Загрязнение сточными водами

Поваренная соль

Достаточно распространенный вид загрязнения, носящий сезонный характер, - загрязнение водоемов поваренной солью NaCl, которую используют для таяния льда и снега в зимнее время. Поваренная соль в широком диапазоне концентраций нетоксична для большинства живых организмов.

Для хлоридов нет общепринятых норм для внутренних водоемов, допустимая засоленность зависит от общей загрязненности воды. В среднем максимальная допустимая концентрация хлоридов составляет 2500 мг/л, при повышении общей загрязненности воды другими веществами этот порог снижается. При очень сильном загрязнении водоемов хлоридами происходит гибель высшей водной биоты – рыбы.

Содержание хлоридов в воде определяет и ее пригодность для питья и полива растений. Для питьевой воды значение ПДК хлоридов, выбранное по органолептическому признаку, составляет 200 мг/л . В воде, используемой для полива в парниках и оранжереях, предельно допустимая концентрация хлоридов составляет 50-300 мг/л в зависимости от вида растений.

Тяжелые металлы

Попадание в сточную воду тяжелых металлов связано с деятельностью предприятий различных отраслей , а также с вымыванием этих металлов из свалок промышленных и бытовых отходов атмосферными осадками и поступлением их в грунтовые воды.

Обычно тяжелые металлы скапливаются в донных отложениях водоемов в виде карбонатов, сульфатов или сульфитов, адсорбируются минеральными и органическими осадками. При наступлении адсорбционной насыщенности осадков тяжелые металлы оказываются в воде; в половодье, когда вешние воды уносят донные отложения, происходит разнос тяжелых металлов по большой территории. Переход тяжелых металлов из донных отложений в воду возможен также при повышении кислотности воды. Находясь в воде, тяжелые металлы включаются в цепи питания живых организмов – водорослей, зоопланктона, рыб, человека.

Участие тяжелых металлов и других устойчивых токсинов в цепи питания и впечатляющий пример опасности, которой подвергаются здоровье и жизнь человека из-за загрязнения ими воды, можно проиллюстрировать на примере ртути – первого металла, для которого была обнаружена биоаккумуляция и новая техногенная болезнь – болезнь Минаматы.

Тяжелые металлы взаимодействуют с жирами, что обусловливает большой период полувыведения их из организма – время, в течение которого выделяется или разрушается половина усвоенного организмом вещества. Для ртути в большинстве тканей организма человека этот период составляет около 80 дней, для кадмия – более 10 лет! Поступление в организм человека даже микродоз кадмия очень опасно – трудно сказать, какое количество его окажется в организме за такое время. Заболевание, связанное с отравлением ионами кадмия, приводит к скручиванию костей, анемии и почечной недостаточности .

У растений, аккумулирующих тяжелые металлы, устойчивость к их действию выше, чем у животных и человека, поэтому следует обращать внимание на содержание тяжелых металлов в растениях, употребляемых в пищу.

Удобрения

Удобрения смываются с полей при их нерациональном использовании или, неусвоенные растениями, вымываются из почвы обильными дождями, попадают в грунтовые воды, а затем в поверхностные водоемы. Присутствующие в почве ионы NO3, H2PO4, HPO4, попадая со сточными водами в водоемы, способствуют их зарастанию фитопланктоном. Наряду с удобрениями источниками фосфатов служат моющие средства. Нитраты и фосфаты также образуются в водоемах в результате микробиологического разрушения органических отходов.

Фенолы

Фенолы нашли широкое применение как средства дезинфекции, их используют в производстве клеев и пластмасс. Кроме того, они образуются при сгорании и коксовании дерева и угля, входят в состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.

Большое количество фенола дает гниющая в воде древесина. Острейшая экологическая проблема, существующая в нашей стране уже десятки лет,- затопление лесов сибирскими водохранилищами при строительстве гигантских гидроэлектростанций: Усть-Илимской, Братской, Красноярской и др.

Скорость распада фенолов в воде зависит от их химического строения и от окружающих условий. Особую роль при этом играют ультрафиолетовое излучение, микроорганизмы и концентрация кислорода в воде .

Очень опасны для всех живых организмов и прежде всего для человека галогенно-производные соединения фенольного характера. Эти соединения поступают в сточные воды предприятий оборонной, химической и целлюлозно-бумажной промышленности. Как показали исследования, возможна трансформация исходных фенольных соединений в хлорпроизводные, происходящая на стадии обеззараживания питьевой воды.

По рекомендации Всемирной организации здравоохранения страны ЕС и США включили хлорфенолы в число приоритетных загрязнителей питьевой воды. Это связано но не только с их токсичностью, но и с полученными исследованиями ВОЗ данными образования в водопроводной сети диоксинов при наличии в ней молекул хлорфенолов. ПДК диоксинов измеряется не миллиграммами, как для большинства загрязнителей, не микрограммами, как для фенолов и их производных, а пикограммами в Российской Федерации контроль за содержанием в воде хлорфенолов не ведется.

Навозная жижа и моча

При сильном загрязнении воды мочой и навозной жижей в ней оказывается большое количество мочевины . Бактерии в сточных водах под действием ферментов выделяют из мочевины аммиак:

CO2 + 2H2O--уреаза--- H2O + CO2 + 2NH3

Если вода сильно загрязнена мочой животных, например при выпасе скота, аммиак выделяется в такой концентрации, что она может оказаться токсичной для многих живых организмов, приводя их к гибели. При вдыхании аммиака, а также при питье воды, содержащей его, он быстро усваивается организмом. Попадая в кровь, он создает там щелочную среду и растворяет белки, нанося организму непоправимый вред. Нитрифицирующие бактерии, находящиеся в воде в течение длительного времени, могут переводить аммиак в нитраты и далее в нитриты, используемые водными растениями для питания, но для такого окисления в воде должно быть достаточно растворенного кислорода.

Нефть и нефтепродукты

В настоящее время самые распространенные загрязнители гидросферы – нефть и нефтепродукты. В Мировой океан и поверхностные воды суши ежегодно привносится более 15 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, а 1т. нефти может покрыть тонкой пленкой акваторию средней площадью 12км3 . Нефть поступает в природную среду различными путями: при бурении нефтескважин, авариях танкеров и на нефтепроводах, промывке танкеров и автоцистерн и т.д. несмотря на большую вязкость, нефть, разлившаяся по земле, проникает в грунтовые воды и перемещается на большие расстояния. Вода становится непригодной для использования при попадании 1л нефти в 1 млн. л воды; 1мл. нефти в 1л. воды вызывает гибель икры и мальков многих рыб.

Гидрофобная нефтяная пленка на открытых водных поверхностях препятствует газообмену между атмосферой и водоемом, и живые организмы, находящиеся под этой пленкой, постепенно задыхаются. Главная угроза нефтяного загрязнения – гибель фитопланктона – первого звена пищевой цепи водных организмов, основного «производителя» атмосферного кислорода. Гибель планктона по пищевым цепям ведет к гибели рыб, а также питающихся ими птиц и других животных. Растворимые в воде компоненты нефти обладают токсическим действием: смерть взрослых водных организмов может наступить спустя несколько часов после контакта с ними уже при содержании всего 10-4-10-2%. Для икринок смертельная доза еще меньше.