Oberflächenwasserverschmutzung. · bakterielle und biologische Kontamination

Heutzutage werden auf staatlicher Ebene große Anstrengungen zum Schutz unternommen Wasservorräte Länder vor Umweltverschmutzung. Zu diesem Zweck wurde 2006 das Wassergesetzbuch der Russischen Föderation verabschiedet. Trotzdem dauert der Prozess der Gewässerverschmutzung bis heute an.

Was sind die Hauptquellen der Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser?

Oberflächengewässer: Hauptverschmutzungsquellen

Der Eintrag von unbehandeltem Abwasser in Gewässer ist die häufigste Verschmutzungsursache. Dabei handelt es sich sowohl um Industrie- und Haushaltsabwässer als auch um Sammel- und Entwässerungsabwässer.

Industrieunternehmen können Gewässer mit einer Vielzahl chemischer Verbindungen und Stoffe verunreinigen, deren Zusammensetzung von der Tätigkeitsrichtung einer bestimmten Wirtschaftseinheit abhängt.

Bei Abwässern häuslicher und kommunaler Herkunft steht die Gefahr einer bakteriologischen Belastung sowie einer Belastung durch organische Stoffe im Vordergrund. Schließlich handelt es sich hauptsächlich um Abwässer aus dem Wohnbereich, Gesundheitseinrichtungen, der Gastronomie usw.

Viele umweltgefährdende Stoffe gelangen bei Regen und Schneeschmelze in Gewässer, indem sie von Feldern, Weiden und Viehhaltungsbetrieben herabfließen. Dazu können Stickstoffverbindungen, Pestizide, Phosphor und dergleichen gehören. Diese Art der Verschmutzung ist besonders gefährlich, da das aus den Feldern fließende Wasser keinerlei Reinigung unterliegt.

Gas-, Rauch- und Staubverbindungen können zu Schadstoffquellen werden, die viele Probleme verursachen. Sie können sich durch verschmutzte Luft an der Wasseroberfläche ansiedeln.

Eine große Gefahr stellen auch Leckagen von Erdölprodukten dar, die die Oberfläche von Stauseen verschmutzen. Ihre Quellen sind die Ölförderung in der Küstenzone und Unfälle von Transportschiffen.

Grundwasser: Hauptverschmutzungsquellen

Ursachen für die Kontamination von Oberflächen- und Grundwasser sind häufig häufig. So kann mit schädlichen Verunreinigungen belastetes Grundwasser durch Filterströme in Oberflächengewässer eindringen und diese verschmutzen. Und umgekehrt kann Wasser von der Oberfläche in unterirdische Quellen versickern und die ursprüngliche Zusammensetzung des Wassers erheblich verändern.

Laut Umweltschützern hängen die Verschmutzungsgrade beider Arten von Stauseen zwar nicht direkt, aber stark voneinander ab. Auch die Reinheit des Bodens und sogar der Atmosphäre hängt indirekt von der Reinheit des Grundwassers ab.

Häufig sind die Quellen für das Eindringen schädlicher Verunreinigungen in das Grundwasser dieselben Abwässer – Industrie- und Haushaltsabwässer –, die aus Lageranlagen oder Absetzbecken unter der Erde versickern. Auch alte, defekte Brunnen und Karstlöcher können eine Möglichkeit für das Eindringen von Schadstoffen darstellen.

Die Gefahr der Verschmutzung von Grundwasserkörpern besteht darin, dass durch Fremdstoffe vergiftetes Wasser nicht an einem Ort in der Nähe der Verschmutzungsquelle verbleibt, sondern sich über ein schwer zu bestimmendes Gebiet ausbreitet. Und nicht selten kann es in unterirdische Trinkwasserquellen gelangen.

Die größte Herausforderung beim Schutz der Wasserressourcen besteht heute darin, die Quellen der Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser korrekt zu identifizieren und zu beseitigen.

PLANEN

Einführung................................................. ....................................................... .... 2

Der Wasserkreislauf............................................... ............................. 2

Oberflächenwasser................................................ ............. ........................ 3

Grundwasser................................................. ........................................ 4

Wasser im menschlichen Leben................................................ ......................................... 5

Probleme mit Wasser................................................. ......... ................................ 7

Verschmutzung................................................. ....................................... 10

Oberflächenwasserverschmutzung................................................ .................... ..... 12

Grundwasserverschmutzung................................................ ................... ............ 15

Ziele der Gewässerökologie................................................ .................... 16

Aktivitäten zum Schutz und zur Erhaltung der Wasserressourcen....... 19

Mittel zur Umsetzung................................................ .... ............... 23

a) Finanzierung und Kostenschätzung............................................ ........ 23

b) Wissenschaftliche und technische Mittel................................................ ....... ...... 24

c) Personalentwicklung................................................ .................... ........ 25

d) Kapazitätsaufbau................................................ ........... ............... 26

ABSCHLUSS................................................. ................................ 27

Einführung

Wissenschaftler haben berechnet, dass 97,5 % aller Wasserreserven auf dem Planeten Erde aus dem salzigen Wasser der Meere und Ozeane stammen. Mit anderen Worten: Süßwasser macht nur 2,5 % der weltweiten Reserven aus.

Wenn man bedenkt, dass 75 % des Süßwassers in Gebirgsgletschern und Polkappen „eingefroren“ sind, liegen weitere 24 % in dieser Form im Untergrund vor Grundwasser und weitere 0,5 % in Form von Feuchtigkeit im Boden „verteilt“ werden, stellt sich heraus, dass die am besten zugänglichen und günstigsten Wasserquellen – Flüsse, Seen und andere Landgewässer – etwas mehr als 0,01 % davon ausmachen die Wasserreserven der Welt.

Unter Berücksichtigung der Bedeutung, die Wasser für das menschliche Leben und alles Leben auf der Erde hat, bestätigen die angegebenen Zahlen eindeutig die sakramentale These, dass Wasser einer der wertvollsten Schätze unseres Planeten ist.

Der Wasserkreislauf

Wie wir aus dem Naturkundeunterricht wissen, ist Wasser in ständiger Bewegung. Durch die Verdunstung von der Oberfläche von Stauseen, Böden, Pflanzen sammelt sich Wasser in der Atmosphäre an und fällt früher oder später in Form von Niederschlägen ab, wodurch die Reserven in Ozeanen, Flüssen, Seen usw. wieder aufgefüllt werden. Somit ändert sich die Wassermenge auf der Erde nicht, sie ändert nur ihre Form – das ist der Wasserkreislauf in der Natur. Von allen Niederschlägen fallen 80 % direkt ins Meer. Für uns sind die restlichen 20 %, die an Land fallen, von größtem Interesse, da die meisten vom Menschen genutzten Wasserquellen gerade durch diese Art von Niederschlägen wieder aufgefüllt werden. Einfach ausgedrückt hat Wasser, das auf Land fällt, zwei Wege. Oder es sammelt sich in Bächen, Bächen und Flüssen und gelangt in Seen und Stauseen – die sogenannten offenen (oder oberflächlichen) Wasseraufnahmequellen. Oder Wasser, das durch die Boden- und Untergrundschichten sickert, füllt die Grundwasserreserven wieder auf. Oberflächen- und Grundwasser bilden die beiden Hauptquellen der Wasserversorgung. Beide Wasserressourcen sind miteinander verbunden und haben als Trinkwasserquelle sowohl Vor- als auch Nachteile.

Oberflächenwasser

Die Qualität des Oberflächenwassers hängt von einer Kombination klimatischer und geologischer Faktoren ab.

Der wichtigste klimatische Faktor ist die Niederschlagsmenge und -häufigkeit sowie die Umweltsituation in der Region. Niederschlag trägt eine gewisse Menge ungelöster Partikel mit sich, wie zum Beispiel Staub, Vulkanasche, Pollen, Bakterien, Pilzsporen und manchmal auch größere Mikroorganismen. Der Ozean ist eine Quelle verschiedener im Regenwasser gelöster Salze. Darin finden sich Chlorid-, Sulfat-, Natrium-, Magnesium-, Calcium- und Kaliumionen. Industrieemissionen in die Atmosphäre „bereichern“ auch die chemische Palette, hauptsächlich aufgrund organischer Lösungsmittel sowie Stick- und Schwefeloxide, die „sauren Regen“ verursachen. Auch in der Landwirtschaft verwendete Chemikalien tragen dazu bei.

Zu den geologischen Faktoren gehört die Struktur der Flussbetten. Wenn der Kanal aus Kalksteinfelsen besteht, ist das Wasser im Fluss normalerweise klar und hart. Wenn der Kanal aus undurchdringlichem Gestein wie Granit besteht, ist das Wasser weich, aber dadurch trüb große Menge Schwebeteilchen organischen und anorganischen Ursprungs.

Im Allgemeinen zeichnen sich Oberflächengewässer durch relative Weichheit, einen hohen Gehalt an organischen Stoffen und das Vorhandensein von Mikroorganismen aus.

Grundwasser

Ein erheblicher Teil des fallenden Regenwassers sowie des Schmelzwassers versickert im Boden. Dort löst es die in der Bodenschicht enthaltenen organischen Stoffe und wird mit Sauerstoff gesättigt. Tiefer liegen sandige, tonige Kalksteinschichten. In ihnen werden organische Stoffe größtenteils herausgefiltert, das Wasser beginnt jedoch mit Salzen und Spurenelementen gesättigt zu sein. Im Allgemeinen beeinflussen mehrere Faktoren die Grundwasserqualität.

1) Qualität des Regenwassers (Säuregehalt, Salzgehalt usw.).

2) Wasserqualität im Unterwasserreservoir. Das Alter dieses Wassers kann Zehntausende von Jahren erreichen.

3) Die Beschaffenheit der Schichten, durch die Wasser fließt.

4) Geologische Natur Grundwasserleiter.

Die größten Mengen im Grundwasser sind in der Regel Kalzium, Magnesium, Natrium, Kalium, Eisen und in geringerem Maße Mangan (Kationen). Zusammen mit den im Wasser üblichen Anionen – Carbonaten, Bicarbonaten, Sulfaten und Chloriden – bilden sie Salze. Die Salzkonzentration hängt von der Tiefe ab. Im „Ältesten“ tiefe Gewässer Die Salzkonzentration ist so hoch, dass sie einen deutlich salzigen Geschmack haben. Die meisten der bekannten gehören zu diesem Typ. Mineralwässer. Das Wasser von höchster Qualität wird aus Kalksteinschichten gewonnen, ihre Tiefe kann jedoch recht groß sein und das Bohren dorthin ist kein billiges Vergnügen. Grundwasser zeichnet sich durch eine relativ hohe Mineralisierung, Härte, einen geringen organischen Gehalt und eine nahezu vollständige Abwesenheit von Mikroorganismen aus.

Wasser im menschlichen Leben

Wasser – auf den ersten Blick die einfachste chemische Verbindung aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom – ist ohne Übertreibung die Grundlage des Lebens auf der Erde. Es ist kein Zufall, dass Wissenschaftler auf anderen Planeten nach Lebensformen suchen Sonnensystem Daher wird viel Aufwand betrieben, um Wasserspuren aufzuspüren.

Wasser selbst hat keine Nährwert, aber es ist unverzichtbar Bestandteil alle lebenden Dinge. Pflanzen enthalten bis zu 90 % Wasser, während der Körper eines Erwachsenen 60-65 % davon enthält, dieser Wert wird jedoch aus dem Gesamtkörpergewicht „gemittelt“. Genauer gesagt bestehen Knochen nur zu 22 % aus Wasser, das Gehirn jedoch bereits zu 75 %, Muskeln bestehen ebenfalls zu 75 % aus Wasser (sie enthalten etwa die Hälfte des gesamten Körperwassers) und Blut besteht sogar zu 92 % aus Wasser.

Die wichtigste Rolle von Wasser im Leben aller Lebewesen, einschließlich des Menschen, beruht auf der Tatsache, dass es ein universelles Lösungsmittel für eine Vielzahl von Chemikalien ist. Diese. Tatsächlich ist es die Umgebung, in der alle Lebensprozesse stattfinden.

Hier ist nur eine kleine und bei weitem nicht vollständige Liste der „Verantwortungen“ von Wasser in unserem Körper.

Reguliert die Körpertemperatur.

Befeuchtet die Luft beim Atmen.

Bietet Lieferung Nährstoffe und Sauerstoff zu allen Zellen des Körpers.

Schützt und puffert lebenswichtige Organe.

Hilft, Nahrung in Energie umzuwandeln.

Hilft, Nährstoffe von den Organen aufzunehmen.

Entfernt Giftstoffe und Abfallstoffe aus lebenswichtigen Prozessen.

Ein bestimmter und konstanter Wassergehalt ist gegeben notwendige Bedingung Existenz eines lebenden Organismus. Wenn sich die Menge des aufgenommenen Wassers und seine Salzzusammensetzung ändern, werden die Prozesse der Verdauung und Aufnahme von Nahrungsmitteln, der Hämatopoese usw. gestört. Ohne Wasser ist es unmöglich, den Wärmeaustausch des Körpers mit der Umgebung zu regulieren und die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten.

Der Mensch spürt die Veränderung des Wassergehalts in seinem Körper sehr deutlich und kann nur wenige Tage ohne Wasser auskommen. Bei einem Wasserverlust von weniger als 2 % des Körpergewichts (1-1,5 l) tritt ein Durstgefühl auf, bei einem Verlust von 6-8 % kommt es zu einer Halbohnmacht, bei 10 % zu Halluzinationen und es kommt zu Schluckbeschwerden. Ein Wasserverlust von 10–20 % ist lebensgefährlich. Tiere sterben, wenn sie 20–25 % Wasser verlieren.

Abhängig von der Intensität der Arbeit, äußere Bedingungen(einschließlich Klima), kulturelle Traditionen verbraucht ein Mensch insgesamt (zusammen mit der Nahrung) 2 bis 4 Liter Wasser pro Tag. Der durchschnittliche Tagesverbrauch beträgt etwa 2 -2,5 Liter. Anhand dieser Zahlen erstellt die Weltgesundheitsorganisation (WHO) Empfehlungen zur Wasserqualität.

Wasserprobleme

Süßwasserreserven sind eine einzige Ressource. Die langfristige Entwicklung der Süßwasserressourcen der Welt erfordert einen ganzheitlichen Ansatz für die Nutzung dieser Ressourcen und die Anerkennung der gegenseitigen Abhängigkeit zwischen den Elementen, aus denen sich die Süßwasserressourcen zusammensetzen und deren Qualität bestimmen.

Es gibt nur wenige Regionen auf der Welt, die nicht vom Verlust potenzieller Süßwasservorräte, der Verschlechterung der Wasserqualität und der Verunreinigung ober- und unterirdischer Quellen betroffen sind. Die Hauptprobleme, die sich negativ auf die Wasserqualität von Flüssen und Seen auswirken, entstehen je nach Sachlage in unterschiedlicher Schwere durch unsachgemäße Behandlung häuslicher Abwässer, mangelhafte Kontrolle der Einleitung industrieller Abwässer, Verlust und Zerstörung von Einzugsgebieten , irrationale Entsorgung Industrieunternehmen, Abholzung, unkontrollierte Brachlandwirtschaft und nicht nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken. Dies führt zur Auswaschung von Nährstoffen und Pestiziden. Das natürliche Gleichgewicht aquatischer Ökosysteme ist gestört und lebende Süßwasserressourcen sind bedroht.

IN verschiedene Umstände Aquatische Ökosysteme werden auch von Wasserentwicklungsprojekten für die landwirtschaftliche Entwicklung beeinflusst, wie etwa Staudämme, Flussübertragungspläne, Wassermanagementstrukturen und Bewässerungsprojekte. Erosion, Verschlammung, Entwaldung und Wüstenbildung führen zu einer zunehmenden Bodendegradation und die Entstehung von Stauseen hat teilweise negative Auswirkungen auf Ökosysteme. Viele dieser Probleme sind auf umweltzerstörerische Entwicklungsmuster und einen Mangel an öffentlichem Verständnis und Wissen über die Erhaltung von Oberflächen- und Grundwasserressourcen zurückzuführen.

Das Ausmaß der Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit lässt sich messen, obwohl die Methoden hierfür in vielen Ländern nur sehr unzureichend oder gar nicht entwickelt sind. Es besteht ein weit verbreitetes Missverständnis über die Beziehungen zwischen der Entwicklung, dem Management, der Bewirtschaftung und Aufbereitung von Wasserressourcen und aquatischen Ökosystemen. Wenn möglich, ist es äußerst wichtig Vorsichtsmaßnahmen, um eine spätere kostspielige Wiederherstellung, Reinigung und Erschließung neuer Wasserressourcen zu vermeiden.

In den meisten Fällen kommt das Wasser aus einem Brunnen, oft auch aus der Gemeinde Abwassersystem, erfordert eine Vorbehandlung, deren Zweck darin besteht, die Wasserqualität auf den aktuellen Standard zu bringen.

Die Beurteilung der Wasserqualität und ihrer Einhaltung oder Nichteinhaltung etablierter Standards kann nur auf der Grundlage einer möglichst umfassenden chemischen und bakteriologischen Analyse erfolgen. Nur auf der Grundlage einer Analyse kann eine endgültige Schlussfolgerung über das Problem bzw. die Problemgruppe gezogen werden, die behandelt werden muss.

Die Hauptprobleme mit Wasser, mit denen sich die Nutzer auseinandersetzen müssen, sind folgende:

Das Vorhandensein ungelöster mechanischer Partikel, Sand, Schwebstoffe, Rost sowie kolloidaler Substanzen im Wasser. Ihre Anwesenheit im Wasser führt zu einem beschleunigten abrasiven Verschleiß von Sanitärarmaturen und Rohren sowie zu deren Verstopfung.

Das Vorhandensein von gelöstem Eisen und Mangan im Wasser. Dieses Wasser ist zunächst transparent, aber wenn es sich absetzt oder erhitzt wird, nimmt es eine gelblich-braune Farbe an, die die Ursache für rostige Flecken auf Sanitärarmaturen ist. Mit einem erhöhten Eisengehalt erhält Wasser auch einen charakteristischen „eisenhaltigen“ Geschmack.

Härte, die durch die Menge der im Wasser gelösten Calcium- und Magnesiumsalze bestimmt wird. Aufgrund ihres hohen Gehalts ist eine Sedimentation und das Auftreten weißlicher Flecken auf der Oberfläche von Badewanne, Waschbecken usw. möglich. Ursache für den bekannten Kalkstein sind Calcium- und Magnesiumsalze, auch Härtesalze genannt.

In einem Wasserkocher relativ harmlos, lagert sich Kalk an den Wänden von Warmwasserbereitungsgeräten (Boiler, Warmwasserbereiter usw.) sowie an den Wänden von Rohren in der Leitung ab heißes Wasser, stört den Wärmeaustauschprozess.

Dies führt zu einer Überhitzung Heizelemente, übermäßiger Verbrauch von Strom und Gas. Kalkablagerungen sind die Ursache für bis zu 90 % der Ausfälle von Warmwasserbereitern.

Das Vorhandensein eines unangenehmen Geschmacks, Geruchs und einer unangenehmen Farbe im Wasser. Diese drei Parameter, die allgemein als organoleptische Indikatoren bezeichnet werden, können durch organische Substanzen im Wasser, Restchlor und Schwefelwasserstoff beeinflusst werden.

Bakteriologische Kontamination. Verursacht durch das Vorhandensein verschiedener Mikroben oder Bakterien im Wasser. Einige von ihnen können eine direkte Gefahr für die menschliche Gesundheit und das Leben darstellen, aber selbst relativ harmlose Bakterien setzen im Verlauf ihrer lebenswichtigen Aktivität organische Substanzen frei, die nicht nur die organoleptischen Eigenschaften des Wassers beeinflussen, sondern auch in Wasser eindringen chemische Reaktionen(zum Beispiel mit Chlor) können giftige und krebserregende Verbindungen erzeugen.

Natürlich erschöpft die obige Liste nicht die Vielfalt der Probleme, die im Zusammenhang mit Wasser auftreten, sondern stellt uns die wichtigsten vor.

Verschmutzung

Unter Verschmutzung von Gewässern versteht man eine Beeinträchtigung ihrer Biosphärenfunktionen und ihrer wirtschaftlichen Bedeutung durch den Eintrag von Schadstoffen in sie.

Eine der Arten der Wasserverschmutzung ist Wärmebelastung. Kraftwerke und Industriebetriebe leiten häufig erhitztes Wasser in einen Stausee ab. Dies führt zu einer Erhöhung der Wassertemperatur darin. Mit steigender Temperatur in einem Stausee nimmt die Sauerstoffmenge ab, die Toxizität von Wasserschadstoffen nimmt zu und das biologische Gleichgewicht gerät aus dem Gleichgewicht.

In kontaminiertem Wasser beginnen sich mit steigender Temperatur krankheitserregende Mikroorganismen und Viren schnell zu vermehren. Im Trinkwasser können sie zum Ausbruch verschiedener Krankheiten führen.

In vielen Regionen war das Grundwasser eine wichtige Süßwasserquelle. Früher galten sie als die reinsten. Aber auch viele Grundwasserquellen sind derzeit durch die menschliche Wirtschaftstätigkeit einer Verschmutzung ausgesetzt. Oftmals ist diese Verschmutzung so groß, dass das daraus gewonnene Wasser ungenießbar geworden ist.

Die Menschheit verbraucht für ihren Bedarf riesige Mengen an Süßwasser. Die Hauptabnehmer sind Industrie und Landwirtschaft. Die wasserintensivsten Branchen sind Bergbau, Stahl, Chemie, Petrochemie, Zellstoff und Papier sowie Lebensmittelverarbeitung. Sie verbrauchen bis zu 70 % des gesamten in der Industrie verbrauchten Wassers. Der Hauptverbraucher von Süßwasser ist die Landwirtschaft: 60-80 % des gesamten Süßwassers werden für ihren Bedarf verwendet.

IN moderne Verhältnisse Der menschliche Bedarf an Wasser für kommunale und häusliche Zwecke nimmt stark zu. Die dafür verbrauchte Wassermenge hängt von der Region und dem Lebensstandard ab und liegt zwischen 3 und 700 Litern pro Person.

Aus der Analyse des Wasserverbrauchs der letzten 5–6 Jahrzehnte ergibt sich, dass der jährliche Anstieg des irreversiblen Wasserverbrauchs, bei dem verbrauchtes Wasser der Natur unwiederbringlich verloren geht, 4–5 % beträgt. Vorausschauende Berechnungen zeigen, dass bei Beibehaltung dieser Verbrauchsraten und unter Berücksichtigung des Bevölkerungswachstums und der Produktionsmengen die Menschheit bis zum Jahr 2100 möglicherweise alle Süßwasserreserven erschöpft haben könnte.

Schon jetzt leiden nicht nur Gebiete, denen die Natur die Wasserressourcen entzogen hat, sondern auch viele Regionen, die bis vor Kurzem in dieser Hinsicht als wohlhabend galten, unter einem Mangel an Süßwasser. Derzeit ist der Bedarf an Süßwasser für 20 % der städtischen und 75 % der ländlichen Bevölkerung des Planeten nicht gedeckt.

Menschliches Eingreifen in natürliche Prozesse betraf auch große Flüsse (wie Wolga, Don, Dnjepr) und veränderte sich in Richtung einer Abnahme der transportierten Wassermassen (Flussströmung). Das in der Landwirtschaft verbrauchte Wasser wird größtenteils für die Verdunstung und die Bildung pflanzlicher Biomasse aufgewendet und daher nicht in die Flüsse zurückgeleitet. In den bevölkerungsreichsten Gebieten des Landes ist der Flussdurchfluss bereits jetzt um 8 % und in Flüssen wie Don, Terek und Ural um 11–20 % zurückgegangen. Das Schicksal des Aralsees ist sehr dramatisch, da er aufgrund der übermäßigen Wasseraufnahme aus den Flüssen Syr Darya und Amu Darya zur Bewässerung praktisch nicht mehr existierte.

Aufgrund der Umweltverschmutzung werden die begrenzten Süßwasservorräte weiter reduziert. Die größte Gefahr stellt das Abwasser (Industrie, Landwirtschaft und Haushalt) dar, da ein erheblicher Teil des verbrauchten Wassers als Abwasser in die Wasserbecken zurückgeführt wird.

Oberflächenwasserverschmutzung

Die Wasserqualität der meisten Gewässer wird nicht erreicht regulatorischen Anforderungen. Langfristige Beobachtungen der Dynamik der Oberflächenwasserqualität zeigen, dass die Zahl der Standorte mit hoher Verschmutzung (mehr als 10 MPC) und die Zahl der Fälle mit extrem hohem Schadstoffgehalt (über 100 MPC) in Gewässern tendenziell zunehmen .

Der Zustand der Wasserquellen und zentralen Wasserversorgungssysteme kann die erforderliche Trinkwasserqualität nicht gewährleisten, und in einer Reihe von Regionen ( Südlicher Ural, Kusbass, einige Gebiete des Nordens) hat dieser Zustand ein gefährliches Ausmaß für die menschliche Gesundheit erreicht. Sanitäre und epidemiologische Überwachungsdienste stellen ständig eine hohe Verschmutzung der Oberflächengewässer fest.

Etwa 1/3 der Gesamtmasse der Schadstoffe gelangt durch Oberflächen- und Sturmabfluss aus unbebauten Sanitärgebieten, landwirtschaftlichen Anlagen und Flächen in Wasserquellen, was sich auf die saisonale, während der Frühjahrsflut auftretende Verschlechterung der Trinkwasserqualität auswirkt, die jährlich in vermerkt wird Großstädte, auch in Nowosibirsk. Wasser ist dabei hyperchloriert, was jedoch aufgrund der Bildung chlororganischer Verbindungen gesundheitsschädlich ist.

Einer der Hauptschadstoffe von Oberflächengewässern sind Öl und Erdölprodukte. Öl kann durch natürliches Versickern in den Gebieten, in denen es vorkommt, ins Wasser gelangen. Die Hauptverschmutzungsquellen hängen jedoch mit menschlichen Aktivitäten zusammen: Ölförderung, Transport, Raffinierung und Verwendung von Öl als Kraftstoff und Industrierohstoff.

Unter den Produkten industrielle Produktion Giftige synthetische Substanzen nehmen aufgrund ihrer negativen Auswirkungen auf die Gewässer und lebende Organismen eine besondere Stellung ein. Sie finden immer mehr Breite Anwendung in Industrie, Verkehr, Stadtwerken. Die Konzentration dieser Verbindungen im Abwasser beträgt üblicherweise 5–15 mg/l mit einem MPC von 0,1 mg/l. Diese Stoffe können in Stauseen eine Schaumschicht bilden, die sich besonders an Stromschnellen, Gewehren und Schleusen bemerkbar macht. Die Schaumfähigkeit dieser Stoffe tritt bereits bei einer Konzentration von 1-2 mg/l auf.

Die häufigsten Schadstoffe in Oberflächengewässern sind Phenole, leicht oxidierbare organische Substanzen, Kupfer- und Zinkverbindungen sowie in einigen Regionen des Landes Ammonium- und Nitritstickstoff, Lignin, Xanthate, Anilin, Methylmercaptan, Formaldehyd usw. Eine große Menge davon Schadstoffe werden mit Abwässern aus Eisen- und Nichteisenmetallurgieunternehmen, Chemie-, Petrochemie-, Öl-, Gas-, Kohle-, Forst-, Zellstoff- und Papierindustrien, landwirtschaftlichen und kommunalen Unternehmen sowie Oberflächenabflüssen aus angrenzenden Gebieten in Oberflächengewässer eingetragen.

Quecksilber, Blei und ihre Verbindungen stellen durch Metalle eine leichte Gefahr für die Gewässer dar.

Die ausgeweitete Produktion (ohne Aufbereitungsanlagen) und der Einsatz von Pestiziden auf den Feldern führen zu einer starken Verschmutzung der Gewässer mit schädlichen Verbindungen. Die Verschmutzung der Gewässer entsteht durch die direkte Einbringung von Pestiziden bei der Behandlung von Stauseen zur Schädlingsbekämpfung, durch den Eintrag von Wasser, das von der Oberfläche behandelter landwirtschaftlicher Flächen fließt, in Stauseen, bei der Einleitung von Abfällen aus Produktionsbetrieben in Stauseen, sowie durch Verluste beim Transport, bei der Lagerung und teilweise durch atmosphärische Niederschläge.

Neben Pestiziden enthält das landwirtschaftliche Abwasser eine erhebliche Menge an Düngemittelrückständen (Stickstoff, Phosphor, Kalium), die auf den Feldern ausgebracht werden. Darüber hinaus stammen große Mengen organischer Stickstoff- und Phosphorverbindungen aus der Tierhaltung und aus Abwässern. Eine Erhöhung der Nährstoffkonzentration im Boden führt zu einer Störung des biologischen Gleichgewichts im Reservoir.

Zunächst nimmt die Zahl der mikroskopisch kleinen Algen in einem solchen Reservoir stark zu. Mit zunehmendem Nahrungsangebot nimmt die Zahl der Krebstiere, Fische und anderer Wasserorganismen zu. Dann sterben zahlreiche Organismen ab. Dies führt zum Verbrauch aller im Wasser enthaltenen Sauerstoffreserven und zur Anreicherung von Schwefelwasserstoff. Die Situation im Stausee verändert sich so sehr, dass er für die Existenz jeglicher Art von Organismen ungeeignet wird. Der Stausee „stirbt“ allmählich.

Der derzeitige Stand der Abwasserbehandlung ist so, dass auch in Gewässern, die einer biologischen Behandlung unterzogen wurden, der Gehalt an Nitraten und Phosphaten ausreicht, um eine intensive Eutrophierung der Gewässer zu bewirken.

Eutrophierung- Anreicherung des Reservoirs mit Nährstoffen, wodurch das Wachstum von Phytoplankton stimuliert wird. Dadurch trübt sich das Wasser, die Bodenpflanzen sterben ab, die Konzentration des gelösten Sauerstoffs nimmt ab und in der Tiefe lebende Fische und Schalentiere ersticken.

In vielen Gewässern überschreiten die Schadstoffkonzentrationen die in den Hygiene- und Fischereischutzvorschriften festgelegten Höchstkonzentrationen.

Grundwasserverschmutzung

Nicht nur Oberflächenwasser, sondern auch Grundwasser ist verschmutzt. Generell wird der Zustand des Grundwassers als kritisch eingeschätzt und weist eine gefährliche Tendenz zu einer weiteren Verschlechterung auf.

Grundwasser (insbesondere obere, flache Grundwasserleiter) unterliegt wie andere Umweltelemente dem umweltschädlichen Einfluss menschlicher Wirtschaftstätigkeit. Das Grundwasser leidet unter der Verschmutzung durch Ölfelder, Bergbauunternehmen, Filterfelder, Schlammreservoirs und Deponien von Hüttenwerken, Chemieabfall- und Düngemittellager, Mülldeponien und Viehhaltungsanlagen, die nicht an die Kanalisation angeschlossen sind Siedlungen. Die Wasserqualität verschlechtert sich durch den Zufluss minderwertiger natürlicher Gewässer, wenn das Betriebsregime der Wasserentnahmestellen verletzt wird. Die Fläche der Grundwasserverschmutzungszentren erreicht Hunderte von Quadratkilometern.

Die vorherrschenden Stoffe, die das Grundwasser verschmutzen, sind: Erdölprodukte, Phenole, Schwermetalle (Kupfer, Zink, Blei, Cadmium, Nickel, Quecksilber), Sulfate, Chloride, Stickstoffverbindungen.

Die Liste der im Grundwasser kontrollierten Stoffe ist nicht geregelt, so dass es unmöglich ist, sich ein genaues Bild der Grundwasserverschmutzung zu machen.

Die chemischen Eigenschaften von natürlichem Wasser werden durch die Menge und Zusammensetzung der darin enthaltenen Fremdverunreinigungen bestimmt. Mit der Weiterentwicklung der modernen Industrie wird das Problem der globalen Süßwasserverschmutzung immer dringlicher.

Wissenschaftlern zufolge werden die Wasserressourcen, die für die Nutzung im Haushalt geeignet sind, bald katastrophal knapp werden, da Wasserverschmutzungsquellen, selbst mit Aufbereitungsanlagen, negative Auswirkungen auf Oberflächen- und Grundwasser haben.

Bei der Trinkwasserverschmutzung handelt es sich um einen Prozess der Veränderung der physikalischen und chemischen Parameter sowie der organoleptischen Eigenschaften des Wassers, der zu einigen Einschränkungen bei der weiteren Nutzung der Ressource führt. Besonders relevant ist die Verschmutzung von Süßwasser, dessen Qualität in direktem Zusammenhang mit der menschlichen Gesundheit und Lebenserwartung steht.

Die Wasserqualität wird unter Berücksichtigung der Bedeutung der Ressourcen – Flüsse, Seen, Teiche, Stauseen – bestimmt. Wenn mögliche Abweichungen von der Norm festgestellt werden, werden die Gründe ermittelt, die zur Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser geführt haben. Auf Basis der gewonnenen Analyse werden zeitnah Maßnahmen zur Schadstoffbeseitigung eingeleitet.

Was verursacht Wasserverschmutzung?

Es gibt viele Faktoren, die zu einer Wasserverschmutzung führen können. Dies ist nicht immer die Schuld der Menschen oder der industriellen Entwicklung. Von Menschen verursachte Katastrophen und Naturkatastrophen haben große Auswirkungen und können zur Störung günstiger Umweltbedingungen führen.

Industrieunternehmen können der Umwelt erhebliche Schäden zufügen, indem sie Wasser mit chemischen Abfällen verunreinigen. Eine besondere Gefahr stellt die biologische Belastung häuslicher und wirtschaftlicher Herkunft dar. Dazu gehört auch Abfall Wohngebäude, Versorgungsunternehmen, Bildungs- und Sozialeinrichtungen.

Die Wasserressource kann in Zeiten von Starkregen und Schneeschmelze verunreinigt werden, wenn Niederschläge von landwirtschaftlichen Flächen, Bauernhöfen und Weiden kommen. Hohe Mengen an Pestiziden, Phosphor und Stickstoff können zu einer Umweltkatastrophe führen, da solche Abwässer nicht behandelt werden können.

Eine weitere Verschmutzungsquelle ist die Luft: Staub, Gas und Rauch setzen sich auf der Wasseroberfläche ab. Erdölprodukte sind für natürliche Gewässer gefährlicher. Kontaminiertes Abwasser entsteht in Ölfördergebieten oder als Folge von vom Menschen verursachten Katastrophen.

Welcher Verschmutzung unterliegen unterirdische Quellen?

Quellen der Grundwasserverschmutzung können in mehrere Kategorien eingeteilt werden: biologische, chemische, thermische und Strahlungsquellen.

Biologische Herkunft

Durch das Eindringen von Krankheitserregern, Viren und Bakterien ist eine biologische Kontamination des Grundwassers möglich. Die Hauptquellen der Wasserverschmutzung sind Abwasser und Entwässerungsbrunnen, Inspektionslöcher, Klärgruben und Filterzonen, in denen Abwasser aus Haushaltstätigkeiten behandelt wird.

Grundwasserverschmutzung kommt auf landwirtschaftlichen Flächen und vor Bauernhöfe, wo eine Person aktiv starke Chemikalien und Düngemittel verwendet.
Nicht weniger gefährlich sind vertikale Risse im Gestein, durch die chemische Schadstoffe in Druckwasserschichten eindringen. Darüber hinaus können sie eindringen autonomes System Wasserversorgung bei Verformung oder unzureichender Isolierung der Wassereinlasssäule.

Thermischer Ursprung

Tritt als Folge eines deutlichen Anstiegs der Grundwassertemperatur auf. Dies ist häufig auf die Vermischung von unterirdischen und oberirdischen Quellen und die Einleitung von Prozessabwasser in Aufbereitungsbrunnen zurückzuführen.

Strahlungsursprung

Das Grundwasser kann durch Bombentests – Neutronen-, Atom-, Wasserstoffbomben – sowie bei der Herstellung von Kernbrennstoffreaktoren und Waffen kontaminiert werden.

Verschmutzungsquellen sind Kernkraftwerke, Lagerstätten für radioaktive Bestandteile, Bergwerke und Bergwerke zur Gewinnung von Gesteinen mit natürlicher Radioaktivität.

Quellen der Trinkwasserverunreinigung können erhebliche Schäden für die Umwelt und die menschliche Gesundheit verursachen. Deshalb müssen wir das Wasser, das wir trinken, konservieren, um ein langes und glückliches Leben zu gewährleisten.

Hauptarten der Wasserverschmutzung.

Am häufigsten sind chemische und bakterielle Kontaminationen, seltener radioaktive, mechanische und thermische.

Chemische Verschmutzung– die häufigste, hartnäckigste und am weitesten verbreitete. Es kann organisch (Phenole, Naphthensäuren, Pestizide usw.) und anorganisch (Ole, Säuren, Laugen), giftig (Arsen, Quecksilberverbindungen, Blei, Cadmium usw.) und ungiftig sein. Bei Ablagerung am Boden von Stauseen oder bei der Filtration in der Formation schädlich Chemikalien werden von Gesteinspartikeln sorbiert, oxidiert und reduziert, ausgefällt usw. Eine vollständige Selbstreinigung verschmutzter Gewässer findet jedoch in der Regel nicht statt. Die Quelle der chemischen Verunreinigung des Grundwassers in hochdurchlässigen Böden kann bis zu 10 km oder mehr reichen.

Bakterielle Kontaminationäußert sich im Auftreten von pathogenen Bakterien, Viren (bis zu 700 Arten), Protozoen, Pilzen usw. im Wasser. Diese Art der Verschmutzung ist vorübergehend.

Nukleare Verschmutzung Wasser ist bereits bei sehr geringen Konzentrationen radioaktiver Stoffe sehr gefährlich. Am schädlichsten sind die „langlebigen“ radioaktiven Elemente, die im Wasser mobil sind (Strontium-90, Uran, Radium-226, Cäsium usw.). Sie gelangen in Oberflächengewässer, wenn sie radioaktive Abfälle abladen, am Boden vergraben usw., während sie in Grundgewässer gelangen, wenn sie zusammen mit atmosphärischem Wasser tief in die Erde eindringen oder wenn Grundwasser mit radioaktivem Gestein interagiert .

Mechanische Verschmutzung gekennzeichnet durch das Eindringen verschiedener mechanischer Verunreinigungen in das Wasser (Sand, Schlamm, Schlick usw.). Mechanische Verunreinigungen können die organoleptischen Eigenschaften von Wasser erheblich verschlechtern.

In Bezug auf Oberflächengewässer wird auch deren Verschmutzung (bzw. Verstopfung) durch feste Abfälle (Müll), Flößereirückstände, Industrie- und Haushaltsabfälle hervorgehoben, die die Wasserqualität verschlechtern, sich negativ auf die Lebensbedingungen der Fische auswirken usw Zustand der Ökosysteme.

Wärmebelastung mit einem Anstieg der Wassertemperatur infolge ihrer Vermischung mit wärmerem Oberflächen- oder Prozesswasser verbunden. Mit zunehmender Temperatur werden Gas und chemische Zusammensetzung in den Gewässern, was zur Fortpflanzung führt Anaerobe Bakterien und die Freisetzung giftiger Gase - Schwefelwasserstoff, Methan. Gleichzeitig kommt es aufgrund der beschleunigten Entwicklung von Mikroflora und Mikrofauna zum „Blüten“ des Wassers, was zur Entstehung anderer Arten von Verschmutzung beiträgt.

Zu den Hauptquellen der Oberflächenwasserverschmutzung gehören: 1) Einleitung von unbehandeltem Abwasser in Gewässer; 2) Auswaschen giftiger Chemikalien durch Regen; 3) Gas- und Rauchemissionen; 4) Austritt von Öl und Erdölprodukten.

Der größte Schaden für Stauseen und Wasserläufe entsteht durch die Einleitung von unbehandeltem Abwasser in sie – Industrie-, Kommunal-, Entwässerungswasser usw.

Industrieabwässer belasten Ökosysteme je nach Branche mit den unterschiedlichsten Bestandteilen (Phenole, Erdölprodukte, Sulfate, Tenside, Fluoride, Cyanide, Schwermetalle etc.).

Kommunales Abwasser stammt aus Wohngebieten, Öffentliche Gebäude B. Wäschereien, Kantinen, Krankenhäuser usw. Solche Gewässer werden von organischen Substanzen und Mikroorganismen dominiert, die eine bakterielle Kontamination verursachen können.

Eine große Menge gefährlicher Schadstoffe wie Pestizide, Ammonium- und Nitratstickstoff, Phosphor, Kalium usw. werden aus landwirtschaftlichen Flächen, einschließlich Viehhaltungsbetrieben, abgewaschen. Sie enthalten eine hohe Konzentration an organischen Stoffen, Nährstoffen und anderen Schadstoffen.

Das Ausmaß der Ölverschmutzung natürlicher Gewässer ist enorm. Millionen Tonnen Öl verschmutzen jährlich Meeres- und Süßwasserökosysteme bei Unfällen von Öltankern, in Ölfeldern in Küstengebieten, beim Einleiten von Ballastwasser aus Schiffen usw. Nach Angaben von Umweltorganisationen beläuft sich die Leckage von Erdölprodukten auf Pipeline- und anderen Transportwegen in Russland auf bis zu 15 Millionen Tonnen pro Jahr. Ein erheblicher Teil davon, wenn nicht der größte Teil, gelangt in Gewässer und Grundwasserhorizonte.

Die Ursachen der Grundwasserverschmutzung sind sehr vielfältig. Schadstoffe können auf verschiedenen Wegen in das Grundwasser gelangen: durch Versickerung von Industrie- und Haushaltsabwässern aus Lageranlagen, Speicherteichen, Absetzbecken etc., durch den Ringraum defekter Brunnen, durch Schluckbrunnen, Karstfallgruben etc.

Einführung

Die Relevanz der Forschung. Die Verschmutzung der Oberflächengewässer begann in Zentralrussland bereits im 16. Jahrhundert, als man begann, Felder mit Mist zu düngen. Seitdem ist die Landwirtschaft der größte Wasserverschmutzer in den zentralen Regionen des Landes. In nördlicheren Regionen spielte die Holzflößerei eine große Rolle, insbesondere die Molarenflößerei, bei der die Baumstämme im Wasser versanken und verrotteten. Mit der Entwicklung der Industrie und dem Wachstum der Städte begann die Rolle der kommunalen und industriellen Umweltverschmutzung zu wachsen.

Im 20. Jahrhundert kam es zu einem starken Anstieg der Umweltverschmutzung. Eine besondere Gefahr besteht im Zusammentreffen der Zeit zunehmender Einleitungen kontaminierter Abwässer mit dem jahrhundertealten Trend zunehmender Klimatrockenheit und sinkendem Wassergehalt der Stauseen. Unter diesen Bedingungen nehmen die Schadstoffkonzentrationen in Lösungen und damit das Ausmaß ihrer schädlichen Auswirkungen auf natürliche Systeme und die menschliche Gesundheit zu.

Bis Anfang der 90er Jahre. In Russland gab es einiges eine schwierige Situation. Die Wasserqualität der meisten Oberflächengewässer im Land entsprach nicht den festgelegten Standards. Die Hauptstoffe, die Oberflächengewässer verschmutzen, sind Erdölprodukte, Phenole, leicht oxidierbare organische Stoffe, Kupfer- und Zinkverbindungen, Ammonium und Nitratstickstoff.

Der Zweck der Arbeit besteht darin, die Quellen der Wasserverschmutzung zu charakterisieren.

Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir folgende Aufgaben gelöst: Beschreiben Sie die Hauptquellen der Süßwasserverschmutzung an Land und analysieren Sie die Merkmale der Reinigung von Stauseen.

1. Quellen der Wasserverschmutzung an der Landoberfläche

Flüsse in ihrem natürlichen Zustand spielen eine Rolle Entwässerungssysteme, Sammeln des Abflusses aus dem Einzugsgebiet. Durch die menschliche Wirtschaftstätigkeit werden Flüsse nach und nach zu Abwasserkanälen mit sehr hohen Verschmutzungsgraden (manchmal bis zu 100 MPC). Und wenn die quantitative Erschöpfung der Wasserreserven des Planeten die Menschheit nicht in naher Zukunft bedroht, dann ist die qualitative Erschöpfung der Wasserressourcen bereits heute erkennbar.

Die Hauptquellen der natürlichen Wasserverschmutzung sind produzierende Unternehmen Chemie-, Erdöl-, Zellstoff- und Papierindustrie, Elektroenergie und Maschinenbau, Eisen- und Nichteisenmetallurgie, Landwirtschaft und Öffentliche Einrichtungen. Die in russische Gewässer eingeleitete Abwassermenge betrug im Jahr 2007 59,3 km 3(etwa 3 % des weltweiten Abwasservolumens).

Davon werden jährlich bis zu 30 km in Flüsse eingeleitet 3Kontaminiertes Wasser erfordert eine mindestens 10- bis 12-fache Verdünnung. Um die Qualität von Wasser zu gewährleisten, dessen Schadstoffgehalt die maximal zulässige Konzentration nicht überschreitet, wurden für Industrieunternehmen Werte für den maximal zulässigen Schadstoffeintrag (MPD) festgelegt. In Russland werden in allen großen Stauseen MPCs für verschiedene Indikatoren überschritten. Die wichtigsten Flüsse Russlands – Wolga, Don, Kuban, Ob, Jenissei, Lena – werden hinsichtlich der Wasserqualität als „verschmutzt“ und stellenweise „stark verschmutzt“ bewertet.

Die Gesamtmasse der Schadstoffe (Erdölprodukte, Schwebstoffe, Sulfate, Chloride, Phenole, Phosphorverbindungen, Fette, Öle, organische Stoffe, insbesondere giftige Schwermetalle und synthetische Tenside (Tenside) etc.), die zusammen mit in die natürlichen Gewässer des Landes gelangen Abwasser wird auf 21 Millionen Tonnen geschätzt.

Besonders ungünstig ist der Zustand der Flüsse in Gebieten besiedelter Megastädte und großer Industriezentren, wo die Verschmutzung durch die direkte Einleitung von Abfällen und Regenwasser von den Oberflächen angrenzender Gebiete durch Sammler ohne Aufbereitungsanlagen, Kanalluken usw. verursacht wird.

Der derzeitige Stand der Abwasserbehandlung ist so, dass auch in Gewässern, die einer biologischen Behandlung unterzogen wurden, der Gehalt an Nitraten und Phosphaten ausreicht, um eine intensive Eutrophierung der Gewässer zu bewirken. Schwermetalle können in behandelten, aber nicht vollständig behandelten Abwässern in geringen, aber äußerst gefährlichen Konzentrationen oder in konzentrierterer Form im Grundwasser von Deponien vorhanden sein.

Eine der Quellen für den Eintrag von Schadstoffen in die Gewässer sind trockene und feuchte Niederschläge aus der Atmosphäre auf der Oberfläche von Einzugsgebieten. Zusammen mit Aerosolen (hauptsächlich Schwefel- und Stickstoffverbindungen) und Staub sind Schwermetalle gefährlich organische Verbindungen, radioaktive Substanzen. Jetzt können wir eindeutig sagen, dass der Großteil der Verschmutzung der gesamten Hydrosphäre, insbesondere mehr als 70 % der Verschmutzung der Weltmeere, mit landbasierten Quellen zusammenhängt. Industrie, Baugewerbe, öffentliche Versorgungsbetriebe und Landwirtschaft liefern Schadstoffe, die eine Gefahr für das Leben der Meeresbiota darstellen.

Öl, Metalle, chlororganische Verbindungen, Müll, Kunststoffe und radioaktive Abfälle zersetzen sich langsam und reichern sich in Organismen an. Öl ist der hartnäckigste Schadstoff im Meerwasser. Jedes Jahr gelangen 6 bis 10 Millionen Tonnen Öl in die Meere und Ozeane (Tabelle 1). Es ist bekannt, dass 1 Tonne Öl, wenn es sich ausbreitet, einen Fleck von 12 km auf der Wasseroberfläche bildet 2. In Ölfilmen reichern sich Schwermetallionen, Pestizide und andere Giftstoffe an, die für lebende Organismen gefährlich sind.

Eine der Hauptquellen der Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser ist die Landwirtschaft – sowohl die Landwirtschaft als auch die Massentierhaltung. Bei Überschwemmungen, der Schneeschmelze im Frühjahr und nach heftigen Regenfällen werden viele Tonnen Pestizide und Mineraldünger mit dem Wasser von den Flächen landwirtschaftlicher Flächen abgewaschen.

Tabelle 1. Quellen der Hydrosphärenverschmutzung mit Öl (nach W. Stoner und B. Seager)

Quelle der VerschmutzungGesamtmenge, Millionen Tonnen/JahrAnteil, %Seetransport Einschließlich konventioneller Transport2,13 1,8334,9 30,0 Katastrophen0,34,9Flussentwässerung1,931,1Entfernung aus der Atmosphäre0,69,8Industrieabfälle0,34,9Natürliche Quellen0,69,8 Siedlungsabfälle 0,34,9 Abfälle aus Küstenölraffinerien 0,23,2 Offshore-Ölförderung Einschließlich: normaler Unfallbetrieb 0,08 0,02 0,061,3 0,3 0,98

In Russland beispielsweise werden jährlich mehrere Millionen Tonnen Düngemittel und bis zu 100.000 Tonnen Pestizide auf den Feldern eingesetzt. Besonders gefährlich sind Abwassereinleitungen aus Tierhaltungs- und Geflügelfarmen, wo Mist und Abfall durch hydraulische Spülung ohne Abwasserbehandlung entfernt werden. Überfüllte Güllelager setzen regelmäßig große Mengen organischer Stoffe frei, was zur Eutrophierung natürlicher Gewässer führt.

Dieses Phänomen ist mit einer übermäßigen Zufuhr von Nährstoffen (hauptsächlich Phosphor- und Stickstoffverbindungen) in Seen, Stauseen und Flussmündungen verbunden, was zu einem massiven Wachstum führt Wasserpflanzen, schnelle Algenblüte. Die Eutrophierung hat eine Reihe ungünstiger geoökologischer Folgen: Verschlechterung der Wasserqualität, Verringerung des Erholungswerts des Stausees, Fischsterben, Verstopfung von Kanälen und Einzugsgebieten. Die Hauptquellen für Stickstoff und Phosphor sind die Landwirtschaft und kommunale Abwässer.

Das Grundwasser ist wie andere Umweltbestandteile den umweltschädlichen Auswirkungen menschlicher Wirtschaftstätigkeit ausgesetzt. Das Grundwasser leidet unter der Verschmutzung durch Ölfelder, Bergbauunternehmen, Filterfelder für kontaminiertes Abwasser, Deponien und Deponien von Hüttenwerken, Lagerstätten für chemische Abfälle und Düngemittel, Viehzuchtkomplexe, Siedlungen ohne Abwassersysteme usw. Die Schadstoffe sind grundsätzlich die gleichen wie und für Oberflächengewässer: Erdölprodukte, Phenole, Schwermetalle (Kupfer, Zink, Blei, Cadmium, Nickel, Quecksilber), Sulfate, Chloride, Stickstoffverbindungen (mit einer Verschmutzungsintensität zwischen 1 und 100 MAC).

In Russland wurden etwa viertausend Grundwasservorkommen für die häusliche, Trink-, Industrie- und technische Wasserversorgung sowie die Landbewässerung erkundet, deren Betriebsreserven 26,7 km betragen 3/Jahr. Der Entwicklungsgrad ihrer Reserven übersteigt im landesweiten Durchschnitt 33 % nicht. Die größten Gebiete mit kontaminiertem Grundwasser wurden in den Regionen Moskau, Tula, Perm, Tatarstan, Baschkortostan sowie in der Nähe der Städte Wolgograd, Magnitogorsk und Kemerowo identifiziert.

Aufgrund des unbefriedigenden Zustands sowohl der Stauseen (über und unter der Erde) als auch der zentralen Wasserversorgungssysteme ist die Bevölkerung Russlands insgesamt nicht mit Wasser ausreichender Qualität versorgt.

Etwa ein Drittel der Bevölkerung nutzt Wasser aus dezentralen Quellen als Trinkwasser. Die Analyse des Wassers aus solchen Quellen ergab, dass etwa 50 % von ihnen die hygienischen Anforderungen an sanitäre, chemische und bakteriologische Indikatoren nicht erfüllen. Eine besonders schwierige Situation hat sich in den Regionen Archangelsk, Kaliningrad, Kaluga, Kursk, Tomsk und Jaroslawl, der Region Primorje, Dagestan und Kalmückien entwickelt.

Alle Bewohner der Erde mit guter Qualität versorgen Wasser trinken ist das wichtigste globale Problem unserer Zeit. Ein weiteres, nicht weniger wichtiges Problem ist die rationelle Nutzung der Wasserressourcen und die Einsparung von Wasser bei allen Arten des Wasserverbrauchs.

Die Reduzierung des Ausmaßes der Wasserverschmutzung ist der Weg, das Problem der quantitativen und qualitativen Erschöpfung der Wasserressourcen der Welt zu lösen.

Die Ökonomie der Wassernutzung muss neu überdacht werden. Während Wasser auf der ganzen Welt vorhanden ist niedriger Preis, in vielen Regionen ist es grundsätzlich kostenlos. Dies führt zu einer ineffizienten Nutzung der Wasserressourcen und in der Folge zu schwerwiegenden Umweltproblemen.

2. Merkmale der Oberflächenwasserverschmutzung

Es gibt zwei Hauptkategorien von Quellen der Wasserverschmutzung: Quellen punktueller Verschmutzung und diffuse Verschmutzung. Zur ersten Kategorie zählen beispielsweise Einleitungen aus Industriebetrieben und kommunalen Kläranlagen. Zur zweiten Kategorie zählen beispielsweise Verschmutzungen im Zusammenhang mit der Landwirtschaft, etwa Wasserverschmutzung durch Zerfallsprodukte von Düngemitteln und Pestiziden. Die Strategien zum Umgang mit punktueller und nicht punktueller Verschmutzung sind sehr unterschiedlich. Im ersten Fall ist es notwendig, sich mit jeder einzelnen Quelle zu befassen, während es bei diffuser Verschmutzung erforderlich ist, eine Managementstrategie für das gesamte Flusseinzugsgebiet umzusetzen, oder genauer gesagt, den Zustand der Landschaften des Einzugsgebiets, insbesondere der anthropogen veränderten Landschaften.

Strategien zur Verbesserung der Wasserqualität beginnen typischerweise mit der punktuellen Verschmutzung und wenden sich, sobald Fortschritte erzielt werden, der Regulierung der diffusen Verschmutzung zu. In Russland wird der Kontrolle der punktuellen Verschmutzung bisher die größte und auch dann unzureichende Aufmerksamkeit geschenkt.

Wasserschadstoffe und ihre Indikatoren können auch in mehrere Gruppen eingeteilt werden, die spezifische Probleme mit der Wasserqualität verursachen verschiedene Arten Gewässer und erfordern dementsprechend unterschiedliche Strategien zu ihrer Kontrolle:

mikrobiologische Indikatoren im Zusammenhang mit der menschlichen Gesundheit (E. coli-Konzentration als Indikator für die Anzahl pathogener Bakterien usw.);

Schwebstoffe ( allgemeiner Inhalt, Trübung und Transparenz des Wassers);

organische Substanzen. Verschmutzungsindikatoren: gelöster Sauerstoff, biochemischer und chemischer Sauerstoffbedarf (BSB und CSB), Phosphate, Chlorophyll-A;

Nährstoffe (Verbindungen aus Stickstoff und Phosphor);

Hauptionen (insgesamt gelöste Feststoffe, elektrische Leitfähigkeit, pH-Wert, Kalzium, Magnesium, Natrium, Kalium, Chlorid, Sulfat, Bikarbonat, Bor, Fluorid, Wasserhärte);

anorganische Mikroschadstoffe (Aluminium, Arsen, Beryllium, Cadmium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Cyanid, Schwefelwasserstoff, Eisen, Blei, Lithium, Mangan, Quecksilber, Molybdän, Nickel, Selen, Vanadium, Zink);

organische Mikroschadstoffe (oder Dioxine) (davon gibt es viele: polychlorierte Biphenyle, Benzopyren, Pestizide usw.; sie sind schon in sehr geringen Konzentrationen schädlich; aufgrund ihrer geringen Konzentration ist ihre Bestimmung sehr schwierig).

Die Hauptprobleme im Zusammenhang mit der Verschmutzung verschiedener Gewässer sind in der Tabelle dargestellt. 2.

Tabelle 2. Hauptprobleme der Wasserqualität

Betrachten wir die Hauptmerkmale dieser Probleme. Eine Infektion mit Krankheitserregern ist ein sehr wichtiger Faktor für die hohe Morbidität und Mortalität von Magen-Darm-Erkrankungen. Sie hängt direkt von der Bevölkerungsdichte und dem Grad ihrer sozioökonomischen Entwicklung ab und ist daher eher typisch für Entwicklungsländer. In entwickelten Ländern wird Wasser in der Trinkwasserversorgung aufbereitet, während in Entwicklungsländern die Aufbereitung nicht immer zufriedenstellend ist, wenn überhaupt.

Selbst in entwickelten Ländern ist die Kontamination mit Krankheitserregern nicht vollständig unter Kontrolle, wie wir gerade bei der Kryptosporidiose in den Vereinigten Staaten gesehen haben. In Entwicklungsländern ist es aufgrund der unzureichenden Entwicklung von Sanitär- und Wasseraufbereitungssystemen flussabwärts von Städten und dicht besiedelten ländlichen Gebieten weit verbreitet. Dadurch steigt der Index der pathogenen Wasserverschmutzung innerhalb der Stadt um das 3200-fache und erreicht 24 Millionen Kolibakterien pro 100 ml Wasser. Hohes Niveau Im Fluss wird eine Verschmutzung durch Krankheitserreger und organische Substanzen festgestellt. Ganges; Ein spezielles Programm wird umgesetzt, um den Zustand dieses großen Flusses Indiens zu verbessern.

Krankheitserregerkontamination und organische Kontamination hängen miteinander zusammen. Organisches Material ist das meiste große Gruppe Schadstoffe, die historisch gesehen meist zuerst zu Beginn der Flussverschmutzung auftraten. Sie gelangen in gelöster oder suspendierter Form hauptsächlich mit Abwasser oder ungeregeltem häuslichem Abwasser in Gewässer.

Teilweise leisten auch die Zellstoff- und Papierindustrie sowie die Lebensmittelindustrie einen erheblichen Beitrag. Die geografische Verteilung der organischen Verschmutzung stimmt im Allgemeinen mit der Verteilung der pathogenen Kontamination überein. Flüsse verfügen über eine erhebliche Selbstreinigungsfähigkeit aufgrund des im Wasser gelösten Sauerstoffs, dessen Menge aufgrund des turbulenten Flussregimes ständig aus der Atmosphäre nachgefüllt wird.

Wenn der Zufluss organischer Stoffe in einen Fluss beginnt, seine Selbstreinigungskapazität zu überschreiten, nimmt die Wasserverschmutzung zunehmend zu. Um das Problem der Wasserverschmutzung durch organische Stoffe und Krankheitserreger zu lösen, ist die Umsetzung einer Reihe von Maßnahmen erforderlich. Hauptrolle Dabei spielen einerseits die Reduzierung der aus dem Einzugsgebiet kommenden Schadstoffmengen und andererseits der Bau von Kläranlagen eine Rolle.

Schwebstoffe im Flusswasser sind überwiegend feine Bodenpartikel. Die Konzentration suspendierter Sedimente ist ein Indikator für den Grad der Wassererosion des Bodens und damit für den Zustand des Beckens. Landwirtschaft spielt dabei eine wesentliche Rolle. Generell gilt bei sonst gleichen Bedingungen: Je höher die Ackerfläche, desto höher der Sedimentertrag.

Der gesamte Sedimentfluss durch die Flüsse der Welt wird auf etwa 20 Milliarden Tonnen pro Jahr geschätzt. Die Sedimentbewegung innerhalb von Flusseinzugsgebieten ist mindestens fünfmal größer, etwa 100 Milliarden Tonnen. Menschliche Aktivitäten erhöhen den Sedimentfluss erheblich, hauptsächlich aufgrund von Störungen natürlicher Zustand Bodenoberfläche im Flusseinzugsgebiet. Der anthropogen zunehmende Sedimentabfluss führt zu einer Verschlechterung der Schifffahrtsbedingungen auf Flüssen, zur Verschlammung von Stauseen und Bewässerungssystemen. Feine Bodenpartikel, die als Sediment mitgeführt werden, adsorbieren typischerweise Phosphorverbindungen an ihrer Oberfläche.

Das ist derselbe Schlick wie der Fluss. Der Nil brachte bei jeder Überschwemmung Felder zu Feldern und sorgte so für die Fruchtbarkeit des ägyptischen Bodens über Tausende von Jahren. Nach dem Bau von Staudämmen an Flüssen sammeln sich fast alle Sedimente zusammen mit adsorbiertem Phosphor in Stauseen an. Dies führt zu einem Rückgang sowohl der Bodenfruchtbarkeit als auch der Fischproduktivität in den flussabwärts gelegenen Bereichen der Dämme. Maßnahmen zur Reduzierung der Bodenerosion in Flusseinzugsgebieten steuern gleichzeitig die Bewegung von Phosphor innerhalb des Einzugsgebiets. Wir sehen wieder hochgradig die Komplexität der Beziehungen in der Ökosphäre und die führende Rolle des Wassers bei der Bewirtschaftung territorialer Systeme.

Es wird davon ausgegangen, dass sich natürliche Gewässer im Zustand der Versauerung befinden, wenn ihr Säuregehalt (pH) kleiner oder gleich 5,0 ist. Viele Prozesse in der Ökosphäre werden durch Säure-Base-Reaktionen bestimmt, sind also vom pH-Wert abhängig. Alle biologischen Prozesse in Gewässern wie Algenwachstum, mikrobieller Zerfall, Nitrifikation und Denitrifikation werden durch ihre Eigenschaften unterschieden optimaler Wert Der pH-Wert liegt normalerweise im Bereich von 6–8. Veränderungen in Flora und Fauna in aquatischen Ökosystemen sind ein wichtiger Indikator für Sedimentation.

Verschmutzung der Wasserqualität, Reinigung

3. Wasserreinigung

Die wichtigsten technologischen Maßnahmen rationelle Nutzung und Schutz der Wasserressourcen sind die Verbesserung der Produktionstechnologien, die Einführung abfallfreier Technologien in die Praxis. Das derzeitige zirkulierende Wasserversorgungssystem wird derzeit verbessert, oder Wiederverwendung Wasser.

Da eine Wasserverschmutzung nicht vollständig vermieden werden kann, kommen biotechnische Maßnahmen zum Schutz der Wasserressourcen zum Einsatz – die Zwangsreinigung des Abwassers von Verschmutzungen. Die wichtigsten Reinigungsmethoden sind mechanische, chemische und biologische.

Bei der mechanischen Abwasserreinigung werden unlösliche Verunreinigungen durch Roste, Siebe, Fette (Öle) usw. entfernt. Schwere Partikel setzen sich in Absetzbecken ab. Durch die mechanische Reinigung gelingt es, das Wasser zu 60–95 % von ungelösten Verunreinigungen zu befreien.

Bei der chemischen Behandlung werden Reagenzien eingesetzt, die lösliche Stoffe in unlösliche umwandeln, sie binden, ausfällen und aus dem Abwasser entfernen, das um weitere 25–95 % gereinigt wird.

Die biologische Behandlung erfolgt auf zwei Arten. Die erste wird auf speziell vorbereiteten Filterfeldern (Bewässerungsfeldern) mit ausgestatteten Karten, Haupt- und Verteilungskanälen durchgeführt. Die Reinigung erfolgt auf natürliche Weise – durch Filterung des Wassers durch den Boden.

Das organische Filtrat wird einer bakteriellen Zersetzung, der Einwirkung von Sauerstoff und Sonnenlicht ausgesetzt und anschließend als Dünger verwendet. Es kommt auch eine Kaskade von Absetzbecken zum Einsatz, in denen die Selbstreinigung des Wassers auf natürliche Weise erfolgt.

Die zweite beschleunigte Methode der Abwasserreinigung erfolgt mit speziellen Biofiltern. Die Abwasserbehandlung erfolgt durch Filtration durch poröse Materialien (Kies, Schotter, Sand und Blähton), deren Oberfläche mit einem Film aus Mikroorganismen bedeckt ist. Der Reinigungsprozess auf Biofiltern ist intensiver als auf Filterfeldern.

Derzeit kommt fast keine Stadt ohne Behandlungseinrichtungen aus, und unter städtischen Bedingungen werden alle oben genannten Methoden in Kombination eingesetzt, was eine gute Wirkung erzielt.

Abschluss

Etwa ein Drittel davon sind Industrieabwässer. Es wird angenommen, dass über 500.000 Tonnen Wasser in Stauseen gelangen. verschiedene Substanzen. Salzhaltige Industrie- und Haushaltsabfälle gelangen in die Gewässer verschiedene Metalle, Gifte, Pestizide, Düngemittel, Reinigungsmittel, radioaktive Substanzen. Mehr als zwei Drittel der ölverschmutzenden Wassersysteme stammen aus der Einleitung von Altölprodukten, die von Autos und Maschinen verwendet werden.

Eine Analyse des Weltwasserhaushalts ergab, dass für alle Arten der Wassernutzung 2200 m3 aufgewendet werden 3 sauberes Wasser Im Jahr. Bisher hinkt das Wachstum der Qualität der Kläranlagen dem Wachstum des Wasserverbrauchs hinterher.

Das Behandlungsproblem ist jedoch schwerwiegender, da selbst mit modernster Technologie, einschließlich biologischer, alle gelösten anorganischen Stoffe und bis zu 10 % der organischen Schadstoffe im gereinigten Abwasser verbleiben.

Dieses Wasser kann erst nach wiederholter Verdünnung mit sauberem Naturwasser wieder für den Hausgebrauch geeignet werden. Die Abwasserverdünnung verbraucht fast 20 % der weltweiten Süßwasserressourcen.

Berechnungen zu Beginn des neuen Jahrtausends ergaben unter der Annahme, dass die Standards für den Wasserverbrauch sinken und die Behandlung das gesamte Abwasser umfassen wird, dass weiterhin jährlich 30.000 bis 35.000 m3 zur Verdünnung des Abwassers erforderlich sein werden 3frisches Wasser.

Dies bedeutet, dass die gesamten Flussressourcen der Welt nahezu erschöpft sein werden und in vielen Teilen der Welt bereits erschöpft sind. Immerhin 1 m 3gereinigt Abwasser„verwöhnt“ 10 m 3Flusswasser und unbehandeltes Wasser - 3- bis 5-mal mehr. Die Menge an Süßwasser nimmt nicht ab, aber seine Qualität nimmt stark ab und es wird für den Verzehr ungeeignet.

Literatur

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