Основные источники загрязнения водных ресурсов

Загрязнение воды является серьезной экологической проблемой и определяется наличием загрязняющих веществ в водных ресурсах. С точки зрения экологической науки, загрязняющее вещество представляет опасность для живых организмов, таких как растения или животные. Загрязнители могут быть результатом человеческой деятельности, например побочным продуктом промышленности или возникать естественным образом, например, радиоактивные изотопы, осадки или животные отходы.

Из-за того, насколько обширной является концепция загрязнения, можно предположить, что загрязненные воды существовали еще до появления негативной деятельности человечества.

Однако количество загрязненных вод увеличивается из-за быстрых темпов роста численности населения, сельскохозяйственной деятельности и развития промышленности.

Основные источники загрязнений водных ресурсов

Ряд действий людей ведет к загрязнению воды, вредному для водной флоры и фауны, эстетической красоты, отдыха и здоровья людей. Основные источники загрязнения могут быть сгруппированы в несколько категорий:

Землепользование

Человечество в значительной степени воздействует на землю, включая вырубку лесов, обработку лугов, строительство зданий, прокладывание дорог и др. Землепользование приводит к нарушению круговорота воды в природе, во время выпадения осадков и снеготаяния. По мере того, как вода стекает по поверхности земли, лишенной растений, и образовывает ручьи, она захватывает все на своем пути, включая вредные вещества. Растительность имеет важное значение, поскольку сдерживает органические и минеральные компоненты почвы.

Непроницаемые поверхности

Большинство искусственных поверхностей не могут поглощать воду, как почва и корни. Крыши, автостоянки и дороги позволяют потоку дождя, или растаявшего снега стекать с большой скоростью и объемом, захватывая по пути тяжелые металлы, масла, дорожную соль и другие загрязняющие вещества. В противном случае загрязняющие вещества поглотились бы почвой и растительностью, и естественным образом разрушились. Вместо этого они концентрируются в сточной воде, а затем попадают в водоемы.

Сельское хозяйство

Общие методы ведения сельского хозяйства, такие как воздействие на почву удобрений и пестицидов, и концентрация скота, вносят свой вклад в загрязнение воды. Вода, насыщенная фосфором и нитратами, приводит к цветению водорослей и другим проблемам, включая массовый замор рыбы. Неправильное управление сельскохозяйственными угодьями и животноводством также может привести к значительной эрозии почв.

Добыча полезных ископаемых

Шахтные хвосты — это груды отброшенных камней после того, как ценная часть руды была удалена. Хвосты могут выщелачивать на поверхностные и грунтовые воды большое количество загрязняющих веществ. Побочные продукты иногда хранятся в искусственных водоемах, а отсутствие плотин, удерживающих эти водоемы, может привести к экологической катастрофе.

Промышленность

Промышленная деятельность является основным источником загрязнения воды. В прошлом, жидкие отходы сбрасывались непосредственно в реки или помещались в специальные бочки, которые затем были погребены где-то. Эти бочки затем начали разрушаться, а вредные вещества просачиваться в почву и затем в подземные воды. Кроме того, случайные разливы загрязняющих веществ происходят довольно часто и влекут за собой негативные последствия для здоровья человека и экосистем.

Энергетический сектор

Добыча и транспортировка ископаемого топлива, особенно нефти, приводит к разливам, которые могут оказывать продолжительное воздействие на водные ресурсы. Кроме того, угольные электростанции выделяют большое количество диоксида серы и оксидов азота в атмосферу. Когда эти загрязнители растворяются в дождевой воде и поступают в водные пути, они значительно подкисляют реки и озера. Производство электроэнергии с помощью гидроэнергетики приводит к значительно меньшему загрязнению, но все же оказывает некоторое вредное воздействие на водные экосистемы.

Домашняя деятельность

Есть много действий, которые мы можем предпринимать каждый день для предотвращения загрязнения воды: избегать использование пестицидов, собирать отходы домашних животных, правильно утилизировать бытовую химию и медицинские препараты, избегать пластика, следить за утечками масла в автомобиле, регулярно очищать сливные ямы и др.

Мусор

В окружающей среде сохраняется много мусора, и пластиковые изделия не подвержены биоразложению, а только разрушаются на вредные микрочастицы.

Всегда ли загрязнителями выступает вещество?

Не всегда. Например, атомные электростанции используют огромное количество воды для охлаждения реактора с помощью парогенератора. Теплая вода затем попадает обратно в реку, из которой она закачивается, создавая теплый шлейф, влияющий на водную жизнь вниз по течению.

Загрязнение воды: основные источники и последствия

Проблема загрязнения пресных водоемов, подземных вод, Мирового океана приобретает вселенский масштаб. Существуют различные виды загрязнения воды, естественного происхождения и связанные с деятельностью человека. Это промышленные и бытовые стоки, выбросы промышленных предприятий, результаты сельскохозяйственной деятельности. При изменении физико-химических показателей вода становится непригодной для питья, пагубно влияет на биосферу.

Основные источники загрязнения гидросферы

Водные ресурсы загрязняются естественным путем во время и после природных катаклизмов, или в результате антропогенной деятельности. Загрязнители воды классифицируют по группам, видам. Такое деление необходимо для разработки экологических проектов по очистке природных ресурсов.

Естественные источники загрязнения водоемов

На земле постоянно изменяется рельеф: подвижки тектонических плит вызывают землетрясения, активизируются вулканы. Загрязнение воды происходит в период сильных ливней, ураганов. Есть и другие естественные источники загрязнения подземных и наземных источников воды, открытых водоемов:

• отходы жизнедеятельности живых существ (фекальные массы, биологические жидкости);
• продукты разложения природного биоматериала: останков животных, растений;
• смыв прибрежных почв в период выпадения осадков;
• попадание солей, кислот из подземных минеральных источников;
• гидротермальные гейзеры выбрасывают загрязнители в атмосферу.

Все эти естественные источники загрязнения воды оказывают влияние на биосферу, происходит видовое изменение флоры и фауны. Глобального загрязнения гидросистемы не происходит, потому что природа запускает механизмы самоочистки, постепенно вода очищается естественным образом на биологическом, физическом уровне без вмешательства человека. Этому способствует круговорот воды в природе. Во время испарения происходит самофильтрация влаги. Осадки пополняют запасы водных ресурсов.

Загрязнение воды человеком

Глобальный характер носит загрязнение поверхностных вод человеком:

• в бытовой деятельности;
• при производстве продуктов питания (животноводство, растениеводство с использованием минеральных удобрений, пестицидов, ядохимикатов);
• на состояние гидросферы влияют газодымные выбросы, они вместе с осадками оседают на почве;
• при добыче полезных ископаемых, пагубные последствия возникают после разливов нефти во время аварий в акваториях прибрежных вод, во время транспортировки, до 30% Мирового океана покрыто маслянистой пленкой;
• индустриального характера, это промышленные стоки, вредные выбросы в атмосферу.

Источники загрязнения поверхностных и подземных вод различаются по области воздействия:

• механические носят поверхностный характер, это самые безобидные, легко устраняемые загрязнения;
• в химических присутствуют токсины, органические и минеральные вещества, оказывающие пагубное воздействие на животных, растения, микроорганизмы;
• биологические вызывают развитие болезнетворных микробов, бактерий, грибков, некоторые колиформные бактерии в воде существуют в жидкой среде от 3 месяцев до года, становятся истопником загрязнения;
• к физическим относятся стоки из охлаждающих контуров, всевозможные вибрации, ультразвук, влияющие на нервную систему представителей фауны;
• радиоактивные содержат нуклиды, они поступают из мест захоронения отходов АЭС, производства ядерного оружия, с рудников по добыче урановой руды.

Источники загрязнения подземных вод, открытых водоемов являются различные стоки, они классифицируются по происхождению:

• промышленные включают отходы производственного цикла, бытовые стоки;
• городские фекальные и хозяйственные сточные потоки, поступающие в систему канализации;
• твердые отходы, разлагающиеся и растворяющиеся в процессе хранения;
• стоки с промышленных, строительных площадок, городских улиц, с/х объектов, полей;
• оползни, лавины, селевые и паводковые потоки, сметающие все на своем пути;
• стоки с промышленных, пассажирских судов хозяйственного и бытового характера;
• тепловые стоки с электростанций.

Угрозу для людей, животных представляют источники загрязнения гельминтами пищи воды предметов обихода, они попадают в почву:

• вместе с необеззараженными канализационными стоками;
• из навоза, вывозимого на поля для удобрения;
• отходов животноводства;
• переработки продуктов питания.

Гельминты попадают в водоемы с талыми водами, бытовыми, ливневыми и паводковыми стоками, твердыми отходами.

Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов

Засорение и загрязнение Мирового океана снижает численность его обитателей. Под угрозой вымирания многие виды млекопитающих, рептилий, рыб, простейших. Снижается площадь рифов. Мировой океан – резерв природного белка, при изменении состава воды нарушится биологический баланс.

Загрязнение пресной воды опасно не только для наземных растений и животных, но и для человека. Развиваются тяжелые заболевания, возрастает уровень смертности. В зависимости от индекса загрязнения воды, определяют сферу использования водных ресурсов. Определяющие показатели:

• уровень кислотности;
• превышение предельно-допустимых концентраций по вредным компонентам;
• наличие патогенных микроорганизмов;
• характеристики цвета и мутности;
• радиоактивное загрязнение воды.

Для хозяйственно-бытовых нужд используются открытые водоемы, подземные источники (скважины). Из-за высокого уровня загрязнения многие из них не пригодны для питья, купания. Качество воды определяют по степени важности водохранилищ. Как проявляется загрязнение воды продуктами хозяйственной деятельности в зависимости от вида загрязнителя.

Нейротоксичное воздействие

На нервную систему влияют токсины, они приводят к поражениям разной степени. Фиксируются суициды, поведенческие нарушения у представителей животного мира. Млекопитающие проявляют несвойственную им агрессию. Причинами нейротоксических поражений считают массовый выброс морских обитателей: дельфинов, китов.

Канцерогенный эффект

Доказано влияние канцерогенов на развитие раковых клеток у людей и животных. При употреблении зараженной воды риск перерождения здоровых клеток в патологические возрастает. Многие канцерогены способны накапливаться в тканях.

Генотоксичность загрязнителей воды

Некоторые загрязнители способны вызывать мутации живых организмов, они нарушают цепочку ДНК. Генные изменения наследуются, происходит видовое изменение, фиксируются патологические физиологические нарушения.

Репродуктивные нарушения

Из-за токсических, химических поражений представители фауны теряют способность к оплодотворению, вынашиванию потомства. Нарушается репродуктивная функция живых организмов. Заражение воды может стать причиной вымирания биологических видов.

Нарушения энергообмена

В водоемах, где берут воду для охлаждения энергогенераторных турбин, повышается среднегодовая температура воды. Такое изменение оказывает пагубное влияние на некоторые виды микроорганизмов, животных. Тепловое загрязнение воды приводит к изменению жизненных циклов флоры и фауны.

Мировое сообщество обеспокоено сохранением водных ресурсов. Уменьшение загрязнения речных вод позволит сохранить видовое разнообразие биосферы. Ужесточаются требования к токсичности и загрязнению промышленных стоков, вредных выбросов. На государственном уровне стимулируются собственники, использующие воду по замкнутому циклу. Разрабатываются новые технологии очистки воды.

Характеристика источников питьевого водоснабжения, причины и источники их загрязнения

Источником питьевой воды могут быть атмосферные, поверхностные и подземные воды. Все они очень отличаются по химическому составу и гигиенической значимости для человека.
Атмосферная вода – дождевая характеризуется как мягкая, поскольку в ней нет солей Са и Мg. Широко используется для питья в безводных регионах (Австралия, Израиль). Но, как мы рассматривали ранее, в атмосферной воде крупных городов и в местностях с интенсивной промышленностью содержится много загрязнений: различные кислоты, соли металлов из дымов и разнообразные неболезнетворные микроорганизмы. Такая вода без обработки не пригодна для питья: ее можно употреблять после отстоя или очистки и кипячения.
Подземные воды делятся на поверхностные, грунтовые и межпластовые. Поверхностные воды располагаются у самой поверхности земли – это почвенные воды. Эта вода появляется в период снеготаяния, обильных дождей. Часть воды уходит ниже, а часть испаряется. Эта вода для питья ограничено годна в нежилой зоне и не годна в жилой, т.к. в ней много антропогенных загрязнений – микробных и химических.
Поверхностные воды, опускаясь ниже, встречают глиняную или каменную преграду, скапливаются над ней, образуя грунтовые воды – это колодцы, родники, ключи. Эти воды отражают состав почвы: чем сильнее загрязнение почвы (в жилой зоне), тем больше этих веществ в воде. Двигаясь по уклону местности под землей, эта вода с одной стороны фильтруется от поверхностных загрязнений, а с другой – в жилой зоне она может загрязняться, впитывая, что встречает на пути (содержимое необустроенных выгребных уборных и помойных ям). В этой воде часто присутствуют химические вещества (аммиак, нитриты, нитраты) и микроорганизмы (повышенное содержание кишечной палочки), указывающие на фекальные загрязнения и возможное наличие болезнетворных микробов (дизентерийных и брюшнотифозных) и вирусов (гепатита А и др.). Поэтому в современных городских условиях пить воду из колодцев, «святых источников» и родников надо после гигиенической оценки – посмотреть откуда стекает вода. Если это сельский колодец, то надо периодически проводить его дезинфекцию и лабораторные исследования воды.
Спускаясь вниз и растекаясь по уклону местности, вода затекает в водонепроницаемые межпластовые пространства, скапливается здесь и называетсямежпластовой. Если пробурить скважину глубиной 20 — 90 м , то вода из нее будет называться артезианской. Эта вода отличается от других вод характерным химическим составом, зависящим от пород, по которым она двигается, большей прозрачностью из-за отсутствия взвешенных частиц, низкой температурой; в ней мало микробов и почти полностью отсутствует кислород. Чаще это вода с повышенной жесткостью – в ней много Са и Мg. Физико-химический состав артезианской воды характеризуется постоянством: как правило, это чистая вода. Загрязнения артезианской воды возможны: 1) из-за трещины в земных породах, куда проваливается поверхностная вода и 2) при поступление воды из заброшенных шахт в результате слишком интенсивной эксплуатации артскважины. Артезианская вода используется без очистки и хлорирования. Минусом ее является жесткость воды, в результате чего в ней плохо приготовляется пища — плохо развариваются овощи и мясо; не мылится мыло и плохо стирается белье; водопроводные трубы быстро выходят из строя в результате закупорки их просвета известью. Люди, употребляющие эту воду в сыром виде (некипяченой), чаще болеют желудочно-кишечными и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Поверхностные водоисточники разделяются на естественные водоемы (реки, озера, пруды) и искусственные (водохранилища, каналы). Вода проточных водоемов (рек) отличается от воды непроточных (озер, прудов).
Чистота воды в реках зависит от сезона года, источника воды, скорости течения, многоводности и объема загрязнений, стекающих в нее, от санитарного состояния ее берегов и что на них расположено – предприятия, спускающие сточные воды, или навозохранилища молочно-товарный ферм. Как правило, реки берут свое начало из болот и поверхностных водоисточников. Весной и осенью идут дожди – и реки сильно загрязняются сточными водами. Зимой из-за уменьшения атмосферных осадков реки становятся чище. Большинство рек в настоящее время перегорожены плотинами и используются для гидроэлектростанций, поэтому вода в них малопроточна, что снижает процессы самоочищения. Например, Волга перекрыта 6 водохранилищами, ее вода до впадения в Каспийское море трижды «выпивается и выливается» городами, расположенными на ней; в результате только ее химическое загрязнение в 2 раза превышает ПДУ.
То же относится к воде озер и прудов. Поэтому вода рек, озер и прудов из-за микробной загрязненности для непосредственного питья непригодна. А выпитая при купании часто служит причиной кишечных заболеваний. Купающиеся в прудах утки служат показателем возможной загрязненности воды гельминтозами и сальмонеллезом. Для питьевого водоснабжения чаще используются искусственные водохранилища. Самое большое их них в Европе — Рыбинское водохранилище в Ярославской области – площадью 15 км 2 . Минусом искусственных водохранилищ является их малопроточность, из-за чего они сильно зацветают зелеными водорослями, которые при разложении ухудшают вкус воды и засоряют очистные фильтры.
Источники и причины загрязнения природных резервуаров питьевой воды:

Источниками загрязнения природных резервуаров питьевой воды являются:
1.стоки поверхностных вод с загрязненных территорий;

2.спуски бытовых и промышленных стоков (1992 г. в РФ сброшено 28 км 3 стоков, из них 8,4 км 3 без очистки);

3.сбросы отходов водного транспорта.

Бытовые (фекально-хозяйственные) сточные воды загрязняют водоемы органическими веществами и бактериями. Производственные стоки изменяют химический состав воды, придают ей измененные запахи, окраску, вводят плавающие и вредные вещества. Несмотря на самоочищение, водоемы не справляются и на отдельных участках становятся сточными канавами, реками-поганками, непригодными для санитарно-бытового использования.
1/3 загрязнений поступает с поверхностными ливневыми водами. В весенний паводок качество воды резко ухудшается из-за смыва загрязнений с поверхности почвы, попадания навоза с полей и переполненных навозохранилищ и многих других причин.