Чистая вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха и вкуса, населена множеством рыб, растений и животных. Загрязненные воды мутные, с неприятным запахом, не пригодны для питья, часто содержат огромное количество бактерий и водорослей. Система самоочистки воды (аэрация проточной водой и осаждение на дно взвешенных частиц) не срабатывает из-за переизбытка в ней антропогенных загрязнителей.

Уменьшение содержания кислорода. Органические вещества, содержащиеся в сточных водах, разлагаются ферментами аэробных бактерий, которые поглощают растворенный в воде кислород и выделяют углекислый газ по мере усвоения органических остатков. Общеизвестными конечными продуктами распада являются углекислый газ и вода, но могут образовываться и многие другие соединения. Например, бактерии перерабатывают азот, содержащийся в отходах, в аммиак (NH₃), который, соединяясь с натрием, калием или другими химическими элементами, образует соли азотной кислоты – нитраты. Сера преобразуется в сероводородные соединения (вещества, содержащие радикал -SH или сероводород H₂S), которые постепенно переходят в серу (S) или в сульфат-ион (SO₄^–), также образующий соли.

В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие с предприятий пищевой промышленности, бумажные волокна и остатки целлюлозы от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада органических остатков является уменьшение содержания кислорода, растворенного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени – от солености и давления. Пресная вода при 20° C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворенного кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при ее охлаждении – увеличивается. По нормативам, действующим при проектировании муниципальных очистных сооружений, для распада органических веществ, содержащихся в одном литре коммунальных сточных вод обычного состава при температуре 20° С, требуется примерно 200 мг кислорода в течение 5 дней. Это значение, называемое биохимической потребностью в кислороде (БПК), принято в качестве стандарта при расчетах количества кислорода, необходимого для очистки данного объема стоков. Величина БПК сточных вод предприятий кожевенной, мясообрабатывающей и сахарорафинадной промышленности гораздо выше, чем коммунальных стоков.

В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворенных в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И наоборот, в водоемах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьезные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определенного уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема разлагающейся органики.

Бльшая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие – и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, т.е. растворенного в ней углекислого газа, становится кислой).

ТИПИЧНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОД НЕКОТОРЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Отрасль промышленности и ее продукция		Характеристика отходов, поступающих в водоемы
ХИМИЧЕСКАЯ
Кислоты		Разные кислоты
Взрывчатые вещества		Кислоты, краски, масла, мыла, органические вещества
Пестициды		Органические вещества, бензольныесоединения, кислоты
Моющие ичистящиесредства		Продукты гидролиза жиров и другиерастворенные и взвешенные органические вещества, щелочные сульфаты и сульфонаты, фосфаты, силикаты, бораты, хлор, бром, мышьяк
ПИЩЕВАЯ
Пиво		Ферментированные крахмалы
Консервированные и замороженные фрукты и овощи		Растворенные частицы и взвешенныефрагменты неразложившейся органики;сахара; крахмал
Газированныенапитки		Сахара; взвешенные частицы и растворыдля мытья бутылок
Молочные продукты		Сыворотка (молочный белок, молочныйсахар, растворимые соли), жиры
Мясо и домашняя птица		Фекальные массы от ферм и скотных дворов; кровь, жир, белки и другиеорганические вещества
УГОЛЬНАЯ		Серная и другие кислоты из дренажных вод шахт; взвешенные минеральныечастицы, удаленные при обогащении исортировке угля
ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ
Железо и сталь		Железосодержащие соли, соляная и сернаякислоты, фенол, известь, масла
КОЖЕВЕННАЯ		Растворенные органические вещества,кусочки мяса и шерсть животных, мыльные растворы, растительные иминеральные дубильные химикаты, основания и кислоты, красители
ПОКРОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ		Плавиковая, серная и хромовая кислоты,сульфат никеля, цианиды меди, цинка,кадмия и серебра, масла
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ		Витамины и другие растворенные и взвешенные органические и неорганическиевещества
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ		Органические вещества, фенол, рассолы,нефть, соединения серы
ЦЕЛЛЮЛОЗНОБУМАЖНАЯ		Лигносульфонаты, древесные сахара, сульфитная целлюлоза, клеи и наполнители, красители, кислоты, отбеливатели, древесные и бумажные волокна, целлюлоза, ртуть
РЕЗИНОВАЯ
Натуральная, синтетическаяи восстановленная резина		Органические вещества, ароматические соединения серы, хлориды, взвешенныетвердые частицы
ТЕКСТИЛЬНАЯ		Сильные основания, красители, высокое содержание растворенных и взвешенных органических веществ

В водах, испытывающих тепловое загрязнение, часто создаются условия, приводящие к гибели рыб. Там снижается содержание кислорода, так как он слабо растворяется в теплой воде, однако потребность в кислороде резко возрастает, поскольку увеличиваются темпы его потребления аэробными бактериями и рыбами. Добавление кислот, например серной, с дренажными водами из угольных шахт также существенно снижает способность некоторых видов рыб извлекать из воды кислород.

назад   дальше