§ 25. Изменение состояния гидросферы (водной среды)

Вода занимает особое место в жизни всех живых существ на Земле. Без неё жизнь невозможна. Она входит в состав любого организма, от одноклеточного до высокоорганизованного. Тело взрослого человека примерно на 65% состоит из воды, а кровь и лимфа — более чем на 90%.

Вода в организме любого биологического существа выполняет очень много функций: в ней растворяются химические вещества, получаемые из пищи; в воде проходят все известные биологические реакции; испаряясь через лёгкие и кожу, она регулирует тепловой режим; с водой выводятся вредные вещества. Без воды невозможно приготовить пищу, её используют для водных процедур и уборки территории и помещений. Без воды невозможна производственная и сельскохозяйственная деятельность.

Известны три агрегатных состояния воды: жидкое, твёрдое и газообразное. Особое значение для жизнедеятельности человека имеет жидкая форма воды. Абсолютно чистая в химическом отношении вода (т. е. без каких-либо примесей химических веществ и взвешенных частиц) в природе не встречается. Проходя через атмосферу, вода и снег поглощают из неё химические вещества, пылевые частицы и микроорганизмы. Оседая на поверхности Земли, вода стекает в различные водоёмы: реки, озёра, моря. На своём пути она дополнительно вбирает в себя различные вещества. Получается своеобразный химический раствор, состав которого очень сложен.

Для человека важны физико-химические качества воды: мутность, цветность (окраска), запах и вкус. Они определяют её органолептические свойства (от слова «орган» и греческого leptikos — выбирающий), т. е. свойства, которые выявляются и оцениваются при помощи органов чувств.

Доброкачественная питьевая вода должна отвечать всем требованиям органолептики. Она должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха, иметь приятный вкус и не содержать микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания. Наиболее благоприятная температура питьевой воды 7—12 °С.

Водой покрыто более 71% всей поверхности Земли. Однако бо́льшая её часть сосредоточена в океанах и морях, содержит значительное количество минеральных солей и других веществ и без соответствующей очистки мало пригодна для использования в производстве, сельском хозяйстве и в быту.

Пресная вода — это вода рек и озёр. Её не так много, и распределена она неравномерно: есть территории, где воды достаточно, а в некоторых местностях её не хватает. В России особого недостатка воды нет, однако это не означает, что её можно использовать бесконтрольно: естественные запасы воды не безграничны.

Главные потребители пресной воды — население, промышленность и сельское хозяйство.

Вследствие антропогенного воздействия пресная природная вода также обычно загрязнена различными веществами. Можно выделить следующие проявления и причины ухудшения качества пресных природных вод под влиянием хозяйственной деятельности людей:

загрязнение пресных вод серной и азотной кислотами из атмосферы, увеличение содержания в них сульфатов и нитратов;
увеличение содержания кальция, магния, кремния в подземных и речных водах вследствие вымывания и растворения этих веществ подкисленными дождевыми водами;
увеличение содержания тяжёлых металлов, прежде всего свинца, кадмия, ртути, мышьяка и цинка;
увеличение содержания в поверхностных и подземных водах солей в результате их поступления со сточными водами, из атмосферы и за счёт смыва твёрдых отходов;
увеличение содержания органических соединений, прежде всего биологически стойких (пестицидов, продуктов их распада и других токсичных, канцерогенных и мутагенных веществ);
уменьшение содержания кислорода, прежде всего в результате увеличившегося расхода воды на окислительные процессы;
уменьшение прозрачности воды в водоёмах (в загрязнённых водах размножаются вирусы и бактерии — возбудители инфекционных заболеваний);
загрязнение радиоактивными изотопами.

Развитие промышленности и расширение сельскохозяйственной деятельности, увеличивающие загрязнение вод рек и озёр химическими отходами, сделали очень острой проблему сохранения водных ресурсов и организации контроля за их использованием и очисткой.

В течение последних десятилетий создано огромное количество водохранилищ, в результате чего оказались затопленными плодородные земли. Из-за регулирования стоков рек уменьшилась скорость их течения (в Волге — в 12 раз, в Москве-реке — в 16 раз и т. д.). Следствием этого стало зарастание мелководий. Строительством дамбы на р. Неве защитили Санкт-Петербург от наводнений, вызываемых нагонными ветрами, но при этом возникла острая проблема питьевой воды.

Перераспределение значительной части речных стоков привело к возникновению многих других экологических проблем.

На качество воды, её состав и свойства негативно влияют сточные воды.

Сточные воды — это воды, использованные на хозяйственные, технические или другие нужды и загрязнённые различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территорий населённых пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения осадков или поливки улиц.

Они представляют особую опасность для здоровья населения, так как часто являются источником распространения тяжёлых инфекционных заболеваний (брюшного тифа, холеры, дизентерии, болезни Боткина, полиомиелита). Помимо опасных микроорганизмов, такая вода может содержать яйца и личинки глистов.

Сточные воды подразделяют на бытовые, атмосферные (или ливневые) и производственные.

Бытовые сточные воды образуются в результате жизнедеятельности человека, имеют сравнительно постоянный состав, содержат около 60% органических и около 40% минеральных веществ и обычно направляются на городские (районные) станции очистки.

Атмосферные сточные воды образуются в результате стока осадков с тех или иных территорий непосредственно в водные объекты или в системы ливневой канализации. Состав этих вод может быть чрезвычайно разнообразным. В них могут присутствовать твёрдые частицы (песок, камень, стружка, пыль, сажа, остатки растений), нефтепродукты (масла, бензин, керосин), удобрения и др. В некоторых водотоках атмосферные сточные воды составляют около 30% и более всех поступающих в них вод.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в различных технологических процессах. При этом около 90% забранной на производственные нужды воды возвращается обратно в водоёмы с различной степенью загрязнения. Основные загрязняющие вещества — механические взвеси (песок, окалина, металлическая стружка, пыль, флюсы, волокна хлопчатника), минеральные масла и другие нефтепродукты, неорганические кислоты и их соли, щёлочи и неорганические соли тяжёлых металлов.

Уровень загрязнения воды ежегодно увеличивается. Из года в год специалисты отмечают отрицательную динамику санитарного состояния водных объектов в местах питьевых водозаборов. Всё большее количество проб из числа исследованных не отвечает гигиеническим нормам по санитарно-химическим и микробиологическим показателям.

Среди веществ, загрязняющих подземные воды, преобладают нефтепродукты, фенолы, тяжёлые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.

Ухудшается состояние поверхностных вод. В России природные воды оказались наиболее подверженными деградации, так как в них поступает огромное количество загрязняющих веществ от промышленных и сельскохозяйственных комплексов, расположенных в верховьях и средних течениях больших рек.

Вода — один из самых важных элементов среды обитания человека. Её значение в нашей жизни невозможно переоценить. Самоочищение же воды происходит очень медленно и трудно. Вот почему сохранение естественных источников воды в первозданном виде, защита их от всевозможных загрязнений — одна из приоритетных задач экологии в наше время. Задача эта имеет прямое отношение к выживанию человека.