II.3. О загрязнениях природных пресных водоисточников

Даже самая тщательная оценка запасов пресных вод может оказаться недостоверной, если не учитывать характер и степень их загрязнений.

Ежегодно в поверхностные водные объекты России сбрасывается до 52 км³ сточных вод, из которых примерно 63 % составляют сбросы промышленных предприятий и 25 % – сбросы бытовых сточных вод. Общий ущерб от загрязнения природных водных объектов для населения и отраслей экономики оценивается в 70 млрд рублей в год.

Объем водоотведения (канализования) составляет в среднем 65 % от объема забора воды из природных водоисточников. Мощность очистных сооружений покрывает потребность в очистке сточных вод, но тем не менее до нормативного уровня очищается только 10 % стоков. Это объясняется тем, что очистка часто осуществляется по традиционным схемам и на устаревшем технологическом оборудовании, методы очистки не соответствуют категории сбрасываемых сточных вод, многие сооружения не имеют узлов доочистки и проч.

Таким образом, при рассмотрении источников загрязнения природных водоемов, к первичным следует отнести антропогенные (греч. άνθρωπος – «человек»; лат. antropos; anthropos) загрязнения, то есть загрязнения, возникающие в результате биологического существования и/или хозяйственной деятельности человека, в том числе:

✓ сброс неочищенных сточных вод, как бытовых, так и производственных;

✓ смыв с почв (в случае смыва с почв сельхозугодий в природные водоемы могут поступать химические удобрения, ядохимикаты и проч.);

✓ проникновение загрязняющих веществ из подземных вод (нефтепродукты, ионы металлов, радионуклиды и т. д.);

✓ попадание из атмосферы. С атмосферными осадками в природные водоемы часто поступают оксиды серы и азота, присутствующие в заводских выбросах и вызывающие закисление почвы. При этом восстановленный азот усиливает эвтрофикацию водоемов.

В результате могут резко изменяться:

• физические свойства воды:

– температура, прозрачность, окраска;

– появляются привкусы и запахи;

– на поверхности водоемов возникают плавающие субстанции;

– на дне водоемов образуется осадок;

• химический состав воды:

– увеличивается содержание органических и неорганических примесей, в том числе появляются (образуются) токсичные вещества;

– уменьшается содержание кислорода;

– изменяется рН среды и проч.;

• качественный и количественный бактериальный состав:

– появляются болезнетворные микроорганизмы.

Кроме того, в настоящее время часто имеет место:

• радиоактивное загрязнение воды, источниками которого можно считать:

– испытания ядерного оружия;

– сбросы радиоактивных отходов;

– крупные аварии (судов с атомными реакторами, ЧАЭС);

– захоронения на дне океанов и морей радиоактивных отходов.

Так, в частности, французские и английские атомные заводы заразили значительную часть Северной Атлантики, а три отечественных атомных подземных реактора, а также производство Красноярск-26, засорили реку Енисей, откуда R-загрязнения транспортируются прямо в океан.

Идет загрязнение мировых вод радионуклидами. В особенности сильным загрязнениям подвергаются акватории арктических морей, в том числе самыми опасными радионуклидами: цезий-137, церий-144, стронций-90, ниобий-95, иттрий-91. Все они обладают высокой биоаккумулирующей способностью, переходят по пищевым цепочкам и концентрируются в морских организмах.

Сбросы в океан превращают его в мертвый. Необходимы экстраординарные и неотложные меры по его спасению. Следует помнить, что океан – это главное богатство человечества, его биологические и минеральные ресурсы.

Кроме перечисленного можно еще выделить такой значимый загрязнитель, как электроэнергетика – крупнейший потребитель пресной и морской воды.

В частности, водохранилища, возникшие в результате сооружения плотин ГЭС, обусловливают:

– затопление земель и населенных пунктов;

– засоление или заболачивание почв;

– развитие новых видов водной флоры и фауны и проч.

Таким образом, под воздействием указанных факторов природные воды нередко становятся непригодными для питьевого, а иногда для рекреационного или даже технического водопользования, теряют рыбохозяйственное значение.

Загрязняющие вещества природных вод создают весьма устойчивые структуры, сильно осложняя очистку воды, периодически делая ее невозможной (по крайней мере, за вменяемые средства).

Что касается химических загрязняющих веществ, то ошибочно рассматривать эти примеси в воде как механические включения. Например, как гречку, попавшую в манку, легко разделяемые на ситах. В одной телевизионной рекламе разноцветные кубики, шарики и пирамидки, символизирующие загрязнения воды, стремительно проносились через условный фильтр, полностью задерживаясь на нем. Очень наглядно, но не очень верно.

Как мы обсуждали, вода, даже в чистом виде, представляет собой ассоциаты (кластеры, агрегаты) молекул, увязанные в полужесткую структуру, которая удерживается различными, в основном водородными связями.

Химические загрязняющие вещества не пребывают в воде «в свободном полете», а вступают с ассоциатами воды в сложные взаимодействия с образованием всевозможных гидратов и аквакомплексов. И свойства этих аквакомплексов уже достаточно далеки от первоначальных свойств исходных примесей, взятых в чистом виде.

В свою очередь, примеси воды многосложно взаимодействуют друг с другом, а с учетом высокой реакционной и каталитической активности воды, мы в конечном счете имеем дело с различными продуктами трансформации и превращения первоначальных загрязняющих веществ.

Воду, таким образом, следует рассматривать как весьма сложную и стабильную систему.

Дополнительную устойчивость этой системе придает наличие в природной воде различных буферных систем – карбонатной, фосфатной, гуматной и проч.

Известный опыт наглядно иллюстрирует, что такое устойчивая система.

Был взят 1 л мочи человека. В результате ее испарения остался сухой остаток. Предполагалось, что так же, в обратном порядке, растворив этот сухой остаток в одном литре воды, можно перевести его назад в истинный раствор. В результате для полного растворения этого осадка потребовалось целых 15(!) литров воды.

Не менее устойчивой внутренней структурой обладает и природная вода.

Санитарно-гигиенические риски присутствия в воде различных загрязняющих веществ приведены в таблице 3 (составлена кафедрой экологии человека и гигиены окружающей среды, Первый МГМУ им. И. М. Сеченова).

Таковы последствия присутствия в природной/питьевой воде тех или иных загрязняющих веществ для здоровья человека.

А принимая во внимание, что, например, Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» содержат 1345 загрязняющих веществ, а СанПиН 2.1.4.1074–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения…» включает также порядка полутора тысяч таких показателей качества, то приведенная таблица отнюдь не исчерпывает гигиенической оценки степени риска опасности потребления той или иной воды.

Действующие сегодня в РФ перечни химических веществ, нормируемых в воде, не включают многие современные загрязнители. Кроме того, эти перечни далеко не всегда учитывают, присутствует ли токсичные элементы в воде в ионном виде или в составе молекулы органического вещества. Часто не учитывают и валентность нормируемых элементов.

Хотя известно, например, что смертельно опасная сулема (HgCl₂) и относительно безопасная, даже лечебная каломель (Hg₂Cl₂) отличаются только валентностью ртути.

Но речь об этом пойдет позже, когда мы будем обсуждать нормативную базу питьевого водоснабжения РФ.

Таблица 3

Санитарно-токсикологическая характеристика химических загрязнений питьевой воды

Наряду с этими соединениями ученые-гигиенисты отмечают наличие загрязняющих веществ в водных объектах, которые оказывают на организм специфическое «отложенное» воздействие. А именно: токсические эффекты проявляются не сразу, а в отдаленные от экспозиции периоды жизни. Причем часто речь идет о годах и даже десятилетиях. Еще серьезнее для общества проявление неблагоприятных эффектов в последующих поколениях.

По данным разных авторов, ниже представлен [22] перечень групп веществ, обладающих отдаленными эффектами токсического действия:

– эмбриотоксическим (способность отрицательно воздействовать на развивающиеся эмбрионы