Катастрофи берегів річок

При надлишку органічної речовини у воді утворюються стійкі органомінеральні комплекси з важкими металами, в деяких випадках більш токсичні, ніж самі метали. На окислення величезної кількості новоутвореної органічної речовини витрачається значна частина розчиненого у воді кисню - виникає кисневий дефіцит, що вкрай негативно впливає на цінні породи риб і їх кормову базу - зообентос. Крім того, дефіцит кисню приводить до того, що з донних відкладень у воду більш активно виділяється ряд речовин, у тому числі фосфор, а це, у свою чергу, інтенсифікує процес евтрофування. Таким чином, починаючи з якогось моменту, евтрофування, отримуючи внутріводне прискорення, стає незворотнім, викликаючи деградацію озерних систем і водосховищ.

Малі річки

У гідрографічній мережі будь-якого водозбірного басейну  переважають струмки і малі річки. На території України за уточненими даними налічується 63029 малих річок і водотоків загальною довжиною 185,8 тис. км.

Головна особливість  формування стоку малих річок - їх дуже тісний зв'язок з ландшафтом басейну, що й обумовлює їх вразливість  при надмірному використанні не лише водних ресурсів, а й водозбору. Малі річки виконують функції регулятора водного режиму ландшафтів, підтримуючи рівновагу і перерозподіл вологи. Вони визначають також гідрологічну і гідрохімічну специфіку середніх і великих річок.

Для України використання малих річок завжди мало велике значення. В останні десятиліття відзначався інтенсивний ріст водокористування на малих річках, що призвело до погіршення якості води та гідрологічного режиму. Значно збільшилося безповоротне водоспоживання. У деяких регіонах через безконтрольний забір води багато малих річок пересихають, замулюються і взагалі зникають.

Антропогенний вплив  на малі річки обумовлений господарською  діяльністю, яка здійснюється і в  межах водозбірних басейнів, і  на самих водотоках. Дренажні води, що скидаються з меліоративних систем, в основному неочищені, викликають "цвітіння" малих річок в літній період і погіршують якість води.

До недавнього часу основним джерелом забруднення малих річок були відпрацьовані промислові та комунальні стічні води. Створення відстійників, очисних споруд знизило ступінь забруднення цієї категорії стічних вод. У той же час зросла частка забруднених вод, які формуються в межах водозбірних басейнів малих річок. Це перш за все поверхневий стік з сільськогосподарських угідь, що містить мінеральні добрива, отрутохімікати та біогенні речовини.

Для облаштування, відродження та охорони малих річок, ліквідації джерел забруднення води всі проведені  заходи повинні мати екологічну спрямованість. Крім ліквідації зосереджених і розсіяних джерел забруднення, необхідно відновити всі основні природні чинники річкової системи, в тому числі водну фауну і флору. На жаль, сталому функціонуванню річкових екосистем при відновлювальних роботах на малих річках України не приділяється належної уваги.

Питне водопостачання

Забруднення води в джерелах обумовлене високим антропогенним навантаженням  на водозбори, відсутністю або слабкою  інженерною облаштованістю водоохоронних  зон, скиданням стічних вод.

В умовах сучасних міст очищаються величезні  об'єми води. Однак через постійний дефіцит реагентів відбувається повсюдне порушення технології очищення. Через великі об’єми оброблюваної води застосування фізико-хімічних методів очищення від важких металів стає неможливим.

Використання хлору в якості знезаражуючого засобу призводить до того, що взаємодіючи з водою, насичено органічними речовинами, він утворює високотоксичні хлорорганічні сполуки.

До організаційно-економічних і  концептуальних прорахунків можна  віднести збереження централізованого водопостачання міст, неефективність монопольної муніципальної служби водозабезпечення, єдину промислово-комунальну систему водопостачання, необґрунтовано високі питомі норми водоспоживання, низьку плату за воду, яка не відповідає витратам на її підготування і подачу споживачам, скидання забруднених стічних вод.

Водопостачання міст перетворилося  в погано кероване гігантське господарство. Довести такий об’єм води до питної якості практично неможливо. В умовах жорстко централізованої системи  водопостачання складно експлуатувати десятки кілометрів водопровідних мереж, побудованих з металевих труб. Їх поступовий знос і корозійне обростання, низька якість санітарно-технічної арматури призводять до частих аварій, перебоїв в подачі води, її витоків. У результаті лише 30-40% води, що проходить очистку на станціях водопідготовки призначено для господарсько-питних потреб населення, але і ця вода вдруге забруднюється у мережах водопроводів на шляху до споживача.

Повені та підтоплення

Найбільш значні по висоті підйоми  води на більшості рівнинних річок спостерігаються навесні. У гірських районах, особливо на малих річках, вони часто бувають і у літньо-осінній період як результат випадання інтенсивних опадів, а в напівгірських районах з сильно порізаним рельєфом - як результат опадів і сніготанення.

Різкі підйоми рівнів води в річках викликають затоплення міст, населених  пунктів, сільськогосподарських угідь. У більшості випадків збитки, що наносяться затопленням, обумовлені грубим порушенням правил забудови та сільськогосподарського освоєння земель. Прикладом може служити зведення господарських об'єктів і навіть цілих населених пунктів на заплавних ділянках, яке широко практикується.

В останні десятиліття в Україні  повторюваність небезпечних повеней  почастішала. Швидше за все, це обумовлено антропогенним руйнуванням стокорегулюючої здатності водозборів. Вирубка лісів, осушення боліт, нераціональне ведення сільського господарства, будівництво каналів і дамб призводять до збільшення модуля максимального стоку, скорочення часу добігання талого і дощового стоку, а, отже, до зростання витрат і об’єму паводкового стоку.

Стиснення заплав інженерними спорудами  знижує пропускну здатність русел  і створює підпір, який зумовлює збільшення площі затоплення і деформацію берегів.

При будівництві водосховищ і територіальному перерозподілі стоку виникають підтоплення. Найбільш значні території потрапляють у зону підтоплення головним чином на рівнинах. В останні роки великою проблемою стало підтоплення у великих містах, в місцях проходження залізних і шосейних доріг. Підтоплення пов'язані і з територіальним перерозподілом водних ресурсів, коли вода передається по відкритих каналах.

Проникнення забруднюючих речовин  в круговорот води

Існує три важливих стадії кругообігу води: випаровування, конденсація і  атмосферні опади. Якщо в них залучено дуже багато природних або штучних забруднюючих речовин з перерахованих нижче джерел, природна система не справляється з очищенням води:

- радіоактивні частки, пил і  гази поступають з атмосфери  разом зі снігом, що випадає  і накопичується у високогір'ях;

- талі льодовикові води з  розчиненими забруднюючими речовинами  стікають вниз з високогір'я,  формуючи витоки річок, які  на своєму шляху до моря  захоплюють частинки ґрунту і  гірських порід, розмиваючи поверхні, по яких вони течуть;

- води, дренуючі гірські вироблення, містять кислоти і інші неорганічні  речовини;

- вирубка лісів сприяє розвитку  ерозії. Багато забруднюючих речовин  скидаються в річки підприємствами  целюлозно-паперової промисловості,  на яких обробляється деревина;

- дощові води вимивають  хімічні речовини з ґрунту, транспортують  їх в ґрунтові води, а також  змивають зі схилів в річки;

- промислові гази потрапляють  в атмосферу, а звідти разом  з дощем або снігом - на землю.  Промислові стоки поступають  безпосередньо в річки. У залежності від галузі промисловості сильно розрізняється склад газів і стічних вод;

- органічні інсектициди,  фунгіциди, гербіциди і добрива,  розчинені у водах, що дренують  сільськогосподарські угіддя, поступають  в річки;

- обпилювання полів  пестицидами забруднює повітряне і водне середовище;

- коров'ячий гній і  інші залишки тваринного походження - основні забруднювачі місць  великих скупчень тварин на  пасовищах і скотарнях;

- при відкачуванні  прісних ґрунтових вод може  відбутися засолення в результаті підтягання мінералізованих вод з естуаріїв і морських басейнів;

- метан продукується  бактеріями як в природних  болотах, так і в стоячих  водоймищах при надлишку органічних  забруднювачів антропогенного генезису;

- теплове забруднення  річок відбувається через надходження від електростанцій нагрітих вод;

- міста є джерелами  різних відходів, включаючи як  органічні, так і неорганічні;

- вихлопні гази двигунів  внутрішнього згоряння - основні  джерела забруднення повітряного  середовища. Вуглеводні адсорбуються  вологою, що міститься в повітрі;

- великі предмети і  частинки виводяться з комунально-побутових  стічних вод на станціях попереднього  очищення, органіка - на станціях  вторинного очищення. Від багатьох  речовин, що надходять з промисловими  стоками, неможливо позбавитися;

- розливи нафти від  морських нафтових свердловин  і з танкерів забруднюють води  і пляжі.

Джерела забруднення  вод

Населені пункти

Найбільш відомим джерелом забруднення води, якому традиційно приділяється головна увага, є побутові (або комунальні) стічні води. Водоспоживання міст зазвичай оцінюють на основі середньої добової витрати води на одну людину, яка в США рівна приблизно 750 л і включає воду питну, для приготування їжі і особистої гігієни, для роботи побутових сантехнічних пристроїв, а також для поливу галявин і газонів, гасіння пожеж, миття вулиць і інших міських потреб. Майже вся використана вода поступає в каналізацію. Оскільки щодня в стічні води потрапляє величезний об'єм фекалій, головним завданням міських служб при переробці побутових стоків в колекторах очисних установок є видалення патогенних мікроорганізмів. При повторному використанні недостатньо очищених фекальних стоків бактерії і віруси, що містяться в них, можуть викликати кишкові захворювання (тиф, холеру і дизентерію), а також гепатит і поліомієліт.

У розчиненому вигляді  в стічних водах присутні мило, синтетичні пральні порошки, дезінфікуючі засоби, відбілювачі та інші речовини побутової хімії. З житлових будинків надходить паперове сміття, включаючи  туалетний папір і дитячі підгузники, відходи рослинної і тваринної їжі. З вулиць в каналізацію стікає дощова і тала вода, часто, з піском або сіллю, які використовуються для прискорення танення снігу і льоду на проїжджій частині вулиць і тротуарах.

Промисловість

В індустріально розвинених країнах головним споживачем води і найбільшим джерелом стоків є промисловість. Промислові стоки в річки за об’ємом в 3 рази перевищують комунально-побутові.

Вода виконує різні  функції, наприклад служить сировиною, обігрівачем і охолоджувачем  в технологічних процесах, крім того, транспортує, сортує і промиває різні матеріали. Вода також виводить відходи на всіх стадіях виробництва - від видобутку сировини, підготовки напівфабрикатів до випуску кінцевої продукції та її розфасовки. Оскільки набагато дешевше викидати відходи різних виробничих циклів, ніж переробляти їх і утилізувати, з промисловими стоками скидається величезна кількість різноманітних органічних і неорганічних речовин. Більше половини стоків, що надходять у водойми, дають чотири основні галузі промисловості: целюлозно-паперова, нафтопереробна, промисловість органічного синтезу і чорна металургія

(доменне і сталеплавильне  виробництва). Через зростаючий обсяг  промислових відходів порушується  екологічна рівновага багатьох  озер і річок, хоча більша частина стоків нетоксична і несмертельна для людини.

Теплове забруднення  води

Найбільш масштабне  одноразове вживання води - виробництво  електроенергії, де вона використовується головним чином для охолодження  та конденсації пари, що виробляється турбінами теплових електростанцій. При цьому вода нагрівається в середньому на 7 °С, після чого скидається безпосередньо у ріки й озера, будучи основним джерелом додаткового тепла, яке називають "тепловим забрудненням". Проти вживання цього терміну є заперечення, оскільки підвищення температури води іноді призводить до сприятливих екологічних наслідків.

Сільське господарство

Другим основним споживачем води є сільське господарство, що використовує її для зрошення полів. Вода, що стікає з них, насичена розчинами солей і ґрунтовими частинками, а також залишками хімічних речовин, що сприяють підвищенню врожайності. До них відносяться інсектициди, фунгіциди, які розпилюють над фруктовими садами і посівами, гербіциди, знаменитий засіб боротьби з бур'янами, а решта пестициди, а також органічні й неорганічні добрива, що містять азот, фосфор, калій і інші хімічні елементи.

Крім хімічних сполук, в річки потрапляє великий  об'єм фекалій та інших органічних залишків з ферм, де вирощуються  м'ясо-молочна велика рогата худоба, свині або домашня птиця. Багато органічних відходів також надходить в процесі переробки продукції сільського господарства (при обробленні м'ясних туш, обробці шкір, виробництві харчових продуктів та консервів і т.д.).

Забруднювачі води

Здатність до біологічного розкладання

Штучні матеріали, які  розкладаються біологічним шляхом, збільшують навантаження на бактерії, що, у свою чергу, спричиняє зростання  споживання розчиненого кисню. Ці матеріали  спеціально створюються таким чином, щоб вони могли легко перероблятися бактеріями, тобто розкладатися. Природні органічні речовини зазвичай затні до біологічного розкладу. Щоб цією властивістю володіли і штучні матеріали, хімічний склад багатьох з них (наприклад, миючих і чистячих засобів, паперових виробів тощо) був відповідним чином змінений. Перші синтетичні миючі засоби були стійкі до біологічного розкладання. Коли величезні клуби мильної піни стали скупчуватися у муніципальних очисних спорудах і порушувати роботу деяких водоочисних станцій через насиченість патогенними мікроорганізмами або пливли вниз за течією річок, до цієї обставини була привернута увага громадськості. Виробники мийних засобів вирішили проблему, зробивши свою продукцію здатною до біологічного розкладу. Але таке рішення спровокувало і негативні наслідки, оскільки привело до підвищення кількості бактерій у водотоках, а, отже, прискорення темпів витрат кисню.