21.2.2. Виды загрязнений воды

Вода – уникальный растворитель. Многие вещества, попавшие или введенные в нее, могут рассматриваться как загрязнения.

Все загрязнения воды могут быть разделены на два типа.

Таблица 21.4.

Типы загрязнений воды

Вещества, для окисления которых необходим кислород
Возбудители инфекций	Бактерии и вирусы (сточные воды, отходы животного происхождения)
Питательные вещества для растений	Нитраты и фосфаты (удобрения. промышленные отходы)
Органические соединения	Гербициды, детергенты, инсектициды, сточные воды
Другие типы загрязнений воды
Минералы и химикаты	Кислоты, основания, соли (шахтные воды, неорганические промышленные отходы)
Осадки	Ил (продукты эрозии почвы)
Радиоактивные вещества	Радиоактивные изотопы (получаемые в процессе добычи и использования радиоактивных веществ)
Тепловое загрязнение	Теплосброс (вода с тепловых турбин электростанций)

Без растворенного в воде кислорода не могут существовать рыбы, морские водоросли и бактерии, фитопланктон. Количество растворенного в воде кислорода невелико и составляет в расчете на 1000 г раствора от 0,015 г (при 0⁰С) до 0,009 г (при 20⁰С). Рыбы не могут жить в воде с содержанием кислорода менее 0,004 г на 1000 г раствора.

Если в воду попадают вещества, для разложения которых требуется кислород, то небольшое количество кислорода, содержащееся в воде, дополнительно расходуется на окисление этих веществ.

Можно рассчитать, что для окисления 1 г чистого углерода по реакции

С + О₂  СО₂ требуется 2,67 г кислорода, т.е. весь кислород, который содержится в 300 л воды при 20⁰С.

Таким образом, сброс необработанных канализационных отходов в естественные водные источники приводит к снижению содержания растворенного кислорода до уровня, недостаточного для поддержания жизни.

Количество кислорода, необходимое для окисления содержащихся в воде окисляемых веществ, называется биохимической потребностью в кислороде (БПК).

Таблица 21.5.

Биохимическая потребность в кислороде для различных образцов воды

Вода	БПК
Чистая из горных ручьев	< 0,001
Пригодная для питья	< 0,005
Сбрасываемая в реки (допустимый предел)	0,020
Канализационная (в городе)	100 – 500
Дренажная с животноводческих ферм	100 – 10 000
Направляемая на орошение полей	100 – 10 000

Самые низкие значения БПК имеют чистейшие природные источники воды. С увеличением количества загрязняющих веществ увеличивается и количество кислорода, которое требуется для их окисления. Высокие значения БПК означают, что практически весь растворенный кислород будет израсходован на окисление примесей.

При исчерпании растворенного в воде кислорода аэробные бактерии (существование которых зависит от наличия О₂) уступают место анаэробным бактериям, которые не требуют кислорода. В результате продукты окисления, например, СО₂, сульфаты, нитраты, сменяются продуктами восстановительных реакций – СН₄, Н₂S, NH₃ и т.п. По этой причине вода с высоким содержанием БПК имеет неприятный запах.

При попадании в воду минеральных веществ – нитратов и фосфатов, – которые сами по себе являются удобрениями, начинается рост водных растений. В системах подобного типа начинается процесс эвтрофикации. Постепенно водоем заселяется растениями и животными, в них накапливаются органические отложения, водоем мельчает, превращается в болото, зарастает.

Твердые отходы, попадающие в воду, делают ее непрозрачной для солнечного света и препятствуют процессу фотосинтеза в водоемах. Это нарушает цепочку в цепи питания. Кроме того, твердые отходы вызывают заиливание рек и судоходных каналов.

Сброс неорганических отходов в реки и моря приводит к увеличению содержания токсичных ионов металлов, таких как ртуть, кадмий, свинец. Это особенно опасно в замкнутых бассейнах.

70 % населения земного шара пользуется некачественной водой. А по оценкам Всемирной организации здравоохранения 80 % заболеваний в мире обусловлено недостаточным качеством воды. Из-за этого возникают такие заболевания как малярия, тиф, холера, трахома, различные кишечные инфекции.