يُطلق على المصدر الذي يُدخل ملوثات المياه أو الكائنات الحية الدقيقة أو الحرارة إلى المياه السطحية أو الجوفية مصدر التلوث. مادة، مدمرةمعايير جودة المياه ( تعيين القيمتسمى مؤشرات جودة المياه حسب نوع استخدام المياه) بالملوث. يحدث التلوث الميكروبي للمياه نتيجة دخولها إلى المسطحات المائية الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. كما تم تحديد التلوث الحراري للمياه نتيجة مدخلات الحرارة.
السبب الرئيسي لتلوث أحواض المياه هو تصريف مياه الصرف الصحي غير المعالجة أو المعالجة بشكل غير كاف إلى المسطحات المائية من قبل المؤسسات الصناعية والمرافق والزراعة. ويقدر، على سبيل المثال، أنه إذا كانت المدينة تستهلك 600 ألف م3 من المياه يوميا، فإنها تنتج حوالي 500 ألف م3 من المياه العادمة. بقايا الأسمدة والمبيدات الحشرية التي يتم غسلها من التربة تنتهي في المسطحات المائية وتلوثهم.
مياه الصرف - هذه هي المياه التي يتم تصريفها بعد استخدامها في المنزل و أنشطة الإنتاجشخص.
حاليًا، يتم استهلاك 150 كيلومترًا مكعبًا من المياه سنويًا في جميع أنحاء العالم لتلبية الاحتياجات الصناعية والمنزلية. بالمقارنة مع قيمة التدفق المستدام للأنهار على الكوكب، فهذا قليل جدًا - أقل من 0.5٪. وقدر رئيس اللجنة الدولية للمياه السطحية، البروفيسور إم آي لفوفيتش، الخطر الذي يشكله هذا "القطرة" على بحر موارد المياه العذبة. لكي يكون لديك 150 كيلومتر مكعب من المياه تحت تصرفك، فأنت بحاجة ياخذ أربعة أضعاف كمية المياه من المصادر - هذا هو قانون استهلاك المياه الثابت. وبالتالي، يصل استهلاك المياه الفعلي إلى 600 كيلومتر مكعب في السنة. الفرق البالغ 450 كم 3 هو عودة المياه التي يتم إرسالها مرة أخرى إلى الأنهار والخزانات. لتحييدها، حتى بعد المعالجة البيولوجية الشاملة، يجب تخفيف هذه المياه بالمياه النظيفة. تكون معدلات التخفيف مرتفعة جدًا في بعض الأحيان. وهكذا، بالنسبة لمياه الصرف الصحي الناتجة عن إنتاج الألياف الاصطناعية، فإن عامل التخفيف هو 1: 185، للبولي إيثيلين أو البوليسترين - 1: 29.
في جميع أنحاء العالم، يتم إنفاق 5500 كيلومتر مكعب من المياه النظيفة سنويًا على معالجة مياه الصرف الصحي - أي ثلاثة أضعاف ما ينفق على جميع الاحتياجات الأخرى للبشرية. وتمثل هذه القيمة بالفعل 30% من التدفق المستدام لجميع الأنهار الكرة الأرضية. وبالتالي، فإن التهديد الرئيسي لنقص المياه لا ينجم عن الاستهلاك الصناعي الذي لا رجعة فيه، بل عن تلوث المياه الطبيعية بمياه الصرف الصناعي والحاجة إلى تخفيفها.
يمكن تقسيم الملوثات التي تدخل مياه الصرف الصحي إلى عدة مجموعات. نعم بحسب حالة فيزيائيةتفرز الشوائب غير القابلة للذوبان والغروانية والمذابة. بالإضافة إلى ذلك، ينقسم التلوث إلى معدني وعضوي وبكتيري وبيولوجي.
تتمثل الملوثات المعدنية عادة في الرمل وجزيئات الطين وجزيئات الخام والخبث والأملاح المعدنية ومحاليل الأحماض والقلويات وغيرها من المواد.
ينقسم التلوث العضوي حسب الأصل إلى نباتي وحيواني. التلوث العضوي النباتي هو بقايا النباتات والفواكه والخضروات والحبوب والزيوت النباتية وغيرها، أما التلوث الحيواني فهو الإفرازات الفسيولوجيةالإنسان والحيوان وبقايا الأنسجة الحيوانية والمواد اللاصقة وغيرها.
يعتبر التلوث البكتيري والبيولوجي من سمات مياه الصرف الصحي المنزلية والنفايات السائلة الناتجة عن بعض المؤسسات الصناعية. ومن بين هذه الأخيرة المسالخ، والمدابغ، ومصانع معالجة الصوف الأولية، وإنتاج الفراء، والمصانع الحيوية، ومؤسسات الصناعة الميكروبيولوجية، وما إلى ذلك.
تشمل مياه الصرف الصحي المنزلية المياه القادمة من المطابخ والمراحيض والحمامات والحمامات والمغاسل والمقاصف والمستشفيات والمياه المنزلية التي يتم توليدها عند غسل المباني وما إلى ذلك. وهي تأتي من المناطق السكنية والتجارية. المباني العامة، من المباني المنزلية المؤسسات الصناعيةإلخ. في مياه الصرف الصحي المنزلية، تشكل المواد العضوية الملوثة 58٪، والمواد المعدنية - 42٪ (الجدول 9).
في الإنتاج الصناعي، يتم استخدام الماء كمبرد، وامتصاص، ومذيب، وكوسيلة للنقل. ومن الممكن أيضًا استخدام الماء لأغراض مختلفة في نفس الوقت.
تستخدم العديد من الشركات في مجالات الهندسة الميكانيكية وأشغال المعادن وكيمياء فحم الكوك ومعالجة الصخر الزيتي ومحطات الطاقة الحرارية المياه للتبريد. ويصل استهلاك المياه في هذه المؤسسات لأغراض التبريد إلى 80% من إجمالي كمية المياه المستخدمة في الإنتاج.
ماء- المبرد في العملية التكنولوجيةتسخن بشكل أساسي بدلاً من أن تتسخ. ومع ذلك، فإن المياه المستخدمة لتبريد المواد الخام أو المنتجات أو المعدات ملوثة أيضًا ببعض المواد الضارة.
في مؤسسات صناعة البتروكيماويات والكيماويات، يتم استخدام الماء كمذيب ويتم تضمينه في المنتجات. في هذه الحالة، كقاعدة عامة، يتم تشكيل مياه الصرف الصحي المحددة. وفي بعض الحالات، يلعب الماء دور وسيلة ماصة ووسيلة نقل (التخصيب، الغسيل، تنقية المواد الخام والمنتجات، وما إلى ذلك). وفي الوقت نفسه، يصبح ملوثًا بالشوائب الميكانيكية والمواد الكيميائية القابلة للذوبان. في مصانع المواد الكيميائية ولب الورق والورق والتحلل المائي، وكذلك في الضوء و الصناعات الغذائيةيستخدم الماء كوسيلة عمل.
أدى إنتاج المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية (surfactants) واستخدامها على نطاق واسع، خاصة في تركيب المنظفات، إلى دخولها مع مياه الصرف الصحي إلى العديد من المسطحات المائية، بما في ذلك مصادر إمدادات المياه المنزلية ومياه الشرب، وحاليًا تعد هذه المواد من أكثر المواد الكيميائية شيوعًا. تلوث المسطحات المائية، وعدم فعالية تنقية المياه من المواد الخافضة للتوتر السطحي في محطات معالجة المياه الحديثة هو السبب في ظهورها في مياه الشرب، ومن الممكن أن تكون المواد الخافضة للتوتر السطحي تأثير سيءعلى جودة المياه، والقدرة على التنقية الذاتية للمسطحات المائية، وجسم الإنسان، وكذلك تعزيز الآثار الضارة للمواد الأخرى على هذه المؤشرات، لذلك من الضروري الحد من محتواها في الماء.
تنقسم جميع المواد الخافضة للتوتر السطحي الاصطناعية إلى أربع فئات: أنيونية، وغير أيونية، وكاتيونية، وأمفوليتية.
المواد الأنيونية، وهي الأكثر شيوعا من المواد الخافضة للتوتر السطحي، هي الرئيسية جزء لا يتجزأالمنظفات الاصطناعية. وتشمل هذه بشكل رئيسي كبريتات الألكيل، والسلفونول، وسلفونات الألكيل، وملح ثنائي الصوديوم من حمض أحادي ألكيل سلفونيك (DNS).
المواد غير الأيونيةمن حيث حجم الإنتاج، فهي تمثل حوالي 10٪ من جميع المواد الخافضة للتوتر السطحي الأخرى. يتم استخدامها بدرجة أقل من المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية الخامسالمنظفات، وأكثر للأغراض الصناعية. وتشمل هذه OP-7، OP-10، سينتانول، سينتاميد، بروكسانول، بروكسامين، إلخ.
المواد الكاتيونيةتشكل جزءًا غير مهم من جميع المواد الخافضة للتوتر السطحي المنتجة (كسور النسبة المئوية). في المنظفات يتم استخدامها كعوامل مطهرة.
يمكن أن تدخل المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى مصادر المياه مع مياه الصرف الصحي المنزلية نتيجة لاستخدامها في المنظفات الاصطناعية (CMC) في المنزل وفي المغاسل؛ مع مياه الصرف الصناعي أثناء الإنتاج ونتيجة لاستخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي وCMC في الصناعة؛ مع الجريان السطحي من الحقول الزراعية الناتج عن استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي لاستحلاب المبيدات الحشرية، وكذلك من المناطق المجاورة لمنشآت إنتاج CMC.
يمكن أن تدخل المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى المياه الجوفية نتيجة لاستخدام طرق التربة لمعالجة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على المواد الخافضة للتوتر السطحي أثناء إعادة الشحن المياه الجوفيةالمياه من مصادر المياه السطحية وغيرها من تلوث التربة بهذه المواد.
متوسط استهلاك المواد الخافضة للتوتر السطحي لكل فرد هو 2.5 جرام في اليوم. ومع معايير التخلص من المياه التي تتراوح بين 125-350 لترًا للشخص الواحد يوميًا، فإن متوسط التركيز المحسوب للمواد الخافضة للتوتر السطحي في مياه الصرف الصحي المنزلية سيكون 7.1-20 ملجم/لتر.
ونظرًا للمحتوى الكبير لمياه الصرف الصناعي في النفايات السائلة الحضرية، فإن المحتوى الفعلي للمواد الخافضة للتوتر السطحي في النفايات السائلة المختلطة يبلغ حاليًا في أغلب الأحيان في المتوسط حوالي 5 ملجم / لتر. فيما يتعلق بتطور إنتاج المواد الخافضة للتوتر السطحي، فإن محتواها في مياه الصرف الصحي سيزداد بشكل كبير في المستقبل.
من بين المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية الموجودة في مياه الصرف الصحي، تسود سلفونات الألكيلريل (السلفونول) وكبريتات الألكيل؛ قد يكون هناك أيضًا DNS (ملح ثنائي الصوديوم لحمض أحادي ألكيل سلفوسوكسينيك) ومن بين المواد غير الأيونية - سينثانول DS-10 ومواد أخرى.
إلى جانب المواد الخافضة للتوتر السطحي، تحتوي مياه الصرف الصحي المنزلية أيضًا على مكونات CMC أخرى، بما في ذلك ترايبوليفوسفيت الصوديوم، ورماد الصودا، وسيليكات الصوديوم، وكربوكسي ميثيل سيليلوز، والمبيضات البصرية، والعطور، ولاميدات الألكيل، والبيربورات، وكبريتات الصوديوم ومواد أخرى. إن الوجود المستمر للمواد الأيونية في مياه الصرف الصحي المنزلية، فضلاً عن الحساسية العالية لطرق تحليل هذه المواد، يجعلها مؤشراً أساسياً لتلوث المسطحات المائية بالمياه العادمة. من بين مياه الصرف الصناعي، الأكثر أهمية في تلويث المسطحات المائية بالمواد الخافضة للتوتر السطحي وCMC هي النفايات السائلة من مؤسسات الصناعات الخفيفة - النسيج والفراء والدباغة، حيث يتم استخدامها لإزالة الشحوم من الجلود الخام أثناء الدباغة، ولغسل خيوط القطن والصوف أثناء التبييض والصباغة. "، وطباعة الأقمشة، وما إلى ذلك.
يمكن احتواء المواد الخافضة للتوتر السطحي في مياه الصرف الصحي الناتجة عن العديد من الصناعات الأخرى. ويرجع ذلك إلى استخدام هذه المواد في عمليات مثل تعويم الخام وفصل المنتج التكنولوجيا الكيميائيةالحصول على البوليمرات. في صناعة النفط، قد يرتبط تلوث مصادر المياه باستخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي لتحسين ظروف حفر آبار النفط والغاز، وإغراق خزانات النفط، ومكافحة رواسب البارافين، وتآكل المعدات. في مياه الصرف الصناعي، محتوى الأنيونية و المواد غير الأيونية تختلف على نطاق واسع. وبالتالي، فإن النفايات السائلة في مؤسسات معالجة الصوف الأولية تتجاوز 200 ملغم / لتر، وفي النفايات السائلة من بعض مصانع النسيج والفراء تتراوح بين 5-50 ملغم / لتر.
أحد المصادر الهامة لتلوث المسطحات المائية هي المغاسل الآلية الكبيرة، التي يصل فيها محتوى المادة الخافضة للتوتر السطحي إلى 100-200 ملغم / لتر أو أكثر.
إلى جانب المواد الخافضة للتوتر السطحي، فإن الملوثات الكيميائية المنتشرة على نطاق واسع في المسطحات المائية هي المبيدات الحشرية التي تدخل المسطحات المائية بمياه الأمطار و تذوب الماء(الجريان السطحي)، وغسلها من النباتات والتربة؛ أثناء المعالجة الجوية والأرضية للأراضي الزراعية والغابات؛ عند معالجة المسطحات المائية مباشرة بالمبيدات الحشرية؛ مع مياه الصرف الصحي والمجمع المتولدة في الإنتاج الزراعي عند زراعة القطن والأرز؛ مع مياه الصرف الصحي المتولدة في الزراعة نتيجة لاستخدام المبيدات الحشرية، ومياه الصرف الصحي الناتجة عن الشركات المنتجة لها.
تعتمد درجة خطورة انجراف المبيدات أثناء معالجة الأراضي الزراعية على طريقة التطبيق وشكل الدواء. مع المعالجة الأرضية، يكون خطر تلويث المسطحات المائية أقل. أثناء المعالجة الجوية، يمكن أن يحمل الدواء مئات الأمتار عن طريق التيارات الهوائية وترسب في المناطق غير المعالجة وعلى سطح المسطحات المائية.
تنص قرارات المؤتمر الخامس والعشرون للحزب الشيوعي السوفييتي والقرار الخاص للجنة المركزية للحزب الشيوعي السوفييتي "بشأن مواصلة تطوير التخصص وتركيز الإنتاج الزراعي على أساس التعاون بين المزارع والتكامل الزراعي الصناعي" (1976) على مزيد من التطويرأحد أهم فروع الزراعة - تربية الماشية على أساس التخصص والتركيز والميكنة الشاملة للإنتاج. ويتم حالياً إنشاء مزارع كبيرة للماشية ومجمعات للتربية والتسمين الكبيرة ماشيةسنويا 3، 6، 10 و 15 ألف، الخنازير - 5، 12, 16، 24، 56، 108 ألف والدواجن - بواقع 100-150 ألف دجاجة بياضة في السنة. تركيز الحيوانات في مزارع كبيرةيتسبب في تكوين كمية كبيرة من السماد السائل (الغبار والبراز السائل والصلب). وبنهاية الخطة الخمسية العاشرة سيصل التراكم السنوي لهذه الركيزة إلى 500 مليون طن، وفي هذا الصدد، من الضروري اتخاذ التدابير اللازمة لمنع دخول السماد السائل غير المستخرج إلى بيئة خارجية(التربة، المسطحات المائية، وغيرها)، لما يشكله ذلك من خطر صحي ووبائي.
مياه الصرف الصحي للسفن، والتي تنقسم إلى ثلاث مجموعات: مياه الصرف الصحي، أو المياه البرازية، هي أيضًا مصدر لتلوث المسطحات المائية بالمواد الضارة؛ الأسرة، بما في ذلك المصارف من المطبخ، والاستحمام، والمغاسل، وما إلى ذلك؛ النفط الفرعي، أو التي تحتوي على النفط. تتميز مياه الصرف الصحي بوجود نسبة عالية من البكتيريا (يصل مؤشر القولون إلى 10 -10 12)، وكذلك التلوث العضوي (يصل استهلاك الأكسجين الكيميائي إلى 1500-2000 ملجم/لتر). حجم هذه المياه صغير نسبيًا - فالكمية اليومية على جميع السفن في حوض الفولغا لا تتجاوز 5-6 آلاف م 3.
تتميز مياه الصرف الصحي المنزلية بانخفاض التلوث العضوي، ولكن التلوث البكتيري واضح: يصل مؤشر الإشريكية القولونية إلى 10 ثانية -10 هـ، وعادة ما يتم تصريف هذه المياه العادمة على ظهر السفينة عند توليدها. يحظر تفريغها في منطقة الحماية الصحية لأنابيب المياه.
تتشكل المياه الجوفية في غرف محركات السفن. تتميز باحتوائها على نسبة عالية من المنتجات البترولية.
في السنوات الأخيرة، تلقت الخزانات عدة آلاف من الوحدات مما يسمى بالأسطول الصغير (القوارب والقوارب المختلفة ذات المحركات الخارجية). أصبح الأسطول الصغير ملوثًا خطيرًا للمسطحات المائية.
الجريان السطحي هو أيضا مصدر لتلوث المسطحات المائية. ويبلغ إجمالي كمية التلوث التي تدخل الخزانات والمجاري المائية مع الجريان السطحي في المناطق الحضرية حوالي 8-15% من مستويات التلوث بمياه الصرف الصحي المنزلية.
المياه الجوفية.
هناك تلوث ميكروبي وكيميائي للمياه الجوفية. يمكن أن تكون مصادر تلوث المياه الجوفية المؤسسات الصناعية والمرافق البلدية. في حالة التلوث الميكروبي للمياه الجوفية، تحتفظ بعض البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض بنشاطها الحيوي لفترة طويلة (100 يوم أو أكثر).
تتعرض المياه الجوفية في كثير من الأحيان للتلوث الميكروبي، وتتشكل بؤر التلوث في وجود حقول الصرف الصحي والترشيح، وساحات الماشية، والأحواض التي يتم من خلالها الترشيح المباشر للمياه الملوثة. وإذا فقدت التربة في منطقة التهوية خصائصها التنقية، يبدأ تلوث المياه الجوفية. تعتبر بؤر التلوث خطيرة بشكل خاص في مناطق الصخور المكسورة أو ذات الحبيبات الخشنة شديدة النفاذية. وفي مثل هذه الحالات، يمكن للتلوث الناتج عن هطول الأمطار في الغلاف الجوي أن يخترق المياه الجوفية. يمكن أن يحدث تلوث المياه الجوفية أيضًا عندما يتم تصريف المياه العادمة إلى آبار الامتصاص والحفر والآبار.
يمكن أن يحدث تلوث المياه الارتوازية عندما يتم تصريف مياه الصرف الصحي في آبار الامتصاص، وكذلك عندما تتدفق المياه الجوفية الملوثة عبر الأنابيب المتآكلة وحلقة الآبار المهجورة التي بها عيوب. يمكن أن يحدث تلوث المياه الجوفية بالمواد الكيميائية من خلال المياه السطحية الملوثة التي تغذي المياه الجوفية.
تستخدم المؤسسات الصناعية برك الترسيب، وبرك الحمأة، وبرك التخزين، وبرك التبخر، وبرك المخلفات، ومقالب الرماد، وما إلى ذلك لمعالجة مياه الصرف الصحي. وفي بعض الحالات، يمكن أن تكون أيضًا مصدرًا لتلوث المياه الجوفية. عند استخدام حقول الري الزراعية وحقول الترشيح لمعالجة مياه الصرف الصحي، من الممكن أيضًا تلوث المياه الجوفية بالمواد الكيميائية الضارة.
يمكن أيضًا للمواد النشطة سطحيًا (السطحي) أن تدخل إلى المياه الجوفية. ويلاحظ تلوث المواد الخافضة للتوتر السطحي عند استخدام طرق التربة لمعالجة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على المواد الخافضة للتوتر السطحي، مع تجديد المياه الجوفية من مصادر المياه السطحية التي تحتوي على المواد الخافضة للتوتر السطحي.
يمكن أن يكون مصدر تلوث المياه الجوفية هو هطول الأمطار الملوثة في المناطق التي تشغلها النفايات الصناعية ومقالب الملح ومناطق تخزين المنتجات البترولية والمواد الخام و المنتجات النهائيةشركات الصناعات الكيماوية ومستودعات المبيدات والأسمدة.
يخطط
مقدمة................................................. .......................................................... .... 2
دورة المياه............................................... ............................. 2
سطح الماء................................................ ............................................. 3
المياه الجوفية................................................. .......................................... 4
الماء في حياة الإنسان................................................. ........................... ........................... 5
مشاكل الماء ........................................... ......................................... 7
تلوث................................................. ........................................... 10
تلوث المياه السطحية ........................................... .................... ..... 12
تلوث المياه الجوفية................................................ ................... ............ 15
أهداف البيئة المائية ................................ ................................ . ........................... 16
أنشطة حماية والحفاظ على الموارد المائية ..... 19
وسائل التنفيذ ........................................... .... ............... 23
أ) التمويل وتقدير التكلفة .......................................... ........... 23
ب) الوسائل العلمية والتقنية .......................................... ....... ......24
ج) تنمية الموارد البشرية ........................................... .................... ........... 25
د) بناء القدرات .............................................. .......................................... 26
خاتمة................................................. ................................ 27
مقدمة
حسب العلماء أن 97.5% من إجمالي احتياطيات المياه على كوكب الأرض تأتي من المياه المالحة في البحار والمحيطات. وبعبارة أخرى، تشكل المياه العذبة 2.5% فقط من احتياطيات العالم.
مع العلم أن 75% مياه عذبة"متجمدة" في الأنهار الجليدية الجبلية والقبعات القطبية، و24% أخرى موجودة تحت الأرض على شكل مياه جوفية، و0.5% أخرى "مشتتة" في التربة على شكل رطوبة، وتبين أن مصادر المياه الأكثر سهولة ورخيصة - تمثل الأنهار والبحيرات وغيرها من المسطحات المائية الأرضية ما يزيد قليلاً عن 0.01% من احتياطيات المياه في العالم.
مع الأخذ بعين الاعتبار أهمية الماء لحياة الإنسان وكل أشكال الحياة على الأرض، فإن الأرقام الواردة تؤكد بوضوح الفرضية المقدسة القائلة بأن الماء هو أحد أثمن كنوز كوكبنا.
دورة المياه
وكما نتذكر من دروس التاريخ الطبيعي، فإن الماء في حركة مستمرة. يتبخر الماء من سطح الخزانات والتربة والنباتات ويتراكم في الغلاف الجوي، ويسقط عاجلاً أم آجلاً على شكل هطول الأمطار، مما يؤدي إلى تجديد الاحتياطيات في المحيطات والأنهار والبحيرات، وما إلى ذلك. وهكذا فإن كمية الماء على الأرض لا تتغير، بل تغير أشكالها فقط - هذه هي دورة الماء في الطبيعة. من بين جميع الأمطار التي تهطل، 80% يسقط مباشرة في المحيط. بالنسبة لنا، فإن نسبة الـ 20٪ المتبقية التي تسقط على الأرض هي الأكثر أهمية، حيث أن معظم مصادر المياه التي يستخدمها البشر يتم تجديدها على وجه التحديد من هذا النوع من الأمطار. ببساطة، الماء المتساقط على الأرض له مساران. أو أنه يتجمع في الجداول والأنهار والأنهار وينتهي به الأمر في البحيرات والخزانات - ما يسمى بمصادر استهلاك المياه المفتوحة (أو السطحية). أو أن الماء، الذي يتسرب عبر التربة وطبقات التربة التحتية، يجدد احتياطيات المياه الجوفية. تشكل المياه السطحية والجوفية المصدرين الرئيسيين لإمدادات المياه. كل من هذه الموارد المائية مترابطة ولها مزايا وعيوب كمصدر يشرب الماء.
سطح الماء
تعتمد نوعية المياه السطحية على مجموعة من العوامل المناخية والجيولوجية.
العامل المناخي الرئيسي هو كمية وتواتر هطول الأمطار، فضلا عن الوضع البيئي في المنطقة. يحمل الهطول معه كمية معينة من الجزيئات غير الذائبة، مثل الغبار والرماد البركاني وحبوب اللقاح والبكتيريا والجراثيم الفطرية، وأحيانًا الكائنات الحية الدقيقة الأكبر حجمًا. المحيط هو مصدر للأملاح المختلفة الذائبة في مياه الأمطار. يمكن العثور عليها في أيونات الكلوريد والكبريتات والصوديوم والمغنيسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم. كما تعمل الانبعاثات الصناعية في الغلاف الجوي على "إثراء" اللوحة الكيميائية، ويرجع ذلك أساسًا إلى المذيبات العضوية وأكاسيد النيتروجين والكبريت، التي تسبب "الأمطار الحمضية". كما تساهم المواد الكيميائية المستخدمة في الزراعة.
تشمل العوامل الجيولوجية بنية مجاري الأنهار. إذا كانت القناة مكونة من صخور الحجر الجيري، فإن المياه في النهر عادة ما تكون صافية وصعبة. إذا كانت القناة مصنوعة من صخور غير قابلة للاختراق، على سبيل المثال الجرانيت، فإن الماء سيكون ناعما، ولكن غائما بسبب عدد كبير من الجزيئات العالقة من المواد العضوية وغير العضوية. أصل عضوي.
وبشكل عام، تتميز المياه السطحية بالنعومة النسبية والمحتوى العضوي العالي ووجود الكائنات الحية الدقيقة.
المياه الجوفية
يتسرب جزء كبير من مياه الأمطار المتساقطة، وكذلك المياه الذائبة، إلى التربة. وهناك يذيب المواد العضوية الموجودة في طبقة التربة ويشبع بالأكسجين. توجد في العمق طبقات رملية وطينية وحجر جيري. فيها، يتم تصفية المواد العضوية في الغالب، لكن الماء يبدأ في التشبع بالأملاح والعناصر النزرة. بشكل عام، هناك عدة عوامل تؤثر على جودة المياه الجوفية.
1) نوعية مياه الأمطار (الحموضة، الأملاح، الخ).
2) نوعية المياه في الخزان تحت الماء. يمكن أن يصل عمر هذه المياه إلى عشرات الآلاف من السنين.
3) طبيعة الطبقات التي يمر عبرها الماء.
4) الطبيعة الجيولوجية لطبقة المياه الجوفية.
وكقاعدة عامة، فإن الكميات الأكثر أهمية في المياه الجوفية تحتوي على الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والحديد، وبدرجة أقل، المنغنيز (الكاتيونات). جنبا إلى جنب مع الأنيونات الشائعة في الماء - الكربونات والبيكربونات والكبريتات والكلوريدات - فإنها تشكل الأملاح. تركيز الملح يعتمد على العمق. وفي المياه العميقة "الأقدم"، يكون تركيز الأملاح مرتفعًا جدًا بحيث يكون لها طعم مالح واضح. تنتمي معظم المياه المعدنية المعروفة إلى هذا النوع. يتم الحصول على المياه عالية الجودة من طبقات الحجر الجيري، ولكن عمقها يمكن أن يكون كبيرًا جدًا والحفر فيها ليس متعة رخيصة. تتميز المياه الجوفية بنسبة تمعدن عالية إلى حد ما، وصلابة، محتوى منخفضالعضوية وعمليا الغياب التامالكائنات الدقيقة.
الماء في حياة الإنسان
الماء - للوهلة الأولى هو أبسط مركب كيميائي يتكون من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة - وهو دون أي مبالغة أساس الحياة على الأرض. وليس من قبيل الصدفة أن يبحث العلماء عن أشكال الحياة على كواكب أخرى النظام الشمسييتم بذل الكثير من الجهد في اكتشاف آثار الماء.
الماء نفسه لا يوجد لديه القيمة الغذائيةولكنه عنصر لا غنى عنه في جميع الكائنات الحية. تحتوي النباتات على ما يصل إلى 90% من الماء، بينما يحتوي جسم الشخص البالغ على 60-65% منه، ولكن هذا "متوسط" من إجمالي وزن الجسم. بمزيد من التفصيل، تتكون العظام من 22% فقط من الماء، لكن الدماغ يتكون بالفعل من 75%، والعضلات أيضًا 75% من الماء (تحتوي على حوالي نصف إجمالي الماء في الجسم)، ويتكون الدم من 92% من الماء.
يرجع الدور الأساسي للمياه في حياة جميع الكائنات الحية، بما في ذلك البشر، إلى حقيقة أنها مذيب عالمي لعدد كبير من المواد الكيميائية. أولئك. وفي الحقيقة هي البيئة التي تجري فيها جميع العمليات الحياتية.
فيما يلي قائمة صغيرة وبعيدة كل البعد عن "مسؤوليات" الماء في أجسامنا.
ينظم درجة حرارة الجسم.
يرطب الهواء عند التنفس.
يوفر التوصيل العناصر الغذائيةوالأكسجين إلى كافة خلايا الجسم.
يحمي ويحمي الأعضاء الحيوية.
يساعد على تحويل الغذاء إلى طاقة.
يساعد على امتصاص العناصر الغذائية من قبل الأعضاء.
يزيل السموم والفضلات من العمليات الحيوية.
يعد المحتوى المائي المحدد والثابت شرطًا ضروريًا لوجود كائن حي. عندما تتغير كمية المياه المستهلكة وتركيبتها الملحية، تتعطل عمليات الهضم وامتصاص الطعام وتكوين الدم وما إلى ذلك، وبدون الماء يستحيل تنظيم التبادل الحراري للجسم مع البيئة والحفاظ على درجة حرارة الجسم.
يشعر الإنسان بشكل حاد للغاية بالتغير في محتوى الماء في جسمه ولا يمكنه العيش بدونه إلا لبضعة أيام. مع فقدان الماء بكمية أقل من 2٪ من وزن الجسم (1-1.5 لتر) يظهر الشعور بالعطش، مع فقدان 6-8٪ تحدث حالة شبه إغماء، مع 10٪ هلوسة. وتحدث صعوبة في البلع. إن فقدان 10-20% من الماء يشكل تهديدًا للحياة. تموت الحيوانات عندما تفقد 20-25% من الماء.
اعتمادا على شدة العمل، الظروف الخارجية(بما في ذلك المناخ)، تقاليد ثقافيةيستهلك الشخص إجمالاً (مع الطعام) من 2 إلى 4 لترات من الماء يوميًا. متوسط الاستهلاك اليومي حوالي 2 -2.5 لتر. وهذه هي الأرقام التي تستخدمها منظمة الصحة العالمية عند وضع توصيات بشأن نوعية المياه.
مشاكل المياه
احتياطيات المياه العذبة هي مورد واحد. إن تنمية موارد المياه العذبة في العالم على المدى الطويل تتطلب اتباع نهج شمولي لاستخدام هذه الموارد والاعتراف بالترابط بين العناصر التي تشكل إمدادات المياه العذبة وتحدد جودتها.
هناك مناطق قليلة في العالم لا تتأثر بفقدان مصادر الإمداد المحتملة مياه عذبةوتدهور نوعية المياه وتلوث المصادر السطحية والجوفية. تنشأ المشاكل الرئيسية التي تؤثر سلبًا على جودة مياه الأنهار والبحيرات اعتمادًا على الظروف بدرجات متفاوتةوخطورتها نتيجة لعدم كفاية معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية، وضعف التحكم في تصريف مياه الصرف الصناعي، وفقدان وتدمير مناطق مستجمعات المياه، وتحديد المواقع غير المستدامة للمنشآت الصناعية، وإزالة الغابات، ونظام الزراعة البور غير المنضبط، والممارسات الزراعية غير المستدامة. وهذا يؤدي إلى ترشيح المواد الغذائية والمبيدات الحشرية. يضطرب التوازن الطبيعي للنظم الإيكولوجية المائية وتتعرض موارد المياه العذبة الحية للتهديد.
كما تؤثر مشاريع تنمية المياه لأغراض التنمية الزراعية، مثل السدود وخطط نقل الأنهار وهياكل إدارة المياه ومشاريع الري، على النظم البيئية المائية في ظروف مختلفة. ويؤدي التآكل والطمي وإزالة الغابات والتصحر إلى زيادة تدهور الأراضي، ويكون لإنشاء الخزانات في بعض الحالات تأثير سلبي على النظم الإيكولوجية. وتنشأ العديد من هذه المشاكل من أنماط التنمية المدمرة بيئيا والافتقار إلى الفهم والمعرفة العامة بشأن الحفاظ على موارد المياه السطحية والجوفية.
ويمكن قياس درجة التأثير على البيئة وصحة الإنسان، على الرغم من أن أساليب القيام بذلك في العديد من البلدان غير كافية للغاية أو لم يتم تطويرها على الإطلاق. هناك سوء فهم واسع النطاق للعلاقات بين تنمية الموارد المائية وإدارتها وإدارتها ومعالجتها والنظم الإيكولوجية المائية. حيثما كان ذلك ممكنا، فمن المهم للغاية اجراءات وقائية، من أجل تجنب استعادة وتنقية وتطوير موارد المياه الجديدة المكلفة.
في معظم الحالات، تتطلب المياه القادمة من البئر، وغالبًا من نظام إمدادات المياه البلدية، معالجة مسبقة، والغرض منها هو الارتقاء بجودة المياه إلى المعايير الحالية.
لا يمكن الحكم على جودة المياه وامتثالها أو عدم امتثالها للمعايير المعمول بها إلا على أساس المعايير الكيميائية والكيميائية الأكثر اكتمالا. التحليل البكتريولوجي. فقط على أساس التحليل يمكن للمرء التوصل إلى نتيجة نهائية حول المشكلة أو مجموعة المشاكل التي يجب التعامل معها.
المشاكل الرئيسية المتعلقة بالمياه التي يتعين على المستخدمين التعامل معها هي كما يلي:
وجود جزيئات ميكانيكية غير منحلة في الماء، والرمل، والمواد العالقة، والصدأ، وكذلك المواد الغروية. يؤدي وجودها في الماء إلى التآكل الكاشطة المتسارع لتركيبات وأنابيب السباكة، فضلاً عن انسدادها.
وجود الحديد والمنجنيز المذاب في الماء. تكون هذه المياه شفافة في البداية، ولكن عند تسويتها أو تسخينها، فإنها تكتسب لونًا بنيًا مصفرًا، وهو سبب ظهور بقع صدئة على تركيبات السباكة. مع زيادة محتوى الحديد، يكتسب الماء أيضا طعم "حديدي" مميز.
الصلابة، والتي تتحدد بكمية أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم الذائبة في الماء. بسبب محتواها العالي، من الممكن حدوث ترسبات وظهور بقع بيضاء على سطح حوض الاستحمام والحوض وما إلى ذلك. أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم، وتسمى أيضًا أملاح الصلابة، هي السبب في ظهور القشرة المعروفة.
غير ضار نسبيًا في الغلاية، المقياس المترسب على جدران أجهزة تسخين المياه (الغلايات، سخانات المياه، إلخ)، وكذلك على جدران الأنابيب في خط الماء الساخن، يعطل عملية التبادل الحراري.
وهذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة عناصر التسخين والاستهلاك المفرط للكهرباء والغاز. تعتبر الرواسب الكلسية سببًا لما يصل إلى 90٪ من أعطال سخانات المياه.
التواجد في الماء مذاق سيءوالرائحة واللون. هذه العوامل الثلاثة، والتي تسمى عادة المؤشرات الحسية، يمكن أن تتأثر بالمواد العضوية الموجودة في الماء، والكلور المتبقي، وكبريتيد الهيدروجين.
التلوث البكتريولوجي. يحدث بسبب وجود الميكروبات أو البكتيريا المختلفة في الماء. قد يشكل بعضها تهديدًا مباشرًا لصحة الإنسان وحياته، ولكن حتى البكتيريا غير الضارة نسبيًا في عملية نشاطها الحيوي تطلق مواد عضوية لا تؤثر فقط على الخصائص الحسية للمياه، ولكنها تدخل أيضًا في تكوينها. التفاعلات الكيميائية(على سبيل المثال، مع الكلور) قادرة على إنتاج مركبات سامة ومسرطنة.
وبطبيعة الحال، فإن القائمة أعلاه لا تستنفد مجموعة متنوعة من المشاكل التي تنشأ مع الماء، ولكنها تقدم لنا المشاكل الرئيسية.
تلوث
يُفهم تلوث المسطحات المائية على أنه انخفاض في وظائف محيطها الحيوي وأهميته الاقتصادية نتيجة دخول مواد مؤذية.
أحد أنواع تلوث المياه التلوث الحراري. غالبًا ما تقوم محطات توليد الطاقة والمؤسسات الصناعية بتصريف المياه الساخنة في الخزان. وهذا يؤدي إلى زيادة درجة حرارة الماء فيه. مع زيادة درجة الحرارة في الخزان، تنخفض كمية الأكسجين، وتزداد سمية ملوثات المياه، ويضطرب التوازن البيولوجي.
في المياه الملوثة، مع ارتفاع درجة الحرارة، تبدأ الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض والفيروسات في التكاثر بسرعة. بمجرد وجودها في مياه الشرب، يمكن أن تسبب تفشي الأمراض المختلفة.
وفي عدد من المناطق، كانت المياه الجوفية مصدرا هاما للمياه العذبة. في السابق، كانوا يعتبرون أنقى. ولكن في الوقت الحالي، ونتيجة للأنشطة الاقتصادية البشرية، فإن العديد من مصادر المياه الجوفية معرضة أيضًا للتلوث. غالبًا ما يكون هذا التلوث كبيرًا جدًا لدرجة أن المياه الناتجة عنها أصبحت غير صالحة للشرب.
تستهلك البشرية كميات هائلة من المياه العذبة لتلبية احتياجاتها. المستهلكون الرئيسيون هم الصناعة والزراعة. الصناعات الأكثر استهلاكًا للمياه هي التعدين والصلب والمواد الكيميائية والبتروكيماويات واللب والورق وتجهيز الأغذية. أنها تستهلك ما يصل إلى 70٪ من إجمالي المياه المستهلكة في الصناعة. المستهلك الرئيسي للمياه العذبة هو الزراعة: حيث يتم استخدام 60-80% من إجمالي المياه العذبة لتلبية احتياجاتها.
في الظروف الحديثةإن احتياجات الإنسان من المياه لتلبية الاحتياجات البلدية والمنزلية تتزايد بشكل كبير. ويعتمد حجم المياه المستهلكة لهذه الأغراض على المنطقة ومستوى المعيشة، ويتراوح من 3 إلى 700 لتر للشخص الواحد.
ومن تحليل استخدام المياه على مدى العقود الخمسة إلى الستة الماضية، يترتب على ذلك أن الزيادة السنوية في استهلاك المياه الذي لا رجعة فيه، حيث يتم فقدان المياه المستخدمة إلى الطبيعة بشكل لا رجعة فيه، تبلغ 4-5٪. وتظهر الحسابات المستقبلية أنه إذا تم الحفاظ على معدلات الاستهلاك هذه ومع الأخذ في الاعتبار النمو السكاني وحجم الإنتاج، بحلول عام 2100 قد تستنزف البشرية جميع احتياطيات المياه العذبة.
بالفعل في الوقت الحاضر، ليس فقط المناطق التي حرمتها الطبيعة تعاني من نقص المياه العذبة. موارد المياه، ولكن أيضًا العديد من المناطق التي كانت تعتبر حتى وقت قريب مزدهرة في هذا الصدد. وفي الوقت الحالي، لا تتم تلبية احتياجات 20% من سكان المناطق الحضرية و75% من سكان الريف في العالم من المياه العذبة.
لقد أثر التدخل البشري في العمليات الطبيعية حتى على الأنهار الكبيرة (مثل نهر الفولغا، والدون، ودنيبر)، مما أدى إلى انخفاض في أحجام الكتل المائية المنقولة (تدفق النهر). يتم إنفاق المياه المستخدمة في الزراعة في الغالب على التبخر وتكوين الكتلة الحيوية النباتية، وبالتالي لا تعاد إلى الأنهار. بالفعل، في المناطق الأكثر اكتظاظا بالسكان في البلاد، انخفض تدفق الأنهار بنسبة 8٪، وفي الأنهار مثل دون، وتيريك، والأورال - بنسبة 11-20٪. إن مصير بحر آرال مثير للغاية، والذي لم يعد موجودًا بشكل أساسي بسبب الإفراط في استهلاك المياه من نهري سيرداريا وأموداريا لأغراض الري.
وتتعرض إمدادات المياه العذبة المحدودة إلى مزيد من الانخفاض بسبب التلوث. الخطر الرئيسي هو مياه الصرف الصحي (الصناعية والزراعية والمنزلية)، حيث أن جزءا كبيرا من المياه المستخدمة يعود إلى أحواض المياه في شكل مياه الصرف الصحي.
تلوث المياه السطحية
نوعية المياه في معظم المسطحات المائية لا تلبي المتطلبات التنظيمية. تكشف الملاحظات طويلة المدى لديناميات جودة المياه السطحية عن ميل إلى زيادة عدد المواقع مستوى عالالتلوث (أكثر من 10 تركيزات قصوى مسموح بها) وعدد الحالات القصوى محتوى عالي(أكثر من 100 MPC) من الملوثات في المسطحات المائية.
لا يمكن لحالة مصادر المياه وأنظمة إمدادات المياه المركزية أن تضمن الجودة المطلوبة لمياه الشرب، وفي عدد من المناطق (جنوب الأورال، كوزباس، بعض مناطق الشمال) وصلت هذه الحالة إلى مستوى خطير على صحة الإنسان. تلاحظ خدمات المراقبة الصحية والوبائية باستمرار ارتفاع تلوث المياه السطحية.
يتم إدخال حوالي ثلث إجمالي كتلة الملوثات إلى مصادر المياه مع الجريان السطحي والعواصف من مناطق المناطق غير المطورة والمنشآت الزراعية والأراضي، مما يؤثر على الموسمية، خلال فيضان الربيع، تدهور نوعية مياه الشرب، والذي يتم الاحتفال به سنويًا في مدن أساسيه، بما في ذلك في نوفوسيبيرسك. وفي هذا الصدد يتم إجراء عملية فرط الكلورة في المياه، إلا أنها غير آمنة على الصحة العامة بسبب تكوين الكلور. مركبات العضوية.
أحد الملوثات الرئيسية للمياه السطحية هو النفط والمنتجات البترولية. يمكن أن يدخل الزيت إلى الماء نتيجة التسربات الطبيعية في المناطق التي يحدث فيها. لكن المصادر الرئيسية للتلوث ترتبط بالنشاط البشري: إنتاج النفط ونقله وتكريره واستخدام النفط كوقود ومواد خام صناعية.
بين المنتجات الصناعية، مكانة خاصة في التأثير السلبيالمواد الاصطناعية السامة تحتل البيئة المائية والكائنات الحية. يتم استخدامها بشكل متزايد في الصناعة والنقل والخدمات المنزلية. تركيز هذه المركبات في مياه الصرف الصحي عادة ما يكون 5-15 ملغم/لتر مع MPC قدره 0.1 ملغم/لتر. يمكن لهذه المواد أن تشكل طبقة من الرغوة في الخزانات، وهو ما يمكن ملاحظته بشكل خاص على المنحدرات والبنادق والسدود. وتظهر القدرة على تكوين الرغوة في هذه المواد بالفعل عند تركيز 1-2 ملغم/لتر.
الملوثات الأكثر شيوعا في المياه السطحية هي الفينولات، والمواد العضوية المؤكسدة بسهولة، ومركبات النحاس والزنك، وفي بعض مناطق البلاد - نيتروجين الأمونيوم والنتريت، واللجنين، والزانثات، والأنيلين، وميثيل مركبتان، والفورمالديهايد، وما إلى ذلك. يتم إدخال الملوثات إلى المياه السطحية من خلال مياه الصرف الصحي من شركات المعادن الحديدية وغير الحديدية والكيماويات والبتروكيماويات والنفط والغاز والفحم والغابات وصناعات اللب والورق والمؤسسات الزراعية والبلدية والجريان السطحي من المناطق المجاورة.
خطر طفيف ل البيئة المائيةوتشمل المعادن الزئبق والرصاص ومركباتهما.
يؤدي التوسع في الإنتاج (بدون مرافق المعالجة) واستخدام المبيدات في الحقول إلى تلوث شديد للمسطحات المائية بالمركبات الضارة. يحدث تلوث البيئة المائية نتيجة الإدخال المباشر للمبيدات الحشرية أثناء معالجة الخزانات لمكافحة الآفات، ودخول المياه المتدفقة من سطح الأراضي الزراعية المعالجة إلى الخزانات، أثناء تصريف النفايات من المنشآت الصناعية إلى الخزانات، وكذلك نتيجة للخسائر أثناء النقل والتخزين وجزئيًا بسبب هطول الأمطار في الغلاف الجوي.
إلى جانب المبيدات الحشرية، يحتوي الجريان السطحي الزراعي على كمية كبيرة من بقايا الأسمدة (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) المطبقة على الحقول. وبالإضافة إلى ذلك، تأتي كميات كبيرة من مركبات النيتروجين والفوسفور العضوية من مزارع الماشية ومياه الصرف الصحي. تؤدي الزيادة في تركيز العناصر الغذائية في التربة إلى انتهاك التوازن البيولوجي في الخزان.
في البداية، يزيد عدد الطحالب المجهرية في مثل هذا الخزان بشكل حاد. ومع زيادة الإمدادات الغذائية، يزداد عدد القشريات والأسماك والكائنات المائية الأخرى. ثم يموت عدد كبير من الكائنات الحية. فهو يؤدي إلى استهلاك جميع احتياطيات الأكسجين الموجودة في الماء وتراكم كبريتيد الهيدروجين. يتغير الوضع في الخزان كثيرًا لدرجة أنه يصبح غير مناسب لوجود أي شكل من أشكال الكائنات الحية. الخزان "يموت" تدريجياً.
المستوى الحالي لمعالجة مياه الصرف الصحي هو أنه حتى في المياه التي خضعت للمعالجة البيولوجية، فإن محتوى النترات والفوسفات يكفي للتخثث المكثف للمسطحات المائية.
التخثث- إثراء الخزان بالمواد المغذية، وتحفيز نمو العوالق النباتية. وهذا يتسبب في تعكر الماء، وموت النباتات القاعية، وانخفاض تركيز الأكسجين المذاب، واختناق الأسماك والمحاريات التي تعيش في الأعماق.
في العديد من المسطحات المائية، تتجاوز تركيزات الملوثات الحد الأقصى المسموح به للتركيزات التي تحددها قواعد حماية الصحة ومصايد الأسماك.
تلوث المياه الجوفية
ليس فقط المياه السطحية ملوثة، ولكن أيضًا المياه الجوفية. وبشكل عام، يتم تقييم حالة المياه الجوفية على أنها حرجة وتميل إلى المزيد من التدهور بشكل خطير.
تخضع المياه الجوفية (وخاصة طبقات المياه الجوفية العليا والضحلة)، مثل عناصر البيئة الأخرى، للتأثير الملوث للنشاط الاقتصادي البشري. تعاني المياه الجوفية من التلوث الناتج عن حقول النفط ومؤسسات التعدين وحقول الترشيح وخزانات الحمأة ومقالب المصانع المعدنية ومرافق تخزين النفايات الكيميائية والأسمدة ومدافن النفايات ومجمعات الثروة الحيوانية التي لا يتم صرفها المستوطنات. تتدهور جودة المياه نتيجة لتدفق المياه الطبيعية دون المستوى المطلوب عند انتهاك نظام تشغيل مآخذ المياه. تصل مساحة مراكز تلوث المياه الجوفية إلى مئات الكيلومترات المربعة.
المواد السائدة الملوثة للمياه الجوفية هي: المنتجات البترولية، الفينولات، المعادن الثقيلة (النحاس، الزنك، الرصاص، الكادميوم، النيكل، الزئبق)، الكبريتات، الكلوريدات، مركبات النيتروجين.
قائمة المواد الخاضعة للرقابة في المياه الجوفية ليست منظمة، لذلك من المستحيل الحصول على صورة دقيقة لتلوث المياه الجوفية.
تتلوث أنظمة المياه السطحية - الجداول والأنهار والبحيرات والبرك - بشكل رئيسي بالنفايات الصناعية المنزلية. تتأثر نظافة المياه السطحية في المناطق الريفية بالجريان السطحي من الحقول والمبيدات الحشرية والأسمدة، وفي كثير من الأحيان النفايات المنزلية والسماد من القرى والمزارع. نوعية المياه في معظم المسطحات المائية لا تلبي المتطلبات التنظيمية. تكشف الملاحظات طويلة المدى لديناميات جودة المياه السطحية عن وجود ميل إلى زيادة عدد المواقع ذات مستويات التلوث العالية (أكثر من 10 MPC) وعدد حالات المحتوى العالي للغاية (أكثر من 100 MPC) من الملوثات في المسطحات المائية. .
لا يمكن لحالة مصادر المياه وأنظمة إمدادات المياه المركزية أن تضمن الجودة المطلوبة لمياه الشرب، وفي عدد من المناطق (جنوب الأورال، كوزباس، بعض مناطق الشمال) وصلت هذه الحالة إلى مستوى خطير على صحة الإنسان. تلاحظ خدمات المراقبة الصحية والوبائية باستمرار ارتفاع تلوث المياه السطحية.
يتم إدخال حوالي ثلث إجمالي كتلة الملوثات إلى مصادر المياه من خلال الجريان السطحي والعواصف من المناطق الصحية غير المطورة المناطق المأهولة بالسكانوالمنشآت والأراضي الزراعية، مما يؤثر موسمياً، أثناء الفيضان الربيعي، على تدهور نوعية مياه الشرب. وفي هذا الصدد، تعتبر مياه الشرب شديدة الكلور، ولكنها غير آمنة للصحة العامة بسبب تكوين مركبات الكلور العضوية. وأكثر ملوثات المياه السطحية شيوعاً هي المنتجات النفطية، والفينولات، والمواد العضوية سهلة الأكسدة، والمركبات المعدنية، والأمونيوم، والنتريد النيتروجين. المصدر الرئيسي للتلوث هو مياه الصرف الصحي الناتجة عن مختلف الصناعات والمؤسسات الزراعية والبلدية والجريان السطحي.
بسبب التشغيل غير المستقر لمعظم المؤسسات ووضعها المالي الصعب وكذلك غير المرضي تمويل الميزانيةيتم تنفيذ تدابير حماية المياه في البلاد بوتيرة منخفضة للغاية.
الحالة غير المواتية للأنهار الصغيرة، خاصة في مناطق المراكز الصناعية الكبيرة، بسبب دخولها إليها مع الجريان السطحي ومياه الصرف الصحي. كميات كبيرةالملوثات. ويحدث ضرر كبير للأنهار الصغيرة بسبب النشاط الاقتصادي بسبب انتهاك نظام النشاط الاقتصادي في مناطق حماية المياه ودخول التلوث العضوي والمعدني إلى المجاري المائية، فضلا عن غسل التربة نتيجة التآكل المائي.
يتم إدخال كمية كبيرة من الملوثات إلى المياه السطحية من خلال مياه الصرف الصحي الناتجة عن المعادن الحديدية وغير الحديدية والكيماويات والبتروكيماويات والنفط والغاز والفحم والغابات وصناعات اللب والورق والمؤسسات الزراعية والبلدية والجريان السطحي من المناطق المجاورة. وللأراضي الزراعية، وكذلك المراعي ومزارع الماشية، تأثير كبير.
يتم تصريف أحجام مياه الصرف الصحي المنزلية في المناطق الحضرية، مثل الصناعة، في نظام الصرف الصحي. تركيز المواد العضويةفي هذه النفايات غالبا ما تكون أعلى من النفايات المنزلية. يتم توليد الكثير من مياه الصرف الصحي بشكل خاص في المسالخ ومزارع الألبان ومصانع الجعة ومصانع النبيذ ومصانع الحلويات. بسبب تلوث المياه الصناعية، يتم إضعاف النشاط الحيوي للكائنات الحية. إن مياه الصرف الصحي الناتجة عن المصانع الصناعية ومصانع الدباغة والنسيج لا تسمم المياه فحسب، بل تستهلك أيضًا الأكسجين الموجود فيها. مياه الصرف الصحي من المحاجر تجعل المياه عكرة، ونتيجة لذلك، يتم انتهاك اختراق الضوء، وبالتالي ينخفض \u200b\u200bالإنتاج البيولوجي للأكسجين. المستوى الحالي لمعالجة مياه الصرف الصحي هو أنه حتى في المياه التي خضعت للمعالجة البيولوجية، فإن محتوى النترات والفوسفات يكفي للتخثث المكثف للمسطحات المائية.
التخثث هو إثراء الخزان بالمواد المغذية، مما يحفز نمو العوالق النباتية. وهذا يتسبب في تعكر الماء، وموت النباتات القاعية، وانخفاض تركيز الأكسجين المذاب، واختناق الأسماك والمحاريات التي تعيش في الأعماق.
يُفهم تلوث المسطحات المائية على أنه انخفاض في وظائف المحيط الحيوي وأهميته البيئية نتيجة لدخول المواد الضارة إليها. يتجلى تلوث المياه في التغيرات الجسدية و الخصائص الحسية، زيادة في محتوى الكبريتات والكلوريدات والنترات والمعادن الثقيلة السامة، وانخفاض الأكسجين الجوي المذاب في الماء، وظهور البكتيريا المسببة للأمراضوغيرها من الملوثات
تتمتع روسيا بواحدة من أعلى إمكانيات المياه في العالم. يحصل كل مقيم في روسيا على أكثر من 30 ألف متر مكعب في السنة من المياه. ومع ذلك، في الوقت الحالي، بسبب التلوث أو الانسداد، فقد حوالي 70٪ من الأنهار والبحيرات الروسية جودة إمدادات مياه الشرب، ونتيجة لذلك، يستهلك حوالي نصف السكان المياه الملوثة. لقد ثبت أن أكثر من 400 نوع من المواد يمكن أن تسبب تلوث المياه.
إذا تم تجاوز المعيار المسموح به بواحد على الأقل من مؤشرات الضرر الثلاثة: السمية الصحية أو الصحية العامة أو الحسية، تعتبر المياه ملوثة.
هناك مصادر طبيعية وبشرية لتلوث المياه. الأول، على عكس الأخير، يتوازن من خلال عمليات التنقية الذاتية للمياه بسبب دورة المواد في الطبيعة. لقد استخدمت الطبيعة هذه الآلية طوال تاريخ المحيط الحيوي. يرتبط التلوث البشري المنشأ بالأنشطة الاقتصادية البشرية. ويشمل ذلك التلوث البيولوجي والكيميائي والفيزيائي.
يحدث التلوث البيولوجي بسبب الكائنات الحية الدقيقة والمواد العضوية المتخمرة. ويؤدي هذا التلوث إلى التلوث الجرثومي ( التهاب الكبد المعدي، الكوليرا والتيفوس والدوسنتاريا، عدوى معوية). وهنا تنشأ مشكلة النظافة.
المؤشرات البكتريولوجية لمياه الشرب. يجب ألا تحتوي مياه الشرب على ميكروبات مسببة للأمراض. المؤشر الصحي لجودة المياه وفقًا لـ GOST 2874 هو عيار (colitter) للإشريكية القولونية، أي أصغر كمية من الماء يتم فيها اكتشاف بكتيريا E. coli واحدة.
ل ماء الصنبورعيار 300. وهذا يعني أن 1 E. coli مسموح به في 300 مل من الماء.
يتم تحديد مؤشر الإشريكية القولونية (أصغر عدد من الإشريكية القولونية في 1 لتر من الماء). بالنسبة لمياه الصنبور يجب أن يكون 3 أمتار. يشير عدد كبير منها إلى احتمال وصول الميكروبات المسببة للأمراض التي تسبب الأمراض المعدية المعوية إلى الماء.
يعد إجمالي عدد الميكروبات الموجودة في الماء أيضًا مؤشرًا على جودتها الصحية. في مل واحد من مياه الشرب، وفقًا لـ GOST 2874-82، "لا يُسمح بوجود أكثر من 100 ميكروب في مياه الشرب".
مصادر التلوث العضوي هي مصانع الأغذية ومصانع الألبان والسكر ومصانع الجبن وتربية الماشية وغيرها. على سبيل المثال، يلوث أحد مصانع اللب والورق نفس المياه التي تلوث مدينة يبلغ عدد سكانها 500 ألف نسمة. التلوث الكيميائيالمياه الطبيعية تمثل تغييرا في الطبيعية الخواص الكيميائيةالماء بسبب زيادته الشوائب الضارةغير عضوي ( املاح معدنيةوالأحماض والقلويات وجزيئات الطين) والطبيعة العضوية (النفط والمنتجات البترولية والمواد الخافضة للتوتر السطحي والمبيدات الحشرية).
يتم تقييم التلوث العضوي عادة عن طريق الطلب على الأكسجين البيوكيميائي من BOD لمدة 5،10،25 يومًا. يتيح لنا ذلك تحديد كمية الأكسجين التي تحتاجها الكائنات المدمرة من أجل التمعدن الكامل لجميع المواد العضوية غير المستقرة الموجودة في لتر واحد من الماء لمدة 5-10 أو 25 يومًا.
وتقدر إزالة المواد العضوية في الغلاف المائي بحوالي 300-380 مليون طن، كما أن مياه الصرف الصحي التي تحتوي على معلقات من أصل عضوي أو مواد عضوية مذابة لها تأثير ضار على حالة المسطحات المائية. عندما تستقر، تغمر المعلقات القاع وتؤخر التطور أو توقف النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة الموجودة في القاع والتي تشارك في عملية التنقية الذاتية للمياه. عندما تتعفن الرواسب السفلية يمكن أن تتكون مركبات ضارة ومواد سامة مثل كبريتيد الهيدروجين مما يؤدي إلى تلوث مياه النهر بشكل كامل. كما أن وجود المعلقات يجعل من الصعب على الضوء أن يخترق العمق ويبطئ عمليات التمثيل الضوئي.
يتم تصريف كمية كبيرة من المواد العضوية، والتي لا يتميز معظمها بالمياه الطبيعية، إلى الأنهار جنبًا إلى جنب مع مياه الصرف الصحي الصناعية والمنزلية. ويلاحظ زيادة تلوث المسطحات المائية والمصارف في جميع البلدان الصناعية.
كلوريدات: في الماء يمكن أن يكون من أصل معدني وعضوي. وفي بعض المناطق، يرتبط محتواها المتزايد من الماء (حتى 100-300 ملغم/لتر) بملوحة التربة الغنية بمركبات الكلوريد. هذه المياه ليست خطرة من الناحية الصحية وهي مناسبة لسقي الحيوانات وللأغراض المنزلية.
في مياه الشرب، يجب ألا يتجاوز محتوى الكلوريدات ذات الأصل العضوي 20-30 ملجم/لتر. وفي حالة عدم وجود ملوثات أخرى في الماء، يُسمح بمحتوى الكلوريدات ذات الأصل المعدني حتى 350 ملجم/لتر. المياه التي تحتوي على أكثر من 500 ملغم/لتر من الكلوريدات لها طعم مالح وتؤثر سلباً على إفرازات المعدة.
شرب الماء الذي يحتوي على كلوريد 500 ملغم/لتر فما فوق يعزز نشاط إخلاء المعدة ويقلل الكمية والحموضة والقدرة الهضمية. عصير المعدةمما يؤدي إلى تعطيل العمليات الهضمية. مع الاستهلاك المطول للمياه مع وجود الكلوريدات بكمية 1.0-2.5 جم/لتر تتغير بعض المؤشرات في الحيوانات استقلاب الماء والملح، يرتفع الضغط الشريانيوهناك عسر الهضم.
الكبريتات:(أملاح حامض الكبريتيك) قد تكون ذات أصل عضوي في الماء مما يدل على تلوثها. ومع ذلك، في بعض المناطق يحتوي على الماء عدد كبير من(حتى 2000-3000 ملغم/لتر) كبريتات ذات أصل معدني. أنها تعطي الماء طعمًا مريرًا وتسبب اضطرابات في الأداء. الجهاز الهضمي(له تأثير ملين، وتمنع النشاط الغدد المعديةوإلخ.). المحتوى الأمثل للكبريتات في الماء هو حوالي 50 ملغم / لتر. ومع ذلك، في غياب مؤشرات التلوث الأخرى، يُسمح بوجود الكبريتات المعدنية في الماء حتى 500 ملغم / لتر.
رد فعل نشط أو الرقم الهيدروجيني: يتحدد بوجود الأملاح الحيوانية العضوية فيه و أصل نباتيوعمليات تحللها وكذلك محتوى المواد المعدنية. ماء جودة جيدةفي أغلب الأحيان رد فعل محايد، وأحيانا درجة الحموضة القلوية قليلا (6.5-8.5). إذا كان الماء يحتوي على محتوى متزايد من أصل عضوي، وحتى أكثر من ذلك إذا كانت هناك عمليات من أصل حيواني، تسوس، فإنه يكتسب تفاعلا حمضيا. زيادة المحتوىالأملاح، صلابة الماء تعزز التحولات نحو التفاعل القلوي.
التلوث غير العضوي. تتنوع الملوثات غير العضوية (المعدنية) الرئيسية للمياه العذبة ومياه البحر مركبات كيميائيةسامة لسكان البيئة المائية. هذا مركب من الرصاص والكادميوم والزئبق والكروم والنحاس والفلور. وينتهي معظمها في الماء نتيجة للنشاط البشري. معادن ثقيلةيتم امتصاصها بواسطة العوالق النباتية ثم يتم تمريرها على طول السلسلة الغذائية بواسطة الكائن الحي. من بين المصادر الرئيسية لتلوث الغلاف المائي المعادنوينبغي ذكر شركات العناصر الحيوية في صناعة الأغذية والزراعة. على سبيل المثال، يتم غسل حوالي 12 مليون طن من الأملاح من الأراضي المروية سنوياً.
وبسبب الوتيرة السريعة للتحضر والبطء إلى حد ما في بناء مرافق المعالجة، تتلوث أحواض المياه والتربة بالنفايات المنزلية. يكون التلوث ملحوظًا بشكل خاص في المسطحات المائية ذات التيارات البطيئة أو غير المتدفقة (الخزانات والبحيرات). يتم تصريف حوالي 160 كيلومترًا من مياه الصرف الصناعي في الأنهار كل عام، ومنذ ذلك الحين معظملا تتم معالجة مياه الصرف الصحي أو لا تتم معالجتها بشكل كافٍ، فهي تلوث 4000 كيلومتر من مياه النهر - أكثر من 12٪ من إجمالي تدفق النهر.
يصل تركيز التلوث الناتج عن مياه الصرف الصحي لمياه الأمطار - مياه الأمطار والمياه الذائبة - إلى أبعاد كبيرة. يمكن أن تكون مياه الأمطار المتدفقة في الشوارع أكثر سمية من مجاري المؤسسات الصناعية. ومن خلال دخول شبكة الصرف الصحي إلى المسطحات المائية المفتوحة، تسمم هذه النفايات السائلة المياه الطبيعية.
التلوث الجسدي. يرتبط بإطلاق الحرارة في الماء، مما يؤدي إلى صدمة التكاثر الحيوي للخزان بأكمله. يشمل التلوث المادي أيضًا التلوث الإشعاعي للمياه، ودخول مختلف المواد العالقة إلى شبكات المياه، مما يؤدي إلى تغير في شفافية المياه. رائحة كريهة، ويصنف الذوق أيضا على أنه تلوث جسدي.
مصدر التلوث الحراري هو مياه الصرف الصحي الساخنة الناتجة عن محطات الطاقة الحرارية والصناعة. زيادة في درجة حرارة المياه الطبيعية تتغير الظروف الطبيعيةبالنسبة للكائنات المائية، فهو يقلل من كمية الأكسجين المذاب، ويغير معدل الأيض.
الشفافية: يعتمد الماء على وجود أو عدم وجود جزيئات عالقة فيه مواد مختلفة. يجب أن تتمتع المياه ذات النوعية الجيدة بشفافية لا تقل عن 25 سم، والتي من خلالها يمكن قراءة خط سنيلين بوضوح. ارتفاع تعكر الماء (اعتبارا من زيادة التركيزالمواد المعدنية والعضوية العالقة، وكذلك من الأملاح الذائبة في الماء) غالبا ما تتطلب طرق معالجة خاصة تعمل على تحسين جودتها.
نوعية المياه في معظم المسطحات المائية لا تلبي المتطلبات التنظيمية. تكشف الملاحظات طويلة المدى لديناميات جودة المياه السطحية عن وجود ميل إلى زيادة عدد المواقع ذات مستويات التلوث العالية (أكثر من 10 MPC) وعدد حالات المحتوى العالي للغاية (أكثر من 100 MPC) من الملوثات في المسطحات المائية. .
لا يمكن لحالة مصادر المياه وأنظمة إمدادات المياه المركزية أن تضمن الجودة المطلوبة لمياه الشرب، وفي عدد من المناطق (جنوب الأورال، كوزباس، بعض مناطق الشمال) وصلت هذه الحالة إلى مستوى خطير على صحة الإنسان. تلاحظ خدمات المراقبة الصحية والوبائية باستمرار ارتفاع تلوث المياه السطحية.
يتم إدخال حوالي ثلث إجمالي كتلة الملوثات إلى مصادر المياه مع الجريان السطحي والعواصف من مناطق المناطق غير المطورة والمنشآت الزراعية والأراضي، مما يؤثر على الموسمية، خلال فيضان الربيع، تدهور نوعية مياه الشرب، والذي يتم الاحتفال به سنويًا في المدن الكبرى، بما في ذلك في موسكو. وفي هذا الصدد، تعتبر المياه شديدة الكلور، ولكنها غير آمنة للصحة العامة بسبب تكوين مركبات الكلور العضوية.
أحد الملوثات الرئيسية للمياه السطحية هو النفط والمنتجات البترولية. يمكن أن يدخل الزيت إلى الماء نتيجة التسربات الطبيعية في المناطق التي يحدث فيها. لكن المصادر الرئيسية للتلوث ترتبط بالنشاط البشري: إنتاج النفط ونقله وتكريره واستخدام النفط كوقود ومواد خام صناعية.
ومن بين المنتجات الصناعية، تحتل المواد الاصطناعية السامة مكانة خاصة لتأثيرها السلبي على البيئة المائية والكائنات الحية. يتم استخدامها بشكل متزايد في الصناعة والنقل والخدمات المنزلية. تركيز هذه المركبات في مياه الصرف الصحي عادة ما يكون 5-15 ملغم/لتر مع MPC قدره 0.1 ملغم/لتر. يمكن لهذه المواد أن تشكل طبقة من الرغوة في الخزانات، وهو ما يمكن ملاحظته بشكل خاص على المنحدرات والبنادق والسدود. وتظهر القدرة على تكوين الرغوة في هذه المواد بالفعل عند تركيز 1-2 ملغم/لتر.
الملوثات الأكثر شيوعا في المياه السطحية هي الفينولات، والمواد العضوية المؤكسدة بسهولة، ومركبات النحاس والزنك، وفي بعض مناطق البلاد - نيتروجين الأمونيوم والنتريت، واللجنين، والزانثات، والأنيلين، وميثيل مركبتان، والفورمالديهايد، وما إلى ذلك. يتم إدخال الملوثات إلى المياه السطحية من خلال مياه الصرف الصحي من شركات المعادن الحديدية وغير الحديدية والكيماويات والبتروكيماويات والنفط والغاز والفحم والغابات وصناعات اللب والورق والمؤسسات الزراعية والبلدية والجريان السطحي من المناطق المجاورة.
يشكل الزئبق والرصاص ومركباتهما خطراً طفيفاً على البيئة المائية من المعادن.
يؤدي التوسع في الإنتاج (بدون مرافق المعالجة) واستخدام المبيدات في الحقول إلى تلوث شديد للمسطحات المائية بالمركبات الضارة. يحدث تلوث البيئة المائية نتيجة الإدخال المباشر للمبيدات الحشرية أثناء معالجة الخزانات لمكافحة الآفات، ودخول المياه المتدفقة من سطح الأراضي الزراعية المعالجة إلى الخزانات، أثناء تصريف النفايات من المنشآت الصناعية إلى الخزانات، وكذلك نتيجة للخسائر أثناء النقل والتخزين وجزئيًا بسبب هطول الأمطار في الغلاف الجوي.
إلى جانب المبيدات الحشرية، يحتوي الجريان السطحي الزراعي على كمية كبيرة من بقايا الأسمدة (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم) المطبقة على الحقول. وبالإضافة إلى ذلك، تأتي كميات كبيرة من مركبات النيتروجين والفوسفور العضوية من مزارع الماشية ومياه الصرف الصحي. تؤدي الزيادة في تركيز العناصر الغذائية في التربة إلى انتهاك التوازن البيولوجي في الخزان.
في البداية، يزيد عدد الطحالب المجهرية في مثل هذا الخزان بشكل حاد. ومع زيادة الإمدادات الغذائية، يزداد عدد القشريات والأسماك والكائنات المائية الأخرى. ثم يموت عدد كبير من الكائنات الحية. فهو يؤدي إلى استهلاك جميع احتياطيات الأكسجين الموجودة في الماء وتراكم كبريتيد الهيدروجين. يتغير الوضع في الخزان كثيرًا لدرجة أنه يصبح غير مناسب لوجود أي شكل من أشكال الكائنات الحية. الخزان "يموت" تدريجياً.
المستوى الحالي لمعالجة مياه الصرف الصحي هو أنه حتى في المياه التي خضعت للمعالجة البيولوجية، فإن محتوى النترات والفوسفات يكفي للتخثث المكثف للمسطحات المائية.
في العديد من المسطحات المائية، تتجاوز تركيزات الملوثات الحد الأقصى المسموح به للتركيزات التي تحددها قواعد حماية الصحة ومصايد الأسماك.