К каким последствиям приводит загрязнение водоемов тяжелыми металлами

Периодическая система Д. И. Менделеева – один из наглядных способов показать многообразие формирующих мироздание «кирпичиков», каждый из которых нужен для поддержания гармоничного равновесия общей конструкции. Любой из химических элементов независимо от степени распространенности в природе – необходим, даже если его роль до конца не ясна современным ученым.

Присутствие так называемых тяжелых металлов в питьевой воде, воздухе, пище, природных или искусственно созданных материалах – столь же значимо для живых существ, как дождь, солнце, кислород и твердь под ногами.

Каждый элемент группы в строго определенных количествах важен для нормального функционирования организма человека, участвуя в химических реакциях, микробиологических процессах, входя в состав ферментов, гормонов и других веществ.

Только при превышении пороговых значений полезные микроэлементы становятся токсичными и причисляются к обширной категории опасных для здоровья ксенобиотиков – нарушающих течение естественных биологических процессов веществ.

Какие металлы называют тяжелыми

Наиболее общее определение относит к данной группе элементы таблицы Менделеева с металлическими свойствами и большим молекулярным весом. Более четкий критерий – относительная атомная масса выше 50, согласно которому в перечень входят все металлы, начиная с ванадия. Другой пороговый показатель – плотность, равная или превышающая удельный вес железа (7,8 г/см3).

Каждый из методов классификации обладает своими недостатками, исключая из рассматриваемой категории очевидные (олово, марганец) или предлагая сомнительных (мышьяк, висмут) представителей.

В водоочистке, которая призвана минимизировать воздействие вредных примесей, используют не строго химический или физический аспект определения, но более – медицинский, токсикологический и природоохранный.

Это также связано с общностью методов очистки воды от тяжелых металлов и причисленных к ним элементов.

Причины и пути попадания в водозаборы

Ксенобиотики подстерегают людей повсюду: в воздухе, почве, пище, косметических средствах. Но именно вода, будучи универсальным растворителем, содержит наиболее полный перечень потенциально опасных веществ.

Идеально чистых источников попросту не бывает, а регулярный контакт с ней при питье, гигиенических процедурах, приготовлении пищи делает этот путь наиболее вероятным для получения критических доз токсичных элементов.

Путей загрязнения воды тяжелыми металлами два. Естественным образом это происходит при растворении входящих в состав горных пород минералов пластовыми водами, а также путем переноса талыми или дождевыми потоками частиц подверженной естественной эрозии почвы. Часть вредных примесей попадает в поверхностные и подземные источники из запыленного воздуха с дождем или снегом.

Второй фактор загрязнения связан с деятельностью человека. Его значимость резко возросла с увеличением горнодобычи, ростом промышленного производства, интенсификацией сельскохозяйственной деятельности.

Основными загрязнителями выступают:

• добыча и переработка нефтепродуктов;
• горнодобывающие предприятия;
• тепловые электростанции;
• металлургические комбинаты;
• гальванические и электротехнические предприятия;
• заводы по производству пластмасс, красок, композитных материалов;
• комбинаты по выпуску сельхозудобрений;
• полигоны захоронения бытовых и промышленных отходов.

Недостаточная очистка сточных вод, а также смыв с сельхозугодий делает поверхностные водоемы самыми проблематичными для использования. Но при нарушении естественных водоупорных горизонтов загрязнения могут достичь и скважинных водозаборов.

Вред тяжелых металлов для человека

Одна из опасностей ксенобиотиков – плохая выводимость из организма.

Накапливаясь со временем в жизненно важных органах или тканях, токсичные элементы вызывают серьезные расстройства отдельных функций или всего организма в целом.

Известно, что они негативно влияют не только на физиологию, но также на эмоционально-психологическое состояние. Болезни, вызываемые превышением допустимых концентраций тяжелых металлов, достаточно серьезны.

• Ртуть – провоцирует общее отравление организма, которое выражается ухудшением памяти, слуха, нарушением координации. При воздействии паров концентрируется в мозге. Накапливаясь в почках, нарушает работу этих органов.
• Свинец – воздействует на нервную систему, вызывая головные боли, ослабление внимания и головокружения. Особенно остро проявляется у детей, ведет к замедлению умственного развития. Негативно влияет на сердечно-сосудистую систему, работу ЖКТ.
• Медь – вызывает язвенную болезнь, гастрит, нарушения работы почек, печени, ЦНС, снижает иммунный ответ организма.
• Кадмий – приводит к заболеваниям костной системы, сопровождаемых ломкостью, искривлением и хрупкостью костей. Будучи канцерогеном, приводит к раку прямой кишки и легких.
• Кобальт – при чрезмерных концентрациях вызывает заболевание щитовидной железы, приводит к сердечной недостаточности и бронхиальной астме.
• Никель – чреват аллергическими реакциями, повышенной возбудимостью нервной системы.
• Цинк – снижает иммунитет, способен вызвать бесплодие, также является канцерогеном.

Повышенное содержание тяжелых металлов особенно негативно влияет на детей, приводя к задержке умственного и физического развития. Вероятность заболеваний велика при длительном употреблении загрязненной ксенобиотиками воды.

Допустимое содержание в питьевой воде

Предельные величины присутствия опасных примесей жестко регламентировано нормативными документами. Действующим СанПиН 2.1.4.1074-01 установлены следующие ПДК тяжелых металлов в воде (мг/л):

• Барий – 0,1;
• Бериллий – 0,0002;
• Ванадий – 0,1;
• Ртуть – 0,0005;
• Висмут – 0,1;
• Кадмий – 0,001;
• Кобальт – 0,1;
• Молибден – 0,25;
• Медь – 1,0;
• Мышьяк – 0,05;
• Никель – 0,1;
• Свинец – 0,03;
• Стронций – 7,0;
• Хром – 0,5;
• Цинк – 5,0.

При централизованном водообеспечении контроль всех этих параметров излишен, за исключением некоторых регионов, где отмечаются превышения по ряду показателей.

В случае автономного водоснабжения из поверхностных или подземных источников, которые чаще всего загрязняются содержащими тяжелые металлы соединениями, обязательно проведение расширенного химанализа в сертифицированной лаборатории.

Визуально даже проба с аномально высокими концентрациями ксенобиотиков может выглядеть кристально чистой. Для определения же технологии и состава системы автономной водоочистки необходимы точные характеристики исходной воды.

Методы очистки воды от тяжелых металлов

Удаление из жидкости присутствующих в форме солей или сложных органических веществ загрязнений выполняется несколькими способами. Ионный обмен эффективен для удаления тяжелых ионов, которые замещаются другими, входящими в состав специальных обменных смол, но избирателен.

Подбор ионообменных материалов при проектировании систем водоочистки выполняется индивидуально на основании результатов химанализа, процесс нацелен на удаление определенных загрязняющих компонентов.

Методы безнапорной и напорной аэрации – окисления кислородом воздуха – разработаны для удаления железа и марганца.

Широкий спектр действия характерен для обратноосмотических установок, фильтрующих из воды любые примеси, чей размер превышает величину ячейки мембраны. Способ универсален, но стоимость очистки выше. Реже используется еще более затратная технология электродиализа, при которой на противоположно заряженных мембранах раздельно осаждаются положительные и отрицательные ионы.

Достойная альтернатива традиционным методам – применение ПГС-полимеров, выполняющих механическую, сорбционную и ионообменную фильтрацию одновременно.

Компанией «Гейзер» разработан уникальный материал «Арагон», который используется в бытовых фильтрах для воды.

Он выполняет комплексную очистку, устраняя загрязнение воды тяжелыми металлами, радионуклидами, избыточными солями жесткости и органикой.

К технологиям широкого спектра относится и фильтроматериал «Каталон». Это – ионообменный волокнистый материал, он обеспечивает удаление до 90–97% тяжелых металлов при сохранении естественного минерального состава воды.

«Каталон» обладает не только не только хелатными свойствами (выборочное удаление катионов тяжелых металлов), но и амфолитными.

Благодаря этому материал очищает воду не только от катионов: меди, кадмия, свинца, но и анионов: органические примесей, хлорорганические соединений, железобактерий и коллоидного железа.

Технология используется в бытовых системах водоподготовки, в том числе в сменных картриджах фильтров-кувшинов.

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!

Заказать консультацию

Раздел 4. Загрязнение водных экосистем

Е.А. Зилов Гидробиология и водная экология Учебное пособие. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2007.

20. Консервативные токсиканты в водных экосистемах

20.1. Загрязнение вод металлами

Металлы принадлежат к числу главных неорганических загрязнителей пресных и морских вод. Это, в основном, соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути.

• Острота проблемы загрязнения водной среды токсичными металлами  определяется:
• — высокой концентрацией соединений тяжелых металлов в прибрежных районах океана и внутренних морях;
• — образованием высокотоксичных металлоорганических комплексов, которые как включаются в абиотический компонент экосистемы, так и поглощаются гидробионтами;
• — накоплением металлов гидробионтами в дозах, опасных для человека.
• Среди загрязняющих веществ по токсикологическим оценкам «стресс-индексов» тяжелые металлы занимают второе место, уступая только пестицидам.
• Источники поступления

Основные источники поступления токсичных металлов в водную среду – прямое загрязнение и сток с суши. Только воды рек ежегодно привносят в океан свыше 320 Мт железа. Кроме того, важная роль в загрязнении гидросферы металлами принадлежит атмосферному переносу. Главные пути поступления металлов в Мировой океан приведены в таблице 29.

Таблица 29

Естественное и антропогенное загрязнение Мирового океана, т год-1

На поверхность Мирового океана ежегодно выпадает по другим оценкам 200 кт свинца и 5 кт ртути. Вклад атмосферных выпадений свинца в его общий поток в Мировой океан в настоящее время уже превышает геохимический вклад этого элемента с речными стоками.

Для кадмия поступления в океан за счет атмосферных выпадений и прямого стока с суши близки, а для ртути атмосферный поток составляет около 25% общего поступления в океанскую среду. Сейчас уже признано, что главным источником поступления тяжелых металлов в окружающую среду является не металлургическое производство, а сжигание угля. Ежегодное сжигание 2,4 млрд. т каменного и 0,9 млрд.

 т бурого угля рассеивает в окружающей среде 200 кт мышьяка и 224 кт урана, а мировое производство этих металлов составляет только 40 и 30 кт соответственно.

Как уже сказано выше, важную роль в загрязнении гидросферы металлами играют сточные воды. В таблице 30 приведено содержание металлов в бытовых и некоторых видах промышленных сточных вод.

Таблица 30

Содержание металлов в промышленных сточных водах Нью-Йорка, средние концентрации в мкг л-1 (Jackson, 1991)

На пути от мест попадания в воду до океана значительная часть металлов оседает на дне рек. Пример приведен в таблице 31.

Таблица 31

Концентрации тяжелых металлов в воде и осадках реки Рур в Эссене (Imhoff, 1991)

1. Кроме того, значительная часть металлов на пути к океану задерживается в водоемах – как в их донных осадках (таблица 32), так и в биоте (таблица 33).
2.  Таблица 32
3. Поступление металлов в озеро Мичиган (т год-1) (Jackson, 1991)

Таблица 33

Содержание тяжелых металлов в озере Балатон (Salanki, 1991)

Причины загрязнение ???? воды последвие и пути решения ???? экологической катастрофы

В богатейших странах мира (Швейцария, Норвегия, Люксембург) можно без опаски употреблять воду, текущую прямо из-под кранов. В странах СНГ не каждый человек осмелится постоянно пить проточную воду, ведь всем отлично известно, что такая вода проходит множество степеней очистки различными химикатами.

Центральным водоснабжением обеспечено около 75% населения страны. Лишь малый процент из них потребляет подземную пресную воду. Большая часть воды берется из рек или водоемов, которые не обладают должным уровнем чистоты.

По статистике, около 40% отходов, которые выбрасывают в реки заводы и предприятия, не проходят никакой очистки, и, тем более, не соответствуют санитарным нормам и стандартам.

Речная вода, впоследствии текущая в кранах обычных квартир, может включать в себя множество неприятных веществ и даже организмов. Например, не редки случаи, когда в проточной воде удавалось обнаружить яйца паразитов или наличие патогенных бактерий. Не говоря уже о сульфатах, хлоридах и железе.

Практически любой водоем, который «берется» для исследования, является загрязненным. Даже при условии выполнения всех предписанных очистительных мероприятий, после попадания в старые прогнившие трубы, «чистая» речная вода станет небезопасной. В этом случае никак не поможет домашняя фильтрация или простое кипячение.

Основные причины загрязнения речных вод

Уровень чистоты воды многих рек страдает в первую очередь из-за отсутствия необходимых очищающих сооружений и несоблюдения санитарных норм. Большинство водопроводов банально не имеют обеззараживающих установок.

При изучении «питьевой» воды, чаще всего обнаруживают превышения допустимого уровня химических компонентов.

Канализационные воды

В канализацию попадает огромное количество продуктов жизнедеятельности человека, грязи, моющих средств и т.д. Огромное количество этого «добра» просто сбрасывается в реку или море, не проходя должной очистки.

Фермы и хозяйства

Не секрет, что фермеры обрабатывают свои культуры различными удобрениями, гербицидами и инсектицидами. После использования на растениях, все эти химические вещества попадают прямиком в подземные источники воды.

Отходы промышленного класса

Работа промышленных предприятий обеспечивает попадание в воду ртути, меди, фтора, радиоактивных частиц и железа.

Эти вещества могут быть выброшены в водоем как случайно, (из-за аварии на производстве или утечки опасных веществ), так и специально, из-за недобросовестного руководства.

Самыми вредными для водохранилищ считаются заводы, связанные с черной металлургией, переработкой нефти и производством целлюлозно-бумажных изделий.

Вам так же может понравиться:   Экологические проблемы

Нефтяные аварии

После утечек нефти в воду, эта субстанция полностью перекрывает доступ к поступлению света и кислорода. Последствием такой утечки может стать не только загрязнение воды и появление неприятного запаха, но и гибель птиц или морских организмов.

Тепловые загрязнения

Атомные и электрические станции сливают огромное количество теплой воды в водоемы. Повышения общего уровня температуры в воде может привести к тому, что водоросли начнут прорастать гораздо быстрее, а «морская живность» будет обречена на гибель.

Загрязнения атмосферы

Воздух во всем мире очень тяжело назвать «свежим», ведь он подвержен влиянию золы, пепла, сажи и различных опасных газов, которые, соединяясь с кислородом и водой, могут вызывать кислотные дожди.

Но в ужасной ситуации с водоемами виноват не только человек. Не стоит забывать о естественных источниках загрязнений. К ним относятся: разрушения горной породы, активность вулканов, продукты жизнедеятельности «жителей морских глубин». Но главная причина грязной воды – все же активность человека.

Влияния хозяйственной и промышленной деятельности человечества на экологическую ситуацию в мире можно сравнить со стихийными бедствиями.

Дело в том, что без влияния посторонних факторов, природные изменения водоемов проходят в течение сотен лет, а производственная деятельность человека ускоряет эти процессы в сотни раз.

Сельское хозяйство и промышленные производства развиваются очень интенсивно. Их влияние на воду принято относит к антропогенному источнику загрязнений. Водные ресурсы, которые используются для производственных и бытовых нужд, сбрасывают прямо в реки и водоемы, тем самым, меняя их состав.

Загрязнение тяжелыми металлами

Огромный вклад в ухудшение качества воды вносят именно тяжелые металлы. Стоит рассмотреть влияние одного из них.

Марганец

Наличие марганца в воде можно определить по некоторым признакам. Вода, содержащая марганец, при употреблении обладает «вяжущим» вкусом и желтым цветом. При контакте с кожей человека, может вызывать потемнение пигмента и ногтевых пластин. Если в воде замечен осадок темного оттенка – значит, в составе присутствует большое количество этого металла.

Марганцу присвоен статус «умеренно опасного». Избыток данного металла в употребляемой воде может привести к существенным проблемам со здоровьем.

При постоянном контакте, металл способен провоцировать общие проблемы с нервной системой, сонливость, слабость и даже длительные депрессивные расстройства.

Исследования показывают, что негативное влияние марганца распространяется даже на желудок и почки. Большое содержание этого элемента особенно пагубно влияет на детей.

Вам так же может понравиться:   Бонитировка почв

Загрязнение воды радиоактивными веществами

Радиоактивное загрязнение воды – это процесс её перенасыщения определёнными веществами и химикатами, которые излучают радиацию. Такое загрязнение может быть как естественным, так и искусственным.

Радиационное загрязнение по природным причинам

Попадание в водоемы радиоактивных элементов связывают с тем, что дождевые стоки и подземные источники входят в контакт с особыми группами минералов, которые содержат в себе радиоактивные изотопы. В обычных случаях этот процесс не представляет никакой опасности, ведь количества таких веществ минимальны и не могут причинить вреда.

Радиационное загрязнение по внешним причинам

Очевидно, что причиной насыщения водоемов радиоактивными элементами является работа производств, связанных с атомной энергетикой и их отходами. Основной компонент всех ядерных реакций – особое топливо, элементы которого и поддерживают процесс реакции.

Такое топливо подвержено износу и требует постоянного обновления. Непригодное топливо, после прохождения необходимой обработки, помещают и сохраняют в специальном хранилище. Именно такие «ядерные могильники» и способствуют постоянному загрязнению рек и водоемов.

К каким последствиям приводит загрязнение водоемов?

Уже сейчас множество стран мира сталкиваются с проблемой нехватки чистой воды. Ухудшение общей экологической ситуации пагубно влияет на решение этой проблемы. Загрязнение водоемов приводит к ужасным последствиям:

• Уменьшение популяции различных морских и речных обитателей.
• Полное исчезновение с лица земли некоторых водоемов.
• Общее ухудшение качества воды (вкус, цвет и запах).
• Зубная эмаль человека подвергается разрушению из-за большой концентрации фтора в воде.
• Вспышки заболеваний, спровоцированных попаданием в состав воды бактерий.
• Наличие огромного количества «химии» может спровоцировать образование опухолей (онкологические заболевания).
• Негативное влияние на кожу и волосы человека.
• Проявление инфекционных заболеваний.
• Появление проблем с почками и печенью.
• Паразитарные заражения.
• Наличие в водах радиоактивных элементов может приводить к проблемам с репродуктивной системой и провоцировать мутации.

По мере проведения различных лабораторных исследований, этот список постоянно пополняется новыми проблемами, связанными с загрязнением водоемов. Открывая список заболеваний, можно удивиться, сколько из них могут быть вызваны употреблением некачественной воды.

Состояние воды, которая течет из кранов, в большинстве случаев невероятно плохое. Конечно, этой мировой проблемой озабочены многие ведущие ученые-экологи и корпорации.

В обозримом будущем должно быть проведено переоборудование станций, пересмотрен подход к очистке сточных вод, а самое главное – необходимо поддерживать трубы в надлежащем состоянии, ведь даже идеальная вода может быть испорчена старым гниющим трубопроводом.

Причины и последствия загрязнения водоемов

Жизнь на земле возможна только благодаря наличию воды, чистота водоёмов основная тема обсуждения современных учёных. Ведь смертность от загрязнённой воды превышает количество людей, пострадавших от экологических катастроф и умерших в результате несчастных случаев.

Для контроля качества воды используют анализатор воды, который позволяет определить наличие в сточных водах следующих загрязнений:

• нефтепродукты;
• взвешенные частицы органического и неорганического происхождения;
• нитраты, пестициды, хлор и другие химические загрязнения;
• растворённые газы: озон, углерод;
• мутность и примеси;
• тяжёлые металлы.

Почитать подробнее об оборудовании для анализа воды можно тут http://vistaros.ru/stati/analizatory/kupit-oborudovanie-dlya-analiza-vody.html

Причины загрязнений

Большая часть загрязнений водоёмов связана с хозяйственной и промышленной деятельностью человека. Можно назвать несколько основных загрязняющих факторов:

1. Экологические бедствия: утечки химических реагентов в результате поломок на предприятиях, крушение танкеров с нефтью и т.д.
2. Сточные воды (городская канализация, бытовые отходы, компоненты моющих и чистящих средств, выброшенные лекарства, лакокрасочные и строительные жидкости).
3. Токсичные соединения с городских свалок смываются дождями в нижние слои грунта и отравляют подземные источники).
4. Выбросы предприятий, неочищенные стоки сливаются непосредственно в водоёмы и содержат ряд ядовитых химических соединений, тяжёлые металлы, а иногда и радиоактивные компоненты.
5. Бытовой мусор затрудняет циркуляцию воды и разлагаясь отравляет водоёмы (батарейки, пластиковая посуда, бумага, пищевые отходы и т.д.).
6. Сельскохозяйственные загрязнения (нитраты, пестициды, остатки органических и минеральных удобрений, инсектициды и т.д.).
7. Отходы животноводства, рыбных ферм, кожевенной и мясомолочной промышленности (навоз, гормоны, антибиотики, лекарственные препараты, заражённые материалы, формалин, остатки кормов и т.д.)
8. Бактериальное загрязнение (больничные стоки, органические загрязнения). В воде с большим количеством органики начинаются процессы гниения и размножения патогенных микроорганизмов, в результате чего заражаются люди и сельскохозяйственные животные.

Последствия загрязнения водоёмов

Такое халатное отношение к природным ресурсам приводит к катастрофическим последствиям, угрожающим стабильности экосистемы.

Вред для здоровья

Загрязнение питьевой воды пагубно отражается на здоровье человека и животных.

Химические загрязнения вызывают ряд серьёзных заболеваний: нарушения обмена веществ, сердечно-сосудистые заболевания, почечная недостаточность, нарушение работы ЖКХ, хронические отравления, проблемы с опорно-двигательным аппаратом и т.д.

Органические и бактериальные загрязнения вызывают: отравления, лептоспироз, глистные инвазии, гепатит, кишечные инфекции, малярия, тиф, холера и т.д.

Эпидемии

Вспышки инфекционных заболеваний не редко бывают в связи с загрязнением питьевой воды и купанием в заражённых водоёмах. В жидкостных средах размножается масса патологических микроорганизмов. Из-за того, что в воду попадают антибиотики появляются виды резистентные к их воздействию. Это значит снижение эффективности лекарств и появление «суперинфекции».

Мусорные острова

В океане появляются «мусорные острова» состоящие из пластиковых бутылок, рыболовных сетей и бытового мусора. Самое большое мусорное пятно обнаружено в Тихом океане его масса составляет порядка 130 тонн, оно занимает территорию равную двум Франциям.

Цветение водоемов

Большое количество органики, моющие и чистящие средства, поверхностно-активные вещества (ПАВы), фосфатные удобрения попадают в водоёмы и вызывают цветение воды.

Что в свою очередь приводит к сдвигам в экосистеме рек, озёр и океанов. Из-за бурного роста водорослей кислорода в воде становится меньше от этого гибнет рыба, моллюски, морские птицы и животные.

Начинаются процессы гниения и появляются «мёртвые зоны» с отравленной водой.

Кислотные дожди

Загрязнённая вода испаряется, а затем выпадает на землю кислотными дождями, которые оказывают вред не только человеку, но и экологии в целом.

Вымирание животных

Промышленные и сельскохозяйственные загрязнения наносят непоправимый ущерб флоре и фауне планеты. Вымирают целые виды, не имеющие доступа к чистым питьевым источникам. Нарушается естественный биоценоз, погибают растения, животные, птицы и пресмыкающиеся. Исчезают коралловые рифы, которые играют важнейшую роль в естественной очистке морской воды.

Источник статьи: http://vistaros.ru/

загрязнение гидросферы металлами и нефтепродуктами

Антропогенное воздействие на природу касается всех ее частей, но особенно опасно ухудшение состояния жизненно необходимых субстанций: воздуха и воды. Невозможно расчленить воду и жизнь, поэтому загрязнение гидросферы ведет к уменьшению ее функций поддержания существования биологических существ на Земле.

Появление вредных веществ изменяет физические свойства воды, нарушает параметры, фиксируемые чувствами человека (прозрачность, запах, вкус, окраска), называемые органолептическими показателями. Факторы, ухудшающие качество водоемов, разнообразны и многочисленны.

• Попадание нефти и нефтепродуктов
• Появление тяжелых металлов
• Повышение концентрации вредных солей:
• Увеличенное содержание радиоактивных элементов.
• Другие источники ухудшения экологии.

Главными и наиболее распространенными факторами загрязнения гидросферы, как континентальной части, так и океанической, являются попадание в нее углеводородов и токсичных металлов.

Отравление водных бассейнов нефтью и нефтепродуктами

Каждый год в Мировой океан сбрасывается порядка 10 млн. тонн нефти. Космическая аэрофотосъемка свидетельствует о более, чем 30%-ом покрытии масляной пленкой океанической поверхности. Средиземноморский регион, Атлантический океан находятся в бедственном положении.

Нефть и продукты нефтехимии оказываются в водных резервуарах в результате разных обстоятельств.

У нефти долгий период полураспада, она мгновенно растекается по глади, образует слой, мешает контакту с воздухом, доступу солнечных лучей. При большой толщине нефтяного покрова велика вероятность его возгорания. На нефтеперерабатывающих предприятиях не редко горят пруды с отстойными водами.

Отчеты международных экологических организаций говорят о поступлении 30 млн т углеводородов в океан каждый год. Растекшаяся нефть пребывает в эпицентре в чистом виде, а на периферии образуется нефтеводная эмульсия. Сразу после разлива начинается испарение легких фракций, что дополнительно ухудшает атмосферу.

Тяжелые фракции превращаются в слоистые сгустки, с помощью диспергентов их можно опустить на дно. Но выяснилось, что лекарство хуже болезни. Подобные химикаты наносят больший ущерб, чем нефть.

Как специально, самые токсичные ароматические углеводороды, в большом количестве входящие в состав нефти, лучше других растворяются в водной среде. Сильными ядовитыми характеристиками обладает дизельное топливо. Нерадивые члены экипажа преступно небрежными действиями отравляют акваторию пирсов, пристаней.

Углеводороды, оказавшись, в гидросфере начинают интенсивно окисляться. Действуют два основных механизма: через поглощение солнечной энергии (фотохимия) и действие микроорганизмов. Потребление кислорода громадно, чтобы окислить 1 дм3 нефти понадобится переработать О2, содержащийся в 400 тыс л воды. Возникнет недостаток кислорода, что отрицательно сказывается на фауне зоны бедствия.

Последствия загрязнения водоемов нефтепродуктами

Животный мир подвергается практически тотальному истреблению. Жестоко страдают птицы. Маслянистая жидкость пропитывает оперенье, оно не может выполнять функции теплоизоляции и водонепроницаемости.

Пернатые лишаются способности плавать, не могут сохранять необходимую температуру тела. Пытаясь выбраться, они увязают в нефти еще больше.

Субстанция покрывает рожденные летать создания, залепляет глаза, отравляет организм.

Стараясь привести себя в порядок клювом, птицы заглатывают нефть, после чего смерть неотвратима. Не могут поддерживать жизнедеятельность устричные, лангусты, креветки, гибнет фитопланктон.

Попавшая в океан нефть наносит вред морским млекопитающим. В первую очередь страдают виды, имеющие густое меховое покрытие. Это белые медведи, выдры, ластоногие. Мех, пропитанный вязкой жидкостью, сваливается, не может удерживать воду, сохранять тепло. Более того, жировой слой тюленей, моржей, китов перестает функционировать правильно, нарушается теплообмен.

Нефть приводит к воспалению зрительных органов, дерматозам, что влечет за собой невозможность плавать. Заглатываемая с водой нефть приводит к внутренним кровотечениям, отказывает желудочно-кишечный тракт, развивается почечная недостаточность, интоксикация печени, наблюдаются скачки кровяного давления.

Когда углеводороды при авариях выливаются вблизи населенных пунктов, их вредные воздействия приобретают кумулятивный эффект из-за соединения с другими загрязнителями. Испаряющиеся пары поражают дыхательную систему животных, обитающих вблизи аварийной местности.

Сама нефть, ее смолы имеют в составе канцерогенные вещества. Эксперименты на моллюсках доказывают, в зараженных водах у них развиваются злокачественные опухоли, подобные раковым новообразованиям. Как показывают новые исследования, некоторые представители морской фауны в присутствии нефти могут производить канцерогенно активные агенты (полициклические ароматические углеводороды).

Подводные обитатели водоемов испытывают двоякое вредное воздействие. Рыбы страдает от отравленного корма, воды и имеет проблемы с движением в более вязкой среде, к чему приводит попадание в воду нефти. Ухудшаются промысловые условия, теряются вкусовые достоинства рыбы.

Загрязнение полимерами

Одним из продуктов нефтепереработки являются синтетические, полимерные материалы. Всевозможные пленки, разнообразные изделия из пластмасс попадают в огромных количествах в гидросферу, замусорившая, в основном, океаны.

Будучи исключительно устойчивыми, они формируют гигантские мусорные агломерации. Отмечено пять свалок в Мировом океане, но всех превосходит мусорное пятно в северной области Тихого океана, занимая без малого 1% его площади.

Мониторинг показывает преобладание пластиковых предметов.

Мусор дрейфует согласно океаническим течениям, скапливаясь на определенном участке. Эти участки обусловлены системами водоворотов, которые гонят мусор к центру, и компактно его там удерживают. Масса загрязняющих предметов оценивается в десятки млн т. Пластик прозрачен, морские обитатели, не отличают его, заглатывают, внутри вырабатываются токсину, что приводит к летальному исходу.

Под влиянием солнечного света пластик дробится на микроскопические частицы, концентрируется в поверхностных слоях, начинает служить кормом для планктона и входит в пищевую цепочку всей морской экосистемы. Какие мутации последуют в отдаленном времени предусмотреть невозможно.

Загрязнение нефтепродуктами рек

Реки безжалостно загрязняются человеком, а они, донося воды до морей, служат для них мощным источником опасности. В мегаполисах речная поверхность покрыта масляной пленкой с цветами побежалости из-за стоков нефтепродуктов. В речных водах обнаруживают повышенные концентрации бензопирена, иных ядовитых веществ.

К трагическим последствиям приводит загрязнение соединениями углеводородов с хлором.

Так в электротехнических изделиях применяются полихлорированные бифенилы, их высокие содержания зафиксированы в большинстве рек и озер промышленно развитых стран. А в США рыбу из р.

Гудзон по этой причине лучше не пробовать. У людей поражается нервная система, печень, возникают тяжело поддающиеся лечению болезни кожи.

Загрязнение гидросферы металлами

Опасным загрязнителем гидросферы являются металлы, в первую очередь тяжелые. Они попадают в водные резервуары из-за деятельности заводов цветной металлургии, химических предприятий, адсорбируются из выхлопов автомобильного транспорта.

Тяжелые металлы в отличие от органических ядов, попадая в организм, не подвергаются превращениям, накапливаются, их трудно вывести. По степени опасности металлы можно расположить:

• соединения ртути;
• свинец;
• примеси цинка;
• наличие меди;
• хром;
• особую группу составляют радиоактивные металлы.

В водной среде ионы многих тяжелых металлов склонны к повышенному образованию гидрокомплексов, их формула определяется РН воды. Вступая во взаимодействие с органическими радикалами, растворенными в воде, тяжелые металлы формируют многообразные структуры различной устойчивости. Но все они являются ксенобиотиками, т. е несовместимыми с живыми существами.

Такие комплексы на основе металлов и органики способны встраиваться в пищевую пирамиду, передавая опасные соединения от низших организмов к высшим. В этом смысле исключительную опасность представляет ртуть. Многие бактерии, нашедшие приют в гидросфере, водоросли накапливают ее в клетках, начинают представлять опасность для человека.

Известны случаи, в частности в Японии, когда употребление морской пищи вызывало вспышку нервных заболеваний. Происходило это в районах сброса промышленных вод с высокими концентрациями цинка, ртути, меди.

Загрязнение гидросферы тяжелыми металлами происходит и в результате геологических факторов. Их много выбрасывают активные вулканы.

Повышенная концентрация металлов фиксировалась в прибрежных водах возле Сицилии после извержения Этны. Но деятельность вулканов носит кратковременный характер, опасные элементы уносятся течениями, концентрация в море невелика.

В целом это можно отнести к флуктуациям, не несущим глобальной экологической угрозы человечеству.

Итог

В таблице, приведенной в начале статьи, первое место по доле вредоносности для водных ресурсов планеты нефтепродуктами занимают принесение их реками. Но само загрязнение водных артерий происходит в результате попадания промышленных отходов. Это и есть главная и наиболее трудно устранимая причина экологического неблагополучия.

Сопоставимый вред наносят бытовые отходы, многие из которых получены нефтехимией. Каких масштабов может достигнуть бедствие, описано в разделе о полимерах. Причинами заражения воды могут быть источники, не связанные с нефтью, но увеличивающие долю углеводородов. Наиболее объемные:

• гниющая древесина, оставшаяся в воде после сплава;
• отходы животноводства.

Иллюстрации последнего пункта послужит оценка загрязнений от деятельности свиноводческих хозяйств. Комплекс на 100 000 свиней ухудшает экологию, как город Орел с населением 400 тыс человек.

Разрушение водной экосистемы грозит вырождением и гибелью всех популяций живых существ. Нарушения вносятся в пищевую цепочку, в результате утрачивается адекватная система сигналов в биологическом мире, снижается воспроизводимость видов, происходят генетические мутации.

Избыточное попадание элементов, не только металлов, приводит к неприятному явлению, называемому эутрофикацией. Создаются благоприятные условия для избыточного роста фитопланктона.

Этим вызвано цветение воды, размножение водорослей, а в конечном итоге сокращение запасов пресной воды, что уже становится проблемой.

В России в зоне неблагополучия находятся все крупные реки европейской части и Сибири.

Пути стабилизации экологии гидросферы

Борьба с нарушениями равновесного баланса в гидросфере должна носить комплексный характер, включая активные и пассивные мероприятия.

К первым нужно отнести требовательность и контроль за соблюдением природоохранного законодательства.

Глобальный мониторинг со спутников океанической глади, драконовские штрафы, привлечение к уголовной ответственности капитанов, руководителей судоходных компаний доказали эффективность в борьбе против сброса с кораблей балластных вод.

От предприятий надо добиваться уменьшение вредных выбросов, не только в гидросферу, путем освоения новых технологий, передового оборудования, укрепления экологической дисциплины. Необходимо переходить на замкнутые безотходные циклы. Многое дают инновационные методы очистки сбросовых вод, в частности биоочистка.

Пропаганда среди населения уважения к природе, понимания опасности загрязнения бытовыми отходами может дать результаты.

К активным мерам против загрязнения гидросферы, шире всей Земли, следует отнести в первую очередь новых технологий минимизирующих использование нефти. Узловой проблемой видится использование имеющихся и разработка новых видов добычи энергии безопасных для человечества. Прежде всего это возможности солнца, ветров, биотопливо, как перспектива освоение термояда.