Тема 2.3. Забруднення гідросфери
План
1. Види забруднення та забруднювачі водойм.
2. Джерела забруднення гідросфери.*
3. Евтрофікація водойм.
4. Антропогенний вплив на води Світового океану.*
5. Контроль якості води. Нормування забруднювачів у воді.**
6. Самоочищення водойм.*
7. Стічні води, їх класифікація та способи очищення.*
1.Під забрудненням водойм розуміють потрапляння у значних кількостях і концентраціях забруднювачів, які послаблюють біосферні функції водойм та порушують нормальні умови середовища. Основні види забруднення води:
- хімічне забруднення;
- бактеріальне забруднення проявляється у появі у воді патогенних бактерій, вірусів, найпростіших, грибків;
- радіоактивне забруднення виникає внаслідок проведення ядерних випробувань, аварій на атомних підприємствах та накопичення радіоактивних відходів;
- механічне забруднення характеризується потраплянням у води різних механічних домішок (пісок, шлаки, сміття, мул);
- теплове забруднення пов’язане з підвищенням температури води в результаті її змішування з теплими технологічними водами підприємств.
2. Процеси забруднення гідросфери пов’язані з різними чинниками, проте основними джерелами є:
- витік нафти і нафтопродуктів;
- скидання у водойми неочищених стічних вод;
- змив отрутохімікатів зливовими опадами;
- підприємства хімічної, гірничо-видобувної, нафтової, целюлозно-паперової промисловості;
- морський і річковий транспорт;
- сільське господарство.
Часто забруднення поверхневих вод певними галузями економіки, а отже й формування якості води можна оцінити за об’ємом скиду стічних вод у річки та інші водойми. Найбільше їх забруднює промисловість, яка скидає більше половини всіх цих вод – 63% у 1990р., 57% у 2009р. На другому місці – комунальне господарство. Його частка у загальному об’ємі скидних вод із 1990р. по 2009р. безперервно зростала відповідно від 20 до 31%. Частка скидних вод с/г впродовж 1990-2009рр. коливалася в межах 15-17%, а потім зменшилася до 11-12%. На інші галузі економіки України припадає не більше 0,5% усього об’єму скидних вод (додаток 4).
3. Евтрофікація водойм – це підвищення рівня продукції первинних водойм завдяки збільшенню в них концентрації біогенних елементів, переважно нітрогену та фосфору. Розрізняють евтрофікацію водойм природну і антропогенну.
Природна евтрофікація триває тисячоліття, повільно і поступово. Внаслідок неповної мінералізації водних рослин спостерігається накопичення органічних речовин і збільшення концентрації біогенних елементів у водоймах.
Антропогенна евтрофікація наступає набагато швидше, особливо у водоймах з повільним стоком – озерах, водосховищах, ставках. Це пов’язано зі значним надходженням біогенних елементів – N, P у вигляді мінеральних добрив, миючих засобів, стоків тваринницьких ферм, атмосферних аерозолів.
При евтрофікації водойм на початкових етапах підвищується до певного рівня первинна продукція, а саме, створюється більш багата кормова база для розвитку риб. Це сприяє збільшенню її чисельності, однак пізніше внаслідок різкого збільшення фітопланктону погіршується якість води, виникає «цвітіння», зменшується її прозорість, вміст у ній кисню, тому високий ступінь евтрофікації водойми викликає замори риб, пригнічує розвиток інших гідро біонтів, що призводить до втрати генофонду, зменшення здатності екосистеми до гомеостазу і саморегуляції.
Для боротьби з евтрофікацію водойм вживають такі заходи: зменшення надходження біогенних елементів у водойми внаслідок очищення стічних вод; проведення агротехнічних і лісотехнічних заходів для зниження виносу біогенних елементів із площі водозбору.
4. Морські екосистеми зазнають значного антропогенного впливу внаслідок:
А) забруднення нафтою і нафтопродуктами. У морські води щорічно надходить до 6 млн. т нафтопродуктів. Внаслідок нафтового забруднення відбувається зміна фізико-хімічних процесів, а саме: змінюється склад спектра та інтенсивність проникнення у воду світла, підвищується температура поверхневого шару води, погіршується газообмін, зменшується кількість фітопланктону і гине риба.
Б) забруднення важкими металами. Важкі метали потрапляють у Світовий океан зі стоком річок, вимиваються з поверхні, випадають з атмосфери. Найбільшим їх джерелом є стічні води підприємств металургії та металообробки. Збільшення концентрації важких металів може викликати порушення біологічних процесів у живих організмах і призвести до захворювань, а то й смерті.
В) забруднення пестицидами. Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води. У водному середовищі найчастіше трапляються представники інсектицидів, фунгіцидів і гербіцидів.
Г) забруднення сміттям і продуктами спалювання у морі. Сміття потрапляє в океан із кораблів, надходить із водами річок, його часто спеціально скидають у води Світового океану чи спалюють у віддалених районах. Особливо забруднені води поблизу портів.
Д) поховання різноманітних відходів (дампінг). Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морські захоронення різних матеріалів і речовин, зокрема ґрунту, вийнятого при днопоглиблювальних роботах, бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів. Обсяг поховань становить близько 10% від усієї маси забруднюючих речовин, що надходять у Світовий океан.
5. За даними ООН, 4 із кожних 5 захворювань у країнах, що розвиваються, викликані або забрудненою водою, або антисанітарними умовами проживання. Щодня в цих країнах 25 тис. чоловік помирає від хвороб, викликаних неякісною водою. Якість води визначається за чотирма основними групами показників: фізичними, гідробіологічними, бактеріологічними, хімічними.
| · Рівень сапробності; · Видове біорізномані-ття; · Інтенсивність деструкції |
| Показники якості води |
| Фізичні |
| Гідробіологічні |
| Бактеріологічні |
| Хімічні |
| · Температура; · Запах; · Прозорість; · Колір води |
| · Колі-титр; · Колі-індекс; · Кількість лактопози-тивних кишкових паличок; · Кількість коліфагів |
| · Розчинний кисень; · Водневий показник; · Мінеральний склад; · Нафтопро-дукти; · Феноли; · Пестициди; · Важкі метали |
Для оцінки екологічного стану вод, умов їхнього використання встановлюється Гранично допустимі концентрації речовин у водних об’єктах та гранично допустимі скиди (ГДС).
ГДК домішок у воді водного об’єкта– це такий нормативний показник, який включає несприятливий вплив на організм людини і можливість обмеження чи порушення нормальних умов господарсько-питного, побутового та інших видів водокористування .
ГДС – обсяг шкідливих речовин у стічних водах, максимально допустимий до відведення в установленому режимі у певному пункті водного об’єкта.
6. Самоочищення водойм – це сукупність фізичних, гідродинамічних (розбавляння, перемішування), фізико-хімічних, хімічних та біохімічних процесів, які зумовлюють зниження концентрації забруднювачів у воді.
Фізичні процеси – це газообмін на межі поділу «атмосфера - вода»: поглинання газів, що входять до складу атмосферного повітря, відбувається при зниженні температури води; сорбція домішок зависями, донним мулом, поверхнею тіл гідробіонтів; осадження зависей.
Хімічні процеси – це механізми, в основі яких лежать хімічні реакції різних типів, що супроводжуються утворенням малорозчинних, малодисоційованих, газоподібних та інших сполук. Такими процесами є осадження, окиснення, комплексоутворення, гідроліз, фотоліз.
Біохімічні процеси відбуваються за участі живих організмів: фото- і хемосинтез, біоакумуляція окремих хімічних елементів, процеси метаболізму та взаємодія їх продуктів між собою чи з компонентами води.
7. Стічні води – це комунальні та промислові стоки населених місць (побутові, виробничі, дощові з вулиць, промислових майданчиків, районів усіх типів забудов), використані людиною і відведені після користування.
За походження стічні води поділяють на:
- промислові стічні води дуже різноманітні за спектром забруднювачів. Стічні води металургійних комбінатів містять важкі метали, нафтопродукти, зависі; целюлозно-паперових виробництв – збагачені целюлозними волокнами, солями алюмінію, хлором, танінами, сульфатами, сульфітами та іншими забруднювачами.
- Сільськогосподарські стічні води утворюються переважно на тваринницьких фермах під час приготування кормів, миття обладнання, прибирання приміщень. У них високий вміст органічних сполук, суспендованих часток, сполук нітрогену і фосфору; надходження їх у водойми надзвичайно небезпечне для водних екосистем внаслідок токсичності аміаку, можливості евтрофікації водойм.
- Побутові стічні води містять органічні речовини, сполуки нітрогену і фосфору, ПАР.
Вода, яка використовувалася для побутових потреб і в технологічних процесах, потрапляє на очисні споруди. Проте при відсутності або перевантаженості очисних споруд у водойми вимушено скидаються неочищені або недостатньо очищені стічні води.
Сталого характеру набула тенденція до зниження ефективності роботи очисних споруд. Вона зумовлена зношеністю устаткування, його низьким технологічним рівнем, значною енергозалежністю, а також наявністю у складі забруднюючих речовин нових хімічних речовин, для очищення води від яких відсутні реагенти. За станом забруднення поверхневих вод в Україні здійснюють систематичні спостереження на 251 створі в 195 пунктах на 101 річці, 15 водосховищах, 7 озерах та 1 каналі. Майже всі водні об’єкти, на яких здійснюють спостереження, належать до забруднених та дуже забруднених. Найзабрудненішими є річки Горинь, Десна, Сула, Тетерів, Ворскла, Унава, Самара, Інгулець, Сіверський Донець, Уди, Казенний Торець, Бахмут, Луганськ, Біленнька, Дністер, Тисменниця, Опір, Стрий, Кальміус, Кальчик, Булавин, Молочна, Західний Буг, Полтва, Луга, Дунай, Латориця, Вірча, Південний Буг. Дуже забруднені також водосховища Дніпровського каскаду, особливо Київське та Канівське. На 64% об’єктів, на яких здійснюють спостереження, зареєстрували до 900 випадків високого рівня забруднення поверхневих вод 14 інгредієнтами.
| Етапи очищення стічних вод |
Контрольні запитання
1. Охарактеризуйте стан світових ресурсів прісних вод.
2. Назвіть джерела забруднення гідросфери та проаналізуйте види забруднювачів.
3. Наведіть приклади та поясніть негативні наслідки антропогенного впливу на води Світового океану.
4. Дайте визначення стічним водам. Охарактеризуйте основні види стічних вод.
5. Розкрийте способи очищення стічних вод.
Література:
1. Заверуха Н.М., Серебряков В.В., Скиба Ю.А. Основи екології: Навч. посіб. – К.: Каравела, 2008. – Т.2.2., §2.2.2., с.129-140, Т.2.4., §2.4.1., с.202-204.
2. Основи екології та соціоекології. За ред.. Бедрія Я. І. – Львів: «Афіша», 1999. - Р.2, § 2.6, с.117-132.
3. Білявський Г.О., Бутченко Л.І. Основи екології: теорія і практика: Навч. посіб. – К.: Лібра, 2006. – Р.3, § 3.2, с.73-96.