Несмотря на то, что вода покрывает более 70% поверхности Земли, по большей части она непригодна для питья и использования в бытовых, промышленных целях, поскольку содержит большое количество растворенных солей.

Доля же пресной воды от общего количества вод не превышает 3%. Однако и она далеко не всегда пригодна для применения.

Основные источники загрязнения, количественные показатели, а также пути решения этой серьезной глобальной проблемы описаны в представленном материале.

Актуальность темы

Загрязнение пресной воды является глобальной проблемой, под этим термином понимается попадание в воду разных типов загрязнителей (микроорганизмов и химических веществ, а также механических тел). Основной причиной является отсутствие или недостаточная эффективность способов очистки отработанной жидкости.

Причем визуально определить степень загрязнения невозможно, поскольку загрязняющие вещества растворены в жидкости сравнительно равномерно.

Вместе с тем они приводят к большим проблемам, которые сильно влияют не только на водные организмы, но и на человека. Так, по оценке Всемирной организации здравоохранения до 80% заболеваний во всем мире вызваны низким качеством воды и антисанитарией.

Проблема имеет довольно много сторон, связана с социально-экономическими, политическими и природными факторами:

  • отсутствие или плохой доступ к чистой питьевой воде;
  • нехватка пресноводных ресурсов во многих регионах мира;
  • взаимосвязь с энергетической сферой;
  • политический аспект – потенциально возможное усиление пограничных конфликтов.

Причины

Причин загрязнения воды бывает очень много, они связаны с промышленностью, сельским хозяйством и другими направлениями деятельности человека.

Фото 2

Если перечислить основные факторы, получится такая картина:

  1. Фермерское хозяйство – часть навоза животных, который используется в том числе для удобрения, попадает в пресные водоемы.
  2. Рыбоводные хозяйства – загрязнение связано в основном с применением лекарственных препаратов, предназначенных для борьбы с заболеваниями рыб.
  3. Лесные хозяйства – их деятельность приводит к увеличению концентрации железа, кадмия и алюминия. К тому же опасно повышение кислотности лесных грунтов, которые закисляют и пресные водоемы.
  4. Подземные воды в городской местности – из-за неправильного использования количество загрязненных скважин сильно увеличивается.
  5. Атмосферный источник загрязнения связан с попаданием в воду грубых (крупных) части золы, пыли, сажи, а также капелек жидкости и опасных газов, которые растворяются в воде (сернистый, диоксид азота).
  6. Стоки с территорий промышленных предприятий и других потенциально опасных объектов (населенные пункты, с/х поля).

Источники загрязнения могут иметь и естественное происхождение. Например, может произойти загрязнение пресных водоемов подземными водами с большим содержанием солей (рассолами). Однако ущерб от них несопоставим в сравнении с хозяйственной деятельностью человека.

Основные источники

Источники загрязнения можно классифицировать непосредственно по тем объектам (микроорганизмы, вещества), которые прямо или косвенно провоцируют нарушение ПДК.

Согласно классификации Всемирной организации здравоохранения наибольший вклад в загрязнения вносят:

  • бактерии и вирусы, простейшие, грибки (все микроорганизмы, которые могут спровоцировать инфекцию, увеличить содержание вредных веществ, закислить воду и т.п.);
  • органические вещества, которые разлагаются в воде под действием растворенного в ней кислорода – они приводят к болезням и гибели рыб, ухудшают качество самой воды (вкус, запах);
  • неорганические соединения (в основном минеральные соли), которые невозможно удалить общепринятыми методами очистки воды;
  • органические соли, которые создают благоприятную среду для роста водорослей и других растительных организмов (из-за этого наблюдается цветение воды, ее загрязнение продуктами жизнедеятельности).

Типы загрязнения

В зависимости от того или иного вида воздействия на пресные водоемы выделяют несколько типов загрязнения:

  1. Химическое – самое распространенное и опасное в плане объемов и длительности последствий. Связано с пестицидами, органическими и минеральными веществами, попадающими в результате производственной или сельскохозяйственной деятельности.
  2. Механическое – попадание механических примесей, например, песка, строительных материалов. К этой же группе относят и загрязнение мусором, твердыми бытовыми отходами.
  3. Радиоактивное – попадание в воду радиоактивных элементов из отходов, захороненных на дне.
  4. Тепловое – увеличение температуры воды на фоне разных факторов. Это приводит к постепенному изменению химического состава, негативно отражается на водных экосистемах.

В чем измеряется?

Рассмотрим, в чем измеряется загрязнение воды в пресных водоемах. Показатель загрязнения ранее определялся как индекс загрязненности вод (ИЗВ). Однако с 2006 года его начали определять как УКИЗВ (аббревиатура означает удельный комбинаторный индекс загрязненности воды).

Фото 3

Он напрямую связан с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) тех или иных загрязняющих веществ.

Измерение УКИЗВ проводится в несколько этапов:

  1. Отбор проб воды и проведение серии замеров.
  2. Определение частоты случаев, когда по отдельным веществам превышена ПДК.
  3. Определение степени такого превышения (например, в 2,3 раза) – для этого оценивают среднее значение.
  4. Обработка данных и оценка класса и разряда воды в зависимости от значения УКИЗВ.

По результату измерений воде присваивают класс (от первого до пятого), а также разряд (в рамках третьего и четвертого классов).

Класс и разряд Качественная оценка УКИЗВ
Класс первый Условно чистая 1
Класс второй Слабо загрязненная от 1 до 2 вкл.*
Класс третий Загрязненная от 2 до 4 вкл.
— разряд «а» Загрязненная от 2 до 3 вкл.
— разряд «б» Очень загрязненная от 3 до 4 вкл.
Класс четвертый Грязная от 4 до 11 вкл.
— разряд «а» Грязная от 4 до 6 вкл.
— разряд «б» Грязная от 6 до 8 вкл.
— разряд «в» Очень грязная от 8 до 10 вкл.
— разряд «г» Очень грязная от 8 до 11 вкл.
Класс пятый Экстремально грязная от 11

*включительно

Стоит отметить, что даже самую чистую пресную воду, которая подходит для питья и использования в бытовых целях, оценивают как условно чистую. Связано это с относительностью полученных данных и невозможностью дать 100% гарантию.

Фото 4

Также для оценки загрязнения в соответствии с ГОСТ Р 58556-2019 предусмотрено 5 классов качества. Это обязательный этап экспертизы, после проведения которого определяют не только класс качества, но и степень кризисности, а также показатель антропогенной нагрузки на конкретный водоем, экосистему.

Критерий Класс качества
I II III IV V
Очень чистая Чистая Умеренно загрязненная Загрязненная Грязная
Степень кризисности Изменения обратимы Состояние уязвимо, пороговое Изменения необратимы
Показатель антропогенной нагрузки* До 4,2 От 4,2 до 10,8 От 10,9 до 24 От 24,1 до 70 От 70,1 до 135

*определяется в соответствии с ГОСТ Р 57075-2016, измеряется в условных безразмерных единицах (м33).

Количественные показатели

Каждый из описанных классов воды (от I до V) характеризуется не только качественным описанием, но и количественными показателями.

Они представлены диапазонами концентрациями того или иного вещества, а также определенными показателями (например, минерализация или биологическое потребление кислорода):

Показатель Класс качества воды
I II III IV V
Значение pH, ед. 6,5-8,0 6,5-8,5 6,5-8,5 6,0-8,5 6,0-9,0
Общая минерализация* до 300 500 800 1000 1200
Взвеси природного происхождения до 20 20-30 31-50 51-100 101-200
Общее железо до 0,5 0,5-1 0,5-1 0,5-5 5,1-10
Общий марганец до 0,05 0,05-0,1 0,2-0,3 0,4-0,8 0,9-1,5
Аммоний до 0,1 0,1-0,2 0,3-0,5 0,6-2,0 3,0-5,0
Нитриты до 0,002 0,002-0,005 0,006-0,002 0,03-0,05 0,05-0,1
Нитраты до 1 1-3 4-5 6-10 11-20
Фосфаты до 0,05 0,05-0,4 0,5-1,0 1,1-2,0 2,1-3,0
Общий фосфор до 15 15-25 26-50 21-70 71-100
Химическое потребление кислорода до 15 15-25 26-50 51-70 71-100
Биологическое потребление кислорода до 2 2-4 5-8 9-15 16-25
Органический углерод до 3 3-5 6-8 9-12 13-20
Общий азот до 1,5 1,5-4,0 4,1-7,5 7,6-17 17,1-35

*здесь и далее в таблице содержание веществ измеряется в мг/дм3 (т.е. в мг/л).

Пояснения к таблице:

  1. В отдельных случаях содержание веществ может превышать даже те значения, которые определены для последнего V класса. В таких случаях фиксируют фактическое значение и делают качественное описание «качество хуже V класса».
  2. Биологическое (также биохимическое) потребление кислорода (сокращенно БПК) описывает количество газообразного воздушного кислорода, которое израсходовано на процессы окисления, которые идут в микроорганизмах (бактерии, простейшие, грибки). Проще говоря это весь объем кислорода, который использовали микробы для своего дыхания за определенный период времени (как правило, 5 суток – обозначают БПК5).
  3. Химическое потребление кислорода (ХПК) – количество кислорода, которое затрачено на окисление всех органических веществ, находящихся в кубическом дециметре воды (дм3 точно соответствует 1 литру). Вполне понятно, что чем больше ХПК, тем больше в водоеме органических примесей и тем выше степень загрязненности и ниже класс качества.
  4. Показатель общего азота измеряется не всегда. Обычно делают оценку отдельных соединений, в состав которых он входит, например, нитриты, нитраты, аммоний. Однако в современных лабораториях проводится анализ как общего азота, так и его наличия в конкретных веществах, что делает оценку более полной и объективной.

Пути решения проблемы

Проблема загрязнения пресных вод является глобальной, поэтому требует скоординированных действий большинства государств.

Фото 5

При этом путей решения достаточно много, наиболее перспективными являются такие:

  1. Очистка промышленных и других вод, идущих по стоку, с использованием разных методов – биологических, химических, физических.
  2. Обеззараживание воды с применением специальных реагентов, например, озона, соли хлорита натрия.
  3. Откачка загрязненной воды в отдельные емкости. Недопустимо сразу возвращать такую жидкость в водоемы – ее необходимо предварительно очищать разными способами, после чего возвращать в естественную среду.
  4. Применение технологий рециклинга. Если предприятие будет использовать отработанную воду несколько раз, а затем очистит ее перед стоком в водоем, экологический ущерб от такого производства будет минимальным.

Интересное видео

О проблемах пресной воды на планете и путях ее решения смотрите в этом видео:

Заключение

Таким образом, несмотря на кажущееся обилие воды высокого качества, проблема нехватки пресноводных ресурсов и их загрязнения уже сегодня остро стоит перед человечеством.

Усугубляется разным уровнем развития государств и отсутствием общих подходов. Чем быстрее она будет осознана как глобальная, тем более эффективно будет идти очистка, внедрение технологий рециклинга и других способов решения.