Региональная экономика. Природно-ресурсные и экологические основы - Юрий Симагин

Под загрязнением природных вод понимают любое изменение их состава и свойств, которое оказывает вредное воздействие на человека и природу, а также может ограничить возможность использования вод. Антропогенному загрязнению подвержены, хотя и в разной степени, все категории природных вод: континентальные поверхностные и подземные, воды морей и океанов.

Основной вид загрязнения вод – их засорение, т.е. накопление в водных объектах трудноразлагаемых в природной среде посторонних предметов, например древесины, строительного мусора, металлолома и т.д. Крупным источником загрязнения рек затонувшей древесиной является молевый лесосплав, при котором древесина сплавляется в виде отдельных бревен без увязки их в плоты и без погрузки на суда. Потери при молевом сплаве нередко достигают 30% первоначального количества древесины; затопленная древесина нередко затрудняет судоходство, ухудшает качество природных вод (поскольку при ее разложении потребляется кислород, растворенный в воде), в частности, для рыбного хозяйства.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

♦ сточные воды промышленных предприятий;

♦ сточные воды коммунального хозяйства и поверхностные стоки с городских территорий;

♦ стоки животноводческих ферм, систем орошения, поверхностные стоки с полей;

♦ атмосферные осадки, содержащие загрязняющие вещества;

♦ сточные воды морских и речных судов.

Сточные воды промышленных предприятий содержат широкую гамму токсичных загрязняющих веществ, набор которых меняется в зависимости от специфики отраслей промышленности. Так, для сточных вод предприятий нефтепереработки и нефтегазодобычи характерны нефтепродукты, фенолы, соединения азота, серы; машиностроения и металлургии – тяжелые металлы, фториды, цианиды; текстильной и пищевой промышленности – нефтепродукты, органические красители и т.д.

Особый вид загрязнения водных объектов, связанный прежде всего с промышленным водопотреблением, – тепловое загрязнение. Оно характеризуется сбросом в природные воды нагретой воды, используемой для охлаждения агрегатов промышленных предприятий, тепловых и атомных электростанций. На атомных электростанциях (АЭС) объем подогретых вод на единицу получаемой энергии в 2–3 раза больше, чем на теплоэлектростанциях (ТЭС). Эти различия связаны с тем, что на ТЭС значительное количество тепла рассеивается через трубы, системы вентиляции и т.п. На АЭС такое рассеивание минимально из-за замкнутости системы. По существующим санитарным нормам температура природного водоема не должна повышаться более чем на 3 °С летом и 5 °С зимой, поэтому подогретые воды должны охлаждаться в прудах-охладителях или в специальных установках (градирнях) и после этого повторно использоваться в производственных процессах. Однако значительная часть подогретых вод сбрасывается в природные воды и обусловливает их тепловое загрязнение. Так, например, на площадках Кольской атомной станции (Мурманская область), расположенной за Полярным кругом, через семь лет после начала эксплуатации АЭС температура вод повысилась с 6 до 19 °С. Повышение температуры вызвало изменение газового, химического и биологического состава вод, стимулировало интенсивное выделение ядовитых газов (сероводорода, метана) и массовое развитие микрофлоры, вызывающих «цветение» воды.

Сточные воды коммунального хозяйства поступают из жилых и общественных зданий, предприятий общественного питания, медицинских учреждений и т.п. В них преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы. Объем этих стоков нарастает вслед за ускоряющейся урбанизацией. Такого рода стоки имеют сравнительно постоянный качественный состав, но характеризуются неравномерностью объемов. Поверхностные стоки с городских территорий формируются выпадающими атмосферными осадками, поливными и моечными водами и зависят от продолжительности периода сухой погоды. По степени загрязненности эти стоки соответствуют сточным водам коммунального хозяйства, а в некоторых случаях и превосходят их по отрицательным характеристикам. Химический состав и объемы таких стоков зависят от благоустройства городских территорий и от отраслевой принадлежности предприятий в населенных пунктах.

Одним из опасных загрязняющих водные ресурсы веществ, содержащихся как в сточных водах промышленных предприятий, коммунального хозяйства, так и в поверхностных стоках с городских территорий, являются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). СПАВ применяются для получения смазочных жидкостей, в качестве компонентов лакокрасочных материалов, в текстильной промышленности для окрашивания тканей, они являются основой синтетических моющих средств. Ассортимент СПАВ и объемы их применения неуклонно растут. Эти вещества, концентрируясь в поверхностном водном слое, снижают способность воды к насыщению кислородом, парализуют деятельность микроорганизмов, разрушающих органические вещества. Сами же СПАВ плохо поддаются разложению в природной среде.

Стоки животноводческих ферм, систем орошения, поверхностные стоки с полей по большей части попадают в природные воды без очистки и поэтому имеют высокую концентрацию микроорганизмов, ядохимикатов, соединений азота, фосфора и других загрязнителей. Около половины аккумулируемых в реках мира твердых материалов смывается с сельскохозяйственных земель. Избыточное накопление в природных водах азота, фосфора и их соединений, а также СПАВ может вызвать эвтрофикацию. Под эвтрофикацией понимают интенсивный рост водорослей и других растений в воде, накопление в ней органических веществ и других продуктов отмирания организмов. Это создает условия для увеличения численности организмов – редуцентов, питающихся мертвым органическим веществом, которые в процессе жизнедеятельности интенсивно поглощают кислород. При снижении содержания кислорода в водной среде в ней увеличивается концентрация сероводорода, метана и других ядовитых веществ. При этом может наблюдаться массовая гибель водных организмов. Прямые методы борьбы с эвтрофикацией (такие, как сбор водорослей, воздействие с помощью веществ и т.п.) неэффективны; необходимо снижать уровень загрязнения природных вод СПАВ, нитратами и фосфатами путем очистки сточных вод, более рационального применения удобрений, прекращения строительства крупных животноводческих комплексов, не имеющих систем очистки навозной жижи. В Российской Федерации практически во всех водных объектах в настоящее время идет процесс эвтрофикации, включая такие внутренние моря, как Азовское, Балтийское и Каспийское. Этот процесс наблюдается и в других странах мира. Ему подвержены Великие американские озера (США, Канада), Женевское озеро (Швейцария), озеро Балатон (Венгрия) и др.

Значительную опасность для природных вод представляют атмосферные осадки, содержащие большое количество загрязняющих веществ. Так, например, при выпадении кислотных дождей, содержащих повышенные количества соединений серы и азота, в подземных водах резко повышается содержание металлов, в частности свинца, меди, цинка, кадмия и особенно алюминия, который поступает через корневые системы в древесные ткани и оказывает токсическое или даже летальное действие на растения. Другие примеры воздействия кислотных дождей на природные воды приведены в разделе 2.1. Важным источником загрязнения континентальных природных вод следует считать речной транспорт, с которого поступает вода машинных отделений, содержащие нефтепродукты, отработанные масла и канцерогенные полициклические углеводороды, а также хозяйственно-бытовые стоки, сухой мусор с судов, другие жидкие и твердые отходы. Несравнимо больший вред в деле загрязнения вод наносит морской транспорт, прежде всего нефтеналивной. К числу наиболее опасных загрязнителей морей и океанов относятся нефть и нефтепродукты. Половина общего загрязнения ими Мирового океана приходится на танкерный флот, причем около 10% от всего поступления – на аварии танкеров. На региональном уровне крупные разливы нефти означают экологическую катастрофу, которая сопровождается упадком рыболовства, массовой гибелью птиц и морских животных. По оценкам специалистов, в настоящее время нефтью и нефтепродуктами загрязнено около 20% поверхности воды Мирового океана. Значительное количество нефти выбрасывается на берег, это нарушает прибрежные экосистемы, играющие важную роль при очистке воды. Определенная часть нефти при этом попадает в грунтовые воды, проникая в конечном итоге в источники пресной воды, причем содержание нефти даже в количестве 0,005% делает воду непригодной для питья.

Поверхностные и подземные воды Российской Федерации: состояние и проблемы использования. В нашей стране суммарный объем ежегодно возобновляемых водных ресурсов (речной сток) составляет 4,7 тыс. км3, из них формируется в пределах страны 4,5 тыс. км3 и поступает с территории сопредельных государств 0,2 тыс. км3 воды. По объему речного стока наша страна (10% мирового речного стока) занимает второе место после Бразилии. На одного жителя Российской Федерации приходится в среднем в год 28 тыс. м3 воды. В среднем по миру на каждого жителя приходятся 9,0 тыс. м3/год воды, в том числе в Европе – 4,6 тыс. м3/год, в Азии – 5,2 тыс. м3/год. Речной сток по территории Российской Федерации распределяется крайне неравномерно. По суммарному стоку воды резко выделяются Дальневосточный, Восточно-Сибирский, Северный экономические районы. Эти же районы выделяются высокой водообеспеченностью суммарным стоком в год на 1 км2 территории и на одного жителя. Высокая водность рек характерна для Северо-Западного, Центрального, Волго-Вятского, Поволжского, Уральского, Западно-Сибирского, Центрально-Черноземного экономических районов.