Загрязнение может произойти случайно - и при этом часто с серьезными последствиями,- однако, как правило, оно связано с бесконтрольным сбросом в водоисточники сточных вод и других жидких загрязнений, образующихся при использовании воды в хозяйственно-бытовых целях, а также со сбросом промышленных сточных вод, содержащих самые различные загрязнители, сточных вод из животноводческих помещений, дренажных вод ирригационных систем и городских ливневых вод. Другим источником загрязнения воды является применение на полях с целью повышения урожайности различных химических веществ, а также непосредственное внесение химических веществ в воду для борьбы с некоторыми водными организмами. Примером подобного загрязнения служит применение минеральных удобрений, а также применение пестицидов для борьбы с сорной водной растительностью, насекомыми и моллюсками.
Помимо увеличения количества сточных вод, обусловленного ростом численности населения, увеличивается также количество сточных вод, приходящееся на душу населения. Во многих городах этот показатель составляет 600 л в сутки. Одновременно происходит и увеличение количества содержащихся в сточных водах органических и минеральных загрязнителей; количество илового осадка, выпадающего из сточных вод, составляет 10 л в сутки на душу населения, или около 50 кг сухих загрязнений в год. В бытовых и городских сточных водах присутствуют органические вещества, способные распадаться, что оказывает влияние на процессы потребления кислорода в водоеме, принимающем такие сточные воды. Указанная биохимическая потребность в кислороде (БПК) выражается весовым количеством растворенного кислорода (на единицу объема воды водоисточника или сточных вод), расходуемым на процессы биологического разложения органических веществ. Значения БПК колеблются от 1 мг/л (для воды водоисточников) до 300-500 мг/л (для неочищенных бытовых сточных вод). Органические вещества представлены в основном углеводами, белками животного происхождения, различными жирами и маслами. Специфическими органическими веществами, встречающимися в сточных водах, являются аминокислоты, жирные кислоты, мыла, эфиры, анионные детергенты, аминосахара, амиды и многие другие. Значительная часть присутствующих в сточных водах загрязнителей способна осаждаться, результатом чего является накопление в донных отложениях водоемов значительных слоев органического ила. Основные неорганические ингредиенты сточных вод представлены растворимыми солями, присутствующими в форме ионов, например ионов натрия, калия, кальция, марганца, аммония, хлоридов, нитратов, нитритов, бикарбонатов, сульфатов и фосфатов. Бытовые и городские сточные воды всегда содержат различные микроорганизмы, часть которых может быть патогенными. Хотя большинство представителей кишечной микрофлоры, патогенных для человека, не выживает вне организма хозяина в течение длительного времени, имеются данные, убедительно свидетельствующие о том, что подобные микроорганизмы способны сохранять жизнеспособность в различных типах водной среды и инфицировать человека.
Характеристика промышленных сточных вод представляет значительно более сложную задачу. В них обычно присутствуют следовые или более значительные количества сырьевых материалов, промежуточных продуктов, окончательных продуктов, сопутствующих и побочных продуктов, а также тех или иных вспомогательных продуктов, используемых в технологическом процессе. Полный перечень веществ, определяемых в различных сточных водах, составляет тысячи наименований. Он включает детергенты, растворители, цианиды, тяжелые металлы, минеральные и органические кислоты, азотсодержащие вещества, жиры, соли, хлорсодержащие вещества, красители и пигменты, фенольные соединения, дубящие вещества, сульфиды и аммонийные соли; из упомянутых соединений многие характеризуются биоцидными и токсическими свойствами.
Несмотря на указанное разнообразие, возможна оценка многих видов промышленных сточных вод с помощью определенных общих параметров, в том числе аналогичных тем, которые используются для оценки бытовых сточных вод. Примером таких параметров служат БПК и ХПК (химическая потребность в кислороде), мутность, содержание взвешенных частиц; тем не менее, недостаточность информации об особенностях состава промышленных сточных вод создает чрезвычайно большие трудности при оценке качества этих вод.
Загрязнение отходами сельскохозяйственного производства связано со сбросом сточных вод животноводческих помещений, вымыванием химических веществ из почвы, применением удобрений, процессами минерализации в результате ирригации земель, применением гербицидов и пестицидов; кроме того, в сточных водах сельскохозяйственного происхождения могут присутствовать различные инфекционные агенты. Общее количество подобных сточных вод довольно велико.
Несмотря на то что в неочищенных сточных водах и в воде водоемов присутствует значительное число разнообразных растворенных и взвешенных веществ, их общая концентрация относительно невелика. Содержание Н2О в морской воде составляет 96,5% от общего объема, в хозяйственно-фекальных сточных водах этот показатель составляет 99,9%, а в речной воде - 99,96 %. Концентрации загрязнителей колеблются приблизительно от 1 г (общее количество растворенных и взвешенных веществ в сточных водах) до величин порядка микрограммов на 1 л (например, концентрации канцерогенных углеводородов) и даже менее.
В результате очистки сточных вод перед их выпуском в водоем обычно достигается снижение концентраций загрязнений. Дальнейшая судьба поступивших в водоем загрязнений зависит, как правило, от их свойств (растворимости, способности к биологическому разложению) и от особенностей водоема, принимающего сточные воды. Как правило, загрязнения включаются в физические процессы дисперсии и растворения и могут изменяться в результате химических и биологических реакций. Прогнозирование концентраций загрязнений в водоеме в зависимости от фактора времени и расстояния от места выпуска оказывается наиболее доступным, если загрязнения вовлекаются, в основном, в физические процессы, как это происходит, например, при поступлении в водоем стабильных, устойчивых к разложению загрязнений. Для подобных случаев разработаны методы прогнозирования, касающиеся, в основном, веществ, переносимых водой в растворенном состоянии. В меньшей степени решены методические задачи в отношении взвешенных веществ, для которых характерно либо присутствие в воде во взвешенном состоянии, либо тенденция к осаждению под действием силы тяжести. Ситуация оказывается еще более сложной, когда загрязнения вовлекаются в химические и биологические реакции, однако можно отметить значительные успехи, достигнутые в решении вопросов прогнозирования также и в подобных случаях. Наибольшие трудности возникают при необходимости прогнозирования судьбы и последствий поступления в водоем веществ, подвергающихся биологическому окислению и влияющих тем самым на уровень растворенного кислорода; трудности обусловлены значительным числом факторов, способных влиять на скорость протекания реакций. Эти факторы включают, в частности, температуру воды, концентрацию растворенного кислорода, присутствие или отсутствие в воде тех или иных стимуляторов или ингибиторов. В результате истощения ресурсов растворенного кислорода может наступить момент, когда в водоеме преобладающими становятся анаэробные условия. Колебания концентрации растворенного кислорода на протяжении водоема при выпуске в него сточных вод позволяют выявить в ряде случаев так называемый "прогиб кислородной кривой", соответствующий наибольшему снижению концентрации ниже места выпуска, вслед зачем, как правило, наблюдается зона восстановления концентраций. Изучение этих процессов имеет исключительно важное значение при контроле за загрязнением водоемов. Однако нередко еще делаются расчеты, привязанные лишь к месту выпуска сточных вод в водоем, что далеко не всегда правильно отражает ситуацию.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему