Влияние загрязнения воды на здоровье человека

Виды

Загрязнение подземных вод провоцирует самая разная антропогенная деятельность.

Исходя из этого, оно классифицируется на несколько видов.

Химическое означает увеличение концентрации в составе вод определенных макро- и микроэлементов, чего не наблюдалось при мониторинге базового фона минерализации.

В воде появляются химикаты и их соединения, нетипичные для ее естественного состава. Иные признаки этого виды загрязнения – изменившиеся оттенок, температура, запах.

Оно признано наиболее стойким (химикаты сохраняются в воде надолго, в горные породы и субстрат практически не «впитываются»), как следствие – максимально опасным для человека. Еще вредные вещества способны «перемещаться» на значительные дистанции по водоносным пластам.

Нефтяное загрязнение – одна из разновидностей предыдущего вида, вызывается неочищенной нефтью и продуктами ее переработки, использующимися в абсолютном большинстве промышленных отраслей.

Нефть растворяется слабо, очень «неохотно» с ней смешивается, поэтому, попав в подземные воды, собирается ближе к поверхности водоносного пласта, превращаясь в некое подобие линзы.

Опознать такое загрязнение просто даже неспециалисту. Нефть имеет специфический запах, образует на водной поверхности переливающуюся «радугой» пленку.

Радиоактивное загрязнение подземных вод означает попадание в них изотопов тяжелых металлов. То есть, это еще один вариант химического загрязнения. Их наличие в воде для людей просто убийственно (то же касается и химикатов).

Засорение радионуклидами редко бывает не комплексным. Оно затрагивает не только подземные, но и надземные воды, воздух, литосферу. Избавиться от радионуклидов чрезвычайно сложно.

После первичного их обнаружения в подземных водах начинается мониторинг на предмет выявления концентрации. Далее уровень загрязнения устанавливается, исходя из отклонений от первого полученного значения.

Диффузное загрязнение – это жидкие промышленные отходы и стоки из очистных установок производственных предприятий, попадающие сначала в открытые водоемы, а оттуда, просачиваясь через их дно – в бассейны подземных вод.

Как правило, такие сбросы происходят регулярно, их состав отличается постоянством, поэтому можно четко локализовать область засорения и отследить все посторонние примеси. Но «хорошо известные» – не значит «неопасные».

Агрохимическое загрязнение удобрениями и пестицидами спровоцировано современными методами ведения сельского хозяйства.

Признано даже более вредным, чем отрицательное воздействие на подземные воды промышленности и сбросов «повседневных» коммунальных отходов.

Тепловое загрязнение означает рост температуры подземных вод после сбрасывания в них стоков без предварительного охлаждения. Такой же эффект нередко дают разовые сбросы с территорий и объектов хранения опасных отходов.

При этом сильно страдает гидробаланс в подземном «бассейне», разлагаются одни содержащиеся в воде химические соединения, растет концентрация других, стимулируется развитие микрофлоры (и патогенов тоже).

Еще такая вода опасна тем, что активизирует «растворение» карстовых горных пород, увеличивает токсичность химических соединений и вызывающих загрязнение веществ, уже имеющихся в составе подземных вод. Поэтому, исходя из оценки отрицательного воздействия на их бассейны, этот тип загрязнения лишь немного уступает химическому.

Бактериальный засор провоцируют отходы повседневной жизнедеятельности человека в быту. Они буквально кишат бактериями и микроорганизмами. Вся эта микрофлора вполне способна спровоцировать вспышку болезни, даже эпидемию.

В сравнении с прочими типами загрязнения данное не считается специалистами особо опасным – срок жизни патогенных микроорганизмов ограничен, они обладают свойством «прилипать» к молекулам грунта.

Способы очищения

Создание очистительных систем — это главный путь решения водной проблемы человечества. Сюда включаются следующие мероприятия:

1. Очистка механическим способом. Путь крупному мусору перед попаданием его в водоем преграждает сетка. Это наиболее простой способ устранения загрязнения гидросферы, но и наименее эффективный.
2. Химическая очистка. Проводится путем добавления в жидкость растворов, убивающих микроорганизмы. После этого вода может использоваться на промышленных предприятиях или для полива сельскохозяйственных угодий.
3. С использованием коагулянтов. Этот способ применяется при устранении определенных типов загрязнений. Добавление специального раствора приводит к слипанию нежелательных частиц, которые потом оседают на фильтре.
4. Реакция нейтрализации. Ее суть заключается в добавлении веществ, которые нейтрализуют посторонние элементы.

Классификация запасов

Влага считается полезным ископаемым, которое, как и другие, имеет ограниченное количество

Поэтому очень важно, сколько ресурса хранится в почве, а также в созданных людьми резервуарах. Все запасы можно разделить на несколько категорий

Естественные

Это водные массы, которые находятся в самых обыкновенных, природных условиях в пространстве между двумя пластами грунта. Частично их называют упругими. Это значит, что поток можно извлечь из земли, благодаря внутреннему давлению и сжатию пористых пород. Их сложнее всего измерить, поскольку необходимо складывать всю влагу, которая участвует в круговороте – то есть и осадки, и испарения, и содержание ее в растениях, и водоемы. Также существуют дополнительные термины потоков – «вековые», «статические».

Привлекаемые

Работает это так: человек ставит водозаборную башню, чтобы проводить гидродобычу из глубинных слоев. А чтобы уравновесить все, русла рек или иных водоемов направляются на этот участок.

Эксплуатационные

По сути, это не запасы, а ресурсы, но первый термин закреплен в научной литературе. Это жидкость, получаемая при водозаборе.

Основные загрязнители

Загрязнение водоемов бывает первичным и вторичным. Во время первичного ядовитые вещества оказывают негативное воздействие на фауну, флору, человеческий организм. Вторичным является загрязнение, которое не связано с токсичным веществом, проникшим в гидросферу. Среди основных загрязнителей можно выделить:

1. Сельскохозяйственная индустрия. Удобрения, которые используются на полях, попадают в реки или являются причиной загрязнения грунтовых вод. Также большой вред приносят крупные животноводческие хозяйства — основной источник попадания органических веществ в водоемы.
2. Коммунальные стоки. Под этим определением понимают жидкость, стекающую из городской канализационной системы. Это «гремучий состав» из биологических отходов, грязи, продуктов нефтяной промышленности, моющих агрессивных средств, осадков, выбросов предприятий, который сливается в водоемы. При этом в определенных случаях такие выбросы совершенно не проходят через очистительную систему.
3. Нефть. Каждый год в реки и моря попадает примерно 15 млн тонн нефти. Кроме загрязнения поверхности водоемов, она ограничивает доступ кислорода, это часто приводит к массовой смерти рыб.
4. Промышленность. Рассматривать нужно не только промышленные предприятия. Большой вред причиняют стоки рудников и шахт, сбросы от водного и железнодорожного транспорта.
5. Твердые отходы. Большинство природных водоемов, расположенных в различных частях географии земного шара, превращены в свалки: сюда сбрасывают щебень, грунт, бытовые отходы. Это загрязнение изменяет состав воды, препятствует проникновению естественного освещения.

Возможные последствия

Последствия загрязнения гидросферы представляют большую опасность для жизни организмов, которые населяют планету. Отличают такие виды этого воздействия:

1. Канцерогенный эффект. Употребление грязной воды — основная причина онкологических болезней. Под воздействием токсичных веществ здоровые клетки человеческого организма могут перерождаться в раковые, это вызывает появление злокачественных новообразований.
2. Нейротоксичное действие. Отравление различными веществами может нанести вред человеческой нервной системе, вызывая психические заболевания, которые могут являться основной причиной неадекватного поведения. Загрязнение рек и морей может вызывать агрессию либо суицид подводных жителей. Известно много случаев, когда по необъяснимой причине дельфины начинают выбрасываться на берег.
3. Нарушения энергетического обмена. Определенные загрязнители имеют способность подавлять митохондрии тканей человеческого организма, это приводит к невозможности вырабатывать энергию. Множество жизненно важных процессов рыб замедляются либо полностью отказывают вплоть до летального исхода.
4. Нарушения функции репродукции. Нередко случается так, что ядовитые примеси не приводят к смертельному исходу, но все-таки являются причиной вымирания популяции животных. Под воздействием ядовитых веществ, которые находятся в воде, они утрачивают способность к деторождению.
5. Генотоксичность загрязнителей. Эти свойства загрязнителей состоят в возможности изменять структуру ДНК. Это часто вызывает тяжелые болезни не только у людей, в организме которых находятся токсичные примеси, но и негативно отражается на здоровье будущего поколения.

Даже этот несложный шаг позволит сильно повлиять на сложившуюся ситуацию, если на это пойдет большое количество людей. Помимо этого, будущий дефицит чистой воды заставит расходовать ее более экономно. По большому счету, чтобы избавиться от проблемы загрязнения гидросферы, человечеству нужно изменить мышление и относиться к воде, как к драгоценному и незаменимому ресурсу.

Причины

Выделяют шесть главных факторов загрязнения пресноводных водоемов. Среди них:

1. Отходы промышленности. Многие корпорации не соблюдают правила утилизации отходов своего производства и сливают их в реки и озера.

   Особенно опасны для пресных водных систем утечки с химических производств в результате аварий.

2. Твердый неорганический мусор. Сильно загрязняют водоемы пластиковые бутылки и пакеты из целлофана, которые сбрасываются в них отдыхающими людьми.
3. Сельскохозяйственные химические удобрения. Пестициды, а также натуральные удобрения накапливаются не только в почве, но проникают в грунтовые воды и реки с озерами, сильно загрязняя их.
4. Канализационные стоки. Все органические и неорганические компоненты, присутствующие в них, напрямую попадают в реки.
5. Кислотные дожди. Проникновение в атмосферу химических соединений в виде летучих газов, сажи и пепла вызывает кислотные дожди, отравляющие любые водоемы.
6. Тепловое загрязнение. Дополнительной причиной загрязнения пресных вод является попадание в них горячей воды. Это так называемое тепловое загрязнение. Вода высокой температуры, сбрасываемая в водоемы электростанциями, убивает живые организмы и провоцирует активный рост водорослей.

Очистка воды

Основным источником загрязнения жидкости является производственная деятельность. Интенсивное засорение воды наблюдается вблизи промышленных предприятий, выбрасывающих тонны вредных отходов в местные водохранилища. В мусоре может содержаться любой химический элемент из таблицы Менделеева. На атомных электростанциях возможно наличие радиационного загрязнения, наблюдается повышенная температура жидкости.

Сточные воды, которые не используют повторно, редко подвергают очистке. Только 5% крупных производителей устанавливает дорогие фильтры, чтобы обеспечить безопасность окружающей среды. Другие компании не могут позволить себе оборудование с высокой стоимостью и не обладают возможностью изменить метод утилизации мусора из-за сложной технологии фильтрации.

Как работает контроль и очистка вод

Высокий уровень загрязнения угрожает жизни населения, хронические заболевания сокращают число трудоспособных граждан. Поэтому государственные органы стараются решить экологическую катастрофу в городских условиях с помощью регулярного посещения производственных предприятий и лабораторных исследований водных проб.

Санэпидемстанции 2 раза в месяц осуществляют проверку промышленных заводов и следят за правильной утилизацией токсичных отходов. Раз в полгода исследователи берут пробы воды из природных водоемов, рек и жидкости, циркулирующей в трубах. Благодаря полученным данным можно вовремя выявить и устранить источник загрязнения.

Очистка воды проводится вне зависимости от причины засорения. Выделяют следующие виды процедур:

1. Механическая. На пути потока воды ставят решетки для фильтрования жидкости. Благодаря данным сооружениям эксплуатируемые водные ресурсы освобождаются от крупного мусора. В то же время механическая очистка несовершенна, потому что требует повышенного внимания человека. Решетки и другие устройства фильтрации необходимо постоянно очищать от скопившейся грязи. Если не освобождать трубы от мусора, они лопнут и станут причиной аварии.
2. Третичная. Метод очистки позволяет использовать воду в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и в бытовых условиях. Жидкость отличается высоким качеством. Загрязнители растворяются с помощью специальных порошков в ходе многоэтапной фильтрации. В процессе освобождения водных ресурсов от грязи можно удалить патогенные микроорганизмы, соли тяжелых металлов, кислоты и щелочи.
3. Специализированная. Данная форма очистки позволяет освободить воду от специфического вида загрязнения. В жидкости растворяют коагулянты, которые заставляют посторонние вещества слипаться в твердую массу и выводиться в виде хлопьев. Благодаря такому эффекту можно устранять нефтяные, жировые и масляные отходы с поверхности воды, предупреждать утечку синтетических веществ.
4. Химическая. Вредные примеси вступают в жидкости в реакцию с добавленными реагентами, что позволяет приблизить состав воды к естественным показателям. Благодаря химической обработке можно повторно использовать сточные воды, постоянно циркулирующие в канализационных трубах. В то же время такую жидкость нельзя будет пить, потому что она техническая с высокой жесткостью.

В бытовых условиях для очистки воды от лишних примесей используют фильтры, наполненные углем. Абсорбент задерживает вредные вещества, образующиеся внутри труб.

Мероприятия по очистке вод

Для защиты природных вод от загрязнённых стоков применяются различные сооружения для механической очистки. Сюда относится установка различных решёток, песколовок, жироуловителей, первичных отстойников, фильтров и септиков. Механическая очистка стоков способна удалить грубодисперсные загрязнения на 95%, а взвешенные частицы – примерно на 60%.

Сначала все стоки попадают на очистную станцию, где при помощи процеживающих решёток происходит первичное удаление мусора. Вода, лишённая крупных частиц, попадает в секцию для очистки песколовкой. Это устройство отсеивает и удаляет минеральные примеси размером от 0,25 мм и более. В среднем песколовки очищают воды от 75% минеральных масс. Далее вода проходит следующие стадии механической очистки – отстаивание, дисковую фильтрацию и центрифугирование. Данный метод признан экономически недорогим и применяется, как подготовительный этап к последующей, более глубокой очистке воды.

Химический способ

Химический способ очистки сточных вод подразумевает использование химических реагентов, которые вызывают следующие реакции:

1. Нейтрализация – метод преобразования кислот и щелочей в менее опасные соединения. Зачастую в очищаемые воды добавляют коагулянты для превращения растворимых веществ в нерастворимые хлопья. При этом меняется и реакция воды на нейтральную.
2. Окисление – нужно в том случае, когда загрязнение не удаётся обезвредить иными способами. После применения активных окисляющих препаратов – хлора, озона, бихромата калия, хлората кальция, пиролюзита – подавляющее большинство патогенных микроорганизмов погибает. Самая передовая методика – это озонирование воды, но она является и самой дорогостоящей.
3. Восстановление – позволяет очищать грязную воду от соединений ртути, хрома и мышьяка. При помощи угля, водорода, бисульфата натрия, сульфата железа вредные примеси восстанавливаются до первоначального вида, а затем удаляются механически.

Основные источники и виды загрязнения подземных вод
Читать

Основные источники химического загрязнения воды
Подробнее

Третичная очистка

При таком методе вода проходит многоступенчатую систему очистки с применением порошков – активированного угля, коагулянтов и реагентов для окисления. Они ведут к разложению щелочей, кислот, а также обеззараживают воду от действий патогенных микроорганизмов. Такой вид очистки широко применяется на нефтеперерабатывающей, химической и металлургической промышленности для очистки отработанной воды для её повторного использования. Эти отрасли, а также автомойки, электростанции, пищекомбинаты очищают и используют повторно около 90-98% оборотной воды. Но полностью очистить сточную воду в данное время способны только несколько предприятий в мире.

Техногенное загрязнение окружающей среды
Читать

Машиностроение в России и его вредные производства, влияющие на экологию
Подробнее

Крупнейшие экологические катастрофы в России
Смотреть

Специализированная

Специализированная очистка практикуется на промышленных предприятиях и применяется на основе нескольких физико-химических методов, которые подбираются под определённый вид сточных вод. Целесообразной и самой распространённой считается четырёхстадийная специализированная очистка воды, включающая в себя этапы:

1. Предварительная очистка – сюда относится удаление крупных частиц и масел, нейтрализация токсинов. Если таких загрязнений нет, то эта стадия пропускается. Предварительная очистка подразумевает под собой коагуляцию, флокуляцию, отстаивание, просеивание.
2. Удаление примесей путём осаждения, флотации, сепарации, фильтрации, деэмульгации.
3. С помощью химического окисления, обезвреживания, электрокоагуляции, электрофлотации электролиза и мембранной очистки примеси удаляются до заданного порога.
4. Глубокая очистка — происходит удаление растворимых веществ при помощи сорбции активированным углем, обратного осмоса и ионного обмена.

Иные способы очистки

С развитием технологий появляются инновационные способы очистки воды, такие, как ионообменная очистка воды, обеззараживание ультрафиолетом, использование углеродного волокна и углеродной смеси высокой реакционной способности (УСВР). Эти методы хоть и являются дорогостоящими, но обеспечивают высокую скорость и максимальную эффективность очистки вод.

Также существует метод биологической очистки воды, главным механизмом которого являются микроорганизмы.

При помощи своей жизнедеятельности простейшие запускают окислительно-восстановительные реакции, удаляющие органические включения. Основные сооружения биологической очистки – это биопруды, аэротенки, биологические фильтры, анаэробные реакторы.

Что можно сделать?

Как и с другими видами загрязнений, с отравлением гидросферы можно и нужно бороться. Во всех странах, где успели осознать опасность, принимается ряд мер. Вот лишь некоторые из них:

1. Использование фильтров и очистных сооружений, снижающих промышленные, транспортные и бытовые выбросы в окружающую среду.
2. Создание технологий с замкнутым циклом использования воды. Если нет выбросов – нет и загрязнений.
3. Борьба с инвазионными видами. Например, чтобы унять упомянутого выше гребневика мнемиопсис, в Чёрном и Каспийском морях начали искусственно разводить его врага – гребневика Берое, питающегося не планктоном, а мнемиопсисами. В результате удалось предотвратить местный биологический коллапс.
4. Сокращение использования пластика. Различные виды пластмасс почти не разлагаются в воде, и потому всё больше стран стараются ограничить объём пластикового мусора.
5. Прямая очистка рек, озёр и морей. Например, в 2019 году успешно прошла испытания система Ocean Cleanup – гидродинамическая ловушка, собирающая плавучий мусор в компактные скопления, которые легко собрать и отвезти на берег для переработки.

Как и в любом деле, борьба с загрязнением гидросферы может быть успешной, если не лениться и правильно приложить усилия. При этом надо помнить: гидросфера не делится на суверенные участки по границам стран, борьба может быть только глобальной.

Истощение запасов поверхностных и подземных вод

Этот процесс сопровождается обмелением водоемов и водотоков и понижением уровня подземных вод. Он определяется двумя факторами. Во-первых, это ежегодные безвозвратные потери воды в процессе использования ее в хозяйственных нуждах. В зависимости от качества повторной очистки и существующих систем оборотного использования они составляют до 25% ежегодного технологического расхода воды. Вторым фактором, существенно влияющим на истощение запасов воды, является создание как отдельных водохранилищ, так и каскадов водохранилищ, в том числе в аридных областях, которые должны были решить определенные экономические задачи. В частности, с их помощью решаются проблемы водоснабжения населения прилегающих районов, орошения, снижения опасности наводнений и подтопления территорий, улучшения условий судоходства, рыболовства, рыбовоспроизводства и создания рекреационных зон.

Вместе с тем водохранилища оказались объектами безвозвратных потерь не только поверхностных, но и подземных вод суши, которые происходят за счет усилившегося испарения с поверхности. Особенно сильно тенденция к сокращению запасов воды стала проявляться после начавшегося потепления климата.

Безвозвратные потери поверхностных вод стимулировали развитие некоторых региональных катастроф и среди них — катастрофа Аральского моря, уровень воды в котором в связи со снижением общего количества поверхностного стока рек Амударьи и Сырдарьи, расходуемого на орошение, стал снижаться. Другой пример подобного рода — строительство в верховьях р. Или в конце 60-х годов XX в. Капчагайского водохранилища недалеко от г. Алма-Аты. Это привело к резкому снижению уровня озера Балхаш и к почти полной утрате его экономического значения. В настоящее время наблюдается обмеление многих рек, в том числе снижение уровня воды не только в системе каскада Волжских водохранилищ, но и в крупнейших водохранилищах Сибири и Дальнего Востока.

Уменьшение расходов бумаги

Снижение потребления бумаги обеспечивает особенно высокий уровень экономии. Многие офисы и компании печатают огромные письма, которые состоят из четырех страниц, хотя всю информацию можно легко уместить только на двух листах, если для печати использовать обе стороны. Кроме этого, из-за довольно крупной печати растут бумажные горы. Современные двухсторонние принтеры предлагают возможность печати спереди и сзади, благодаря чему можно значительно сэкономить на древесине, из которой изготавливаются листы. Более низкое качество печати устройств может также снизить расход чернил. Однако гораздо более радикальной мерой является полный отказ от бумаги: использование только цифровых носителей и оборудования передачи данных может значительно сократить внутреннее использование печатных документов на предприятиях.

Проблема дефицита воды

Вода – необыкновенная жидкость, способная находится в трех физических состояниях: в жидком, твердом и газообразным.

Одной из важных особенностей воды является её способность растворять большинство компонентов: «благодаря малой величине молекулы воды могут легко включать в себя другие атомы и иметь как положительный, так и отрицательный заряды, помогающие процессу растворения».

Благодаря этому свойству в воде и оказывается свободный кислород, необходимый для жизни всем водным существам.

Дефицит воды

Запасы воды

Проблема дефицита воды возникает не из-за её физической нехватки, а из-за неравномерности её распределения на планете Земля.

Как уже было сказано ранее, основная часть пресной воды либо недоступна человеку для использования (подземная вода, ледники), либо малопригодна для использования (соленая вода).

Таблица 1 — Распределение мировых запасов воды

Согласно таблице запасы воды на Земле распределяются следующим образом:

· 96 % водных запасов приходится на морскую воду;

· основная часть запасов пресной воды сосредоточена в ледниках (26 млн куб. км):

1. Антарктический ледовый покров – около 23 млн куб. км;

2. Гренландские льды – 2.5 млн куб.км;

3. Остальные ледники – примерно 0.5 млн.куб.км;

· запасы пресной воды, находящейся в жидком состоянии:

1. Озеро Байкал – 23 тыс. куб.км, 20 % мировых запасов пресной воды (без ледников и подземных вод), но всего 0.1 % от объема антарктических льдов;

2. Великие Озера Северной Америки (Верхнее, Гурон, Мичиган, Эри, Онтарио) – примерно 23 тыс. куб. км

3. остальные пресные озера – 45 тыс.куб. км;

4. водохранилища – 6 тыс. куб.км;

5. вода в реках – около 2 тыс. куб. км;

6. болота – около 11 тыс. куб. км;

· подземные воды: их общий объём в верхней части земной коры до глубины в несколько километров – более 20 млн. куб. км вполне сопоставим с объёмом полярных покровных оледенений;

«В итоге более 96% воды приходится на солёную воду и менее 3% – на пресную;

В то же время более 70% всей пресной воды приходится на «законсервированную» воду ледников;

В свою очередь почти 99% остальной пресной воды приходится на подземные воды, большая часть которых для нас труднодоступна.

В итоге человечество непосредственно использует примерно 0,01% имеющихся на Земле водных ресурсов».

Основным доступным ресурсом пресной воды является речной сток, который распределён крайне неравномерно.

«Например, на Россию приходится 4,3 тыс. куб. км стока в год, или около 10% общемировой величины (при территории, составляющей 12% мировой площади суши)».

К тому же 90% речного стока приходится на районы страны к востоку от Урала, где живёт всего 20% населения России.

Причины возникновения дефицита воды

· потребление воды промышленностью, сельским хозяйством и людьми;

· косвенные потери воды в результате вырубки лесов, осушения водоемов и болот (с неизбежным иссяканием питаемых ими малых рек);

· загрязнение воды, причем загрязнение воды по результату равнозначно потере запасов пресной воды; загрязнение воды по объёмам может существенно превосходить объём воды, непосредственно используемой в производстве и быту.