Загрязнение и засорение водных объектов, приводящее к их качественной деградации

Загрязнение воды в результате деятельности людей началось очень давно и вместе с ростом хозяйства и численности населения, развитием урбанизации быстро увеличивалось в объеме и разнообразии. По мнению одного из ведущих гидрологов мира Дж. Родда, в настоящее время загрязняется до 17 тыс. км³ воды, что составляет половину от максимальной оценки ее доступного для использования объема.

Измененные в пропорциях своего химического состава или вообще содержащие чужеродные вещества воды уже не являются естественными водами. Природа не справляется с такими воздействиями, несмотря на помощь дорогостоящих очистных сооружений, где технологии очистки постоянно совершенствуются: самоочищения и разбавления сточных вод в необходимых масштабах не происходит. В итоге загрязнение водных объектов, несмотря на все усилия, все увеличивается.

Промышленность обеспечивает исключительное разнообразие загрязняющих веществ в природных водах, вплоть до самых опасных, как, например, диоксины или радионуклиды. Серьезным источником загрязнения также служат бытовые сточные воды, на образование которых приходится 10% от глобального водозабора. В них содержатся фекальная органика, микробы и биогены. Существенный приток загрязненных растворов в водные объекты идет также за счет свалок твердых отходов. Наряду с загрязнением природных вод из точечных источников, есть и рассеянное загрязнение за счет выпадений веществ из атмосферы и поступления их с дождевыми и талыми водами (ливневый сток) с территорий промышленных объектов и населенных пунктов в водные объекты.

Не менее вредит и современное интенсивное сельское хозяйство, которое создает значительное рассеянное загрязнение водных объектов за счет смыва с угодий удобрений и химических средств защиты растений. Эти воды содержат опасные вещества, такие как пестициды и их метаболиты, нитраты, соединения фосфора; многие из них относятся к весьма опасным стойким органическим загрязнителям. Существенный вклад в загрязнение водных объектов привносит сток с сельхозугодий и скотоводческих ферм, загрязненных органикой, биогенами и микробами. Органика и биогены, в основном фосфор и азот, вызывают поглощение кислорода, бурное развитие водной растительности — так называемое эвтрофирование водных объектов, ведущее к угнетению и гибели прежних водных экологических систем. В развитых странах эвтрофированию подвержены, в той или иной степени, почти все водные объекты, многие прибрежные участки морей.

Особенно сложное положение складывается в развивающихся странах, где на объектах индустрии и в городах далеко не всегда осуществляется очистка сточных вод. Некоторые страны вообще не имеют таких сооружений; даже в Китае только в конце XX в. приступили к их созданию. В целом в развивающихся странах в водные объекты без очистки сбрасывается до 70 % объема промышленных сточных вод. Но преобладает в них рассеянный сток с сельскохозяйственных полей, особенно там, где осуществлен переход на использование интенсивных технологий (например, Китай и Индия), предполагающих большие дозы удобрений и средств защиты растений. В этих странах продолжается использование ряда запрещенных в развитых странах пестицидов, например ДДТ.

По очень неполным и приблизительным оценкам, суммарный сброс сточных вод составляет 1500 км³ в год. Таким образом, загрязнение водных объектов стало, увы, повсеместным планетарным явлением. Большая часть поверхностных вод суши и значительная часть подземных вод в той или иной степени загрязнены. Около половины населения развивающихся стран уже сегодня вынуждено использовать воду из загрязненных источников. Неудовлетворительное качество питьевой воды и нехватка воды для санитарно-гигиенических нужд создают реальную угрозу жизни и здоровью миллионов людей планеты. Уже в настоящее время от этого ежегодно болеют более 500 млн и умирают не менее 10 млн человек.

Термическое загрязнение водоемов связано с работой тепловых и атомных электростанций. Оно проявляется в нарушении температурного баланса водоема из-за постоянного слива отработанной воды, имеющей относительно высокую температуру, что оказывает негативное воздействие на его экологическое состояние.

В России объем сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты, составляет ежегодно около 50 км³. К категории загрязненных (неочищенных и недостаточно очищенных) из них отнесено более трети объема. К самым распространенным загрязняющим веществам относятся нефть и нефтепродукты, фенолы, фосфор, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), соединения железа и других металлов, а также взвешенные вещества.

В итоге все основные отечественные реки относятся к категории загрязненных, а некоторые их притоки — к категории сильно загрязненных. Каждый второй житель России вынужден использовать питьевую воду, не соответствующую санитарным требованиям; от 40 до 90% недоброкачественной питьевой воды потребляет население в Ханты-Мансийском и Чукотском АО, в Архангельской, Курганской, Томской, Ярославской областях, в Приморском крае, в республиках Калмыкия, Карелия, Карачаево-Черкессия, Мордовия.

Особую тревогу вызывает отчетливо проявляющаяся тенденция к ухудшению качества подземных вод, источники которых имеют исключительно важное значение как стратегические запасы чистых вод. Эта тенденция зафиксирована более чем на 2 тыс. эксплуатируемых водозаборных сооружениях.

В результате обогащения поверхностных водных объектов посторонними биогенными и органическими веществами в этих объектах происходит интенсивное развитие водорослей и «цветение» вод с выделением токсичных веществ, зарастание берегов, снижение биоразнообразия и численности ценных видов фауны. Резко усилились неблагоприятные внутриводоемные процессы, в ходе которых происходит образование донных отложений, содержащих опасные вещества. В хозяйственно освоенных районах России накоплены сотни миллионов тонн таких отложений, которые представляют большую экологическую опасность, являясь, по сути дела, открытыми могильниками опасных отходов, покрытыми водой. Вызываемое ими вторичное загрязнение вод приводит к постепенной деградации существующих в водоемах и водотоках экологических систем.

Изменения водного режима и водного баланса ландшафтов суши и водных объектов в результате антропогенной деятельности, приводящие к нарушению влагооборота, изменениям климата и переменам в водных биогеоценозах. Абсолютное большинство процессов, связанных с деятельностью человека, так или иначе влияют в конечном итоге на гидросферу. Наибольшее влияние из процессов на водосборах оказывают вырубки лесов, создание и эксплуатация пашен, перевыпас скота, рост городов, добыча полезных ископаемых, орошение и осушение. К основным процессам, воздействующим непосредственно на водные объекты, относятся: строительство плотин и создание водохранилищ; спрямление русел, укрепление берегов и другие изменения в гидрографической сети; русловые искусственные деформации при поддержании воднотранспортного хода и добыче гравия; строительство портов, причалов и вообще любое строительство на берегах.

В России наиболее многосторонним является воздействие гидротехнического строительства. Гидротехнические сооружения, и прежде всего водохранилища, оказывают целый ряд негативных влияний, таких как затопление и подтопление территорий, разруше;

ние (абразия) берегов, изменение гидробиологического режима зарегулированных рек, многие из которых утратили в результате свое рыбохозяйственное значение.

К началу XXI в. в России насчитывалось около 30 тыс. напорных гидротехнических сооружений с плотинами, водосбросами, судоходными шлюзами, из которых 2650 имеют объем 1 млн м³ и более. Общее их состояние не может не вызывать тревогу: особенно опасно то, что около 8% отечественных гидроузлов являлись бесхозными, 40% - не имели служб эксплуатации, 19% плотин требовали капитального ремонта, 4% из них находились в аварийном состоянии. В силу естественного старения гидроузлов, плотин и каналов увеличивается вероятность аварий на них и, как следствие, вероятность нанесения связанных с такими авариями крупных ущербов. Только две аварии в Уральском регионе (на Тирлянском и Киселевском гидроузлах) нанесли, по ориентировочным подсчетам, ущерб, равный 190 млрд руб.

Протяженность береговой линии отечественных водохранилищ составляет около 75 тыс. км, из них 42 тыс. км — абразионноопасные. Только на водохранилищах Верхне-Камского каскада в зоне опасных берегообрушений расположены около 200 населенных пунктов. Разрушение берегов приводит к потере для землепользования значительного объема сельскохозяйственных и лесных угодий. Общие потери земель составляют примерно 40 тыс. га (в том числе 35 тыс. га — в результате абразии берегов и 4 тыс. га — в результате оползней).

В итоге всех процессов на водосборах:

• — изменяется соотношение поверхностной и подземной составляющих речного стока;
• — меняется интенсивность инфильтрации в почву, снеготаяния, испарения с водной поверхности, почвы, снежного покрова;
• — повышается (в большинстве ситуаций) сток наносов, интенсивность и направленность русловых процессов;
• — меняется (чаще в неблагоприятную для человека сторону) гидрохимический, термический и ледовый режимы.

В результате изменяются количественное соотношение всех составляющих водного баланса, интенсивность и направленность влагооборота, влекущие за собой климатические изменения, а также преобразования в водных экосистемах всех уровней.