ГИДРОСФЕРА
Загрязнение природных вод (Лекция)
ПЛАН ЛЕКЦИИ 1.
Состав, количество и опасность гидрополлютантов 2.
Загрязнение вод России 3.
Бассейны 4.
Загрязнение морей Загрязнение водоемов зависит от различных факторов миграции
веществ в аквальных системах, среди которых важнейшими являются степень
проточности водоема (река, озеро, водохранилище), масса и состав
гидрополлютантов, температура и состав воды, насыщенность ее органикой, тип
бассейна, количество и состав растений и животных водоема. Этими факторами определяется
соотношение между осаждением, разбавлением, выносом и гидро- и биохимической
трансформацией загрязнителей, т.е. путями самоочищения водоема. 1. Состав, количество и опасность гидрополлютантов Основной причиной современной деградации природных вод Земли
является антропогенное загрязнение. Главными его источниками служат: 1)
сточные воды промышленных предприятий; 2)
сточные воды коммунального хозяйства городов и
других населенных пунктов; 3)
стоки систем орошения, поверхностные стоки с
полей и других сельскохозяйственных объектов; 4)
атмосферные выпадения загрязнителей на
поверхность водоемов и водосборных бассейнов. Кроме этого неорганизованный сток
осадков (ливневые стоки, талые воды) загрязняет водоемы техногенными
терраполлютантами. Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время
приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные
эксплуатационные ресурсы пресной воды на планете. Общий объем промышленных,
сельскохозяйственных и коммунально-бытовых стоков достигает 1300 км3 (по некоторым оценкам до 1800 км3), для разбавления которых
требуется примерно 8,5 тыс. км3
воды, т.е. 20 % полного и 60 % устойчивого стока рек мира. Причем по
отдельным водным бассейнам антропогенная нагрузка гораздо выше средних
значений. Общая масса загрязнителей гидросферы огромна - около 15
млрд т в год. Таблица.
Ориентировочные количества массовых загрязнителей океана и континентальных вод
планеты
К наиболее опасным загрязнителям относятся соли тяжелых
металлов, фенолы, пестициды и другие органические яды, нефтепродукты,
насыщенная бактериями биогенная органика, синтетические поверхностно-активные
вещества (СПАВ) и минеральные удобрения. Кроме химического загрязнения водоемов определенное
значение имеют также механическое, термическое и биологическое загрязнение. Для
определения опасности нарушений поверхностных природных водоемов важен еще и
объем безвозвратного водопотребления. В основе оценки опасности всех видов
нарушений лежит общий принцип, основанный на определении объемов загрязненных
стоков и размеров превышений их нормативных уровней. Опасность »-го нарушения,
например, химического, рассчитывается по уравнению:
2. Загрязнение вод России В отличие от загрязнения атмосферы, где основное внимание
обращается на глобальные характеристики, для загрязнения природных вод
наибольший интерес представляют региональные, бассейновые особенности. По
существующей санитарной классификации сточные воды в зависимости от степени
загрязнения подразделяют на нормативно чистые (они не проходят очистки),
нормативно-очищенные и загрязненные. В РФ на одного человека образуется примерно в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в
среднем в мире. В 1996 г. в поверхностные
водные объекты было сброшено 58,9 км3
сточных вод. Около 38 % (22,4 км3)
сточных вод отнесены к категории загрязненных. С ними сброшено в водоемы свыше 700 тыс. тонн загрязнителей: нефтепродуктов - 9,3, взвешенных веществ - 619, фосфора
- 32, СПАВ - 4, соединений меди - 0,2, железа и цинка - 19,7, фенола - 0,1 тыс. т.
Реальная масса загрязнителей, поступающих в водоемы, значительно больше,
поскольку в приведенных данных не учтены атмосферные выпадения загрязняющих
веществ, смыв органики и ядохимикатов с сельскохозяйственных угодий и др.
Основной объем сброшен предприятиями промышленности (33%) и коммунального хозяйства
(61%). Объем нормативно-очищенных стоков составляет 10 % от всех вод, требующих очистки, что
является следствием низкой эффективности работы имеющихся очистных сооружений.
Вклад различных отраслей промышленности в общий сброс загрязненных стоков
отражен на рис. 6.3. Качество воды в большинстве водных объектов России не
отвечает нормативным требованиям. Ежегодно растет число створов с высоким
уровнем загрязнения (более 10 ПДК), есть
случаи экстремально высокого загрязнения (более
100 ПДК). Учет сброса сточных вод и система их оценки пока не
упорядочены. Так, коллекторно-дренажные воды с орошаемых земель условно
относятся к категории нормативно чистых, хотя обычно они загрязнены
ядохимикатами, соединениями азота и фосфора. Для достижения нормального
качества такие условно «чистые» воды требуют разбавления в 10-50 раз. Существенная доля хозяйственно-питьевого водоснабжения
базируется на подземных водах. Хотя они лучше защищены от проникновения
поллютантов, но также подвергаются техногенному воздействию из-за загрязнения
почвы и наземных водотоков. Оно происходит в первую очередь вокруг крупных
промышленных центров, а также в районах интенсивного земледелия с применением
химических удобрений, пестицидов и в местах расположения крупных
животноводческих комплексов. На территории России выявлено около 1400 очагов загрязнения подземных вод, 80 % которых находится в европейской части. Состояние водных источников и систем централизованного
водоснабжения в Российской Федерации не может гарантировать требуемого качества
питьевой воды. В 19% г. 75 % исследованных проб были нестандартны по
вкусовым качествам, 23% проб не отвечали
гигиеническим требованиям по химическим и 11,4%
- по микробиологическим показателям. В целом почти половина жителей
страны потребляет недоброкачественную воду. Приведенные данные свидетельствуют, что масштабы и темпы
загрязнения гидросферы намного выше, чем других природных сред. Обостряющаяся
водохозяйственная обстановка в России из-за сброса загрязненных стоков в водные
объекты и нерационального использования воды наносит огромный экономический
ущерб. Нарастающая деградация природных вод требует решительных действий и
специальных целевых программ по их спасению. 3. Бассейны Существенной географической особенностью загрязнения рек
России является то, что основные промышленные районы и наибольшая концентрация населения
приурочены главным образом к верховьям водосборных бассейнов (Центр, бассейн
Камы, Среднее Поволжье, Урал, Кузбасс, верхние течения Оби, Енисея, Ангары).
Поэтому главные реки России - Волга, Дон,
Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора - в той
или иной мере загрязнены на всем протяжении и оцениваются как загрязненные, а
их крупные притоки - Ока, Кама, Томь,
Иртыш, Тобол, Исеть, Тура - относятся к
категории сильно загрязненных. Несмотря на уменьшение сброса сточных вод,
связанное со спадом производства, наблюдается рост загрязнения рек. Очень серьезные экологические проблемы возникли в бассейне
Волги. Ее сток составляет только 5 % от
суммарного речного стока РФ. В то же время на хозяйственные нужды из Волги
ежегодно забирается более 30 км3
свежей воды, т.е. треть всего водозабора России. А взамен река получает 19 км3 стоков - 39% от общего объема загрязненных сточных
вод, образующихся на территории страны. От городов и промышленных предприятий,
расположенных на берегах Волги и ее притоков, ежегодно в реку, а затем и в
Каспий поступают сотни тысяч тонн нефтепродуктов, взвешенных веществ,
сульфатов, органики, аммонийного азота, нитратов и нитритов, соединений тяжелых
металлов и других загрязнителей. Исследования, проведенные в бассейне Волги, показали, что
две трети веществ, поступающих со сточными водами промышленных предприятий,
«проскакивают» через городские очистные сооружения и остаются в воде. Смесь
«очищенных» таким образом промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод для
ликвидации токсичности требует разбавления в
50-200 раз. Следовательно, для разбавления поступающих ежегодно в Волгу 19 км3 сточных вод требуется от 950 до 3800
км3 чистой воды, а среднегодовой сток Волги равен всего 254 км3. 4. Загрязнение морей Угрожающие размеры принимает загрязнение морей и всего
Мирового океана, которому в условиях современной цивилизации отведена роль
гигантской мусорной свалки. Реки выносят большую часть поступающих в них стоков
в моря. В составе речного стока и атмосферных выпадений в разные части океана
попадает 100 млн т тяжелых металлов.
Почти 70 % загрязнений морской среды
связано с наземными источниками, поставляющими промышленные стоки, мусор,
химикаты, пластмассы, нефтепродукты, радиоактивные отходы. К числу наиболее
опасных загрязнителей морей относятся нефть и нефтепродукты. Общее загрязнение
ими Мирового океана превысило 6 млн т в
год, причем из всех источников вклад судоходства (включая аварии танкеров) стал
уже выше поступления с материковым стоком: соответственно 35 % и 31%.
Каждая тонна нефти покрывает тонкой пленкой порядка 12 км2 водной поверхности. По оценкам специалистов,
нефтью уже загрязнена 1/5 акватории
Мирового океана. Нефтяная пленка приводит к гибели живых организмов,
млекопитающих и птиц, нарушает процессы фотосинтеза и, следовательно, газообмен
между гидросферой и атмосферой. Все внутренние моря Российской Федерации испытывают
интенсивную антропогенную нагрузку, как на самой акватории, так и в результате
техногенного воздействия на водосборном бассейне. К охарактеризованному выше
стоку загрязненной волжской воды в Каспийское море добавляется непосредственное
его загрязнение морским нефтепромыслом. Концентрация нефтепродуктов и фенолов в
акваториях северного и восточного Каспия составляет 4-6 ПДК, а у берегов Азербайджана -
10-16 ПДК! Нефтепродуктами сильно загрязнены все европейские моря - Средиземное, Северное, Балтийское. Степень загрязнения морской воды принято характеризовать
классом качества с 1 по 7 с соответствующей оценкой от «очень чистая»
до «чрезвычайно грязная». Морские воды Черноморского побережья от Анапы до Сочи
характеризуются как загрязненные (IV
класс) и умеренно загрязненные (III
класс). Воды восточной части Финского залива Балтийского моря относятся к
грязным (V класс) и очень грязным (VI класс). Во многих морях превышены ПДК
нефтяных углеводородов, фенолов, аммонийного азота, пестицидов, СПАВ, ртути.
Особую озабоченность вызывает захоронение радиоактивных отходов в северных
морях. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||