15

Тема 4. Загрязнение водоемов в связи с их использованием

Цель: дать оценку состояния водных ресурсов республики Беларусь и характеристику источников загрязнения водоемов, рассмотреть принципы нормирования качества воды и способы ее очистки, осветить основные направления охраны водных ресурсов.

План занятия:

1. Состояние качества воды и источники ее загрязнения.

2. Состояние водных ресурсов рб и основные очистные сооружения.

3.Основные направления охраны водных ресурсов.

Ключевые определения: самоочищение, водоотведение, водный кадастр, очистка сточных вод, индекс загрязнения вод, регенерация, деструкция, условно чистая вода, допустимый сброс (ДС), жесткость воды, повторное и оборотное водоснабжение.

1. Состояние качества воды и источники ее загрязнения.

Т. Хейердал – «Нельзя делать из Океана мировую помойку. Мертвый океан – мертвая планета».

Сегодня вода стала приносить не только пользу, но и вред. Согласно подсчетам, причинами 80 % всех заболеваний в развивающихся странах является отсутствие безопасной воды и плохие санитарно-гигиенические условия. Каждый год из-за этого умирают более 5 млн. человек, более половины из них дети. Катастрофически увеличивается загрязнение океана нефтью, химическими и радиоактивными веществами, органическими остатками и др. К 2050 году Мировой океан будет для нас закрыт.

Источники загрязнения океанов могут быть самыми различными:

- сброс промышленных и сточных вод непосредственно в море или с речным стоком;

- смыв различных токсических веществ, используемых в сельском и лесном хозяйствах и при других видах хозяйственной деятельности;

- преднамеренное размещение на дне морей и океанов различных токсических (в том числе и радиоактивных) отходов;

- утечка загрязняющих веществ в результате судовых операций;

- аварийные выбросы из подводных трубопроводов;

- утечка при разработке полезных ископаемых на морском дне;

- естественная утечка нефти через трещины земной коры.

С нефтедобывающей промышленностью, транспортировкой нефти связано рас­пространение в водоемах самых стойких загрязнителей — нефтяных масел. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной толщины. Нефтяная пленка толщиной 0,03-0,04 мм полностью поглощает инфракрасное излучение, что приводит к гибели гидробионтов. Каждая тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, образует пленку из легких масел на площади до 12 км²,( нефтяные пятна могут сохраняются на поверхности воды до 100 лет). Средние фракции нефти, смешиваясь с водой, образуют ядовитую эмульсию, оседающую на жабрах рыб. Тяжелые масла — мазут — оседают на дно водоемов, вызывая токсические отравления фауны, гибель рыб. Водоплавающие птицы , садясь на водную поверхность в районе нефтяного пятна также погибают в следствие нарушения теплового обмена тела с окружающей средой. Между тем установлено, что только 1 г попавшей в реку нефти спосо­бен полностью погубить жизнь в 1 м³ воды.

В 1994 г. осуществлен так называемый «Ньюфаундлендский экс­перимент по сжиганию в море нефтепродуктов». Это научное мероприятие, дало возможность получить представление о возможностях использования огня для очистки моря от пролитой нефти. Но сжигание не является универсальным средством. Значительная часть нефти легко соединяется с водой, образуя эмульсию. Такая нефть труднее возгорается, и если содержание воды превышает 60%, то поджечь ее вообще невозможно. Сжигание опасно также вблизи крупных населенных пунктов или там, где могут пострадать дикие животные. С помощью сжигания за один день можно удалить столько же нефти, сколько с помощью механических средств за месяц. Однако при сжигании образуется огромное количество черного дыма и копоти. До сих пор только Аляска ввела в практику получение предварительного разрешения на сжигание нефти, и даже там это при­меняется только в определенных районах и определенных условиях.

. В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация выпустила реактив, основной компонент которого - специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью.

Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации нефть сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает..

Некогда Каспийское озеро считалось самым продуктивным рыбным озером европейского континента. Сегодня из-за активного нефтедобывающего комплекса, разместившегося в шельфовой зоне озера продуктивность снизилась почти вдвое, уже несколько лет на дне озера скапливается сероводород, который убивает водные организмы на несколько километров вокруг.

Черное море тоже стало самым загрязненным в мире и умирает мучительной смертью. Известное еще со времен Геродота рыбными богатствами море в последние 30 лет превращается в сточную яму для половины Европы. На сегодняшний день из 26 видов рыб, которых вылавливали там рыбаки в 1960-е гг., осталось только 5. Коммерческий лов скумбрии, составлявший некогда основу рыбной индустрии, проводился последний раз в 1965 г. Миллионная популяция черноморских дельфинов за 30 лет сократилась до 200 тыс. Исчез местный вид тюленей. Устрицы и мидии, которых называют «почками моря», потому что они фильт­руют воду, также погибают. Начиная с 1970-х гг., вспышки холеры стали обычным явлением в приморских странах, поскольку в них практически отсутствуют очист­ные сооружения, а пляжи по всему региону регулярно закрываются.

В 1993 г. проведена международная акция по очистке морских по­бережий. Около 160 тыс. добровольцев в 33 странах мира «прочесали» более 8 тыс. км берегов. Они собрали почти 5,5 млн предметов, выбро­шенных людьми в море, а морем — на берег. 58,8% собранного состав­ляют предметы из пластмасс. Окурки от сигарет, бутылки и банки из-под напитков. Рыболовное снаряжение и его остатки (леска, обрывки сетей,) составляют всего 1% морского мусора. Но это самый опасный процент: запутавшись в об­рывках лески или сетей, гибнет немало морских животных.

Турция всегда отдавала предпочтение экономическим программам перед экологическими,. Девятимиллионный Стамбул сбрасывает нечистоты и отходы в Мраморное море. В результате этот водоем, служивший некогда нерестилищем для рыб Черного моря, превращается в зловонное бо­лото. Образовавшаяся в 1973 г. бескислородная зона сейчас расширилась и составляет поч­ти 10% всей акватории Черного моря.

Самой загрязненной рекой отходами промышленного производства в Европе считается Дунай – он протекает по территории 8 государств, причем государств «активных» в промышленном плане. Опасно стало использо­вать дунайскую воду для орошения. Особенно тягостна картина в городах стран Средиземноморья, где таких городов насчитывается свыше 250. От 46 до 66% городов Италии имеют очист­ные сооружения, которые из-за технического несовершенства не дей­ствуют. В городах Испании не работает 80% очистных сооружений. В малых городах и сельских поселениях очистных сооружений зачас­тую нет вовсе.

Говорят, что 150 лет назад горничные, нанимавшиеся на работу в дома, расположенные в бассейне Рейна, ставили в контракте условие: при столовании блюда из лосося не должны подаваться более двух раз в неделю. В те далекие времена только голландские рыбаки выловили в Рейне (а Рейн - река пяти государств) 200 тыс. кг лосося, в 1930 г. - уже 10 тыс., в 1950 г. - только 3 тыс. кг этой ценнейшей рыбы, а в 1970 г. она полностью исчезла. После 1970 г. Рейн стал мертвой рекой. Благодаря усилиям экологов пяти стран запасы рыбы в реке постепенно начали восстанавливаться уже с 1990г.

Во многих развивающихся странах реки, протека­ющие через крупные города, представляют собой сточные кана­вы, и это создает опасность для здоровья населения. Сточной канавой можно назвать такие реки как

- Инд и Ганг (Индия). Несмотря на то, что Ганг является «священной» рекой Индии (прах-пепел умерших людей по религиозным канонам должен быть развеян над водами Ганга) это не мешает использовать ее воды на орошение, сбрасывать бытовые отходы на территории городов прямо в реку. Дико было бы увидеть в Минске человека, который стирал бы белье в реке Свислочь, умывался или использовал бы реку как собственный водоем, а в Индии эта картина не вызывает недоумения у местных жителей.

Самую длинную реку мира Нил называют «жизнью Африки» потому, что протекая по аридной местности она является единственной рекой, которая дает жизнь населению, постоянно испытывающему недостаток питьевой воды, воды на орошение с/х земель и т.д. И в связи с этим сама река испытывает превышение водозабора воды над ее биологическим восстановлением.

На орошение с/х земель используются и две реки – «виновницы» современного состояния Арала – это Амударья и Сырдарья. Постоянная подпитка Аральского моря прекратилась и море превратилось в солевую лужу. При этом оставленные морем солевые отложения на огромной площади бросовой земли при небольшом даже порыве ветра поднимаются и разносятся на большие расстояния, нанося тем самым огромный ущерб с/х полям и культурам.

Регулирование русел рек. Данная «беда» характерна для крупнейшей русской реки Волги – она уже давно «забыла свое свободное течение». На сегодняшний день Волга состоит из многочисленной цепи водохранилищ, зарегулировавших ее сток. Образно говоря, в Волге можно обнаружить большую часть элементов таблицы Менделеева.

Велико воздействие на окружающую среду гидроэлектростанций, которое проявляется как в период строительства, так и эксплуатации. Повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов ухудшает растворимость кислорода а потребление его возрастает, что приводит к зарастанию водоемов водорослями. Сооружение плотины приводит к значительному затоплению прилегающих территорий, изменению гидрологического и биологического режимов рек. На мелководье водохранилищ широко распространено "цветение" воды — результат нашествия сине-зеленых водорослей. Отмирая, водоросли в процессе разложения выделяют фенол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригодной для питья и даже для купания. Такая картина присуща для крупнейшего и главного места отдыха международного значения в РБ – озера Нарочь. Все чаще и чаще определенные места отдыха Нарочи закрываются из-за непригодности вод даже для купания не говоря уже об богатом ранее рыбном потенциале озера (особенно славилась Нарочь своими угрями). У озера нарушился процесс самоочищения – оно не справляется из-за интенсивной антропогенной нагрузки.

Опасными загрязнителями водоемов являются сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Они содержат органические вещества, которые в процессе окисления поглощают кислород, вызывают массовую гибель рыбы, придают воде неприятный вкус и запах. Примером может служить некогда самое чистое, самое глубокое, самое пресное озеро Байкал. На берегу этого уникального водного объекта разместился ЦБК и за десятилетие озеро потеряло из своей характеристики – «самое чистое». Мотивировали, что якобы сбросы увеличивают пищевую продуктивность фитопланктона. В ближайшее время ЦБК планируется закрыть.

Гальваническое производство — один из наиболее крупных источников образования сточных вод в машиностроении. Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и синтетические моющие средства (CMC) очень токсичны и устойчивы к процессам биологического разложения. СПАВ и CMC — попадают в водоемы также с отходами текстильной, меховой, кожевенной промышленности, с бытовыми и коммунальными сточными водами.

Сельскохозяйственное производство влечет загрязнение поверхностных водоемов. Ядовитые вещества попадают в водоемы в виде пестицидов. Значительную опасность для водоемов представляют смываемые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калийные удобрения. Опасным загрязнителем являются бытовые сточные воды и бытовой мусор, которые содержат 30—40 % органических веществ. Реку Миссисипи сами американцы называют «большой грязнухой». Беда ее в том, что она протекает по нескольким штатам и является транзитной рекой и каждый штат вносит свой «вклад» в загрязнение реки. Особенно это характерно для штатов верхнего течения реки, которые «оставляют наследство» последующим водопотребителям, используя реку по принципу «после нас – хоть потоп». Если провести сравнение Миссисипи с еще одной крупнейшей рекой мира Амазонкой, то вторая выглядит гораздо лучше. Это следствие того, что Амазонка большей своей частью «закрыта» для водопользования и это ее спасение. Здесь можно встретить уникальные виды рыб и земноводных, которые сохранились только здесь.

Особую угрозу жизни водоемов и здоровью людей представляют радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов осуществлялось в морях и океанах многими странами, имеющими атомный флот и атомную промышленность. Накопление сброшенных в море радиоактивных отходов, а также аварии атомных судов и подводных лодок представляют опасность не только для нынешнего, но и для будущих поколений.

Сброс отходов в море с целью захоронения. Многие страны, имеющие выход к морю, производили морское захоронение различных материалов и веществ, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, радиоактивных отходов. Загрязнение мусором мирового океана достигло беспрецедентных размеров, что привело к образованию в Тихом океане двух гигантских плавающих помоек, равных по площади Соединенным Штатам. Содержащийся в них мусор, в первую очередь различные пластиковые предметы, достигает веса в несколько млн тонн. Один из огромных островов мусора находится к востоку от Японии, другой - к западу от побережья штата Калифорния. Они уже получили название "Великой тихоокеанской помойки" или "мусорного супа". Из-за особенностей океанских течений, мусор скапливается в огромных количествах и уже начинает мешать судоходству. Основную часть мусора составляют изготовленные из пластика различные предметы - от магазинной упаковки и зубных щеток до деталей от самолетов и космических спутников. Пластмассовые изделия настолько устойчивы, что на их разложение уходят столетия.

Так к примеру, в районе солеотвалов и хвостохранилищ Солигорских калийных комбинатов глубина зоны хлоридно-натриевого загрязнения превышает 100 м, а минерализация подземных вод достигает 300 г/дм³. Ученые подсчитали, что из свалки площадью в сорок семь гектаров, расположенной во влажном месте, ежегодно вымывается более 100 миллионов литров химикатов и металлов.

Качество воды. В настоящее время в различных странах мира для оценки качества воды установлено более 100 показателей. При оценке степени загрязненности поверхностных вод учитываются: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температура воды, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, состав ядовитых и вредных веществ, болезнетворных бактерий. Характеристика состава питьевой воды следующая: водородный показатель –рН- 6,0-9,0; жесткость воды ( содержание в ней растворенных солей щелочно-земельных металлов (кальция, магния) мг экв./дм³ до7,0; марганец мг/дм³ –до 0,7; медь-до 1,0; сульфаты до- 500; хлориды- до350; цинк – дол5,0; алюминий-до0,5; мышьяк- до 0,05; нитраты-до 45,0; свинец-до0,03; стронций-до7,0.