Источники загрязнения водных ресурсов
В настоящее время проблема загрязнения водных объектов является наиболее актуальной, т. к. всем известно выражение — «вода — это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он всё равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. В данной статье авторами описаны основные источники поверхностных вод республики, а также основные источники загрязнения вод.
Ключевые слова:водные ресурсы; загрязнение воды; вредные вещества; источники загрязнения; сточные воды.
Вода и водные ресурсы в целом — это поверхностные и подземные воды, которые используются в Мире всеми живыми организмами [1]. В более широком смысле — воды в жидком, твёрдом и газообразном состоянии и их распределение на Земле.
Водные ресурсы — это все воды гидросферы, то есть воды всех морей и океанов, рек, озёр, каналов, водохранилищ; подземные воды, почвенная влага, льды горных и полярных ледников, водяные пары на всех слоях атмосферы.
Мировой объем (единовременный запас) водных ресурсов составляет 1390 млн. куб. км, из них около 1340 млн. куб. км — воды Мирового океана. Менее 3 % составляют пресные воды, из них технически доступны для использования — всего 0,3 %.
По данным многих экспертов, по обеспеченности водой Казахстан занимает последнее место среди стран СНГ. На одного жителя региона приходится в год всего 6 тыс. кубических метров воды, в России, например в 6 раз больше. Казахстан, богатый природными, минеральными ресурсами остается бедным на водные запасы. На сегодня более трети населения Казахстана использует привозную воду или колодезную. По расчетам, уже через 40 лет удовлетворить спрос на воду может оказаться невозможным.
Почти половина водных ресурсов в Казахстан приходит по рекам из сопредельных государств: России, Таджикистана, Узбекистана, Кыргызстана и Китая. Большой вопрос в последнее время встает на юге страны. Когда-то это была единый водно-хозяйственный комплекс. За годы независимости пять центральноазиатских государств, так и не смогли окончательно договориться, как использовать водные ресурсы региона. И сегодня Казахстан разрабатывает собственную стратегию развития системы водных ресурсов. И образное выражение «повернуть реки вспять», популярное в 80-е годы прошлого века, может вполне реализоваться к 2020 году [2].
Ресурсы поверхностных вод Республики Казахстан в средний по водности год оцениваются в 100,9 млрд. куб. м., из которых 56,5 формируются на территории Казахстана и 44,4 — поступает из сопредельных территорий (КНР, Республики Узбекистан, Кыргызстан и Российская Федерация) [3].
К поверхностным водам Республики Казахстан относятся сосредоточенные запасы вод в формах рельефа поверхности суши — водных объектах. К их числу относятся: водоёмы (моря и озёра), болота, ледники и водотоки (реки и приравненные к ним каналы) (рис.1).
Совокупность водных объектов в пределах общей водосборной территории образует бассейновые водные системы (аквасистемы). В процессе круговорота воды в природе поверхностные воды гидравлически связаны с подземными водами, образуя единный водный потенциал территории.
Казахстан располагается на обширной территории, охватывающей зоны с различными климатическими характеристиками, сложным геологическим строением и разнообразными гидрологическими условиями. Это предопределило разнообразие факторов формирования качественного состава подземных вод, их количественных показателей и отразилось на распределении ресурсов подземных вод по отдельным регионам [4].
Из-за своего географического положения Республика Казахстан обладает дефицитом водных ресурсов. Большая территория Казахстана относится к бессточным бассейнам внутренних озёр, не имеющих выхода к океану. Поэтому загрязнение водных ресурсов является ключевой экологической проблемой, препятствующей устойчивому развитию Казахстана.
Загрязнение водных ресурсов — это снижение их качества в результате попадания в моря, реки, ручьи, озера, различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение водных ресурсов — это изменение ее химического и физического состояния, а также ее биологических свойств, что приводит к непригодности для употребления. Загрязнение водных ресурсов происходит при прямом или непрямом попадании загрязняющих веществ в воду в отсутствие адекватных мер по очистке и удалению вредных примесей и веществ. В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Эти воды нельзя отнести ни к пресным, ни к соленым. Их можно разделить на два вида: первые поступают из городских квартир, из городской канализации, вторые — с промышленных предприятий [5].
Рис. 1. Карта поверхностных вод Республики Казахстан
Рост населения в крупных городах, расширение старых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Удобрения, смываемые с поверхности почвы, попадают в водостоки, ведущие к озерам и морям. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате загрязнения снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества. Все эти причины приводят к сильному загрязнению воды, особенно в замкнутых бассейнах-озерах.
Промышленные сточные воды в Казахстане в основном загрязнены отходами и выбросами горнодобывающих и горно-обогатительных производств. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности.
Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ, действие которых на окружающую среду заранее не известно, но есть возможность его прогнозирования с помощью компьютерного моделирования, что является актуальным в настоящее время. Сотни из этих веществ представляют собой новые соединения.
К группе неорганических загрязнителей относятся сточные воды содовых, сульфатных заводов (Западный, Южный Казахстан), обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд (Северный, Центральный, Восточный, Западный Казахстан) и т. д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.
Нагретые сточные воды тепловых электростанций и других производств причиняют «тепловое загрязнение», которое угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, что отрицательно влияет на флору и фауну водоемов. В результате повышение температуры воды в этих водоемах приводит к ускорению в них некоторых биохимических процессов, происходит нарушение тонко сбалансированных циклов размножения различных организмов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей — так называемого «цветения воды».
Сточные воды группы органических загрязнителей сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. (Западный Казахстан). В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды [6].
Вызывает беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе дождевой и талой водой. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.
В промышленных и сельскохозяйственных сточных водах, которые попадают в водные источники, велико содержание нитратов и фосфатов. Это приводит к пересыщению удобряющими веществами замкнутых водоемов и вызывает в них усиленный рост простейших микроорганизмов-водорослей, что приводит к процессу эвтрофикации, т. е. заболачиванию [7,8].
Часто сложно установить источник загрязнения водных ресурсов, это также может быть несанкционированный выброс вредных веществ предприятием, или загрязнение, обусловленное сельскохозяйственными или промышленными работами [9].
Загрязнение и дефицит водных ресурсов представляет собой серьезную экологическую проблему для устойчивого развития не только Казахстана, но и Земли в целом. И эту проблему стоит решать как в больших масштабах — на уровне государств и предприятий, так и в маленьких — на уровне, региональных и местных властей, а также на уровне каждого человеческого существа.
Литература:
1. Водные ресурсы России и их использование / Под ред. проф. И. А. Шикломанова. — СПб.: ГГИ, 2008. — 600 с.
2. Дария Тасирова «Новости Содружества».
3. Водные ресурсы Казахстана в новом тысячелетии. — Алматы: ПРООН, 2004. -23 с.
4. Национальны Атлас Республики Казахстан. — Алматы, 2010 г.
5. Остроумов С. А. Загрязнение, самоочищение и восстановление водных экосистем. Pollution, self-purification and restoration of aquatic ecosystems. М.: Изд-во МАКС Пресс, 2005. — С.63–89
6. Савон Д. Ю. Роль и значение экологического аудита в экономике России//Учет и статистика, 2005. — № 7. — С. 106–110.
7. Савон Д. Ю., Бугаец В. В. Экологические проблемы Цимлянского водохранилища и экосистемы нижнего Дона//Образование, наука, производство и управление, 2011. — Т. II. — С. 66–71.
8. Савон Д. Ю., Гассий В. В. Информационное обеспечение системы экологического мониторинга в экономике природопользования ЮФО//Бизнес. Образование. Право. Вестник Волгоградского института бизнеса, 2012. — № 1. — С. 98–104.
9. Савон Д. Ю., Гассий В. В. Региональная инвестиционная политика по охране окружающей среды//Вестник Московского университета. Серия 6: Экономика, 2012. — № 2. — С. 45–53.
Источник: moluch.ru
3. Источники загрязнения …………………………………………………… 10
3.1. Общая характеристика источников загрязнения ……………………… 10
3.2. Кислородное голодание как фактор загрязнения водоемов ……….… 12
3.3. Факторы, препятствующие развитию водных экосистем …………… 14
3.4. Сточные воды …………………………………………………………… 14
3.5. Последствия попадания сточных вод в водоемы ………………..…… 19
4. Меры по борьбе с загрязнением водных ресурсов ……………………… 21
4.1. Естественная очистка водоемов …………………………………..…… 21
4.2. Методы очистки сточных вод …………………………………….…… 22
4.2.1. Механический метод ……………………………………………….… 23
4.2.2. Химический метод ………………………………………………….….23
4.2.3. Физико-химический метод …………………………………………… 23
4.2.4. Биологический метод …………………………………………………. 24
4.3. Бессточные производства ……………………………………………… 25
4.4. Мониторинг водных объектов ………………………………………… 26
Введение: сущность и значение водных ресурсов
Вода является ценнейшим природным ресурсом. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве; общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.
Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3 . При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.
Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.
Дефицит чистой пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых всего мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.
1. Водные ресурсы и их использование
Водная оболочка земли в целом именуется гидросферой и представляет собой совокупность океанов, морей, озер, рек, ледяных образований, подземных и атмосферных вод. Общая площадь океанов Земли в 2,5 раза превышает территорию суши.
Общие запасы воды на Земле составляют 138,6 млн. км3 . Около 97,5% воды — соленая или в значительной мере минерализованная, то есть требующая очистки для целого ряда применений.. На Мировой океан приходится 96,5% объема водной массы планеты.
Для более ясного представления о масштабах гидросферы следует сопоставить ее массу с массой других оболочек Земли (в тоннах):
Гидросфера — 1,50х1018
Земная кора — 2,80×10"
Живое вещество (биосфера) — 2,4 х1012
Атмосфера — 5,15х1013
В настоящее время обеспеченность водой в расчете на одного человека в сутки в различных странах мира разная. В ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Дефицит пресной воды на земле растет в геометрической прогрессии. Однако существуют перспективные источники пресной воды – айсберги, рожденные ледниками Антарктиды и Гренландии.
Как известно, без воды не может жить человек. Вода – один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, а очень часто и средство производства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу продукции. Например, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют 250 м3 воды. Много воды требуется химической промышленности. Так, на производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м3 воды.
Современные крупные теплоэлектростанции потребляют огромное количество воды. Только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м3 /с, или более 300 млн. м3 в год. Валовое потребление воды для этих станций в перспективе возрастет примерно в 9-10 раз.
Одним из наиболее значительных водопотребителей является сельское хозяйство. В системе водного хозяйства это самый крупный водопотребитель. На выращивание 1 т пшеницы требуется за вегетационный период 1500 м3 воды, 1 т риса – более 7000 м3 . Высокая продуктивность орошаемых земель стимулировала резкое увеличение из площади во всем мире – она сейчас равна 200 млн. га. Составляя около 1/6 всей площади посевов, орошаемые земли дают примерно половину сельскохозяйственной продукции.
Особое место в использовании водных ресурсов занимает водопотребление для нужд населения. На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится около 10% водопотребления. При этом обязательными являются бесперебойность водоснабжения, а также строгое соблюдение научно обоснованных санитарно-гигиенических нормативов.
Использование воды для хозяйственных целей – одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть (составляющая, например, при водоснабжении городов и большинства промышленных предприятий 90%) сбрасывается в водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства.
По данным Государственного водного кадастра России, суммарный забор воды из природных водных объектов в 1995 г. составил 96,9 км3 . В том числе для нужд народного хозяйства было использовано свыше 70 км3 , в том числе на:
— промышленное водоснабжение – 46 км3 ;
— орошение – 13,1 км3 ;
— сельскохозяйственное водоснабжение – 3,9 км3 ;
— прочие нужды – 7,5 км3 .
Потребности промышленности на 23% удовлетворялись за счет забора воды из природных водных объектов и на 77% — системой оборотного и повторно-последовательного водоснабжения.
2. Водные ресурсы России
Если говорить о России, то основой водных ресурсов является речной сток, составляющий в среднем по водности года 4262 км3 , из которых около 90% приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего объема речного стока. Среднемноголетний суммарный сток России составляет 4270 куб. км/год, в том числе из сопредельных территорий поступает 230 куб. км.
Российская Федерация в целом богата ресурсами пресной воды: на одного жителя приходится 28,5 тыс. куб. м в год, но ее распределение по территории крайне неравномерное.
К настоящему времени уменьшение годового стока крупных рек России под влиянием хозяйственной деятельности в среднем составляет от 10% (р. Волга) до 40% (р. Дон, Кубань, Терек).
Продолжается процесс интенсивной деградации малых рек России: деградация русел и заиление.
Суммарный объем забора воды из природных водных объектов составил 117 куб. км, в том числе 101,7 куб. км пресной воды; потери равны 9,1 куб. км, использовано в хозяйстве 95,4 куб. км, в том числе:
— на промышленные нужды — 52,7 куб. км;
— на орошение -16,8 куб. км;
— на хоз.питьевые -14,7 куб.км;
-нас/х водоснабжение — 4,1 куб.км;
— на прочие нужды — 7,1 куб.км.
В целом по России суммарный объем забора свежей воды из водоисточников составляет около 3%, однако по ряду бассейнов рек, в т.ч. Кубани, Дона, величина водозабора достигает 50% и более, что превышает экологически допустимый отбор.
В коммунальном хозяйстве водопотребление составляет в среднем 32 л в сутки на одного человека и превышает нормативное на 15-20%. Высокое значение удельного водопотребления обусловлено наличием больших потерь воды, составляющих в некоторых городах до 40% (коррозия и износ водопроводных сетей, утечка). Остро стоит вопрос о качестве питьевой воды: четвертая часть водопроводов коммунального хозяйства и треть ведомственных подает воду без достаточной очистки.
Источник: MirZnanii.com
Вода, как и воздух, является количественно неисчерпаемым природным ресурсом. Но человеку и всему живому в биосфере нужна не просто вода как вещество с формулой H2O, а вода определенного качества, имеющая определенные прозрачность, температуру, сопутствующие примеси и т.п. С тех пор, как потребности человека в воде вышли за пределы чисто биологических, он стал выступать как существенный фактор загрязнения вод. «На питьё и приготовление пищи человек затрачивает не более 10% потребляемой воды, а в среднем бытовое потребление в развитых странах составляет 220-320 л/сут»
Среди отраслей экономики ведущих стран мира первое место по потреблению воды занимает сельское хозяйство, второе место отводится промышленности. Третье место по водоёмкости занимает коммунальное хозяйство городов. Вода затрачивается на поливы, орошение, охлаждение и пр. «Потребление водных ресурсов человеком ведёт к дефицитности воды, и, как следствие, к планированию её расхода не по крупности потребителей, а по необходимости удовлетворения первоочередных потребителей»
Увеличение выбросов загрязненных промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод привело к изменению качества воды. Кроме того, воды сильно загрязняются нефтепродуктами и токсичными веществами. Причём загрязнению подвержены все категории вод: океанические, континентальные, подземные. Качество вод, особенно пресным, стало одним из важнейших факторов здоровья населения. «Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что на планете от низкого качества воды ежегодно умирает около 5 млн. человек (в основном детей), а получают различной степени отравления или заболевания от 500 миллионов до 1 миллиарда человек»
Таким образом, применяясь в промышленности, сельском хозяйстве, на бытовые цели вода из поверхностных источников после использования возвращается в водоёмы в виде городских и промышленных сточных вод.
Сточные воды – это вторичные продукты производственной или хозяйственной деятельности, содержащие дополнительные примеси, изменившие их первоначальный состав и физические свойства. «В настоящее время в водоёмы Земного шара в год выпускается более 500 км3 сточных вод, в том числе 200 км3 промышленных стоков. Объём воды для одной только химической промышленности составляет около 30% от общего объёма промышленного потребления»
В зависимости от происхождения сточные воды подразделяют на четыре основные категории: 1) бытовые; 2) промышленные; 3) сельскохозяйственные; 4) атмосферные (ливневые). По характеру загрязнения сточные воды также подразделяют на несколько групп.
Тепловое загрязнение происходит при использовании воды для отвода избыточной теплоты. Плотность и вязкость нагретой воды отличаются от свойств более холодной воды принимающего бассейна, поэтому они перемешиваются постепенно. В результате повышения температуры воды погибают рыбы, возникают препятствия на пути их миграций, быстрыми темпами размножаются водоросли и другие низшие сорные растения, происходят несвоевременные сезонные изменения водной среды.
Загрязнение минеральными солями создают опасность для одноклеточных организмов, обменивающихся продуктами жизнедеятельности с внешней средой путём осмоса. Минерализация воды в водооборотных системах приводит к ухудшению технологических показателей.
Взвешенные частицы снижают прозрачность вод, ослабляют процессы фотосинтеза, способствуют заиливанию дня. Они являются адсорбентами и комплексообразователями для различных загрязняющих веществ, становятся источниками вторичного загрязнения водной среды.
Загрязнения тяжелыми металлами – одними из самых токсичных элементов — наносят значительный экологический ущерб.
Органические вещества – красители, фенолы, пестициды и другие ксенобиотики – создают опасность токсикологической ситуации в водоёме и могут влиять на окислительно-восстановительные процессы.
Загрязнение вод биогенными элементами приводит к вторичному самозагрязнению водной среды.
Нефтепродукты образуют пленку на поверхности воды, препятствующую газообмену с атмосферой. В нефтепродуктах аккумулируются загрязняющие вещества, а сами нефтепродукты накапливаются в жировых фракциях организмов, населяющих водные бассейны.
«На планете в настоящее время практически не осталось поверхностных пресных вод, которые в той или иной степени не были бы загрязнены человеком»
Методы очистки сточных вод можно условно подразделить на деструктивные и регенеративные.
Деструктивные методы сводятся к разрушению загрязняющих воду веществ путём их окисления или восстановления. Образующиеся при этом продукты распада удаляются из воды в виде осадков или газов либо остаются в ней в форме растворимых минеральных солей.
Регенеративные методы позволяют извлекать и утилизировать содержащиеся в воде ценные вещества. Они далеко не всегда очищают воду до такого состояния, в котором её можно сбрасывать в водоёмы. В этих случаях воду доочищают деструктивными методами.
Для анализа воды применяют химические, физико-химические и бактериологические методы, а определение их органолептических свойств основывается на использовании органов чувств исследователя. Воду оценивают по таким показателям, как цвет, запах, мутность, сухой остаток, кислотность, щелочность, жесткость, содержание азота, окисляемость, химическая потребность в кислороде (ХПК), биохимическая потребность в кислороде (БПК), электрическая проводимость. Наряду с перечисленными выше показателями в сточных водах определяют содержание сульфатов, хлоридов, фосфатов, кислорода и свободного хлора.
При проведении современных методов степень очистки может достигать 95-99%. Однако высокая степень очистки — весьма дорогостоящий процесс. «Становится всё более очевидным, что очистные сооружения проблем охраны водной среды от загрязнений решить не могут. Основным направлением является создание безотходных технологий»
Источник: students-library.com
Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения. Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое — повышение содержания механических примесей, свойственное, в основном, поверхностным видам загрязнений; химическое наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; 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 водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС. Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.) ; в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов. Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды. К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды. Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде. Нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека, а всего лишь 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды. Бытовые стоки, богатые органикой, ведут к повышению эвтрификации водоемов, неблагоприятно сказывающейся на их кислородном режиме и продуктивности. На базе обилия органических веществ идет усиленное развитие фитопланктона (“цветение воды”), многих других гидробионтов, прибрежных зарослей высшей растительности. Но зато возникает дефицит кислорода, расширяется глубинная зона с анаэробным обменом, накоплением сероводорода, аммиака и т. д. Это ведет к гибели ценных видов рыб и ухудшению питьевых качеств воды; многие эвтрофированные водоемы теряют хозяйственное значение. Засорение пресных водоемов особенно опасно на фоне общей нехватки пресной воды. Принято считать, что уровень культуры выражается количеством потребляемой человеком воды. Это же относится и к уровню экономического развития страны. Так, для изготовления 1 т бумаги требуется 36 т воды, для такого же количества азотной кислоты — 300 т, синтетического волокна — 3600 т воды. Для производства 1 т зерна расходуется 500 т воды, а крупный металлургический комбинат потребляет воды примерно столько же, как город с миллионным населением. По современным данным ежегодный расход воды на земном шаре составляет порядка 150 км3, а возможный водозабор из рек и подземных источников — порядка 600 км3. Однако засорение источников пресной воды резко снижает этот потенциальный водозабор. Считается, что в реки и другие водоемы ежегодно сбрасывается около 450 км3 сточных вод, притом лишь половина этого количества подвергается искусственной очистке, да и то не всегда в достаточной степени. Уже сейчас почти половина человечества испытывает “водное голодание”, причем это относится и к высокоразвитым странам. В США, например, недостаток воды испытывает примерно 1/7 населения. Засорение пресных вод имеет и более отдаленные последствия. Нарушения водных экосистем снижают уровень биологической самоочистки вод. В результате часть загрязнений попадает в морские водоемы. Особенно широко распространено и весьма опасно загрязнение морских вод нефтепродуктами. Широкие масштабы транспортировки их в танкерах повышенного тоннажа почти всегда сопровождаются потерями нефтепродуктов (хотя бы при промывке емкостей), а в ряде случаев — авариями с выбросом огромных количеств нефти и ее производных. Подсчитано, что в наши дни в воды Мирового океана попадает до 10 млн. т нефти и нефтепродуктов ежегодно. Покрывающие поверхность воды нефтяные пленки нарушают обмен газами, теплом, влагой между гидросферой и атмосферой. В результате нарушаются условия существования планктона и других гидробионтов. В случаях аварий появление “нефтяных островов” вызывает катастрофическую по масштабам гибель водных птиц и многих других животных. Углеводородные компоненты нефти и продуктов ее переработки токсичны для многих беспозвоночных и для рыб, которые ими питаются. Показательным примером загрязнения вод Мирового океана является экологическая катастрофа (2010 г) в Мексиканском заливе, возникшая в результате взрыва на нефтебуровой платформе, приведшая к выбросу около 4 млн. барелей нефти, экономические и социальные последствия которой невозможно оценить. Борьба с различными формами загрязнения биосферы — проблема, лишь условно относимая к экологическим. Разработка различного рода очистных сооружений — задача чисто техническая и во многом решенная, хотя и не всегда эти сооружения используются в должной мере. Поэтому важен и юридический аспект проблемы — соблюдение законодательства, ограничивающего выброс промышленных отходов в окружающую среду. В целях рационального использования водных ресурсов и снижения их загрязнения в Республике Беларусь разрабатываются и реализуются правовые, экономические, организационные и технические направления охраны воды. Основу охраны и рационального использования водных ресурсов составляет правовое регулирование, которое осуществляется в Республике Беларусь в соответствии с Водным кодексом республики. Задачами Водного кодекса является регулирование отношений в сфере использования водных ресурсов, рационального водопотребления и охраны вод, сохранения и улучшения состояния водных экосистем. Кроме этого в кодексе также нашли отражение основные направления экономического и организационного механизма рационального использования и охраны водных ресурсов. Так согласно Водному кодексу Республики Беларусь к экономическому регулированию охраны и рационального использования водных ресурсов относятся: ─ планирование и финансирование мероприятий по рациональному использованию и охране вод; ─ установление нормативов платы за водопользование и водопотребление; ─ установление нормативов платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты; ─ предоставление налоговых, кредитных и иных льгот при внедрении мероприятий по охране вод; ─ возмещение ущерба, причиненного водным объектам и здоровью людей. Немаловажную роль в решении проблем защиты и охраны водных ресурсов играют организационные направления, к которым следует отнести нормирование в области использования и охраны вод, применение системы государственного учета водных ресурсов, проведение мониторинга и осуществление контроля. Во-первых, в целях обеспечения экологической и санитарно-гигиенической безопасности вод применяется нормирование в области использования и охраны вод. К основным нормативам, регулирующим вопросы охраны водных ресурсов относятся нормативы качества воды, включающие в себя общефизические, биологические, химические показатели качества и предельно допустимые концентрации веществ в воде водных объектов для различных целей водопользования. Во-вторых, осуществляется государственный учет водных ресурсов. К системе государственного учета относятся: ─ водный кадастр; ─ водохозяйственные балансы, ─ схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов. Водный кадастр — это свод систематизированных данных о количестве водных ресурсов, качестве воды, а также об их использовании . Водный кадастр республики состоит из кадастра подземных вод, в котором отражаются сведения об эксплуатационных запасах и прогнозных ресурсах подземных вод, пунктах наблюдений за подземными водами, данные наблюдений за режимом подземных вод, и кадастра использования водных ресурсов, включающем сведения о местоположении и основных параметрах водозаборов, сбросов сточных вод, очистных сооружений, использования воды без ее изъятия из источника, ежегодные данные о лимитах и фактических заборах и сбросах воды и т.д. Государственный водный кадастр в Республике Беларусь ведется Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды совместно с Министерством здравоохранения. Учетную функцию выполняют также водохозяйственные балансы, являющиеся расчетными материалами потребности в воде и наличия на данной территории водных ресурсов. Таким образом, водохозяйственный баланс состоит из двух частей: ресурсной и расходной. Сначала формируется расходная часть, в которой отражаются основные направления потребления водных ресурсов по отраслям народного хозяйства; затем ¾ ресурсная часть, учитывающая наличие вод, которые могут быть потреблены (например, естественный сток, поступление из водохранилищ, подземные воды, объем возвратных вод). Заключительным этапом в разработке водохозяйственного баланса является определение ожидаемого резерва или дефицита водных ресурсов. Составной частью государственного учета водных ресурсов являются схемы комплексного использования и охраны вод, которыепредставляют собой систематизированные материалы исследований и проектных разработок о состоянии, перспективном использовании и охране водных объектов. При этом составляются генеральная, бассейновые и территориальные схемы. Генеральная схема комплексного использования и охраны вод определяет принципиальные направления развития водного хозяйства страны, что позволяет достаточно четко выявить технико-экономическую целесообразность и очередность проведения наиболее крупных водохозяйственных мероприятий. На ее основе разрабатываются бассейновые схемы для бассейнов рек и других водных объектов. Территориальные схемы, разрабатываемые на основе генеральной и бассейновой схем, охватывают конкретные административно-территориальные единицы Республики Беларусь. В-третьих, проводится мониторинг водных объектов. В Республике Беларусь мониторинг водных ресурсов включает в себя мониторинг поверхностных вод, мониторинг подземных вод, мониторинг водохозяйственных систем и сооружений. Сеть мониторинга поверхностных вод предназначена для отбора проб воды с целью изучения промышленного, хозяйственно-бытового и сельскохозяйственного загрязнения. Оценка качества поверхностных вод проводится с помощью методов биоиндикации и расчета ИЗВ. Объектами же наблюдений мониторинга подземных вод являются воды активного водообмена, которые подразделяются на грунтовые и артезианские. В-четвертых, осуществляется контроль за использованием и охраной водных ресурсов. При этом выделяют несколько уровней контроля : Государственный контроль, ведомственный контроль, общественный контроль, производственный контроль. Кроме вышеуказанных направлений особое значение имеют организационно-технические мероприятия, способствующие предотвращению истощения водных ресурсов и улучшению качества поверхностных и подземных вод. В этом направлении важная роль принадлежит очистке сточных вод, основными из которых являются: механические, физико-химические, химические и биологические способы. Кроме очистки сточных вод для поддержания водных объектов применяется ряд планировочных мероприятий: 1) Организация водоохранных зон. Такими зонами являются территории, примыкающие к акватории рек, водохранилищ и других поверхностных водных объектов, в пределах которых устанавливается особый режим использования и охраны водных ресурсов (например, запрещается распахивать землю, рубить лес, размещать фермы и т.п.); 2) Применение лесных насаждений вокруг водоемов и водотоков, которые предназначены для защиты водных ресурсов от разрушительных действий ветров и поступающей в них с водосбора воды, а также для уменьшения потерь воды на испарение; 3) Установление зон и округов санитарной охраны. Они устанавливаются в целях охраны водных объектов, используемых для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также содержащих природные лечебные ресурсы. 3.2.2. Проблемы обеспечения населения питьевой водой. Водным кодексом Республики Беларусь определяется состав водного фонда. Он включает поверхностные воды (водные объекты) — реки, ручьи, родники, озера, пруды, водохранилища, каналы и т.д. и подземные воды. Расположенная на территории главных водосборов Черного и Балтийского морей Беларусь характеризуется наличием большого числа малых рек. Приблизительно 455 из них отдают свои воды Балтийскому морю и 555 — Черному, проходя через территории соседних стран. Общая протяженность 2000 рек Беларуси составляет примерно 90 тыс. км. Страна имеет более 10 тыс. озер, но только 470 из них имеют площадь водного зеркала 50 га и более. Большинство естественных озер сосредоточены на севере страны, территория которой в прошлом подверглась действию ледников, а обширные болотистые районы на юге страны были осушены и превращены в сельскохозяйственные угодья. Ежегодный общий объем жидких отходов, сброшенных в окружающую среду, составляет около 1100 млн. м3 в год. Из этого количества 900 млн. м3 жидких стоков подвергается биологической очистке, а еще около 30 млн. м3 сточных вод очищается с помощью других средств. Примерно 115 млн. м3 подвергается только частичной очистке. Лишь небольшая часть сточных вод была зафиксирована как не подвергавшаяся очистке. Значительная часть промышленных сточных вод в Беларуси подвергается совместной очистке с бытовыми стоками на муниципальных очистных сооружениях. Данные показывают, что бытовые стоки являются самым серьезным источником жидких отходов, на долю которых приходится 730 млн. м3 (65%) годового объема сброса сточных вод, тогда как промышленные предприятия сбрасывают лишь 320 млн. м3 (28%). Несанкционированный сброс сточных вод в муниципальные канализационные системы и связанное с этим загрязнение осадков очистных сооружений представляют одну из серьезнейших проблем для Беларуси. Например, в иле очистных сооружений Минска отмечаются высокие концентрации тяжелых металлов. При отсутствии специальных свалок для токсичных отходов или средств для очистки сточных вод вполне вероятно, что предприятия могут сбрасывать токсичные материалы в канализационную сеть в ночное время. Показатель качества воды в Беларуси рассчитывается на основе традиционных параметров химии воды: количество растворенного кислорода, содержание аммиака, нитритов, нефтепродуктов и фенолов. На основе величины такого обобщенного показателя качества реки относятся к категориям — от класса 1, присваиваемого самым чистым рекам, до класса VII (наиболее загрязненные). Эта система не обеспечивает полного представления качества водных источников, ибо серьезное загрязнение может обусловливаться другими параметрами, например, содержанием нитратов, фосфатов, хлоридов или сложных токсичных веществ. Ежемесячные пробы могут не учитывать фактов разлива вредных веществ, их сброса или низких уровней концентрации загрязнителей, накапливающихся в формах биологической жизни водных объектов. В целом вода, относимая к категории "чистой", была обнаружена лишь примерно на 10% территорий, где отбирались пробы по мониторингу. Из крупных рек лишь Сож от границы с Россией до промышленной зоны Гомеля, а также средний участок Днепра выше по течению от Речицы показали присутствие чистой воды или воды класса II. Подавляющая часть водных источников относится к классу III, то есть категории умеренного загрязнения. Что касается крупных рек, то вся протяженность рек Неман и Припять, а также большая часть русл рек Западная Двина и Днепр отнесены к классу рек с умеренной степенью загрязнения. Промышленные стоки и сбросы городской канализации Гродно загрязняют Неман, а загрязнение Припяти происходит из-за сброса сельскохозяйственных отходов и сточных вод городов Пинск и Мозырь. В Витебске и Новополоцке крупные промышленные комплексы вместе с небольшими предприятиями сбрасывают в Западную Двину широкий спектр загрязнителей, включая нефтепродукты, фенолы и тяжелые металлы. Наиболее загрязненными реками являются Свислочь — ниже по течению от Минска, Буг — ниже по течению от Бреста и Березина — от места ее слияния со Свислочью. Вызывает тревогу качество воды в Днепре. Еще большую тревогу внушает анализ данных биологического мониторинга. Исходя из величины биологического природного показателя загрязнения воды (ПЗВ), который является наиболее достоверным индексом качества воды, можно отметить, что 56% станций мониторинга расположены на главных реках и водотоках с хорошим качеством воды (ПЗВ классов I и II), 34% станций — на водных объектах с неудовлетворительным качеством воды (ПЗВ классов III и IV), а 10% станций — на водных объектах с весьма неудовлетворительным качеством воды (ПЗВ классов V и VI). В Беларуси создано 145 водохранилищ, осуществляющих сезонное регулирование и имеющих объем свыше 1 млн. м3 каждое. Полный объем водохранилищ — более 3 км3, их суммарная площадь — 797 км2. Эти источники водоснабжения и места рекреационной деятельности нуждаются в специальной защите для удовлетворения потребностей в питьевой воде. Вместе с тем водохранилища и многие естественные озера страдают от эвтрофикации (переизбытка питательных веществ) вследствие промышленных сбросов, сбросов муниципальных очистных сооружений и сельскохозяйственной деятельности, в частности, от проникновения в них органических отходов с животноводческих ферм. Практически каждый город, каждое промышленное и сельскохозяйственное предприятие (а также, вероятно, и предприятия ВПК) загрязняют нижние горизонты. Основаниями для тревоги являются: бактериологическое загрязнение в результате нарушения санитарных требований; загрязнение нитратами вследствие неправильного внесения удобрений и технологий удаления навоза; загрязнение подпочв в местах хранения и применения пестицидов; загрязнение на площадках для хранения промышленных токсичных отходов. Водопроводное, или "централизованное", водоснабжение, осуществляемое главным образом за счет артезианских скважин или рек, является преобладающим в городах и небольших территориях городского типа. Водоснабжение с использованием индивидуальных неглубоких колодцев преобладает во многих сельских населенных пунктах, вне пределов досягаемости водопроводов. Более 80% неглубоких колодцев имеют не соответствующее нормативам качество воды. Вода многих колодцев имеет уровни нитратов, в несколько раз превышающие предельную допустимую концентрацию. В Беларуси предельная допустимая концентрация нитратов в питьевой воде установлена на уровне 45 мг/л, что примерно соответствует стандарту стран ЕС (50 мг/л). Уровни нитратов в неглубоких колодцах во многих случаях превышают нормы. Во многих колодцах также повышено содержание хлоридов, что указывает на избыточную соляную нагрузку на питьевую воду. В твердых остатках могут накапливаться многие органические соединения, но их природа до конца не выяснена ввиду того, что анализ этих веществ не предусмотрен существующей практикой проверки децентрализованных источников питьевой воды. Не вызывает удивления и то, что неглубокие колодцы подвержены химическому и бактериальному загрязнению. Однако следует задуматься над тем, почему качество воды в артезианских скважинах не намного лучше, особенно с точки зрения химического загрязнения. Более детальная классификация видов химического загрязнения показывает, что так же, как и неглубокие колодцы, артезианские скважины подвержены загрязнению нитратами и хлоридами, а в некоторых случаях имеют значительные количества твердых осадков. Содержание хлоридов в артезианских скважинах и неглубоких колодцах представляется примерно одинаковым и свидетельствует о том, что повышенное содержание нитратов указывает на то, что нитраты просачиваются в нижележащие водоносные горизонты, и если не будут приняты соответствующие меры, в будущем могут возникнуть серьезные проблемы изыскания чистых источников воды для строительства водопроводов даже в сельской местности. Измерения концентраций тяжелых металлов, которые осуществляются только для централизованного водоснабжения, показывают, что в данном отношении питьевая вода безопасна во всех регионах страны. Ни в одной из проб не было превышения нормы содержания по любому из металлов (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк), за исключением некоторых измерений содержания свинца в Минской области. Более детальный анализ питьевой воды в Минске показал, что норматив был превышен только по марганцу (0,14 против 0,1 мкг/л). Но это представляется лишь второстепенной проблемой. Общая цель стратегии экологического управления ресурсами пресной воды состоит в том, чтобы обеспечить снабжение всего населения республики водой хорошего качества и в достаточных количествах при сохранении гидрологических, биологических и химических функций экосистем. При выработке стратегии важен анализ сложившегося состояния в секторе ресурсов пресной воды, который характеризуется следующими параметрами. Возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подземных вод в целом по республике достаточны для удовлетворения текущих и ожидаемых потребностей в воде: ресурсы речных вод составляют 57,9 км3 в год (в средний по водности год), а естественные ресурсы пресных подземных вод — 15,9 км3 в год. Общий объем воды, аккумулированной в озерах, оценивается в 6—7 км3, а объем 145 водохранилищ — 3,1 км3 . Водозабор на бытовые и хозяйственные цели не превышает в среднем 5—7% от ежегодно возобновляемых водных ресурсов. Ввиду отведения более чем половины отбираемой воды в реки (при сбросе сточных вод) уменьшение запасов водных ресурсов за счет хозяйственной деятельности не выходит за пределы точности гидрологических расчетов (2—3%). Не ожидается существенного роста потребности в воде и в ближайшие 10—15 лет. Несмотря на то что в республике очистке подвергается значительная часть бытовых и производственных сточных вод, далеко не все города (не говоря уже о сельских населенных пунктах) имеют очистные сооружения и далеко не везде обеспечивается должный эффект очистки вод. В реки и водоемы поступает ежегодно около 70 млн. м3 загрязненных сточных вод. Со сточными водами городов и промышленности в реки поступает ежегодно до 0,8 тыс. т нефтепродуктов, свыше 9 тыс. т соединений азота (в том числе нитратов и нитритов), 0,6 тыс. т фосфора, до 19 тыс. т биологически окисляемых органических веществ и до 18,5 тыс. т различных взвесей. Вклад смывов загрязняющих веществ талыми и дождевыми водами с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий — по объему биогенных и органических веществ, нефтепродуктов достигает 50—60% от общего поступления этих веществ в водные источники. В природных водах в недопустимых пределах отмечается присутствие тяжелых металлов (меди, никеля, хрома и др.). Частично загрязняющие вещества поступают из сопредельных стран. Изложенное выше позволяет сделать заключение о чрезмерной нагрузке на источники пресной воды, затронувшей не только поверхностные воды (реки, озера), но и подземные. Свыше половины из 400 тыс. колодцев, используемых в сельской местности для питьевого водоснабжения, содержат нитраты и другие вредные для здоровья людей вещества в количествах, превышающих допустимые нормы. В местах концентрированной техногенной нагрузки (города, животноводческие комплексы) отмечаются случаи загрязнения глубоких подземных вод, на которых в основном базируется коммунально-бытовое водоснабжение городов. Источник: studopedia.info |