168833 (Загрязнение водных систем), страница 2

1.3 Тяжелые металлы

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает 20-30 т.свинца в год. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др.

1.4 Пестициды

Мировое производство пестицидов достигает 200 тыс. т в год. Постоянное накопление в воде хлорорганических веществ представляет серьезную угрозу для жизни людей. Установлено, что существует определенное соотношение между уровнем загрязнения воды хлорорганическими веществами и их концентрациями в жировых тканых рыб и морских млекопитающих. Пестициды обнаружены в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у западного побережья Англии, Исландии, Португалии, Испании и даже Антарктиды. Возможным источником появления этих веществ в Антарктиде может быть загрязнение океана в результате интенсивного применения их в США и Канаде. Вместе с океанической водой ядохимикаты достигают Антарктиды.

1.5 Бытовые отходы

В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии, отстойный шлам, отбросы). Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. В последние десятилетия особым видом твердых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети и т.п.). Эти материалы легче воды, а потому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Загрязняют моря, и особенно их прибрежные части, фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов. Их количество постоянно увеличивается, так как возрастает интенсивность судоходства и суда становятся все более благоустроенными. Величины водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов и составляет 300-400 л на человека в сутки. В Северном море возникла реальная угроза фауны и флоры из-за загрязнения нечистотами, выносимыми с материка реками. Прибрежные районы Северного моря очень мелководны; приливы и отливы в нем незначительны, что также не способствует самоочищению моря. К тому же на его берегах расположены страны с большой плотностью населения и высокоразвитой промышленностью, и загрязнение района достигло крайне высокого уровня. Усугубляет экологическую ситуацию то, что в последние годы в Северном море интенсивно развивается добыча нефти. Бесхозяйственность, хищническое отношение к богатствам Мирового океана ведет к нарушению природного равновесия, гибели в некоторых районах океанической флоры и фауны, отравления людей зараженными продуктами моря.

1.6 Радиоактивные загрязнения

Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов в море в 50-60-е гг. осуществляли многие страны, имеющие атомный флот. Для России эта проблема приобретает все более острое значение и с точки зрения соблюдения международных радиационных обязательств, и в связи с необходимостью обеспечить экологическую безопасность страны. Великобритания затапливала радиоактивные отходы в Ирландском море, а Франция – в Северном, откуда загрязнения попадали в Баренцево море. Непосредственно в районах захоронения контроль за радиационной обстановкой практически не осуществлялся. Определить состояние защитных барьеров захороненных отходов, скорость и масштабы выхода радионуклидов очень трудно. По приблизительным оценкам экспертов, активность захороненных отходов довольно высока. Вопросы, связанные с утилизацией атомных подводных лодок, обращением с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом на объектах Военно-Морского Флота России, с деятельностью атомного ледокольного флота, остаются актуальными и в наши дни.

1.7 Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг)

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия.

Во время сброса при прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др.В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

1.8 Экологические проблемы Каспийского, Азовского и Черного морей

Каспийское море – замкнутый водоем, не связанный с Мировым океаном, поэтому его уровень подвержен значительным колебаниям, зависящим в основном от климатических факторов ( объем притока речных вод, величина испарения с поверхности моря и др.) Последняя фаза понижения уровня началась в 30-х гг. и закончилась в 1976 г. За это время уровень Каспия понизился почти на 3 м.В Каспийском море есть залив Кара-Богаз-Гол – уникальная природная кладовая минерального сырья. Его рапа (концентрированный солевой раствор) содержит чуть ли не все элементы таблицы Менделеева. Кара-Богаз-Гол сообщался с морем проливом с единственным в мире морским водопадом: залив был ниже поверхности Каспия на 3 м. Пытаясь приостановить падение уровня Каспия, весной 1980 г. пролив перекрыли глухой плотиной. Специалисты надеялись, что залив Кара-Богаз-Гол, отсеченный от Каспия, будет высыхать, по крайней мере, лет двадцать, однако случилось непредвиденное: залив высох за три года, а ветры разнося морскую соль на многие километры. Ясно, что со строительством плотины поспешили. Ошибку пришлось исправлять: сейчас в залив поступает каспийская вода. С 1978 г. уровень Каспийского моря повышается в среднем на 15 см. в год. Затопление побережья идет со скоростью 1-2 км в год. Подъем будет продолжаться в ближайшие 10 лет. Причины поднятия уровня точно не установлены. Это может быть связано с увеличением стока рек, деформацией дна, с поступлением вод из-под земли. Интересную гипотезу по этому поводу выдвинул академик Н.А.Шило. Он связывает волнообразный процесс наполнения и обмеления Каспия с наблюдающимися здесь движениями земной коры. Время от времени неотектонические движения то сжимают, то растекают подстилающие Каспий осадочные толщи. При этом содержащиеся в них воды то выдавливаются в море, то снова отбираются от него. Таким образом, на фазу сжатия приходится повышение уровня, а на фазу растяжения – его падение. К территории Российской Федерации относится восточная часть моря, прилегающая к Ростовской области и Краснодарскому краю. Азовское море самое мелководное в мире; средняя глубина его всего 3 м, а наибольшая – 14 м. Это и самое продуктивное море планеты. В 1951 г. Цимлянской плотиной был перекрыт Дон – главная из крупных рек, питавших Азовское море. Цимлянское водохранилище забрало из Азова 80% весенней воды, что привело к сокращению площадей нерестилищ и повышению содержания соли в море.

Многолетняя недостача пресной воды стала замещаться здесь солеными водами Черного моря. По среднемноголетним данным, в Азов поступает от 30 до 40 куб. километров горько-соленой черноморской воды. По научным прогнозам, как только пресный сток снизится до 20 куб. километров в год, Азовское море превратится в водоем, подобный безжизненному Кара-Богаз голу. К 1990 г. средняя соленость Азова увеличилась до 13 промилле, и сейчас идет устойчивый процесс осолонения. На протяжении многих лет не решаются главные задачи: стабилизация режима солености моря путем резкого сокращения безвозвратного изъятия пресноводного стока и снижения уровня загрязнения. В результате в бассейне Азовского моря наблюдается полный дисбаланс всей экологической системы.

Площадь Черного моря составляет 413 488 кв. км, средняя глубина – 1271 м. Многочисленные реки, впадающие в море, незначительная часть которой вытекает через пролив Босфор. В тоже время глубинное течение в этом проливе, наоборот, постоянно подкачивая соленую воду из Мраморного моря, поэтому Черное море напоминает непроточный аквариум, в который компрессоры с нагрузкой нагнетают воздух. Сверху в море – легкая опресненная вода, снизу более тяжелая – сильно соленая, и между ними – своеобразный барьер, именуемый в науке слоем скачка плотности. Нижний слой воды, лишенный жизни, постепенно поднимается. Определить скорость этого процесса очень трудно. Дело в том, что граница между «живой» и «мертвой» водой, проходящая на глубине 100-200 м, неровная: и купола, и впадины находятся в постоянном движении. Анализ данных, характеризующих экологическую обстановку в регионе, свидетельствует, что экосистема Черноморского бассейна испытывает существенную антропогенную нагрузку, отдельные участки акватории утратили способность к самоочищению. Сброс загрязненных сточных вод в Черное море постоянно растет. Это объясняется низкими темпами строительства водоохранных объектов, их неэффективной работой, аварийными сбросами. Традиционными загрязнителями Черного моря являются города Анапа, Сочи, Туапсе, Новороссийск. В 1993 г. городской канализацией города Сочи было сброшено свыше 80 млн. куб. м загрязненных сточных вод. Проблема усугубляется развитием портов на Черноморском побережье, увеличением перевалки экологически опасных грузов, нефти, нефтепродуктов при отсутствии единой схемы развития портов и оценки их воздействия на окружающую среду.

1.9 Охрана морей и океанов

Разносторонняя деятельность человека с Мировом океане (интенсивное судоходство, добыча полезных ископаемых на морском дне, использование морей в качестве места сброса и захоронения промышленных и бытовых отходов и т.д.) привела к серьезному загрязнению морской среды. Наиболее распространенными видами загрязнения стали загрязнения нефтью, нефтепродуктами, радиоактивными веществами, отходами промышленных и бытовых сточных вод, выносами химических удобрений и др. Особенно ощутимым стало загрязнение нефтью и нефтепродуктами. В настоящее время из различных источников загрязнения ежегодно в морские воды поступает около 6 млн. тонн нефти. Поскольку само загрязнение может распространяться на огромные территории, решить проблему загрязнения одному государству не под силу. Это потребовало принятия коллективных мер, в результате которых был разработан и принят ряд международных соглашений, регламентирующих вопросы защиты и сохранения морской среды. К таким международным соглашениям относятся: Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью 1954 г; Женевская конвенция об открытом море 1958 г.(Под отрытым морем понимаются все части моря, не входящие ни в территориальное море, ни во внутренние воды любого государства);Договор об Антарктике 1959г.;Международная конвенция относительно вмешательства в открытом море в случаях аварий, приводящих к загрязнению нефтью, 1969г.;Международная конвенция о гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью 1969 г.; Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972г.; Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 г. и другие соглашения. Кроме названных существует также ряд региональных соглашений по данному вопросу.

2.Пресные воды

Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек, ручьев, озер и атмосферы, которые суммарно составляют около 50 тысяч кубических километров. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л. на одного человека, а в городах-150 л. Огромное количество пресной воды используется в промышленности. На выплавку 1 т. стали необходимо 200 м³ воды, а 1 т. Никеля-4000 м³. На пр-во 1 т. бумаги требуется 100 м³, на изготовление 1 т. синтетического волокна от 2500 до 5000 м³ воды. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые цели около 15%. На орошение 1 га поливных земель уходит 12-14 м³ воды. Ежегодно расходуется более 150 км³ только в России.