Антропогенное загрязнение гидросферы

Под гидросферой понимают совокупность всех вод Земли, находящихся в твердом, жидком и газо­образном состоянии. Больше всего на Земле жидкой воды, она образует Мировой океан.

Вода после атмосферного воздуха представляет второй по важности компонент биосферы, поддер­живающий жизнь и оказывающий прямое влияние на здоровье человека. Вода присутствует во всей био­сфере, в живых организмах ее содержится 80-90%. Из всех запасов воды на Земле 97,5% составляет со­леная. Большая часть пресной воды связана ледни­ками. Запасы питьевой воды ограничены, поэтому сохранение качества чистой воды представляет жиз­ненно важное значение для человечества.

В естественном состоянии в воде всегда содер­жатся растворенные газы и соли, взвешенные час­тички, поэтому вкус воды разных источников раз­личен. Минеральный баланс организма тесно свя­зан с минеральным составом употребляемой воды и пищи, а свойства воды обусловлены геохимичес­кими особенностями местности и деятельностью человека, изменяющей природный состав элемен­тов биосферы. Так, недостаток или избыток в воде микроэлементов оказывает ощутимое влияние на жизнедеятельность организма человека, микроэле­менты обладают высокой биологической активнос­тью, участвуют в обмене веществ, входят в состав гормонов и витаминов. Жесткая вод а содержит мно­го кальция, оказывает негативное влияние на рабо­ту почек и желудка. Оптимальное содержание каль­ция в воде рекомендуется на уровне 50-75 мг/л, но не ниже 25 мг/л [12]. Мягкая вода содержит мало кальция, магния, ванадия, выполняющих защит­ные функции в отношении сердечно-сосудистой си­стемы. Повышенное содержание хлоридов в воде способствует развитию гипертонической болезни.

Определены санитарные нормативы предельного содержания различных веществ в питьевой воде, превышение их может принести вред здоровью че­ловека при постоянном употреблении такой воды. Поэтому качество питьевой воды находится под по­стоянным контролем.

Основными потребителями пресной воды явля­ются промышленность и сельское хозяйство, увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды. В среднем на каждого городского жителя приходится 470 тонн воды в год. Постоянный кру­говорот воды в природе обеспечивает ее запас, одна­ко часть используемой воды утрачивается безвозв­ратно.

Потребляя чистую воду человек возвращает ее в виде стоков. Загрязнение поверхности вод — это из­менение состава или свойств вод, вызванное прямым или косвенным влиянием производственной дея­тельности и бытовыми условиями, в результате чего они становятся непригодными для пользования. Природное загрязнение происходит весной, когда с талыми водами в водоемы поступают растительные остатки, мусор, вымываемые из почвы вещества. Загрязнение несут стоки с полей и городских улиц во время дождей и оттепелей, осадки из атмосферы.

Химический состав воды различных водоемов во многом зависит от состава почвы, характера и сте­пени загрязнения ее и атмосферного воздуха в дан­ном регионе. Специфичными для водоемов источни­ками загрязнения являются сточные воды. Шлейф водных загрязнений от больших городов распрост­раняется по природным водотокам на десятки и сот­ни километров и может отравлять источники пить­евой воды, расположенные ниже по течению от ме­ста выхода сточных вод.

Со сточными водами предприятий по переработ­ке нефти, природного газа, предприятий цветной металлургии в водоемы поступают вредные веще­ства. Сточные воды металлообрабатывающих про­изводств, использующих различные смазочные материалы, охлаждающие жидкости, содержат ток­сичные вещества, как и воды с полей, загрязненных пестицидами. Стоки сельскохозяйственных ферм содержат большое количество аммиака, окислов азота, биологических веществ. Бытовые стоки с от­ходами моющих средств несут фосфаты. Стоки хи­мических производств выносят в водоемы различ­ные поверхностно-активные вещества, формальде­гид, который хорошо растворим в воде и, реагируя с кислотами, образует вредные для организма чело­века соединения.

Хлоросодержащие углеводороды, используемые в антисептиках, фунгицидах, клеях, красителях, типографской краске, консервантах древесины, по­падают в сточные воды и выделяют токсичные ве­щества. Часто в таких случаях обнаруживается по­бочный продукт — диоксин. Образуется диоксин также при одновременном попадании в водоемы хлоридов и фенола. Отмечены массовые отравления людей в результате превышения ПДК диоксина в сотни тысяч раз. Диоксин, образовавшись, практи­чески не выводится из почвы и водной системы. Он чрезвычайно токсичен для человека и животных даже при очень низких содержаниях. В организме диоксин вызывает повреждение печени, угнетение иммунной системы, а также мутагенные, канцеро­генные и другие токсические эффекты. Механизм токсического действия диоксина пока еще до конца не выяснен. Это универсальный клеточный яд с ПДК, равной 1 • 10^-9 мг на килограмм веса челове­ка, то есть безопасной дозы диоксина практически не существует.

Диоксин накапливается в почве, растениях, рыбе, тканях животных и в организме человека, усилива­ет воздействие на человека других химических вредных веществ и радиации. Существует более 200 соединений диоксинной группы с различной сте­пенью ядовитости — дебензодиоксин, дебензофу-раны и др.

Для предотвращения загрязнения окружающей среды диоксином необходим переход на бесхлор­ную технологию отбеливания бумаги, очистки воды, использование для топлива неэтилированно­го бензина.

Результатом загрязнения природной воды антро­погенными воздействиями является:

— повышение содержания солей, поступающих со сточными водами, из атмосферы и за счет смыва твердых отходов;

— повышение содержания ионов тяжелых метал­лов, прежде всего свинца, кадмия, ртути, мышья­ка и цинка, а также содержания фосфатов, нитра­тов и др.;

— повышение содержания биологически стойких органических соединений: поверхностно-активных веществ, пестицидов, продуктов распада и других токсичных, канцерогенных, мутагенных веществ;

- загрязнение поверхности воды нефтепродук­тами от стоков и водного транспорта (1 кг нефти мо­жет загрязнить 1 га поверхности воды и погубить 100 млн. личинок рыб);

— снижение содержания кислорода из-за загряз­нения поверхности, сокращающего доступ кислоро­да из атмосферы;

— снижение прозрачности воды, в результате чего в загрязненных водоемах создаются условия для размножения вирусов и бактерий, возбудителей инфекционных заболеваний;

— тепловое загрязнение водоемов горячими сто­ками, в результате чего создаются зоны с темпера­турой на 8-12 "С зимой и до 50 °С летом выше, чем во всем водоеме;

- загрязнение радиоактивными изотопами хи­мических элементов.

Бытовые, производственные, сельскохозяйствен­ные, а также дождевые стоки часто вызывают эвтрофикацию — обогащение воды. В результате избы­точного поступления в водоемы минеральных фос­фатов и азотных веществ появляется «цветение воды», ухудшаются физико-химические свойства, вода делается мутной, зеленой с неприятным при­вкусом и запахом. Создаются условия для буйного роста водорослей. Такой же рост наблюдается и при тепловом загрязнении. Отмирающие части водорос­лей и органические загрязнения разлагаются до простейших соединений, продукты распада погло­щают кислород воды и некоторые из них токсичны. Токсичные вещества выделяются при жизнедея­тельности некоторых водорослей. При разложении образуется метан, сероводород и другие вредные для живых организмов соединения. В результате эвтрофикации могут возникать заморы рыбы и других обитателей водоемов (для жизнедеятельности рыб содержание кислорода в воде должно быть не менее 4 см³/м³). При использовании некачественной цве­тущей воды, без предварительного ее кипячения безопасность жизнедеятельности

населением возможны вспышки желудочно-кишеч­ных заболеваний, отравление скота и птицы.

Источниками антропогенного загрязнения гидро­сферы радиоактивными веществами являются ат­мосферный перенос, речные стоки с материков в океаны, ядерные испытания на островах. При этом основные поступления радиоактивного загрязнения идут от:

— испытаний ядерного оружия,

- радиоактивных отходов, твердых и жидких, сбрасываемых в море;

— аварий, в результате которых радиоактивные вещества попадают в моря и океаны (Чернобыльс­кая авария, аварии судовых и космических ядерных установок).

Радиоактивные вещества вовлекаются морскими организмами в круговорот веществ. Радионуклиды переходят по пищевой цепи, концентрируются в морских организмах высших трофических уровней, создавая прямую угрозу как для них, так и для лю­дей, вопреки мнению о безопасном разбавлении ра­диоактивных веществ в океане.