Охрана и рациональное использование водных ресурсов

   На жизнь населения  водоемов  пагубно  влияют  сточные  воды  целлюлозно-бумажной   промышленности.   Окисление   древесной   массы    сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели  икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и  другие  нерастворимые  вещества  засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах  и  на  их  корме  - беспозвоночных  -  неблагоприятно  отражаются  молевые  сплавы.  Из  гниющей древесины и коры выделяются в воду различные  дубильные  вещества.  Смола  и другие экстрактивные  продукты  разлагаются  и  поглощают  много  кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и  икры.  Кроме  того,  молевые  сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая  рыб нерестилищ и кормовых мест.

   Нефть  и   нефтепродукты  на   современном   этапе   являются   основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая  в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую  на  воде  нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде  нефтепродукты,  осевшие  на дно тяжелые фракции и т.д. Это затрудняет процессы фотосинтеза в воде  из-за прекращения доступа солнечных лучей, а  также  вызывает  гибель  растений  и животных.  При  этом  изменяется   запах,   вкус,   окраска,   поверхностное натяжение,  вязкость  воды,  уменьшается  количество  кислорода,  появляются вредные органические  вещества,  вода  приобретает  токсические  свойства  и представляет угрозу не только для человека. 12 г  нефти  делают  непригодной для употребления тонну воды. Каждая тонна нефти создает нефтяную  пленку  на площади до 12 кв. км. Восстановление  пораженных  экосистем  занимает  10-15 лет.

   Атомные  электростанции   радиоактивными   отходами   загрязняют   реки. Радиоактивные    вещества    концентрируются    мельчайшими     планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим  животным.

Установлено, что радиоактивность  планктонных обитателей в тысячи  раз  выше, чем воды, в которой они живут.

   Сточные воды, имеющие  повышенную  радиоактивность  (100  кюри  на  1л  и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны  и  специальные резервуары.

   Рост  населения,  расширение  старых  и  возникновение   новых   городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы.  Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными  бактериями  и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы  моющие  синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое  применение  также в  промышленности  и  сельском  хозяйстве.  Содержащиеся  в  них  химические вещества,  поступая  со  сточными  водами  в   реки   и   озера,   оказывают значительное  влияние  на  биологический  и  физический  режим  водоемов.  В результате снижается способность вод к  насыщению  кислородом,  парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

   Вызывает  серьезное   беспокойство  загрязнение  водоемов  пестицидами  и минеральными  удобрениями,  которые  попадают  с  полей  вместе  со  струями дождевой и талой воды. В результате исследований,  например,  доказано,  что инсектициды,  содержащиеся  в  воде  в  виде   суспензий,   растворяются   в нефтепродуктах,  которыми  загрязнены  реки  и  озера.  Это   взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций  водных  растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а  по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно  как  на отдельные органы, так и на организм в целом.

   В связи с интенсификацией  животноводства все более   дают  о  себе  знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.

   Сточные воды, содержащие  растительные волокна, животные  и  растительные жиры,  фекальную  массу,  остатки  плодов  и  овощей,  отходы  кожевенной  и целлюлозно-бумажной  промышленности,  сахарных   и   пивоваренных   заводов, предприятий  мясомолочной,   консервной   и   кондитерской   промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

   В сточных водах  обычно около 60% веществ органического  происхождения,  к этой же категории органических относятся  биологические  (бактерии,  вирусы, грибы,  водоросли)  загрязнения  в  коммунально-бытовых,   медико-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.

   Серьёзной экологической  проблемой  является  то,  что   обычным  способом использования  воды  для  поглощения  тепла  на   тепловых   электростанциях является прямая прокачка пресной озерной или речной воды через охладитель  и затем  возвращение  её   в   естественные   водоёмы   без   предварительного охлаждения. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется  озеро  площадью 810 га, глубиной около 8,7 м.

   Электростанции могут  повышать температуру воды по  сравнению с окружающей на 5-15 С. В естественных условиях при медленных повышениях  или  понижениях температур рыбы и другие водные  организмы  постепенно  приспосабливаются  к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в  реки и озёра горячих стоков с  промышленных  предприятий  быстро  устанавливается новый температурный режим, времени  для  акклиматизации  не  хватает,  живые организмы получают тепловой шок и погибают.

   Тепловой шок - это крайний результат теплового  загрязнения.  Результатом сброса  в  водоёмы  нагретых  стоков  могут  быть   иные,   более   коварные

последствия. Одним из них  является влияние на процессы обмена веществ.

   В результате повышения   температуры  воды  содержание  в  ней  кислорода падает, тогда как потребность в нём живых организмов  возрастает.  Возросшая потребность в кислороде,  его  нехватка  вызывают  жестокий  физиологический стресс и даже смерть.  Искусственное  подогревание  воды  может  существенно изменить  и  поведение  рыб  -  вызвать  несвоевременный  нерест,   нарушить миграцию.

   Повышение температуры  воды  способно  нарушить  структуру   растительного мира водоёмов. Характерные для  холодной  воды  водоросли  заменяются  более теплолюбивыми  и,  наконец,   при   высоких   температурах   полностью   ими вытесняются, при этом возникают благотворные условия для массового  развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого “цветения  воды”. Все перечисленные выше последствия теплового  загрязнения  водоёмов  наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному  изменению  среды обитания   человека.   Ущербы,   образовавшиеся   в   результате   теплового

загрязнения,  можно  разделить  на:  -  экономические   (потери   вследствие снижения продуктивности  водоёмов,  затраты  на  ликвидацию  последствий  от загрязнения); социальные  (эстетический  ущерб  от  деградации  ландшафтов); экологические (необратимые  разрушения  уникальных  экосистем,  исчезновение видов, генетический ущерб).

   Загрязняются  реки  и   во   время   сплава,   при   гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается  загрязнение судами речного флота.

   Мировое хозяйство  сбрасывает в год  1500  куб.  км  сточных  вод  разной степени очистки, которые требуют 50-100-кратного  разбавления  для  придания им естественных свойств и дальнейшего  очищения  в  биосфере.  При  этом  не учитываются воды сельскохозяйственных производств.  Мировой  речной  сток  (37,5-45 тыс. куб.  км  в  год)  недостаточен  для  необходимого  разбавления сточных вод. Таким образом, в результате промышленной  деятельности  пресная вода перестала быть возобновляемым ресурсом.

   Рассмотрим последовательно  загрязнение океанов, морей,  рек   и  озер,  а также методы очистки сточных вод.

   2. Загрязнение  океанов и морей

   Ежегодно в Мировой  океан попадает более 10 млн.  т нефти  и  до  20%  его площади уже покрыты нефтяной пленкой. В первую очередь это  связано  с  тем, что добыча нефти  и  газа  в  Мировом  океане  стала  важнейшим  компонентом нефтегазового комплекса. В 1993 году  в  океане  добыто  850  млн.  т  нефти(почти 30% мировой добычи). В мире пробурено около 2500 скважин, из них  800 в США, 540 –  в  Юго-Восточной  Азии,  400  –  в  Северном  море,  150  –  в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до 900 м.

   Загрязнение гидросферы  водным транспортом происходит  по двум каналам. Во- первых,  морские  и  речные  суда  загрязняют  ее  отходами,  получаемыми  в результате эксплуатационной деятельности, и, во-вторых, выбросами  в  случае аварий  токсичных   грузов,   большей   частью   нефти   и   нефтепродуктов.

Энергетические установки  судов (в основном  дизельные  двигатели)  постоянно загрязняют  атмосферу,  откуда  токсичные  вещества   частично   или   почти полностью попадают в воды рек, морей и океанов.

   Нефть и нефтепродукты  являются главными загрязнителями  водного бассейна.

На танкерах, перевозящих  нефть и  ее  производные,  перед  каждой  очередной загрузкой, как правило, промываются емкости (танки)  для  удаления  остатков

ранее перевезенного груза. Промывочная вода, а с ней и  остатки груза  обычно сбрасываются за  борт.  Кроме  того,  после  доставки  нефтегрузов  в  порты назначения  танкеры  чаще  всего  направляются  к  пункту   новой   погрузки порожними. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки  и  безопасности плавания танки судна наполняются балластной  водой.  Эта  вода  загрязняется нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти и нефтепродуктов  выливается  в море. Из общего грузооборота мирового морского флота в настоящее  время  49% падает  на  нефть  и  ее   производные.   Ежегодно   около   6000   танкеров международных флотилий  транспортируют  3  млрд.  т  нефти.  По  мере  роста перевозок нефтегрузов все большее количество нефти стало  попадать  в  океан при авариях.

   Огромный ущерб  океану нанесло крушение американского  супертанкера «Торри Каньон» у юго-западного побережья Англии в марте  1967  года:  120  тысяч  нефти вылилось на воду и было подожжено зажигательными бомбами с  самолетов. Нефть горела несколько дней. Были загрязнены  пляжи  и  побережья  Англии  и Франции.

   За десятилетие  после катастрофы танкера «Торри  Канон» в морях и  океанах погибло   более   750   крупных   танкеров.   Большинство   этих    крушений сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов  в  море.  В  1978 году  у  французских  берегов  снова   произошла   катастрофа,   еще   более значительная по последствиям, чем  в  1967  году.  Здесь  в  шторм  разбился американский супертанкер «Амоно Кодис». Из судна вылилось более  220  тыс  т нефти,  покрыв  площадь  3,5  тыс.  кв.  км.  Был  нанесен  огромный   ущерб рыболовству, рыбоводству, устричным «плантациям»,  всем  морским  обитателям этого района. На протяжении  180  км  побережье  покрылось  черным  траурным «крепом».

   В 1989 году  авария  танкера  «Валдиз»  вблизи  побережья  Аляски  стала крупнейшей  экологической  катастрофой  подобного  рода   в   истории   США. Огромный, с полкилометра длиной, танкер сел на мель примерно в 25  милях  от берега. Тогда в море вылилось около  40  тыс.  т  нефти.  Огромное  нефтяное пятно растеклось в радиусе 50 миль от места аварии, покрыв  плотной  пленкой пространство 80 кв.  км.  Были  отравлены  самые  чистые  и  богатые  фауной прибрежные районы Северной Америки.

   Для  предотвращения  подобных  катастроф  разрабатываются   двухкорпусные танкеры. При аварии, если будет поврежден один корпус,  второй  предотвратит попадание нефти в море.

   Происходит загрязнение  океана и другими видами  отходов   промышленности. Во  все  моря  мира  сброшено  примерно  20  млрд.  т  мусора  (1988   год). Подсчитано, что на 1 кв. км океана  приходится  в  среднем  17  т  отбросов. Зафиксировано, что за один день в Северное море  было  сброшено  98  тыс.  т отбросов (1987 год).

   Известный путешественник  Тур Хейердал рассказывал, что  когда  он  и  его друзья плыли на плоту «Кон-Тики» в 1954 году,  они  не  уставали  любоваться чистотой океана, а во время плавания на папирусном судне «Ра-2» в 1969  году он  и  его   спутники,   «проснувшись   утром,   увидели   океан   настолько загрязненным,  что  некуда  было   окунуть   зубную   щетку.   Из   глубого Атлантический океан стал серо-зеленым и  мутным,  и  повсюду  плавали  комки мазута  величиной  от  булавочной  головки  до  ломтя  хлеба.  В  этой  каше болтались пластиковые бутылки, будто мы  попали  в  грязную  гавань.  Ничего подобного я не видел, когда сто одни сутки сидел в океане на  бревнах  «Кон- Тики». Мы воочию убедились, что люди  отравляют  важнейший  источник  жизни, могучий фильтр земного шара – Мировой океан».

   До 2 млн. морских  птиц и 100 тыс. морских животных, в том  числе  до  30 тыс. тюленей, ежегодно погибают, проглотив какие-либо пластмассовые  изделия или запутавшись в обрывках сетей и тросов.

   ФРГ, Бельгия, Голландия,  Англия  сбрасывали  в  Северное  море  ядовитые кислоты, в основном 18-20%-ную серную кислоту, тяжелые металлы с  грунтом  и осадками сточных вод, содержащими мышьяк и ртуть, а  также  углеводороды,  в том числе ядовитый диоксин (1987 год).  К  тяжелым  металлам  относится  ряд элементов, широко применяемых в промышленности: цинк,  свинец,  хром,  медь, никель, кобальт,  молибден  и  др.  При  попадании  в  организм  большинство металлов очень трудно выводятся, имеют свойство  постоянно  накапливаться  в тканях разных органов, и при превышении определенной пороговой  концентрации