МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Введения
"Вода у тебя нет ни
вкуса, ни цвета, ни запаха,
тебя невозможно описать,
тобой наслаждаются,
не ведая что ты такое.
Нельзя сказать, что
ты необходима для жизни:
ты – сама жизнь”
Человек не может жить без воды. Без пищи
человек может прожить 2-3 месяца, а без
воды погибает через неделю.
С
водой в организм человека поступают
минеральные вещества, вода обеспечивает
движение всех материальных и энергетических
потоков в теле человека, и даже
температура тела регулируется при
помощи воды. Доброкачественная вода
– важный фактор жизни человека,
животных и их здоровья.
Практически
все водные источники сегодня
загрязнены. В результате безразличия
к катастрофическим последствиям сливания
химических и токсичных отходов
производства в реки и озера многие
источники питьевой воды оказались
отравленными. Вода содержит более 13 тысяч
токсичных элементов. У людей нет природных
механизмов обезвреживания такого количества
экзотоксинов. Поэтому употребление грязной
воды вызывает множество заболеваний.
По данным ВОЗ 80% всех заболеваний передаются
через воду или вызвано ее недостатком.
В
настоящее время изучение водных
ресурсов Земли в связи с непрерывным
увеличением их потребления показало,
что в ряде стран с развитой
экономикой назрела угроза недостатка
воды. Причины истощения кроются
не только в неравномерном распределении
ресурсов на поверхности земли, но и в
том, что вода, после ее использования,
загрязняется и не подвергается эффективной
очистке. Вода, покрывающая 70% поверхности
земного шара, в наши дни становится одним
из самых дефицитных минералов.
Нефть
представляет собой вязкую маслянистую
жидкость, имеющую темно-коричневый
цвет и обладающую слабой флуоресценцией.
Нефть состоит преимущественно
из насыщенных алифатических и ги |
роароматических
углеводородов |
Все
компоненты нефти токсичны для морских
организмов. Нефть влияет на структуру
сообщества морских животных. При
нефтяном загрязнении изменяется соотношение
видов и уменьшается их разнообразие.
Так, обильно развиваются микроорганизмы,
питающиеся нефтяными углеводородами,
а биомасса стих микроорганизмов ядовита
для многих морских обитателей. Доказано,
что очень опасно длительное хроническое
воздействие даже небольших концентраций
нефти. При этом постепенно падает первичная
биологическая продуктивность моря.
Наибольшие
количества нефти сосредоточены
в тонком приповерхностном слое морской
воды, играющем особенно важную роль для
различных сторон жизни океана. В
нем сосредоточено множество
организмов, этот слой играет роль "детского
сада" для многих популяций. Поверхностные
нефтяные пленки нарушают газообмен между
атмосферой и океаном. Претерпевают изменения
процессы растворения и выделения кислорода,
углекислого газа, теплообмена, меняется
отражательная способность морской воды.
Больше
всего страдают от нефти птицы, особенно
когда загрязняются прибрежные воды. Нефть
склеивает оперение, оно утрачивает теплоизолирующие
свойства, и, кроме того, птица, выпачканная
в нефти, не может плавать. Птицы замерзают
и тонут. Даже чистка перьев растворителями
не позволяет спасти всех пострадавших.
За данными ЮНЕСКО в воды планеты ежегодно
выбрасывается около 22млн. тонн нефтепродуктов.
При попадании нефти в реки и водоемы,
в них от удушья гибнет все живое. Поэтому
для случаев аварийных выброс нефти в
водоемы необходимо иметь эффективные
способы ее обезвреживания и удаления.
Пестициды
составляют группу искусственно созданных
веществ, используемых для борьбы с
вредителями и болезнями растений
Установлено,
что пестициды, уничтожая вредителей,
наносят вред многим полезным организмам
и подрывают здоровье биоценозов. В сельском
хозяйстве давно уже стоит проблема перехода
от химических (загрязняющих среду) к биологическим
(экологически чистым) методам борьбы
с вредителями. В настоящее время более
5 млн. т. пестицидов поступает на мировой
рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже
вошло в состав наземных и морских экосистем
водным путем. Промышленное производство
пестицидов сопровождается появлением
большого количества побочных продуктов,
загрязняющих сточные воды.
Пестициды
легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются
в органах рыб, млекопитающих, морских
птиц. Будучи ксенобиотиками, т.е. веществами
полностью искусственного происхождения,
они не имеют среди микроорганизмов своих
"потребителей" и поэтому почти не
разлагаются в природных условиях, а только
накапливаются в Мировом океане. Вместе
с тем они остротоксичны, влияют на кроветворную
систему, подавляют ферментативную активность,
сильно влияют на наследственность.
1.3
Синтетические вещества.
Детергенты
(СПАВ) относятся к обширной группе
веществ, понижающих поверхностное
натяжение воды. Они входят в состав
синтетических моющих средств (СМС),
широко применяемых в быту и промышленности.
Вместе со сточными водами СПАВ, попадают
в материковые воды и морскую среду.
Ярким представителем являются стиральные
порошки, моющие средства. Стиральные
порошки на фосфатной основе отрицательно
влияют не только непосредственно на здоровье
человека, но и наносят огромный ущерб
окружающей среде.
Фосфат
натрия имеет способность проходить
через самые современные очистительные
сооружения и попадать в открытые
водоемы. Оседая на дно, он становится
удобрением для сине-зеленых водорослей,
которые начинают активно размножаться
и вода начинает цвести. Всего 1 грамм фосфата
натрия стимулирует образование 5-10 кг
водорослей, а по данным журнала “Бизнес”
в 2009 году в Украине было продано 180-220 тонн
стиральных порошков, то есть по минимальным
подлетам в воду попало 27 тонн триполифосфата
натрия.
Сине-зеленые
водоросли безобидны лишь на первый
взгляд. Активное размножение сине-зеленых
приводит к ухудшению вкусовых качеств
воды и возникновению неприятного
запаха. Повышение критической массы
водорослей активизируют процессы саморазложения
которые приводят к использованию кислорода
содержащегося у воде и выделению место
этого в воду метану, сероводорода, аммиака
м других токсичных веществ. В результате
гибнут не только рыбы, известны случаи
массового отравления домашних животных,
которые пили воду из водоемов, где наблюдалось
цветение сине-зеленых водорослей.
Особую опасность для людей может представлять
момент начального этапа разложения биомассы
сине-зеленых водорослей, когда клетки
микроорганизмов не утратили в своем большинстве
способности продуцированию альбо-токсинов,
и азотосодержащие компоненты, отмерших
клеток, начинают разлагаться, выделяя
токсичные продукты распада.
Если
в 1965 году в 1 куб.м черноморской воды
было не более 50 г. микроорганизмов, то
сейчас в 20 раз больше.
Единственный
путь спасения от губительного влияния
от синтетических поверхностно-активных
веществ – уменьшения количества фосфатов
в структуре веществ, содержащих их.
Канцерогенные
вещества - это химически однородные
соединения, проявляющие трансформирующую
активность и способность вызывать канцерогенные,
тератогенные (нарушение процессов эмбрионального
развития) или мутагенные изменения в
организмах. В зависимости от условий
воздействия они могут приводить к ингибированию
роста, ускорению старения, нарушению
индивидуального развития и изменению
генофонда организмов. К веществам, обладающим
канцерогенными свойствами, относятся
хлорированные алифатические углеводороды,
винилхлорид, и особенно, полициклические
ароматические углеводороды (ПАУ).
Тяжелые
металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь,
мышьяк) относятся к числу распространенных
и весьма токсичных загрязняющих веществ.
Они широко применяются в различных промышленных
производствах, поэтому, несмотря на очистные
мероприятия, содержание соединения 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.
При выветривании осадочных и изверженных
пород ежегодно выделяется 3, 5 тыс. т. ртути.
В составе атмосферной пыли содержится
около 121тыс. т. ртути, причем значительная
часть - антропогенного происхождения.
Около половины годового промышленного
производства этого металла (910 тыс. т.
/год) различными путями попадает в океан.
В районах, загрязняемых промышленными
водами, концентрация ртути в растворе
и взвесях сильно повышается. Наконец,
свинец активно рассеивается в окружающую
среду в процессе хозяйственной деятельности
человека. Это 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) *10000 т. свинца в год.
Масштабы
загрязнения продуктов морей
и океанов так велики, что во
многих странах установлены санитарные
нормы на содержание в них тех или других
вредных веществ. Интересно отметить,
что при концентрации ртути в воде, только
в 10 раз большей ее естественного содержания,
загрязнение устриц уже превышает норму,
установленную в некоторых странах. Это
показывает, как близок тот предел загрязнения
морей, который нельзя переступить без
вредных последствий для жизни и здоровья
людей.
Однако последствия загрязнения опасны
прежде всего для всех живых обитателей
морей и океанов. Эти последствия разнообразны.
Первичные критические нарушения в функционировании
живых организмов под действием загрязняющих
веществ возникают на уровне биологических
эффектов: после химического состава клеток
нарушаются процессы дыхания, роста и
размножения организмов, возможны мутации
и канцерогенез; нарушаются движение и
ориентация в морской среде.
Морфологические изменения нередко
проявляются в виде разнообразных
патологий внутренних органов:
изменений размеров, развития уродливых
форм. Особенно часто эти явления
регистрируются при хроническом загрязнении.
Многие
страны, имеющие выход к морю,
производят морское захоронение
различных материалов и веществ,
в частности грунта, вынутого при
дноуглубительных работах, бурового шлака,
отходов промышленности, строительного
мусора, твердых отходов, взрывчатых и
химических веществ, радиоактивных отходов.
Объем захоронений составил около 10% от
всей массы загрязняющих веществ, поступающих
в Мировой океан. Основанием для дампинга
в море служит возможность морской среды
к переработке большого количества органических
и неорганических веществ без особого
ущерба воды. Однако эта способность не
беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается
как вынужденная мера, временная дань
общества несовершенству технологии.
В шлаках промышленных производств присутствуют
разнообразные органические вещества
и соединения тяжелых металлов. Бытовой
мусор в среднем содержит (на массу сухого
вещества) 32-40% органических веществ; 0,56%
азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0, 085% свинца;
0,001% ртути; 0, 001% кадмия. Во время сброса
прохождении материала сквозь столб воды,
часть загрязняющих веществ переходит
в раствор, изменяя качество воды, другая
сорбируется частицами взвеси и переходит
в донные отложения.
Одновременно повышается мутность
воды. Наличие органических веществ
чисто приводит к быстрому
расходованию кислорода в воде
и не редко к его полному
исчезновению, растворению взвесей,
накоплению металлов в растворенной
форме, появлению сероводорода. Присутствие
большого количества органических веществ
создает в грунтах устойчивую восстановительную
среду, в которой возникает особый тип
иловых вод, содержащих сероводород, аммиак,
ионы металлов. Воздействию сбрасываемых
материалов в разной степени подвергаются
организмы бентоса и др. В случае образования
поверхностных пленок, содержащих нефтяные
углеводороды и, СПАВ, нарушается газообмен
на границе воздух - вода. Загрязняющие
вещества, поступающие в раствор, могут
аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов
и оказывать токсическое воздействие
на них. Сброс материалов дампинга на дно
и длительная повышенная мутность приданной
воды приводит к гибели от удушья малоподвижные
формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков
и ракообразных сокращается скорость
роста за счет ухудшения условий питания
и дыхания. Нередко изменяется видовой
состав данного сообщества.
Тепловое
загрязнение поверхности водоемов
и прибрежных морских акваторий
возникает в результате сброса нагретых
сточных вод электростанциями и
некоторыми промышленными производствами.
Сброс нагретых вод во многих случаях
обуславливает повышение температуры
воды в водоемах на 6-8
градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых
вод в прибрежных районах может достигать
30 кв. км. Более устойчивая температурная
стратификация препятствует водообмену
поверхностным и донным слоем.
Растворимость кислорода уменьшается,
а потребление его возрастает,
поскольку с ростом температуры
усиливается активность аэробных
бактерий, разлагающих органическое
вещество. Усиливается видовое разнообразие
фитопланктона и всей флоры водорослей.
На основании обобщения материала можно
сделать вывод, что эффекты антропогенного
воздействия на водную среду проявляются
на индивидуальном и популяционно-биоценотическом
уровнях, и длительное действие загрязняющих
веществ приводит к упрощению экосистемы.
Загрязнение
водного бассейна в городах следует
рассматривать в двух аспектах -
загрязнение воды в зоне водопотребления
и загрязнение водного бассейна
в черте города за счет его стоков.
Загрязнение
воды в зоне водопотребления является
серьезным фактором, ухудшающим экологическое
состояние городов. Оно производится
как за счет сброса части неочищенных
стоков городов и предприятий, расположенных
выше зоны водозабора данного города и
загрязнения воды речным транспортом,
так и за счет попадания в водоемы части
удобрений и ядохимикатов, вносимых на
поля. Причем, если с первыми видами загрязнения
можно путем строительства очистных сооружений
бороться эффективно, то предотвратить
загрязнение водного бассейна, производимое
сельскохозяйственными мероприятиями,
очень сложно. В зонах повышенного увлажнения
около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых
в почву, попадает в водотоки. Это, в свою
очередь, может приводить к загрязнению
водоемов, которая еще больше ухудшает
качество воды.
Важно
заметить, что водоочистные сооружения
водопроводов не в состоянии очистить
питьевую воду от растворов указанных
веществ, поэтому питьевая вода может
содержать их в себе в повышенных
концентрациях и отрицательно повлиять
на здоровье человека.
•Свинец
– разрушает гормоны, ферменты, кровь.
•Железо
– снижает иммунитет, стимулирует развитие
онкологических клеток.
•Кадмий – вызывает рак, разрушает почки.
Рост
химизации сельского хозяйства
неизбежно будет приводить к
увеличению количества удобрений и
ядохимикатов, вносимых в почву, и
соответственно с этим их концентрация
в воде будет увеличиваться.
Борьба
с таким видом загрязнений
требует использования удобрений и ядохимикатов
в зонах водосбора исключительно в гранулированной
форме, разработки и внедрения быстроразлагающихся
ядохимикатов, а также биологических методов
защиты растений.
Города также являются мощными источниками
загрязнения водного бассейна. В крупных
городах в расчете на одного жителя (с
учетом загрязненных поверхностных стоков)
ежесуточно сбрасывается в водоемы около
1 м загрязненных стоков. Поэтому города
нуждаются в мощных очистных сооружениях,
эксплуатация которых вызывает немалые
трудности. Так, при работе станции биологической
очистки сточных вод городов образуется
около 1,5-2 т отработанного ила в год в расчете
на одного жителя. Использование этого
ила в качестве удобрения для столовых
сельскохозяйственных культур недопустимо,
так как он содержит в себе большое количество
токсических веществ, не подлежащих разложению.
В настоящее время такой ил складируется
на суше, занимая значительные территории,
и вызывает загрязнение почвенных вод.
Причем из ила прежде всего вымываются
наиболее токсические элементы, содержащие
соединения тяжелых металлов.
Человечество
пришло к пониманию, что дальнейшее
развитие технического прогресса невозможно
без оценки влияния новых технологий
на экологическую ситуацию. Новые связи,
создаваемые человеком, должны быть замкнуты,
чтобы обеспечить неизменность тех основных
параметров системы планеты Земля, которые
влияют на её экологическую стабильность.
Поэтому необходим рациональный,
научно обоснованный подход к практике
расширения заповедников, тем более что
по мере развития научно-технической революции
объем негативных влияний на природные
эстетически ценные объекты увеличивается
настолько, что культурная деятельность,
направленная на компенсацию наносимого
ущерба, подчас не справляется со своими
задачами.
Важное
место в предохранении гидроресурсов
от качественного истощения принадлежит
очистным сооружениям. Очистные сооружения
бывают разных типов в зависимости
от основного способа обезвреживания
нечистот. При механическом
методе нерастворимые примеси удаляют
из сточных вод через систему отстойников
и разного рода ловушек. В прошлом этот
способ находил самое широкое применение
для очистки промышленных стоков. Сущность
химического метода
заключается в том, что на очистных станциях
в стоки вносят реагенты. Они вступают
в реакцию с растворенными и нерастворенными
загрязняющими веществами и способствуют
их выпадению в отстойниках, откуда их
удаляют механическим путем. Но этот способ
непригоден для очистки стоков, содержащих
большое количество разнородных загрязнителей.
Для очистки промышленных стоков сложного
состава применяют электролитический
(физический) метод.
При этом способе электрический ток пропускают
через промстоки, что приводит к выпадению
большинства загрязняющих веществ в осадок.
Электролитический способ очень
эффективен и требует относительно
небольших затрат на сооружение
очистных станций.. При очистки
бытовых стоков наилучшие результаты
дает биологический
метод. В этом случае для минерализации
органических загрязнений используют
аэробные биологические процессы, осуществляемые
с помощью микроорганизмов. Биологический
метод применяют как в условиях, приближенных
к естественным, так и в специальных биоочистных
сооружениях. В первом случае хозяйственно-бытовые
стоки подаются на поля орошения. Здесь
сточные воды фильтруются через почвогрунты
и при этом проходят бактериальную очистку.
На полях орошения скапливается огромное
количество органических удобрений, что
позволяет выращивать на них высокие урожаи.
Сложную систему биологической очистки
загрязненных рейнских вод для целей водоснабжения
ряда городов страны разработали и применяют
голландцы. На Рейне построены насосные
станции с фильтрами частичной очистки.
Из реки вода закачивается в неглубокие
канавы на поверхность речных террас.
Через толщу алмовиальных отложений она
фильтруется, пополняя грунтовые воды.
Грунтовые воды подаются по скважинам
на дополнительную очистку и затем поступают
в водопровод.
Очистные
сооружения решают проблему сохранения
качества пресных вод лишь до определенной
стадии развития экономики конкретных
географических регионов. Затем наступает
момент, когда местных гидроресурсов уже
не хватает для разбавления возросшего
количества очищенных стоков. Тогда начинается
прогрессирующее загрязнение гидроресурсов,
наступает их качественное истощение.
Кроме того, на всех станциях очистки по
мере роста стоков встает проблема размещения
значительных объемов отфильтрованных
загрязняющих веществ. Таким образом,
очистка промышленных и коммунальных
стоков дает лишь временное решение местных
задач охраны вод от загрязнения.
|
1. Глухов В.В. и др. Экономические основы
экологии. – Спб., 1999.
2. Шакуров Т.Л. Экология: Учебное пособие.
– М.: Высшая школа, 1998.
3. Шимова
О.С. Основы экологии и экономика
природопользования. – Мн.: БГЭУ, 2001.
4. Экологический менеджмент. Н.А.Орехов.
– М.: ЮНИТИ, 2001.
5. Экологический менеджмент. Савельев
В.Ю. – М.: Логос, 2001.
|
|