1. Источники загрязнения поверхностных вод

Гидросфера на нашей планете – это основная часть её поверхности, 70% площади поверхности Земли. Поверхностные воды занимают 94% гидросферы [2].

Пове́рхностные во́ды суши — воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы).

Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах.

Ресурсы поверхностных вод суши слагаются из вод, аккумулированных в ледниках полярных и горных областей (99,2 %), озер (0,73 %), болот (0,05 %) и русел рек (0,01 %). Из поверхностных вод суши особое значение имеют воды озер и рек, ресурсы которых находят наиболее широкое применение в экономическом развитии и создании благоприятных условий жизни для человека.

Под загрязнением водоёмов понимают снижение их биосферных функций в результате поступления в них вредных веществ.

Основные загрязнители воды

Физические загрязнители	Химические загрязнители	Биологические загрязнители
Радиоактивные элементы	Кислоты	Вирусы
Взвешенные твёрдые частицы	Щёлочи	Бактерии
Тепло	Соли	Другие болезнетворные организмы
Органолептические (цвет, запах)	Нефть и нефтепродукты	Водоросли
Шлам	Пестициды	Лигнины
Песок	Диоксины	Дрожжевые и плесневые грибы
Ил	Тяжёлые металлы
Глина	Фенолы
	Аммонийный и нитритный азот
	СПАВ

Различают естественные и антропогенные источники загрязнения вод. Первые в отличие от вторых сбалансированы процессами самоочищения вод за счёт их круговорота в природе. Этим механизмом природа пользуется в течение всей истории существования биосферы.

Антропогенное загрязнение связано с деятельностью человека. Различают химические, биологические и физические загрязнители (П.Бертокс, 1980).

Под физическим понимается прежде всего тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод, используемых для охлаждения на ТЭС и АЭС. Сброс таких вод приводит к нарушению природного водного режима. Например, реки в местах сброса таких вод не замерзают. В замкнутых водоемах это приводит к уменьшению содержания кислорода, что приводит к гибели рыб и бурному развитию одноклеточных водорослей («цветению» воды). К физическому загрязнению относят также радиоактивные загрязнения, попадание в водные системы различных взвесей, что приводит к изменению прозрачности воды.

Химическое загрязнение гидросферы возникает в результате попадания в нее различных химических веществ и соединений. Примером служит сброс в водоемы тяжелых металлов (свинец, ртуть), удобрений (нитраты, фосфаты) и углеводородов (нефть, органические загрязнения). Главным источником выступают все виды промышленного, сельскохозяйственного производства, транспорт.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, часто болезнетворными. В водную среду они попадают со стоками химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности и животноводческих комплексов. Такие стоки могут явиться источниками различных заболеваний.

В.И.Коробкин, Л.В.Передельский [7] выделяют следующие факторы загрязнения поверхностных вод:

- сброс в водоёмы неочищенных сточных вод;

- смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

- газодымовые выбросы; утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольшие вред водоёмам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод – промышленных, коммунально-бытовых и др.

В настоящее время объёмы сброса промышленных сточных вод в водные экосистемы продолжает расти.

Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

Отрасль промышленности	Преобладающий вид загрязняющих
Нефтегазодобыча, нефтепереработка	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиды
Целлюлозно-бумажный комплекс, лесная промышленность	Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества, азот
Машиностроение, металлообработка, металлургия	Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы
Химическая промышленность	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические углеводороды, неорганика
Горнодобывающая , угольная	Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества
Легкая, текстильная, пищевая	СПАВ, нефтепродукты, органические красители, другие органические вещества

 Промышленные стоки занимают первое место по объему и ущербу, который они наносят, то решать проблему сбросов их в реки нужно в первую очередь. Из-за загрязнения вызываемого стоками начинаются различные биогенные мутации. Из рек и озер пропадают многие виды рыбы, а те которые остаются - непригодны в пищу. Значительно скудеет флора и фауна водоемов. Из-за промышленных стоков в водоемах наблюдается избыток кислорода, поэтому можно наблюдать так называемое "цветение" водоемов. Многие наверное не раз видели на поверхности воды нефтяную пленку, которая переливаясь на солнце кажется очень красивой, но на самом деле вызывает уменьшение проникновения света в водную толщу в несколько раз. Изменяется и химический состав водоемов, повышается содержание азота, фосфора и хлорсодержащих веществ.

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого ипа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами. По большей части они попадают в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей.

    Многие наверняка с наступлением весеннего половодья не раз замечали неприятный запах, который источает питьевая вода. Запах этот вызван тем, что бурные весенние потоки смывают в реку фекальные массы, накопившиеся за зиму и вывезенных весной на поля. Вместо того, чтобы следить за попаданием этих веществ в реки, предпочитают перед тем как подать эту воду в дома смещать ее с огромным количеством хлорки, которая является далеко небезопасным веществом.          Следующей проблемой является попадание в реки и другие водоемы различного бытового и промышленного мусора. Многие, наверное, не раз гуляя по набережной бросали в воду бумажку, банку, ветку и т.д. В каком-то месте весь этот мусор скапливается и в русле реки образуются наносы, возникают островки. Все это ведет в засорению и пересыханию реки. Этот же мусор разлагаясь выделяет различные канцерогенные вещества, которые попадают вместе с пищей к нам на стол.

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

Все более широкое распространение находят моющие синтетические вещества. Наличие их в воде даже в незначительном количестве придает воде неприятный привкус и запах, а также ведет к образованию пены. Даже небольшая концентрация этих веществ приводит к гибели мелкого планктона и замору рыб. Совсем недавно появилась угроза чистоте водоемов, созданная применением пестицидов. Попадая в водоемы, пестициды долго не поддаются биологическому распаду, накапливаются в планктоне, рыбе, а затем по биологической цепочке переходят в организм человека, действуя угнетающе на работу отдельных органов и организм в целом. Кроме сточных вод, на качество водных источников могут влиять и многие другие загрязнения, попадающие в водотоки: продукты эрозии, хлориды, применяемые против обледенения дорог, соли, вымываемые из речных русел или выщелачиваемые из почв при орошении, ливневые воды с загрязненных территорий, и т.д. Загрязнение поверхностных вод вызывает коррозию находящихся в воде бетонных и железобетонных конструкций, а также образование на них различных отложений. Это в конечном счете затрудняет и удорожает эксплуатацию сооружений.

Вредные последствия неудовлетворительного качества воды наблюдаются и при орошении сельскохозяйственных угодий: происходит засоление почвы, выщелачивание солей из нее, торможение биохимических процессов в почве и в клетках растений, повышение кислотности, занос полей грубодисперсными и коллоидными веществами. В настоящее время хозяйственная деятельность человека привела во многих районах к усилению процессов эвтрофикации водоемов: в них в избыточных количествах стали поступать соединения углерода, азота, фосфора, что приводит к нежелательным последствиям. В таких сильно загрязненных водоемах усиливается "цветение" - массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды. Результатом цветения воды является дефицит кислорода, появляется метан и сероводород. В результате рыба и другие животные погибают, а вода становится непригодной для бытовых нужд.

Конец формы

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечают нормативным требованиям. Ежегодно увеличивается число стоков с высоким уровнем загрязнения воды (превышение предельно допустимых концентраций «ПДК» в 10 раз) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).

В качестве примера остановимся на водоёмах Вологодской области. В работе мы опираемся на данные пособия Е.А.Мезеневой, С.А.Колобовой, М.М.Андроновой «Вода питьевая» [4], материалы краеведческого музея г. Сокола; данные Роспотребнадзора г. Сокола.

Вологодская область обладает достаточным запасом пресной воды. Но, к сожалению, не все водоемы находятся в необходимом санитарном состоянии, чтобы воду из них можно было использовать в бытовых и хозяйственных целях. Так уровень загрязненности водных объектов на территории области в 2008 году значился довольно высоким по органическим веществам, аммонийному азоту и специфическим загрязнениям, поступающим от промышленных предприятий. При изучении многочисленных научных исследовательских материалов было выявлено, что наиболее загрязненными водоемами остаются реки Кошта, Пельшма, Вологда и Сухона.

Для г. Вологды в качестве поверхностных источников водоснабжения используют воду рек Вологды, Тошни, озера Кубенского.

Показатели качества поверхностных вод, используемых для водоснабжения г.Вологды

Показатели	Источники водоснабжения			Качество, допускаемое для питьевой воды
	р. Вологда	р. Тошня	оз. Кубенское
Мутность мг/л	0,95 – 24,6	0,8 – 1,1	2,36 – 7,3	1,5
Цветность, град	15,7 – 9,7	15 - 20	82 - 112	20
Запах, балл	1 - 5	3 - 5	2 -3	2
рН	7,4 – 8,05	7,2 – 7,9	7,3 – 7,6	6,5
Жесткость, ммоль/л	1 – 7,7	1,6 – 5,6	2,9 – 4,0	7,0
Окисляемость, мгО2/дм^3	3,6 - 14	12,2 – 14., 1	18,5 – 25,6
Общая минерализация, мг/л	500 - 700	15 - 400	132	500

Высокий уровень загрязнения воды отмечается в притоках р. Вологды: Содеме, Шограше в пределах городской черты, что существенно влияет на качество воды в самой реке.

Основными причинами загрязнений являются следующие: сброс без очистки дождевых и талых вод с территории города, промышленных площадок, транспортных магистралей; частые аварийные сбросы неочищенных сточных вод с городских канализационных сетей из-за их перегрузок; засорённость территории водосбора и русла рек бытовым и производственным мусором; несоблюдение водоохранных зон.

Река Тошня – правобережный приток р. Вологды. В настоящее время р.Тошню запрещено использовать в качестве источника питьевой воды из-за неблагоприятных бактериологических показателей, хотя ряд показателей, отражённых в таблице, соответствует требуемым нормам.

В отдельные периоды года стока реки Вологды недостаточно для обеспечения потребностей населения города в питьевой воде, поэтому был построен комплекс сооружений для забора и подачи воды из о.Кубенского. Оно расположено в 28 км северо-западнее г.Вологды. Водозабор работает эпизодически. Перерывы в подаче воды и отключения стального водовода диаметром 1200мм и протяжённостью 28 км вызывают сильную внутреннюю коррозию. Внутри его образуется крайне неблагополучная микрофлора. Перед каждым новым включением необходимо проводить гидравлическую промывку с обеззараживанием, что, в свою очередь, требует дополнительных потерь воды.

При заборе воды из озера уровень его резко падает, что ведёт к снижению рыбных запасов.

Озеро Кубенское не защищено от загрязнения сельскохозяйственными стоками ряда сельхозпредприятий.

Основной водной артерией арктического бассейна является река Сухона. В своем истоке река Сухона отвечает требованиям, предъявляемым к рыбохозяйственному водоему. Затем непосредственно через сеть притоков она принимает сточные воды промышленных центров Вологды, Сокола, Великого Устюга, что самым отрицательным образом сказывается на качестве речной воды. В среднем течении реки Сухоны загрязненность воды обусловлена выносом веществ с водами реки Пельшмы. На сегодняшний день обнаружено загрязнение более 40-км-го участка Пельшмы и около 30 км. реки Сухоны.

Актуальной является проблема экологического состояния реки Пельшмы, так как речка стала местом сброса отходов, а ведь она впадает в Сухону – основную водную артерию Вологодской области, та, в свою очередь, сливаясь с Югом, впадает в районе Великого Устюга в Северную Двину.

Пельшма – это небольшая речушка, длина ее составляет 82 км, ширина русла колеблется от 3 до 20м. Глубина от 0,3м, в нижнем течении достигает до 1м. В верхнем течении Пельшма – это чистая, небольшая и тихая речка, которая активно используется местными жителями. Люди берут воду из реки для всех бытовых и хозяйственных нужд, в летний период купаются и рыбачат. А вот в среднем и нижнем течении санитарное состояние оставляет желать лучшего. Некогда чистая и полноводная Пельшма, по берегам которой строили монастыри, сегодня похожа на сточную канаву. Об этом знают Департамет и комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды. Именно в Пельшму сливаются стоки из очистных сооружений городов Сокола и Кадникова. Предприятия целлюлозно-бумажной отрасли, находящиеся в городе Соколе, являются источником главных загрязнителей – лингносульфонатов и фенолов. По данным Комитетом природных ресурсов города Сокола и Сокольского района, в июне 2010 загрязнение по концентрации лингносульфоната превысили норму в 225 раз, а по фенолам – в 144 раза. Такое отравление источника вызвано постоянными сбросами в него сточных вод Сокольского и Сухонского целлюлозно-бумажных комбинатов. На этих комбинатах неудовлетворительно работают очистные сооружения. В 1 км . ниже выпуска сточных вод средняя концентрация аммонийного азота составляет 33 ПДК, фенолов – 8ПДК. (максимальная концентрация соответственно 63, 35 ПДК). Содержание органических веществ составляет 548 мг/л, максимальное количество 1053мг/л.

Сотрудниками Вологодской области, центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в течение августа 2010 г. года проанализировано 28 проб воды. Экстремально высокий уровень загрязнения обнаружен в одной пробе, высокий в пяти. На протяжении долгого времени максимально высокий уровень загрязнения сохраняется в реке Пельшме именно в одном километре ниже сброса сточных вод.

В этой реке зарегистрировано полное отсутствие растворенного кислорода и наличие сероводорода, содержание которого достигло 0,168 мг/л. По словам специалистов, данное вещество вообще не должно иметь место в воде. Наличие сероводорода и отсутствие кислорода вызвано высоким содержанием органических веществ. Кроме этих загрязнений определена повышенная концентрация хлоридов в реке. Их содержание превышает значение более чем в 6 раз, количеств сульфатов, от места стока до устья, колеблется незначительно. Примечательно, что концентрация сульфатов превышает таковую в коллекторном канале. Вниз по течению их концентрация снижается. По перечисленным данным можно сделать вывод, что река Пельшма стала местом сброса отходов. Такое отравление источника пресной воды вызвано постоянными сбросами предприятий и стоками очистных сооружений.

А ведь если на данном этапе не решить проблему, то она постепенно вырастет в экологическую катастрофу Вологодской области, а может и больше, и тогда уже мы не сможем сохранить флору и фауну пострадавшего региона. Местные жители потеряют ценный источник пресной воды.

Вода в Сухоне тоже приходит в негодность. И это уже становится проблемой всего Северо-Западного региона.

Из приведенных примеров видно, что вода, в больших количествах используемая человеком, нуждается в очень бережном отношении, в охране не только ее количества, но и качества.