7. Вода как фактор биосферы и необходимое условие существования жизни на Земле. Требования к качеству источников питьевого водоснабжения.

Вода - важнейший элемент окружающей среды, оказывающий существенное влияние на здоровье и деятельность человека, это основа зарождения и поддержания всего живого. Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза превышает территорию суши, океанические воды покрывают почти3/4 поверхности Земного шара слоем толщиной около 4 км.

Гидросфера - совокупность всех водных объектов Земного шара - прерывистая водная оболочка Земли. Воды рек, озер и подземные воды являются составными частями гидросферы. Гидросфера является составной частью биосферы и находится в тесной взаимосвязи с литосферой, атмосферой и биосферой. Она обладает высокой динамичностью, связанной с круговоротом воды. В круговороте воды выделяют три основных звена: атмосферное, океаническое и материковое (литогенное). Атмосферное звено круговорота характеризуется переносом влаги в процессе циркуляции воздуха и образованием атмосферных осадков. Для океанического звена характерно испарение воды и непрерывное восстановление водяного пара в атмосфере, а также перенос огромных масс воды морскими течениями. Океаническим течениям принадлежит большая климатообразующая роль. Литогенное звено― это участие в круговороте воды подземных вод. Пресные подземные воды залегают преимущественно в зоне активного водообмена, в верхней части земной коры.

К источникам хозяйственно-питьевого водоснабжения следует отнести подземные, поверхностные и атмосферные воды.

К подземным водам относятся грунтовые воды, располагающиеся на водоупорном ложе и не имеющие над собой водоупорной кровли; межпластовые воды, имеющие водоупорное ложе и кровлю. Если пространство между ложем и кровлей не полностью занято водой, то это безнапорные воды. Если же это пространство заполнено и вода находится под напором, то такие воды называются межпластовыми напорными, или артезианскими.

Поверхностные воды― это воды рек, озер, водохранилищ. Наиболее надежными в гигиеническом отношении считаются межпластовые воды. Благодаря защищенности водоносных пластов артезианские воды обычно обладают хорошими органолептическими свойствами и характеризуются почти полным отсутствием бактерий. Межпластовые воды богаты солями, жесткие, так как, фильтруясь через почву, обогащаются углекислотой, которая выщелачивает из почвы соли кальция и магния. В то же время солевой состав подземных вод не всегда оптимален. Подземные воды могут содержать избыточные количества солей, тяжелых металлов (бария, бора, бериллия, стронция, железа, марганца и др.), а также микроэлементов - фтора. Кроме того, эти воды могут быть радиоактивны.

Питание открытых водоемов происходит в основном за счет атмосферных осадков, поэтому химический состав и бактериологическая обсемененность их непостоянны и зависят от гидрометеорологических условий, характера почв, а также наличия источников загрязнения (выпуски хозяйственно-бытовых, городских, ливневых, промышленных сточных вод).

Атмосферные (или метеорные) воды― это воды, которые выпадают на поверхность земли в виде осадков (дождя, снега), ледниковые воды. Для атмосферных вод характерна малая степень минерализации, это воды мягкие; содержат растворенные газы (азот, кислород, углекислоту); прозрачны, бесцветны; физиологически неполноценны.

Качество атмосферной воды зависит от местности, где собирают эту воду; от метода сбора; тары, в которой она хранится. Перед использованием вода обязательно должна подвергаться очистке и обеззараживанию. Используется в качестве питьевой в маловодных районах (на Крайнем Севере и на юге). В течение длительного времени не может быть использована для питья, так как содержит мало солей и микроэлементов, в частности бедна фтором.

При выборе источника питьевого водоснабжения с гигиенических позиций предпочтение отдается в убывающем порядке следующим источникам: 1) напорные межпластовые (артезианские); 2) безнапорные межпластовые; 3) грунтовые; 4) поверхностные открытые водоемы - водохранилища, реки, озера, каналы.

Для выбора и оценки качества источников водоснабжения разработан ГОСТ 27.61-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора". За объект стандартизации в этом ГОСТе взяты источники водоснабжения, которые разделены на три класса. Для каждого из них предложена соответствующая система обработки воды.

Природный источник, выбираемый для целей централизованного водоснабжения населения, должен удовлетворять следующим основным требованиям:

• Обеспечить получение необходимого количества воды с учетом роста числа населения и водопотребления;

• Давать воду, отвечающую гигиеническим требованиям при экономически выгодной системе очистки;

• Обеспечить бесперебойность снабжения населения водой, не нарушая сложившийся гидрологический режим водоема;

• Иметь условия для организации зон санитарной охраны (ЗСО).

8. Экологические и гигиенические проблемы гидросферы, обусловленные антропогенным загрязнением. Загрязнения поверхностных и подземных вод и их возможные последствия. Загрязнение мирового океана. Тепловое загрязнение водоемов. Самоочищение.

Атмосферные загрязнения, в конечном счете, попадают в другие объекты окружающей среды, в т.ч. в водоемы и на поверхность почвы, откуда они попадают в грунтовые и межпластовые воды, а также сливаются в водоемы.

Основной ущерб наносится гидросфере посредством антропогенных влияний. Ежегодный расход пресной воды на промышленные и хозяйственные цели составляет 3000 км³, причем около 150 км³ уходит в безвозвратные потери. Самое большое кол-во воды потребляет сельское хозяйство для орошения, ¾ безвозвратно утрачивается за счет испарения. Огромные кол-ва воды используются в качестве теплоносителя и для охлаждения, в промышленном производстве в целях приготовления разнообразных растворов, моющих средств, удаления отходов. Велики объемы потребления воды на нужды человека: для питья, приготовления пищи, гигиенических мероприятий, уборки жилья и т.п. Город с населением 3-5 млн чел расходует в год более 1 км³ воды.

Основные источники загрязнения природных вод:

• Атмосферные воды, содержащие массы вымываемых из воздуха химических в-в промышленного происхождения;

• Ливневые стоки, вовлекающие с собой большое кол-во разнообразных в-в, загрязняющих городские улицы, площади, сельскохозяйственные земли и зеленые золи, лесные массивы и др территории;

• Хозяйственно-бытовые сточные воды, содержащие канализационные стоки, а также большое кол-во бытовых химических в-в;

• Промышленные сточные воды, образующиеся во всех отраслях производства, особенно в целлюлозно-бумажной промышленности, черной и цветной металлургии, энергетике, химической и нефтеперерабатывающей промышленности;

• Химические аэрозоли и пылевые частицы, осаждающиеся из воздуха.

Загрязнение поверхностных вод

Наиболее сильному антропогенному воздействию подвергаются поверхностные воды. Особенно сильно портят воду промышленные стоки химических, нефтеперерабатывающих, металлургических, кожевенных заводов, текстильных и бумажно-целлюлозных фабрик и комбинатов, а

Немало опасных, для экологии веществ, поступают в водоемы, стекая во время дождей и таяния снегов с полей, пастбищ и скотоводческих ферм. Среди них могут быть соединения азота, пестициды, фосфор, и тому подобное. Особенно опасен данный вид загрязнения тем, что воды, стекающие с полей, вообще не подвергаются никакой очистке. Источником загрязнения вызывающим немало проблем могут стать газодымовые и пылевые соединения. Они могут оседать на поверхность воды из загрязненного воздуха.

Повышенное содержание органических в-в, как правило, приводит к повышенной обсемененности воды рек, протекающих через густонаселенные районы.

Загрязнение подземных вод

Загрязнение грунтовых и межпластовых вод возникает, в основном, при утечке технологических и сточных вод, а также при наличии прилегающих фильтрующих земляных сооружений, используемых для сбора, хранения и испарения жидких отходов производства. В зависимости от характера производства вместе со стоками в подземные воды могут перейти тяжелые металлы, ароматические вещества, нефтепродукты и многие другие. Из хозяйственно-бытовых в подземные воды могут проникать и бактериальные загрязнения, соединения азота, ПАВ, входящие в состав синтетических моющих средств. При неконтролируемом использовании в сельском хозяйстве пестицидов, минеральных удобрений и ядохимикатов последние вместе с оросительными и атмосферными водами загрязняют и грунтовые воды. Борьба с загрязнениями, попавшими в подземные воды, крайне сложна и требует дорогостоящих очистительных мероприятий, следовательно, основным средством защиты подземных вод являются тщательные профилактические мероприятие.

Загрязнение Мирового океана

Постоянно увеличивающаяся нагрузка на Мировой океан ведет к постепенной деградации морских экосистем. Моря загрязняются в результате прямого сброса, поступление загрязнений вместе с водой впадающих в моря рек, в результате аварий морских судов, за счет прямого осаждения различных видов загрязнений из атмосферы и другими путями. Последствием такого загрязнения может быть включение их в «пищевую цепь» посредством заражения морских животных и других продуктов морского происхождения. Наибольшую опасность представляет нефтяное загрязнение. Нефтепродукты не смешиваются с водой, а образуя на ее поверхности пленку, препятствуют воздухообмену между водой и атмосферой. В результате обеднения воды кислородом погибает планктон и, как следствие, это нарушает жизнедеятельность других обитателей моря― рыбы и водоплавающих птиц. Океанические воды, как и другие типы вод, также загрязняются другими типами промышленных веществ.

Тепловое загрязнение водоемов

При получении электрической энергии, в промышленности получается большое кол-во избыточного тепла, охлаждение производится с помощью большого кол-ва воды, которая затем сбрасывается в окружающую среду, прежде всего, в водоемы. В результате температура воды в водоемах повышается, что плохо сказывается на экосистемах водоемов. Тепловое загрязнение сглаживает сезонные колебания температуры в водоемах, нарушая жизненный цикл некоторых видов рыб и растений.