работу центральной нервной системы и почек. Поскольку ртуть может накапливаться в организме, то, в конечном итоге, ее воздействие приводит к расстройству умственных способностей человека.
В городах вследствие увеличивающегося загрязнения воздуха неуклонно растет число больных, страдающих хроническим бронхитом, эмфиземой, раком легких, различными аллергическими заболеваниями.
5.3. ИЗМЕНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
Вода — самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Она является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы, транспортирует их из одних мест в другие и т. д. Для человека вода имеет важное жизненное и производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель, и др. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, почве, во всех живых существах. Последние содержат до 90 % воды в своей биомассе. Потери 10–20 % воды живыми организмами приводят к их гибели.
Из всех запасов воды на Земле 97,5 % составляет соленая вода. Большая часть пресной воды сосредоточена в ледниках. Запасы питьевой воды ограничены, поэтому проблема сохранения качества воды является на данный момент самой актуальной. Во многих странах все более ощутимой становится нехватка пресной воды. Однакоглавнаяпричинаобостренияпроблемыводныхресурсовзаключается не в увеличении водопотребления (в развитых странах расход воды составляет 400–500 л на душу населения в сутки), а в загрязнении многих водоисточников.
Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод, пагубно влияющих на здоровье населения, ведущих к гибели рыб, водоплавающих птиц и животных, а также к гибели растительного мира водоемов. При этом опасны для водных экосистем не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, но и избыток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей.
Природныеводоемынеявляютсяестественнойсредойобитанияболезнетворных микроорганизмов. В отличие от них бытовые сточные воды всегда содержат различные микроорганизмы, часть из которых являются болезнетворными. О потенциальной опасности распространения с водой кишечных инфекций судят по присутствию в ней так называемых индикаторных микроорганизмов, прежде всего кишечной палочки Коли. По гигиеническим нормативам в питьевой воде допускается присутствие не более 3 кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс 3). Послеобеззараживания водыхлором, ультрафиолетовымилучами, озономилигам- ма-излучением вода уже не содержит жизнеспособных микробных возбудителей брюшного тифа, дизентерии и других. Однако устойчивость болезнетворных вирусов выше, чем кишечной палочки. Это заставляет с осторожностью оценивать
104
коли-индекс как показатель безопасности питьевой воды в отношении вируса инфекционного гепатита и других вирусов. Полную уверенность в обеззараживании питьевой воды в настоящее время может дать только ее кипячение.
По данным ВОЗ, 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством водылибонарушением санитарно-гигиенических норм вследствие ее недостатка. Инфекционные заболевания водной этиологии регистрируютсяпреимущественновразвивающихсястранахснизкимсанитарнымуровнем жизни. В настоящее время треть населения земного шара — около 2 млрд человек — лишенавозможностипотреблятьвдостаточномколичествечистуюпресную воду. Более 60 % сельских жителей развивающихся стран не могут пользоваться безопасной в эпидемиологическом отношении водой.
Тепловое загрязнение природных вод происходит из-за тепловых электростанций. Несмотря на то, что выработка электричества с помощью пара неэффективна, посколькуиспользуется37–39 % энергии, заключеннойвугле, и31 % ядернойэнергии, тепловые электростанции продолжают существовать. Большая часть энергии топлива, котораянеможетбытьпревращенавэлектричество, теряетсяввидетепла. Простейшим способом избавления от этого тепла является выброс его в атмосферу. Однако наиболее экономичный путь — это использование оставшейся энергии в качестве охладителя воды, поскольку она способна аккумулировать огромное количество тепла с незначительным повышением собственной температуры и последующим постепенным выделением тепла в воздух.
Серьезную экологическую проблему представляет прямая прокачка пресной озерной или речной воды через охладитель и последующее ее возвращение в естественные водоемы без предварительного охлаждения.
Электростанциимогутповышатьтемпературуводыводоемовна5–15 °С. Если изначально температура составляет +16 °С, то отработанная на станции вода будет иметь температуру от +22 до +28 °С. В летний период она может достигнуть +30...+36 °С. Повышениетемпературывводоемахпагубновлияетнажизньводных организмов. В процессе эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к определенному интервалу температур. Для каждого вида существует температурный оптимум, который на определенных стадиях жизненного цикла может изменяться.
В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но в результате сброса в реки и озера горячих стоков с промышленных предприятий очень быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.
Тепловойшок— эторезультатинтенсивноготепловогозагрязнения. Результатом сброса в водоемы нагретых стоков могут быть и иные, более серьезные, последствия. Поскольку температура тела холоднокровных организмов зависит от температуры окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь, это
105
повышает их потребность в кислороде. В результате же возрастания температуры воды содержание в ней кислорода падает. Нехватка кислорода вызывает стресс и даже смерть. В летнее время повышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать гибель рыб и беспозвоночных, особенно тех, которые обитают у южных границ температурного интервала. Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию.
Повышение температуры воды способно нарушить структуру подводного растительного мира. Характерные для водоемов с холодной водой водоросли заменяются более теплолюбивыми и при возрастании температур постепенно ими вытесняются, вплоть до полного исчезновения.
Если тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоем органических и минеральных веществ (смыв удобрений с полей, навоза с ферм, бытовые стоки), происходит резкое повышение продуктивности водоема. Азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяют им резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего происходит их массовое отмирание и гниение. Процесс сопровождается ускоренным потреблением кислорода: он может оказаться полностью исчерпанным, а это грозит гибелью всей экосистеме.
Загрязнение водной среды нефтью и нефтепродуктами
Нефть — вязкая маслянистая жидкость, имеющая темно-коричневый цвет и обладающая слабой флуоресценцией.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод — все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. Вследствие утечек ежегодно теряется более 0,1 млн т нефти. Большие массы нефтепродуктов поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет около 2 млн т/год. Со стоками промышленности теряется 0,5 млн т нефти ежегодно.
При попадании в морскую среду нефть растекается в виде пленки, образуя слои различной толщины. Это приводит к массовой гибели морских организмов в прибрежных районах. В случае нефтяного загрязнения акваторий с замедленным водообменном (бухты, заливы) происходит почти полное уничтожение морской флоры и фауны.
Разложение нефтепродуктов в водоеме приводит к изменению состава природных вод: росту численности бактерий и изменению их видового состава, увеличению концентрации токсических продуктов (фенолов, нафтолов и других оксипроизводных углеводородов), вспениванию воды, развитию зоопланктона и водорослей фитопланктона. Ухудшение качества природных вод вследствие загрязнения их нефтепродуктами резко снижает и качество получаемых питьевых вод для населения, так как хлорирование (обязательная стадия подготовки питьевой
106
воды) способствует образованию хлорорганических соединений, крайне опасных для человека.
Загрязнение окружающей среды пестицидами, детергентами, диоксинами и тяжелыми металлами
Пестициды — это группа искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды подразделяют на следующие группы:
инсектициды — разработаны для борьбы с вредными насекомыми;
фунгициды и бактерициды — используются против грибковых и бактериальных болезней растений;
гербициды — применяются для уничтожения сорных растений.
Внастоящее время в мире зарегистрировано более 1500 типов пестицидов, но для живых существ особенно опасны своей токсичностью хлорорганические (ДДТ
иего метаболиты, метафос, трефлан и др.) и фосфорорганические пестициды.
Детергенты — это химические соединения, понижающие поверхностное натяжение воды и используемые в качестве моющих средств и эмульгаторов. Особенно широкое распространение получили синтетические поверхностно-актив- ные вещества (СПАВ), входящие в состав моющих и чистящих средств. Разнообразное применение детергентов (для мытья посуды, тканей, автомобилей, для личной гигиены) привело к увеличивающемуся попаданию их в бытовые и производственныесточныеводы. ВсельскомхозяйствеСПАВиспользуютсядляэмульгирования пестицидов, вследствие чего они попадают в почвы и подземные воды.
Присутствие в водоемах СПАВ изменяет химический состав природных вод
иестественный ход протекающих в них химических и биохимических процессов, угнетающе действует на биоценозы* водной среды, вызывает гибель многих гидробионтов**. Так, смертельная концентрация СПАВ для многих рыб составля- ет3–5 мг/л, дляпланктона*** — около2 мг/л. Утеплокровныхживотныхдетергенты нарушают функции биомембран, усиливая тем самым токсическое и канцерогенное влияние других токсикантов.
СПАВ парализует деятельность микроорганизмов, разрушающих органические вещества.
Диоксины — крайне вредные вещества, воздействующие на организм человека не только в течение его жизни, но и в цепи его поколений.
Главнымисточникомобразованиядиоксиновявляютсяпродуктысгораниятоплива (50–100 г/год), производство стали (50–150 г/год), предприятия целлюлознобумажной промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, сточные воды (15–30 г/год), газовые выбросы (4–6 г/год).
*Биоценоз — взаимосвязанная совокупность микроорганизмов, растений, грибов
иживотных, населяющих более или менее однородный участок суши или водоема.
**Гидробионты — организмы, обитающие в водной среде.
***Планктон — совокупность организмов, пассивно обитающих в толще воды.
107