Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов происходит с нарастающей скоростью, так как в водоемы поступает огромное коли­чество взвешенных и растворенных веществ (неоргани­ческих и органических).

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

Атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой массы веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов, кислот.

Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.

Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленности.

С развитием промышленности и увеличением потреб­ления воды растет и количество жидких отходов - сточ­ных вод. Еще в 60-х годах ежегодно в мире образовыва­лось около 700 млрд. м 3 сточных вод. Примерно 1/3 из них - промышленные сточные воды, загрязненные раз­личными веществами. Только половина промышленных жидких отходов подвергалась очистке тем или иным ме­тодом. Другая половина сбрасывалась в водоемы без ка­кой-либо очистки.

При технологических процессах появляются следую­щие основные виды сточных вод:

Реакционные воды, образующиеся в процессе реакций с выделением воды. Эти воды загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции.

Промывные воды - воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования, маточные водные растворы.

Водные экстрагенты и абсорбенты.

Охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения.

Бытовые воды - воды столовых, прачечных, душе­вых, туалетов, воды после мытья помещений и т. д.

Атмосферные осадки, стекающие с территории промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами.

1. Источники загрязнения литосферы

Наиболее сильно подвергается загрязнению верхний слой литосферы - почва. В почве протекают различные физические, химические и биологические процессы, которые в результате загрязнений нарушаются. Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

Существует следующее подразделение источников загрязнения почвы:

Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественных учреждений: больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др.

Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия, при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы бензола, фенола; фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки - обычные отходы целлюлозно-бумажного производства.

Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, окислов серы, в конечном итоге оказывающихся в почве.

Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков.

Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхность почвы или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также оказываются в почве, вовлекаются в природные круговороты, связанные с пищевыми цепями.

Самоочищение почв практически не происходит или происходит очень медленно. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать нежелательные последствия.

Классификация загрязнений окружающей среды

С целью выбора метода очистки и снижения экологической нагрузки на окружающую природную среду используется следующая классификация загрязнений.

Загрязнения подразделяются на две основные группы: материальные (вещества), включающие в себя механические, химические и биологические загрязнения, и энергетические.

Материальные загрязнения

Объединение механических и химических загрязнений в одну группу обусловлено тем, что большая часть веществ оказывает на окружающую среду оба рода воздействий. Более того, некоторые виды загрязнений, например, радиоактивные отходы, могут быть отнесены как к материальным, так и к энергетическим загрязнениям.

В основу классификации материальных загрязнений положена среда распространения загрязнений (атмосфера, гидросфера, литосфера), их агрегатное состояние (газообразные, жидкие, твердые), применяемые методы обезвреживания, а также степень токсичности загрязнений.

Следует отметить, что если, например, для химической промышленности характерны токсичные, т.е. ядовитые, отходы, то для машиностроительной промышленности, включая металлообработку - отходы химически инертные и поэтому нетоксичные, например углекислый газ и абразивные материалы. Од­нако необходимо помнить, что абсолютно безвредных отходов не существует. Так, углекислый газ при больших концентрациях снижает в воздухе относи­тельное содержание кислорода, абразивная пыль, попадая на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей и раздражая их, может привести к серьезным заболеваниям.

В соответствие с классификацией материальные промышленные загряз­нения окружающей среды можно разбить на выбросы в атмосферу, сточные во­ды и твердые отходы.

Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу установлена ГОСТ 17.2.1.01 -76. Согласно этому стандарту выбросы в воздушный бассейн в зависимости от состава вредных веществ классифицируются по агрегатному состоянию этих веществ (газо- и парообразные, жидкие, твердые и смешанные выбросы) и по массовому выбросу, т.е. массе веществ, выбрасываемых в еди­ницу времени (тонн в сутки). По химическому составу выбросы делятся на группы, а в зависимости от размера частиц - на подгруппы.

В условиях машиностроения и металлообработки наибольшее значение, с точки зрения загрязнения воздушного бассейна, имеют разнообразные пыли - взвешенные в воздухе частицы твердых веществ.

Газ или воздух, в которых неопределенно долгое время находятся во взвешенном состоянии пыль или капельки жидкости, называют аэродисперсной системой - аэрозолем. В аэрозоли пыль или частицы жидкости представляют собой дисперсную фазу, а газ или воздух - дисперсионную среду.

Физико-химические свойства промышленной пыли зависят, в основном, от ее природы, т.е. материала или вещества, из которого она образовалась, а также от механизма ее образования (измельчение, сгорание и т.д.).

Промышленные пыли образуются в процессах:

дробления и истирания - аэрозоли дезинтеграции;

испарения с последующей конденсацией в твердые частицы - аэрозоли конденсации;

горения с образованием в воздухе твердых частиц - продуктов неполного сгорания топлива (дымы).

Механизм образования пыли влияет, в основном, на ее дисперсный со­став.

Аэрозоли в большинстве случаев полидисперсны, т.е. содержат частицы различного размера. Исключение составляют возгоны - пыли, образующиеся в газах при конденсации паров веществ и в процессе химических реакций газооб­разных компонентов. Возгоны могут представлять собой монодисперсные сис­темы с размерами частиц менее 1 мкм.

Структура пыли, т.е. форма ее частиц, зависит как от природы пыли, так и от механизма ее образования. По структуре пыль может быть:

аморфной - пылинки округлой формы;

кристаллической - пылинки с острыми гранями;

пластинчатой - пылинки в виде слоистых пластин;

волокнистой - пылинки удлиненной формы и т.д.

Жидкие выбросы в атмосферу (туманы) представляют собой аэрозоли, образованные мельчайшими капельками распыленных жидкостей (кислот, ма­сел и др.).

Газообразные и парообразные выбросы, т.е. загрязняющие атмосферу вещества в виде примесей газов или паров, обладают дисперсностью, достиг­шей молекулярного уровня.

Паром называется вещество в газообразном состоянии, когда возможно равновесие с тем же веществом в жидком или твердом состоянии, т.е. при t и р ниже критических.

Если собственно газообразные загрязнения (сернистый газ, окись угле­рода и т.д.) образуются чаще всего в процессе горения, то парообразные приме­си (например, углеводороды) являются результатом процесса испарения. Отметим, однако, что различия между газом и паром в известной мере условно. Так, двуокись углерода принято при любой t называть углекислым газом, а воду в газообразном состоянии - водяным паром.

Основными физико-химическими характеристиками газообразных загрязнений в воздухе являются их химический состав и плотность, а парообраз­ных веществ - летучесть, т.е. скорость испарения при данной температуре, упругость или давление пара и температура кипения. Газо- и парообразные вы­бросы в атмосферу могут быть неорганического, органического или смешанно­го происхождения.

Массовая концентрация всех видов выбросов измеряется в мг/м 3 или г/м 3 при нормальных условиях, т.е. при t = 20 ° С р = 760 мм рт.ст.

Производственными сточными водами называется воды, использованные промышленными предприятиями и подлежащие очистке от вредных примесей.

Загрязнения стоков разнообразны по дисперсности и агрегатному со­стоянию. Они могут присутствовать в сточных водах в виде химических рас­творов (размеры частиц порядка 10 -8 см, что соответствует размерам атомов и небольших молекул), в виде коллоидных растворов (с размерами частиц от 10 -7 до 10 -5 см) и в виде грубодисперсных систем (с частицами размером более 10 -5 см). К последним относятся эмульсии нерастворимых в воде жидкостей (на­пример, масел), взвешенных в виде более или менее мелких капелек, и суспен­зии - взвеси твердых частиц, размеры которых могут достигать нескольких миллиметров. Дисперсность взвесей часто определяется гидравлической круп­ностью их частиц и представляет собой скорость оседания (или всплывания) в спокойной воде, мм/с.

Производственные сточные воды характеризуются рядом параметров - количеством и физико-химическими свойствами растворенных, эмульгированных и взвешенных веществ, степенью их токсичности, жесткостью (свойством, обусловленным присутствием в стоках растворенных солей кальция и магния), щелочностью, кислотностью, органолептическими характеристиками (запах, цвет, привкус) и т.д.

Массовая концентрация загрязнений в стоках измеряется в миллиграммах или граммах на м 3 .

Важной характеристикой сточных вод является водородный показатель рН. Величина рН характеризует степень кислотности водных растворов. Хими­чески нейтральные стоки имеют нейтральную реакцию (рН = 7,0). Меньшее или большее значение рН указывает собственно на кислую или щелочную ре­акцию сточных вод.

Производственные сточные воды подразделяются на условно-чистые (оборотные) и грязные.

Условно-чистыми, как правило, являются воды от охлаждения техниче­ского оборудования, компрессоров и т.д. Эти воды охлаждаются в заводских прудах или градирнях, очищаются от механических загрязнений и масел и за­тем возвращаются в производство при ограниченной добавке свежей воды. Хи­мический состав таких вод зависит от их назначения, а также от качества ис­пользованной для систем водооборота воды и от организации технологического процесса.

Грязные сточные воды, как по количеству, так и по составу различны не только для разных производств, но и для цехов, и отдельных установок одного и того же предприятия. Например, стоки гальванического цеха машинострои­тельного завода резко отличаются от стоков кузнечного или механического це­хов.

Для рационального выбора метода обезвреживания, производственные сточные воды классифицируются по:

происхождению содержащихся в них веществ (органические, неоргани­ческие, смешанные);

их концентрации;

физическим свойствам (температура кипения, температура плавления, температура разложения) и т.п.

Промышленные твердые отходы делятся на два основных вида: токсич­ные и нетоксичные.

Их можно так же классифицировать на металлические, неметаллические и комбинированные. Неметаллические отходы подразделяющем на химически инертные (отвалы пустой породы, зола и т.д.) и химически активные (резина, пластмассы и т.д.). К комбинированным отходам относится всевозможный промышленный и строительный мусор.

Основная масса твердых отходов машиностроения и металлообработки нетоксична. Это, главным образом, металлические отходы, а также окалина, шлаки, зола, отходы дерева, пластмасс, резины, тара, всякого рода мусор. При­мерами токсичных твердых отходов могут служить шламы гальванических це­хов и травильных участков.

Энергетические загрязнения

Энергетические загрязнения окружающей среды включают в себя про­мышленные тепловые выбросы, а также все виды воздействующих на биосферу излучений и электромагнитных полей.

Тепловое загрязнение биосферы является следствием конвективного и ра­диационного теплообмена между нагретыми выбросами или технологическими установками - источниками теплоты и окружающей средой, и проявляется в повышении температуры атмосферного воздуха, воды или почвы. В большей или меньшей степени оно присуще всем производствам.

Особенно важным является воздействие на биосферу тепловых выбросов в водоемы. Они могут заметно нарушить водный режим и нанести ущерб флоре и фауне, но в определенных условиях они могут сыграть и положительную роль. Так, воды, использованные для охлаждения тепловыми станциями, мож­но применять в рыбоводческих целях, создавая в водоемах желаемый температурный режим и тем самым увеличивая их продуктивность.

Шум, вибрация и ультразвук представляют собой волнообразно распро­страняющиеся периодические колебательные движения частиц упругой среды (газообразной, жидкой и твердой). Они различаются по частоте колебаний и характеру восприятия их человеком..

Колебания с частой 16-20 000 Гц, передаваемые через газообразную среду, производят звуки и шумы (беспорядочные сочетания звуков различ­ной частоты и интенсивности) воспринимаются органами слуха.

Колебания с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуком, а выше 20 кГц - ультразвуком. Органами чувств человека они не воспринимаются, однако оказывают на него влияние.

Колебания твердых тел или колебания, передаваемые через твердые тела (машины, строительные конструкции) называются вибрацией. Вибрация вос­принимается организмом как сотрясение при общей вибрации с частотой 8-100 Гц и локальной (при работе с виброинструментом) от 10 до 2000 Гц.

Ввиду общего принципа образования шума, ультразвука и вибрации чет­ких границ в их субъективном восприятии нет. Поэтому на граничных частотах человек обычно испытывает воздействие одновременно двух, а иногда и трех названных факторов.

В последнее время уровни шума и вибраций от различных видов обору­дования во всех отраслях промышленное неуклонно возрастают. Одновре­менно растет и ущерб, наносимый шумом и вибрацией окружающей среде. Промышленный шум большой интенсивности не только поражает органы слу­ха, но также оказывает общее отрицательное воздействие на организм человека, приводя к утомлению работающих, снижению производительности, росту бра­ка и травматизма, хроническим заболеваниям. Длительно действующая вибра­ция приводит к так называемой вибрационной болезни. Кроме того, и шум, и особенно вибрация оказывают разрушительное воздействие на различные со­оружения и конструкции.

Широко распространены в машиностроении технологические процессы, в которых используются электромагнитные поля высокой частоты . Они оказы­вают неблагоприятное воздействие на организм человека, преимущественно на функциональное состояние нервной и сердечно-сосудистой системы. Степень физиологических изменений зависит от интенсивности, длительности и диапазона облучения.

Световые излучения как видимой, так и невидимых частей спектра отри­цательно действуют на организм человека, в частности на кожный покров и особенно на зрение (при использовании оптических квантовых генераторов - лазеров).

В машиностроении широкое применение находят ионизирующие излуче­ния (α, β, γ, рентгеновское, нейтронное) для выполнения различных контроль­ных операций (дефектоскопия). Такие излучения при взаимодействии с вещест­вом вызывают его ионизацию, т.е. придают его нейтральным атомам и молеку­лам электрический заряд, превращая их в ионы. Степень воздействия на веще­ство ионизирующего излучения зависит от его проникающей и ионизирующей способности.

При облучении тканей живого организма происходит серия цепных реак­ций, нарушающих нормальное состояние и жизнедеятельность отдельных орга­нов и организма в целом. В результате хронического воздействия ионизирую­щих излучений или кратковременного облучения значительными дозами, мо­жет развиваться комплекс стойких патологических изменений в организме - лучевая болезнь. Она проявляется в изменениях со стороны центральной нерв­ной системы, крови и кроветворных органов, кровеносных сосудов, желез внутренней секреции.

Большинство энергетических загрязнений окружающей среды, в отличие от материальных, действуют лишь во время их производства и не аккумулиру­ются в природе (это не распространяется на тепловые выбросы и ионизирую­щие излучения, создаваемые радиоактивными веществами).

Другой особенностью энергетических загрязнений является ограничен­ность сферы их активного воздействия на окружающую среду. Если содержа­щие материальные загрязнения выбросы в атмосферу или сбросы в водоем мо­гут разноситься ветрами или течением рек на значительные расстояния от источника их образования, то зона распространения излучений и полей обычно весьма невелика.

Еще со школы помню, что большую часть гидросферы составляет Мировой океан. Проблема его загрязнения стоит очень остро: именно она делает невозможным выполнение основной своей функции планктоном - выработке кислорода на Земле. Планктон же, путем своего фотосинтеза, создает 70% этого газа в нашей атмосфере.

Разлив нефти при транспортировке - основной источник загрязнения Мирового океана

Давно установлено, что разлив продуктов нефтехимии в океане является основным источником его загрязнения. Казалось бы, не так уж и часто те же нефтяные танкеры переворачиваются, дают пробоины или вообще разламываются. Но, как правило, такие аварии дают самое масштабное загрязнение, бороться с которым приходится довольно долго и трудно.

Вот несколько крупнейших судоходных катастроф, после которых все еще «аукаются» последствия:

• 1998 год - на мель сел танкер «Палас» в Северном море у берегов Дании. Разлив - 20 тыс. тонн нефти.
• 2000 год - крушение танкера «Престиж» в Бискайском заливе у Испании. 90 тыс. тонн нефти выплеснулось в воды.
• 2003 год - потерпел бедствие танкер «Тасман Спирит» в Аравийском море. Вылилось 55 тыс. тонн нефтепродуктов.

В отличие от ликвидации разливов на стационарных морских нефтедобывающих платформах, ликвидировать аварии в открытом океане намного сложнее. На платформах есть заранее созданные заградительные сооружения, которые должны предотвращать распространение пятна. В океане же предугадать место трагедии попросту невозможно.

Борьба с разливами нефти из танкеров

Большую роль в этом случае будет играть мобильность средств для сбора разлитой нефти. Уже около 20 лет применяется для этих целей технология «Эко-Карбон», заключающаяся в накрытии нефтяного пятна специальными матами, которые буду абсорбировать (впитывать) нефть.

А в дальнейшем данные маты можно будет перевезти в специальное место и утилизировать. Доставить их по морю в собранном состоянии можно в кратчайшие сроки. Однако нефтяное пятно, как правило, имеет большую площадь, поэтому для общего охвата будет необходимо множество таких впитывающих заплаток.

Общее количество природной воды на Земле составляет 1386 млн к м 3 , из них количество пресной воды - 35 млн к м 3 , т.е. около 2,5%. Объем потребления пресной воды в мире достигает 3900 млрд м 3 /год. Около половины этого количества потребляется безвозвратно, а другая половина превращается в сточные воды.

Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока; разнообразные природные явления; индустрия; промышленное и коммунальное строительство; транспорт; хозяйственная и бытовая деятельность человека.

Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, не свойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды.

Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, биологическое и физическое загрязнения.

Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической, так и органической природы.

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды, - соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ большое значение для обитателей водной среды имеют органические химические соединения. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300...380 млн т/год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заиливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность донных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. Наличие суспензий затрудняет также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом.

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей.

Биологическое загрязнение связано с присутствием в питьевой воде биологических примесей, т.е. микроорганизмов, вызывающих заболевания.

Физические примеси - это присутствующие в воде нерастворимые частицы различного происхождения.

Одним из главных источников загрязнения водоемов являются промышленные сточные воды. Наиболее опасные загрязнители воды - это соли тяжелых металлов, фенолы, органические яды, нефтепродукты, насыщенная бактериями биогенная органика, синтетические моющие средства.

Важное значение имеет загрязнение гидросферы нефтепродуктами. Благодаря своим физико-химическим свойствам нефтепродукты быстро распространяются по поверхности воды, образуя тончайшие пленки толщиной до долей миллиметра, сохраняющие, особенно на спокойной поверхности, высокую устойчивость. Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане.

Основные источники, из которых нефть активно попадает в гидросферу:

транспортирование из районов добычи;

аварийные ситуации на нефтенативном транспорте;

слив танкерами за борт промывочных и балластных вод;

потери при добыче из морских скважин (за последние 30 лет начиная с 1964 г. пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море - 1000);

бытовые и ливневые стоки.

Детергенты (синтетические поверхностно-активные вещества - СПАВ) относятся к группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд; разделение продуктов химических технологий; получение полимеров; улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин; борьба с коррозией оборудования; в сельском хозяйстве в составе пестицидов.

Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организме.

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу.

Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. Свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека - выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20...30) 10 3 т свинца в год.

Многие страны, имеющие выход к морю, проводят захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлама, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и другими промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6...8°С. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах достигает 30 км 2 . Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену между поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество.

Загрязнение гидросферы. Причины, источники, способы решения

2.1 Виды и источники загрязнений гидросферы

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие виды:

· Химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия. Среди химических загрязнителей наиболее распространенными являются нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Химическое загрязнение -- наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок, и т. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

· Бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей. Также бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде бактерий, вирусов (до 700 видов). Этот вид загрязнений носит временный характер.

· Механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений. Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод. Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусором), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

· Тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту количества гид-робионтов и выделению ядовитых газов -- сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

· Радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпадения их на поверхность земли в виде радиоактивных продуктов и отходов и последующего просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами, так и в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Наиболее интенсивно загрязняют поверхностные воды такие отрасли промышленности, как металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная.

Различают минеральное и органическое загрязнение сточных вод.

При минеральном загрязнении сточные воды содержат соли, кислоты, щелочи и другие минеральные вещества. В промышленных стоках содержится 40% минеральных веществ и 60% веществ органического происхождения.

К веществам органического происхождения относятся растительные волокна, животные и растительные жиры, остатки плодов и овощей, отходы целлюлозно-бумажной, кожевенной, пищевой промышленности. Сточные воды с этими веществами являются причиной органического загрязнения водоемов.

Виды загрязнений и их воздействие на человека

Под загрязнением окружающей среды следует понимать "изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических и связанных с ними информационных)...

Водные ресурсы: использование и загрязнение

Уровень загрязнения рек, озер, морей и океанов с каждым годом возрастает. Особую и едва ли не самую серьезную роль в загрязнении водных объектов играет сброс отработанных промышленных вод. Они загрязняют более 1/3 всего речного стока. Например...

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду

Влияние сельскохозяйственной техники на природные среды В ходе сельскохозяйственной деятельности человек использует большой арсенал специальной техники...

Загрязнение биосферы

Различают два основных вида загрязнений: природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров...

Загрязняющие вещества и их влияние на окружающую среду

Начнем с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы - атмосферы. Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня...

Защита гидросферы

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...

Комплекс контроля и управления в решении проблем нормализации экологической обстановки предприятия

Основными источниками загрязнений, опасности экологических и чрезвычайных ситуаций Воркутинского промышленного комплекса являются предприятия горной промышленности. Предприятия, входящие в ООО «Воркутауголь»...

Приоритетные вещества - загрязнители почвы

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными...

Система платежей за загрязнение окружающей среды в Российской Федерации

окружающая среда загрязнение платеж Окружающая среда - обобщённое понятие, характеризующее природные условия в конкретно избранном месте и экологическое состояние данной местности. Как правило...

Человек и окружающая среда

Загрязнение окружающей среды является одной из самых старых проблем, и возникла она с появлением первых поселений человека. В течение тысячелетий (до конца XVIII в.) источники загрязнения природной среды были немногочисленными и незначительными...

Экологическая оценка процессов загрязнения природных вод и технологий их очистки на станциях "Водоканала"

Загрязнители попадают в пресную воду различными путями: в результате несчастных случаев, намеренных сбросов отходов, проливов и утечек. Крупнейший потенциальный источник загрязнения -- cельское хозяйство...

· Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг). Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака...

Экологические проблемы современного мира

В качестве основы для классификации загрязнений атмосферы берутся различные свойства: происхождение загрязнений, их природа, типы и виды источников. Природа загрязнений может быть физической...

Эколого-хозяйственный баланс территории

Современное человечество обладает колоссальным арсеналом средств воздействия на окружающую среду. Как правило это воздействие (чаще всего негативное) является результатом хозяйственной деятельности...

Эколого-экономические проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов

1. Нефть и нефтепродукты. Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов...

Среди важнейших проблем, стоящих перед нами, особое место занимает загрязнение воды в России и во всем мире. Без этой жидкости невозможно существование жизни как таковой. Человек способен прожить без еды до 100 дней, но без воды он протянет не более 10 дней. И это неудивительно. Ведь вода составляет значительную часть человеческого организма. Известно, что более 60% тела взрослого человека составляет именно она.

Быстрая навигация по статье

Основные источники загрязнения гидросферы

Все в мире источники загрязнения вод можно условно разделить на две категории:

1. естественные;
2. антропогенные.

Естественные источники загрязнения водоемов

Естественное загрязнение гидросферы вызывают следующие причины:

• вулканическая деятельность;
• вымывание прибрежной почвы;
• выделение продуктов жизнедеятельности организмов;
• останки мертвых растений и животных.

Извержение вулкана на Гавайских островах

Пути решения проблемы природа определила для себя самостоятельно, без посторонней помощи. Существует природные механизмы очистки воды, которые безотказно действуют на протяжении тысячелетий.

Известно, что существует круговорот воды. С поверхности водоемов происходит испарение влаги, которая попадает в атмосферу. В процессе испарения производится очистка воды, которая затем в виде осадков попадает в почву, образуя подземные воды. Немалая их часть снова попадает в реки, озера, моря и океаны. Часть осадков попадает в водоемы сразу, минуя промежуточные стадии.

В результате такого круговорота вода возвращается в очищенном виде, поэтому экологическая проблема загрязнения воды решается сама собой.

Загрязнение воды человеком

Можно сказать, что загрязняет воду человек больше, чем все остальные живые организмы вместе взятые. Последствия загрязнения воды пагубно отражаются на всей окружающей среде. Вред, ежедневно наносимый человеком водной среде, сравним только с катастрофой глобального масштаба. Вот почему нельзя загрязнять гидросферу, а решение проблемы загрязнения водной среды является первостепенной задачей.

Последствия загрязнения водоемов таковы, что сейчас практически всю воду, присутствующую в том или ином виде на планете, нельзя назвать чистой. Загрязнение воды человеком делятся на три категории:

1. индустриальные;
2. сельскохозяйственные;
3. бытовые.

Загрязнение воды промышленными предприятиями

Загрязнение гидросферы неуклонно растет. Правда, последнее время существует тенденция к его сокращению.

Загрязнение воды человеком может быть первичным или вторичным. При первичном вредные вещества оказывают непосредственное отрицательное воздействие на организм человека, флору или фауну. Вторичным считается загрязнение водоемов, не связанное напрямую с вредным веществом, попавшим в гидросферу. Загрязнители воды становятся причиной вымирания организмов и вызывают рост количества останков животных или растений, также являющихся источниками загрязнения вод.

Загрязнение воды приводит к гибели рыбы

Виды загрязнений

Существует пять основных видов загрязнений гидросферы:

1. химическое;
2. биологическое;
3. механическое;
4. радиоактивное;
5. тепловое.

Сбросы загрязняющих веществ в составе сточных вод

Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов

Загрязнение воды и его последствия представляют серьезную опасность для здоровья и жизни организмов, населяющих нашу планету. Существует следующие виды такого воздействия:

• нейротоксичное;
• канцерогенное;
• генотоксичное;
• сбой репродуктивной функции;
• нарушение энергообмена.

Нейротоксичное воздействие

Отравление нервной системы тяжелыми металлами способно причинить вред нервной системе человека и животных и вызывать психические расстройства. Они могут стать причиной неадекватного поведения. Такое загрязнение водоемов может вызвать необоснованную агрессию или суицид его обитателей. Известно, например, множество случаев, когда по непонятной причине киты выбрасывались на берег.

Около 200 черных дельфинов-гринд выбросились на сушу в районе мыса Фэруэлл на севере Южного острова Новой Зеландии

Канцерогенный эффект

Употребление загрязненной воды является причиной онкологических заболеваний. Под действием отравляющих веществ абсолютно здоровые клетки организма способны переродиться в раковые, вызывая образование злокачественных опухолей.

Генотоксичность загрязнителей воды

Генотоксичные свойства загрязнителей заключаются в способности нарушать структуру ДНК. Это может вызвать серьезные заболевания не только у человека, в организм которого попали вредные вещества, но и пагубно отразиться на здоровье его потомков.

Репродуктивные нарушения

Часто бывает так, что отравляющие вещества не приводят к летальному исходу, но все же становятся причиной вымирания популяции живых организмов. Под влиянием опасных примесей, содержащихся в воде, они теряют способность к воспроизводству.

Нарушения энергообмена

Некоторые загрязнители воды обладают способностью угнетать митохондрии клеток организма, что приводит к потере способности вырабатывать энергию. Последствия загрязнения воды могут быть таковы, что многие жизненные процессы обитателей водоемов замедляются или останавливаются, вплоть до смертельного исхода.

Какими заболеваниями грозят загрязнения питьевой воды

В загрязненной воде могут содержаться патогенные микроорганизмы, вызывающие самые опасные заболевания. Чтобы осознать, в чем заключается опасность загрязнения водоемов и к чему они могут приводить, кратко перечислим некоторые из этих болезней:

• холера;
• онкология;
• врожденные патологии;
• ожог слизистых оболочек;
• амебиаз;
• шистосомоз;
• энтеровирусная инфекция;
• гастриты;
• психические отклонения;
• лямблиоз.

Эпидемия холеры на Гаити

Опасность данной ситуации начали осознавать не только специалисты, но и обычные жители. Об этом говорит повышение спроса на очищенную бутилированную и разливную воду по всему миру. Люди покупают такую воду, чтобы гарантированно избежать попадания в организм опасных возбудителей болезней.

Очистка воды

Главным виновником химического загрязнения воды является производственная деятельность. Хотя наиболее активно воду загрязняют промышленные предприятия, которые активно сбрасывают вредные вещества в окрестные водоемы. Там может содержаться вся таблица Менделеева. Кроме выброса химических элементов происходит тепловое и радиационное загрязнение. Проблеме безопасности стоков уделяется катастрофически мало внимания. Во всем мире можно пересчитать по пальцам производства, которые полностью очищают свои стоки, делая их безопасными для окружающей среды.

Сброс ряда загрязняющих веществ в составе сточных вод нередко осуществлялся без утверждённого разрешения на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду

Это происходит не из-за нерадивости руководства, а из-за чрезвычайной сложности технологии очистки. Вот почему нельзя загрязнять водоемы. Ведь проще предотвратить загрязнение, чем организовывать очистку.

Решить проблему загрязнения частично помогают очистные сооружения. Независимо от причины загрязнения существуют следующие виды очистки воды:

В общем, пути решения проблемы существуют.

Проблема загрязнения воды и ее решение на государственном и глобальном уровне

Мировая статистика отмечает быстрый рост потребления воды. Основные причины этого заключаются в стремительном развитии производства и росте численности населения земного шара.

Например, в США ежедневное потребление воды составляет 3600 миллиардов тонн. Еще в 1900 году американцам хватало 160 миллиардов литров в день. Сейчас страна стоит перед необходимостью очистки и повторного использования водных ресурсов.

Западная Европа уже перешагнула через этот порог. Например, вода, которую берут из Рейна, используется повторно до 30 раз.

Значительно сократить расход воды уже невозможно, ведь для этого придется сокращать производства и отказаться от многих благ цивилизации. Влияют и факторы загрязнения, ведь сокращается объем воды, пригодной для употребления. Поэтому следует больше внимания уделять поддержанию чистоты водных ресурсов.

Проблема является общей для всего человечества, ведь перемещение водных масс не знает государственных границ. Если в одной стране не относятся бережно к чистоте водных ресурсов, отчего загрязняется Мировой океан, от этого страдает экология нашей планеты.

Загрязнение Мирового океана пластмассовыми отходами. Пластиковые отходы приплыли из густонаселенных зон континентального побережья в результате сброса

Состояние воды в России волнует общественность не меньше, чем во всем мире. И тут у нашей страны нет разногласий с остальным мировым сообществом. Ведь сохранить водные ресурсы можно только совместными усилиями.