Лекция 25. Загрязнение водных объектов

25.1 Загрязняющие вещества

Уровень загрязнения воды органическими веществами в значительной мере определяется сбросом сточных вод, содержащих органические отходы, и измеряется значением биохимического потребления кислорода (БПК).

БПК  количество кислорода (мг), требуемое для окисления (в результате протекающих в воде биохимических процессов) находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях при температуре 20 С за определенный период времени (БПК за 3, 5, 10, 20 суток и т.д.). При загрязнении водоемов преимущественно хозяйственно-бытовыми сточными водами с относительно постоянным составом и свойствами 70 % полного БПК составляет БПК₅ (пятисуточное биохимическое потребление кислорода, необходимое для легко окисляемых органических веществ); поэтому на практике определяют БПК₅ или легко окисляемые органические вещества. БПК₅ позволяет быстро и наглядно оценить максимальную опасность загрязнения водоема сточными водами, хотя по этому показателю нельзя определить, какие именно органические вещества содержатся в воде. ПДК для этого показателя равно 2 мг О₂/л.

Наиболее распространенными веществами, загрязняющими природные воды, являются нефть и нефтепродукты, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), пестициды и тяжелые металлы.

Нефтепродукты являются опасными токсичными веществами, вызывающими серьезные экологические нарушения в водных объектах. Нефть и нефтепродукты (НП) представляют сложную и непостоянную по составу смесь соединений, основными компонентами которых являются углеводороды (7090 %), смолы (130 %) и асфальтены (68 %). Источниками загрязнения водоемов НП являются танкерный флот (46 %), добыча нефти на шельфе (1,7 %), атмосферный перенос (10 %), речной сток (1,3 %), неочищенные сточные воды (7 %). В воде нефть нарушает физиологическую активность гидробионтов, способствует возникновению болезней при попадании в организм, вызывает негативные изменения в среде обитания. ПДК нефти в воде водоемов рыбохозяйственного назначения составляет 0,05 мг/л, в водоемах питьевого назначения  0,3 мг/л.

Фенолы относятся к ароматическим, гидроксилсодержащим органическим соединениям, в которых гидроксилы находятся в бензольном ядре. В поверхностные воды они поступают со стоками предприятий лесохимической, коксохимической и нефтехимической промышленности. В естественных условиях фенолы образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ и в донных отложениях. Фенолы являются неустойчивыми соединениями и легко подвергаются химическому окислению. ПДК фенолов для водоемов рыбохозяйственного назначения составляет 0,001 мг/л.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) весьма опасны для водоемов и отрицательно влияют на работу очистных сооружений. Источниками поступления СПАВ являются широко применяемые в быту моющие средства (содержание в них СПАВ составляет 2030 %) и используемые в промышленности смачивающие и эмульгирующие препараты. Наибольшее применение находят СПАВ в нефтяной и текстильной промышленностях; ежегодно производится более 4 млн. т СПАВ.

Тяжелые металлы (ТМ) представляют большую опасность для биосферы. В водоемах они длительное время находятся в наиболее опасной ионной форме и даже после перехода в связанное состояние (коллоидную форму, донные отложения) представляют потенциальную опасность. Соединения металлов, выносимые синтетическими веществами гальванопроизводств, весьма вредно влияют на экосистему «водоем  почва  растения  животный мир  человек». Металлы участвуют во всех стадиях гидрологическою цикла, включаясь также в пищевую цепь от планктона до зообентоса и рыб. К особо ядовитым металлам, по данным ВОЗ, относятся Hq, Cd, Cr, Pb, Se, W (ванадий). Некоторые металлы канцерогенны (Cd, Cr) и могут вызывать уродства у людей.

При содержании ТМ в диапазоне 0,110,0 мг/л нарушается работа очистных сооружений, задерживается образование активного ила и биологическая очистка.