Загрязнение водных объектов Общая характеристика, классификация и биоиндикаторы загрязнения водных объектов

Рост народонаселения, а также развитие промышленности, сельского хозяйства в ХХ в. сопровождались постоянным увеличением безвозвратного водопотребления и возрастанием объёмов различных отходов, возникающих в процессах производства и потребления. Многие из них попадают в водные объекты, вызывая их прогрессирующее загрязнение.

Загрязнение вод имеет давнюю историю – оно начало ощущаться уже в середине XIX – начале ХХ в. во многих внутренних морях. Влияние разнообразных поллютантов поначалу сказывалось лишь на малопроточных континентальных водоёмах. Позже в таком же положении оказались многие реки промышленно развитых стран, которые постепенно утрачивали свое рыбохозяйственное значение и становились крупными природными «сточными канавами». Как следствие, резко изменилось к худшему качество пресных вод, причем загрязнение коснулось не только поверхностных, но и подземных вод.

В начале XXI в. проблема загрязнения Мирового океана и пресных континентальных водных объектов стала одной из глобальных экологических проблем современности.

Масштаб загрязнения объектов гидросферы характеризуют три исторических примера:

1. В середине XIХ в. изучавшая загрязнение Темзы комиссия, созданная по указу английской королевы, писала свой отчет не чернилами, а водой из сильно загрязненной реки, питающей столицу Великобритании – г. Лондон.

2. В середине 1960-х гг. американский сенатор Эдвард Кеннеди сказал о реке Гудзон, на которой стоит столица США (г. Вашингтон): «В воде реки Гудзон скорее растворишься, нежели утонешь!».

3. В начале 1990-х гг. в Тольятти был торжественно проведен «Праздник какашки» по поводу очередного прорыва прудов-отстойников в Ульяновской области, расположенной выше по течению Волги. Только после широкого освещения этого события в средствах массовой информации на ремонт дамб и реконструкцию очистных сооружений нашлись деньги.

Загрязнением водных объектов называют прямое или косвенное поступление посторонних веществ или энергии в водную среду, повлекшее за собой:

1. нанесение ущерба живым организмам;

2. возникновение опасности для здоровья и работоспособности людей;

3. ухудшение качества воды и ее полезных свойств;

4. помехи промышленной и иной хозяйственной деятельности.

Под загрязнением вод следует также понимать действия (умышленные или случайные), в результате которых водные объекты становятся частично или полностью непригодными для пользования.

К загрязнению водных объектов необходимо относить их засорение и замусоривание при сбросе практически нерастворимых отходов (древесины, бытового и строительного мусора, шлаков, металлолома и пр.), что ухудшает их внешний вид и гидрологический режим, создает помехи для водопользования.

Загрязнение водных систем представляет бóльшую опасность, чем загрязнение атмосферы, поскольку:

1. Источники загрязнения гидросферы и поллютанты более разнообразны, т. к. далеко не все вещества могут существовать в газообразном состоянии. Считается, что в водную среду попадает не менее 500 тыс. химических веществ из 8 млн. известных к настоящему времени; предельно допустимые концентрации разработаны всего лишь примерно для 1,5 тыс. видов.

2. Процессы биологического самоочищения протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздухе, где сильна роль температурного фактора и солнечной радиации.

3. Естественные процессы в водной среде более чувствительны к влиянию поллютантов: многие растворимые вещества активно включаются в биотический круговорот и передаются по пищевым цепям.

4. Отношение человека к Мировому океану и континентальным водным объектам гораздо более безответственно, так как возникающие негативные эффекты отдалены по времени.

Главной причиной усиливающегося загрязнения вод, как и окружающей природной среды в целом, является несоответствие возрастающих объёмов поступления загрязнителей возможностям биологического самоочищения и искусственной очистки. Человечество загрязняет сегодня природу гораздо сильнее и на суше, и на море, чем само может довести до приемлемого уровня чистоты.

Кроме того, появившиеся в последние десятилетия новые материалы и соединения (пластмассы, синтетические волокна, пестициды, поверхностно-активные вещества, продукты нефтепереработки, радионуклиды) достаточно стойки в химическом отношении и для своего разложения требуют значительного времени – до десятков и сотен лет. Для многих поллютантов природа вообще не создала механизмов разрушения. Например, для того, чтобы микроорганизмы водной среды «научились» естественным путем разлагать нефть и нефтепродукты потребовалось около ста лет – а это жизнь многих тысяч поколений микробов, приспособившихся к новым веществам.

Основными последствиями загрязнения водной среды являются:

• снижение биологической продуктивности объектов гидросферы и гибель гидробионтов;

• перенос токсических веществ по пищевым цепям и накопление поллютантов;

• прогрессирующая эвтрофикация водоёмов;

• возникновение отдаленных во времени эффектов (мутагенеза, канцерогенеза и др.) у различных групп гидробионтов;

• ухудшение состояния морских прибрежных зон, а также берегов крупных и малых рек;

• ограничение возможностей использования поверхностных и подземных вод (в питьевых целях, для рекреации, лечения и оздоровления) вследствие снижения их качества.

Все негативные последствия, связанные с загрязнением водной среды, рано или поздно сказываются на устойчивости водных экосистем и биосферы в целом.

В узком смысле (применительно к конкретным водным объектам) попадание вредных веществ в воду может вызвать:

1. изменение физико-химических, органолептических и санитарно-токсикологических её свойств;

2. уменьшение количества растворенного кислорода и рост концентрации опасных соединений (например, аммиака или сероводорода);

3. «цветение» воды в результате совместного действия температуры и повышенного содержания биогенных элементов;

4. накопление потенциально опасных веществ в организме гидробионтов.

Загрязнителем гидросферы может быть любой агент, поступающий в водоемы в количествах, превышающих фоновое содержание, среднемноголетнее значение или предельно допустимую концентрацию. Среди загрязнителей водных объектов могут быть выделены:

1. По происхождению:

   1. природные и антропогенные;

   2. конкретные виды, которыми являются:

• физические (взвешенные вещества, шлам, песок, глина, тепловая энергия, шум и вибрация, радионуклиды);

• химические (соли, кислоты, щелочи, нефть и нефтепродукты, пестициды, диоксины, тяжелые металлы, поверхностно-активные вещества и др.);

• биологические (вирусы, бактерии, грибки и продукты их жизнедеятельности);

2. По источникам загрязнения:

   1. промышленные сбросные неочищенные, частично или полностью очищенные сточные воды;

   2. вещества, выпадающие из атмосферы с осадками;

   3. сельскохозяйственные стоки;

   4. городские смывные воды и сточные воды жилищно-коммунального хозяйства;

   5. утечки при добыче и транспортировке полезных ископаемых;

   6. твердые отходы различных отраслей.

3. По отраслям промышленности (табл. 12).

4. По дисперсионному составу и агрегатному состоянию:

1. нерастворимые примеси;

2. взвешенные частицы;

3. растворенные газы;

4. ионы.

5. По вызываемым эффектам:

1. ухудшающие органолептические свойства воды;

2. мутагенные;

3. канцерогенные;

4. аллергенные;

5. тератогенные;

6. токсические;

7. пожароопасные и взрывоопасные;

8. патогенные.

Среди сточных вод могут быть выделены:

1. По происхождению:

1. бытовые;

2. хозяйственно-фекальные;

3. производственные;

4. промышленные;

5. сельскохозяйственные и др.

2. По природе загрязнителей:

1. минеральные;

2. органические;

3. биологические.

3. По токсичности:

1. ядовитые;

2. нейтральные.

4. По состоянию:

1. газообразные;

2. жидкие;

3. твердые;

4. растворимые;

5. нерастворимые.

Таблица 12