Изменение содержания микроэлементов в почве сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывает различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания – к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки приводит к загрязнению и нерациональному использованию земельных угодий, создает реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной потере ценных материалов и веществ.

Очистка почвы от вредных веществ невозможна – самоочищение естественным путём происходит в течение нескольких тысяч лет. Невозможно предотвратить и косвенное воздействие почвы на здоровье людей, через мясо животных и растения. Они аккумулируют в себе вредные вещества, которые накапливаются в них в течение долгого времени. Механизмов эффективной защиты от косвенного влияния отравленных почв не найдено, поскольку терми-ческая обработка не выводит соли тяжёлых металлов из мяса, овощей и злаков.