Загрязнение поверхностных водоемов. Сбросы сточных вод. Мониторинг состояния гидросферы. Проблема загрязнения р.Волга

Загрязнение поверхностных водоемов

История загрязнения поверхностных  вод

Загрязнение поверхностных  вод началось в центральной России еще в XVI в., когда начали удобрять поля навозом . С тех пор в центральных  районах страны основным загрязнителем  вод было сельское хозяйство. В более  северных районах большую роль в  загрязнении играл сплав леса, особенно молевой, при котором бревна тонули и гнили в воде. С развитием  промышленности и ростом городов  стала расти роль коммунальных и  промышленных загрязнений.

Резкое усиление загрязнений произошло в ХХ в. Особая опасность связана с совпадением  периода роста сбросов загрязненных сточных вод и многовековой тенденции  нарастания сухости климата, снижения водности водоемов . В этих условиях растут концентрации поллютантов в  растворах и, следовательно, степень  их вредного воздействия на природные  системы и здоровье человека.

К началу 90-х  гг. с поверхностными источниками  воды в России создалась довольно сложная ситуация. Качество вод большинства  поверхностных водоемов страны не отвечало установленным нормативам. Главными загрязняющими поверхностные воды веществами являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка, аммонийный и нитратный азот

Уже несколько  десятилетий в результате промышленных и коммунальных сбросов загрязненной воды нельзя пить воду из Средней и  Нижней Волги. Несмотря на относительно высокую для России степень обеспеченности бассейна промышленными и коммунальными  очистными сооружениями, они работают не эффективно. Так, в 1994 г. в водоемы  бассейна было сброшено: нефтепродуктов — 6.8 тыс. т., взвешенных веществ — 257 тыс. т., сульфатов - 1344 тыс. т., органических загрязнителей 176 тыс. т., общего азота - 12 тыс. т., нитратов — 69.7 тыс. т., железа — 35 тыс. т., цинка — 0.6 тыс. т., алюминия — 5.5 тыс. т., магния — 10.7 тыс. т., и ртути — 61 кг.

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние  наблюдения за динамикой качества поверхностных  вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем  загрязненности (более 10 ПДК) и числа  случаев экстремально высокого содержания (свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ  в водных объектах. Состояние водных источников и систем централизованного  водоснабжения не может гарантировать  требуемого качества питьевой воды, а  в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это  состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического  надзора постоянно отмечают высокое  загрязнение поверхностных вод.

Около 1/3 всей массы  загрязняющих веществ вносится в  водоисточники с поверхностным  и ливневым стоком с территорий санитарно  неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Москве. В  связи с этим проводится гиперхлорирование  воды, что, однако небезопасно для  здоровья населения в связи с  образованием хлорорганических соединений.

Одним из основных загрязнителей поверхностных вод  является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в  результате естественных ее выходов  в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны  с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и  промышленного сырья.

Среди продуктов  промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию  на водную среду и живые организмы  занимают токсичные синтетические  вещества. Они находят все более  широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом  хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15 мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию  у этих веществ появляется уже  при концентрации 1-2 мг/л.

Наиболее распространенными  загрязняющими веществами в поверхностных  водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка. А в отдельных регионах страны – аммонийный и нитридный  азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил  меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной  металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского  и коммунального хозяйства, поверхностным  стоком с прилегающих территорий.

Наибольшую опасность  для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к  сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды  происходит в результате прямого  внесения ядохимикатов при обработке  водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей  с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов  предприятий-производителей, а также  в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами  сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком  водоеме резко увеличивается  количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося  в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для  существования любых форм организмов. Водоем постепенно "умирает".

Современный уровень  очистки сточных вод таков, что  даже в водах, прошедших биологическую  очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для необратимых экологических  изменений водоемов.

Состав  сточных вод 

Водоотводящие системы и сооружения - это  один  из  видов  инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых,  общественных  и производственных    зданий,    обеспечивающих    необходимый    санитарно-гигиенические  условия   труда,   быта   и   отдыха   населения.   Системы водоотведения  и  очистки  состоят  из  комплекса  оборудования,  сетей  и

сооружений, предназначенных для приема и  удаления по трубопроводам бытовых производственных и атмосферных сточных вод,  а  также  для  их  очистки  и обезвреживания  перед  сбросом  в  водоем   или   утилизацией.   Объектами водоотведения  являются  здания  различного  назначения,  а  также   вновь строящиеся, существующие и реконструируемые города, поселки,  промышленные предприятия, санитарно-курортные комплексы и т.п. 

Сточные воды - это воды, использованные на  бытовые,  производственные или другие нужды  и  загрязненные  различными  примесями,  изменившими  их первоначальный химический состав и  физические  свойства,  а  также  воды, стекающие с территории населенных пунктов  и  промышленных  предприятий  в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.  В  зависимости от происхождения  вида  и  состава  сточные  воды  подразделяются  на  три

основные  категории:

Бытовые  (от  туалетных  комнат,  душевых,  кухонь,  бань,  прачечных, столовых, больниц; они поступают от жилых и общественных зданий,  а  также от бытовых помещений и промышленных предприятий);

Производственные (воды, использованные в технологических  процессах, не отвечающие  более  требованиям,  предъявляемым  к  их  качеству;  к   этой категории вод относят воды ,откачиваемые на поверхность земли  при  добыче

полезных  ископаемых);

Атмосферные (дождевые и талые; вместе с атмосферными отводятся воды от полива улиц, от фонтанов и дренажей). 

     Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи);на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.) ;изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.  

Общие условия  выпуска сточных вод любой  категории в поверхностные водоемы  определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод  допускается некоторое ухудшение  качества воды в водоемах, однако, это  не должно заметно отражаться на его  жизни и на возможности дальнейшего  использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных  целей.

Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями  и бассейновыми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового водопользования  устанавливают качество воды для  водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся участки  водоемов, используемые в качестве источника для централизованного  или нецентрализованного хозяйственно-питьевого  водоснабжения, а также для водоснабжения  предприятий пищевой промышленности ; ко второму виду - участки водоемов, используемые для купания, спорта и  отдыха населения, а также находящиеся  в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования  проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам, расположенным  на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1км в обе стороны от пункта водопользования.

Поступающие в  реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим  и нарушают равновесное состояние  водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под  воздействием природных факторов, в  водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут  образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих  отрицательно влияние на качество воды.

Самоочищение  воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных  гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного  объекта.

В связи с  тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться  специфические загрязнения, их спуск  в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые  в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать  разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать  вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и  растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные  смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке  сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие  этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого  сбрасываться в городскую водоотводящую  сеть.

Мониторинг  состояния гидросферы

Водная оболочка Земли - гидросфера играет важнейшую  роль в существовании биосферы и  человека. В статье приводится описание организации и современных методов  наблюдений за компонентами гидросферы в атмосфере, Мировом океане, на поверхности  суши и ее водных объектах, а также  за загрязнением водных объектов.