Билет17.

Понятие о загрязнении вод, виды и источники загрязнений, основные загрязнители.

Загрязнение подземных вод — это вызванное хозяйственной деятельностью такое изменение их качества, которое привело или может привести к невозможности их использования в первоначальных целях.

Основным загрязнителем подземных вод являются так называемые сточные воды. Под сточными водами понимают воды, использованные для тех или иных производственных и коммунально-бытовых нужд и содержащие вещества, изменяющие первоначальный химический состав и физические свойства вод. Сточные воды подразделяются на неочищенные, недостаточно очищенные и нормативно-очищенные. Основными загрязнителями подземных вод являются промышленные, животноводческие и коммунально-бытовые стоки. Выделяют: промышленное, сельскохозяйственное и коммунально-бытовые виды загрязнений. В последние годы все более важным становится радиоактивноезагрязнение подземных вод и в настоящее время оно выделяется в особый вид загрязнений. При оценке качества подземных вод, подвергшихся загрязнениям, используют перечень вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования.

Промышленное загрязнение несет весьма большое число неорганических и органических веществ. Среди них находятся как макрокомпоненты (CI^-, S0₄^2-, HC0_8-, Na⁺, Са²⁺, Mg²*, Fe²⁺, Fe^s+, F~ и др.), так и очень многие микрокомпоненты (Cu, Zn, Pb, Мп, Be, Cd, Со, As, Nb, Se и т. д.). Важной составной частью промышленных стоков являются неорганические и органические вещества, не свойственные естествен-ным процессам формирования химического состава подземных вод. Среди неорганических веществ известны цианиды, рода-ниды и др., а среди органических веществ — нефтепродукты, хлороформ, ацетон, фенолы, различные поверхностно-активные вещества и др. Количество этих веществ в сточных водах может достигать внушительных (до нескольких граммов на литр) концентраций.

Сельскохозяйственное загрязнение связано с выносом из почвы дождевой или ирригационной водой ядохимикатов и удобрений. Много неприятностей доставляют стоки от животноводческих комплексов, ферм, птицеферм и др. Загрязнения подземных вод такими стоками приводят к увеличению в них содержаний различных соединений азота, фосфора, хлора, различных органических веществ.

Коммунально-бытовое загрязнение обычно носит, локальный характер. Оно попадает в подземные воды через поля фильтрации, где скапливаются фекальные и хозяйственно-бытовые воды, а также в результате утечек бытовых стоков из коммунальной сети и т. д. Такое загрязнение чаще всего связано с бактериальным и органическим загрязнениями, так как в воду попадают бактерии (иногда болезнетворные) и поверхностно-активные вещества (ПАВ), входящие в состав синтетических моющих средств.

Соединения азота:

1. В растворенном состоянии азот может находиться в подземных водах в виде газоз NH3, N2; анионов азотной (NO3^-), н азотистой (NO2^-) кислот, катиона NH4⁺

2. Газы, образуемые азотом, имеют хорошую растворимость, при этом максимальную растворимость имеет NH₃ (при 20 °С 526 г/кг).

3. Нитрат NO3^- и нитрит NO2^- образуют хорошо раство-римые соединения с ведущими катионами химического состава подземных вод.

4. Поскольку азот является элементом с переменной валентностью и образует формы, в которых он находится в различных валентных состояниях, в подземных водах соединения азота образуют окислительно-восстановительные системы. Окисленной формой NO3^- (валентное состояние азота +5), восстановленными NH3⁰ и NO4⁺ (валентное состояние азота —3).

Пестициды:

Применяемые химические средства защиты растений (ядохимикаты или пестициды) подразделяются на следующие виды в зависимости от их целевого назначения — гербициды (уничтожение сорняков), инсектициды (уничтожение насекомых), фунгициды (борьба с бактериальными заболеваниями растений), дифолианты (удаление листьев, главным образом на хлопчатнике). ПДК для различных представителей пестицидов находятся в интервале 0,002—0,1 мг/л.

1. хлорорганические пестициды (ХОП), включающие ДДТ, ДДД, альдрин, дильдрин, линдан, хлордан, дибромэтан, поли-хлорпинен и др.

2. фосфорорганические пестициды (ФОП), включающие диазинон, диметоат, цитрон, дельнав и др.

3. карбоматы, тио-, дитиокарбоматы, включающие алди-карб, карбофуран и др.

Каждый пестицид имеет свое время распада. Наибольшую опасность представляют хлорорганические пестициды. Они медленно распадаются в результате геохими­ческих и биологических процессов, но хорошо сорбируются породами зоны аэрации.Фосфорорганические пестициды являются более консерва­тивными. Они менее активно участвуют во взаимодействиях с веществом подземных вод и пород и быстрее выносятся из зоны аэрации.

Нефть и нефтепродукты:

Основными миграционными формами нефтяных загрязнений в природных водах являются загрязнения в виде масляной фазы, а также растворенная, эмульгированная и адсорбированная на диспергированных частичках нефть или нефтепродукты.

1. предельные углеводороды (их еще называют алканами, метановыми углеводородами, парафиновыми углеводородами) - метан, этан и многие другие соединения.

2. ароматические углеводороды (класс углеводородов, содержащих в своем составе бензольные ядра). К ним относятся бензол, толуол, ксилол и др.

В подземных водах, загрязненных нефтью, обнаруживают также многие кислородсодержащие соединения и, в частности:

1. карбоновые кислоты (класс органических соединений, содержащих карбоксильную группу); это хорошо растворимые в подземных водах уксусная, муравьиная, салициловая и другие кислоты;

2. нафтеновые кислоты, являющиеся разновидностью кар-боновыхкислот;

3. фенолы и др.

Радиоактивные вещества:

Радиоактивное загрязнение подземных вод происходит в ре­зультате ядерных взрывов и работы атомно-энергетических предприятий. Среди радиоактивных загрязнителей в первую очередь наиболее важными являются: тритий, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ¹⁴⁴Се, ¹⁰⁶Ru, ¹³¹I, ²³⁹Pu, 14C, ⁶⁰Co. Распространение этих радио­нуклидов в подземных водах в значительной степени опреде­ляется периодом их полураспада.

Фенолы:

Фенол — это химическое соединение оксибензол, которое часто называют карболовой кислотой С₆Н₅ОН. В подземных водах могут присутствовать фенолы как природного (биологическо­го) происхождения, так и попадающие со сточными водами. В незагрязненных поверхностных водах содержания фенолов не превышают 20 мкг/л.

Поверхностно-активные вещества:Благодаря поверхностной активности (способность к ценообра­зованию, смачиванию, эмульгированию, солюбилизации, ад­сорбции на поверхностях), ПАВ не только сами хорошо миг­рируют, но и способствуют миграции других, обычно плохо растворимых загрязнителей, таких как нефтепродукты, пести­циды, канцерогенные вещества и др. Опасность загрязнения вод: ПАВ связана также с их биологической устойчивостью.