Всем известно, что вода — самое распространенное неорганическое соединение на Земле. Вода является основой всех жизненных процессов, источником кислорода в главном движущем процессе на Земле — фотосинтезе. Растения на 90%, а животные в среднем на 75% состоят из воды. Потеря живыми организмами 10—20% воды приводит к их гибели.
Качествоповерхностных вод, от которых зависит жизнь многих людей во всем мире, ухудшается в результате человеческой деятельности. Вследствие этого снижается возможность использовать поверхностные водные ресурсы в качестве питьевой воды для людей и сельскохозяйственных животных, для орошения и промышленных нужд.
Хозяйственно-бытовые, сельскохозяйственные и промышленные отходы часто загрязняют мировые источники воды из-за низкого уровня очистных сооружений или их отсутствия, аварий и умышленных злоупотреблений. Около 75% населения планеты не имеют системы очистки канализационных стоков и поэтому просто сбрасывают их в водостоки. В сельских районах развивающихся стран 71% населения испытывает недостаток в чистой воде и 87% не имеют канализации.
По данным ООН, четыре из каждых пяти заболеваний в развивающихся странах вызваны либо загрязненной водой, либо антисанитарными условиями проживания. Ежедневно в этих странах 25 тыс. человек умирает от болезней, вызванных некачественной водой.
Из мировых запасов воды только 2,5% приходится на пресные воды, большая часть которых (70%) сосредоточена во льдах полярных зон и ледниках.
Наибольшее практическое значение для человека имеют пресные воды рек. И именно эти водные ресурсы подвергаются в настоящее время интенсивному истощению: из-за непрерывного увеличения водозабора для растущих аппетитов промышленности, сельского хозяйства и увеличения бытового потребления (количественное истощение); а также из-за загрязнения вод (качественное истощение).
В настоящее время человечество потребляет на хозяйственно-бытовые нужды 12% речного стока. Темпы роста водопотребления составляют 3% в год.
Основные потребители воды — промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На их потребности уходит до 70% всей воды, расходуемой в промышленности. К числу отраслей промышленности, забирающих большое количество воды, относится и энергетика, где вода используется в системах охлаждения. Но главный потребитель пресной воды — сельское хозяйство. На орошение и полив в настоящее время затрачивается 4200 км3 в год, при этом 3/4 ее теряется безвозвратно.
В современных условиях значительно увеличиваются потребности человечества в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л на человека в день.
Из анализа водопользования за 50-60 прошедших лет и перспективных расчетов следует, что при сохранении темпов прироста населения и объемов производства человечество к 2100 г. может исчерпать весь запас пресной воды.
Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресной воды значительно уменьшаются из-за загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые),поскольку большая часть использованной речной воды возвращается в водные объекты в виде сточных вод.
30 марта 1990 г. было обнаружено загрязнение питьевой воды фенолом в сетях Южного водопровода г. Уфы. Фенол (оксибензол, карболовая кислота) - бесцветные, розовеющие при хранении кристаллы с характерным запахом. При попадании фенола на кожу появляются местные ожоговые явления, при длительном контакте и поражении поверхности тела возможен смертельный исход. Первопричиной загрязнения питьевой воды в водопроводе г. Уфы явилась авария, происшедшая в ноябре-декабре 1989 г. на Уфимском производственном объединении (ПО) «Химпром», в ходе, которой случился сброс фенола в приемный резервуар канализационное насосной станции предприятия, откуда он вместе с поверхностными стоками попал в пруд. Этот пруд использовался ПО «Химпром» в качестве отстойника поверхностных стоков. В связи с переполнением пруда поверхностные стоки с высоким содержанием фенола в конце марта 1990 г. через р. Чернушку попал в р. Шугуровку, а затем в р. Уфу. В итоге подрусловый слой грунтовых вод р. Уфы, из которого через 12 скважин производился забор 270 тыс. м3 воды в сутки, оказался, загрязнен фенолом. Учитывая, что этот водозабор являлся единственным источником обеспечения питьевой водой потребителей! ряда районов города, загрязнение воды фенолом в водозаборе w водопроводе создало угрозу жизни их населению (около 600 тыс.| человек) и в последующем - сложную ситуацию по снабжению привозной питьевой водой. Загрязнение питьевой воды в водопроводе г. Уфы феноло - содержащими веществами в марте 1990 г. является ярким примером возможности перерастания обычной объектовой аварии в тяжелую, продолжительную чрезвычайную ситуацию крупного масштаба,
В мировом масштабе основными загрязнителями поверхностных вод суши являются нефть и нефтепродукты, которые поступают в результате естественных выходов нефти в районах залегания, при нефтедобыче, транспортировке, переработке и использовании в качестве топлива и промышленного сырья.
Из продуктов промышленного производства основное! место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимаютдетергенты — синтетические моющие средства. Их все больше применяют в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Значительный вред водной среде и гидробионтам (совокупности организмов, населяющих все водоемы земного шара) причиняет загрязнениесвинцом и его соединениями.
Расширенное производство и использованиепестицидов обусловливает сильное загрязнение водных объектов этими соединениями.
Загрязнение водной среды происходит стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных земель загрязненной водой, при сбросе в водоемы отходов предприятий-изготовителей, в результате потерь при транспортировке и хранении пестицидов. Наряду с пестицидами сельскохозяйственные стоки содержат значительные количества веществ, внесенных на поля с удобрениями (азота, фосфора, калия).
Считается, что в водоемы поступает свыше 500 тыс. различных веществ.Тяжелые металлы (свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий) активно накапливаются в донных отложениях, рыбе, водорослях. Известны случаи массовых отравлений людей ртутью, которая попала в их организм с рыбой, а также отравления кадмием, когда для бытовых целей использовали загрязненные воды.
Большую опасность представляют загрязнения водрадиоактивными веществами.
Воды подвергаются такжетермическому загрязнению.Так, когда электростанции используют воду для конденсации отработанного пара и возвращают ее в водоем подогретой на 10—50 °С, уменьшается содержание растворенного в воде кислорода.
Возрастание тепловой нагрузки на водоемы, повышение содержания в них биогенных (постоянно входящих в| состав организмов и выполняющих определенные биологические функции) элементов и органических веществ, как правило, сопровождаются резким ухудшением санитарно-гигиенических показателей качества воды.
20 декабря 1998 г. в результате прорыва дамбы из шламоотстойника Сясьского целлюлозно-бумажного комбината (ЦБК) вылилось не менее 700 тыс. м3 опасных отходов, значительная часть которых попала в р. Сясь и Ладожское озеро, что привело к крайне серьезным экологическим последствиям. Результаты экспертизы показали «превышение предельно допустимой концентрации тяжелых металлов для воды: по алюминию в 16 раз; по марганцу в 13 раз; по меди в 5,6 раз; по железу в 14 раз; повышенное содержание фенола, формальдегида, марганца». В шламовых массах обнаружены: медь - превышение ПДК для почв достигает 17-20 раз, хром и свинец - превышение ПДК в 3 раза. Данные металлы обладают широким спектром канцерогенных и токсичных свойств. Особенно чувствительны к ним дети, у которых нарушаются функции центральной и периферической нервной системы, подавляется умственное развитие. Концентрация соединений типа ДДТ (одного из самых опасных и запрещенных ядов) была в 4-12 тыс. раз выше допустимой нормы.
Экологи относят возможные последствия этой аварии к самым тяжелым экологическим катастрофам мира за последние десять лет.
Загрязнение поверхностных вод
Загрязнение поверхностных вод началось в центральной России в ХVI веке, когда стали удобрять поля навозом. С тех пор в центральных районах страны основным загрязнителем вод было сельское хозяйство. В более северных районах большую роль играл сплав леса, особенно молевой, при котором бревна тонули и гнили в воде. С развитием промышленности и ростом городов стала расти роль, коммунальных и промышленных загрязнений. Резкое усиление загрязнений произошло в XX веке.
К началу 90-х гг. в России создалась довольно сложная ситуация. Качество вод большинства поверхностных водоемов страны не отвечает установленным нормативам. Главными загрязнителями поверхностных вод являютсянефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка, аммонийный и нитратный азот.
В большинстве промышленно развитых районов страны сброс сточных вод составил более 100 м3 на душу населения. В Иркутской области и Краснодарском крае он превышал 500 м3 на человека. В основных промышленных центрах (Москве, Нижегородской области и др.) — более 200, в Санкт-Петербурге — более 300.
Уже несколько десятилетий в результате промышленных и коммунальных сбросов нельзя пить воду из Средней и Нижней Волги. Несмотря на относительно высокую для России степень обеспеченности бассейна Волги очистными сооружениями, они работают неэффективно.
Именно этой водой поливают огороды и бахчи в Волго-Ахтубинской пойме, продукцией с которой снабжается значительная часть населения России. Рыба дельты Волги и Каспия также живет в этой воде. Днища волжских водохранилищ покрыты илами, содержащими огромные концентрации тяжелых металлов, которые в случае их размыва (например, при особо низких уровнях воды или серьезных авариях плотин ГЭС) могут резко ухудшить экологическое состояние всего бассейна. Вообще Волго-Каспийский бассейн, в котором живет 80 млн человек, в плане состояния воды едва ли не самый опасный в России.
Россия владеет крупнейшим в мире, совершенно уникальным резервуаром пресной чистейшей воды — озером Байкал, но и там ситуация внушает опасения, особенно в связи с деятельностью Байкальского целлюлозно-бумажного комбината.
Грунтовые (подземные) воды — основной ресурс питьевой воды в мире. В отличие от поверхностных вод, которые можно очистить при помощи очистных сооружений, грунтовые воды включены в иной гидрологический цикл и потому не могут быть очищены. Большая часть грунтовых вод подпитывается осадками, которые просачиваются в почву.
На качество грунтовых вод могут оказывать влияние многие виды человеческой деятельности. Вотсписок источников загрязнения подземных вод: ирригация (орошение), использование удобрений и пестицидов, септические отстойники и выгребные ямы, муниципальные канализационные системы, санитарные поля фильтрации и мусорные свалки, скважины, колодцы, подземные трубопроводы, промышленные отходы, поверхностные разливы' различных веществ, утилизация соляных растворов и отходов добывающей промышленности.
Главный источник загрязнения грунтовых вод — это мусорные свалки (полигоны). Твердые отходы на свалках состоят из пищевых отходов, бумаги, пластиков, металлов и токсичных материалов (свинца, ртути, кадмия, ядохимикатов и пестицидов). Места утилизации отходов представляют угрозу для грунтовых вод, потому что вместе с дождем и влагой металлы и органические вещества просачиваются в почву. Этот процесс напоминает то, что происходит с пакетиком чая, опущенным в горячую воду.
Мы остановились на различных аспектах возможного загрязнения природных вод. Приведенные данные и факты убеждают в необходимости защиты и сохранения всех видов природных источников воды. Законодательно вопросы рационального использования, охраны и защиты, природных водоисточников закреплены в Водном кодексе Российской Федерации 1995 г., которым определено, что «воды являются важнейшим компонентом окружающей природной среды, возобновляемым уязвимым природным ресурсом, используются и охраняются в Российской Федерации как основа жизни и деятельности народов, проживающих на ее территории, обеспечивают экономическое, социальное, экономическое благополучие населения, существование животного и растительного мира».