Загрязнение пресных вод
Загрязнение пресных вод
В большинстве случаев
загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в
воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на
поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Есть несколько природных
загрязнителей. Находящиеся в земле соединения алюминия попадают в систему
пресных водоёмов в результате химических реакций. Паводки вымывают из почвы
лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам. Однако
объём естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с производимыми
человеком. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с
непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые
химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации
токсичных тяжелых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды,
нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВы). Как
известно, ежегодно в моря и океаны попадает до 12 млн тонн нефти. Определенный
вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные
дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению
содержания в воде ионов тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот
воды в природе попадают радиоактивные отходы. Сброс неочищенных сточных вод в
водные источники приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам
Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80 % заболеваний в мире вызваны
неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды. В сельской местности
проблема качества воды стоит особенно остро — около 90 % всех сельских жителей
в мире постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой.
Источники загрязнения
Загрязнители попадают в пресную воду различными путями: в
результате несчастных случаев, намеренных сбросов отходов, проливов и утечек.
Крупнейший
потенциальный источник загрязнения — фермерские хозяйства, занимающие в Англии
и Уэльсе почти 80 % земель. Часть покрывающего почву необработанного навоза
животных проникает в источники пресной воды.
Кроме того, фермеры
Англии и Уэльса ежегодно вносят в почву 2,5 млн т азота, фосфора и калия, и
часть этих удобрений попадает в пресную воду. Некоторые из них — стойкие
органические соединения, проникающие в пищевые цепи и вызывающие экологические
проблемы. Сегодня в Великобритании свёртывают производство хлорорганических
соединений, выпускаемых в больших количествах в 1950-е гг.
Всё большую
угрозу для пресноводных водоёмов представляют стоки, сбрасываемые
рыбоводческими хозяйствами, ввиду широкого применения ими фармацевтических
средств борьбы с болезнями рыб.
Быстрое
загрязнение подземных вод вокруг городов. Источник - возрастающее число
загрязненных скважин вследствие не правильной эксплуатации.
Лесные
хозяйства и открытый дренаж — источники большого количества веществ, попадающих
в пресную воду, в первую очередь железа, алюминия и кадмия. С ростом деревьев
кислотность лесной почвы увеличивается, и проливные дожди образуют очень кислые
стоки, губительные для живой природы.
Попав в реку,
навозная жижа может стать причиной серьёзной экологической катастрофы, так как
её концентрация в 100 раз больше, чем у сточных вод, обработанных на очистных
сооружениях.
Атмосферное
загрязнение пресной воды особенно пагубно. Есть два вида таких загрязнителей:
грубодисперсные (зола, сажа, пыль и капельки жидкости) и газы (сернистый газ и
закись азота). Все они — продукты промышленной или с/х деятельности. Когда в
дождевой капле эти газы соединяются с водой, образуются концентрированные
кислоты — серная и азотная.
Определение уровня загрязнения
На
загрязнение могут указывать такие признаки, как мёртвая рыба, но есть и более
сложные методы его обнаружения. Загрязнение пресной воды измеряется в
показателях биохимической потребности в кислороде (БПК) — то есть сколько
кислорода поглощает загрязнитель из воды. Этот показатель позволяет оценить
степень кислородного голодания водных организмов.
В то время
как норма БПК для рек Европы равна 5 мг/л, в неочищенных бытовых стоках этот
показатель достигает 350 мг/л. Большой вред наносит молоко при сливе его
избыточного количества, так как вызываемое им загрязнение в 400 раз больше, чем
от бытовых стоков.
Воздействие на живую природу
К самым явным
признакам загрязнения пресных водоёмов относится цветение воды (бурное развитие
фитопланктона). Этот процесс наблюдается, когда вода обогащается смесью
органических соединений, выщелоченных из окружающей почвы. Такое обогащение
(эвтрофикацию) в большей степени вызывают фосфаты, чем нитраты.
Сложившаяся в
последние 20 лет ситуация вызывает тревогу, так как значительная часть из 500
водоёмов Англии покрылась зеленью и стала токсичной ввиду их загрязнения.
Пресная вода превращается в рассадник потенциально опасных видов бактерий,
простейших и грибов. Такие бактерии, как сальмонелла и листерия, а также
простейшие — например, криптоспоридия — не менее опасны для здоровья человека,
чем холера в Европе в XIX веке.
Водоросли на
поверхности воды действуют как густой лесной полог, не пропуская солнечный
свет. Это губительно сказывается на производящих кислород водорослях, от
которых зависит жизнь водных беспозвоночных и позвоночных. К тому же
определённые виды сине-зелёных водорослей выделяют ядовитые вещества,
поражающие рыб и другие водные организмы. В результате многие виды отдыха на
воде в летние месяцы запрещены в связи с разрастанием и токсичностью
водорослей. Причиной цветения последних в озёрах и водоёмах может также быть
вырубка лесов и удобрение лесной почвы — в обоих случаях в воду попадают
питательные вещества.
Кислотные
дожди вызвали ряд крупных экологических катастроф в Канаде, США и
Северо-Западной Европе. Вода в 16000 из 85 000 озёр Швеции окислилась, а в 5000
из них полностью исчезла рыба. Начиная с 1976 г., в воду 4000 озёр добавляют
известь для нейтрализации кислоты и восстановления химического баланса. К этим
же мерам прибегают Шотландия и Норвегия, где по аналогичной причине рыбные
запасы сократились на 40 %. На востоке США ежегодный ущерб в связи с потерей
форели, вызванной окислением водоёмов спортивного рыболовства, составляет 1 млрд
долларов. Однако за известкование озёр расплачиваются прибрежные сообщества.
Так, избыток кальция привёл к гибели 90 % растущего поблизости торфяного мха,
кукушкиного льна и ягеля. Значительная часть кислотных дождей приходит в
Скандинавию с запада, где промышленность Англии производит около 3,7 млн т
сернистого газа в год.
Как правило,
загрязнение водоёмов приводит к гибели живой природы, в первую очередь рыб. Но
возможна быстрая повторная колонизация и восстановление популяций, особенно с
помощью человека. Некоторые беспозвоночные переселяются на поражённые участки
из находящихся выше по течению мест; другие перелетают сюда за считанные часы.
Одни организмы (такие как речные блюдечки, чьи жабры забиваются илом)
чувствительны к нарушению экологического баланса, а другим видам (включая
подёнок) нипочём довольно высокие уровни загрязнения. Трубчатые черви поглощают
бактерии и личинок разных видов звонцов, а пиявки (среди них Helobdella
stagnalis) легко переносят эвтрофикацию и низкое содержание кислорода.
Законодательство
Законы —
действенное средство предотвращения загрязнения, но добиться их соблюдения
трудно. Поэтому новая международная инициатива — "платит сторона, виновная
в загрязнении" — идеальна по сути, но редко даёт плоды. Всемирная
организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала рекомендации по допустимым
уровням загрязнения. Например, содержание кадмия в воде не должно превышать
3/1000 мг/л.
Англия,
вероятно, первой в мире приняла закон о загрязнении рек, поскольку ещё в 1197 г.
король Ричард I Львиное Сердце подписал первую хартию о Темзе.
Сегодня
Европейское Сообщество издаёт директивы о качестве воды, но правительства
европейских стран не спешат выполнять эти требования. Так, в 1992 г. 9 из 12
стран — членов ЕС превысили уровень содержания нитратов в своих водоёмах. По
новому законодательству, от всех членов ЕС требовалось к 2002 г. создать
специальные очистные станции для обработки воды для городского и промышленного
потребления, чтобы предотвратить загрязнение рек. В большинстве стран эта
работа выполнена.