Источники воздействия на водные объекты

Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся: 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2)смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) газодымовые выбросы; 4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод — промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др. (рис. 1). Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами (табл. 2, Государственный доклад..., 1995) в зависимости от специфики отраслей промышленности. Следует заметить, что в настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти. Так, например, в 1995 г. в оз. Байкал, вместо планируемого прекращения сброса сточных вод из ЦБК (цел­люлозно-бумажного комбината) и перевода их на замкнутый цикл водопотребления, было сброшено сточных вод на 21% больше, чем в 1994 г.

Таблица 2

Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

Отрасль промышленности	Преобладающий вид загрязняющих компонентов
Нефтегазодобыча, нефте­переработка	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, ам­монийные соли, сульфиды
Целлюлозно-бумажный комплекс, лесная про­мышленность	Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные веще­ства, азот
Машиностроение, метал­лообработка, металлургия	Тяжелые металлы, взвешенные веще­ства, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы
Химическая промышлен­ность	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, аро­матические углеводороды, неорганика
Горнодобывающая, уголь­ная	Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества
Легкая, текстильная, пи­щевая	СПАВ, нефтепродукты, органические красители, другие органические веще­ства

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами (рис. 14.2). По большей части они попада­ют в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей.

Значительную опасность представляют газо-дымовые соединения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Плотность выпадения, например, аммонийного азота на европейской территории России оцени­вается в среднем 0,3 т/км², а серы от 0,25 до 2,0 т/км².

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных су­дов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.

Рис. 1.

Схема источников загрязнения подземных вод (по В.А. Шемелиной, 1989):

I — грунтовые воды, II — напорные пресные воды, III — напорные соленые воды:

1 — трубопроводы, 2 — хвостохранилище, 3 — дымовые и газовые выбросы, 4 — подземные захоронения промстоков, 5 — шахтные воды, 6 — терриконы, 7— карьерные воды, 8 — заправочные станции, 9 — бытовое загрязнение, 10 — водозабор, подтягивающий соленые воды, 11 — объекты животноводства, 12 — внесение удобрений и пестицидов

Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и под­земные воды, в первую очередь в районах крупных промыш­ленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны (рис. 1).

Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространст­ву неисправных скважин, через поглощающие скважины, кар­стовые воронки и т. д.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагряз­ненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ог­раничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов и т. д., а распространяются вниз по течению потока на расстоя­ния до 20—30 км и более от источника загрязнения. Это созда­ет реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих рай­онах.

Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии по­верхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов при­родной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным пото­ком в поверхностные водоемы и загрязнять их. Как подчерки­вают многие ученые, круговорот загрязняющих веществ в сис­теме поверхностных и подземных вод предопределяет единст­во природоохранных и водоохранных мер и их нельзя разры­вать. В противном случае меры по охране подземных вод вне связи с мерами по защите других компонентов природной сре­ды будут неэффективными.

 

 

Системный подход к изучению качества воды водных объектов предусматривает рассмотрение их как открытые системы, в которых происходит обмен энергией и веществом с ОС. Качество поверхностных вод определяется 2 группами факторов: внешними воздействиями в виде аллохтонных (поступающих извне водного объекта) источников загрязнения и внутриводоемными прессами, включающими в себя процессы самоочищения и образования автохтонных (порожденных в самом водном объекте) источников загрязнения. Внешние источники воздействия классифицируют­ся по происхождению, локализации, продолжительности воздействия, виду носителя загрязняющих компонентов и виду загрязнения.

По происхождению источники загрязнения делятся на природные и антропогенные. К природным источникам загрязнения относятся атмосферные (атмосферные осадки), гидросферные (озера, притоки, грунтовые и подземные воды, формирующие сток водного объекта) и литосферные (подверженные эрозии и выщелачиванию склоны русл). Основными антропогенными источниками загрязнения являются промышленные (выпуски производственных сточ­ных вод, загрязненные территории предприятий, свалки промышленных отходов), коммунальные (выпуски хозяйственно-бытовых сточных вод, территории населенных пунктов, свалки бытовых отходов), сельскохозяйственные (пахотные поля, огороды, животноводческие предприятия) и транспортные (транспортные средства, автодороги, трубопроводы). Указанные источники воздействия, за исключением сельскохозяйственных, типичны для городских водных объектов. Сельскохозяйственные источники загрязнения находятся в пригородной зоне. Литосферные источники в пределах городов частично изолированы облицовкой берегов.

По локализации источники воздействия на водные объекты делятся на точечные, площадь контакта которых с водным объектом существенно меньше площади загрязненной зоны этого объекта; линейные, площадь контакта которых с водным объектом представляет собой линию, и площадные, влияние которых проявляется рассредоточение по площади водного объекта. Примером точечных источников загрязнения могут служить выпуски сточных вод из систем водоотведения или небольшие притоки. Линейные источники воздействия встречаются в виде стока с поверхности водосбора, выпусков сточных вод через специальное рассеивающее устройство (рассеивающий выпуск). Площадные источники воздействия: акватории портов, стоянки маломерных моторных судов, места донной добычи полезных ископаемых – песка, гравия, нефти, газа и др.

По продолжительности воздействия источники загрязнения бывают постоянными, периодическими и эпизодическими.

Носители загрязняющих веществ, как правило, сточные, инфильтрационные и подземные воды, возвратные воды орошения и дренажные воды, поверхностный сток с загрязненной территории, атмосферные осадки.

Источники воздействия на водный объект могут приводить к его химическому, физическому и биологическому загрязнению. Химическое загрязнение проявляется через сверхнормативное содержание веществ в поверхностных водах. Для физического загрязнения характерно повышение температуры воды за счет поступления в водный объект подогретых вод (тепловое загрязнение) или наличие радионуклидов (радиоактивное загрязнение). Биологическое воздействие на водный объект сопровождается поступлением в него болезнетворных микробов, яиц гельминтов, мелких водорослей, дрожжевых и плесневых грибов (гидрофлорное загрязнение).

Наиболее существенный вклад в загрязнение водных объектов вносят аллохтонные источники, особенно антропогенного происхождения. Основными из них являются выпуски сточных вод промышленных предприятий, выпуски городских сточных вод, транспортные источники загрязнения и поверхностный сток с загрязненных территорий.

На протяжении длительного периода выпуски сточных вод промышленных предприятий являлись самой существенной причиной загрязнения водных объектов. Более существенную роль в загрязнении городских водных объектов приобрел загрязненный поверхностный сток с урбанизированных территорий и территорий промышленных площадок. Количество, состав и содержание загрязняющих веществ в промышленных сточных водах чрезвычайно разнообразны и определяются характером технологических процессов, составом очистных сооружений и рядом других факторов. Ориентировочный состав представлен в табл. 1.

Таблица 1.

Ориентировочный состав сточных вод для основных отраслей промышленности

Отрасль	Показатель	Концентрация, г/м3
Черная металлургия	Взвешенные вещества	200-500
	Окалина	3000-20 000
	Железо	300-500
	Фенолы	700-1000
	Смолы и масла	700-1000
	Железный купорос	до 700
	Серная кислота	до 300
Цветная металлургия	Взвешенные вещества	100-8000
	Цветные металлы	1,5-170
Нефтепромыслы	Взвешенные вещества	150-11 000
	Хлориды	500-180 000
	Нефтепродукты	100—5000
	Железо	10-150
	Сероводород	25-400
Текстильное производство	Взвешенные вещества	250-40 000
	Животный жир	8000-12 000
	БПК20	600-20 000
	ПАВ	50-120
Коксохимические заводы	Взвешенные вещества	300-500
	БПК5	800-3000
	Аммиак	200-3000
	Фенолы	400-1800
	Смолы и масла	300-500
	Цианиды и роданиды	100-400
Нефтеперерабатывающие	Взвешенные вещества	до 300
заводы с нефтехимическими	Нефтепродукты	150-15 000
производствами	БПК5	150-7000
Целлюлозно-бумажные	Взвешенные вещества	400-2000
заводы	БПК5	100-2000
Машино- и автомобиле-	Взвешенные вещества	100-200
строение	Цианиды	70-120
	Хром	40-60
	Кислоты	70-100
	Нефтепродукты и масла	25-40

Загрязняющие вещества в них могут содержаться в грубодисперсном состоянии (крупность частиц более 0,1 мм), в виде эмульсии или суспензии (крупность частиц от 0,1 мкм до 0,1 мм), в коллоидном состоянии (частицы крупностью от 0,001 до 0,1 мкм) или в растворенном виде. Информация о количестве и составе сточных вод представляется каждым предприятием в формах государственной статистической отчетности.

Городские сточные воды представляют собой смесь хозяйственно-бытовых сточных вод города и производственных сточных вод (табл. 2). Обычно они проходят очистку на городских очистных сооружениях. В отличие от промышленных сточных вод хозяйственно-бытовые имеют сравнительно стабильный состав. Для них характерны преобладание органических загрязняющих веществ над минеральными (примерное соотношение органических и минеральных веществ в неочищенных сточных водах составляет 5:1) и устойчивый температурный режим на уровне 15-20° С круглогодично.

При наличии городских очистных сооружений информация о количестве и составе городских сточных вод представляется в формах государственной статистической отчетности очистных сооружений.

Таблица 2.

Ориентировочный состав городских сточных вод

Показатель		Содержание, г/м3
до очистки	механическая очистка	биологическая очистка
Минеральный состав
Взвешенные вещества
Азот аммонийный
Азот общий
Фосфаты
Хлориды
ПАВ
БПКполн
БПК5