Экологическое состояние воды
Вода — самое привычное вещество на земле. Она сопровождает каждое мгновение нашей жизни, но знаем ли мы какую тайну хранит в себе эта удивительная стихия? Откуда она пришла? Быть может ответы на эти вопросы знает только сама вода, ведь сегодня её на нашей планете столько же, сколько было когда все только началось, когда рождался мир, обретая привычные нам черты и ощущения.
Вода обладает необычными физическими и химическими свойствами, по сравнению с другими жидкостями. Например, любое вещество при охлаждении сжимается, а при нагревании расширяется, а вода, наоборот, при снижении температуры увеличивается в объёме. Любое из свойств воды уникально. До настоящих пор в науке нет однозначного мнения, почему только вода может быть: твердой, жидкой газообразной? Почему из всех жидкостей именно у воды самое высокое поверхностное натяжение? Почему именно она является самым могучим растворителем на Земле и каким образом способна подниматься на десятки метров по стволам деревьев, преодолевая сопротивление в десятки атмосфер?
Существует мнение, что у воды есть собственная память. Она способна запечатлевать всё, что происходит в окружающем пространстве.
Вода на Земле играет ту же роль, что и кровь в человеческом организме и как недавно заметили ученые, структура речной сети очень похожа на структуру кровеносной системы человека. Именно вода, переходя из почвы в растения из растений в атмосферу, стекая по рекам с материков в океаны, и возвращается обратно, с воздушными потоками соединяя друг с другом, различные компоненты природы превращает их в единую систему. > — так называл воду Леонарда да Винчи.
Безграничное пространство Мирового океана — от закованных в лед просторов Северного Ледовитого, до жарких морей Индийского океана, от щедро освещенных солнцем поверхностных вод, до загадочных, не знающих солнечного света глубин — заселены живыми существами. В настоящее время в океане обитает более 160000 видов животных и более 10000 видов водорослей. Это число постоянно растёт, так как при исследованиях в океане регулярно обнаруживаются всё новые и новые виды и разновидности ныне живущих животных и растений. Только во время Английской океанографической экспедиции на корвете > в 1872 — 1876гг. было открыто 4417 неизвестных науке видов морских организмов (в результате этого число видов, известных тогда, увеличилось в несколько раз).
Мировой океан столь огромен, что иногда в нем случайно обнаруживают редкие виды животных, которые считались вымершими ещё в прежние геологические эпохи.
Все воды, на Земле которые не входят в состав горных пород объединяются понятием гидросфера. Из общей поверхности планеты равной 510 мил. км вода занимает 71%. Объем воды Мирового океана составляет 1400 мил. км. Более 98% всех водных ресурсов планеты представлены водами, с повышенной минерализацией которые малопригодны для хозяйственной деятельности.
Всего 0. 3% объема всей воды (гидросферы) доступно для хозяйственного использования. При этом распространены эти ресурсы неравномерно: большая их часть находиться в малоосвоенных районах, что создает дефицит пресных вод в развитых районах.
Интенсивное развитие промышленности транспорта и перенаселение ряда регионов планеты привело к значительному загрязнению гидросферы.
Загрязнение поверхности водоемов пленками масла, жиров, смазочных материалов, препятствуют газообмену между водой и атмосферой, что снижает насыщенность воды кислородом и оказывает отрицательное влияние на фитопланктон и является причиной массовой гибели рыб.
В России сформировались районы устойчивого загрязнения водных объектов, обусловленные сбросом сточных вод. Особенно страдают малые реки. Обмеление сети малых рек вызывается чрезмерной распашкой пахотных земель. В ряде случаев они превращаются в сточные канавы.
Загрязнению подвергаются не только поверхностные воды, но и подземные. В конце 20 века выявлено более 1000 очагов загрязнения подземных вод 75%, приходиться на густозаселенную часть России. В целом сейчас состояние подземных вод расценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.
Таким образом, основными источниками загрязнения гидросферы являются:
* Промышленные сточные воды;
* Хозяйственно — бытовые сточные воды;
* Дренажные воды с орошаемых земель;
* Сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие предприятия.
В Свердловской области более 50% населения обеспечивается водой из поверхностных источников. Для подготовки воды используют устаревшие технологии. Мониторинг питьевой воды показал, что при централизованном водоснабжении население потребляет воду несоответствующую нормам. К неблагоприятным городам относятся: Екатеринбург, Нижний Тагил, Каменск — Уральский, Ивдель, Тавда. В ходе изучения качества питьевой воды подаваемой населению Екатеринбурга установлено, что вода в процессе подготовки перед подачей приобретает мутагенные (мутагены — вещества способные вызывать генетические изменения) и канцерогенные (Канцерогены — вещества способствующие развитию рака) качества.
Каждая пятая проба водопроводной воды не соответствует требованиям безопасности. В воде регулярно обнаруживаются возбудители: дизентерии, гепатита А и высокотоксичные соединения хлора. Доказано что соединения хлора оказывают влияние на наследственные изменения на хромосомном уровне вплоть до врожденных уродств. Присутствие в воде высокотоксичных соединений хлора опасны, не только при употреблении её для питья. Во время приёма душа или ванны хлорсодержащие соединения проникают в организм через легкие слизистые и кожу. А это так же является фактором увеличения риска появление у человека онкологических заболеваний.
В данной работе мы предлагаем провести исследование экологического состояния:
№ 1 воды из водопровода,
№2 воды из аквариума,
№3 воды из вазы с цветами,
№4 воды разлитой непосредственно на источнике,
№5 воды с повышенной минерализацией.
Материал и оборудование: термометр с ценой деления не более 1 гр. ; термостойкие колбы ёмкостью 250 мл; часовое стекло; горелка; стакан; прозрачный плоский стеклянный цилиндр диаметром 20 -25мм и высотой 30 см; лист бумаги с четко напечатанными цифрами; миллиметровая бумага; исследуемая вода.
1. Погружаем нижнюю часть термометра в воду и через минуту (не вынимая термометр из воды) производим отсчёт показаний термометра. При отсчете верхний уровень ртути должен находиться на уровне глаз. Термометр не должен касаться стенок и дна сосуда.
2. Определяем прозрачность воды по следующей методике.
На стенку цилиндра наклеим полоску миллиметровой бумаги. Цилиндр устанавливаем на печатный текст. Затем наполняем его исследуемой водой следя за тем что бы можно было прочитать текст добавляя или отливая воду из цилиндра находим предельную высоту столба воды при которой возможно чтение шрифта. Степень прозрачности выражаем высотой столба жидкости см. Определение производиться в хорошо освещенном помещении на расстоянии одного метра от окна.
2см (из — за растворенного хлора), через 20 мин. 30 см.
3. Определяем запах воды.
А) характер и интенсивность запаха можно определить при отборе пробы по ощущениям воспринимаемого запаха (землистый, бензиновый, гнилостный, запах хлора).
Б) Наливаем в коническую колбу 100 — 150 мл исследуемой воды. Покрываем часовым стеклом и нагреваем до 60 градусов. Сдвигаем стекло и быстро определяем запах.
Запах не ощущается
Не ощущается потребителем, но обнаруживается опытным исследованием
Запах замечается потребителем, если обратить на него внимание
Легко замечается и вызывает неодобрительные отзыва о воде гнилостный
Запах обращает на себя внимание и заставляет воздерживаться от питья отчетливый хлора
Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья гнилостный
Примечание: в случае затруднения в определении запаха прибегаем к экспертной оценке трех человек.
Мнение большинства является экспертной оценкой.
4. Определение содержания органических примесей.
Ход определения: Пробирку ополаскиваем исследуемой водой, наливаем пробу (1\4 от объема пробирки) и добавляем несколько капель марганцовки (до розового цвета) нагреваем содержимое до кипячения. При наличии органических примесей в воде появляются темно — коричневые хлопья оксида марганца и цвет с розового меняется на желтовато — коричневых.
Присутствуют нет нет
5. Микроскопическое исследование.
Устанавливаем микроскоп на увеличение — 9 [х] о,20 на предметное стекло наносим образец, покрываем покровным стеклом.
[единичные, достаточно четко ра][з][личимые инфузории, с множес][т][вом ресн][и][чек, не пр][о][являющие активности. Кристаллы неправил][ь][ной формы чаще к][о][ричневого цвета. ]
[крупные и][н][фузории, овальной формы,/все тело покр][ы][то множес][т][вом ресн][и][чек, благ][о][даря кот][о][рым орг][а][низм быстро передвигае][т][ся. Большое количество овальных образований различных размеров, с четко опр][е][деленной оболочкой и включени][я]ми в виде одного или нескольких ядер.
[множество крупных и][н][фузорий, (овальной формы, все тело покрыто множеством ресничек, благодаря которым о][р][ганизм быс][т][ро передвиг][а][ется). Бол][ь][шое колич][е][ство овал][ь][ных образ][о][ваний ра][з][личных ра][з][меров, с че][т][ко опред][е][ленной об][о][лочкой и включениями в виде одного или нескол][ь]ких ядер.
[единичные сл][а][боокрашенные кристаллы. ]
[Кристаллы чаще слабо окраше][н][ные, прои][з]вольной формы
Откуда взята вода температура (при определении прозрачности ) прозрачность запах органические примеси
Из водопровода №1
Менее 2см (из за растворенного хлора), через 20 мин — более 30 см.
Из аквариума заселенного тритонами №2
15 см отчетливый присутствуют
Из вазы с цветами №3
Очень сильный присутствуют
Разлитая, непосредственно на источнике (пресная) №4
Более 35 см нет нет
Разлитая, непосредственно на источнике высокоминерализованная №5
Вывод: исходя из вышеперечисленного, мы можем утверждать, что вода из водопроводного крана не только опасна для питья, но и использование её для бытовых нужд (принятия душа, мытья посуды и продуктов), может нанести непоправимый вред нашему здоровью. По своим характеристикам, к сожалению, вода из водопровода, мало чем отличается от мало пригодной для использования нами воды из болотца заселенного тритонами.
Источник
Немного толка в мутной воде
Сбросы снижаются, но водоемы не становятся чище
По данным Минприроды, в 2020 году в российских реках и озерах зафиксировано 573 случая экстремально высокого загрязнения. Мартовский опрос фонда «Общественное мнение» показал: загрязнение рек, озер и морей россияне ставят на первое место среди проблем экологии: так считают 65% респондентов. Ученые фиксируют снижение объема сбросов, но на качестве воды и водных объектов это почти не сказывается. В силу ошибок планирования, финансовой закрытости и «технического» подхода к исполнению водных подпрограмм действующий с 2018 года нацпроект «Экология» тоже не улучшил их состояние.
В нацпроект «Экология» входят три водных федеральных проекта: «Оздоровление Волги», «Сохранение озера Байкал» и «Сохранение уникальных водных объектов». Ранее туда же входил проект «Чистая вода», однако с 2021 года он перенесен в нацпроект «Жилье и городская среда». Нацпроект «Экология» — один из самых плохо исполняемых: через два года после его запуска Счетная палата заявила о невозможности объективно оценить его эффективность. «По 29% показателей на 1 июля 2020 года отсутствовала информация об их фактическом достижении»,— говорилось в докладе аудиторов. В 2019 году расходы по «Экологии» исполнены на 66,3% — минимум среди нацпроектов, а эксперты характеризуют его ход как «исполнение текущей природоохранной деятельности».
Как считают загрязнение воды
Согласно докладу Минприроды «О состоянии и об охране окружающей среды РФ», в 2020 году был зарегистрирован 2771 случай экстремально высокого и высокого загрязнения вод, в 2019-м их было 3095. 63% всех случаев пришлись на Волгу и Обь, 15% — на Енисей, Амур и Днепр.
В докладе «Гринпис» «Окружающая среда и ее охрана в России» говорится, что статистика сбросов в водоемы показывает неполную картину качества воды, а данные о сбросах и данные наблюдений не согласуются. Эксперты полагают, что в статистику предприятий попадают неполные сведения о стоках. Экологи пришли к выводу, что за 25 лет (к 2017 году) объем сброса сточных вод сократился в 1,6 раза, а объем сброса загрязненных сточных вод — в 1,8 раза, но заметного улучшения качества воды не было.
Виктор Данилов-Данильян, научный руководитель Института водных проблем РАН, объясняет: данные независимых экспертиз в ходе научных исследований в разы расходятся с официальной информацией. «Зарегистрированы случаи, когда разница составляла десять раз. В государственном докладе о состоянии окружающей среды в России приводятся данные Росстата, основанные на отчетности предприятий по форме 2-ТП (водхоз). Реальность сильно отличается»,— поясняет эксперт.
По данным профильного доклада Минприроды за в 2018 год, в России практически нет ни одной крупной реки, которую можно было бы назвать чистой. Условно чистыми оказались некоторые реки Северного Кавказа и верхнее течение Ангары. В Сибири все реки имеют статус «загрязненных», «грязных» либо «экстремально грязных» (самые чистые — в Иркутской области и Республике Алтай). Наибольшее число экстремально грязных рек на европейской территории России — в Мурманской и Вологодской областях. Негативное воздействие на реки регионов оказывают сточные воды предприятий горнодобывающей и металлургической промышленности. Например, в 2019 году на 14 водных объектах Мурманской области зафиксировали 130 случаев экстремально высокого и высокого загрязнения. По данным Минприроды, в 2020 году область вошла в число четырех регионов, где этот показатель вырос — более чем на 50%. Наименее же загрязнены реки в СКФО, но в регионах Северного Кавказа наблюдается самая неблагоприятная ситуация с санитарным состоянием источников питьевой воды (Дагестан и Карачаево-Черкесия). Основная причина — отсутствие зон санитарной охраны.
Течет в реку Волгу
Волга — самая антропогенно нагруженная и грязная река в РФ. Основные загрязнения — промышленные сбросы, канализационные и сельскохозяйственные стоки. Пиковые объемы загрязненных вод приходятся на Москву (через притоки), Самару, Нижний Новгород, Ярославль, Саратов, Уфу (притоки) и Волгоград. Росгидромет отмечает, что уровень загрязнения большинства водотоков бассейна Волги многие годы почти не меняется — в нем проживает около 60 млн человек и сосредоточено 45% промышленного производства РФ. Летом прошлого года экологи из некоммерческого фонда «Без рек как без рук» провели исследование реки на протяжении практически всего русла, обнаружив, что вода нигде не соответствует нормативам: в самой чистой пробе как минимум три показателя превышали ПДК. В конце 2020 года результаты проверки федерального проекта «Оздоровление Волги», входящего в нацпроект «Экология», представила Счетная палата (СП). «Большинство водоемов бассейна Волги на протяжении десятилетий характеризуются как «загрязненные» и «грязные». Наиболее напряженная ситуация сложилась в бассейне реки Оки, главным образом в реках Москва и Клязьма»,— говорится в отчете СП.
Господин Данилов-Данильян указывает на минус федерального проекта: он не охватывает прилегающие к Волге регионы, откуда в реку через притоки поступает множество загрязнений. «Для оздоровления бассейна Волги мероприятия в Башкортостане или Московской области были ли бы более существенными, чем многие из запланированных в субъектах, расположенных непосредственно на ее берегах»,— поясняет ученый. Он также добавляет, что водные проекты не принимают во внимание диффузное загрязнение. «В нашей стране оно никогда не было объектом государственного мониторинга и тем более регулирования. Минимум 60% загрязнений попадает в водные объекты из диффузных источников — больше, чем из точечных, которые худо-бедно, но все-таки контролируются и регулируются»,— говорит эксперт.
Диффузное загрязнение обеспечивают неконтролируемые источники, например ливневые стоки, фильтрат со свалок, сельскохозяйственные стоки. Точечные же источники — это трубы, через которые происходит сброс. По мнению господина Данилова-Данильяна, с гидрологической точки зрения именно невнимание к диффузным загрязнениям — главная причина того, что состояние водных объектов в России не улучшается. Он также добавляет, что к причинам плохо работающих водных федеральных программ можно отнести слабое планирование и ошибки проектирования — сметы и сроки многих проектов пришлось увеличивать.
Олег Ломаков, глава фонда «Без рек как без рук», добавляет, что нацпроект «Экология» недостаточно внимания уделяет малым рекам, которые «наиболее страдают не только от деятельности человека, но и от глобального изменения климата. Малоснежные зимы сменяются небывало теплой весной, солнце попросту испаряет скудный снег, не дав ему превратиться в талую воду»,— сетует он.
Борьба за чистоту рек
В последнее время в связи с медийной оглаской все чаще стали говорить о разливах нефтепродуктов, загрязняющих реки. Крупнейшая экологическая катастрофа в Арктике — авария на ТЭЦ-3 в Норильске летом 2020 года — была связана с разливом дизтоплива, которое попало в реку Амбарная. На ликвидации разлива в Норильске работала компания из Екатеринбурга «Биомикрогели». Она занимается очисткой воды от масел, жиров и нефтепродуктов. Сотрудники разработали собственное решение проблемы с помощью реагентов и фильтрующих материалов. В Норильске компания использовала фильтрующие полотна Spilltex, которые отделяют топливо от воды в потоке (пропускают воду, задерживая нефтепродукты). По словам Андрея Елагина, главы компании «Биомикрогели», технология позволяет очистить воду более чем на 99%. Для сбора тонких пленок дизельного топлива и для очистки воды от загрязнений компания применяла реагенты — биомикрогели на основе полисахаридов из сельхозотходов. Реагенты покрывают нефтепродукты полимерной пленкой, образуя микрокапсулы, и быстро сцепляют их между собой, полученная субстанция всплывает на поверхность воды и легко отделяется.
«Биомикрогели» работают с крупными промышленными («Северсталь», Трубная металлургическая компания) и транспортными (РЖД) предприятиями, для которых остро стоит проблема очистки жидких отходов от нефтесодержащих и масложировых продуктов. «Наши решения позволяют сократить объем смазочно-охлаждающих жидкостей на утилизацию до 99%. Стоимость же переработки на 50–60% дешевле утилизации, а вода может быть возвращена в технологический цикл, что экономически выгодно для любого предприятия»,— говорит Андрей Елагин.
Другим быстро распространяющимся видом водного загрязнения стала эвтрофикация — заболачивание водных объектов: в них из-за нехватки кислорода гибнет рыба и другая биота. Эвтрофикацию вызывают сине-зеленые водоросли, которые быстро размножаются при попадании в реки и озера фосфор- и азотсодержащих компонентов главным образом с полей и из канализации. Совместно с Институтом экологии Волжского бассейна РАН компания «Биотехкомп» (БТК) на Куйбышевском водохранилище испытывает технологию по сбору сине-зеленых водорослей и переработке их в удобрения и биогаз. «Полезные вещи, которые могли бы окупить технологию. Переработка сине-зеленых водорослей — то же самое, что переработка органики. На выходе мы получаем удобрения и попутно газ, его излишки можно использовать в качестве «зеленой» энергетики»,— говорит Александр Чистов, глава БТК.
Крупный бизнес участвует в сохранении водных объектов в основном за счет модернизации очистных сооружений и снижения потребления воды. Водные стратегии вошли в политики по устойчивому развитию многих российских компаний. В первую очередь это связано с вниманием инвесторов к ESG-рискам компаний, а также давлением со стороны общества и государства. Так, Архангельский целлюлозно-бумажный комбинат утвердил приоритетный инвестпроект до 2021 года по модернизации производства картона. В компании планируют снизить водопотребление на 50% и сократить сбросы на 75%. Другой представитель бумажной индустрии, ГК «Илим», для снижения вредного воздействия на водные объекты запускает на своих предприятиях линии бесхлорной отбелки и древесно-подготовительные цеха с замкнутым водооборотом. Металлургия также переходит на замкнутый водооборот, чтобы исключить сброс стоков в реки и озера. Холдинговая компания «Металлоинвест» запланировала полностью перевести Михайловский горно-обогатительный комбинат в Курской области на систему оборотного технического водоснабжения. Новолипецкий металлургический комбинат свыше 96% своего водопотребления перевел на оборотный цикл, с 2009 года прекратив сбрасывать сточные воды в реку Воронеж. Золотодобывающая компания «Полюс» запустила проект по повторному использованию и очистке карьерной воды, а в 2022 году планирует закончить переустройство ливневой канализации на месторождении Олимпиада (Красноярский край). Кроме того, с 2017 года компания занимается восстановлением биоресурсов в Магаданской области. Так, «Полюс» выпустил свыше 280 тыс. мальков пеляди в реки Колыма и Буюнда.
Источник
