Что такое загрязненная вода

Виды загрязнений воды

Наша планета на 80% покрыта водами Мирового океана. Однако запасы пресной воды намного меньше: только 1% может безопасно использоваться людьми. Загрязнение гидросферы приводит к стремительному уменьшению водных ресурсов. Экология воды сейчас близка к серьезной катастрофе.

Виды загрязнений

Различают несколько основных типов засорений по характеру источников.

Биологическое

Такое загрязнение воды обусловлено попаданием в водоемы бактерий, вирусов, продуктов жизнедеятельности человека. Это происходит по разным причинам:

• Бытовые и канализационные стоки — главные источники загрязнения воды патогенными микроорганизмами. Пищевые отходы, остатки моющих средств, фекалии разлагаются в воде, становясь благоприятной средой для размножения патогенных микроорганизмов.
• Сточные воды предприятий пищевой, целлюлозно-бумажной, химической промышленности. Отбросы засоряют гидросферу нерастворимыми частицами, гниющим деревом, токсичными примесями.
• Сельскохозяйственные отходы попадают в водоемы с ферм, животноводческих комплексов, скотобоен, выгребных ям. Они содержат разлагаемые органические вещества, изменяющие химические характеристики воды.

Биологическое загрязнение питьевой воды вызывает тяжелые кишечные отравления, а в особо загрязненных районах — вспышки эпидемий вирусных инфекций.

Степень загрязненности оценивается с помощью нескольких показателей, основной из которых — количество лактозоположительных кишечных палочек, содержащихся в литре воды (ЛКП). Водоем безопасен для купания, если этот показатель не превышает 1000 ЛКП на литр. При уровне в 50000 купание неприемлемо.

Химическое

Основные источники этого типа загрязнения — сточные воды металлургических, горнодобывающих, автомобильных фабрик. В них содержатся тяжелые металлы, многие из которых пагубно воздействуют на организм человека. Это ртуть, свинец, алюминий, медь, кадмий, относящиеся к ксенобиотикам — чужеродным для живых организмов элементам.

Такие вещества наиболее опасны как загрязнители воды, потому что при попадании в организм человека вызывают сильные отравления, иногда заканчивающиеся летательным исходом.

Вредное воздействие оказывает также загрязненная атмосфера вблизи промышленных предприятий.

Менее распространенные, но также опасные источники засорения:

• Синтетические и минеральные удобрения, пестициды, инсектициды содержат нитраты, нитриты, фосфаты и другие ядовитые соединения, которые накапливаются в воде и ее обитателях. Водоем зарастает сине-зелеными водорослями, не пригодными в пищу живым организмам, которые ограничивают рост других растений.
• Нефть и продукты нефтепереработки образуют на водной поверхности плотную пленку, не пропускающую свет. Нарушается теплообмен, сокращается поступление кислорода. Спустя время вода и нефть соединяются, образуя комки мазута.
  Видовое разнообразие уменьшается, многие существа гибнут, а выжившие организмы мутируют, становятся ядовитыми для человека. Большая часть разливов нефти образуется при морских перевозках. Аварии на танкерах, потери ресурса во время погрузки, сбрасывания промывочных вод наносят колоссальный вред морю.
  На данный момент поверхности крупнейших океанов планеты, Тихого и Атлантического, на 4% покрыты нефтяной пленкой, эта цифра медленно, но стабильно растет.

Загрязнение рек и озер химическими веществами опаснее других. Наиболее быстрого решения требуют проблемы, связанные с утилизацией сточных вод. Сокращение расходов ресурсов малоэффективно, так как общее количество отравляющих веществ не изменяется, поэтому требуются другие пути решения. Сельскохозяйственные предприятия используют сточные воды для орошения территорий, что ведет к насыщению почвы токсичными элементами, разрушающими ее структуру.

Исключение составляют отходы предприятий пищевой промышленности, производство минеральных удобрений: их утилизация путем орошения целесообразна и безопасна для окружающей среды.

Отходы крахмальных заводов наиболее благоприятно воздействуют на почву за счет повышенного содержания питательных веществ.

Многие отравляющие вещества, присутствующие в стоках крупных фабрик, извлекаются, затем утилизируются отдельно или повторно используются.

Тяжелые металлы добывают из стоков физико-химическими способами. Для очистки отходов нефтеперерабатывающих предприятий применяют метод электролиза или карбонизацию диоксидом углерода, что обезвреживает ядовитые воды.

Схема очистки достаточно сложна и требует материальных затрат, поэтому применяется в основном крупными предприятиями государственного масштаба.

Физическое

Такое загрязнение рек и озер в основном обусловлено тепловыми и радиоактивными выбросами. Нагретые стоки тепловых и атомных электростанций сокращают количество кислорода в водоеме, вызывают массовое размножение водорослей.

Резкое изменение температуры создает мутации растений, выделения ими токсичных веществ, которые отравляют воду и рыбу. В теплой среде заметно повышается токсичность большинства других химических загрязнителей.

Для уменьшения вредного воздействия на гидросферу, предприятия используют оборотное водоснабжение, при котором стоки пропускаются через охладительные бассейны и возвращаются в производство. Иногда такие системы снабжаются аппаратами воздушного или испарительного охлаждения.

Отходы атомной промышленности представляют серьезную опасность для человечества. Радиоактивные элементы устойчивы, накапливаются в почве, на дне водоемов, отравляя живые организмы.

Период полураспада (сокращения количества атомов вдвое) многих веществ составляет тысячи лет. Эти отходы практически невозможно уничтожить, поэтому они захораниваются в герметичных подземных резервуарах на большой глубине.

Последствия загрязнения воды и почвы радионуклидами катастрофичны: животные погибают от разрушения тканей или мутируют, почва становится непригодной для использования в сельскохозяйственных целях.

У людей умеренные дозы радиации вызывают развитие онкологических заболеваний, лучевой болезни. Единоразовое сильное облучение оказывает такой же эффект на живой организм, как многократное, но в малых дозах.

Механическое

Это загрязнение обусловлено попаданием мусора в воду. Неразлагаемые бытовые отходы, пластик, аккумуляторы наносят серьезный вред гидросфере. Большое количество мусора сбрасывается в море крупными лайнерами, переносится течениями с берегов, где люди выбрасывают отходы в воду. Отдыхающие на побережьях туристы оставляют после себя груды мусора, попадающие в море.

В Тихом океане существует так называемый мусорный остров, образованный скоплениями отходов со всего мира. Причины появления свалки: океанские течения в этом месте образуют подобие водоворота, удерживающего отбросы. Остров занимает 11 млн квадратных километров, что сопоставимо с размером США, и весит почти 100 млн тонн. На поверхности находится только небольшая часть свалки: основной массив скапливается на дне океана.

По прогнозам экологов размер острова может увеличиться в два раза уже через десять лет при отсутствии радикальных мер по сокращению количества отходов.

Загрязнение воды свалками приводит к гибели морских обитателей, которые вынуждены питаться пластиком.

Часто животные путаются в мусоре и погибают от голода. Под воздействием солнечного света пластик распадается на тысячи крошечных частиц, называемых микропластиком. При попадании в организм человека из рыбы или морепродуктов он приводит к тяжелым отравлениям.

Загрязнения в странах мира

Наиболее засоренные реки располагаются в Азии. Содержание тяжелых металлов в них в несколько раз больше, чем в странах Европы.

40% рек и озер в США непригодны для купания или питья из-за повышенного содержания ядовитых веществ.

В Ирландии загрязнение водоемов химическими удобрениями составляет 30%, а в Бангладеш подземные воды содержат чрезвычайно большое количество мышьяка.

Лидерами по масштабам механического загрязнения считаются Индия и Китай. Высокие температуры ускоряют гниение пластика и других отходов, которые жители выбрасывают прямо на дорогах. Большое количество мусора попадает в море.

В России загрязнено большинство водоемов. Практически у всей рыбы, вылавливаемой из Москвы-реки, обнаружены серьезные заболевания и генетические аномалии.

Воды самого глубокого озера в мире, Байкала, загрязнены отходами крупного целлюлозно-бумажного комбината. Работу предприятия несколько раз приостанавливали и запускали, на данный момент он не функционирует.

С водами главного притока озера, реки Селенги, в Байкал попадают тонны мусора, которые сбрасывают расположенные по ее руслу крупные фабрики. Вред водоему причиняют тысячи туристов, ежегодно приезжающие из разных стран.

Способы уменьшения загрязнений

Каждый может внести небольшой вклад в решение экологической проблемы. Ниже приведены несколько советов, позволяющих человеку уменьшить количество засорений воды.

• Не выбрасывайте мелкий бытовой мусор в унитаз. Не сливайте в него краски, растворители, химические средства.
• Если вы занимаетесь садоводством, используйте органические удобрения вместо синтетических. Не применяйте пестициды для борьбы с вредителями. Заведите компостную яму для сбора разлагаемых бытовых отходов.
• Отдыхая на пляже, в лесу или в парке, следите, чтобы после вас не оставалось мусора. По возможности утилизируйте выброшенные другими отходы вместе со своими.
• Для уборки старайтесь использовать натуральные чистящие средства, не содержащие аммиак или другие химикаты. Применяйте бытовые нетоксичные продукты: сода, уксус прекрасно справляются с очисткой поверхностей.
• Старайтесь меньше использовать пластик. Покупайте продукты и бытовые средства в больших упаковках: это дополнительно сэкономит вам деньги. Отправляясь в магазин, возьмите многоразовую тканевую сумку вместо того, чтобы покупать полиэтиленовый пакет.
• Правильно утилизируйте лекарства: попадая в окружающую среду, они причиняют вред животным.
• Сдавайте батарейки, аккумуляторы в приемные пункты. Узнайте, организован ли в вашем городе сбор пластиковых бутылок, старой одежды для переработки.
• Если у вас есть автомобиль или мотоцикл, следите, чтобы топливо не вытекало, правильно утилизируйте упаковки из-под любых машинных жидкостей. Помните, что через почву или канализацию химикаты попадают в мировой океан.

Расскажите о правильном отношении к природе и способах влияния на количество загрязнений в учебном заведении или на работе. Постарайтесь привлечь свою семью к осознанному использованию ресурсов, рекомендуйте натуральные средства знакомым: для решения экологических проблем важен вклад каждого человека.

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.

Источники загрязнения воды — причины

Чистая вода без цвета и запаха — обязательное условие для нормальной жизнедеятельности. Исходная среда из первичных природных источников (как впрочем и из централизованных магистралей) далека от идеала. Компенсировать дефицит питьевой воды помогают профессиональные водоочистные установки. Их комплектация определяется результатами лабораторных анализов, наглядно демонстрирующих текущие показатели состава конкретно взятых проб.

Причин загрязнения воды много. В первую очередь — это изменение ее химического и физического состояний, происходящих под влиянием ряда патогенных факторов. Активная жизнедеятельность биологических «возбудителей спокойствия» также оказывает негативное воздействие на качество потребляемой жидкости, сказываясь на здоровье и самочувствии человека в целом.

Естественные источники загрязнения воды

Появление в воде посторонних частиц и нежелательных включений происходит вследствие разного рода природных явлений. К наиболее частым из них относятся события, на исход которых практически невозможно, в частности:

• разрушение грунтовыми водами слоя горных пород;
• результаты жизнедеятельности биологических организмов;
• вулканическая активность с последующим выбросом пепла в атмосферу.

К естественным загрязнителям эксперты также относят природные катастрофы вроде ураганов, наводнений и землетрясений. При их непосредственном участии в воду попадает мусор, который в процессе разложения насыщает жидкость вредными веществами.

Антропогенные источники загрязнения воды

Главной причиной их появления является человеческий фактор. Интенсивное развитие сельского хозяйства, разных отраслей промышленности, активный рост населения — все это оказывает негативное влияние на качество воды из первичных природных источников.

Сточные воды, образовавшиеся вследствие производственной деятельности и бытовых нужд, зачастую сбрасываются прямо в водоемы, минуя стадию остаточной водоподготовки. В результате состав воды терпит кардинальные изменения. Итог — малопригодная для дальнейшего использования вода, требующая профессиональной очистки перед применением.

Все антропогенные источники загрязнения подразделяются на две условные подгруппы:

первичную (качество исходной среды ухудшается из-за поступления в нее загрязняющих веществ);
вторичную (избыточная концентрация посторонних примесей обусловлена нарушением экологического равновесия).

К источникам первой подгруппы можно отнести речной транспорт, водную транспортировку леса, а также сточные воды бытовых, промышленных и животноводческих комплексов. Во вторую подгруппу входят твердые стоки с земель, потерявших плодородный слой, глобальный перенос движения водных каналов, превышенная концентрация выбросов углекислого газа в атмосферу.

Основные категории загрязняющих воду источников

Специалисты совместили перечисленные выше источники загрязнения воды, объединив их в три масштабные категории. Рассмотрим каждую из них подробней.

Населенные пункты

Даже в самых современных мегаполисах их населению никуда не деться от большого количества канализационных стоков. По современным меркам именно они являются основной причиной загрязнения расположенных вблизи подземных скважин и открытых водоемов.

По статистике, каждый взрослый человек ежедневно нуждается в нескольких десятках (а то и сотнях) литров воды для питья, приготовления пищи, гигиенических процедур, бытовых нужд. Вся отработанная таким образом жидкость поступает в канализацию, откуда попадает обратно в реки и озера.

Объекты промышленности

Крупные заводы и предприятия ежедневно выбрасывают в водоемы десятки тысяч литров сточных отходов. Именно они являются основными потребителями и загрязнителями воды. Особенно ярко подобная тенденция наблюдается в городах с большой плотностью машиностроительных, металлургических и нефтеперерабатывающих компаний.

Сельское хозяйство

Часть воды, используемой для орошения полей, возвращается в первичные природные источники с осевшими в ней частицами удобрений. Животноводческие фермы и птицефабрики используют воду не только для наполнения поилок, но и для ряда других нужд. Например, в производственных цехах, для заготовки комбикорма, а также поддержания чистоты в стойлах.

Основные виды загрязнения воды: бактериальное, механическое, химическое

Загрязнение – это отклонение от нормального состояния окружающей среды. В принципе, любой новый для нее компонент играет роль загрязнителя.

Это физические тела, химические вещества, биологические организмы техногенного или природного характера.

У воды, будь то пресная – рек и озер, морская – в морях и океанах и даже подземные воды или талые ледниковые, есть одна особенность: загрязнена она или нет на глаз определить невозможно.

Мы видим только частицы мусора, муть или взвесь – результаты механических загрязнений. Биологические, химические, неорганические примеси без специального анализа не видны. В этом опасность загрязненной воды.

Основных видов загрязнения два – природные и антропогенные. Какие виды загрязнения природных вод существуют, какие из них относятся к опасным, мы рассмотрим в этой статье.

Механическое загрязнение воды

Механические или физические загрязнения происходят природным путем – из-за размывания почвы дождями, паводками, в отдельных районах в результате природных катаклизмов: извержений вулканов, землетрясений, наводнений и цунами, разрушении гор и пр.

В общем объеме загрязнений их роль мала.

Вред от механических загрязнений для природы незначителен. Экосистема в состоянии самостоятельно справиться или подстроиться под произошедшие изменения. Природный баланс восстанавливается естественным путем через два-три года.

Большой вред наносит вымывание из почвы химических веществ, таких как алюминий и магний. Они наносят ущерб флоре, рыбам и другим водным представителям фауны.

Но и антропогенная деятельность приводит к механическим загрязнениям. При проведении строительных работ образуется много мелкодисперсного мусора, золы, сажи, пыли. Они смываются водой и загрязняют ее.

При горении или нагревании газообразные вещества поднимаются в воздух, остывая, оседают в виде копоти и вновь попадают в воду.

Загрязняют воду лесозаготовительные и деревообрабатывающие предприятия, лесосплавы. Топляк, т.е. затонувшие бревна способны оказать влияние на рельеф дна водоемов, на биологическую экосистему.

Самый массовый вид механических загрязнений сравним по масштабам с экологической катастрофой. 12 млн тонн нефти каждый год попадают в мировой океан.

Разливы нефти и нефтепродуктов происходят при транспортировке, в результате аварий на танкерах или нефтепроводах. Возможны утечки нефти и в ее месторождениях из-за разломов земной коры, на буровых станциях.

Нефть тонким слоем разливается по поверхности океана, нефтяное пятно способно распространиться на десятки и даже сотни квадратных километров.

Нефтяная пленка на поверхности воды не пропускает кислород. Обитатели морских глубин обречены на кислородное голодание и гибель. Страдают рыба, водоплавающие птицы, морские млекопитающие. Нефть, попадая на оперение, кожу или мех, лишает животных способности к передвижению.

Все живое гибнет, в радиусе загрязнения образуется «мертвая зона». К использованию такая вода не пригодна.

От механических загрязнений помогают следующие способы очистки воды:

• фильтрация;
• отстаивание;
• флотация.

Тепловое

Сегодня много тепловой энергии выбрасывается бесконтрольно в окружающую среду. Это тепло электростанций, нагретые промышленной деятельностью предприятий сточные воды.

Общие теплопотери производств колеблются от 30 до 70%. Большой вклад в дело формирования парникового эффекта вносит нефтегазовая отрасль и транспорт. Все энергоресурсы: газ, нефть, уголь и их производные в конечном итоге превращаются в тепло.

Выбросы тепла поглощает атмосфера и водоемы. Нарушается естественный атмосферно-температурный баланс, водные обменные процессы в природе, изменяется климат.

Способность воды выступать охлаждающим агентом оборачивается для нее неприятностями. Теплая вода не так насыщена кислородом, от этого страдает водная фауна и флора. Меняются физические характеристики окружающей среды.

Средством для снижения теплового загрязнения выступают альтернативные возобновляемые источники энергии: солнечная, ветряная, гидроэнергетика.

Химическое

В природе нет воды как химического соединения Н2О в чистом виде. В ней присутствуют минеральные соли и другие примеси, которые занимают до 15% ее объема.

Из химических элементов в природной воде встречаются:

Цинк	25%
Марганец	25%
Никель	18%
Медь	16%
Железо	6%
Азот	4%
другое	6%

80 химических элементов периодической таблицы Менделеева обнаружены в воде, которая идет из-под крана. В загрязненной воде их еще больше, концентрация превышает допустимые нормы, установленные государственными стандартами.

Губительны для живых организмов избыточное содержание ртути, фтора, меди, хлора, мышьяка, свинца и др.

Химическое загрязнение опасно тем, что вредные вещества не разлагаются, а накапливаются в воде, нейтрализовать их практически невозможно. Ущерб природе может быть нанесен невосполнимый.

Кислотные дожди дополнительно вымывают из почвы соли тяжелых металлов и повышают их концентрацию в воде.

Известен вред пестицидов, которые продолжают применять в сельском хозяйстве. Да, без них не получить такой большой урожай. Но ими продолжают пользоваться ради сиюминутной выгоды. Кроме них на полях применяют инсектициды и минеральные удобрения.

Вдумайтесь в эту цифру: 90% воды на землях сельхозназначений загрязнены. Это загрязнители, которые сначала накапливаются в почве, а потом неминуемо попадают в воду и разносятся на обширную территорию, по пищевой цепочке они проникают в организм.

В первую очередь меняется кислотно-щелочной баланс водной системы, повышается концентрация солей. В итоге водная среда становится вовсе непригодной для жизни органики.

Избежать вреда можно только создав надежный заслон химическим загрязняющим веществам. Предприятия, где в технологическом процессе используется вода, должны быть оборудованы надежными очистными сооружениями.

Радиоактивное

Радиоактивные элементы не распадаются до миллиардов лет, накапливаются в грунте, воде, биологических организмах. Наибольшую опасность представляют:

Радиоактивное загрязнение воды происходит несколькими способами:

1. Утечка радиоактивных отходов с атомных электростанций, атомных судовых двигателей, предприятий, использующих радиоактивные вещества.
2. Как последствия полигонных испытаний атомного оружия в виде радиоактивных осадков или оседания ядерной пыли.
3. Чрезвычайные происшествия с выбросом радиоактивных веществ.

Биологическое

Бактериальное загрязнение воды при недостаточной ее очистке чревато возникновением очагов кишечных заболеваний. Для стран третьего мира остро стоит проблема эпидемий, передающихся через грязную воду.

Носителем биологической опасности может быть не только питьевая вода, но и живые существа, в ней обитающие. Морские продукты, рыба тоже становятся источником заражения. Иногда достаточно намочить руки или продукты в грязной воде, чтобы пострадать от бактериального загрязнения.

Микробиологическое загрязнение воды в быту устраняется кипячением. При высоких температурах большинство бактерий погибает. Но даже такая вода не всегда пригодна для питья и хозяйственных нужд.

Любой человек хотя бы раз в жизни сталкивался с кишечными отравлениями и знает, как это неприятно.

Всемирная организация здравоохранения утверждает, что причиной 80% заболеваний напрямую или косвенно является грязная вода. А по данным статистики два миллиона людей умирает ежегодно от некачественной воды.

Промышленно-хозяйственная деятельность человека пагубно сказывается на состоянии воды. В России 75% водоемов загрязнены.

Сейчас эту проблему решают при помощи очищения, но до бесконечности так продолжаться не может, и существующих ныне систем скоро станет недостаточно. Тем более, что износ очистных сооружений достигает 50%, а темпы их реконструкции не успевают компенсировать устаревание технологий.

Загрязнение водной среды опасно для здоровья и природной экосистемы. Наш организм на 80% состоит из воды, ежедневно мы выпиваем не менее двух литров жидкости, используем воду в личных гигиенических целях. Одним словом, не можем даже помыслить своего существования без воды.

А теперь представим, что этот жизненно важный ресурс стал недоступным. Без воды мы не проживем и трех суток. Да и в повседневной жизни наше здоровье напрямую зависит от того, какую воду мы пьем.

Пожалуй, этого достаточно, чтобы понять насколько важен вопрос чистой питьевой воды.

Основные источники загрязнения воды

Как защитить воду и предотвратить ее загрязнение?

Тепловое загрязнение окружающей среды: источники и последствия

Основные вещества и виды загрязнения биосферы

Что относится к химическим и естественным источникам загрязнения гидросферы?

Купаться запрещено: чем грозит заплыв в грязной воде

С древних времен люди стремились селиться по берегам рек, чтобы всегда иметь доступ к водным ресурсам. Они использовали сырье для самостоятельного питания, кормления скота, орошения овощных и зерновых культур, а также ловили рыбу и переправляли грузы по водным путям. Со временем вода не потеряла своей значимости; она надежно закрепилась в списке необходимых человеческих потребностей, но, несмотря на это, люди не научились самому главному – ценить то, что имеют.

Многочисленные достижения прогресса во многом улучшили и упростили жизнь людей, нанеся при этом непоправимый ущерб природе. Помимо антропогенного фактора на состав гидросферы оказали влияния климатические условия, повлекшие за собой опасные осадки и стоки. Загрязнение пресных вод, пригодных для поддержания жизнедеятельности – это актуальная экологическая проблема современности.

Основные причины загрязнения воды

Причины, оказывающие негативное воздействие на воды, условно можно поделить на 2 категории. Первая представляет собой загрязнения воды, вызванные природным путем, а вторая – деятельностью человека. Каждый из этих факторов одинаково отрицательно сказывается не только на водоемах, но и на их обитателях. Важно уметь устанавливать истинную причину, вызвавшую экологическую проблему, и устранять ее.

Естественные источники загрязнения водоемов

Дожди являются природными источниками, способными к загрязнению рек. На фермерских угодьях, в полях и на огородах люди часто используют различные удобрения. Добавки остаются в верхнем слое почвы, который размывается осадками и стекает в ближайшие водоемы. Удобрения ускоряют процессы роста травы, которая разрастаясь, приводит водный бассейн к негодности в дальнейшем использовании.

Кроме того, вулканическая деятельность способна стать источником загрязнения водоемов. Во время извержения в атмосферу попадают сера и газы, способствующие образованию серной и азотной кислот. Осадки в виде кислотных дождей оседают на земную поверхность, нанося урон всему живому.

Загрязнение водоемов человеком

Антропогенная деятельность часто вредит окружающей среде, и загрязнения водоемов – не исключение. Создавая новые способы улучшения своей жизни, люди приносят в жертву привычную и благоприятную жизнь других обитателей Земли – растений и животных.

В данной таблице показано, как причины, вызванные человеком, способны повлиять на жизнь в реках и озерах.

Причина	Изменения	Последствия
Утечка нефти и химикатов	Повышение температуры воды, затруднение проникновения солнечных лучей	Животные перегреваются, отравляются токсичными веществами и погибают
Твердые отходы	Уменьшение прозрачности воды, отсутствие необходимого кислорода	Живые организмы теряют способность к фотосинтезу, что приводит к гибели
Сточные воды	Состав воды меняется, дополняясь опасными химическими веществами и металлам; отсутствие кислорода	Отравление водных обитателей и уничтожение целых экосистем
Свалки	Наличие различного мусора, часть из которого может содержать опасные вещества	Мусор разлагается, попадает в подземные воды, а также стекает в водоемы после осадков
Слив теплой воды	Изменение общей температуры в водном бассейне	Ускорение процессов роста водорослей
Удобрения	Изменение состава почвы	Пестициды и другие вредные примеси попадают в реки и озера, уничтожая живые организмы.

Бактериальные заболевания

Неочищенная питьевая вода и фекальное загрязнение воды являются основной причиной диареи. Campylobacter jejuni причина поноса по всему миру. Лихорадка, боли в животе, тошнота, головная боль — основные симптомы поноса. Надлежащая гигиеническая практика и использование антибиотиков могут предотвратить это заболевание.

Холера вызвана загрязненной водой. Холерный вибрион ответствен за это заболевание. Эта бактерия вырабатывает токсины в желудочно-кишечном тракте. Симптомами этой болезни являются водянистый понос, тошнота, рвота, а водянистый понос приводит к обезвоживанию и почечной недостаточности. Для избавления от этого заболевания используется противомикробное лечение.

Шигеллёз — бактериальное заболевание, вызываемое бактериями Шигеллы. Она поражает желудочно-кишечный тракт человека и повреждает эпителий кишечника. Симптомами являются водянистый или кровавый понос, спазмы в животе, рвота и тошнота, и излечиться от них можно с помощью антибиотиков и хорошей гигиенической практики. Сальмонеллез поражает кишечный тракт.

Бактерии сальмонеллы обнаруживаются в зараженной воде, что приводит к воспалению кишечника и часто приводит к летальному исходу. При этом заболевании назначаются антибиотики.

Пути решения проблемы загрязнения воды

В настоящее время большое количество бассейнов с пресной водой находится в критическом состоянии. Если не начать бороться с проблемой, то вероятнее всего, человечество в скором времени исчерпает все запасы воды. Во всех странах мира разрабатываются методы, которые смогли бы положительно повлиять на ситуацию, но все еще совершенного способа очистки рек от загрязнений не найдено.

Очистка промышленных и бытовых сточных вод

Сточные воды, которые сливаются предприятиями разных отраслей в реки и озера, проходят несколько этапов очистки.

1. Механический метод позволяет устанавливать на трубы решетки, которые не выпускают наружу тяжелые компоненты.
2. Химические меры направлены на создание реагентов, способных вступать в реакцию с токсичными веществами и нейтрализовать их. Полученная вода становится чистой, но из-за повышенной жесткости не рекомендуется к употреблению.
3. Третичная разновидность подразумевает многоступенчатую очистку вод с использованием специальных порошков. Вследствие этого патогенные бактерии погибают, кислоты разлагаются, и загрязнения воды сводятся к минимуму.

Охрана водных ресурсов

В борьбе с вредными веществами, поступающими в воду, человечество должно предпринять важнейшую меру, которая позволит надежно защитить гидросферу от примесей, металлов и биологических отходов. Охрана водных бассейнов посодействует сохранению имеющихся запасов пресной воды и разнообразию живых организмов, обитающих в ней.

Люди стремятся придумать и произвести ряд мероприятий, которые позволят вернуть водный баланс в нормальное состояние.

Охрана воды – это дело не только всего человечества, но и каждого индивида. Если человек начнет ценить и экономить водные ресурсы, то ситуация заметно изменится в лучшую сторону.

Практика борьбы с загрязнениями воды в мире

Водные ресурсы распространены по земной поверхности неравномерно. В каких-то регионах гидросеть значительно гуще, чем в других, но это не влияет на факт того, что степень загрязнения воды отходами практически везде. Реки азиатской части Евразии содержат большое количество вредных бактерий и тяжелых металлов. Половина от всего числа рек Америки уже непригодна к использованию людьми.

Во всем мире предпринимаются меры по очистке и сохранению пресных вод. Ученые стараются найти наилучший способ, позволяющий извлечь из воды нефть и радиацию, которые остались после крупных утечек и крушений.

Решение вопроса на законодательном уровне

Поиски решения экологической проблемы ведутся на каждом континенте. Страны должны рационально распределить все водные ресурсы и разработать законы, позволяющие обеспечить надежность сохранения пресных вод.

Правительство России приняло закон, который запрещает строительство и эксплуатацию предприятий, способных нанести вред водным бассейнам. Любой объект должен сначала предоставить доказательства того, что на их территории есть специальные фильтры для очистки.

Вирусные заболевания

Гепатит — это вирусное заболевание, вызываемое загрязненной водой и поражающее печень. Желтуха, потеря аппетита, усталость, дискомфорт и высокая температура являются симптомами гепатита. Если он сохраняется в течение длительного времени, то может привести к летальному исходу и смерти. Для лечения гепатита можно использовать вакцину и, приняв хорошую гигиеническую практику, избавиться от этого заболевания.

Вирус полиомиелита ответственен за полиомиелит. Симптомами полиомиелита являются боль в горле, высокая температура, тошнота, запор и понос, а иногда и паралич. Для этого заболевания имеется вакцина.

Гастроэнтерит вызывается различными вирусами, в том числе ротавирусами, аденовирусами, кальцивирусами и вирусом Норуолка. Симптомами гастроэнтерита являются рвота, головная боль и лихорадка. Симптомы появляются через 1-2 дня после заражения. Заболевание может быть опасным среди младенцев, маленьких детей и инвалидов.

Загрязнение воды — глобальная проблема, и мировое сообщество сталкивается с наихудшими последствиями загрязнения воды. Основными источниками загрязнения воды являются сброс бытовых и сельскохозяйственных отходов, рост населения, чрезмерное использование пестицидов и удобрений и урбанизация.

Бактериальные, вирусные и паразитарные заболевания распространяются через загрязненную воду и влияют на здоровье человека. Рекомендуется установить надлежащую систему удаления отходов и обработать отходы перед их попаданием в реку. Для борьбы с загрязнением необходимо организовать образовательные и информационные программы.

Последствия загрязнения воды

Самые страшные последствия загрязнений – это нехватка пресной чистой воды и уничтожение всех живых организмов. Сейчас насчитывается около 35 миллионов кубических метров воды, пригодной к употреблению. Несмотря на внушающие объемы более 1,2 миллиардов человек живут в условиях недостатка. Под угрозу ставится не только один конкретный регион или государство, а жизнь всей планеты в целом.

Вред для здоровья

Вода – одна из необходимых потребностей человеческого организма. Каждому человеку рекомендуется употреблять от 1,5 л пресной чистой воды в сутки. Но если эта жидкость будет обогащена вредными примесями и токсичными веществами, то она будет крайне вредна. Употребление такой воды понесет за собой нарушение работы сердца, сосудов, почек, печени и других жизненно важных органов.

Эпидемии

Загрязнения воды содействуют размножению патогенных организмов, которые способны нанести вред людям, животным и растениям. При больничных стоках в водные бассейны попадают еще и антибиотики, которые делают инфекции более устойчивыми к лекарственным препаратам. Поэтому загрязненная гидросфера может стать источником опасной эпидемии.

Мусорные острова

Скопления бытовых отходов, состоящие из пластика, рыбных снастей и других отработанных продуктов, формируют целые мусорные острова в океане. Одним их самых крупных пятен является пример из Тихого океана. Там мусор занимает поверхность воды, равную по площади территории США.

Кислотные дожди

Загрязнение природных вод напрямую связано с кислотными дождями. Образование вредных осадков обусловлено попаданием в атмосферу газов. Они появляются в результате работы металлургических, нефтеперерабатывающих и машиностроительных заводов и фабрик. Оксиды серы и азота вступают в реакцию с кислородом и водой, образуя при этом серную и азотную кислоты. Дожди из кислоты оседают на землю, попадая в реки. От этого кислотность воды повышается, и биота уже не может спокойно существовать в новых условиях.

Какие болезни приходят с водой

Как отмечают специалисты, есть целый перечень заболеваний, которые человек может подхватить с грязной водой. «К ним относят большинство кишечных инфекций, например холеру, брюшной тиф, парафиты, сальмонеллезы, дизентерию и другие. Кроме того, доказана и роль воды при распространении такой патологии, как эпидемический гепатит А (он же болезнь Боткина). Даже полиомиелит может распространяться с помощью такого источника. А еще в этот список можно включить большую группу так называемых антропозоонозов, передающихся от больных животных человеку», — говорит Евгения Паршина. Также нередко специалисты относят к этому списку аденовирусные инфекции, энтеровирусные патологии. А некоторые вирусы, как, например, тот же гепатит А, могут показывать настолько высокую устойчивость, что даже при кипячении воды погибают не сразу.

Все эти заболевания довольно тяжелые, нередко не проходят без последствий. При этом стоит понимать, что вода из водопроводов по России такими заболеваниями не грозит. Вся вода в системе проходит должную очистку и контролируется на соответствие нормам безопасности. Осторожность следует соблюдать только при соприкосновении с «дикими» водоемами.

Где в России самая грязная вода? Подробнее

Как выявляется степень загрязненности?

Загрязнение водоемов определяется по физическим и химическим показателям. К первым относится изменение цвета воды, ухудшение ее прозрачности, присутствие в ней специфического запаха и наличие в ней мертвых организмов (рыбы).

Более сложным является процесс выявления загрязненности пресных вод по химическим показателям.

В данном случае учитываются:

• уровень кислотности воды;
• присутствие в ней различных патогенных микроорганизмов;
• присутствие тяжелых металлов и прочих нетипичных для чистой воды химических соединений;
• уровень окисляемости.

Справка! Одним из способов выявления уровня загрязнения является определение показателя потребления кислорода организмами, обитающими в воде.

Загрязнения воды и способы ее очистки

Воды нашей планеты расположены на поверхности и под землей. Поверхностные воды на 98% состоят из океанов. Площадь океанов почти в 2,5 раза больше, чем поверхность земли. Большая часть воды в океанах соленая со средней температурой 3,7 градуса. Поверхностные и прибрежные воды обладают меньшей соленостью и более высокой температурой. Ниже 60 метров вода начинает снижать уровень кислорода. Загрязнение воды и способы ее очистки сегодня рассматриваются во всех сферах человеческой деятельности.

Подземные источники могут содержать соленую, менее соленую или пресную воду. Так же отдельно выделяют геотермальные источники, в которых температура воды выше 30 градусов.

Человек использует только пресные источники, которых менее 3 % на нашей планете. Только 0,4% этой воды легко добывается, а для остальной необходимо специальное оборудование разного назначения. Много пресной воды содержится в снегах и льдах Южного полюса. Источниками пресной воды выступают реки и подземные источники. Но на российской территории большинство речных стоков находятся на севере, где земли неплодородны и малозаселённые.

Если рядом нет пресной воды, то используют морскую, которая подвергается гиперфильтрации для удаления солей. Для этого используют мембраны из полимера с мелкими порами, которые не пропускают молекулы солей. Но процесс довольно затратный и используется редко. Предпочтение отдают отбуксированных к берегам айсбергов и подвергают таянию. Способ обеспечения пресной воды в два раза менее энергоемкий. Однако 80% инфекционных болезней передаются этой водой.

Загрязнение воды

Вода лежит в основе земной жизни. Огромные загрязнения атмосферы причинили вред почвам, рекам, водохранилищам. Большинство веществ из воздуха оседает на земную поверхность. Но это только часть проблемы. Загрязнения воды происходит при непосредственном попадании отходов в водоисточники. Сельскохозяйственные поля сегодня в больших объемах обрабатываются пестицидами, удобрениями. Создаются многочисленные свалки. Сточные воды предприятий промышленности сливаются в реки.

Загрязняется основной источник пресной воды – подземные воды. Опасные вещества в воде возвращается к людям и отравляют их организм.

Что за воду использует человек? Природная вода всегда обогащена газами, солями и твердыми примесями. Пресные источники содержат до 1 грамма в 1 литре солей.

Загрязнения сокращают источники питьевой воды

Пресная вода природе поступает благодаря круговороту воды. Каждый год выпаривается более 500 кубических метров воды, из них 86% — соленой. Некоторое количество возвращается в океан в виде осадков, а друга – переноситься воздушными массами на земную поверхность и пополняет реки и озера, подземные воды и ледники.

Только на 2 % гидросфера состоит из пресной воды, которая все время обновляется. Именно скорость определяет доступный ресурс пресной воды.

85% пресной воды расположено в ледниках и льдах на полюсе. Там водообмен происходит за 8 тыс. лет. Для сравнения, в реках период обновления составляет до 12 суток.

Сегодня реки выступают не только источником жизненно важной воды, но и переносчиком вредных отходов. Промышленные сточные воды собираются на территориях и по руслу реки идут в моря и океаны.

Все время количество и уровень очистных сооружений не успевает расти за развитием промышленности. Но это не главная проблема. Самые хорошая очистка загрязненной воды не способно удалить растворенные вещества и десятую часть органики. Для повторного использования воду необходимо разбавлять большим объемом новой. Для людей важную роль играет абсолютный объем сточных вод.

Сегодня 1/5 всего объема пресной воды идет на разбавление очищенной сточной. Это значит, что ресурс скоро иссякнет. Объемы и качество пресной воды с каждым годом уменьшается.

Человек должен найти другие способы водопользования. Антропогенный цикл воды нужно изолировать от природного. То есть нужно обеспечить замкнутый цикл использование воды. Технологии должны быть малоотходные или вообще безотходные со снижением количества потребляемой воды.

Пресной воды много. Однако неправильное отношение к ней приведет к истощению любого источника. Ежегодно на планете количество подобных мест увеличивается в разы. Сейчас 1/5 часть городского населения и ¾ сельского испытывают дефицит пресной воды. Каждый человек потребляет 3-700 литров воды каждый день. Индивидуальная потребность зависит от уровня жизни и места проживания.

Больше всего пресной воды идет на сельскохозяйственные нужды. Орошаемые земли дают 50% урожая, занимая только 15% сельскохозяйственных земель.

Сегодня измене сток рек и много воды не возвращается обратно в реки. Она испаряется и образует растительную массу: при синтезе водяной водород образует органические вещества. На территории России для решения проблемы построено около 1,5 тыс. водохранилищ. Но они решают проблему только 9% рек.

Загрязнения воды стоками различного происхождения

Выделяют промышленные, сельскохозяйственные и бытовые стоки. Они разлагаются под влиянием микроорганизмов, которые нуждаются в кислороде, растворенном в воде. При достаточной его концентрации аэробные бактерии перерабатывают опасные примеси в безвредные вещества. При недостатке наблюдается гибель аэробных бактерий и гниение воды. Так же страдают рыбы, особенно в период нереста.

Вирусы и опасные микроорганизмы попадают в воду со сточных бытовых и животноводческих вод. Если не организовать очистку загрязненной воды, то наблюдаются вспышки эпидемий. Сегодня в развитых странах эпидемии редко возникают по вине водопроводной воды. Так же отравляются овощи и фрукты, которые поливали сточными водами. Обитатели загрязненных морей и океанов, которые люди любят употреблять в пищу, являются источниками заражения брюшного тифа.

Нитраты и нитриты в пресных водах вызывают эвтрофикацию, которая ведет к снижению концентрации кислорода в воде. Он так же оказывают плохое влияние на организм человека.

Сегодня в воде повышенная концентрация металлов, нефтепродуктов, ядохимикатов, фенолов и синтетических моющих средств. Многие вещества не распадаются в воде или разлагаются очень долго, что приводит к накоплению их в пищевой цепочке.

Данные осадки являются гидрологическим последствиям роста городов. Сельское хозяйства ведется по нарушенным технологиям, уничтожение лесов, нарушение стока рек, что провоцирует эрозию почв. Нарушается равновесия в окружающей среды, страдают донные организмы.

Тепловое загрязнение

К тепловому загрязнению относятся теплые воды от промышленных и теплоэлектростанции. При искусственном повышении температуры в природе уменьшается концентрация кислорода в воде и меняется обмен веществ. Наблюдается гибель многих обитателей водоемов или подавление в их развитии.

Еще 10-20 лет назад загрязнения были расположены на локальных участках. Сегодня оно представляет один массив на огромной территории.

Загрязнение нефтепродуктами

Загрязнения нефтепродуктами — сегодня самые частые в мировой практике. Два самых больших океана, Тихий и Атлантический, сегодня на 4% постоянно покрыты пленкой из нефти. Основные источники – ее транспортировка и разработка. С континентов нефть попадает по речным водам. Каждый год это около 2 млн. тонн нефтепродуктов.

Нефть образует на поверхности сантиметровую пленку. Позже начинает образовываться эмульсия воды и нефти, появляются долгоживущие комочки мазуты, к которым липнут маленькие морские обитатели. Они становятся легкой добычей для хищников. Однако кроме пищи в организм попадают и нефтепродукты, отравляющие организм рыбы. Ее нельзя использовать в пищу из-за плохого вкуса и запаха.

Сообщество морских обитателей скуднеет и сильно изменяется. Начинают активно развиваться микроорганизмы, для которых нефтепродукты являются основной пищей. Для многих обитателей это ядовитая биомасса.

Подводным камнем является то, что нефтяные углеводороды растворяют пестициды, металлы. Все это становиться более токсичным и ядовитым.

Ароматическая фракция приводит к мутации морской среды. Если употреблять пищу с ними, то повышается риск мутации человеческих клеток – рак.

Нефть отравляет поверхностные воды. А ведь они считаются «детским садом» большинства популяций. Нарушается газообмен воды и атмосферы, теплообмен.

У птиц нефть склеивает перья, что не дает ей плавать и наладить правильную теплоизоляцию.

Сырая нефть в океане или море не представляет большой опасности в долгосрочной перспективе для обитателей водной среды. Опаснее являются нефтепродукты – дизель, бензин и т.д. Так же вред наносит большое содержание нефти в приливно-отливной зоне.

Другие виды загрязнения воды

Уже несколько десятков лет нашло большое распространение хлорирование. Хлор используется в сельском и лесном хозяйствах, на городских очистительных сооружений для борьбы с инфекциями. Сегодня в Мировом океане достаточно высокая концентрация этого химического элемента, который приносится реками и атмосферой. Даже в Антарктиде и Арктике обнаружены ДДД.

Полихлорбифенилы являются легкорастворимым веществом в жирах. Он собирается в органах обитателей морской среды. Так как они имеют искусственное происхождение, то в природе нет существ, потребляющих их в пищу. Ксенобиотики не разлагаются, а только накапливаются в природе, в том числе и Мировом океане. Они являются токсичными, негативно сказываются на кровеносной системе и ферментной активности, страдает наследственность.

Речной сток несет в океаны и тяжелые металлы, некоторые из которых токсичны. Ежегодно в Мировой океан поступает около 2 млн. тонн свинца, 10 тыс. тонн ртути, 20 тыс. тонн кадмия.

Треть ртути и половина свинца оказываются в океане из атмосферы.

Последствия загрязнения сточных вод

Инфекционные заболевания

Сточная канализационная вода является основным источником патогенных заражений. Больные животные и люди выделяют множество яиц и патогенов. Встречаются случаи, когда человек даже не подозревает о своей болезни. Если происходит загрязнение питьевой воды, источников пищи или мест купания канализационными стоками, то заражается множество людей. Иногда болезнетворные бактерии передаются по пищевой цепочке от морских обитателей.

Патогенный организм в среднем живет только сутки вне хозяина. Развитие инфекционного заболевания зависит от их численности. При незначительной плотности перенос и передача инфекции значительно мал. В густонаселенных городах люди подвержены большему риску.

Во многих странах введены обязательные санитарно-гигиенические нормы, которые предусматривают:

• дезинфекция воды методом хлорирования или др.;
• соблюдение гигиены и санитарии во время работы с продуктами;
• правильный сбор и очистка загрязненной воды.

Снижение концентрации кислорода

Органические составляющие в канализационной воде потребляются микроорганизмами, которые для дыхания используют кислород, растворенный в воде. Большое количество организмов не дает восполняться кислороду естественным путем. Для бактерий кислород не так важен, так как они способны к анаэробному дыханию, брожению. Страдают существа, котором без кислорода не обойтись.

Увеличивается риск микробного заражения: анаэробная среда благоприятна для многих патогенных организмов.

Сбор и очистка сточной воды

Организация первичных стоков

Санитарная канализационная система собирает сточные трубы и изолирует сточную воду от раковин, ванн и др. Большое потребление чистой воды или просто открытый кран приводит к малой концентрации отходов в вое – 0,1%. Если учесть ливневую воду, то цифра еще будет меньше.

Выделяют три группы загрязнителей первичных стоков:

• песок и мусор (мусор попадает из туалетов, а песок — ливнестоков);
• живая и неживая органика: бумага, ткань, пища, экскременты и т.д.
• растворенные вещества: фосфор, азот, калий, марганец т др.

Этапы очистки

Для полной очистки следует обеспечить удаления всех перечисленных загрязнителей.

Песок и мусор легко удаляется на предварительной очистки.

Первичная и вторичная очистка необходима для устранения коллоидных органических соединений. От биогенов предусмотрена специальная доочистка.

Следует знать, что сточные воды не всегда проходят все этапы очистки. Можно встретить места, где в воду сбрасывают неочищенные стоки или только после первичной очистки. В других городах могут проводить вторичную очистку и иногда доочистку.

Предочистка

Песок и мусор препятствуют продвижению сточных вод по системе. Их устранение считается предварительным этапом очистки.

Мусор удаляется с помощью стрежневых решеток: стержни закреплены через 2,5 см. Мусор собирается и сжигается в печи.

Далее вода идет в песколовку. Вода движется очень медленно, что бы песок успел осесть. Потом его механически убирают и вывозят на свалки.

Первичная очистка

Вода проходит через первичные отстойники – баки большого размера. Пару часов она вообще не движется. На дно оседает 35-55% тяжелых частиц, в том числе и органического происхождения. Одновременно жиры и масла поднимаются на поверхность. Их сливают подобно сливкам. Собранные загрязнения называют ил-сырец.

Первичная очистка требует минимум затрат при высокой эффективности. Но в воде остаются 45-65% биогена и коллоидов.

Вторичная очистка

Вторичная очистка удаляет оставшуюся органику, но не растворенные вещества. Ее еще называют биологической очисткой. Применяют редуценты и детритофаги, которые «поедают» органику и вырабатывают углекислый газ и воду. Чаще используют активный ил и капельный биофильтр.

В капельных биофильтрах применяется разбрызгивание воды по стенки из камней. Образуется естественная экосистема с бактериями, детритофагами, червями и т.д. Потом вода попадает во вторичные отстойники, что бы удалить смытые организмы. После капельного фильтра вода на 90% очищена от органики.

Другим способом является активный ил. Вода идет в резервуар, где добавляется смесь из детритофагов. В процессе погружения происходит обогащение воды аэрирование и размножение полезных микроорганизмов. Они поедают органику, патогенные организмы и т.д. После вода должна отстояться для удаления детритофагов. Они собираются группами, легко удаляются и снова используются. Эффективность очистки загрязненной воды – 95%.

Но вторичная очистка не удаляет биогены. Еще 20 лет назад человек не задумывался про них. Вода просто обрабатывалась хлором и спускалась в водоемы. Где-то такой метод очистки сохранился и сегодня. Но большие города начинают вводить дополнительные методы очистки – доочистка.

Доочистка

Удалить биогены можно различными способами. Например, микрофильтрация или дистилляция, которые эффективны на 100%. Но это сильно дорого. Сегодня работают над новыми способами очистки оды. К примеру, фосфаты удаляют известью: кальций и фосфат образуют нерастворимое вещество, легко отфильтрованное из воды. Но при большой концентрации фосфатов метод будет неэффективным.

Правильная доочистка может сделать воду питьевой. Некоторым становиться неприятно мысль, что мы пьем очищенную сточную воду. Но ведь в природе вода все время совершает круговорот. Может оказаться так, что вода после доочистки намного качественней, чем с рек, в которые сбрасывались неочищенные канализационные сточные воды.

Дезинфекция

Как бы не очищалась вода, ее стремятся продезинфицировать перед выбросом в водоем. Только так можно убить патогенные организмы. Используют хлор. Однако он сильно ядовит, а его доставка угрожает людям. От хлора страдают рыбы. Если он реагирует с органикой, то образуются нерастворимые соединения, которые не разлагаются и очень токсичны. Они вызывают рак, нарушения развития эмбриона и работу половой системы.

Безопасным является озон, который убивает микроорганизмы и образует при их разложении кислород. Но он так же токсичен и может вызвать взрыв.

Новыми методами считаются УФ излучение, которое не имеет побочных явлений.

Очистка воды от железа

Для обезжелезивания необходимо использовать комплексный подход. Универсальных правил не существует. Выделяют реагентные и безреагентные способы очистки. Прибегают к следующим методам:

• аэрация – обеспечения интенсивного окисления при большой подаче воздуха;
• обработка сильными окислителями – хлор, марганцовка, озон и т.д.;
• модифицированная загрузка – специальные материалы, удаляющие механическим и химическим путем все железо в воде.

Наличие железа в воде легко определяется по обседаемому осадку и металлическому привкусу воды. Страдают бытовые приборы, поверхности раковин и ванн, системы отопления и т.д.

Удаление солей жесткости

О жесткой воде знает каждая хозяйка. Она оставляет налет на нагревательных элементах, не дает пениться моющим средствам. Жесткие воды не пригодны для пищевой промышленности. Во всем виновата гидрокарбонаты магния и кальция, которые при кипячении меняют форму на нерастворимую.

Для умягчения воды используют следующие методы:

• термический – нагревание воды;
• вымораживание;
• с использованием реагентов;
• ионообменный;
• обратный осмос;
• электродиализ;
• комбинированный.

Существуют предприятия, которые сбрасывают в канализацию опасные сточные воды с ртутью, свинцом, хромом, органикой и т.д. Иногда полностью очистить сточные воды от всех примесей не получается: нет финансовых или технических возможностей. Примеси начинают мешать биологической очистке, убивая нужные микроорганизмы.

При использовании в сельском хозяйстве неочищенной воды портятся почвы и вырастают вредные продукты.

Сегодня законодательство не способно контролировать соблюдения всех норм и правил по очистки загрязненной воды.

Загрязнение воды: причины, последствия и методы решения экологической проблемы

Загрязнение воды – большая экологическая проблема, однако современные способы очистки не решают ее. Это может привести к серьезным экологическим последствиям, поскольку без воды не может выжить ни одно живое существо. Для решение проблемы нужно определиться с источниками загрязнения и существующими подходами к их решению.

Основные причины загрязнения воды

Основные факторы, которые влияют на загрязнение можно поделить на следующие группы:

Промышленные отходы. От производственной деятельности фабрик, заводов, комбинатов происходит загрязнение вод. Фильтры и очистные системы не в состоянии провести полную очистку от загрязняющих веществ.

Сброс промышленных вод в окружающую среду

В Тихом океане найден самый большой мусорный остров, по размеру он соизмерим с территорией Монголии (1,5 млн. км²), его вес составляет примерно сто миллионов тонн.

Последствия от разлива нефти

Возможные последствия

В результате человеческих действий баланс в экосистеме нарушается. Гибель отдельных представителей биосферы – неизбежность.

Дефицит пресной воды

С каждым годом человек потребляет все больше водного ресурса. Темпы загрязнения источников водоснабжения также растут.

Ежегодно на протяжении месяца несколько миллиардов людей испытывают трудности от недостатка пресной воды.

Если темпы загрязнения озер и рек не пойдут на спад, через несколько веков люди начнут гибнуть от нехватки воды.

Эпидемии и болезни

От перенасыщения водных ресурсов химическими соединениями учащаются случаи серьезных заболеваний сердца, кишечника, печени, почек, опорно-двигательного аппарата, хронических форм заболеваний.

Значительно возросло количество глистных инвазий различной степени тяжести, тифа, холеры, уносящих жизни людей.

Из-за большого количества антибиотиков, попадающих в реки и озера, возникают новые разновидности бактерий, устойчивых к воздействию лекарственных препаратов. Это затрудняет борьбу с заболеваниями.

Воздействие на живые организмы

Ухудшение качественного состава воды мешает нормальному существованию представителей флоры и фауны. В организме происходят сбои, которые ведут к проблемам со здоровьем.

Нарушение строения ДНК

Опасные вещества накапливаются в водоемах, проникая в живой организм они способны провоцировать мутацию, меняется строение ДНК. У рыб происходит изменение во внешнем виде, возникает деформация внутренних органов.

Нарушение репродуктивной функции

Опасность представляют тяжелые металлы, которые в большом количестве содержатся в грязной воде. Они не выводятся из человеческого организма, накапливаясь в нем и негативно влияя на репродуктивные органы человека. Как следствие, вероятность возникновения бесплодия увеличивается.

Отдельные виды токсинов губительны для мембраны митохондрий. В результате органеллы теряют способность производить энергию из поступающих в организм питательных веществ. Синдром хронической усталости – одно из следствий такого нарушения.

Повышенное содержание токсинов вызывает негативное воздействие на центральную и периферическую нервную систему. Возникает это в результате:

• непосредственного действия на нервную систему;
• воздействия на другие системы и органы, что ведет к поражению нервной системы.

Все химикаты также обладают нейротоксическим воздействием.

Попадая с водой в организм химикаты накапливаются, происходит нарушение координации движений, память, слух, зрение начинают ухудшаться, теряется тактильная и болевая чувствительность, не исключены психические расстройства.

Присутствующий в воде свинец может вызвать еще более серьезные отклонения, особенно он опасен для детского организма, так как способен вызвать задержку в умственном развитии.

Вымирание животных

Загрязнение водоемов ведет к исчезновению целых видов представителей животного мира:

• нефтесодержащие продукты при воздействии на жировой слой водоплавающих птиц разрушают его, птицы замерзают и гибнут;
• животные и рыбы принимают мусор за корм, проглатывая его они гибнут;
• повышение температуры воды отрицательно сказывается на жизни водных обитателей, привыкших к более низким температурам;
• обильное цветение опасно для рыб, так как в результате увеличивается рост органических веществ, питающих бактерии. Последние активнее потребляют кислород, что ведет к гибели представителей фауны.

Покрытый нефтью лебедь

Кислотные дожди

Находящаяся в атмосферных слоях влага вступает в реакцию с летучими соединениями, оксидами и прочими веществами, образуя кислоту. Поэтому все осадки являются кислотными, но различной степени концентрации вредных соединений.

Треть кислотных дождей имеют природное происхождение. Они вызваны извергающимися вулканами, разложением органических веществ, грозами. В появление остальных виноват человек. Работающие ТЭЦ, выхлопные газы автомобили, производственные цеха регулярно выбрасывают в атмосферу тонны соединений серы и азота. Такой дождь повышает кислотность водоемов, что ведет к гибели мальков, уменьшению корма, ухудшению качества почв.

Острова мусора

Пластиковые бутылки, куски рыболовных снастей и мусора ежедневно тоннами попадает в водоемы. Они собираются в острова, которые называют «мусорными». В Тихом океане найден один из самых больших таких островов, каждый день течение приносит сюда более 300 тонн отходов.

Перемещение и загрязнение воды

Не все инородные вещества имеют твердые агрегатные формы, некоторые из них существуют в других формах:

• жидкая субстанция;
• взвешенные частицы.

Мусор на поверхности моря

Грязь, бактерии, химические соединения – все они попадают в канализацию, а значит – в водоемы. В пресной воде твердый мусор оседает на дно, во время волнения водной поверхности из-за ветра или движения водного транспорта, они всплывают, перемещаясь с водным потоком. Таким образом грязь и мусор перемещаются на значительные расстояния.

Соленая вода плотнее и мелкие частицы мусора в ней не оседают, а держатся на поверхности и течение уносит мусор далеко от берега.

Определение степени загрязнения

Различные показатели позволяют определить уровень загрязнения.

• цвет;
• титр кишечной палочки;
• окисляемость;
• прозрачность;
• присутствие тяжелых металлов и других составляющих;
• гидробиологические параметры;
• запах;
• уровень кислорода;
• показатель Рн;
• патогенная микрофлора.

В каждом развитом государстве есть организация, отвечающая за состояние водных ресурсов. В случае отхождения показателей от нормальных, она обязана провести проверку и предпринять действия для изменения ситуации.

Текущая ситуация в России и в мире

Самыми грязными на планете реками признаны водные артерии азиатской части Евразии. В них в несколько десятков раз больше свинца, чем в водоемах промышленно-развитых стран. В реках в разы превышено содержание бактерий от отходов жизнедеятельности человека.

В европейской части ситуация ненамного лучше. В Ирландии главный источник загрязнения рек – удобрения, применяемые здесь в большом количестве. Сточные воды – отдельная проблема этого государства.

Загрязнение водоемов России достаточно велико. Водная экология близка к критической отметке в следующих регионах:

• Архангельской области;
• Ярославской области;
• Калининградской;
• Томской области;
• Курганской области;
• Бурятии;
• Республике Дагестан;
• Приморском крае;
• Калмыкии.

За последние годы резко ухудшилась ситуация в водоемах Амурской области. Ежедневно большой объем органических и химических соединений попадают в Волгу. Она уже не в состоянии самоочищаться естественным способом, поэтому здесь регулярно проводится очищение вод при помощи хлорирования.

Пути решения проблем

Вопрос загрязнения поверхностных природных вод вырос до масштабов планеты. Человечество пытается решить проблему разными способами.

Очистка воды

Ряд мероприятий позволяют привести к необходимым стандартам загрязненную воду в процессе очистки.

• Механическая – по ходу движения потока ставятся решетки, не допускающие попадание в открытый водоем крупного мусора. Несовершенный способ, требует регулярной очистки решеток.
• Третичная – вода проходит многоэтапную систему очистки с применением порошков. Они убивают патогенные микроорганизмы, ведут к разложению кислоты, щелочей. Полученный ресурс можно использовать в сельском хозяйстве или в промышленных целях.
• Специализированная – позволяет устранить загрязнение от отдельного вида составов. Коагулянты ведут к слипанию посторонних частиц, они образуют хлопья, которые отфильтровывают.
• Химическая – реагенты вступают в реакцию с вредными примесями, нейтрализуя их. Но вода получается с высокой жесткостью, пить ее нельзя.

Охрана водных ресурсов

Ряд стран разработал мероприятия по охране водного бассейна планеты.

• Установлены прибрежные водоохранные зоны, на территории которых действуют ограничения на ведение хозяйственной деятельности.
• Введены мероприятия, позволяющие восполнить водный баланс планеты качественным водным ресурсом.
• Предусмотрены штрафы и меры наказания для нарушителей установленных правил пользования водными ресурсами.

Практика борьбы с загрязнениями воды в мире

Ученые находятся в интенсивном непрерывном поиске эффективных методов очистки воды от вредных примесей. Разработан ряд методов, позволяющих быстро локализовать большие объемы попавших в открытые водоемы нефтепродуктов или других химических и радиоактивных составов. Но даже этого пока недостаточно, чтобы сократить наносимый природе вред.

Водный барьер от нефти

Решение вопроса на законодательном уровне

Правительство России приняло закон, запрещающий открывать предприятия, наносящие вред окружающей природе и водным бассейнам. Все новые промышленные объекты обязаны иметь оборудованные фильтры, производящую очистку отработанной воды на высоком уровне.