Качество воды |
Акция1! - При первом заказе воды от 3 бутылей - 1 бутыль в подарок!                      Акция2! - При первом заказе воды от 5 бутылей получаете помпу и бутыль в подарок!

Качество воды

Вода — простейшее устойчивое химическое соединение водорода с кислородом — является главной составной частью океанов, морей, рек, озер и др. Вода широко распространена и в других природных средах (почвах, горных породах, атмосфере), входит как преобладающий химический компонент в состав всех живых организмов, жизнедеятельность которых без воды невозможна.

Академик В. И. Вернадский писал, что „не только земная поверхность, но и глубокие — в масштабе биосферы — части планеты определяются в самых существенных своих проявлениях ее (воды) существованием и ее свойствами». Немыслима без воды деятельность человеческого общества. И действительно, с водой у людей на протяжении всей истории связаны средства существования, здоровье, отдых, транспорт, технический прогресс.

Как известно, вода в природе совершает непрерывный круговорот. Под действием тепла она испаряется с поверхности водоемов и суши, подымается в виде пара в верхние слои атмосферы и возвращается из них в виде атмосферных осадков (дождя, снега, града) снова на поверхность земного шара. Выпавшие осадки частью поступают непосредственно в водоемы, которые, в свою очередь, питают реки и озера.

Для Земли в целом суммарное испарение уравновешивается выпадением осадков. По расчетам, коэффициент стока атмосферных осадков в реки составляет для суши в целом 0,34. При этом преобладающее питание рек европейской части Советского Союза, к которым относятся и реки бассейна реки Москвы, происходит весной за счет снеготаяния. Вместе со снегом в реки поступают разнообразные отходы производства, транспорта и т. д. (уголь, нефть, пылевидные промышленные выбросы и др.), которые аккумулировались в снежном покрове за длительную зиму.

Следует напомнить, что в природных условиях химически чистой воды вообще не встречается. Вода обладает уникальной способностью растворять очень многие неорганические и органические вещества и поэтому всегда

Круговорот воды

Рис.11 Круговорот воды в биосфере

содержит то или иное количество примесей. Даже в чистой дождевой воде присутствуют заметное количество растворенного кислорода и азота воздуха, а также микропримеси — окислы азота, аммонийный азот, хлористый натрий и другие химические соединения. Если же говорить о реках, то их солевой состав также не остается постоянным и зависит от состава воды источников, питающих реку, и от состава размываемых ею пород. Кроме неорганических веществ, в природной воде обычно присутствуют также гумусовые вещества, которые образуются в результате взаимодействия неполностью распавшихся органических веществ с минеральными компонентами почвы. Но самым удивительным свойством воды является то, что сама вода химически не изменяется под действием тех соединений, которые она растворяет. Это свойство очень важно для живых организмов, которые получают необходимые им питательные вещества в виде водных растворов.

Вода выполняет физиологическую и гигиеническую роль лишь в тех случаях, когда она сама не является источником нарушения экологического равновесия и не способствует распространению заболеваний. Как правило, природные воды, не подверженные влиянию человеческой деятельности, не вызывают инфекционных и других заболеваний и не обладают отрицательными органолепти-ческими (запах, цвет, прозрачность, привкус и др.) свойствами. Правда, причинным фактором ряда заболеваний иногда является природный состав воды, который вследствие избытка или недостатка определенных микроэлементов нарушает биохимические процессы в организмах. Это так называемые геохимические эндемии. Широко распространенной геохимической эндемией является эндемический зоб, связанный с недостатком в воде йода. Избыток втора приводит к флюорозу, поражению зубов, а в более тяжелом случае — к поражению костно-связоч-ного аппарата. Однако основной причиной вредного влияния состава воды на здоровье населения и биопродуктивность водоемов все же является загрязнение природных вод в результате антропогенной деятельности.

Как известно, применение воды подразделяется на водопользование и водопотребление. При водопользовании отдельные отрасли используют воду без прямого ее расходования (судоходство, лесосплав, гидроэнергетика, рыбное хозяйство и др.). Водопотребление связано с забором воды — безвозвратным или возвратным — из водных объектов, при котором обычно изменяется качество воды, возвращаемой в источник водозабора. Однако именно последнее обстоятельство наиболее усложняет проблемы, связанные с промышленным и сельскохозяйственным водопотреблением. По оценкам специалистов, на земном шаре на хозяйственно-бытовые и промышленные нужды в год расходуется 150 км3 воды, фактический водозабор при этом составляет 600 км3. Разницу— 450 км3 — составляют возвратные воды, вновь направляемые в реки и водоемы. Возвратные воды даже после биологической очистки для обезвреживания часто разбавляются десятикратным или стократным количеством воды. Поэтому сброс сточных вод ухудшает качество воды в реках и делает ее подчас непригодной для использования на значительном расстоянии от места сброса.

Как уже указывалось в главе 1, сточные воды, содержащие минеральные вещества (соли, щелочи, сернистые соединения, мышьяк, медь, свинец, цинк и другие тяжелые металлы), вызывают изменение прозрачности и цвета природной воды, появление неприятных запаха и вкуса. Во многих случаях названные вещества губительно действуют на водные экосистемы и вызывают специфические заболевания у людей.

Если в воде содержание детергентов составляет 1 мг/л, наблюдается гибель планктона. Если же концентрация детергентов превышает 5 мг/л, то происходит замор рыбы.

Наличие в воде органических веществ, внесение на поля большого количества азотистых и фосфорных удобрений с их последующим смывом приводят к бурному развитию в водоемах синезеленых водорослей. Синезеленые — удивительные растения; они сохраняют жизнеспособность даже при высокой температуре (до 80°С), в бескислородной среде и в присутствии серных и сернистых соединений. Во время интенсивного цветения и после отмирания синезеленые выделяют разнообразные токсичные вещества. Их концентрация во время цветения настолько возрастает, что вызывает острые желудочные и кожные заболевания у людей и животных.
Общеизвестно поражающее действие хлорорганичес-ких пестицидов, особенно ДДТ. Этот препарат в течение нескольких десятилетий буквально завоевал весь мир, и его широкое применение продолжалось до тех пор, пока не обнаружили, что он является сильнейшим ядом не только для сельскохозяйственных вредителей, но и для всего живого на Земле. И хотя в настоящее время производство и применение ДДТ запрещено во многих странах, в том числе и в Советском Союзе, его остаточные количества находят почти повсеместно.

О степени загрязненности природной среды, особенно на ранней стадии, не всегда можно судить только по содержанию вредных веществ в атмосфере, воде и почве. Часто более чувствительными индикаторами загрязненности являются живые организмы. Уже давно известно, что на загрязнение атмосферного воздуха чутко реагируют зеленые мхи и лишайники, в особенности эпифитные виды. Эпифиты — растения, поселяющиеся на других растениях, главным образом на стволах и ветвях, и получающие питание из окружающей среды. Лишайники, как и мхи, обладающие способностью накапливать различные вещества, содержат относительно большое количество микроэлементов. Листья сильно ветвящегося сфагнового мха имеют множество клеток, заполненных воздухом, через эти пустоты мох прямо из воздуха втягивает частицы воды вместе с растворенными и сорбированными металлами. На высокой чувствительности лишайников к токсичным веществам основан широко распространенный способ лихеноиндикации загрязнения атмосферы. Мох, ежегодно вырастая приблизительно на 1 мм, за десятилетия накапливает достаточную информацию о распределении металлов во времени. В условиях одинаковой загрязненности атмосферы один и тот же вид лишайника в зависимости от возраста содержит разное количество металлов. В условиях же чистой атмосферы, при глобальном переносе загрязнителей, разновозрастные лишайники характеризуются примерно одинаковым химическим составом атмосферных загрязнителей. Этим методом индикации охватывается широкий спектр токсичных веществ (фториды, тяжелые металлы, углеводороды и др.).
Другим многообещающим биоиндикатором являются пчелы. Как пишут ученые Единого центра биологии Академии наук Народной Республики Болгарии, пчелы могут дать значительно больше информации о загрязнении природной среды, чем соответствующие службы контроля. Дискретные наблюдения на больших территориях не всегда дают возможность охарактеризовать регион в целом и определить динамику его загрязнения. Для этого требуется большое количество проб и анализов. Пчелы же приносят в улей вместе с пыльцой и нектаром все вредные вещества, которые в радиусе 3—4 км от улья попадают на цветы растений, в воздух, водоемы и почву. Анализ цветочной пыльцы позволяет определять качество природной среды.

Болезненно реагируют на промышленные загрязнения атмосферы хвойные деревья. Установлено, например, что на иглах ели образуется слой воска, толщина которого пропорциональна содержанию в воздухе двуокиси серы. Еще чувствительнее гладиолусы, которые реагируют на появление в воздухе малейшего количества фтора. Листья некоторых сортов бегонии при первых признаках смога покрываются пятнами, разрастающимися и вздувающимися при увеличении загрязнения воздуха.

Индикаторами загрязнения водоемов являются пресноводные беспозвоночные (брюхоногие моллюски, жуки, клопы). Эксперименты, проведенные в Воронежском заповеднике на двух речках (загрязненной и незагрязненной), показали, что обычные методы химического анализа „не заметили» различия в уровне загрязнения их воды, донных отложений и растений. Концентрация металлов в организмах водных животных, обитающих в загрязненной реке, была значительной. При этом различные животные накапливали металлы избирательно: брюхоногие моллюски (речные улитки) — магний и свинец, клоп-гладыш отдавал предпочтение цинку, а жук-плавунец — меди.

Повсеместное загрязнение земной поверхности разнообразными вредными веществами потребовало введения жестких мер, определяющих значения предельно допустимых концентраций этих веществ в различных природных средах. Впервые в мире такие нормы для атмосферного воздуха и воды были установлены в Советском Союзе, а затем уже и в ряде других стран. При этом по многим показателям советские нормы остаются до сих пор самыми жесткими. Для примера укажем, что в воздухе предельно допустимые концентрации (максимально разовые) сернистого газа в нашей стране составляют 0,05 мг в 1 м3 воздуха, в ФРГ — 0,75, а в США — 4,4 мг в 1 м3 воздуха.

Французский буржуазный ученый-эколог Ф. Сен-Марк в книге „Социализация природы» пишет: „Западный мир куда более безразличен, чем коммунистический, к предельно допустимым концентрациям загрязнений окружающей среды. Установленная максимальная норма (в воде) в СССР по хлору в три раза ниже, чем в США, по бензолу — в четыре раза, по анилину — в шесть раз, по ртути — в десять, по свинцу — в двадцать, по фосфору — в тридцать, а по стиролу — в восемьсот раз».

Как уже указывалось, предельно допустимые концентрации вредных веществ являются основными количественными критериями качества объектов внешней среды (атмосферного воздуха, пресных и морских вод). При установлении предельно допустимой концентрации вредных веществ в водоемах санитарно-бытового водопользования ориентируются на минимальную концентрацию вещества (мг/л) по одному из следующих лимитирующих показателей: органолептическому, санитарному и токсикологическому. Известно, что водопотребление и водопользование сильно ограничиваются при ухудшении органолептических свойств воды. Даже если нет непосредственной угрозы для здоровья, человек в обычных условиях не может использовать мутную воду с необычным запахом, цветом и вкусом. Такая вода вызывает у человека инстинктивное отвращение и представление об опасности.