Вода и жизнь на Земле - Юрий Новиков

Химическая промышленность в современных условиях представляет собой сложный комплекс производств. Их сточные воды содержат многочисленные примеси органических и неорганических соединений. К основным видам, дающим стоки, содержащие неорганические соединения, относятся заводы по производству минеральных удобрений, серной кислоты и соды. Сточные воды с органическими загрязнениями образуются в производствах нефтехимии, синтетического каучука, пластмасс, искусственного волокна, фармакологических, лакокрасочных, целлюлозно-бумажных, гидролизных и др. В производстве синтетического каучука вода используется в качестве растворителя, сорбента, компонента возгонки и разделения химических смесей и в других операциях, где происходит непосредственное соприкосновение с обрабатываемым сырьем. Здесь в основном сточные воды загрязняются спиртами, стиролом, этилбензолом, дивинилом, некалем и др.

Производственные сточные воды искусственного волокна загрязнены капролактамом, ацетоном, ацетилцеллюлозой, смолой, аммиаком, едким натром, содой, которые служат сырьем и вспомогательными продуктами. Сточные воды предприятий целлюлозно-бумажной промышленности характеризуются содержанием кислот, щелочей различных органических соединений древесины.

Нефть и нефтепродукты придают воде привкусы и запахи. Особенно чувствительна к нефтепродуктам рыба. Незначительное количество нефти придает мясу рыб неустранимые привкус и запах.

Фенолами загрязняются сточные воды коксохимических заводов, а также нефтехимических и других предприятий. При наличии фенолов в водоисточнике образуются хлорфенольные запахи в процессе хлорирования питьевой воды. Фенолы являются сильным нервным ядом для рыб, влияют на их запах и вкусовые качества.

Некаль, содержащийся в сточных водах производства синтетического каучука, уже в незначительных количествах ухудшает органолептические свойства воды: она приобретает специфический запах и для питья не пригодна.

Одним из самых распространенных загрязнений водоемов являются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Эти вещества за рубежом называют детергентами. Они широко используются в различных отраслях народного хозяйства и в быту в качестве моющих средств. СПАВ плохо задерживаются на канализационных очистных сооружениях, способствуют появлению в воде обильной пены; придают воде запах и усиливают токсическое действие других загрязнителей воды.

В сточных водах могут содержаться не только специфические промышленные загрязнители, но и азот и фосфор. Эти химические вещества являются хорошей питательной средой для водорослей. Бурное развитие этих водорослей ниже места спуска таких сточных вод делает воду водоемов непригодной для хозяйственно-питьевых целей, вызывает гибель рыб вследствие попадания водорослей в их жабры и резкого снижения в водоеме содержания кислорода в период отмирания этих водорослей и их разложения с понижением температуры воды в осенне-зимний период.

На производствах черной и цветной металлургии вода используется для охлаждения металлургических печей и полученного металла, в качестве транспортирующей среды, для промывки и растворения реагентов, для обогащения сырья, топлива, очистки доменного газа и т. д. Здесь сточные воды загрязнены главным образом взвесью пустой породы, флотореагентами, ионами цветных и тяжелых металлов. Флотореагенты, в качестве которых в основном используются пенообразователи, придают воде неприятные запахи. Соединения тяжелых металлов отрицательно влияют на процессы самоочищения в водоемах, вызывают отравления гидробионтов (рыб и других).

В Японии за последние 20 лет сотни жителей р. Минамата отравились ртутью. Завод, принадлежащий химической компании «Тиссо», сбрасывал через канализацию в морской залив сточные воды, содержащие органические соединения ртути. Установлено, что эти соединения накапливались в рыбе, крабах и устрицах. При употреблении в пищу таких продуктов возникали симптомы поражения центральной нервной системы, у заболевших возникали параличи, потери слуха, зрения и др. Дети рождались парализованными, слепыми и глухими.

Помимо болезни «минамата» в Японии зарегистрирована еще болезнь «итай-итай» — отравление кадмием, который попадал в организм с загрязненной водой и пищей. Болезнь характеризуется появлением у больных острых болей в паховой и поясничной областях, в позвоночнике и суставах. Наблюдались деформации костей таза, нижних и верхних конечностей, нередко сопровождавшиеся сложными переломами.

Жители одного из районов бразильского штата Байя называют дьявольским недугом болезнь, которая сопровождается нестерпимыми болями во всем теле и приводит к размягчению костей. Как установлено, эта болезнь у населения возникает в результате использования воды р. Субае, куда сбрасываются промышленные отходы, содержащие свинец, кадмий и другие вредные для здоровья вещества. Основной источник загрязнения реки — это завод по производству свинца, принадлежащий иностранной компании.

Субае не единственный в Бразилии гибнущий водоем. Принадлежащие местным и иностранным владельцам химические, металлургические, сахарные заводы, текстильные и целлюлозно-бумажные фабрики губят все живое в реках и озерах во многих штатах страны.

До недавнего времени считалось, что главным источником загрязнения поверхностных вод пестицидами являются сточные воды промышленных предприятий, производящих эти ядохимикаты. Однако систематические наблюдения, проводившиеся в последние 15–20 лет различными контрольно-наблюдательными и научно-исследовательскими учреждениями СССР и других стран мира, показали, что определенные количества пестицидов поступают в водные объекты также и со стоком с сельскохозяйственных и лесных угодий, на которых они широко используются по целевому назначению. В связи с этим сельско- и лесохозяйственная деятельность стран, производящих и применяющих пестициды, стада рассматриваться как один из основных антропогенных факторов, влияющих на качество воды в природных водоисточниках.

Масштабы выноса пестицидов поверхностным и дренажным стоком с сельскохозяйственных угодий в водные объекты зависят от многих факторов, из которых важнейшими являются следующие: количество, способ и форма применения пестицидов; персистентность пестицидов, их растворимость в воде, способность сорбироваться почвой и мигрировать по ее профилю; тип почвы, степень ее эрозии и заселенности микроорганизмами; время между внесением пестицидов и выпадением стокообразующих осадков или сбросом возвратных вод орошения; объем и интенсивность выпадения осадков, объем поверхностного и подземного стока.

В соответствии с двумя последними факторами существенное влияние на вынос пестицидов с сельскохозяйственных угодий оказывает и вид землепользования. Наибольший вынос пестицидов наблюдается с орошаемых полей, в связи с чем на них применяются наименее персистентные пестициды.

Качество воды в реках и озерах подвержено изменению и под влиянием минеральных удобрений, которые во время дождя смываются в водоемы. По проведенной оценке в Швейцарии в результате интенсивного использования минеральных удобрений на сельскохозяйственных угодьях количество фосфора и азота, которые попали в открытые водоемы с обработанных полей, равно количеству всех загрязнений, внесенных неочищенными сточными водами.

Состав поверхностного стока зависит от санитарного состояния водосборной площади. Дождевые и талые воды характеризуются резким колебанием химического состава, имеют высокую бактериальную загрязненность, содержат яйца гельминтов. В некоторых случаях поверхностные стоки мало отличаются от хозяйственно-бытовых канализационных сточных вод. В ливневых водах содержатся большие концентрации нефтепродуктов.

Сброс так называемых термальных вод тепловыми электростанциями становится достаточно серьезным фактором влияния на санитарное состояние водоема. Основными водопотребителями на тепловой электростанции являются конденсаторы паровых турбин. Расход воды для мощных теплоэлектростанций достигает 100 м3/с и более. Как правило, после использования воду возвращают в реку подогретой до 30 °C. Известно, что в подогретой воде уменьшается содержание растворенного кислорода и она стимулирует развитие вредных синезеленых водорослей. Все эти изменения служат причиной ухудшения качественных показателей воды, используемой населением.

В такой воде не может находиться рыба и другие живые организмы.

Загрязнение водоемов происходит также со стоками с судов речного и морского флота. Особенно опасны сбросы промывных вод танкеров и подсланевых вод судов, загрязненных нефтью и маслами. Водоемы загрязняются в результате утечки нефти при ее погрузке и разгрузке, а также во время транспортировки. Известно, что при работе подвесных лодочных моторов в воду попадают летучие и нелетучие нефтепродукты, токсические и канцерогенные вещества. Расчеты показывают, что при работе двигателя в течение 190 ч (средняя норма за навигацию) в воду поступает до 10 кг нефтепродуктов. Объясняется это тем, что в отличие от судовых дизельных двигателей лодочный мотор имеет подводный выхлоп и, кроме того, работа мотора обычно не регламентирована в части выбросов.