Какие разновидности загрязнения воды существуют?

Основные причины загрязнения

Загрязнение поверхностных вод может быть как естественным, так и техногенным. Вода – один из лучших растворителей. Многие вещества растворяются в нем и загрязняют воду. Способствует также проникновение нерастворимых мелкодисперсных примесей.

Естественные источники

Природными источниками являются:

• землетрясение;
• сильные ветры, поднимающие пыль, песок и мусор с прибрежных территорий;
• дождь (содержит пыль, растворимые загрязнители, микропластик и др.);
• ветровая эрозия почвы и интрузия прибрежного грунта в водоемы;
• разложение растительных и животных остатков.

Природные загрязнители не наносят значительного ущерба качеству природной воды. Остатки растений и животных служат пищей для водных микроорганизмов. Пыль и частицы почвы оседают на дне водоемов. Таким образом, вода самоочищается.

Антропогенные источники

Если гидросфера загрязнена отходами антропогенного производства, вода сама себя не очищает. В производственный процесс человек вводит вещества, не свойственные живой природе. К ним относятся соединения шестивалентного хрома, ртути, свинца, кадмия и других токсичных металлов, нефтепродукты и пестициды. Например, 1 капля масла делает непригодными для питья более 25 литров воды.

Антропогенные источники включают:

• Неадекватно очищенные выбросы от производственных операций на объекты и заводы.
• Выщелачивание из сельскохозяйственных угодий, содержащих остатки минеральных удобрений и пестицидов.
• Транспортировка сырья и продукции (утечки масла, пыль и остатки химикатов при мойке автотранспорта, сушка пыли при погрузке и разгрузке).
• Атмосферные осадки на промышленных территориях, содержащие тяжелые металлы, летучие органические соединения, кислоты, пыль, сажу и др.
• Неиспользованные отходы, которые сбрасываются в реки, океаны и моря.
• Промышленные аварии.К антропогенным воздействиям относится и нарушение температурного баланса в природных водах. Атомные и тепловые электростанции, а также многие промышленные предприятия сбрасывают высокотемпературные стоки в водоемы

  .Повышение температуры воды не вносит дополнительных загрязняющих веществ, но также негативно влияет на водную флору и фауну. Проблемы возникают у рыб, привыкших к более низким температурам. Меняется состав водной микрофлоры. Наблюдается интенсивный рост водорослей. Это опасно для рыб и гидробионтов из-за снижения содержания растворенного кислорода в воде.

Виды загрязнений

Выделяют несколько видов опасного загрязнения гидросферы:

1.Тяжелыми металлами

Загрязнение воды тяжелыми металлами является основной проблемой современной промышленности. Особо опасны высокотоксичные металлы 1 класса опасности. К ним относятся соединения ртути, свинца, шестивалентного хрома, кадмия и др.

Основными источниками их поступления в природные воды являются недостаточно очищенные стоки металлургической промышленности, машиностроения, гальванического производства, предприятий радиоэлектроники и ряда других предприятий.

При высоких концентрациях тяжелые металлы могут привести к гибели людей и жизни в воде. В малых концентрациях они накапливаются в живых организмах и приводят к различным хроническим заболеваниям.

2. Неорганическими и органическими веществами

К этому типу загрязнений относятся неорганические кислоты и щелочи, соли и разнообразные органические соединения. Они характерны для предприятий химической, нефтехимической, фармацевтической промышленности, цветной металлургии и др.

Такие вещества приводят к массовой гибели водной флоры и фауны, вызывают заболевания человека.

3. Отходами сельского хозяйства

Сельскохозяйственные загрязнители можно разделить на 3 группы:

смывание навоза и фекалий сельскохозяйственных животных и птиц; сток минеральных удобрений с полей; распыление пестицидов и других пестицидов.

Мусор и навоз увеличивают микробиологическую загрязненность воды. Минеральные удобрения (прежде всего нитраты и фосфаты) вызывают бурный рост водорослей, что приводит к уменьшению содержания растворенного в воде кислорода и гибели гидробионтов.

Наиболее опасны химические пестициды, обладающие общетоксическим действием. Многие пестициды, особенно хлорорганические и фосфорные, по составу близки к боевым отравляющим веществам. Они представляют опасность для всего живого.

4. Бытовой канализацией

загрязнение природной воды

5. Утечками отходов в результате аварий

Во всех нефтедобывающих странах утечки нефти происходят при добыче и транспортировке. Наша страна не исключение. По данным Минэнерго, в нашей стране насчитывается более 15 тысяч аварий с разливами нефти. Нефть, попавшая в природную среду, оказывает на водные объекты комплекс видов негативного воздействия:

• ухудшаются физико-химические показатели воды (мутность, изменение цвета, вкуса, запаха);
• токсичные нафтеновые кислоты, содержащиеся в нефти, растворяются в воде;
• образование поверхностной нефтяной пленки и отложений на дне вызывают снижение содержания кислорода в воде, гибель водной микрофлоры и молоди рыб, рыба приобретает стойкий запах нефтепродуктов;
• природа способна очиститься от нефтяного загрязнения. Происходит это за счет испарения легких фракций, химического окисления, биохимической деструкции микроорганизмов. Однако эти процессы протекают с небольшой скоростью и только при высокой температуре воды (20-27°С).

В качестве крупной техногенной катастрофы можно вспомнить аварию на ТЭЦ-3 в Норильске 28 мая 2020 года. Тогда в природную среду попало более 21 000 тонн дизельного топлива, из них более 15 000 тонн попали в реки. Это вызвало катастрофическое загрязнение гидросферы.

Воздействие загрязнения гидросферы на живые организмы

Водные обитатели также страдают от загрязнения природных вод и человека. По данным Всемирной организации здравоохранения, многие заболевания возникают из-за некачественной воды, в том числе болезни нервной системы, обмена веществ, генетические мутации и т.д.

. Химические загрязнители воздействуют на все системы жизнедеятельности живых организмов. Ряд токсических веществ (соединения свинца, ртути, марганца, фосфора, фтора и др.) обладают способностью накапливаться в организме и вызывать хронические заболевания.

Соединения ртути, марганца, сероуглерода и др воздействуют на нервную систему. Хром, никель, бериллий, пестициды – канцерогены, вызывающие рост рака.

В организме накапливаются тяжелые металлы, что приводит к развитию хронических заболеваний. Они способны вызывать мутации ДНК, нарушающие репродукцию. Следствием этого является увеличение вероятности бесплодия, а также передача ядовитых поллютантов потомству.

Типы загрязнения

Грязная вода опасна для здоровья – в ней содержатся вредные примеси, способные нанести серьезный вред организму. Загрязнение водных ресурсов отрицательно сказывается на общем состоянии экосистем, а иногда приводит к их полному разрушению.

Различают два вида загрязнения воды:

1. Природные – поступление в воду ядовитых веществ из природных источников. К ним относятся извержения вулканов, продукты жизнедеятельности организмов, обитающих в воде, разрушение горных пород.
2. Антропогенный – возникает в результате хозяйственной деятельности людей. Его воздействие на состояние воды гораздо более серьезное по сравнению с природными источниками.

Активное развитие промышленности, сельского хозяйства и добычи природных ресурсов приводит к ухудшению качества водных ресурсов – изменяется их химическое и физическое состояние, что делает воду непригодной для потребления. Сегодня нехватку питьевой воды компенсирует водоочистное оборудование, но, по прогнозам исследователей на будущее, они неутешительны. Скоро этого будет недостаточно и человечество столкнется с серьезной проблемой.

Антропогенное загрязнение подразделяется на несколько видов в зависимости от источника проблемы. Изучим их подробнее.

Читайте также: Куда девать пищевые отходы: прием, использование на корм скоту, для удобрения на даче, в частном доме, вывоз мусора и способы того, как его утилизировать

Сточные воды

Промышленные и сельскохозяйственные сточные воды содержат много вредных веществ, отрицательно влияющих на качество и состав воды. Проблема усугубляется недостаточным уровнем их очистки, особенно остро эта проблема стоит в странах третьего мира. Здесь регулярно вспыхивают эпидемии различных кишечных заболеваний из-за чрезмерного загрязнения водных ресурсов.

Заболеть можно не только тогда, когда пьешь грязную воду для еды — иногда достаточно помыть ею овощи или фрукты. Особую опасность представляют морепродукты, выловленные из загрязненной воды.

Сточные воды это:

• семья;
• промышленный;
• сельское хозяйство.

К первым относятся образующиеся в результате деятельности человека отходы хозяйственно-бытового происхождения. К ним относятся химические моющие средства, фекалии и другие.

Промышленные сточные воды образуются в ходе различных технологических процессов на предприятиях.

Этот вид наиболее опасен для состояния гидросферы и окружающей среды в целом, так как такие воды содержат много опасных и ядовитых примесей. Их необходимо тщательно очистить. В противном случае промышленные стоки могут нанести большой ущерб окружающей среде. Многие вещества не разлагаются в воде. Они накапливаются в водоемах, что приводит к гибели обитателей.

В сельском хозяйстве регулярно используются пестициды, инсектициды и минеральные удобрения, которые во время сильных дождей стекают с полей в реки и озера.

Попадая в водоемы, они накапливаются в планктоне, рыбе, водорослях и в итоге по пищевой цепи попадают в организм человека.

Механическое загрязнение

Это засорение поверхностных вод твердыми примесями – песком, илом и др. при сжигании ископаемого топлива и производстве строительных материалов образуются фосфаты, ртуть, свинец и пыль. Они оседают на землю, после чего попадают в систему водооборота во время дождя и таяния снега. Другой причиной механического загрязнения воды и ухудшения ее качества являются твердые отходы и остатки лесосплава.

Попадание мусора в водоемы изменяет физико-химические и органолептические свойства. Для очистки воды от твердых частиц применяют разные методы:

• пропустить через сито;
• фильтрация;
• поддерживать.

Все фильтры работают по общему принципу — крупные детали задерживаются, потом удаляются.

Влияние нефтепродуктов

Одним из основных видов загрязнения гидросферы является сброс нефти и нефтепродуктов. Это происходит по следующим причинам:

1. Утечки при транспортировке вещества по трубопроводам и наземным транспортом.
2. Работает на нефтяных терминалах, расположенных в морской воде.
3. Катастрофы на нефтяных танкерах и буровых платформах.
4. Просачивание нефти с морского дна через трещины и разломы в местах залегания полезных ископаемых.

Разливы при аварии на танкерах особенно опасны — маслянистое нефтяное пятно покрывает огромные площади и не пропускает кислород.

В результате обитатели акватории задыхаются и гибнут. На месте таких сбросов образуется мертвая зона, меняется состав воды, она становится непригодной для всех нужд.

Радиоактивное загрязнение

Радиоактивные осадки попадают в поверхностные и подземные воды следующими путями:

• из атмосферы после ядерных испытаний;
• за счет сброса жидких радиоактивных отходов атомных электростанций и промышленных предприятий;
• при авариях на морском транспорте с ядерными двигателями;
• сбросом отходов корабельных реакторов.

Во время ядерных испытаний радиоактивные частицы могут перемещаться на большие расстояния. Попадая в стратосферу, они накапливаются в ней и выпадают на поверхность земли и в водоемы в виде кислотных дождей.

Радиоактивные вещества устойчивы к распаду. Попадая в водоемы, они накапливаются в организме рыб. Поедание зараженных морских обитателей представляет серьезную опасность для человека. Особому риску подвергаются водоподвижные элементы, такие как стронций, уран и радий.

Химическое загрязнение

Химические отравления – распространенный вид загрязнения природных вод. Элементы и соединения, которых не должно быть в воде, в ней повсюду. Они изменяют его химический состав.

Основным источником такого загрязнения являются сточные воды сельскохозяйственных и промышленных предприятий. Они содержат соединения ртути, фтора, меди и другие вредные вещества. Увеличение их предельно допустимой концентрации в воде приводит к гибели обитателей водоемов.

Нарушение процессов фотосинтеза – еще одно негативное последствие химического загрязнения воды. Мелкие частицы собираются плотным слоем на поверхности воды и мешают проникновению солнечных лучей.

С отходами сельского хозяйства в воду поступает много щелочей и солей. Это изменяет кислую среду в водоемах, после чего они становятся непригодными для существования в них различных организмов.

Биологическое загрязнение

Отходы жизнедеятельности человека и животных, бактерии и вирусы при попадании в воду образуют болезнетворные микроорганизмы. Они размножаются в водной среде и организмах, которые в ней обитают. При достижении критического уровня по содержанию таких веществ вода становится опасной для употребления.

Одним из вероятных последствий является тяжелое кишечное отравление. Это вызвано плохой очисткой промышленных стоков и неграмотной утилизацией отходов пищевой промышленности и сельского хозяйства.

К чему приводит загрязнение воды

С каждым годом человечество использует все больше воды для производственной деятельности. В металлургии на 1 тонну продукции расходуется 20-200 тонн воды, в химии и нефтехимии расход воды составляет 5000-15000 тонн на 1 тонну продукции. Для выращивания зерна требуется до 10 000 тонн воды на 1 тонну продукта. Таким образом, любая производственная деятельность связана с водопотреблением.

После использования вода становится загрязненной и непригодной для питья, что увеличивает дефицит пресной воды.

Дефицит питьевой воды

сброс загрязненной воды в водоемы

Во всем мире более 2 миллиардов человек вынуждены использовать для питья загрязненную воду. Микробиологическое загрязнение воды обусловлено такими заболеваниями, как холера, дизентерия, брюшной тиф, полиомиелит.

Наибольший риск для питьевой воды связан с загрязнением тяжелыми металлами, особенно токсичными, такими как мышьяк, ртуть, свинец и другими. Появляются новые виды опасных загрязнителей, такие как наркотики, пестициды, микропластик.

Микропластики — это мельчайшие частицы пластика от долей микрона до 5 мм, на которые распадаются полимерные материалы под воздействием солнечной радиации и ветра. Из-за своего небольшого размера микропластик попадает в организм человека с водой, воздухом и пищей.

Все это увеличивает дефицит пресной воды в мире. По мнению члена-корреспондента РАН Данилова-Данильяна, дефицит чистой пресной воды в середине XXI века станет глобальным.

Возникновение болезней

Загрязнение пресной воды является глобальной проблемой. Ежегодно более 1 миллиарда человек вынуждены употреблять неочищенную питьевую воду. Большинство из них используют воду из открытых водоемов возле дома.

Такие водоемы часто загрязняются бытовыми и промышленными сточными водами, содержат множество болезнетворных микроорганизмов. Наиболее опасными заболеваниями из-за употребления загрязненной воды являются холера, брюшной тиф, гепатит.

Химические вещества и тяжелые металлы, содержащиеся в природной воде, накапливаются в организме человека. Они вызывают хронические заболевания, такие как аллергия, бронхиальная астма, заболевания нервной системы и рак.

Гибель водных обитателей

В настоящее время наибольшую опасность для гидросферы Земли представляет загрязнение морей и океанов пластиковыми отходами. Их собрано более 150 миллионов тонн, и ежегодно это число увеличивается на 8-10 миллионов тонн.

Под воздействием солнечной радиации и энергии волн пластиковые отходы распадаются на мелкие частицы размером от долей микрона до нескольких миллиметров, сохраняя все свойства исходного пластика. Гидробиолог Ричард Томпсон, изучавший полимерное загрязнение океана, назвал такие частицы размером менее 5 мм микропластиком.

Микропластик намного опаснее исходных полимеров. Морские обитатели поглощают микропластик, принимают его за пищу и умирают. Из-за этого ежегодно гибнут тысячи птиц, рыб и морских животных. При вскрытии их желудки на 80-90% заполнены микропластиком.

Тысячи морских обитателей также погибли в результате аварий нефтяных танкеров. Например, авария с танкером «Престиж» у берегов Испании в 2002 году. В результате в море вылилось более 64 тонн мазута. Погибло около 20 тысяч птиц и морских животных.

Еще более страшной катастрофой стал взрыв нефтяной платформы BP в Мексиканском заливе. В море вылилось более 5 млн баррелей нефти, 5% площади Мексиканского залива было покрыто нефтяным пятном. Сотни тысяч морских обитателей погибли.

Пути решения проблем

Загрязнение гидросферы носит глобальный характер. Решение этой проблемы требует согласованных усилий всех стран.

Прекращение размещения отходов в морях и океанах

1 января 2021 года вступили в силу изменения к Базельской конвенции о трансграничной перевозке отходов, которые ограничивают свободное перемещение пластиковых отходов. Это остановит экспорт пластиковых отходов в развивающиеся страны, не имеющие эффективных технологий переработки.

В то же время страны Юго-Восточной Азии (Китай, Индия, Малайзия, Таиланд) объявили о запрете на ввоз пластиковых отходов. Эти меры сократят поток пластиковых отходов в моря и океаны.

3 июля 2021 года в ЕС вступил в силу закон о запрете производства одноразовых пластиковых изделий. Ряд стран объявил о таких мерах, которые позволят сократить количество пластиковых отходов.

Запрет на использование фосфатов в бытовой химии

запрет на использование фосфатов или снижение содержания бытовой химии до 5% уменьшит их попадание в сточные воды. Это повысит эффективность очистки сточных вод.

Сокращение объемов поступления микропластика

Этого можно добиться за счет сокращения использования одежды из синтетических тканей. При стирке таких изделий выделяются мельчайшие частицы пластика. Для их очистки необходимо использовать специальные фильтры для тонких тканей.

Эффективное сельское хозяйство

Организация безопасного хранения навоза и мусора, исключающая попадание в природные водоемы.

Сократить использование пестицидов и минеральных удобрений, увеличить урожай можно с помощью органических удобрений. В отличие от минералов, они закрепляются в почве и перерабатываются почвенной микрофлорой.

Очистка промышленных стоков

Промышленные отходы не должны попадать в бытовую канализацию. Они должны перерабатываться на очистных сооружениях промышленных сточных вод, чтобы соответствовать утвержденным требованиям по сбросу в водные источники или городские сточные воды.

Компании, не соответствующие установленным требованиям, наказываются штрафами. В случае грубых нарушений их деятельность может быть прекращена до устранения нарушений.

Предотвращение аварий на производствах

Компании-производители разрабатывают планы предотвращения несчастных случаев, проводят обучение сотрудников правилам поведения в чрезвычайных ситуациях. Они обязаны резервировать финансовые ресурсы для ликвидации последствий аварий.

В случае возникновения аварий, угрожающих окружающей среде, руководство предприятий обязано незамедлительно уведомить органы власти и организовать работу по ликвидации последствий аварий. Время локализации последствий аварий не должно превышать 4-6 часов.

Каждый человек может внести свой вклад в сохранение чистой воды

Для этого требуются простые шаги:

• отходы одежды из синтетических материалов;
• не используйте бытовую химию с фосфатами;
• сортировать мусор и сдавать пластиковые отходы в специализированные пункты сбора;
• не сливать в канализацию ядовитые вещества (остатки краски, растворители, удобрения и т.п.).

Решение проблем очистки природных вод в России

Россия занимает второе место в мире после Бразилии по запасам пресной воды. В 21 веке вода, наряду с нефтью и газом, станет основным ресурсом для эффективного развития нашей страны. Но для этого нужна чистая вода, а в нашей стране более 30% сбросов в поверхностные водные объекты составляют недостаточно очищенные сточные воды.

В результате многие реки России имеют высокий уровень загрязнения. К ним относятся Обь, Волга, Амур, Енисей, Урал и другие. Для исправления этой ситуации в рамках национального проекта «Экология» приняты федеральные программы «Чистая вода» и «Оздоровление Волги».

Согласно проекту «Чистая вода», к 2024 году 91% жителей России должны иметь доступ к чистой воде (в городах этот показатель составит 99%). Федеральная программа «Благоустройство Волги» позволит к 2024 году сократить промышленные выбросы в реку в 3 раза, рекультивировать прибрежные территории и поднять со дна реки 95 судов, наносящих ущерб водной среде.

Компании, оказывающие значительное негативное воздействие на окружающую среду, обязаны внедрять эффективные очистные сооружения на основе наилучших доступных технологий. Они также обязаны оборудовать источники выбросов и источники выбросов автоматическими средствами измерения концентрации вредных веществ с передачей показаний в контролирующие органы.