Факторы воздействия на водные объекты
Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) вода в водоёме (водотоке) считается загрязнённой, если в результате изменения её состава или состояния вода становится менее пригодной для любых видов водопользования, в то время как в природном состоянии она соответствовала предъявляемым требованиям. Определение касается физических, химических и биологических свойств, а также наличия в воде посторонних жидких, газообразных, твёрдых и растворённых веществ.
В целом факторы воздействия обусловлены природными, и антропогенными причинами. Природные факторы воздействия обычно вызваны катастрофами – вулканами, селями и т.д. Антропогенные факторы вызваны непосредственно действиями человека.
В результате различных воздействий происходит:
· загрязнение водных объектов – сброс или поступление иным способом в водные объекты, а также образование в них вредных веществ, которые ухудшают качество поверхностных и подземных вод, ограничивают использование либо негативно влияют на состояние дна и берегов водных объектов;
· засорение водных объектов – сброс или поступление иным способом в водные объекты предметов или взвешенных частиц, ухудшающих состояние и затрудняющих использование водных объектов;
· истощение водных объектов – устойчивое сокращение запасов и ухудшение качества поверхностных и подземных вод;
Вся вода гидросферы непрерывно совершает круговорот, при этом происходит изменение ее состава, агрегатного состояния и свойств, самоочищение. Рост численности населения, развитие производственной деятельности для удовлетворения его растущих потребностей изменяют сложившиеся за миллионы лет естественные равновесия в гидросфере.
В настоящее время известны более 2000 веществ, загрязняющих водоемы. Все они попадают в воду в результате человеческой деятельности. К наиболее вредным и широкомасштабным химическим загрязнителям относятся нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает более 16млнт нефти. Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обусловлена неуклонным ростом экономических потерь в рыболовстве, туризме и других сферах деятельности. Только 1 тонна нефти способна покрыть 12 км2 поверхности моря. Нефтяная пленка изменяет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает. Меняются гидробиологические условия в океане, уменьшается первичная продукция океана - фитопланктон, служащий своеобразным пищевым фундаментом всей жизни в океане. Очень ядовиты растворимые компоненты нефти. Они нередко становятся причиной гибели рыбы и морских птиц.
Серьезную угрозу экологической безопасности представляют также поверхностно-активные вещества (в том числе синтетические моющие средства, широко используемые человеком), соли тяжелых металлов (свинца, железа, меди, ртути и др.). Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевым цепям организмам. Вследствие сельскохозяйственной деятельности из почвы в поверхностные и грунтовые воды попадают удобрения, ядохимикаты (пестициды, гербициды). Среди вносимых в реки с суши растворимых веществ имеют отрицательное значение и органические остатки. Вынос в гидросферу органического вещества оценивается в 300-380 млн. т/г. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияет на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заиливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность донных микроорганизмов.
Значительных размеров достигает концентрация загрязнений дождевых сточных вод – ливневых и талых. Текущие по улицам дождевые стоки бывают более ядовитыми, чем в сточных трубах промышленных предприятий.
Наиболее опасными загрязнителями являются радиоактивные и биологически активные вещества.
Для оценки степени и характера загрязнения природных вод РФ используют показатели, приведенные в табл. 1.2.1.
Таблица 1.2.1 – важнейшие показатели качества воды в РФ
| Группа показателей | Характеристика показателей |
| Физические | Цвет, запах, мутность, прозрачность, температура |
| Химические | Водородный показатель (рН), содержание растворенного кислорода, биохимическая потребность в кислороде (БПК), окисляемость, содержание азота (аммония, нитратов, нитритов), общее солесодержание, концентрации анионов (хлориды, сульфаты, фосфаты) и катионов |
| Бактериологи-ческие | Бактерии группы кишечной палочки, наличие патогенных микроорганизмов |
| Гидробиологи-ческие | Видовой состав гидробионтов, соотношение сапробных и олигосапробных организмов |
В упрощенном виде круговорот воды и загрязнение водных объектов можно представить в виде испарения ее с поверхности водных объектов суши, изъятия на бытовые и промышленные нужды и возврата в водные объекты в виде осадков и стоков. При этом вся возвращаемая вода загрязняется. В настоящее время все источники загрязнения гидросферы принято делить на четыре большие группы:
1 Атмосферные осадки – в виде вымываемых из воздуха загрязнителей (оксиды серы и азота) и особенно после смыва их при стекании по городским улицам и промышленным площадка, где они увлекают с собой массы веществ: мусор, нефтепродукты, кислоты, фенолы и др.;
2 Городские (сельские) сточные воды – включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, моющие средства (детергенты), микроорганизмы, в том числе патогенные;
3 Промышленные сточные воды – образующиеся в самых разнообразных отраслях промышленности, среди которых наиболее активно потребляют (и загрязняют) воду: чёрная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленность, энергетика и др.
Очевидно, что по химическому составу промышленные стоки наиболее разнообразны, поскольку именно здесь производятся или обращаются практически все известные сегодня вещества. Загрязнение промышленными сточными водами можно типизировать так:
механическое – повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнения;
химическое – наличие в воде содержащих и неорганических веществ токсического и нетоксического воздействия;
бактериальное и биологическое – наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;
радиоактивное – присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;
тепловое – выпуск в водоёмы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.
4 Сельскохозяйственные стоки – содержащие смытые в процессе эрозии частицы почвы, биогены, входящие в состав удобрений, пестициды (химические средства для защиты сельскохозяйственных растений и животных соответственно от сорняков, паразитов, насекомых), помёт сельскохозяйственных животных и ассоциированные с ним бактерии, ядохимикатами, удобрениями, органикой, мочевиной, азотом, фосфором и др.
В то же время источники загрязнений могут быть точечными или диффузными (рис. – 1.2.1., 1.2.2.). Наибольшую опасность для рек представляют точечные источники, через которые осуществляется сосредоточенный сброс сточных вод, содержащих широкий спектр загрязняющих веществ (ЗВ). Диффузные источники вносят существенный вклад в формирование антропогенной нагрузки на реки.
В настоящее время нет единой классификации сточных вод, узаконенной правилами или нормами. Ряд классификаций сточных вод и их примесей приводятся в работах по очистке сточных вод. В качестве критериев используется и характер воздействия примесей на водоёмы. Так в РФ широко распространена классификация сточных вод по их действию на водоёмы (таблица 1.2.2).
Таблица 1.2.2
| Группа | Характер примесей | Характер действия примесей на водоёмы и водные организмы | Источник сточных вод |
| Неорганические со специфическими токсическими свойствами | Изменение органолептических и физико-химических свойств воды; отравление водных организмов, жаберные заболевания рыб и т.д. | Производства химической промышленности, электрохимические производства, тепловые электрические станции и др. | |
| Неорганические без специфических токсических свойств | Содержат взвешенные вещества | Производство керамической, силикатной промышленности, углеобогатительные фабрики, тепловые электрические станции и др. | |
| Неорганические без специфических токсических свойств | Отравляют водные организмы, ухудшают качество воды, создают дефицит кислорода | Химические и нефтехимические производства, тепловые электрические станции и др. | |
| Органические без специфических токсических свойств | Создают дефицит кислорода | Пищевая промышленность, тепловые электрические станции и др. |
Чтобы установить степень загрязнения водоема, оценить возможность использования воды для питьевого водоснабжения или других целей, используется такая количественная характеристика, как предельно допустимая концентрация (ПДК).
ПДК – максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает болезненных изменений в организме и неблагоприятных наследственных изменений у потомства.
Для каждого загрязнителя воды ПДК устанавливается законодательно такими государственными документами, как ГОСТ или санитарные правила и нормы (СанПиН). Используются и международные стандарты ИСО (ISO).
Самые строгие ПДК предъявляются к воде рыбохозяйственных водоемов и к воде, предназначенной для хозяйственно-питьевого использования.
Более подробно о ПДК и показателях качества воды можно узнать в приложениях А и Б.