Забруднення вод Світового океану

Основними джерелами забруднення вод є атмосферні опади, стоки з сільськогосподарських полів, ферм та інших об'єктів, міські й промислові стічні води та водний транспорт. Усі водні ресурси поділяють на підземні, поверхневі та атмосферні. Підземні води поширюються в земній корі до глибини 13-14 км. Вони заповнюють пори, тріщини й пустоти, мають тісний контакт з ґрунтом і породами земної кори. Для них характерне пошарове розміщення водоносних горизонтів, що відокремлені водонепроникними пластами породи, слабкий зв'язок з атмосферою, незначний розвиток біологічних процесів, бідність форм життя, підвищені температура й тиск. Усе це сприяє меншому забрудненню вод нечистотами та мікроорганізмами, завдяки чому вони переважно доброякісні. Знаходячись на значних і різних глибинах, вони характеризуються стабільнішим хімічним складом, містять більше корисних для здоров'я людини речовин (сполук кальцію, йоду, флуору та ін.). Проте й підземні води можуть забруднюватися, якщо фільтрувального шару порід недостатньо.

За глибиною залягання підземні води поділяють на три зони. Верхня зона, глибина якої здебільшого становить 2-6 м, але може досягати 20- 60 (середина України) і навіть 300 м (південна частина України), має активний водообмін, зазнає дії фільтрівних атмосферних опадів та деякою мірою атмосферного повітря. Мінералізація води коливається в межах 100-1000 мг/дм³. Середня зона розміщена на глибинах 300-600 м, інколи – 2000 м. Цю воду використовують для бальнеологічних цілей. Нижня зона залягає на глибині кількох кілометрів. У ній практично немає водообміну і містяться високомінералізовані води хлорнатрієво-кальцієвого складу, інколи зі значним вмістом галогенсульфіду, брому та рідкісних елементів. Ці води використовують у промисловості для добування йоду, брому та рідкісних елементів.

З господарсько-питною метою використовують переважно води верхньої зони. Якість води залежить від ґрунтів та порід, розміщених нижче. Ґрунти торф'яно-тундрової зони збагачують воду органічними речовинами рослинного походження. Це стосується також болотних вод. Чорноземи, каштанові та солончакові ґрунти сприяють появі у воді переважно мінеральних речовин. Зі збільшенням глибини залягання вод зменшується число мікроорганізмів і на глибині 6 м і нижче воно дорівнює нулю. Шар ґрунту завтовшки 3,5-4 м на полях фільтрації затримує до 90 % мікроорганізмів.

Господарська діяльність людей спричинює забруднення підземних вод. Найбільший вплив на хімічний склад підземних вод мають інтенсивний розвиток промисловості, міст і хімізація сільського господарства, які супроводжуються появою значної кількості стічних вод і газових викидів. При цьому в атмосферу, ґрунти й поверхневі води потрапляють різні неорганічні та органічні речовини. Біологічне забруднення підземних вод зумовлюють різні мікроорганізми (бактерії, віруси та ін.). Найнебезпечнішим є забруднення вод хвороботворними мікроорганізмами, що можуть надходити в ґрунтові води з полів фільтрації, скотних дворів, вигрібних ям тощо.

До поверхневих вод належать води океанів, морів, озер, річок, боліт, ручаїв та штучних водосховищ. Океани, моря та деякі озера мають солону воду. Ріки, більшість озер, ставки, штучні водосховища, болота й ручаї містять прісну воду, яку використовують для господарського водозабезпечення. Річкову воду найчастіше використовують для господарсько-питного й технічного водозабезпечення.

Характерною особливістю річкової води є нестабільність і неоднорідність хімічного й бактеріологічного складу, незначна мінералізація за значного вмісту органічних речовин, рослинних і тваринних організмів, у тому числі й мікроорганізмів. У ній інтенсивно відбуваються біологічні процеси. Ці води доступні для будь-яких забруднень. Нестабільність складу пояснюється зміною кількості води в ріках залежно від пори року та метеорологічних факторів, а також локальними забрудненнями водойм промисловими та господарсько-побутовими стічними водами. Основними джерелами забруднення є господарсько-побутові й зливові води. Останні змивають з ґрунтів значні кількості бруду і переносять їх у ріки та інші поверхневі водойми. До них добавляються промислові стічні води, в яких містяться шкідливі хімічні речовини. Стічні води – води, які відходять після використання в побутовій, промисловій та сільськогосподарській діяльності людини або які пройшли через будь-яку забруднену територію чи об'єкт.

Залежно від характеристики стічні води поділяють на умовно чисті (оборотні) і брудні. Умовно чистими (оборотними) стічними водами вважають води після охолодження технологічного обладнання, компресорів та іншого устаткування. Після використання в технологічних процесах їх охолоджують у градирнях і заводських ставках, у деяких випадках звільняють від зависей і знову повертають на охолодження. Брудні стічні води різняться за складом забрудників, який визначається технологією виробництва.

Усі види забруднень можна розподілити на хімічні, фізичні, біологічні й теплові. У різних технологічних процесах у промисловості використовують воду, внаслідок чого утворюються такі відпрацьовані стічні води:

† реакційні води, що виділяються в ході реакцій. Вони забруднені домішками сировини і продуктів реакції;

† промивні води після промивання сировини, продуктів, обладнання, тари, маточні водні розчини;

† води, що надходять із сировиною у вигляді вільної та зв'язаної води;

† водні екстрагенти і абсорбенти;

† охолодні води, що не стикаються з сировиною і продуктами;

† побутові води з їдалень, душових, після миття приміщень, пралень, туалетів та ін.;

† атмосферні опади, що стікають з території промислових підприємств

та інших господарських об'єктів.

Залежно від виду виробництва ці води містять різні шкідливі сполуки неорганічної (луги, кислоти, мінеральні солі) та органічної (органічні сполуки, поверхнево-активні речовини, мийні засоби, пестициди, нафтопродукти тощо) природи. Більшість з них отруйні для біоти водойм. Ці сполуки поглинаються фітопланктоном і передаються ланцюгами живлення більш високоорганізованим організмам. У результаті вміст шкідливих речовин у м'ясі хижої риби (щука, судак, окунь) може в тисячі разів перевищувати їх вміст у воді. Це дуже небезпечно для людей, птахів і тварин,

що споживають цю рибу.

Особливо сильно забруднюють природні поверхневі води промислові стічні води хімічних, нафтопереробних, металургійних, шкіряних заводів, текстильних і целюлозно-паперових фабрик, м'ясокомбінатів та інших підприємств. Підприємства целюлозно-паперової промисловості скидають у водойми значні кількості целюлозного волокна та розчинених органічних сполук (вуглеводів, смол, жирів). Забруднені стічні води утворюються під час обробки целюлозної й паперової маси, під час промивання й загущення целюлози, конденсації здувок, розганяння скипидару-сирцю, видалення шлаків, «мокрого» обкорування деревини.

Значну кількість органічних сполук, не властивих природі (ксенобіотиків), містять стоки хімічних підприємств органічного синтезу, виробництва пластмас і мийних засобів. Багато з цих речовин дуже стійкі, біологічно активні і важко видаляються зі стоків, наприклад мийні засоби – детергенти.

У сільському господарстві для підвищення врожаїв і продуктивності земель застосовують пестициди, які змиваються з полів у ріки, озера та інші водойми. Тваринництво є постачальником значної кількості мертвої органіки – гною, підстилки, сечовини, які потрапляють у водойми. Наявність сполук нітрогену в поверхневих водах спричинена органічними речовинами тваринного або рослинного походження. При цьому вміст аміаку може коливатися від 0,05 до 1,0 мг/дм³ і більше, нітритів – від 0,01 до 0,09 і вище, нітратів – до 5-10 мг/дм³. У відкритих водоймах міститься також багато різних органічних речовин – феноли, вуглеводні, гумінові сполуки тощо. їх кількість нерідко сягає 70 % маси сухого залишку. Окиснюваність коливається в межах 2-30 мг Ог/дм³, зменшуючись узимку і збільшуючись улітку. Найбільшу окиснюваність мають води з вмістом гумінових речовин, що спричинює підвищену кольоровість (50-100 градусів і більше).

Біологічне забруднення води відбувається за рахунок надходження зі стічними водами різних мікроорганізмів, рослин і тварин (найпростіші, гриби, черви, бактерії, віруси та ін.). Багато з них є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Найбільшими біологічними забрудниками є комунально-побутові стічні води. Промисловими біологічними забрудниками є підприємства шкірообробної промисловості, м'ясокомбінати й цукрові заводи. Бактеріальне обсіменіння рік, що протікають повз густонаселені райони, є дуже значним. Так, у водосховищі Москва число колоній досягає 429 000 в 1 мл, а подекуди може бути і значно вищим (600 000 і більше). Колі-індекс становить відповідно кілька мільйонів.

Фізичне забруднення води пов'язане зі зміною її фізичних властивостей: прозорості, вмісту зависей та інших нерозчинних домішок, температури й радіоактивності. Нерозчинні речовини (пісок, намул, глинисті часточки та ін.) потрапляють у воду з поверхневим змивом, особливо в разі розорювання водозахисних смуг уздовж річок і наближення орних ділянок до узрізу води. Багато зависей потрапляє у водойми із суспензіями з підприємств гірничорудної промисловості (драги, промивні установки та ін.). Пил заноситься з поверхні ґрунту сильними вітрами, особливо в суху погоду. Тверді завислі часточки зменшують прозорість води, пригнічуючи таким чином процеси фотосинтезу водяних рослин, забивають зябра риб тощо. Особливу небезпеку для всього живого становлять радіоактивні домішки, що потрапляють у водойми з викидами АЕС, особливо під час аварій, з часточками попелу ТЕС.

Теплове забруднення спричинює спускання у водойми теплих вод з різних енергетичних установок. Надходження нагрітих вод у ріки й озера істотно змінює їх термічний і біологічний режими. Найбільшими тепловими забрудниками є ТЕС і АЕС. Підвищення температури води у водоймах призводить до таких негативних наслідків: до 26 °С шкідливого впливу не спостерігається; в інтервалі 26-30 °С відбувається пригнічення життєдіяльності риб; понад ЗО °С спостерігається шкідлива дія на біоценози, а за 34-36 °С гине риба та деякі види інших організмів. У теплих водах порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражуються паразитами і хворобами.

Води морів і особливо океанів характеризуються не тільки високою мінералізацією (до 35 г/дм³), а й порівняно сталим сольовим складом. Це зумовлено величезною масою води в морях і океанах. Тому постачання ріками значної кількості різних речовин практично не впливає на співвідношення головних йонів у водах Світового океану. Проте спостерігаються коливання солоності води в окремих його частинах і на різних глибинах. Величина солоності коливається залежно від кліматичних умов, випаровування, льодоутворення, течій, стоку вод великих рік тощо. Найвищу солоність мають води тропічних широт (350-370 г/дм³), меншу – у високих широтах північної та південної півкуль (300-340 г/дм³). Солоність і хімічний склад внутрішніх морів, що мають обмежений водообмін зі Світовим океаном або зовсім його не мають, значно відрізняється від солоності вод океану. Так, у деяких містах Фінської затоки солоність становить 10-20 г/дм³, в Азовському морі – 110-120 і в Чорному – 170- 180 г/дм³. У морських водах містяться також азот нітратів – 0,003-0,68 мг/дм³, сполуки фосфору – до 0,1 мг/дм³та деякі мікроелементи: рубідій, цезій, літій, арсен, бром, йод, флуор, ферум, манган, купрум, ванадій, молібден, нікол, аурум, аргентум та ін., а також радіоактивні елементи.

Води Світового океану значно забруднені і їх стан викликає занепокоєння. Води океанів і морів забруднюються річковими стоками, з якими щороку надходить понад 320 млн т заліза, 6,5 млн т фосфору та інших речовин. З атмосфери у воду океанів потрапляє 1 млн т вуглеводнів, 200 тис. т свинцю, 62 млн т фосфору й азоту, 5 тис. т ртуті. До найбільших забрудників вод Світового океану належать нафта та її продукти. Щороку її потрапляє 5-6 млн т. Нафтове забруднення в деяких районах Світового океану стає катастрофічним, що загрожує життєдіяльності місцевої флори і фауни.

Моря й океани забруднюються також побутовими й промисловими твердими відходами, яких накопичилося понад 20 млрд т. Особливо небезпечним є радіоактивне забруднення, що спричинюється випробуваннями ядерної зброї, роботою ядерних реакторів на військових підводних човнах і криголамах, скиданням контейнерів з радіоактивними відходами. Загальна радіоактивність у водах Світового океану визначається в 5,5 ∙ 10¹⁹Бк або 1,5 ∙ 10¹⁹Кі, що в 30 разів перевищує викиди під час аварії на Чорнобильській АЕС.

Несприятливий стан вод Світового океану і проблеми його захисту турбують усе світове співтовариство. Тому ООН розробила кілька важливих угод, підписаних більшістю країн, які регулюють видобуток корисних копалин з морських родовищ, судноплавство та вилов риби. До цих угод належить і «Хартія морів», підписана більшістю країн у 1982 р. За станом вод Світового океану стежить міжнародна служба моніторингу.