Экология. Проблемы качества воды. Проблема качества воды Главными источниками
 Скачать 20.86 Kb.
|
|
Проблема качества воды Главными источниками загрязнения природных вод являются предприятия черной и цветной металлургии, химической, нефтяной, газовой, угольной, целлюлозно-бумажной промышленности, сельское хозяйство (как земледелие, так и интенсивное животноводство), коммунальное хозяйство. Основные показатели загрязнения природных вод следующие: - растворенный кислород (чем выше его содержание, тем лучше качество воды); - показатель биохимического потребления кислорода (ВПК) (чем выше показатель, тем больше в воде загрязняющих веществ и, следовательно, тем хуже качество воды); - содержание в воде микроорганизмов. Их показателем служит содержание кишечной палочки (колититр); - содержание в воде аммония (NН4), нитратов (NО3), нитритов (NО2), нефти и нефтепродуктов, фенолов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), тяжелых металлов. Существуют две основные категории источников загрязнения водных объектов: источники точечного загрязнения и рассеянного загрязнения. К первой категории относятся, например, сбросы промышленных предприятий и очистных сооружений коммунальных стоков. Ко второй категории относятся, например, загрязнения, связанные с сельским хозяйством, такие, как загрязнения вод продуктами распада удобрений и пестицидов. Стратегии управления точечным и рассеянным загрязнением различны. В первом случае необходимо иметь дело с каждым источником, в то время как при рассеянном загрязнении нужно осуществлять стратегию управления всем речным бассейном, а точнее говоря, состоянием ландшафтов бассейна, в особенности антропогенно трансформированных. В стратегиях по улучшению качества воды, как правило, начинают с точечного загрязнения, а по достижении определенных успехов затем обращаются к регулированию рассеянного загрязнения. Основные проблемы качества воды. Основные антропогенные источники загрязнения воды - это патогены, органические вещества, асидификация, эвтрофикация, нитраты, тяжелые металлы и минерализация. 1. Заражение патогенами - очень важный фактор высокой заболеваемости и смертности от желудочно-кишечных болезней. В развитых странах вода в системах питьевого водоснабжения обрабатывается, в то время как в развивающихся странах обработка не всегда удовлетворительна, если она вообще производится. В Индии, например, достаточно полная очистка сточных вод в конце 1980-х годов производилась только в 8 городах. Реки обладают значительной самоочищающей способностью благодаря растворенному в воде кислороду, количество которого постоянно пополняется из атмосферы вследствие турбулентного режима течения рек. Когда поступление органических веществ в реку начинает превышать ее самоочищающую способность, загрязнение воды прогрессивно возрастает. Для решения проблемы необходимо снижение объема поступающих с бассейна загрязнений и строительство очистных сооружений. 2. Асидификацией озер можно в определенной мере управлять. Общая цель заключается в уменьшении кислотности воды до уровня рН(водородного показателя) > 5,0. Существуют два основных подхода: а) снижение выпадения кислотных осадков на озеро и весь его бассейн; б) непосредственное воздействие на воду, главным образом путем ее известкования. После известкования химическое состояние воды озера быстро улучшается, и реакция становится близкой к нейтральной. Известкование в Швеции проводится примерно на 3 тыс. озер. Одна из важных проблем при этом - необходимость учитывать накопление тяжелых металлов в озере (кадмия, никеля и др.), поскольку известняк содержит их в определенных концентрациях. 3. Слово эвтрофикация происходит от слова трофика - питание. Оно означает усиление биологической продуктивности водоемов вследствие накопления в воде биогенных элементов. Избыточное поступление биогенных веществ, т.е. соединений фосфора и азота в озера, водохранилища и устья рек, а также в морские прибрежные воды, приводит к взрывному росту водных растений, в особенности микроскопических водорослей, а также и макрофитов. Происходит периодическое бурное развитие («цветение») водорослей, которое может охватывать крупные по площади водохранилища, такие как водохранилища Волжского и Днепровского каскадов. После цветения микроскопические водоросли отмирают, зачастую отбирая из воды весь растворенный кислород для окисления и декомпозиции этой биомассы. Качество воды ухудшается как во время цветения, так и во время деструкции водорослей. Эвтрофикация приводит к ряду неблагоприятных экономических последствий: ухудшению качества воды, снижению рекреационной ценности озера, снижению рыбной популяции, блокированию водосбросов, каналов и даже навигационных путей. Управление эвтрофикацией обычно направлено на снижение фосфорной нагрузки. Бассейн озера рассматривается как единое целое, и действия по управлению основаны на тщательном анализе источников фосфора, затрат на его удаление или снижение нагрузки, социальных или политических обстоятельств. Это типичная задача системного анализа, с успехом применявшегося, например, к решению проблемы Балатона. 4. Важнейший источник нитратов в природных водах и источниках водоснабжения - сельскохозяйственные удобрения. Нитраты отличаются высокой растворимостью, и потому значительная их часть (не менее 15% от исходного количества) уходит в водные объекты, прежде всего в подземные воды. Установленная Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) норма содержания нитратов в питьевой воде - 11 мг/л азота в виде оксида азота. Регулирование поступления нитратов с поверхности представляет собой типичную стратегическую задачу управления рассеянным загрязнением. 5. Минерализация воды означает содержание в ней растворенных веществ. Усиление деятельности человека приводит к росту содержания в воде основных ионов, встречающихся в природе (хлоридов, сульфатов, гидрокарбонатов, кальция, натрия, калия - в зависимости от климатических условий). Особенно повышается минерализация вод вследствие развития орошения в бассейнах рек аридных районов, где возвратные воды приносят в реки много веществ, выщелоченных из почвенных горизонтов. В низовьях Сырдарьи, например, за последние 30 лет минерализация увеличилась от менее чем 1 г/л до почти 3 г/л. 6. Тяжелые металлы и мышьяк - серьезная проблема качества воды многих водных объектов мира. Из почти 100 химических элементов, обнаруженных в земной коре, в состав живого вещества входят, в заметной концентрации, только 22 наиболее легких, находящихся в верхней части таблицы Менделеева кверху от кальция. Вместе со сточными водами они попадают в источники водоснабжения. Горнодобывающая промышленность и цветная металлургия - другой источник загрязнения воды того же рода, в особенности в развивающихся странах. Аллювиальные отложения также могут содержать значительное количество тяжелых металлов. Например, в донных отложениях рукава Невы накопился свинец в такой концентрации, что она в принципе экономически выгодна для его добычи. Основная стратегия управления для тяжелых металлов заключается в управлении технологическими процессами. Развитые страны добились в этом отношении значительных успехов. 7. В настоящее время в производстве и использовании находятся около 100 тыс. химических, преимущественно органических веществ. Попадание в окружающую среду части этих веществ в малых концентрациях практически неизбежно. Ухудшение качества воды вследствие органических микрозагрязнителей связано со стоками таких секторов промышленности, как производство синтетических веществ и пестицидов, черная металлургия, нефтеперегонная, целлюлозно-бумажная и текстильная промышленность, добыча угля и др. Измерения этих поллютантов необходимы вследствие их крайне высокой токсичности. Один грамм полихлорированных бифенилов (ПХБ) (диоксин и др.) делает непригодным для жизни объем воды около 1 млн. м3. Широко известный ДДТ принадлежит к тому же классу загрязнителей. Оба класса, ПХБ и ДДТ, относятся к хлорорганическим соединениям. Они отличаются долгой продолжительностью нахождения в окружающей среде, передаются по пищевым цепям, накапливаясь в отдельных их звеньях, обладают способностью подавлять иммунные системы организма. Общие меры борьбы с загрязнением вод. 1.Стандарты качества воды - важный инструмент управления состоянием окружающей среды. Предприятия могут платить штрафы, если сбросы воды не соответствуют стандартам, или налоги, пропорциональные степени вклада в загрязнение воды. Эти меры помогают в решении проблем качества воды в развитых странах. Однако по ряду разнообразных причин (недостаток необходимого оборудования для измерений, отсутствие или несоблюдение соответствующих законов и пр.) они не действенны в большинстве развивающихся стран и стран с переходной экономикой. 2. Штрафы, налоги и другие меры экономического характера мало успешны при управлении рассеянным загрязнением. В таких случаях необходимо обратить внимание на технологию сельскохозяйственных работ, таких как вспашка, внесение минеральных и органических удобрений, методы орошения и т.д. Управление неканализованными стоками сельских поселений и малых городов также относится к этой категории. Таким образом, управление качеством воды на уровне речного (озерного) бассейна или гидрогеологической формации - чрезвычайно сложная задача системного характера, которая должна осуществляться как часть стратегии социального, экономического и экологического развития бассейна. |