2. Фізичне, хімічне та органічне забруднення вод (причини і наслідки). Проблема дефіциту і причини нестачі прісних вод

Упродовж свого існування людство використовує воду річок, озер і підземних джерел не тільки для безпосередніх потреб, а й для скидання в них забруднених вод.

Води річок і озер, практично придатні для всіх видів водокористування, складають лише 0,0161 % загального обсягу гідросфери планети, тобто 25 тис. км3. Однак у них щорічно скидається більше 450 км3 стічних вод, із яких лише половина піддається очищенню. Тому майже третина річного річкового стоку на земній кулі є забрудненою і в результаті стає непридатною для багатьох видів водокористування.

За останнє століття багато річок та озер перетворилися на стічні канави. Тому цією проблемою почали займатися не лише наукові, а й урядові та міжнародні структури. Проте деякі індустріально розвинені країни своєрідно підійшли до наведення порядку у внутрішніх водоймах. З одного боку, вони розробили заходи, спрямовані на попередження або ліквідацію забруднення, вклавши у це величезні кошти (наприклад, США, Японія), з іншого – почали переводити підприємства, які найбільше використовують водні ресурси, у країни, що розвиваються.

Зменшення мінімально допустимого стоку поверхневих вод або скорочення запасів підземних вод називають виснаженням вод. Мінімально допустимим стоком вважають стік, при якому забезпечується екологічно задовільний стан водного об’єкта і умови водокористування.

Втручання людини у розвиток природних комплексів порушує рівновагу, що склалася за багато років. Вирубування лісів, осушення боліт, запущення ставків, випрямлення русел призводить до безперешкодного скидання талих вод у річки і водойми. Бурхливі весняні потоки розмивають схили і береги, замулюють русла і джерела. Вирубування прибережних лісів і чагарників, розорювання заплав аж до русла зумовлює тотальну ерозію ґрунтів.

Під забрудненням природних вод розуміють процес зміни складу і властивостей води у водному об’єкті, внаслідок надходження до нього забруднюючих речовин, зумовленого діяльністю людини, що призводить до погіршення якості води.

Потрібно чітко розрізняти поняття забруднююча речовина і забруднювач (джерело забруднення). Забруднююча воду речовина – це речовина у воді, яка зумовлює порушення якості води. Забруднювач (джерело забруднення) – це об’єкт, який вносить у поверхневі або підземні води забруднюючі речовини, мікроорганізми та тепло. Речовини, що забруднюють природні водойми, поділяються на фізичні, хімічні, біологічні.

Склад побутових стічних вод характеризується, по–перше, за фізичним станом: 1) нерозчинні домішки, в тому числі: а) велика завись (розмір частинок більше 100 мкм), б) суспензії, емульсії, піни (від 100 до 0,1 мкм); 2) розчинні речовини (розмір частинок менше 0,001 мкм). По–друге, за хімічним станом: 1) мінеральні – пісок, глина, шлаки, розчини мінеральних солей, мінеральні масла, кислоти, інші неорганічні речовини. Всі вони входять до складу стічних вод різноманітних, насамперед, машинобудівельних, металургійних, нафтопереробних, будівельних виробництв. Дуже небезпечним є забруднення природних вод важкими металами, зокрема, ртуттю, миш’яком, кадмієм. Ці домішки не лише погіршують якість води, а й можуть заподіяти отруєння фауни у водоймах, а також різні захворювання людини; 2) органічні, в тому числі : а) рослинного походження (основний елемент вуглець), б) тваринного (значна кількість азотних сполук). Частка органічних речовин складає 58%, мінеральних — 42%. Отже, до них належать залишки рослин, плодів, овочів, паперу, фізіологічні виділення людей і тварин, отрутохімікати, синтетичні поверхнево–активні речовини (СПАР), смоли, феноли, альдегіди тощо. Всі вони містяться у стічних водах комунального господарства, целюлозно–паперових, м’ясопереробних і харчових підприємств, тваринницьких ферм.

По–третє, за біологічним станом. Занесення у водне середовище і розмноження у ньому небажаних для людини організмів називають біологічним забрудненням. При забрудненні вод мікроорганізмами мають на увазі їх бактеріальне забруднення. Біологічні забруднювачі потрапляють у водойми із стічними водами комунального господарства, тваринницьких ферм та сільськогосподарських угідь. Ці води містять хвороботворні бактерії та віруси – збудники інфекцій. Використання забрудненої ними води для пиття і купання призводить до захворювання холерою, дизентерією та іншими інфекційними хворобами.

Ступінь антропогенного забруднення водних об’єктів визначається концентрацією у воді шкідливих домішок і в різних галузях господарства оцінюється по-різному.

Забруднення вод промисловими стічними водами. У водногосподарському комплексі кожної країни промисловість, як уже зазначалося, є одним із найбільших користувачів і забруднювачів води. Більшість води після використання у процесі виробництва повертається у річки й озера у вигляді стічних вод.

Забруднення вод у процесі сільськогосподарського виробництва відбувається внаслідок інтенсивного використання мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин, водозабезпечення тваринницьких ферм і комплексів, а також у процесі водно-меліоративних заходів.

Забруднення вод внаслідок впливу комунально–побутових вод. Комунально–побутові стічні води становлять 15–20% усього об’єму стічних вод. Проте, якщо обсяги промислових і сільськогосподарських стічних вод та кількість забруднюючих речовин у них можна уникнути за рахунок зворотного водопостачання, зміни технології виробництва, дотримання норм і термінів хімізації землеробства, то для господарсько-побутових стічних вод характерне постійне зростання їх обсягів. Це зумовлено зростанням чисельності населення, збільшенням водокористування, поліпшенням санітарно-гігієнічних умов життя у містах та інших населених пунктах.

Забруднення вод транспортними засобами. Водний транспорт забруднює воду внаслідок скидання відходів і нафтопродуктів.

Радіоактивне забруднення зумовлене природними і штучними (антропогенними) чинниками.

Повітряна міграція полютантів та її наслідки. Серед шляхів, якими забруднюючі речовини потрапляють у водні об’єкти, чільне місце посідає повітряний.

У багатьох країнах світу існує проблема дефіциту водних ресурсів. Це пов’язано з їх географічним положенням в арідних і напіварідних областях, а також у районах з великою кількістю споживання з метою ірігації в щільнонаселенних реґіонах.

У світі дана проблема розв’язувалася по-різному. Для вирішення питання водного дефіциту обговорювалися різні проекти перекидання стоку аж до фантастичних. Одним із найбільш сенсаційних був “проект транспортування айсбергів” із Антарктиди і Гренландії, задуманий для міжконтинентального (глобального) перекиду води. Інший проект передбачав перевезення прісної води в спеціальних напівметалевих місткостях.

У багатьох країнах (США, Канада, СРСР, Мексика, Китай) розроблялися проекти перекидання стоку із реґіонів надлишку водних ресурсів у дефіцитні. Відомий також проект трубопроводу для перекачування води із гирла Амазонки в Африку. У Єгипті й Судані давно обговорюються проекти будівництва каналу, який повинен з’єднати річку Бор із гирлом річки Сабат в обхід гігантських боліт, де губиться велика кількість води на випаровування.

У ряді країн (США, Ізраїль, СРСР) проводились експерименти щодо впливу на хмари і отримання додаткових опадів, але їх результати поки що незначні.

Одним із актуальних напрямків є опріснення морської води. Сумарні обсяги опріснених вод перевищують 50 млн м3 у рік. Найбільші установки працюють у Кувейті, АРЄ, Алжирі, Венесуелі, США, Казахстані, Японії.