Лекция 11_1 РИОПВ

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ И ВИДЫ

АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД

Slaid 1. Гидросфера служит естественным аккумулятором большинства за­грязняющих веществ, поступающих в атмосферу или литосферу. Это связано с наличием глобального цикла круговорота во­ды, со способностью воды к растворению различных газов и минераль­ных солей, а также с тем, что любой водоем служит местом, куда вместе с потоками воды смываются с суши всевозможные твердые частицы. Кроме того, вода в силу своего широкого использования в промышленности, сельском хозяйстве, в быту подвержена и непосред­ственному антропогенному загрязнению. Вместе с тем, будучи естест­венной средой обитания живых организмов (гидробионтов), вода нахо­дится в динамически равновесном состоянии обмена биогенными веще­ствами с водной биотой. Присутствие загрязняющих веществ в водной среде, чуждых живой природе, оказывает влияние на процессы жизне­деятельности отдельных живых организмов и на функционирование водной экосистемы.

При изучении процессов загрязнения водных объектов установле­но, что им свойственны определенные закономерности, основными из которых являются: 1) неравномерность загрязнения водных объектов на территории; 2) периодически возникающие аварийные ситуа­ции, сопровождающиеся массовыми выбросами загрязняющих веществ в водные объекты; 3) формирование устойчивых областей загрязнения, обусловленных постоянным поступлением в водные объекты промыш­ленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод.

Принято считать, что в промышленно развитых регионах на долю промышленных сточных вод приходится 70-80%, примерно 20% — на хозяйственно-бытовые (коммунальные) стоки, а остальное падает на долю сельскохозяйственных стоков. В табл. 20 приведены основные виды и источники загрязнений вод­ных объектов. Slaid 2:

По данным инвентаризации оказалось, что по количеству сбрасываемых сточных вод и степени их загрязнения отрасли промышленно­сти могут быть ранжированы следующим образом:

целлюлозно-бумажная > химическая > цветная металлургия > черная металлургия > угольная > машиностроение > нефтедобываю­щая > нефтехимическая > электроэнергетика.

Slaid 3 - Можно выделить шесть следующих наиболее существенных про­блем, связанных с водными объектами: эвтрофирование, закисление, загрязнение токсичными химикатами, флуктуации уровня, заиливание и разрушение экосистем.

Антропогенное эвтрофирование водоемов

Эвтрофирование — повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных и природных факторов.

Особо следует подчеркнуть, что между эвтрофированием и за­грязнением имеется существенная разница, заключающаяся, прежде всего в том, что загрязнение обусловлено сбросом токсических ве­ществ, подавляющих биологическую продуктивность водоемов, а эвтрофирование до известной степени повышает продуктивность.

Основными источниками загрязнения водоемов биогенными веще­ствами служат смыв азотных и фосфорных удобрений с полей, строи­тельство водохранилищ без надлежащей очистки ложа, сброс сточных вод, в том числе и прошедших биологическую очистку.

Биогенные компоненты поступают в природные экосистемы как водным, так и воздушным путем; так, сейчас в мире используется свы­ше 30 млн т/год мыла и детергентов (основанных на фосфатах).

В эвтрофировании водоемов принимают участие два главных био­генных элемента — азот и фосфор.

Среди множества биогенных элементов, влияющих на процесс эв-трофирования (азот, кислород, углерод, сера, кальций, калий, хлор, же­лезо, марганец, кремний и др.) для водоемов умеренной зоны решающую роль играет фосфор.

Эвтрофирование представляет собой естественный процесс эволю­ции водоема. С момента «рождения» водоем в естественных условиях проходит несколько стадий в своем развитии: на ранних стадиях — от ультраолиготрофного до олиготрофного, далее становится мезотрофным и в конце концов водоем превращается в эвтрофный и гиперэвтрофный — происходит «старение» и гибель водоема с образованием болота.

Однако под воздействием хозяйственной деятельности этот естест­венный процесс приобретает специфические черты, становится антро­погенным. Резко возрастают скорость и интенсивность повышения продуктивности экосистем. Так, если в естественных условиях эвтрофиро­вание какого-либо озера протекает за время 1000 лет и более, то в ре­зультате антропогенного воздействия это может произойти в сто и даже тысячу раз быстрее. Такие крупные водоемы как Балтийское море, Ладожское перешли из одного трофического состояния в другое всего за 20-25 лет. Данный процесс охватил многие крупнейшие пресноводные озера Европы, США (Великие Американские озера), Ка­нады и Японии.

Разви­тие процесса антропогенного эвтрофирования приводит ко многим не­благоприятным последствиям с точки зрения водопользования и водопотребления (развитие «цветения» и ухудшение качества воды, появление анаэробных зон, нарушение структуры биоценозов и исчезновение мно­гих видов гидробионтов, в том числе ценных промысловых рыб).

Синезеленые водоросли в результате своей жизнедеятельно­сти производят сильнейшие токсины (алкалоиды, низкомолекулярные пептиды и др.), которые сами не используют, но они, попадая в водную толщу, представляют опасность для живых организмов и человека. Ток­сины могут вызывать цирроз печени, дерматиты у людей, отравление и гибель животных. Они весьма устойчивы и не разрушаются при хлорировании воды. В литературе описаны наблюдения токсигенных цианобактерий в ряде озер Карелии и в Нев­ской губе.

Основным ограничивающим фактором «цветения» синезеленых водорослей является уменьшение сброса биогенных веществ (в основ­ном фосфора) в водные экосистемы.

Основными критериями для характеристики процесса эвтрофиро-вания водоемов являются:

• уменьшение концентрации растворенного кислорода в водной толще;

• увеличение концентрации биогенных веществ;

• последовательная смена популяций водорослей с преобладанием синезеленых и зеленых водорослей;

• увеличение концентрации фосфора в донных отложениях и т. д.