Поверхностные и подземные воды

Загрязнение водных систем в урбанизированных зонах очень многогранно, касается всех их звеньев (поверхностных и подземных вод, проточных вод больших и малых рек, озер, прудов, водохранилищ и родников, снега и ледников, и многолетнемерзлых горных пород Заполярья) и потому наиболее ярко и губительно. Несмотря на обилие воды на нашей планете, количество пресной воды составляет всего 6%, а доступной для использования пресной воды питьевого качества — не более 0,36%. Россия хорошо обеспечена водой; ее речной сток достигает 10% от мирового. Но вода на территории нашей страны распределена крайне неравномерно: на практически полностью урбанизированную Европейскую часть (17% территории и 74% населения) приходится всего 3,5%. В основном это воды рек Волго-Окского бассейна. В эти же реки сбрасывается 35% всех сточных вод страны.

Промышленность всех стран мира ежегодно сбрасывает в реки и моря 1,5 км³ сточных вод, которые даже после обработки по достаточно совершенным технологиям требуют 5—10-кратного разбавления для дальнейшего очищения в биосфере. Кратность разбавления неочищенных сточных вод намного выше. Таким образом, уже сейчас ресурсов ежегодного мирового речного стока — 37,5—45 км³ — недостаточно для разбавления сбросов промышленности и жилищно-коммунального хозяйства. В результате нарушается один из глобальных биогеохимических круговоротов — круговорот воды, а сама пресная вода не является больше возобновляемым ресурсом.

Под источниками загрязнения гидросферы понимаются объекты, с которых осуществляется сброс или поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов. В России основными загрязнителями гидросферы являются: черная и цветная металлургия, нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая, химическая, целлюлозно-бумажная, легкая промышленность, жилищно-коммунальное хозяйство, морской, особенно нефтеналивной, и речной транспорт, теплои атомные электростанции с проблемами хранения жидких радиоактивных отходов в поверхностных водоемах и подземных хранилищах. Общая масса загрязняющих веществ быстро растет, по сравнению с 1980;ми гг. она более чем утроилась.

Основные химические соединения и виды загрязнений включают: нефтепродукты (нарушение процессов фотосинтеза, гибель флоры и фауны); соединения фосфора и азота (чрезмерное развитие водорослей и гибель других экосистем (эвтрофикация), заболачивание местности); тяжелые металлы (нарушение жизнедеятельности животных и человека); кислотные дожди (закисление водоемов); бактериальное и биологическое загрязнения (развитие патогенных микроорганизмов, грибов и водорослей); радиоактивное загрязнение.

Мониторинг состояния водных объектов в местах водопользования показывает, что они не отвечают установленным санитарно-эпидемиологическим нормам в 29,8% случаев по санитарно-химическим показателям и в 26,6% — по микробиологическим показателям.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рациональное использование для нужд народного хозяйства — одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Темпы развития индустрии сегодня настолько высоки, что одноразовое использование для производственных нужд запасов пресной воды — недопустимая роскошь. Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий для практического решения проблемы защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение безотходных технологий потребует определенного времени, до реального перехода всех производственных процессов на безотходную технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность ликвидировать сбрасываемые сточные воды в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70—90% расходы воды в разных отраслях промышленности. В связи с этим крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие ориентировочно 2—4% национального дохода. Например, в США относительные затраты составляют (в %): охрана атмосферы — 35,2, охрана водоемов — 48,0, ликвидация твердых отходов — 15,0, снижение шума — 0,7, прочие — 1,1. Как видно из примера, большую часть затрат составляют затраты на охрану водоемов. Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов — это одно из звеньев комплексной мировой проблемы сохранения человека в биосфере.