Экологические кризисы
4. Загрязнение воды.
Потребности в воде. Каждому ясно, как велика роль воды в жизни нашей
планеты и в особенности в существовании биосферы. Напомним, что ткани
большинства растительных и животных организмов содержат от 50 до 90
процентов воды (исключение составляют мхи и лишайники, содержащие 5—7
процентов воды). Все живые организмы нуждаются в постоянном поступлении
воды извне. Человек, ткани которого на 65 процентов состоят из воды, может
прожить без питья всего лишь несколько суток (а без еды он может жить
больше месяца). Биологическая потребность человека и животных в воде за год
в 10 раз превышает их собственную массу. Еще более внушительны бытовые,
промышленные и сельскохозяйственные нужды человека. Так, для
производства тонны мыла требуется 2 тонны воды, сахара — 9, изделий из
хлопка — 200, стали 250, азотных удобрений или синтетического волокна —
600, зерна — около 1000, бумаги — 1000, синтетического каучука — 2500 тонн
воды.
В 1980 году человечеством было использовано для различных нужд 3494
кубокилометра воды (66 процентов в сельском хозяйстве, 24.6 — в
промышленности, 5,4 — на бытовые нужды, 4 процента — испарение с
поверхности искусственных водохранилищ). Это составляет 9—10 процентов
от глобального речного стока. В процессе использования 64 процента изъятой
воды испарилось, а 36 процентов были возвращены в природные водоемы.
В нашей стране в 1985 году для хозяйственных нужд было взято 327
кубокилометров чистой воды, а объем сброса составил 150 кубокилометров (в
1965 году он равнялся 35 кубокилометрам). В 1987 году в СССР было взято для
всех нужд 339 кубокилометров пресной воды (из подземных источников около 10
процентов), то есть примерно 1200 тонн на душу населения. Из общего объема
38 процентов пошло на нужды промышленности, 53 — на нужды сельского
хозяйства (включая орошение засушливых земель) и 9 процентов — на питье и
хозяйственно-бытовые нужды. В 1988 году было взято уже около 355— 360
кубокилометров.
Загрязнение воды. Использованная человеком вода в конечном счете
возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая
вода, а бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, обычно
не очищенные или очищенные недостаточно. Таким образом, происходит
загрязнение пресноводных водоемов — рек, озер, суши и прибрежных участков
морей. У нас в стране из 150 кубокилометров сточных вод 40 кубокилометров
сбрасывается без всякой очистки. Да и современные методы очистки вод,
механической и биологической, далеки от совершенства. По свидетельству
Института биологии внутренних вод СССР даже после биологической очистки в
сточных водах остается 10 процентов органических и 60—90 процентов
неорганических веществ, в том числе до 60 процентов азота. 70—фосфора, 80 —
калия и почти 100 процентов солей ядовитых тяжелых металлов.
Биологическое загрязнение. Различают три вида загрязнения вод —
биологическое, химическое и физическое. Биологическое загрязнение
создается микроорганизмами, в том числе болезнетворными, а также
органическими веществами, способными к брожению. Главными источниками
биологического загрязнения вод суши и прибрежных вод морей являются бытовые
стоки, которые содержат фекалии, пищевые отбросы; сточные воды предприятий
пищевой промышленности (бойни и мясокомбинаты, молочные и сыровареные
заводы, сахарные заводы и т. п.), целлюлозно-бумажной и химической
промышленности, а в сельской местности — стоки крупных животноводческих
комплексов. Биологическое загрязнение может стать причиной эпидемий холеры,
брюшного тифа, паратифа и других кишечных инфекций и различных вирусных
инфекций, например гепатита.
Степень биологического загрязнения характеризуется главным образом
тремя показателями. Один из них — это количество кишечных палочек (так
называемых лактозоположительных, или ЛКП) в литре воды. Оно характеризует
загрязненность воды продуктами жизнедеятельности животных и указывает на
возможность присутствия также болезнетворных бактерий и вирусов. По
Государственному стандарту 1980 года, например, купание считается
безопасным, если в воде содержится не более 1000 ЛКП на литр. Если в воде
содержится от 5000 до 50 000 ЛКП на литр, то вода считается грязной, и при
купании есть риск заразиться. Если же в литре воды содержится более 50 000
ЛКП, то купание недопустимо. Понятно, что после обеззараживания путем
хлорирования или озонирования питьевая вода должна удовлетворять гораздо
более жестким стандартам.
Для характеристики загрязненности органическими веществами служит
другой показатель — биохимическое потребление кислорода (БКП). Он
показывает, какое количество кислорода требуется микроорганизмам для
переработки всего подверженного разложению органического вещества в
неорганические соединения (в течение, скажем, пяти суток — тогда это БПК5.
По принятым у нас в стране стандартам БПК5 у питьевой воды не должен
превышать 3 миллиграммов кислорода на литр воды. Наконец, третий показатель
— это содержание растворенного кислорода. Он обратно пропорционален ВПК.
Питьевая вода должна содержать более 4 миллиграммов растворенного кислорода
на литр.
Химическое загрязнение создается поступлением в воду различных ядовитых
веществ. Основные источники химического загрязнения — это доменное и
сталелитейное производство, предприятия цветной металлургии,
горнодобывающая, химическая промышленность и в большой мере экстенсивное
сельское хозяйство. Кроме прямых сбросов сточных вод в водоемы и
поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей на
поверхность воды непосредственно из воздуха.
В табл. 3 приведены скорости загрязнения поверхностных вод ядовитыми
тяжелыми металлами (по данным тех же авторов, что и сведения о загрязнении
металлами воздуха и почвы). В эти данные входит 30 процентов массы
металлов, поступающих в атмосферный воздух.
Как и в загрязнении атмосферы, в загрязнении поверхностных вод (и,
несколько забегая вперед, вод океана) среди тяжелых металлов пальму
первенства держит свинец: у него отношение искусственного источника к
естественному превышает 17. У других тяжелых металлов — меди, цинка, хрома,
никеля, кадмия искусственный источник поступления в природные воды также
больше естественного, но не настолько, как у свинца. Большую опасность
представляет загрязнение ртутью, попадающей в природные воды из воздуха,
лесов и полей, обрабатываемых пестицидами, а иногда и в результате
промышленных сбросов. Исключительно опасен сток вод из ртутных
месторождений или рудников, где ртуть может переходить в растворимые
соединения. Эта угроза делает крайне опасными проекты водохранилищ на
алтайской реке Катунь.
В последние годы существенно увеличилось поступление в поверхностные
воды суши нитратов из-за нерационального применения азотных удобрений, а
также из-за увеличения выбросов в атмосферу с выхлопными газами
автомобилей. Это же относится и к фосфатам, для которых, помимо удобрений,
источником служит все более широкое применение различных моющих средств.
Опасное химическое загрязнение создают углеводороды — нефть и продукты ее
переработки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами,
в особенности при добыче и транспортировке нефти, так и в результате смыва
с почвы и выпадения из атмосферы.
Разбавление сточных вод. Чтобы сделать сточные воды более или менее
пригодными для использования, их подвергают многократному разбавлению. Но
правильнее было бы сказать, что при этом чистые природные воды, которые
могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся
менее пригодными для этого, загрязненными. Так, если считать обязательным
разбавление в 30 раз, то, например, для разбавления 20 кубокилометров
сточных вод, сбрасываемых в Волгу, понадобилось бы 600 кубокилометров
чистой воды, что более чем вдвое превышает годовой сток этой реки (250
кубокилометров). Для разбавления всех сбрасываемых в реки стоков в нашей
стране потребовалось бы 4500 кубокилометров чистой воды, то есть почти весь
речной сток в СССР, составляющий 4,7 тысячи кубокилометров. Это значит, что
в нашей стране уже почти не осталось чистых поверхностных вод.
Разбавление сточных вод снижает качество воды в природных водоемах, но
обычно не достигает своей главной цели — предотвращения вреда для здоровья
людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных
концентрациях, накапливаются в некоторых организмах, употребляемых людьми в
пищу. Сначала ядовитые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных
организмов, затем они накапливаются в организмах, которые в процессе
дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т.
п.) и в конечном итоге как по пищевой цепи, так и в процессе дыхания
концентрируются в тканях рыб. В результате концентрация ядов в тканях рыб
может стать больше, чем в воде, в сотни и даже тысячи раз.
В 1956 году в Минамата (остров Кюсю, Япония) разразилась эпидемия
неизвестной болезни с полным расстройством центральной нервной
системы. У людей ухудшились зрение, слух, нарушалась речь, терялся разум,
движения становились неуверенными, соп
| |  скачать работу |
Экологические кризисы |
