ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ
«Загрязняющее вещество — вещество или смесь веществ, количество и концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное воздействие на окружающую среду».
Закон РФ «Об охране окружающей среды», ст. 1
Химический состав природных вод очень разнообразен и зависит от многих факторов. Химические элементы могут находиться в воде в состоянии растворенных свободных молекул, в газообразных соединениях, в виде ионов минеральных соединений, в молекулярном или коллоидном состоянии. Концентрация химических элементов определяет качество воды, ее пригодность для питьевого или промышленного водоснабжения, для рыборазведения, для сельскохозяйственного водопотребления.
Наличие того или иного химического элемента в воде реки или озера может иметь положительное или отрицательное значение для ее качества. Более того, один и тот же элемент в зависимости от его количества в воде также может играть разную роль. Поэтому главное значение с точки зрения охраны водного объекта, имеет вид химического элемента или его ингредиентов и характер его влияния на качество воды водного объекта в месте поступления.
В табл. 4.1 приведены химические элементы, которые могут оказаться в водной среде, и указан характер их влияния на качество воды. Первые пятнадцать элементов способны нанести наибольший вред человеку, поэтому необходимо проявлять особое внимание к водным объектам, которые могут подвергнуться загрязнению этими элементами. Они могут находиться в воде в различном состоянии, но в большинстве случаев в растворенном виде и редко в нерастворимых или газообразных формах.
Таблица 4.1 Химические элементы, которые могут находиться в воде рек и озер__________________________
|
1 |
2 |
3 |
Нефтепро дукты |
Раствор. Взвесь. Пленка донных отложе ний |
Плохо влияет на организм человека и животных, водную растительность, физическое, химическое и биологическое состояние водного объекта. Оказывает токсическое и частично наркотическое воздействие на организм, поражая сердечно-сосудистую и нервную систему. Наибольшую опасность представляет бензпирен, обладающий канцерогенными свойствами. Присутствие канцерогенных углеводородов в воде недопустимо. Нефтепродукты попадают в воду при транспортировке их водным путем, при повреждении неф — тетрубопроводов, со сточными водами промышленных предприятий, особенно нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, с хозяйственно-бытовыми сточными водами и многими другими путями. Наиболее загрязнены обычно прибрежные зоны водных объектов |
Никель |
Раствор. Взвесь |
Соединения никеля влияют на кроветворные процессы человека. Его повышенное содержание оказывает воздействие на сердечно-сосудистую систему. Попадает из подземных вод, а также со сточными водами цехов никелирования, заводов синтетического каучука, никелевых обогатительных фабрик |
Нитраты |
Раствор |
Повышенное содержание указывает на ухудшение санитарного состояния водного объекта. Источником поступления являются атмосферные осадки, внутриводоемные процессы, сток с промышленных объектов, хозяйственно-бытовые воды, сток с сельскохозяйственных полей, сбросные воды с орошаемых полей. Концентрация нитратов наименьшая в вегетационный период, увеличивается осенью и наибольшая зимой. Позволяет судить о загрязненности водного объекта органическими азотсодержащими веществами. Влияет на процессы, самоочищения вод |
Ртуть |
Раствор. Взвесь |
Соединения ртути высоко токсичны, особенно метилртутные соединения, которые могут накапливаться в рыбе и попасть в человека. Поступает в нодземные воды в районе месторождений ртути, накапливается в водных организмах, со стоком от предприятий, производящих красители, пестициды, фармацевтические препараты, некоторые взрывчатые вещества |
Свинец |
Раствор. Взвесь |
При определенных условиях может быть промышленным ядом, проникает с водой в органы пищеварения и накапливается в печени, почках и костях. Поступает с подземными водами… воздушным путем (сжигание углей, моторного топлива), со сточными водами рудообогатительных фабрик, химических производств, некоторых металлургических заводов, шахт |
1 |
2 |
3 |
Сероводо род |
Раствор |
Вода имеет неприятный запах и большую токсичность, непригодна для питья. Показатель сильного загрязнения воды. В природных водах может присутствовать лишь в незначительной концентрации в придонных слоях воды при малом количестве кислорода и отсутствии перемешивания водных масс |
Сульфиды |
Раствор |
Наличие в воде является показателем сильного загрязнения водного объекта органическими веществами. Недопустимо для водоемов санитарно-бытового и рыбохозяйственного водопользования. Поступает при разложении органических веществ естественного происхождения и попадающих со сточными водами. На их концентрацию влияют слабое перемешивание воды и дефицит кислорода |
Хром |
Раствор. Взвесь |
В повышенной концентрации обладает канцерогенными свойствами. Поступает из горных пород, из почвы, со сточными водами гальванических цехов автомобильных, машиностроительных и авиационных заводов, красильных цехов текстильных предприятий, кожевенных заводов и предприятий химической промышленности |
Цианиды |
Раствор |
Цианистые соединения чрезвычайно ядовиты (синильная кислота). Поступают с промышленными сточными водами гальванических цехов, рудообогатительных фабрик, предприятий золотопромышленности, газогенераторных станций, газовых и коксохимических заводов, предприятий цветной и черной металлургии |
Цинк |
Раствор Иногда в нерастворимых формах |
Многие соединения цинка токсичны. Влияет на рост и нормальное развитие растительных организмов. Попадает в природные воды при растворении горных пород, а также со сточными водами рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, при производстве пергаментной бумаги, минеральных красок, искусственного волокна. Содержание в рудных и особенно шахтных водах может быть значительным |
Азот |
Раствор |
Определяет биологическую продуктивность водного объекта. Может служить одним из главных показателей его потенциального ефтрофирования. Влияет на процессы самоочищения. Поступает из воздуха, с атмосферными осадками, из почвы, содержится во всех природных водах, в сточных водах |
1 |
2 |
3 |
Алюминий |
Раствор. Взвесь |
Влияет на прозрачность и цвет воды. Находится в почво-грунтах, атмосферных осадках, сточных водах |
Бромиды |
Раствор |
Находятся в подземных водах, в сточных водах химических предприятий |
Висмут |
Раствор |
Основной источник поступления — сточные воды фармацевтических и парфюмерных производств и стекольная промышленность |
Железо |
Раствор |
Повышенное содержание железа ухудшает качество воды и возможность ее использования для питьевых и промышленных целей, для рыборазведения. В основном находится в почво-грунтах, подземных и болотных водах |
Йод |
Раствор |
Основное поступление из атмосферных осадков, из нефтяных месторождений, от сточных вод химической и фармацевтической промышленности |
Калий |
Раствор. Взвесь |
Поступает в основном из грунтовых вод, а также с сельскохозяйственных полей, с полей орошения, со стоком промышленных и хозяйственно-бытовых вод |
Кальций |
Раствор |
Поступает с подземными водами, со стоком с сельскохозяйственных полей, со сточными водами силикатных, металлургических, стекольных и химических предприятий |
Кислород |
Газ в связанном состоянии |
В значительной мере определяет химико-биологическое состояние водного объекта. Наибольшая концентрация кислорода в воде наблюдается в осенний период, а наименьшая — зимой подо льдом. Дефицит кислорода наиболее часто происходит при загрязнении водоемов и рек органическими веществами и в ефтрофированых водоемах |
Магний |
Раствор |
Основное поступление за счет подземных вод и при сбросе сточных вод металлургических, силикатных, текстильных и других предприятий. Наибольшая концентрация наблюдается в период межени, а наименьшая — в половодье |
Марганец |
Раствор. Взвесь |
Поступает с подземными водами и при разложении остатков водных животных и растительных: организмов, а также со сточными водами марганцевых обогатительных фабрик, металлургичен ских заводов, предприятий химической промышленности и с шахтными водами |
1 |
2 |
3 |
Медь |
Раствор. Взвесь |
Избыточная концентрация оказывает неблагоприятное воздействие на растительные и животные организмы. Поступает с подземными водами. Однако основным источником поступления являются сточные воды промышленности, шахтные воды, стоки с обогатительных фабрик, гальванических цехов, и фабрик искусственного волокна |
Муравьиная кислота |
Раствор |
В основном поступает со сточными водами предприятий, производящих формальдегид и пластические массы. Попав в воду, относительно быстро разрушается под влиянием биохимических процессов |
Мочевина |
Раствор |
Повышенная концентрация свидетельствует о загрязнении водного объекта, ухудшает кислородный режим. Является продуктом жизнедеятельности водных организмов. Поступает с хозяйственно-бытовыми стоками, с сельскохозяйственных полей |
Натрий |
Раствор |
Попадает из подземных вод, а также с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами и с орошаемых полей |
Нитриты |
Раствор |
Повышенное содержание указывает на усиление процессов разложения органических веществ. В заметных концентрациях обнаруживают при дефиците кислорода в воде. В районе сброса сточных вод предприятий, использующих в технологическом процессе ипритные соли, повышается концентрация. Является важным санитарным показателем. Влияет на процессы самоочищения вод. Наибольшее содержание нитритов наблюдается в конце лета — начале осени, когда начинается интенсивный процесс распада образовавшихся за лето органических веществ |
Органические вещества, в основном органический углерод |
Раствор. Взвесь |
Поступает с атмосферными осадками, при внутрипочвенном стоке, при стоке из болот, торфяников, при выделениях гидробионтов, при поступлении промышленных и хозяйственнобытовых вод, сбросы с орошаемых земель. Концентрация в загрязненных водах органического углерода не менее 10 мг/дм3, а сильное загрязнение — более 100 мг/дм3 |
Пести циды |
Раствор. Взвесь |
Поступают с поверхностным и подземным стоком с сельскохозяйственных полей, с орошаемых территорий, со стоком коллекторно-дренажных вод, сбросы промышленных предприятий, производящих ядохимикаты, а также при неправильном хранении и перевозке ядохимикатов, при обработке сельхозполей с помощью авиации. Концентрация зависит от вида их использования, сроков внесения, условий разбавления, скорости смыва с поверхности водосбора |
1 |
2 |
3 |
Радиоак тивные продукты |
Раствор. Взвесь |
Могут попасть в водные объекты при сбросах АЭС, в случае протечек в трубопроводах, при разгерметизации емкостей-хранилищ. Радиационная опасность АЭС различна на различных стадиях ее существования и увеличивается с возрастом станций. При нормальной работе АЭС радиационную обстановку в основном определяют газоаэрозольные выбросы в атмосферу |
Серебро |
Раствор. Взвесь |
Уже в незначительной концентрации стерилизует питьевую воду. Поступает из подземных вод и сточных вод рудников, обогатительных фабрик, фотопредприятий |
Синтетические поверхностноактивные вещества (СПАВ) |
Раствор. Взвесь |
Оказывают значительное влияние на физико-биологическое состояние, ухудшают кислородный режим и органолептические свойства воды, а также состояние гидробионтов. Поступают с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами |
Сульфаты |
Раствор |
Повышенное содержание ухудшает органолептические свойства воды и оказывает физиологическое воздействие на человека, образуют прочную накипь при кипячении. Поступают в основном с подземным стоком, в процессе отмирания водной растительности и животных организмов, а также со сточными водами промышленных предприятий, коммунального хозяйства и сельскохозяйственного производства. Наименьшая концентрация наблюдается в период половодья, а наибольшая — в межень |
Сурьма |
Раствор. Взвесь |
Поступает из подземных вод и со сточными водами резиновых, стекольных, красильных и спичечных предприятий |
Углеводы |
Раствор. Взвесь |
Влияют на развитие фитопланктона. Поступают в период прижизненного и посмертного выделения углеводов водными организмами, при вымывании из почв, торфяников, горных пород, с атмосферными осадками, а также со сточными водами дрожжевых, пивоваренных, сахарных, целлюлозно-бумажных заводов |
1 |
2 |
3 |
Углерод |
Раствор. Взвесь |
Интенсивно участвует в биологическом круговороте, поддерживая жизнь на Земле. Присутствует в природной воде в основном в растворенном состоянии. На долю органического углерода приходится около 50 % массы органических веществ. Поступает при выделениях гидробионтов, с атмосферными осадками, сток из почво-грунтов, из болот и торфяников, со стоком хозяйственно-бытовых и промышленных вод |
Фенолы |
Раствор. Взвесь |
Наличие в природных водах ограничивает их использование для водоснабжения, рыборазведения и водопоя скота. При хлорировании воды появляется неприятный запах и вкус. Спуск сточных вод, содержащих фенольные соединения, ухудшает общее санитарное состояние водного объекта, оказывая негативное влияние на живые организмы. Поступают со стоками нефтеперерабатывающих, лесохимических, коксохимических, анилинокрасочных предприятий |
Фосфор |
Раствор. Взвесь |
Влияет на продуктивность водного объекта. Повышенное содержание приводит к усилению ефтрофирования водных объектов. Поступает в результате процессов жизнедеятельности и смерти водных организмов, растворения горных пород, содержащих ортофосфаты, при использовании фосфорных удобрений, моющих средств и смягчителей воды, при биологической переработке животных и растительности, в процессе биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Подвержены сезонным колебаниям |
Фтор. |
Раствор |
Повышенная концентрация в воде вызывает у людей заболевание костей а малая — кариес зубов. Поступает преимущественно с грунтовыми водами. Поэтому в половодье его содержание наименьшее. |
Хлориды |
Раствор |
Повышенное содержание ухудшает качество воды и делает ее малопригодной для питьевого водоснабжения, ограничивает применение для многих технических и хозяйственных целей, для орошения. Поступают в природные воды из атмосферы, из почвы, особенно засоленной, из магматических пород, а также со сточными водами, особенно хозяйственно-бытовых и промышленных предприятий. Подвержены сезонным колебаниям, аналогичным изменению минерализации воды |