Основными источниками загрязнения природных вод являются промыш­ленные, коммунальные и городские сточные воды, «тепловое загрязнение», радиоактивные отходы, загрязненные атмосферные осадки, отходы водного транспорта, химизация сельского хозяйства, сточные воды животноводчес­ких хозяйств, продукты распада цианобактерий, эвтрофирование водоемов, молевой сплав леса. Наиболее загрязнены промышленные стоки таких от­раслей, как нефтеперерабатывающая, химическая, мыловаренная, целлю­лозно-бумажная, текстильная, металлургическая, газодобывающая.

Почти все промышленные сточные воды загрязнены нефтепродуктами. Большую опасность представляют фенольные соединения, находящиеся и сточных водах химических предприятий. Обладая сильными антисептичес­кими свойствами, они нарушают биологические процессы в воде, придают ей резкий, неприятный запах. Сточные воды предприятий по производству пестицидов, электрохимической промышленности, рудообогатительных фабрик содержат значительные количества цинка и меди. Появившиеся I последние годы в сточных водах некоторых производств синтетические по­верхностно-активные вещества (СПАВ), которые обычно содержатся в соста­ве моющих средств, резко ухудшают биохимическую очистительную способ­ность воды. Даже при небольших концентрациях СПАВ в воде, прекращает­ся рост водной растительности, образуются стойкие скопления пены.

Коммунальные стоки кроме фекальных вод содержат значительное ко­личество вредных соединений от использования химических веществ в быту, а также от предприятий пищевой промышленности. Наличие в коммуналь­ных стоках болезнетворных микробов и вирусов, а также яиц гельминтов делает их особенно опасными для здоровья людей. Городские поверхностные стоки несут загрязнения от выхлопов городского транспорта и едкие соли, используемые в городах для таяния льда и уплотненного снега.

«Тепловое загрязнение» воды вызывается тепловыми и атомными элек­тростанциями, которые используют для охлаждения огромные объемы Воды, возвращая ее затем в водоемы в подогретом виде. В результате повы­шения температуры воды усиливается ее испарение. Усиленный рост водной растительности приводит к накоплению органического вещества, а его последующее разложение — к дальнейшей минерализации и уменьшению количества растворенного кислорода. Все это отрицательно сказывается на модных организмах.

Загрязнения из атмосферы в виде кислотных дождей выпадают на поверхность Земли и наносят большой ущерб флоре и фауне. Причина образования кислотных осадков — растворение в атмосферной влаге промышлен­ных выбросов S0₂ , НС1, NO₂ и др.

Тяжелые металлы

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах поэтому, несмотря на очистные мероприятия содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т, ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения.

Около половины годового промышленного производства этого металла(910 тыс. т./год.) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых. промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение море- продуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Миномата. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30) *10 ^3 т свинца в год.

Химизация сельского хозяйства в результате усиленного использования минеральных удобрений и пестицидов для борьбы с сорняками, вредителя­ми и болезнями приводит к сильному загрязнению водоемов. Наибольшее загрязнение водоисточников наблюдается в районах орошаемого земледелия, т. к. оно дает большие возвратные стоки, которые не только загрязнены удобрениями и пестицидами, но и сильно минерализованы.

Из внесенных удобрений в водоисточники попадает около 20% азота, 25% фосфора и 30% калия. В связи с этим сельское хозяйство является основным загрязнителем водных объектов биогенными элементами.

Синтетические поверхностно - активные вещества

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающий поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскою среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия). В зависимости от природы и стриктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенные среди СПАВ являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ.

Присутствие СПАВ в сточные водах промышленности связано с использованием их в таких процессах. Как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.

Стоки животноводческих хозяйств являются существенным источником загрязнения. Для облегчения водопоя животноводческие фермы обычно располагаются по берегам водоемов или вблизи них. При отсутствии, плохом состоянии или переполнении жижесборников и навозохранилищ отходы смываются ливневыми стоками или спускаются в водоисточники. Отходы животноводческих ферм опасны тем, что в них содержатся яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы, являющиеся источником заболеваний.

Сброс отходов в море с целью захоронения

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10 % от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,58% азота; 0,44% Фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; О,001% ртути; 0,001% кадмия. Во время сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода, Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

Воздействию сбрасываемых материалов разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух-вода.

Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробионтов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.

В сущности, все водные экосистемы — накопители антропогенных загрязнений. Экономическое состояние многих водоемов трагично. Особенно сильно по­страдали пресноводные озера промышленных районов планеты. Под угрозой экологической катастрофы находятся многие озера и моря России и сопре­дельных государств. Среди них озеро Байкал, Ладожское озеро, Аральское и Балтийское моря.

Мелководное Балтийское море, например, окружено промышленными зонами нескольких стран. Его экосистема не может справиться с переработ­кой огромного количества сточных вод, десятая часть которых поступает в море неочищенной. Велика доля таких загрязнителей, как нефть и продук­ты ее переработки. Со времен Второй мировой войны в водах покоится боль­шое количество боеприпасов, критическое время полного разрушения кор­пусов которых уже подошло.

Загрязнение почвы

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

Пестициды как загрязняющий фактор

Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га наносится 300 кг химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйством медицине ( борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение их эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальные масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи, и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Торговля токсичными отходами

С каждым годом мировая индустрия выпускает все более эффективные, но потенциальные опасные химикаты, в результате утилизации которых некоторые страны исподволь превращаются в огромные свалки ядовитых отходов.

Проблема токсичных отходов во весь голос заявила о себе в начале мусоросжигательный завод в Элсмир-Порт на северо-западе Англии 1970-х гг., когда в американском городке Лав-Канал близ Ниагара-Фолс по неведомой причине участились случаи раковых заболеваний и врожденных пороков развития.

Виновник беды вскоре был найден. Как оказалось, жилые дома и школа стояли на месте старой свалки, где в 1940-х гг. компания "Хукер Кемиклз" захоронила стальные бочки с различными химикатами, в том числе с диоксином и другими опасными пестицидами.

В 1953г. место складирования засыпали землей, сверху уложили слой глины и начали строить жилые дома. Однако к началу 1970-х бочки проржавели, а их ядовитое содержимое просочилось в почву и подземные воды, загрязняя землю и воздух. Резкий рост заболеваемости не заставил себя долго ждать.

В 1978г. весь район объявили зоной бедствия, а его жителей - около 1000 семей - отселили в другие места. После этой и ряда аналогичных экологических катастроф во многих странах были созданы государственные организации, контролирующие производство, использование и утилизацию токсичных материалов.

Утилизацией отходов в США занимаются свыше 30 тысяч полигонов и перерабатывающих предприятий. Некоторые из них принадлежат производителям ядовитых веществ, но большую часть эксплуатируют специальные компании, которым производители платят за утилизацию отходов.

Как же поступают с отходами компании-утилизаторы и за что им платят такие большие деньги?

Один из способов - складирование герметичных контейнеров в особых хранилищах, обнесенных стенами, залитых бетоном, засыпанных слоем глины, изолированных пластиком или другими материалами.

Предполагается, что с течением времени ядовитые компоненты подвергнутся естественному разложению либо люди изобретут новые технологии их обезвреживания. И все же многие могильники остаются, по сути, химическими бомбами с часовым механизмом.