Качественные и количественные изменения

Водных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности

Качество вод обусловлено как природными, так и антропо­генными факторами. В результате интенсивного использования водных ресурсов не только изменяется количество воды, пригод­ной для той или иной области хозяйственной деятельности, но и происходит изменение составляющих водного баланса, гидрологи­ческого режима водных объектов и, самое главное, изменяется ее качество. Объясняется это тем, что большинство рек и озер

является одновременно источниками водоснабжения и приемни­ками хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйствен­ных стоков. Это привело к тому, что в наиболее обжитых районах земного шара в настоящее время не осталось крупных речных систем с естественным гидрологическим режимом и химическим составом, не нарушенным антропогенной деятельностью.

Основными видами хозяйственной деятельности, оказываю­щими наибольшее влияние на качественные и количественные из­менения водных ресурсов, являются: водопотребление на промыш­ленные и коммунальные нужды, сбросы отработанных вод, пере­броска стока, урбанизация, создание водохранилищ, орошение и обводнение засушливых земель, осушение, агролесомелиоратив­ные мероприятия и т. д. При этом на каждом водосборе могут одновременно действовать если не все, то многие из перечислен­ных факторов. В связи с этим при водохозяйственном планиро­вании и регулировании качества воды оказывается необходимым учитывать влияние каждого из этих факторов в отдельности и всех вместе. При рассмотрении каждого фактора сталкиваются с двумя вопросами — изменение гидрологического режима и объ­ема стока и качественные изменения водных ресурсов. В резуль­тате антропогенного воздействия происходит загрязнение природ­ных вод, т. е. изменение их состава и свойств, приводящее к ухуд­шению качества воды для водопользования. Наибольшую опас­ность для природных вод и живых организмов представляют радиоактивные отходы. Загрязненная вода может стать непригод­ной для определенных водопользователей. Вот почему при оценке влияния хозяйственной деятельности на водные ресурсы необхо­димо учитывать не только их количественные, но и качественные изменения.

Промышленность

Особенностью использования воды в про­мышленности является то, что ее подавляющая часть после ис­пользования в процессе производства возвращается в реки и озера в виде сточных вод. Безвозвратное водопотребление составляет незначительную часть от водозабора (5—10 %) и не может суще­ственно сказаться на количественном изменении водных ресурсов крупных районов. Качество же воды в водном источнике под влиянием промышленных стоков меняется очень существенно, т. е. сброс отработанных сточных вод приводит к загрязнению во­дотоков и водоемов.

Количество и состав загрязняющих веществ в промышленных сточных водах зависят от вида производства, исходного сырья, различных добавочных продуктов, участвующих в технологиче­ских процессах.

Кроме того, состав сточных вод конкретного производства за­висит от принятой на данном производстве технологии, от вида и совершенства производственной аппаратуры и т. д. Состав сточных вод промышленности многообразен, и даже для одного и того же производства колеблется в весьма широких пределах.

С появлением новых отраслей промышленности (нефтехимиче­ской, органического синтеза и т. д.), с ростом использования новых химических соединений происходит дальнейшее увеличе­ние промышленных сточных вод и усложнение их состава.

Наиболее интенсивно загрязняют поверхностные воды такие отрасли промышленности, как металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая. Основными загрязняющими веществами в сточных водах этих отраслей про­мышленности являются: нефть, фенолы, цветные металлы, слож­ные химические соединения. По результатам наблюдений, выпол­ненных в последние годы, поверхностные воды страны оказались загрязненными нефтепродуктами в 80 % всех случаев наблюдений, фенолами — в 60 %, тяжелыми металлами — в 40 % случаев.

Нефть и нефтепродукты не являются естественными компонен­тами состава воды рек и водоемов, поэтому их появление в вод­ных объектах можно рассматривать как загрязнение. Наличие в воде нефтепродуктов отражается на развитии икры и мальков рыб, на численности и составе кормовых ресурсов рек, на каче­стве и пригодности в пищу промысловой рыбы. Образование пленки на поверхности воды снижает самоочищающие способ­ности водоемов. Биохимическое разложение нефтепродуктов в по­верхностных водах протекает очень медленно. Скорость биохими­ческого окисления зависит от многих факторов: температуры воды, наличия в воде кислорода и биогенных веществ, от химиче­ского состава сбрасываемых нефтепродуктов, наличия в воде выс­шей растительности и т. д. Однако даже при благоприятных усло­виях разложение взвешенной и растворенной в воде нефти (ее распад и удаление из водоема) происходит не быстрее чем за 100—150 дней.

Загрязнение поверхностных вод фенолами (обычно имеют в виду одноатомные летучие фенолы, являющиеся наиболее ток­сичными в этой группе соединений) приводит к нарушению био­логических процессов, протекающих в водных объектах.

В результате работы химических предприятий в водоемы по­падает большое количество разнообразных по составу и свойст­вам органических соединений, в том числе ранее не существовав­ших в природе. Часть этих веществ исключительно активна в биологическом отношении, они с трудом поддаются биологиче­ской очистке, действию физических реагентов, т. е. трудноудалимы из стоков. Среди этих веществ особое место занимают син­тетические моющие средства — детергенты, производство которых интенсивно развивается во всех странах. По исследованиям, вы­полненным в США, установлено, что применение детергентов при­вело к значительному увеличению содержания фосфатов в реках США, а это вызвало интенсивное развитие в них водной расти­тельности, к цветению рек и водоемов, к истощению кислорода в водной массе. Другой отрицательной чертой детергентов явля­ется то, что они чрезвычайно затрудняют работу канализационных сооружений, замедляя процессы коагуляции при очистке воды на водопроводных станциях.

Весьма неблагоприятное воздействие на реки и водоемы ока­зывают сточные воды, содержащие значительное количество цинка и меди. Содержание меди и цинка в незагрязненных во­доемах невелико и зависит от физико-географических условий формирования химического состава воды, сезонных колебаний температуры и гидрологического режима реки. Содержание меди в природных водах составляет 1—10 мкг/л, а цинка — 1 — 30 мкг/л. Увеличение концентрации этих веществ в водах реки или водоема приводит к замедлению процессов самоочищения воды от органических соединений, к угнетению биологической жизни водоема. Положение усугубляется тем, что медь и цинк не удаляются полностью из водоема, а меняются лишь формы и скорость их миграции. Таким образом, при сбросе сточных вод, содержащих эти тяжелые металлы, следует рассчитывать на сни­жение их концентрации только за счет разбавления.

Особым видом промышленного загрязнения водоемов является тепловое загрязнение, обусловленное выпуском теплых вод от различных энергетических установок. Огромное количество тепла, поступающего с нагретыми сбросными водами в реки, озера и искусственные водохранилища, оказывают существенное влияние на термический и биологический режим водоемов. Наблюдения, проводившиеся в зоне воздействия теплых вод, показали, что в этой зоне нарушаются условия нереста рыб, может гибнуть зо­опланктон, повышается зараженность рыб паразитами и т. д.

Интенсивность влияния теплового загрязнения зависит от тем­пературы нагревания воды. Для лета выявлена следующая харак­терная последовательность воздействия повышенных температур воды на биоценоз озер и искусственных водоемов:

— при температуре до 26 °С не наблюдается вредного воздей­ствия;

— в пределах 26—30 °С наступает состояние угнетения жиз­недеятельности рыб;

— свыше 30 °С наблюдается вредное воздействие на биоценоз;

— при 34—36 °С возникают летальные условия для рыб и не­которых видов других организмов.

Создание различных охладительных устройств для сброса вод тепловых электростанций при огромном расходе этих вод приво­дит к значительному удорожанию строительства и эксплуатации последних. В связи с этим изучению влияния теплового загрязне­ния уделяется в последнее время большое внимание.