Защита от загрязнения водной среды методы и средства очистки воды: Рациональным размещением.». Скачать бесплатно и без регистрации.

Системы защиты водной среды

Очистка сточных вод — это обработка с целью разрушения или удаления из них определенных веществ, препятствующих отведению этих вод в водоемы в соответствии с нормативными требованиями. Методы очистки промышленных сточных вод и жидких отходов производства делят на две группы: деструктивные и регенерационные.[ …]

К регенерационным относятся методы, позволяющие возвратить обработанные жидкие отходы в технологический цикл, использовать их в другом производстве или извлечь из них ценные вещества. Объектами регенерации могут быть вода (загрязненные сточные воды), химикаты (отработанные растворы, загрязненные воды), горюче-смазочные материалы (отработанные масла, топливо) и даже многокомпонентные смеси. При регенеративной обработке не всегда обеспечивается полный санитарный эффект, и поэтому может потребоваться дополнительная деструктивная обработка вторичных отходов: обезвреживание солей, извлеченных из регенерированной воды; обработка воды, из которой извлекли ценные примеси; обработка применяемых для регенерации растворов и вод регенерирующих установок.[ …]

Тот или иной метод очистки жидких промышленных отходов можно выбрать только на основе изучения их состава и свойств, целесообразности их регенерации или утилизации, а также после выяснения характера и мощности водоема, его народно-хозяйственного значения и особенностей использования для определения возможности сброса отходов.[ …]

В связи с большим разнообразием состава и свойств сточных вод для их очистки применяют следующие способы: механический, физико-химический, химический, биологический и термический.[ …]

Механическая очистка используется для удаления из сточных вод нерастворимых взвешенных частиц, которые под действием гравитационных сил выпадают в осадок, если их плотность больше плотности воды, или всплывают на поверхность, если их плотность меньше. По мере накопления осажденные или взвешенные загрязнения удаляются.[ …]

К способам механической очистки производственных сточных вод относят: процеживание, отстаивание, фильтрование и выделение твердой взвеси при помощи центрифуг или гидроциклонов.[ …]

При физико-химической очистке изменяют физическое состояние загрязнений, что облегчает их удаление из сточных вод. Для этого пользуются методами коагуляции, флоккуляции, флотации, сорбции, экстракции, ионного обмена, диализа, осмоса, дистилляции, кристаллизации, магнитной обработки, электрокоагуляции и др.[ …]

Химическая очистка заключается в использовании реагентов, которые, вступая в реакцию с загрязняющими веществами, образуют новые вещества, легче удаляемые из воды. К ней относятся нейтрализация и окислительный метод.[ …]

Биологическая очистка сточных вод основана на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения водоемов. Есть несколько типов устройств биологической очистки: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.[ …]

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой, в которой интенсивно протекают процессы биологического окисления органических веществ. В биологических прудах в очистке принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки — огромные резервуары из железобетона. Очищающим началом является активный или из бактерий и микроскопических животных. Микробоценоз активного ила бурно развивается в аэро-тенках (обильный приток питательных веществ, избыток подаваемого кислорода). Сточные воды перед биологической очисткой подвергаются дезинфекции для удаления патогенной микрофлоры.[ …]

Вернуться к оглавлению

Методы и способы очистки воды. Мембранные методы очистки воды

Вода является сырьем, необходимым практически для любого, как промышленного, так и муниципального предприятия. В частности, вода необходима для предприятий рудообогащения, металлургических, нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и нефтехимическихпредприятий. Вода используется в котельных, теплоэлектростанциях, на предприятиях фармацевтикии электроники, пищевых производствах и многих других.

Однако, исходная вода, поступающая от различных источников водоснабжения предприятий (поверхностные и подземные воды, морская вода и т.д.), содержит большое количество различных примесей и загрязнений, наличие которых может негативно сказаться на технологическом процессе, стать причиной поломки оборудования и, в конечном итоге, негативно отразиться на качестве получаемой продукции.

В связи с этим, исходную воду, поступающую от источников водоснабжения, необходимо очистить от примесей. В зависимости от требований к качеству воды, используемой в конкретном технологическом процессе, существует множество различных аппаратов и технологий водоподготовки.

Например, для питания котлового оборудования различных предприятий, для предприятий фармацевтики и электроники требуется «сверхчистая» вода.

Для достижения этой цели широкое распространение получили технологии мембранной очистки воды. Одним из наиболее эффективных методов получения «сверхчистой» воды является процесс обратного осмоса.

Установки обратного осмоса также применяются для получения воды питьевого качества из солоноватой или морской воды.

Компания ENCE GmbH имеет большой опыт в поставках индивидуальных решений мембранной очистки воды для различных отраслей промышленности и муниципальных предприятий.

Установки собраны и полностью протестированы на производственной площадке перед поставкой, что исключает необходимость сборки «с нуля» на месте эксплуатации, выполнения трубопроводной обвязки аппаратов и электропроводки.

Материальное исполнение комплектующих подобрано таким образом, чтобы гарантировать максимальный срок службы установки и снизить эксплуатационные затраты.

Каждая установка обратного осмоса оснащена системой «безразборной мойки» для периодической очистки мембран и системами дозирования реагентов.

Системы «безразборной мойки» предназначены для очистки и дезинфекции мембран без значительных затрат на демонтаж и повторный монтаж.Необходимость установки таких систем обусловлена тем, что со временем мембраны загрязняются и забиваются всеми типами загрязнений и требуют очистки. При работе в нормальных условиях мембраны обратного осмоса могут разрушаться под действием органических и взвешенных веществ. Они накапливаются на мембранах в виде отложений во время работы мембранной установки и приводят к снижению объема очищенной воды и(или) степени удаленных солей. Мембраны необходимо очищать в следующих случаях:

• выход концентрата снизился приблизительно на 10% от первоначального объема.
• содержание солей в очищенной воде повысилось более чем на 10%
• давление на мембранахснизилось приблизительно на 10%.

Система безразборной мойки — это процесс ручной мойки мембран «на месте» («cleaninginplace»), который выполняется с интервалом в 6 месяцев.

Такие системы устанавливаются на раме, имеют всю необходимую трубопроводную обвязку и состоят из:

• Насоса
• Емкости
• Расходомера
• Датчик давления
• Датчика рН
• Датчика электропроводности
• Датчика окислительно-восстановительного потенциала

Предлагаемые установки полностью автоматизированы.Интерфейс оператора расположен на пульте управления и представляет собой графическую сенсорную панель со схематическими диаграммами c возможностью контроля и регулировки показателей процесса. Сигналы тревоги запрограммированы и отображаются в виде текстовых сообщений.

Панель управления позволяет управлять установкой и отличается простотой в использовании.

Автоматические функции:

• Автоматический пуск / останов;
• Автоматическая промывка после останова;
• Управление программой «безразборноймойки на месте»;
• Вывод текстовых сообщений тревоги; 
• Возможность коммуникации по Ethernet;
• Протокол Profibus;
• Возможность дистанционного пуска / останова.

Установки обратного осмоса, состоящие из нескольких ступеней очистки, по желанию Заказчика, могут быть дополнительно укомплектованы системой регенерации энергии, позволяющей снизить общее энергопотребление. Принцип работы таких систем основан на использовании гидравлической энергии концентрата 1-й ступени. Использование таких систем также позволяет уменьшить объем образующегося концентрата.

Среди наиболее распространенных систем регенерации энергии можно выделить теплообменники, работающие под давлением, турбонагнетатели и поршневые системы.

Системы, состоящие из теплообменников, имеют более высокую степень регенерации, но такие системы намного сложнее, для них требуются дожимные/бустерные насосы,что приводит к увеличению общей стоимости установки и эксплуатационных затрат.

Поршневые системы имеют степень регенерации, несколько меньшую, по сравнению с теплообменниками, их монтаж и эксплуатация проще, но они подходят для установок с маленькой производительностью.

Турбонагнетатели также имеют немного более низкую степень регенерации (по сравнению с теплообменниками), но они представляют собой наиболее простую систему, поэтому такие системы являются более надежными.

Турбонагнетатели оснащены клапанными блоками для контроля расхода концентрата или для компенсации колебаний температуры.

Преимущества турбонагнетателей по сравнению с теплообменниками:

• Более простая и компактная конструкция, не требующая вспомогательного оборудования.
• Утечка концентрата исключена (в теплообменникахконцентрат смешивается с питательной водой).
• Более надежны и просты в эксплуатации
• — Интегрированная конструкция обеспечивает быстрый ввод в эксплуатацию и постоянный мониторинг производительности.

В некоторых случаях требуется получение ультрадеминерализованной (деионизованной) воды. Для достижения этой цели подходят установки электродеионизации.

Процесс электродеионизации заключается в переносе ионов растворенных солей через мембраны, под действием электрического поля постоянного тока.

Отрицательный электрод (катод) притягивает катионы, а положительный электрод (анод) притягивает анионы. Такие установки, представляют собой системы, разделенные на чередующиеся катионные и анионообменные мембраны.

Особенности технологии:

• Отсутствие в необходимости регенерации мембран с использованием химических реагентов, что означает отсутствие химических отходов;
• Непрерывное производство чистой воды и непрерывная регенерация;
• Габаритные размеры меньше, чем у традиционных ионообменных установок;

Состав:

• подающий насос;
• модуль электродеионизации;
• измеритель проводимости;
• расходомер;
• датчик давления

Наша гибкость позволяет нам «настраивать» наши продукты в соответствии с любым конкретным запросом наших Клиентов.

Проблема загрязнения окружающей среды сточными водами и ее решение

В последние годы проблема сточных вод приобретает все большую остроту и актуальность во всем мире, в том числе и в Российской Федерации. В процессе хозяйственной деятельности современное общество потребляет все немалые количества воды, большая часть которой в результате становится загрязненной самыми различными веществами. При их попадании в окружающую среду экологии наносится огромный ущерб, и поэтому они подлежат обязательной очистке. Чтобы ее обеспечить в должной мере, необходимо использовать специальное оборудование и технологические комплексы, с помощью которых достигаются установленные нормативы загрязнения стоков, определенные в соответствующих документах. Компания «Флотенк» является одной из тех российских организаций, которая успешно работает над проблемами очистки стоков. На протяжении уже многих лет она разрабатывает и выпускает устройства, позволяющие эффективно осуществлять сепарацию вредных веществ, содержащихся в сточных водах промышленных предприятий, сельского хозяйства, жилищно-коммунальной сферы и транспорта. Это оборудование позволяет довести степень загрязнения стоков до тех показателей, при которых их можно отводить в окружающую среду без нанесения ей урона.

Основные загрязнения сточных вод и способы их удаления

Антропогенные факторы загрязнения сточных вод достаточно разнообразны и приводят к наличию в них механических, химических и биологических примесей, которые подлежат удалению очистными сооружениями. Как правило, они содержатся в стоках комплексно, в различных концентрациях, что существенно усложняет решение проблемы очистки сточных вод. Механическими примесями являются в большинстве случаев песок, различные мелкие твердые частицы отходов промышленного или сельскохозяйственного производства. Их выделение из стоков обычно производится в специальных пескооделителях и отстойниках, где они осаждаются естественным образом, под воздействием сил гравитации. Кроме того, для сепарации механических примесей в оборудовании «Флотенк» используются сетки и фильтры. Такие источники загрязнения сточных вод, как промышленные и сельскохозяйственные предприятия, «насыщают» их немалым количеством разнообразных химических соединений. Их сепарация представляет собой зачастую весьма сложную проблему, требует использования дорогостоящего оборудования и специальных реагентов. Для устранения органических примесей активно и успешно используются особые микроорганизмы, которые в результате своей жизнедеятельности разлагают их на безопасные компоненты. Что касается загрязнений биологического происхождения (бактерий и других микроорганизмов), то для их обезвреживания ранее активно использовался хлор, а сейчас все шире применяется более передовая технология обработки ультрафиолетовым излучением.

Загрязнение сточных вод промышленными предприятиями

Источником многих экологических проблем, связанных с утилизацией сточных вод, являются промышленные предприятия. Технологические процессы производства практически всех отраслей предполагают образование стоков, загрязненных самыми различными веществами. На сегодняшний день промышленное загрязнение сточных вод является одной из самых существенных угроз экологическому состоянию. Индустриальные предприятия, согласно действующему законодательству, должны в обязательном порядке использовать очистные сооружения, позволяющие нейтрализовать негативное влияние стоков, однако это требование, к сожалению, далеко не всегда выполняется в полном объеме. Показатели загрязнений сбросов промышленных объектов зачастую существенно превышают установленные нормативы. Это в большинстве случаев, как показывает практика, вызвано тем, что используются устаревшие как в моральном, так и в физическом отношении очистные сооружения, которые подлежат реконструкции и модернизации. Эти работы успешно проводит компания «Флотенк», используя разрабатываемое ею и выпускаемое на собственных производственных мощностях современное, высокопроизводительное и эффективное оборудование. Ее специалисты производят расчет загрязнения, определяют множество других важных параметров, ориентируясь на которые проектируют, производят, монтируют и запускают в эксплуатацию все элементы комплексов очистных сооружений.

Загрязнение сточных вод объектами сельского хозяйства

Экологические проблемы сточных вод сельскохозяйственного происхождения также весьма серьезны. Предприятия аграрно-промышленного комплекса часто сбрасывают в окружающую среду стоки, имеющие такие показатели наличия механических, химических и биологических примесей, которые многократно превышают предельно допустимые нормы. Снижение концентрации загрязнения сточных вод сельскохозяйственного происхождения до требуемого уровня должно обеспечиваться их качественной очисткой современным оборудованием. Только оно в состоянии гарантировать такие количественные и качественные показатели загрязнения сточных вод этого типа, которые позволяют производить их отведение без ущерба для экологии. Специфика сельскохозяйственного производства состоит в том, что его животноводческие и растениеводческие подразделения продуцируют стоки, имеющие совершенно различный состав загрязнений: в первых превалируют примеси органического и биологического, а во вторых — неорганического происхождения. Поэтому подход к их очистке, используемые для этого способы и методы, состав оборудования должны быть различными. При обустройстве очистных сооружений на предприятиях сельского хозяйства специалисты компании «Флотенк» обязательно учитывают это обстоятельство, и поэтому на различных объектах монтируют то оборудование, которое сепарирует соответствующие виды загрязнений.

Хозяйственно-бытовое загрязнение сточных вод

Загрязнение сточных вод человеком активно производится не только «благодаря» его экономической деятельности, но хозяйственно-бытовой. Жилые объекты и объекты социально-культурного назначения продуцируют значительное количество стоков, которые отводятся или в централизованные, или в автономные канализационные системы, и далее подлежат очистке и сбросу в окружающую среду. Механические, биологические и органические загрязнения сточных вод, образующихся в результате хозяйственно-бытовой деятельности человека, удаляются очистными сооружениями весьма эффективно. Следует заметить, что концентрация загрязнений бытовых сточных вод относительно невысока, и современное оборудование хорошо справляется с их удалением. Те устройства для очистки хозяйственно-бытовых стоков, которые разрабатывает и выпускает компания «Флотенк», отличаются высокой эффективностью, простотой в эксплуатации и обслуживании.

Предотвращение загрязнения окружающей среды сточными водами

Предотвращение загрязнения водных объектов сточными водами, а также охрана поверхностных вод от загрязнения сточными водами — это важнейшие задачи, которые стоят перед современным обществом. Их эффективное и комплексное решение возможно только с использованием передовых технологий очистки стоков и современного оборудования.

Статья на тему «источники загрязнения воды — причины»

Существование человека без чистой питьевой воды невозможно. К сожалению, на сегодняшний день сложилась такая ситуация, что на Земле значительно сокращается количество чистых источников. Сейчас дефицит чистой питьевой воды восполняется при помощи различного водоочистного оборудования, но прогноз ученых довольно пессимистичен – через несколько десятилетий загрязненные воды на Земле будут преобладать. 

Если обратиться к научным терминам, то загрязнение воды — это изменение ее химического и физического состояния, а также ее биологических свойств, что приводит к непригодности для употребления. При любых видах использования, вода меняет свое состояние: при нагревании она меняет физические свойства, при доставке к потребителям – химические, даже если предварительно прошла через системы водоочистки и водоподготовки.

Решения BWT для промышленной и бытовой очистки воды:

В водную среду токсические вещества поступают из естественных, а также антропогенных источников. Естественные источники загрязнения воды — это разрушение горных пород, вулканическая активность, выделение продуктов жизнедеятельности различных организмов, которые живут в водоемах. Человек также вносит свой вклад в загрязнение воды в результате хозяйственной деятельности. Его воздействие на природные экосистемы сравнивают со стихийным бедствием. Объясняется это тем, что все водоемы планеты меняются слишком быстро за последние несколько лет, при естественных процессах такие изменения происходят за сотни лет. 

Интенсивное развитие сельскохозяйственных и промышленных производств и рост населения относятся к антропогенным источникам загрязнения. Сельскохозяйственные, бытовые и индустриальные сточные воды сбрасываются в водоемы, в результате чего меняется состав воды. Антропогенные источники загрязнения воды можно разделить на первичные и вторичные. В первом случае, ухудшается качество воды из-за поступления загрязняющих веществ.

Во втором случае появляется избыточная концентрация продуктов жизнедеятельности водных животных и их останков, которая обусловлена нарушением экологического равновесия. Давайте перечислим основные источники загрязнения воды:

• речной транспорт;




• сплав леса по рекам;




• промышленные бытовые сточные воды;




• сток с животноводческих комплексов;




• дренажные воды с орошаемых земель;




• сток с территорий промышленных площадок, территорий населенных пунктов и сельскохозяйственных полей;




• ливневая канализация;




• глобальный перенос;




• твердый сток с земель, потерявших плодородный слой.

Всемирная организация здравоохранения предлагает другую классификацию:

• бактерии, различные вирусы и прочие болезнетворные организмы;




• разлагающиеся органические вещества, поглощаемые кислородом воды. Они привозят к появлению неприятного запаха, ухудшают вкус воды и губительно действуют на рыбные запасы;




• неорганические соли, которые нельзя удалить обычными методами водоочистки. Эти вещества делают воду непригодной для питья и орошения;




• органические соли, усиливающие рост водной растительности и вызывающие цветение водоемов.

Они превращаются в органические вещества в процессе фотосинтеза и осаждаются на дне водоема. Очень опасным для здоровья человека является загрязнение водоемов токсическими веществами. Они представляют прямую, и косвенную опасность через животных, которые обитают в водоемах.

Специалисты совместили все источники загрязнения воды и выделили три основные категории, каждая из них при наличии современных сооружений водоподготовки все равно загрязняет и поверхностные и подземные воды (колодцы и артезианские скважины). Рассмотрим подробнее эти категории.

Населенные пункты

Даже в самых современных населенных пунктах основными бытовыми отходами является канализационные стоки. Каждый человек ежедневно использует примерно 750 литров воды для питья, приготовления пищи, гигиенических нужд, а также для полива лужаек, мытья улиц, тушения пожаров и так далее.

Промышленность

Основными потребителями и загрязнителями являются предприятия разных отраслей в странах с развитым промышленным производством. Количество выбрасываемых ими сточных вод в три раза превышает коммунально-бытовые стоки.

Сельское хозяйство

В этой категории значительное количество воды уходит на орошение полей, а также на нужды животноводческих и птицеферм.

Защита от загрязнения водной среды

Защита гидросферы от вредных сбросов осуществляется применением следующих методов и средств:

· рациональным размещением источников сбросов и организацией водозабора и водоотвода;

· разбавлением вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций с применением специально организованных и рассредоточенных выпусков;

· использованием средств очистки стоков (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 – Методы очистки сточных вод

Процеживаниемудаляют из сточной воды крупные включения, минеральные примеси. Для очистки применяют вертикальные и наклонные решетки с прозорами 15…20 мм.

Очистка решеток от осадков частиц проводится вручную или механически.

Отстаиваниеосновано на свободном оседании (всплытии) примесей с плотностью, большей (меньшей) плотности воды.

Процесс отстаивания реализуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях.

Песколовкиприменяют для отделения частиц металла и песка размером более 250 мкм.

Песколовки бывают с горизонтальным, вертикальным и круговым движением воды.

Очистка сточных вод в поле центробежных силреализуется в гидроциклонах.

Для фильтрованияиспользуют зернистые фильтры из несвязанных или связанных (спеченных) между собой частиц.

Отстойникиприменяют для гравитационного выделения из сточных вод более мелких взвешенных частиц или жировых веществ.

По направлению движения основного потока воды различают отстойники вертикальные, горизонтальные, диагональные и радиальные.

Физико-химические методы очистки применяют для удаления из сточной воды жировых частиц, растворимых примесей (солей тяжелых металлов, цианидов, фторидов и др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей.

Как правило, физико − химическим методам предшествует стадия очистки от взвешенных веществ.

Флотациязаключается в извлечении частиц из раствора за счет подъемной силы пузырьков воздуха, которые формируют в очищаемой воде различными способами.

В зависимости от способа образования пузырьков различают флотацию пневматическую (напорную, вакуумную), пенную, химическую, вибрационную, биологическую, электрофлотацию.

Биологическая очисткасточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические соединения в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности.

При этом органические соединения окисляются до воды и углекислого газа.

В качестве субстрата для очистки используют искусственные бразования микроорганизмов ‒ активный ил, биопленку, а также естественные симбиозы микроорганизмов, присутствующие в почве, либо в воде.

Активный ил ‒ темно−коричневая или черная жидкая масса, обладающая землистым запахом.

С биологической точки зрения активный ил − это скопление аэробных бактерий в виде зоогелей. Кроме микробов в иле могут присутствовать простейшие (в аэротенках), черви, личинки насекомых, водные клещи в биофильтрах.

Аэротенкипредставляют собой открытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом.

Эффект биологической очистки обеспечивается постоянным перемешиванием сточных вод с активным илом и непрерывной подачей воздуха через систему аэрации аэротенка.

Активный ил затем отделяется от воды в отстойниках и вновь направляется в аэротенк.

Биологический фильтр − это сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка, состоящая из прикрепленных форм микроорганизмов.

Водоочистные сооружения крупных предприятий выполнены следующим образом: отдельные производства имеют свои локальные очистные сооружения, выбор которых учитывает специфику загрязнения и полностью или частично удаляет их, затем все локальные стоки направляются в емкости − усреднители, а из них на централизованную систему очистки до значений, установленных для предприятия предельно допустимых сбросов.

Загрязнение окружающей среды Повышенная потребность в очистке питьевой воды

Растущее беспокойство по поводу качества воды в окружающей среде

Загрязнение воды в окружающей среде — ведущая причина смерти и болезней во всем мире.Несмотря на повышенную осведомленность и меры, принятые ВОЗ и правительствами, 3,4 миллиона человек, в основном дети, ежегодно умирают от болезней, связанных с водой, во всем мире и 485 000 случаев смерти от диареи каждый год. Даже здесь, в Соединенных Штатах, мы часто боремся с загрязнением воды, вызванным стихийными бедствиями и деятельностью человека. По данным Рабочей группы по окружающей среде, в 2019 году более 1000 населенных пунктов в 49 штатах подтвердили случаи загрязнения высокотоксичными фторированными соединениями, известными как PFAS. Между тем, 1.2 триллиона галлонов неочищенных сточных вод, ливневых вод и промышленных отходов по-прежнему сбрасываются в воду США каждый год, что может повлиять на грунтовые и колодезные источники воды. Примерно 40% озер в Америке слишком загрязнены для рыбной ловли, водных организмов или плавания.

Легко понять, почему загрязнение воды является серьезной проблемой для животных и растений, которые живут в этих экосистемах, но правда в том, что оно также негативно влияет на людей. Из этих же источников загрязненной воды мы берем морепродукты, плаваем и играем, и даже откуда берется вода из-под крана.Хотя водопроводная вода тщательно обрабатывается, чтобы уменьшить загрязнение, некоторые загрязнители могут все еще оставаться, включая тяжелые металлы, химические вещества, микробы и фармацевтические препараты. Каждый, кто пользуется водопроводной или колодезной водой, будет ежедневно подвергаться определенному уровню этих загрязнителей. В 2017 году 90% населения мира, около 6,8 миллиарда человек, пользовались хотя бы базовыми услугами. Другими словами, эти люди имеют доступ к питьевой воде в течение 30 минут туда и обратно.

Что на самом деле произошло с нашими водопроводными и подземными источниками воды?

Согласно исследовательским статьям и новостям, большая часть водопроводной и колодезной воды в США.С. в настоящее время небезопасны для питья из-за тяжелого промышленного загрязнения и загрязнения окружающей среды. Мы дошли до того, что все источники нашей питьевой воды, включая муниципальные системы водоснабжения, колодцы, озера, реки и даже ледники, содержат некоторый уровень загрязнения. Загрязняющие вещества варьируются от минералов природного происхождения до химикатов и побочных продуктов химического происхождения. Хотя многие загрязнители обнаруживаются в количествах, недостаточных для того, чтобы не вызвать немедленного дискомфорта или болезней, доказано, что даже незначительное воздействие многих распространенных загрязнителей со временем вызовет тяжелые заболевания, включая повреждение печени, рак и другие серьезные заболевания.Даже химические вещества, обычно используемые для очистки муниципального водоснабжения, такие как хлор и фторид, токсичны и, как известно, оказывают значительное вредное воздействие на человеческий организм.

Очистка после загрязнения — Фонд безопасной питьевой воды

ОПИСАНИЕ ОЧИСТКИ ПОСЛЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

«Разлив нефти на Аляске произошел не за рулем капитана Exxon Valdez.Это было твое.
— Реклама Гринпис, New York Times, 25 февраля 1990 г.

Очень трудно обратить вспять последствия загрязнения воды. Естественные процессы, очищающие воду, могут занять годы, десятилетия или даже столетия, и даже при использовании дорогостоящих технологических процессов на удаление всех вредных веществ из воды могут уйти годы. Есть два аспекта загрязнения, которые необходимо удалить. Во-первых, что наиболее важно, необходимо устранить источник загрязнения воды, чтобы не произошло дополнительного загрязнения воды.

Как можно устранить источник загрязнения?

Удаление источников загрязнения происходит несколькими способами, в зависимости от источника (и от того, происходит ли загрязнение из точечного источника или из неточечного источника), а также от типа загрязнения. Удалить источник может быть так же просто, как выкопать протекающий масляный резервуар, или так же сложно, как законодательный контроль над токсичным веществом. К сожалению, методы промышленного и сельскохозяйственного загрязнения, как правило, не сводятся к минимуму до тех пор, пока не будут разработаны правительственные постановления, устанавливающие ограничения на выбросы в атмосферу и сточные воды.Нормативы обычно определяют количество загрязняющих веществ, которые могут быть выброшены, а также то, как и где могут быть удалены отходы.

В Соединенных Штатах Закон о чистой воде устанавливает стандарты качества воды, основанные на трех ключевых компонентах. Во-первых, делается заявление о предотвращении разложения, в котором указываются условия, при которых качество воды может быть снижено. Во-вторых, использование ручья подразделяется на бытовое водоснабжение, промышленное водоснабжение, рыбу и водные флоры и фауны, отдых, орошение, водопой скота, дикая природа или судоходство.Третий компонент — это критерии качества воды или степень качества воды, которая требуется для ее целевого использования. Этот закон позволяет ухудшить качество потоков, предназначенных для промышленных целей, в большей степени, чем, например, для потока, предназначенного для обеспечения питьевой водой для бытовых нужд.

В некоторых странах, если компании превышают лимиты загрязнения, они могут быть оштрафованы. В различных странах, в том числе в некоторых провинциях Канады и США, компании разрешают покупать и продавать кредиты на загрязнение окружающей среды.Торговля загрязнителями гораздо более распространена в Соединенных Штатах, но в нескольких провинциях Канады развиты рынки торговли загрязнителями. Например, согласно Edmonton Journal, в июле 2007 года провинция Альберта планировала запустить рынок торговли выбросами парниковых газов. В 2002 году правительство Онтарио ввело программу торговли смогом в надежде, что это уменьшит загрязнение воздуха в провинции.

В целом программы торговли загрязнением означают, что компании, которые вызывают очень небольшое загрязнение, могут продавать кредиты компаниям, которые превышают их лимит загрязнения.В Соединенных Штатах торговля должна соответствовать требованиям Закона о чистой воде, который регулирует типы и объемы загрязнения, и торговля также должна происходить в пределах того же водораздела. Политика Канады, как правило, менее развита, чем политика Америки. Например, в политике Онтарио предлагается разрешить трансграничную торговлю между США и Канадой; Агентство по охране окружающей среды, разработавшее торговую политику в США, не позволяет компаниям торговать с компаниями в других странах.

Города могут снизить загрязнение воды за счет модернизации своих очистных сооружений. В большинстве городских центров есть очистные сооружения с процессами вторичной очистки, но установка системы доочистки позволяет удалить фосфор, который вызывает избыточный рост водорослей. Для получения дополнительной информации о различных методах очистки сточных вод см. Информационный бюллетень «Очистка сточных вод».

Самым полезным действием, которое может предпринять человек, является уменьшение загрязнения окружающей среды в пределах своей собственной жизни.Использование меньшего количества и правильная утилизация вредных веществ может иметь большое значение для устранения или сведения к минимуму источников загрязнения воды. Для получения дополнительной информации о загрязнении воды в целом, включая меры по снижению загрязнения, см. Информационный бюллетень «Загрязнение воды».

Загрязнение исходит из множества направлений и источников; действительно ли возможно удалить достаточное количество источников, которые могут улучшить качество воды?

В 1970-х годах было широко распространено опасение, что озеро Эри умирает. Был избыточный рост водорослей и низкий уровень кислорода, что убивало рыбу и водные организмы.Озеро было зеленым, слизистым и вонючим, и единственной жизнью в нем были водоросли, которые поглотили все другие водные растения и животных. Река Кайахога, которая впадает в озеро Эри недалеко от Кливленда, загорелась из-за нефти на ее поверхности. Качество остальных четырех озер было не намного лучше, чем у озера Эри. Для получения дополнительной информации о Великих озерах см. Информационный бюллетень о Великих озерах и план урока по социальным исследованиям в Операции «Поток воды» под названием «Практический пример загрязнения воды в Канаде».

В 1972 году между Канадой и Соединенными Штатами было подписано Соглашение о качестве воды Великих озер с целью обратить вспять вредное воздействие загрязнения на Великие озера. Пьер Трюдо заявил, что подписание Соглашения ознаменовало «наше признание хрупкости нашей планеты и хрупкости биосферы, от которой зависит вся жизнь. Соглашение касается самого важного из всех вопросов — самого процесса жизни… [Я] обещает восстановить до здорового состояния огромную территорию, которой из-за жадности и безразличия было позволено позорно деградировать ».Но устранение источников загрязнения вокруг Великих озер было бы непростой задачей, которую можно было бы быстро выполнить. В 1970 году в районе Великих озер проживало около 30 миллионов человек, что эквивалентно всему населению Канады! Регион также находится под сильным влиянием интенсивной промышленной и сельскохозяйственной деятельности.

В 1978 году Соглашение призвало исключить выбросы стойких токсичных веществ, таких как ПХД. В 1983 году были установлены пределы сброса фосфора, а в 1987 году Соглашение расширилось, включив в него переносимые по воздуху загрязнители.Также в 1987 году были разработаны планы восстановительных мероприятий для 42 проблемных территорий (еще один был добавлен позже). Внимание было сосредоточено на сокращении стока, загрязнения наносов, переносимых по воздуху токсичных веществ и загрязненных грунтовых вод. Некоторым городам были предоставлены гранты на повышение качества их очистных сооружений, и были установлены стандарты выбросов отходов с торговых судов. Чикаго был первым городом, в котором запретили использование фосфатов в моющих средствах. В 1974 году была создана зона отдыха площадью около 135 квадратных километров вдоль 35 километров реки Кайахога.

Точечный источник и неточечные источники загрязнения

Практически все, что делают люди, от выращивания продуктов питания до производства продуктов и выработки электроэнергии, потенциально может привести к выбросу загрязняющих веществ в окружающую среду. Регулирующие органы, отвечающие за охрану окружающей среды, выделяют две основные категории загрязнения: точечное и неточечное загрязнение.

Точечный источник загрязнения легко определить. Как следует из названия, он происходит из одного места. Загрязнение из неточечных источников труднее выявить и решить сложнее.Это загрязнение приходит сразу из многих мест.

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) определяет загрязнение из точечных источников как любое загрязняющее вещество, попадающее в окружающую среду из легко идентифицируемого и замкнутого места. Примеры включают дымовые трубы, сливные трубы и дренажные канавы.

Заводы и электростанции могут быть источником точечного загрязнения, влияющего как на воздух, так и на воду. Дымовые трубы могут выбрасывать в воздух окись углерода, тяжелые металлы, двуокись серы, двуокись азота или «твердые частицы» (мелкие частицы).Нефтеперерабатывающие, бумажные и автомобильные заводы, использующие воду в производственных процессах, могут сбрасывать сточные воды — сточные воды, содержащие вредные химические загрязнители — в реки, озера или океан.

Городские очистные сооружения сточных вод — еще один распространенный источник точечного загрязнения. Сточные воды очистных сооружений могут вносить в водные пути питательные вещества и вредные микробы. Питательные вещества могут вызвать стремительный рост водорослей в воде.

Загрязнение из неточечных источников противоположно загрязнению из точечных источников, когда загрязняющие вещества выбрасываются на обширную территорию.В качестве примера представьте себе городскую улицу во время грозы. Когда дождевая вода течет по асфальту, она смывает капли масла, вытекшие из автомобильных двигателей, частицы резины, собачьи отходы и мусор. Сток попадает в ливневую канализацию и попадает в ближайшую реку. Сток — основная причина загрязнения из неточечных источников. Это большая проблема в городах из-за твердых поверхностей, включая улицы и крыши. Количество загрязняющих веществ, смываемых из одного городского квартала, может быть небольшим, но если сложить мили и мили тротуара в большом городе, вы получите большую проблему.

В сельской местности сток может смывать отложения с дорог в вырубленных лесных массивах. Он также может переносить кислоту из заброшенных шахт и смывать пестициды и удобрения с сельскохозяйственных полей. Все это загрязнение, вероятно, попадет в ручьи, реки и озера.

Переносимые по воздуху загрязнители являются основными источниками кислотных дождей. Он образуется в атмосфере, когда диоксид серы и оксиды азота соединяются с водой. Поскольку кислотные дожди возникают в результате перемещения этих загрязнителей на большие расстояния со многих заводов и электростанций, они считаются неточечным источником загрязнения.

В США Закон о чистом воздухе и Закон о чистой воде помогли ограничить загрязнение как из точечных, так и из неточечных источников. Благодаря этим двум законодательным инициативам, которые действуют уже около 50 лет, воздух и вода в Америке сегодня чище, чем они были на протяжении большей части 20, ^-го, -го века.

Проблемы и угрозы загрязнения водных экосистем

Реферат

Водные экосистемы являются основными поглотителями загрязняющих веществ.Загрязнение воды является результатом человеческой деятельности, такой как урбанизация, индустриализация и сельскохозяйственная деятельность. Чрезмерное использование пестицидов, удобрений и сточных вод из жилых и промышленных районов в конечном итоге попадает в водную среду. Это приводит к ухудшению качества воды и к распространению инфекционных заболеваний, таких как дизентерия, диарея и желтуха. Загрязнение водной среды — один из основных видов загрязнения, который имеет серьезные негативные последствия для здоровья и смертности.Вода обладает естественной способностью нейтрализовать загрязнение, но когда загрязнение становится неконтролируемым, вода теряет способность к самогенерированию. Следовательно, существует необходимость в регулярном мониторинге и контроле за выбросами загрязняющих веществ в близлежащие водные среды.

Ключевые слова: Загрязнение, водная экосистема, сточные воды, сточные воды агропромышленного комплекса, восстановление.

Введение

Антропогенная деятельность практически приносит загрязнение и последующее загрязнение наших разнообразных экосистем.«Загрязнение определяется как производство и / или внесение человеком, прямо или косвенно, веществ или энергии в окружающую среду, что приводит к пагубным последствиям для живых ресурсов, в том числе людей, или мешает благоустройству и другим видам использования окружающей среды (Дон-Педро, 1990). ). » Загрязнение — одна из основных проблем, с которыми сталкиваются люди во всем мире, особенно в развивающихся странах. Однако, производимый людьми и их деятельностью, он оказывает вредное воздействие на окружающую среду и ресурсы человека (Mendil and Uluözlu 2007).Выбросы различных загрязнителей в водную среду являются результатом бесчисленных антропогенных действий, угрожающих здоровью живых существ и ухудшающих качество окружающей среды, делая водоемы непригодными (Abowel and Sikoki 2005; Ekubo and Abowel 2011). Водная среда собирает антропогенное загрязнение, промышленные отходы и утечки, будь то химические вещества или твердые загрязнители (Hampel et al. 2015; Bhat et al. 2017). Эти отходы могут быть «тяжелых металлов, моющих средств, микроволокон, пластика или непластика» и т. Д., и вносят свой вклад в «проблемы загрязнения водной среды» (Hampel et al. 2015). Водная среда является адресатом большого количества загрязнителей и их возмутительно токсичного действия (Hampel et al. 2015). «Химические вещества, попадающие в водные экосистемы, включают радиоактивные элементы» («стронций, цезий, радон»), металлы («кадмий, ртуть, свинец»), промышленные растворители и «летучие органические соединения» («три- и тетрахлорэтилен, хлорфторуглероды, бензол, ксилолы. , формальдегид »),« агрохимикаты »(« удобрения и пестициды »), товары для дома (« моющие средства, чистящие средства, краски »),« сжигание топлива »(« азот и оксиды серы »,« полициклические ароматические углеводороды »,« монооксид углерода, »И« диоксид углерода »),« наночастицы », средства личной гигиены,« микропластики, антибиотики », а также огромное количество рецептов (Hampel et al.2015) »и« безрецептурные препараты и фармацевтические препараты для медицины и ветеринарии »(Hughes et al. 2013; Larsson 2014; Malaj et al. 2014; Hampel et al. 2015).

«Водные экосистемы, особенно пресноводные экосистемы, подвергаются дополнительному загрязнению, чем другие окрестности, так как вода используется в различных промышленных практиках, а также для сброса сточных вод, начинающихся с промышленных предприятий» и при росте городов (Демирак и др., 2006; Фернандеса и др.) др. 2007). «Загрязнение воды — глобальная проблема, которая усилилась как в развитых, так и в развивающихся странах» (Mateo-Sagasta et al.2017). «В целом 80% городских сточных вод сбрасывается в водные объекты без очистки, и промышленность несет ответственность за сброс миллионов тонн тяжелых металлов» (Матео-Сагаста и др., 2017), «растворителей, токсичных ил и других отходов в водоемы. год »(WWAP 2017; Матео-Сагаста и др., 2017). Сельское хозяйство использует «70% воды в мире и играет ключевую роль в загрязнении воды» (Матео-Сагаста и др., 2017). Огромные количества «агрохимикатов», «органических веществ», «остатков лекарств», «отложений» и «солевых стоков» с сельскохозяйственных земель сбрасываются в водоемы (Mateo-Sagasta et al.2017) и, следовательно, представляет собой серьезную угрозу для «водной среды», «здоровья человека» и «производственной деятельности» (ЮНЕП, 2016; Матео-Сагаста и др., 2017). Большинство водных экосистем имеют естественную тенденцию до некоторой степени разбавлять загрязнение, но сильное загрязнение водных экосистем приводит к изменению фауны и флоры сообщества (Mateo-Sagasta et al.2017). Начало человеческой цивилизации само по себе раскрывает историю загрязнения водной среды (Mateo-Sagasta et al.2017). Более того, загрязнение водной среды не принималось во внимание до тех пор, пока не был достигнут пороговый уровень с неблагоприятными последствиями для «экосистем» и «живых организмов», включая «людей» (Halpern et al.2008; Mateo-Sagasta et al. 2017). Поэтому «загрязнение окружающей среды и его последствия считаются одним из величайших преступлений человека против самого себя. Загрязняющие вещества могут нанести первичный ущерб с прямым идентифицируемым воздействием на окружающую среду или вторичный ущерб в виде незначительных нарушений хрупкого баланса биологической пищевой сети, которые можно обнаружить только в течение длительных периодов времени »(Sharma 2012; Al Naggar et al. 2014; Гани 2015). Таким образом, «поддержание качества водных экосистем представляет собой одну из самых серьезных проблем, стоящих перед глобальным обществом в двадцать первом веке» (Hampel et al.2015).

Водные экосистемы

Водные экосистемы — это водная среда, в которой биотические компоненты взаимодействуют с абиотическими компонентами водной экосистемы. «Водные экосистемы» обычно делятся на два типа: «морская экосистема» и «пресноводная экосистема» (Barange et al. 2010). Морская экосистема — крупнейшая водная экосистема, которая покрывает более 70% поверхности Земли. Морская экосистема подразделяется на «океаны», «эстуарии», «коралловые рифы» и «прибрежные экосистемы».«Пресноводные экосистемы покрывают менее 1% поверхности Земли. Различные виды пресноводных экосистем включают лоточную экосистему, непроточную экосистему и экосистему водно-болотных угодий.

Человеческая деятельность, приводящая к загрязнению водных экосистем и их неблагоприятным воздействиям

Антропогенная деятельность, такая как «вырубка лесов», «заполнение и строительство каналов», «плотины», «дороги и мосты», «сельское хозяйство», «промышленность и бытовая деятельность »приводит к загрязнению водной среды.Населенные пункты, промышленность и сельское хозяйство являются основными источниками загрязнения воды (таблица). В большинстве развитых стран сельское хозяйство является основным фактором деградации водных экосистем. В «Европейском союзе 38% водных экосистем испытывают значительную сельскохозяйственную нагрузку» (WWAP 2015; Mateo-Sagasta et al. 2017). В США «сельское хозяйство является основным источником загрязнения рек и ручьев» (Mateo-Sagasta et al., 2017), вторым основным источником в водно-болотных угодьях и третьим основным источником в озерах (USEPA, 2016; Mateo-Sagasta et al. .2017). В Китае «сельское хозяйство несет ответственность за огромную часть загрязнения поверхностных вод и почти полностью отвечает за загрязнение подземных вод» (Mateo-Sagasta et al. 2017) азотом (FAO 2013; Mateo-Sagasta et al. 2017). В странах с переходной экономикой неограниченные объемы неочищенных городских и промышленных сточных вод представляют собой серьезную угрозу (Mateo-Sagasta et al., 2017).

Таблица 1.1.

Источники и маршрут сброса загрязняющих веществ в водную среду (NEST 1991; Mateo-Sagasta et al., 2017)

Агрохимикаты

Постоянно растущий« спрос на продукты питания привел к расчистке земель и расширению сельского хозяйства », что привело к« способствовали более высокому уровню загрязнения воды »(Mateo-Sagasta et al.2017). Увеличение роста населения привело к увеличению спроса на продукты питания, что привело к увеличению количества агрохимикатов, используемых для увеличения производства (Schwarzenbach et al. 2010). «Неустойчивое использование агрохимикатов» («удобрений, пестицидов, гербицидов и гормонов растений») для увеличения производства привело к «большим массам загрязнения» в окружающей среде, включая «реки», «озера», «водоносные горизонты» и « прибрежные воды »(Mateo-Sagasta et al. 2017; Bhat et al. 2018; Mushtaq et al.2018). Что еще более важно, «сельскохозяйственные районы собирают широкий спектр агрохимикатов с близлежащих полей» из-за «стока», «прямого сноса» и «выщелачивания», и эти районы являются «основными получателями агрохимикатов» (Rathore and Nollet 2016) .

Питательные вещества

Когда «удобрения вносятся с большей скоростью, чем они фиксируются почвой, или поглощаются культурами, или когда они выносятся поверхностным стоком с поверхности почвы, это приводит к загрязнению воды». «Избыточные азотные удобрения и фосфорные удобрения могут попадать в грунтовые воды или попадать в поверхностные водные объекты через поверхностный сток» (Mateo-Sagasta et al.2017). Если «органический навоз» вносится «в избытке на сельскохозяйственных полях», это приведет к «диффузному загрязнению воды». В основном, «навоз не хранится в замкнутых пространствах, и во время сильных дождей он может смываться в водные пути через поверхностные стоки». «Высокая концентрация питательных веществ вместе с другими веществами приводит к эвтрофикации обогащения питательными веществами» «озер», «водохранилищ», «прудов» и «прибрежных вод», что приводит к чрезмерному росту водных растений — «цветению водорослей», уничтожить другие водные растения и животных.«Во всем мире было выявлено около 415 прибрежных районов, подверженных эвтрофикации» (Mateo-Sagasta et al. 2017), из которых 169 являются гипоксическими (WRI 2008; Mateo-Sagasta et al. 2017). «Чрезмерное накопление питательных веществ может также усилить неблагоприятные последствия для здоровья» (Mateo-Sagasta et al., 2017), такие как «синдром голубого ребенка — из-за высокого уровня нитратов в питьевой воде» (Mateo-Sagasta et al., 2017) ). «Нитраты от сельского хозяйства вымываются в грунтовые воды — это наиболее распространенный химический загрязнитель в подземных водоносных горизонтах мира» (Mateo-Sagasta et al.2017).

Пестициды

Пестициды, такие как «инсектициды», «гербициды и фунгициды», широко применяются на сельскохозяйственных полях в нескольких странах (Schreinemachers and Tipraqsa 2012; Mateo-Sagasta et al. 2017; Bhat et al. 2018) и их моют в водные экосистемы и загрязняют водные ресурсы (Mateo-Sagasta et al., 2017). Они содержат «канцерогены и другие ядовитые вещества, которые могут убить водную жизнь» или могут быть ими поглощены (Mateo-Sagasta et al., 2017) и проходят через «пищевую цепочку, пока не станут токсичными для человека» (Mateo-Sagasta et al.2017). «Миллионы тонн пестицидов используются в сельском хозяйстве» (FAO 2016a; Mateo-Sagasta et al. 2017). «Острое отравление пестицидами вызывает значительную заболеваемость людей» (Матео-Сагаста и др., 2017) и «смертность во всем мире, особенно в странах с низким уровнем дохода, где бедные фермеры часто используют очень опасные пестициды» (Матео-Сагаста и др., 2017).

Соли

При орошении накопленные в почвах соли с дренажными водами переносятся в принимающие водные объекты и вызывают засоление (Mateo-Sagasta et al.2017). «Вторжение соленой морской воды в подземные водоносные горизонты в результате чрезмерного забора грунтовых вод для нужд сельского хозяйства — еще одна важная причина засоления прибрежных районов» (Mateo-Sagasta and Burke 2010; Mateo-Sagasta et al. 2017). «О серьезных проблемах солености воды сообщалось в Аргентине, Австралии, Китае, Индии, Судане, Соединенных Штатах Америки и во многих странах Центральной Азии» (FAO 2011). «Сильно засоленные воды изменяют геохимические циклы основных элементов, таких как углерод, железо, азот, фосфор, кремний и сера» (Herbert et al.2015; Mateo-Sagasta et al. 2017) с общим воздействием на экосистемы (Mateo-Sagasta et al., 2017). Засоление может повлиять на пресноводную биоту (Mateo-Sagasta et al. 2017), «вызывая изменения внутри видов и состава сообществ» (Mateo-Sagasta et al. 2017) и приводя к «снижению биоразнообразия микроорганизмов, водорослей, растений и животных» (Лоренц, 2014; Матео-Сагаста и др., 2017).

Новые загрязнители

Новые «сельскохозяйственные загрязнители, такие как антибиотики, вакцины, стимуляторы роста и гормоны, появились за последние два десятилетия» (Mateo-Sagasta et al.2017). Эти загрязнители могут попадать в воду через «выщелачивание и сток от домашнего скота» (Mateo-Sagasta et al., 2017) и «аквакультурные фермы, а также через внесение навоза и навозной жижи в сельскохозяйственные угодья» (OECD 2012; Mateo-Sagasta et al. 2017). Сегодня «более 700 появляющихся загрязнителей, их метаболитов и продуктов трансформации перечислены как присутствующие в водной среде Европы» (Norman, 2016; Mateo-Sagasta et al., 2017). «Сельское хозяйство является не только источником новых загрязнителей, но и способствует распространению и повторному внесению таких загрязнителей в водную среду за счет повторного использования сточных вод для орошения и внесения твердых биологических веществ в землю в качестве удобрений» (Mateo-Sagasta et al.2017). «Примерно 35,9 млн га сельскохозяйственных земель подвергаются косвенному использованию сточных вод» (Thebo et al., 2017; Mateo-Sagasta et al., 2017). «Потенциальные риски для здоровья человека, связанные с воздействием новых загрязнителей через зараженные сельскохозяйственные продукты, требуют внимания» (Mateo-Sagasta et al., 2017).

Канализация

Наибольший объем «отходов, сбрасываемых в водные экосистемы, — это сточные воды». Сточные воды содержат «промышленные отходы, бытовые отходы и бытовые отходы, в том числе отходы ванн, стиральных машин, кухонь и фекалии.«Источники пресной воды« служат лучшими стоками для сброса этих отходов »(Дас и Ачарья, 2003; Тукура и др., 2009). По оценкам, «58% сточных вод городских территорий и 81% промышленных отходов сбрасываются непосредственно в водные объекты без очистки или недостаточной очистки, что приводит к загрязнению ~ 73% водных объектов» (Варгас-Гонзалез и др., 2014 г.) ). Сброс «сточных вод привел к увеличению загрязнения воды и истощению чистых водных ресурсов» (Avalon Global Research 2012).«Огромные массы таких отходов образуются ежедневно из густонаселенных городов и, наконец, вымываются дренажными системами, которые обычно выходят в близлежащие реки или водные системы» (Тукура и др. 2009). Это привело к «обширной экологической деградации, такой как снижение качества и доступности воды, интенсивные наводнения, потеря видов и изменения в распределении и структуре водной биоты» (Oberdorff et al. 2002). «Негативное воздействие сточных вод основано на составе и концентрации загрязняющих веществ, а также на объеме и частоте сброса сточных вод, попадающих в водные объекты» (Akpor and Muchie 2011; Bhat et al.2017). «Сточные воды состоят из нескольких микроорганизмов, тяжелых металлов, питательных веществ, радионуклидов, фармацевтических препаратов и средств личной гигиены». Сточные воды преимущественно органические по своей природе; из-за органической нагрузки сточных вод «концентрация кислорода в водоприемниках снижается, поэтому считается, что сточные воды имеют высокий БПК». «Воздействие неочищенных сточных вод на поверхностные воды в значительной степени определяется кислородным балансом водной экосистемы, и его присутствие важно для поддержания биологической жизни в системе» (DFID 1999; Morrison et al.2001; Momba et al. 2006 г.). «Концентрации DO ниже 5 мг / л могут оказывать негативное влияние на живые организмы в водной экосистеме» (Momba et al. 2006). Низкая концентрация растворенного кислорода может повлиять на «функционирование некоторых видов рыб и в конечном итоге может привести к гибели популяции рыб» (Igbinosa and Okoh 2009; Mehmood et al. 2019). Разлагающиеся «органические вещества» и «питательные вещества, такие как нитриты, нитраты и фосфор» в сточных водах могут вызвать «эвтрофикацию водотоков». «Эвтрофикация может привести к росту растений и цветению водорослей» в «водной экосистеме» (Bhat et al.2017). «Цветение водорослей приводит к образованию токсинов». Виды рыб, «питающиеся водой, загрязненной» токсинами водорослей, абсорбируют эти токсины и подвержены массовой гибели (Hernandez et al. 1998). Из-за «эвтрофикации мутность воды увеличивается, увеличивается биомасса растений и животных, увеличивается скорость осаждения, уменьшается видовое разнообразие, и могут развиваться бескислородные условия, что может привести к изменению доминирующих видов водной биоты» (Эдокпайи, 2016) .

«Сточные воды, попадающие в поверхностные воды, содержат множество патогенных организмов, которые могут привести к передаче болезней, передаваемых через воду, когда такая загрязненная вода используется для бытовых и других целей» (ВОЗ, 2006; Chigor et al.2013), таким образом, «наносит вред здоровью человека и общества в целом» (DWA 1999). Некоторые патогены загрязняют водные ресурсы (Mateo-Sagasta et al., 2017) через сток (FAO 2006a; WHO 2012; Mateo-Sagasta et al. 2017). Около «25% всех смертей во всем мире являются результатом инфекционных заболеваний, вызванных патогенными микроорганизмами» (UNEP 2006). Ученые определили около «1400 видов микроорганизмов, которые могут вызывать заболевания, включая бактерии, простейшие, паразиты простейших, паразитических червей, грибы и вирусы» (CSIR 2010).Некоторые распространенные «патогены, обнаруживаемые в сточных водах» представлены в таблице (ВОЗ, 2006; Christou, 2011).

Таблица 1.2

Микробные заболевания, связанные с загрязненной водной средой

Тяжелые металлы

«Тяжелые металлы попадают в водную экосистему как из естественных, так и из антропогенных источников.Поступление может происходить в результате «прямых выбросов как в пресные, так и в морские экосистемы или через косвенные пути, такие как атмосферные осаждения и поверхностный сток» (Biney et al. 1994). Важными «естественными источниками» являются вулканическая активность и выветривание горных пород. «Тяжелые металлы являются естественными составляющими горных пород и почв и попадают в окружающую среду в результате выветривания и эрозии» (Förstner 1987). Тяжелые металлы в «водной системе могут образовываться естественным путем в результате медленного выщелачивания из почвы / породы в воду, которые обычно находятся на низких уровнях, не вызывающих серьезных летальных последствий для здоровья человека» (Chang et al.2000; Рашид и др. 2019). «Развитие промышленности и сельского хозяйства способствует быстрому увеличению загрязнения тяжелыми металлами. Загрязнение водной среды тяжелыми металлами обычно представляет собой высокий уровень содержания в водной системе ртути, хрома, свинца, кадмия, меди, цинка, никеля и т. Д. ». «Мышьяк, кадмий, медь, ртуть и цинк — это пять металлов с наибольшим потенциальным воздействием, которые попадают в окружающую среду в повышенных концентрациях через ливневые воды и сбросы сточных вод в результате сельскохозяйственной и промышленной деятельности» (Alloway 2013).Они являются важной «группой токсичных загрязнителей из-за их высокой токсичности и стойкости во всех водных экосистемах». Цинк и медь присутствуют в «удобрениях в виде примесей, в то время как мышьяк, кадмий и ртуть входят в состав некоторых фунгицидов и альгицидов» (Fifield and Haines 2000) (таблица).

Таблица 1.3

Различные виды источников выбросов тяжелых металлов в водной среде (Fifield and Haines 2000)

Тяжелые металлы имеют« высокое экологическое значение, потому что они не удаляются из воды, но накапливаются в водоемах и, таким образом, попадают в пищевую цепь »(Loska and Wiechuła 2003).В «определенных условиях окружающей среды» тяжелые металлы могут «накапливаться до высокотоксичных концентраций и причинять экологический ущерб» (Harguinteguy et al. 2014). После попадания в водную среду они обычно «связываются с твердыми частицами, которые в конечном итоге оседают и включаются в отложения и попадают в воду при подходящих условиях, таких как значения pH и Eh, что приводит к дальнейшему загрязнению водной среды» ( Сюй и Ян 1996). Соответственно, отложения представляют собой один из «основных поглотителей тяжелых металлов, сбрасываемых в водную среду» (Гиббс 1973; Брайан и Лэнгстон 1992; Харгуинтегу и др.2014). «Все больше и больше внимания привлекается в связи с широким распространением загрязнения водной системы металлами» (Чжоу и др., 2008). Некоторые «тяжелые металлы» могут превращаться в «стойкие металлические соединения с высокой токсичностью» (Zhou et al. 2008), которые могут «накапливаться биоаккумуляцией в организмах» (Zhou et al. 2008), «увеличиваясь в пищевой цепи, таким образом, угрожает здоровью человека »(Jin 1992; Zhou et al. 2008). «Различные вредные эффекты, включая аномальное развитие плода, нарушение деторождения и иммунодефицит, проявились из-за воздействия водных металлов» (Chang et al.2000; Чжоу и др. 2008 г.). Некоторые тяжелые металлы, включая ртуть, хром, кадмий, никель, медь и свинец, попадающие в водные системы, могут иметь высокую токсичность для водных организмов (Wu and Zhao 2006). Например, «кадмий является приоритетным загрязнителем окружающей среды, имеющим последствия для здоровья человека и поддержания биологического разнообразия в затронутых экосистемах» (Чжоу и др., 2008 г.) и «своевременность более широкого экосистемного подхода к исследованиям кадмия неуместна. выделено на основе обзора последних разработок в этой области »(Campbell 2006; Zhou et al.2008 г.).

Эвтрофикация

Эвтрофикация — основная причина разрушения многих пресноводных и морских экосистем в мире. Он характеризуется «чрезмерным ростом растений и водорослей из-за повышенной доступности одного или нескольких ограничивающих факторов роста, необходимых для фотосинтеза» (Schindler 2006), таких как солнечный свет, углекислый газ и питательные вещества. «Эвтрофикация происходит естественным образом на протяжении веков, когда озера стареют и заполняются отложениями» (Карпентер, 1981). Однако «деятельность человека увеличила скорость и степень эвтрофикации за счет как точечных сбросов, так и неточечных нагрузок ограничивающих питательных веществ, таких как азот и фосфор, в водные экосистемы (т.е. культурная эвтрофикация) с драматическими последствиями для источников питьевой воды, рыболовства и рекреационных водоемов »(Карпентер и др., 1998; Бхат и др., 2017). Однако «в течение 1960-х и 1970-х годов ученые связывали цветение водорослей с обогащением питательными веществами в результате антропогенной деятельности, такой как сельское хозяйство, промышленность и удаление сточных вод» (Schindler 1974). Известные «последствия культурной эвтрофикации включают цветение сине-зеленых водорослей (цианобактерий), испорченные источники питьевой воды, ухудшение рекреационных возможностей и гипоксию» (Bhat et al.2017). Наиболее очевидный эффект культурного эвтрофикации — это создание густых цветков ядовитого, дурно «пахнущего фитопланктона», которые снижают прозрачность воды и «ухудшают ее качество». «Цветение водорослей ограничивает проникновение света, замедляет рост и вызывает гибель растений в прибрежных зонах, а также снижает успешность хищников, которым нужен свет для ловли добычи» (Lehtiniemi et al. 2005). Кроме того, высокая скорость фотосинтеза, связанная с эвтрофикацией, может истощать растворенный неорганический углерод и повышать pH до экстремальных уровней в течение дня.«Повышенный pH, в свою очередь, может« ослепить »организмы, которые полагаются на восприятие растворенных химических сигналов для своего выживания, ухудшая свои химиосенсорные способности» (Turner and Chislock 2010). Когда эти «плотные цветения водорослей в конечном итоге умирают, разложение микроорганизмов серьезно истощает DO, создавая гипоксическую мертвую зону, в которой не хватает кислорода, чтобы поддерживать большинство организмов». Летом мертвые зоны находятся во многих «пресноводных озерах, включая Великие Лаврентийские озера» (например, центральный бассейн озера Эри; Arend et al. 2011).Кроме того, такие «гипоксические явления особенно распространены в морской прибрежной среде, окружающей большие реки, богатые питательными веществами» (например, река Миссисипи и Мексиканский залив; река Саскуэханна и Чесапикский залив) и, как было показано, затрагивают более 245 000 квадратных километров в более чем 400 прибрежных системах (Diaz and Rosenberg 2008). «Гипоксия и аноксия в результате эвтрофикации продолжают угрожать прибыльному коммерческому и любительскому рыболовству во всем мире. Цветение некоторых водорослей представляет собой дополнительную угрозу, потому что производит вредные токсины »(напр.g., микроцистин и анатоксин-а) (Chorus and Bartram 1999). За последнее столетие «вредоносное цветение водорослей (ВЦВ) было связано с (1) ухудшением качества воды» (Francis 1878), (2) «разрушением экономически важных рыбных промыслов» (Burkholder et al. 1992) и (3) ) «Риски для здоровья населения» (Morris 1999). В пресноводных экосистемах «цианобактерии являются наиболее важным фитопланктоном, связанным с ВЦВ» (Paerl 1988). «Токсигенные цианобактерии, в том числе Anabaena , Cylindrospermopsis, Microcystis и Oscillatoria (Planktothrix), как правило, доминируют в богатых питательными веществами пресноводных системах из-за их превосходной конкурентоспособности при высоких концентрациях питательных веществ, низком соотношении азота и фосфора, низком уровни освещенности, пониженное перемешивание и высокие температуры »(Даунинг и др.2001; Паерл и Хьюсман 2009; Паерл и Пол 2012). Отравления «домашних животных, диких животных и даже людей цветением токсичных цианобактерий» признаны во всем мире. Фрэнсис (1878 г.) впервые заметил мертвый домашний скот из-за «цветения водорослей цианобактерий» (Бхат и др., 2017). Кроме того, цианобактерии ответственны за несколько соединений с неприятным запахом (например, метилизобактерии и геосмин), обнаруженные в муниципальных системах питьевой воды, а также в рыбах, выращиваемых в аквакультуре, что приводит к большим финансовым потерям для экономики штата и региона (Crews and Chappell 2007).Лабораторные исследования показали, что цианобактерии не только создают «значительные риски для здоровья населения, но и являются пищей низкого качества для большинства травоядных зоопланктона» (Tillmanns et al. 2008; Wilson et al. 2006), что снижает эффективность передачи энергии в водной среде. пищевые сети и потенциально не позволяют зоопланктону контролировать цветение водорослей. Эвтрофикация также связана с серьезными изменениями в структуре водных сообществ. Во время «цветения цианобактерий мелкий зоопланктон имеет тенденцию доминировать в планктонных сообществах, и прошлые наблюдательные исследования приписали эту закономерность анти травоядным свойствам цианобактерий» (напр.g., токсичность, морфология и низкое качество пищи) (Porter 1977). Однако биомасса планктоядных рыб часто положительно связана с уровнями питательных веществ и продуктивностью экосистемы. Рыбоядные рыбы (например, окунь, щука), как правило, доминируют в рыбном сообществе бедных питательными веществами олиготрофных озер, в то время как планктоядные рыбы (например, лещ, лещ) становятся все более «доминирующими благодаря обогащению питательными веществами» (Jeppesen et al. 1997). Таким образом, альтернативное объяснение отсутствия контроля зоопланктона над цветением цианобактерий может включать потребление зоопланктона планктоноядными животными.

Пластмассы и микропластики

Среди нескольких факторов антропогенного воздействия на водные экосистемы накопление пластикового мусора является одним из наиболее очевидных, но наименее изученных. «Пластмассы приносят значительные выгоды человеческому обществу» (Andrady and Neal 2009), но из-за своей «долговечности, нерационального использования и ненадлежащего обращения с отходами пластмассы широко накапливаются в естественной среде обитания» (Barnes et al. 2009). Из-за «высокой мобильности пластиковый мусор практически проник в морскую среду мира» (Cole et al.2011; Ivar do sul and Costa 2014), включая «полярный регион» (Barnes et al. 2009), «срединно-океанические острова» (Ivar do sul et al. 2013) и «глубокое море» (Van Cauwenberghe et al. 2013). Источники морского пластика не очень хорошо охарактеризованы. По приблизительным оценкам, «от 70 до 80% морского мусора, большая часть которого представляет собой пластик, происходит из внутренних источников и выбрасывается реками в океаны» (GESAMP 2010). Реки переносят значительное количество пластика и «таким образом вносят значительный вклад в загрязнение морской среды пластмассой» (Moore et al.2005; Lechner et al. 2014). «Пластмассы в огромных количествах сбрасываются на пляжи, озера, судоходные каналы и в другие водные массы» (Lechner et al. 2014). Объем пластика еще больше в странах с низким уровнем доходов и плохими правилами утилизации отходов. В морской среде «пластмассы различных классов размеров и происхождения повсеместно распространены и затрагивают множество видов, которые запутываются или проглатывают пластмассы, а также возникают эстетические проблемы» (Gregory 1999, 2009). «О пластиках сообщалось как о проблеме в морской среде с 1970-х годов, но только недавно проблема пластикового загрязнения морской и пресноводной среды была определена как глобальная проблема» (Карпентер и Смит, 1972).Сообщается, что «одноразовые пластмассы (пластиковые пакеты и микрошарики) являются основным источником этого загрязнения» (Desforges et al. 2014; Perkins 2015).

В условиях окружающей среды более крупные пластмассовые изделия разлагаются до так называемых микропластиков (МП), обычно диаметром менее 5 мм. «Многие эксперты считают депутатов новой глобальной проблемой» (Sutherland et al. 2010; Depledge et al. 2013) и международными организациями (GESAMP 2010; UNEP 2011). Недавние исследования показывают, что «риски микропластика в морской среде могут представлять большую опасность, чем макропластик» (Thompson 2015; Diamond et al.2018).

Потенциальные источники «МП включают очистные сооружения сточных вод, сток из городских, сельскохозяйственных, туристических и промышленных зон, а также судоходство, мусор на пляжах, рыболовство и гавани» (Zubris and Richards 2005; Norén 2007; GESAMP 2010; Claessens et al.2011; Dubaish and Liebezeit 2013). Другой «потенциальный источник — это осадок сточных вод, который обычно содержит больше МП, чем сточные воды» (Leslie et al. 2012). «К проглатыванию МП подвержен широкий спектр водных организмов, от планктона и рыбы до птиц и даже млекопитающих, и накапливаются по всей водной пищевой сети» (Wright et al.2013). Из-за большого «отношения поверхности к объему и химического состава MPs накапливают химические вещества окружающей среды из окружающей среды, включая металлы» (Ashton et al. 2010) и «стойкие, способные к биоаккумуляции и токсичные соединения» (Koelmans et al. 2013) перенос этих загрязнителей из воды в биоту. «В пластиковых частицах также преобладают определенные человеческие патогены, такие как определенные представители рода Vibrio ». Следовательно, депутаты могут выступать в качестве переносчиков передаваемых через воду «патогенов человека», влияющих на качество воды.Кроме того, «пластмассы содержат и выделяют множество химических добавок» (Rochman 2013; Dekiff et al. 2014) и адсорбируют органические загрязнители из окружающей среды (Bakir et al. 2012). Такие соединения, как MPs, могут передаваться организмам при приеме внутрь (Zarfl and Matthies 2010), это может увеличивать «химическое воздействие на организм, принимающий внутрь, и, следовательно, токсичность» (Oehlmann et al. 2009; Teuten et al. 2009).

Разливы нефти

«Разлив нефти» определяется как выброс «жидких углеводородов нефти» в окружающую среду, главным образом в «морскую экосистему», вызванный деятельностью человека.«Загрязнение окружающей среды в результате разлива нефти губительно» (Broekema, 2016). Это потому, что «нефтяные углеводороды токсичны для всех форм жизни и вредят как водным, так и наземным организмам». Загрязнение морской среды привлекло внимание исследователей и экологов. Это связано с серьезным воздействием разливов нефти на морскую жизнь. «По оценкам, увеличение размера разлива на 1% увеличит ущерб примерно на 0,718 миллиона долларов США» (Alló and Loureiro 2013). «Разливы нефти в результате повреждений, транспортных происшествий и различных других видов промышленной и горнодобывающей деятельности классифицируются как опасные отходы» (Барта и Боссерт, 1984).Они считаются наиболее часто встречающимися органическими загрязнителями водных экосистем (Bossert et al. 1984; Margesin and Schinnur 1997). Разливы нефти могут происходить из нескольких источников, включая «нефтяные танкеры» (35,7%), сооружения (27,6%), «не танкеры» (19,9%), «трубопроводы» (9,3%) и другие источники (7,4%) ( Benko and Drewes 2008). «Разлив нефти из морских источников может произойти в результате аварий или операций судов, либо преднамеренного сброса нефтесодержащих отходов в океаны» (Knapp and Van de Velden 2011).

Крупные разливы нефти в истории

По оценкам, «3,2 миллиона тонн нефти ежегодно выбрасывается из всех источников в окружающую среду. Большая часть этой нефти связана с судоходством и промышленностью »(ITOPF 1990). Во время ирано-иракской войны (1980–1988) примерно 2 миллиона баррелей нефти было сброшено в морскую воду Персидского залива. К ним относятся «1,5 миллиона баррелей от выброса Навруза в 1983 году» (Watt 1994). После «Войны в Персидском заливе в 1991 году в Персидский залив и Кувейтскую пустыню было выпущено от 4 до 8 миллионов баррелей нефти, что сделало это крупнейшим разливом нефти в истории того времени» (Purvis 1999).Предыдущие наблюдения показали, что количество крупных «разливов нефти (> 700 тонн) значительно уменьшилось за последние 30 лет» (ITOPF 1990). В течение 1990-х годов среднее количество крупных разливов нефти в год составляло около трети от количества, которое наблюдалось в 1970-х годах. Следует отметить, что «1 133 000 тонн нефти было потеряно в 1990-х и 2000-х годах, в течение 2010–2013 гг. Было потеряно около 22 000 тонн нефти» (Леви и Гопалакришнан, 2010; Carriger, Barron, 2011). Разлив нефти BP Deepwater Horizon 20 апреля 2010 г. привел к выбросу более 2 штук.6 миллионов галлонов нефти в Мексиканский залив всего за 3 месяца. Этот «разлив нефти был вторым по величине в истории человечества» (Леви и Гопалакришнан, 2010 г .; Карригер и Бэррон, 2011 г.). Во время войны в Персидском заливе 1991 года преднамеренный выброс «более 6 миллионов баррелей нефти» (Randolph et al. 1998) в морскую среду считался крупнейшим в истории.

Влияние на здоровье человека

Разливы нефти представляют большую опасность для человека. Прямой «контакт с сырой нефтью или непрямой контакт через вдыхание паров или употребление загрязненных морепродуктов может вызвать пагубные последствия для здоровья, начиная от головокружения и тошноты до определенных типов рака и проблем с центральной нервной системой» (Aguilera et al.2010; Major and Wang 2012). Токсичные химические вещества, содержащиеся в масле, такие как бензолы, толуол, полиароматические углеводороды и кислородсодержащие полициклические ароматические углеводороды, могут нанести вред качеству воздуха (Tidwell et al. 2015). Как видно из «Кувейтских нефтяных пожаров, произошедших в период с 16 января 1991 г. по 6 ноября 1991 г., произошло загрязнение воздуха, которое вызвало респираторную недостаточность» (Petruccelli et al. 1999). Бедствия, связанные с нефтью, вызывают загрязнение воды, когда разлив нефти соприкасается с любым источником питьевой воды, например, инцидент 2013 года в Мири, Малайзия, отразил водоснабжение 300 000 местных жителей.

Воздействие на коралловые рифы

Коралловые рифы считаются важными компонентами морских экосистем. Это потому, что «коралловые полипы являются важными рассадниками креветок, рыб и других животных» (Perkol-Finkel and Benayahu 2007). Водные организмы, обитающие в коралловых рифах и вокруг них, подвергаются риску воздействия токсичных веществ, содержащихся в нефти. Они быстро деградируют из-за различных экологических и антропогенных факторов. Таким образом, они претерпевают значительные изменения в «видовом разнообразии», «изобилии видов», «равномерности видов» и «структуре среды обитания» во всем мире (Hughes et al.2007). «Нефтяные диспергенты потенциально вредны для морской флоры и фауны, включая коралловые рифы» (Шафир и др., 2007). Исследование с использованием коралловых бугорков в экотоксикологии коралловых рифов (Shafir et al. 2003) показало, что диспергированная нефть и нефтяные диспергаторы вредны для мягких и твердых кораллов на ранних этапах жизни.

Воздействие на морских млекопитающих

К морским млекопитающим относятся афалины, плавники, горбатые киты, правые, сейвалы, кашалоты, ламантины, китообразные, тюлени, каланы и ластоногие.«Физический контакт нефти с покрытыми шерстью млекопитающими влияет на этих животных, потому что они полагаются на свою внешнюю оболочку для плавучести и тепла. Следовательно, «эти животные часто умирают от переохлаждения, тонут и задыхаются, когда масло сглаживается и прилипает к внешнему слою» (Lin and Tjeerdema 2008).

Воздействие на морских птиц

Физический контакт — один из основных путей воздействия, и обычно он поражает морских птиц (таблица). Например, тысячи африканских пингвинов ( Spheniscus demerus ) были загрязнены нефтью после разлива нефти в 2000 году в Южной Африке.

Таблица 1.4.

Массовая подвижность морских птиц, собранных на «нефтяных разливах Exxon Valdez и Braer» (Dauvin 1998)

Аквакультура

Аквакультура — это разведение водных организмов.«Быстро растущее человеческое население вызывает рост спроса на рыбу во всем мире» (Tidwell and Allan 2001). Количество выловленной рыбы больше не удовлетворяет этот спрос, поскольку годовое производство выловленной рыбы существенно не изменилось с 2011 года (FAO 2016b). «Аквакультура становится все более популярным методом производства рыбы, поскольку ее ежегодный прирост составляет 6%, и, по прогнозам, к 2025 году будет производиться более половины потребляемой рыбы» (FAO 2016b). «Аквакультура имеет огромные преимущества для людей, например, производство морепродуктов рыбным промыслом и обеспечивает от 15 до 20% среднего потребления животного белка на 2 человека.9 миллиардов человек во всем мире »(Смит и др., 2010). Питательные качества водных продуктов соответствуют «высоким стандартам и представляют собой важный источник макро- и микроэлементов для жителей развивающихся стран» (Roos et al. 2007). Несмотря на неоспоримые преимущества аквакультуры, такие как обеспечение населения качественными и доступными продуктами питания и создание миллионов рабочих мест и миллиардов долларов бюджета для развивающихся стран, эта деятельность является одной из самых критикуемых во всем мире, в основном из-за экологических проблем. воздействия (FAO 2016c).Наиболее распространенные «негативные воздействия на окружающую среду, связанные с аквакультурой, — это эвтрофикация воды, качество воды, изменение или разрушение естественной среды обитания, внедрение и передача болезней» (FAO 2006b).

Вредные воздействия, связанные с аквакультурной деятельностью, следующие

Эвтрофикация принимающих вод

Аквакультура может быть «основным фактором эвтрофикации или органических нагрузок в принимающих водах» (Mateo-Sagasta et al., 2017).Он в основном производится за счет «несъеденного корма (особенно из-за перекорма), выщелачивания кормов для аквакультуры» (Focardi et al. 2005; Crab et al. 2007), «разложения погибших организмов и чрезмерного оплодотворения» (Feng et al. 2004; Гилленхаммер и Хакансон 2005). В Шотландии, например, «сброс неочищенных органических отходов от производства лосося эквивалентен 75% загрязнения, сбрасываемого человеческой популяцией» (Mateo-Sagasta et al., 2017). «Аквакультура креветок в Бангладеш производит 600 тонн отходов в день» (SACEP 2014; Mateo-Sagasta et al.2017). Хорошо задокументировано, что из «общего азота, добавляемого к культивируемым организмам, только 20–50% сохраняется в виде биомассы выращиваемыми организмами, а остальная часть попадает в толщу воды или отложения» (Jackson et al. 2003; Schneider et al. 2005) и «в конечном итоге сбрасывается в принимающие экосистемы, увеличивает риск эвтрофикации и цветения водорослей (например, токсичных микроводорослей-красных приливов) в озерах» (Mateo-Sagasta et al. 2017), водохранилищах и прибрежных районах (Alonso -Rodriguez and Paez-Osuna 2003; Mirto et al.2009; Mateo-Sagasta et al. 2017). «Органические загрязнители потребляют растворенный кислород (DO) в воде, поскольку он ухудшает качественные характеристики пресной воды, в результате чего капли DO, рыба и другие водные животные подвергаются экстремальным условиям или погибают из-за гипоксии в водоемах» (Матео-Сагаста и др., 2017).

Введение экзотических видов

Аквакультура существует в нескольких версиях, две из которых являются открытыми системами и закрытыми системами. «Открытые системы встречаются на шельфе в прибрежных районах, подверженных воздействию естественной среды» (Lawson 1995).Эти системы представляют собой высокий риск, поскольку они допускают неконтролируемое взаимодействие между выращиваемой рыбой и окружающей средой, что приводит к «свободному обмену болезнями, паразитами и фекалиями» (Ali 2006). Недавнее исследование выявило «паразитарную передачу морских вшей от неволи к дикому лососю» (Krkosek et al. 2007). Единственный барьер между выловленной рыбой и дикой популяцией — это жесткая клетка или сетка. Когда эти сеточные системы повреждаются во время неблагоприятных погодных условий, таких как метели или ураганы, это позволяет «рыбе убегать из открытых систем» (Центр безопасности пищевых продуктов, 2012 г.).Было зарегистрировано «25 миллионов случаев ускользания рыбы во всем мире, и большинство из них произошло в результате повреждения сетей в суровых погодных условиях» (Center for Food Safety 2012). Ускользание «экзотических видов аквакультуры в естественную экосистему вызывает перемещение местных популяций, конкуренцию за пищу, пространство, партнеров и добычу» (Naylor et al. 2005).

Уничтожение мангровых лесов

«Фермы аквакультуры» построены в «мангровых лесах» (Dewalt et al. 2002; Stickney and McVey 2002; Rajitha et al.2007). «Мангровые леса» являются важными экосистемами, поскольку они служат рассадниками для многих «водных видов», а также районами гнездования «птиц, рептилий, ракообразных и других таксономических групп» (Paez-Osuna 2005). Покров мангровых лесов во всем мире уменьшился с «19,8 миллиона гектаров в 1980 году до менее 15 миллионов гектаров в 2000 году». Годовой «уровень обезлесения составлял 1,7% с 1980 по 1990 год и 1% с 1990 по 2000 год» (FAO 2007), и «проблема обезлесения сохраняется и сегодня». «Аквакультура несет ответственность за вырубку миллионов гектаров мангровых лесов в Таиланде, Индонезии, Эквадоре, Мадагаскаре и других странах» (Harper et al.2007).

Загрязнение воды для потребления людьми

«Внутренняя аквакультура» несет ответственность за «деградацию водоемов, используемых для потребления человеком» (Паез-Осуна, 2001). Деятельность аквакультуры вызывает гибель бентосных организмов, а также появление нежелательных запахов и присутствие патогенов в местах сброса (Мартинес-Кордова и Энрикес-Окана 2007). Распространение и «вспышки болезней являются негативными последствиями расширения и диверсификации сектора аквакультуры» (Crisafi et al.2011; Mancuso 2013; Mancuso et al. 2013).

Профилактические меры и некоторые гуманистические решения

«Загрязнение воды» можно снизить с «личного уровня» до «национального и международного». Каждый человек обязан предотвращать загрязнение водных ресурсов. «Вода — это основная потребность для нашего выживания», и, следовательно, нашей первоочередной задачей должно быть сохранение всех «водных ресурсов» от загрязнения. Существуют различные «источники загрязнения воды». Таким образом, контроль загрязнения воды требует принятия ряда превентивных мер.«Меры профилактики и контроля имеют важное значение для улучшения качества воды» и уменьшения «дорогостоящих мер по очистке воды». Профилактические меры и возможные решения для «контроля загрязнения воды» приведены ниже (Xiong et al. 2015; Lan et al. 2015; Xanthos and Walker 2017; Barmentlo et al. 2018):

• «Не выбрасывайте мусор. в таких местах, как пляж, река и водоемы, лучше выбросить его в мусорное ведро ».

• «Используйте воду с умом.Не оставляйте кран открытым, когда он не используется ».

• «Не выбрасывайте химикаты, масла, пластмассы, краски и лекарства в канализацию или унитаз».

• «Покупайте более экологически безопасные чистящие жидкости для использования дома и в других общественных местах».

• «Не злоупотреблять пестицидами и удобрениями на фермах. Это уменьшит сток химического вещества в близлежащие водные источники ».

• «При садоводстве и сельском хозяйстве следует отдавать предпочтение натуральным удобрениям, таким как торф, компост, навоз.»

• « Осуществляя законы о качестве воды, они могут помочь в защите водных экосистем, устанавливая приемлемые концентрации загрязняющих веществ и предотвращая выброс загрязняющих веществ в водные ресурсы ».

• «Правильное использование и утилизация химикатов предотвращают загрязнение водной среды».

• «Используйте моющие средства с низким содержанием фосфатов или без них, потому что высокое содержание фосфатов вызывает эвтрофикацию озер».

• «Контроль ливневых стоков.Поскольку ливневые стоки проходят по непроницаемым поверхностям, они собирают мусор, отложения, химические вещества и другие загрязнители, которые могут отрицательно сказаться на качестве воды, если стоки не будут очищены ».

• «Уменьшите водонепроницаемость поверхностей, таких как цемент, вокруг домов, чтобы уменьшить поверхностный сток. Вместо цемента можно использовать растительность, пористые материалы, гравий, деревянные настилы и т. Д. ».

• «Не выбрасывайте мусор в озера, реки и ручьи и помогайте убирать мусор вокруг водных ресурсов.»

• « Мойте свой автомобиль на автомойках вместо того, чтобы мыть его самостоятельно. Сточные воды этих автомоек сливаются в канализацию и очищаются, что снижает количество загрязняющих веществ в воде ».

• «Выступайте против предприятий, которые сбрасывают отходы в местные ручьи, реки и берега, чтобы уменьшить загрязнение воды в вашем районе».

• «Выполнять существующие законы об охране окружающей среды. Существуют очень строгие законы, которые помогают минимизировать загрязнение воды.Эти законы, как правило, касаются предприятий, больниц, школ и рынков сбыта и касаются того, как удалять, обрабатывать и управлять сточными водами ».

• «Не выбрасывайте в канализацию неразлагаемые продукты, такие как пластиковые пакеты или пластиковую упаковку».

Загрязнитель воды — обзор

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ

Загрязнители воды относятся к категории точечный источник или неточечный источник , первый идентифицируется как все загрязнители в засушливую погоду, попадающие в водотоки по трубам или каналам.Ливневой дренаж, даже если вода может попадать в водотоки по трубам или каналам, считается загрязнением из неточечных источников. Другие неточечные источники загрязнения происходят из сельскохозяйственных стоков, строительных площадок и других нарушений земель, как обсуждалось в гл. 11. Точечные источники загрязнения происходят в основном от промышленных предприятий и муниципальных очистных сооружений. Диапазон загрязняющих веществ огромен и зависит только от того, что «выбрасывается в канализацию».

Вещества, требующие кислорода , такие, которые могут сбрасываться с молокоперерабатывающих заводов, пивоваренных заводов или бумажных фабрик, а также с городских очистных сооружений, составляют один из наиболее важных типов загрязнителей, поскольку эти материалы разлагаются в водотоке и могут истощаться. вода растворенного кислорода.

Осадки и взвешенные твердые частицы также могут быть классифицированы как загрязнители. Отложения состоят в основном из неорганического материала, смытого в поток в результате обработки земли, строительства, сноса и горных работ. Осадки мешают нересту рыбы, потому что они могут покрывать гравийные пласты и блокировать проникновение света, что затрудняет поиск пищи. Осадки также могут напрямую повредить структуры жабр, задушив водных насекомых и рыб. Органические отложения могут истощать воду кислородом, создавая анаэробные (без кислорода) условия, а также создавать неприглядные условия и вызывать неприятные запахи.

Питательные вещества , в основном азот и фосфор, могут способствовать ускоренному эвтрофикации или быстрому биологическому «старению» озер, ручьев и эстуариев. Фосфор и азот являются обычными загрязнителями в бытовых и сельскохозяйственных стоках и обычно связаны с растительными остатками, отходами животноводства или удобрениями. Фосфор и азот также являются обычными загрязнителями в сбросах городских сточных вод, даже если сточные воды прошли обычную очистку. Фосфор прилипает к неорганическим отложениям и переносится с осадками в ливневых стоках.Азот имеет тенденцию перемещаться с органическими веществами или вымывается из почвы и перемещается с грунтовыми водами.

Тепло может быть классифицировано как загрязнитель воды, если оно вызвано нагретыми промышленными стоками или антропогенными (человеческими) изменениями растительности берегов ручья, которые повышают температуру потока из-за солнечной радиации. Горячие сбросы могут кардинально изменить экологию ручья или озера. Хотя локальное отопление может иметь такие положительные эффекты, как освобождение гавани ото льда, экологические последствия, как правило, пагубны.Нагретые отходящие потоки снижают растворимость кислорода в воде, поскольку растворимость газа в воде обратно пропорциональна температуре, тем самым уменьшая количество растворенного кислорода, доступного для аэробных (зависимых от кислорода) частиц. Тепло также увеличивает скорость метаболизма водных организмов (если температура воды не становится слишком высокой и не убивает организм), что еще больше снижает количество растворенного кислорода из-за учащения дыхания.

Городские сточные воды часто содержат высокие концентрации органического углерода, фосфора и азота и могут содержать пестициды, токсичные химические вещества, соли, твердые неорганические вещества (например,г., ил), а также болезнетворными бактериями и вирусами. Столетие назад большинство муниципальных образований не лечилось. С того времени как население, так и загрязнение, вызванное муниципальными стоками, увеличились, но также увеличилась и очистка.

Мы определяем демографический эквивалент муниципальных сбросов как эквивалент количества необработанных сбросов, внесенных определенным количеством людей. Например, если в общине из 20 000 человек эффективная очистка сточных вод составляет 50%, эквивалент населения равен 0.5 × 20 000 или 10 000. Точно так же, если каждый человек вносит 0,2 фунта твердых веществ в день в сточные воды, а промышленность сбрасывает 1000 фунтов в день, в отрасли будет население, эквивалентное 1000 / 0,2, или 5000. По текущим оценкам, эквивалент муниципальных сбросов в поверхностные воды США составляет около 100 миллионов человек при населении около 300 миллионов человек. Вклад муниципальных сбросов в загрязнение воды существенно не уменьшился за последние несколько десятилетий и не увеличился значительно; по крайней мере, мы не отстаем.

Канализационные системы в старых городах США усугубили ситуацию со сбросом сточных вод. Когда эти города были впервые построены, инженеры поняли, что канализация необходима для отвода как ливневых вод, так и бытовых отходов, и обычно они проектировали единую систему для отвода обоих сбросов в ближайший соответствующий водоем. Такие системы известны как комбинированные канализации.

Почти во всех городах с комбинированной канализацией есть очистные сооружения, способные выдерживать сток только в сухую погоду (т.е., ливневый сток отсутствует). Когда идет дождь, поток в комбинированной канализационной системе увеличивается во много раз по сравнению с расходом в сухую погоду, и большая часть его должна быть отведена прямо в реку, озеро или залив. Перелив будет содержать неочищенные сточные воды, а также ливневую воду и может быть значительным загрязнителем принимающей воды. Попытки уловить и сохранить избыточный поток для последующей обработки дороги, а стоимость разделения комбинированных канализационных систем может быть непомерно высокой.

С годами население города увеличивалось, и потребность в очистке сточных вод стала очевидной.Были построены отдельные канализационные системы: одна для отвода бытовых сточных вод в очистные сооружения, а другая для отвода ливневых стоков. Это изменение улучшило общую очистку сточных вод, уменьшив частоту байпасов и допустив добавление дополнительных уровней очистки сточных вод, таких как удаление фосфора, на очистных сооружениях. Он оставил нерешенным вопрос об очистке ливневых стоков, которые в настоящее время являются одним из основных источников загрязнения воды в Соединенных Штатах.

Сельскохозяйственные отходы , которые попадают непосредственно в поверхностные воды, составляют общую численность населения, эквивалентную примерно двум миллиардам человек.Сельскохозяйственные отходы обычно содержат большое количество питательных веществ (фосфор и азот), биоразлагаемого органического углерода, остатков пестицидов и фекальных колиформных бактерий (бактерии, которые обычно живут в кишечном тракте теплокровных животных и указывают на заражение отходами животного происхождения). Откормочные площадки, где большое количество животных содержится в загонах на относительно небольших площадях, обеспечивают эффективный способ выращивания животных для получения пищи. Обычно они располагаются рядом с бойнями, а значит, недалеко от городов. Дренаж откормочных площадок (и дренаж от интенсивного выращивания птицы) создает чрезвычайно высокий потенциал загрязнения воды.Аквакультура сталкивается с аналогичной проблемой, поскольку отходы концентрируются на относительно небольшом пространстве. Даже относительно низкая плотность животных может значительно ухудшить качество воды, если животным будет разрешено топтать берег ручья или если стокам из навозных прудов будет позволено перетекать в близлежащие водотоки. Загрязнение как поверхностных, так и подземных вод является обычным явлением в сельскохозяйственных регионах из-за обширного применения удобрений и пестицидов.

Загрязнение нефтяными соединениями («нефтяное загрязнение») впервые привлекло внимание общественности после катастрофы в каньоне Торри в 1967 году.Огромный танкер с сырой нефтью врезался в риф в Ла-Манше. Несмотря на попытки Великобритании и Франции сжечь нефть, почти вся нефть вылилась наружу и загрязнила французские и английские пляжи. В конце концов, для впитывания масла использовалась солома, а для диспергирования масла применялись детергенты (позже было обнаружено, что моющие средства вредны для экологии побережья).

Самым печально известным недавним инцидентом стал разлив нефти Exxon Valdez в проливе Принца Уильяма на Аляске. Нефть на Аляске добывается в районе Прудо-Бей на севере Аляски и по трубопроводу поступает на танкерный терминал в Валдезе на южном побережье.24 марта 1989 года огромный нефтяной танкер Exxon Valdez , загруженный сырой нефтью, отклонился от курса и врезался в затопленный риф, пролив около 11 миллионов галлонов нефти в пролив Принца Уильяма. Эффект был разрушительным для хрупкой экологии. Погибло около 40 000 птиц, в том числе около 150 белоголовых орланов. Окончательные потери для дикой природы никогда не будут известны, но влияние разлива на местную рыболовную экономику можно подсчитать, и оно превышает 100 миллионов долларов. Очистка Exxon обошлась как минимум в 2 миллиарда долларов, и юридическая ответственность все еще обсуждается.

Хотя разливы нефти такого размера, как разливы нефти Exxon Valdez , получают широкую огласку, по оценкам, ежегодно в Соединенных Штатах происходит около 10 000 серьезных разливов нефти, и гораздо больше мелких разливов в результате обычных операций, которые заголовки. Последствия некоторых из этих разливов могут никогда не быть известны. Помимо разливов нефти, углеводороды нефти из атмосферных источников (например, выхлопные газы автомобилей) ежедневно откладываются на дорожных покрытиях. Когда идет дождь, эти маслянистые отложения смываются в близлежащие ручьи и озера.

Острое воздействие масла на птиц, рыб и другие водные организмы хорошо каталогизировано; Тонкое воздействие нефти на водную жизнь не так хорошо изучено и потенциально более опасно. Например, проходные рыбы, которые находят свой родной ручей по запаху или вкусу воды, могут настолько запутаться в присутствии странных углеводородов, что откажутся войти в свой нерестовый поток.

Кислоты и основания в результате промышленной и горнодобывающей деятельности могут изменить качество воды в ручье или озере до такой степени, что они убивают обитающие там водные организмы или препятствуют их размножению.Кислотный дренаж шахт загрязнял поверхностные воды с самого начала добычи руды. Вода с содержанием серы, выщелачиваемая из шахт, в том числе старых и заброшенных, а также действующих, содержит соединения, которые окисляются до серной кислоты при контакте с воздухом. Осаждение атмосферных кислот, происходящих из промышленных регионов, вызвало закисление озер на обширных территориях Канады, Европы и Скандинавии.

Синтетические органические вещества и пестициды могут отрицательно влиять на водные экосистемы, а также делать воду непригодной для контакта с людьми или потребления.Эти соединения могут поступать из точечных промышленных стоков или из неточечных источников сельскохозяйственных и городских стоков.

Последствия загрязнения воды можно лучше всего понять в контексте водной экосистемы, изучив одно или несколько конкретных взаимодействий загрязнителей с этой экосистемой.

Стандарты качества воды: затраты и выгоды

Озера, реки и ручьи Миннесоты являются ценными общественными ресурсами. Помимо того, что они являются мощными символами нашего государства, они предоставляют питьевую воду, возможности для отдыха, среду обитания диких животных, воду для сельского хозяйства и промышленности и многое другое.Эти воды, в которых обитают многие виды рыб, беспозвоночных, растений и диких животных, предоставляют людям ценные услуги или выгоды, называемые «экосистемными услугами» (см. «Отчет об экосистемных услугах тысячелетия по экосистемам и благополучию человека»).

Федеральные законы и законы штата регулируют качество воды для защиты этих полезных видов использования. Стандарты качества воды определяют условия, которым вода должна соответствовать для защиты этих конкретных видов использования. Измерение озер и рек по стандартам качества воды показывает, какие водные объекты нуждаются в восстановлении и защите, и определяет, как мы устанавливаем лимиты на сбросы загрязняющих веществ от государственных и частных объектов.

Разработка, внедрение и обеспечение соблюдения стандартов качества воды обходятся государственным органам, местным органам власти, предприятиям и налогоплательщикам дорого. Но стандарты приносят пользу штату, защищая озера, реки и ручьи Миннесоты, а также поддерживая экосистемные услуги, которые так высоко ценят миннесотцы.

Преимущества

Самым очевидным преимуществом стандартов качества воды является то, что они защищают государственные воды для тех способов, которые мы хотим и должны использовать: питьевая вода, плавание, рыбалка, орошение и многое другое.Однако у стандартов есть и другие, менее очевидные, но все же существенные преимущества.

Ощутимая выгода

Предотвращение будущих или перенесенных затрат — Допустимое загрязнение государственных вод в настоящее время может привести к затратам для других пользователей, сейчас или в будущем:

• Восстановление водных систем после того, как они были повреждены загрязнителями, часто является длительным и дорогостоящим процессом. Как правило, более рентабельно предотвращать ухудшение качества воды, чем восстанавливать его после того, как оно ухудшилось.
• Сбросы в реки и озера могут изменить качество воды для пользователей ниже по течению. Загрязняющие вещества, сбрасываемые в государственные воды, могут быть удалены или обработаны теми, кто забирает воду ниже по течению.
• Стандарты качества воды ограничивают количество твердых частиц, таких как грязь и песок, от попадания в государственные воды. Инженерный корпус армии США отвечает за поддержание судоходства как гавани Дулут, так и реки Миссисипи, а предотвращение эрозии наносов экономит армейскому корпусу дополнительные дноуглубительные работы и расходы.
• Водно-болотные угодья и прибрежные леса обеспечивают естественную очистку воды, что способствует сохранению здоровья диких животных и их среды обитания, обеспечивая преимущества для отдыха и туризма. Обработка воды, текущей в водно-болотные угодья и реки, помогает поддерживать устойчивость водоемов, чтобы они могли легко восстанавливаться после загрязнения (см. Верховен, Дж. Т., Археймер, Б., Инь, К., & Хефтинг, М. М. (2006). Региональные и глобальные проблемы, связанные с водно-болотными угодьями и качество воды.Тенденции в экологии и эволюции, 21 (2), 96-103).

Повышенная стоимость недвижимости — Цены на жилье на озерах и реках или вблизи них часто включают надбавку за высокое качество воды, особенно за прозрачность воды.Один анализ показал, что улучшение прозрачности воды на один метр в 37 озерах северной Миннесоты будет связано с увеличением стоимости прибрежной собственности на эти озера на миллионы долларов.

Защита индустрии туризма и отдыха — Согласно отчету Службы рыбного хозяйства и дикой природы США и Бюро переписи населения США (Национальное обследование рыболовства, охоты и отдыха, связанного с дикой природой, 2011 г.), в 2011 году на рыболовство и наблюдение за дикой природой в Миннесоте было потрачено 3 миллиарда долларов. .Ряд академических исследований продемонстрировали рост использования озер в рекреационных целях с улучшенным качеством воды. Стандарты качества воды также защищают культовые продукты местного производства, такие как дикий рис и судак.

Защита здоровья человека — Некоторые загрязнители представляют опасность для здоровья человека. Стандарты качества воды защищают здоровье человека и позволяют избежать расходов, связанных с медицинским обслуживанием, потерей производительности и даже гибелью людей.

Нематериальные выгоды

Эстетическое и культурное значение — Жители Миннесоты ценят свои знаменитые озера и время, проведенное рядом с ними.Духовные и религиозные практики некоторых жителей связаны с водой. Плохое качество воды может не только сделать воду в озере менее прозрачной, но и способствовать росту неприглядных водорослей и сделать плавание неприятным или небезопасным.

Ценности существования или неиспользования — Люди также ценят знание о том, что экосистема или вид продолжают существовать в мире, независимо от того, испытает ли человек когда-либо это место или вид лично. Некоторые люди получают удовлетворение, просто зная, что определенные виды находятся под защитой, или зная, что определенные критические экосистемы здоровы.

Поддержание качества воды для будущих поколений — Некоторые люди видят ценность в передаче высококачественных водных ресурсов своим потомкам.

Стоимость

Налогоплательщикам

Чистая вода является общественным благом, и Закон о чистой воде обязывает ее предоставлять государственным учреждениям за счет взносов налогоплательщиков. MPCA проводит интенсивный мониторинг восьми водосборных бассейнов каждый год, достигая всех 80 водосборных бассейнов штата в течение 10-летнего цикла. Агентство также сообщает о проблемах качества воды и определяет, что необходимо сделать для очистки ручьев и озер, а также для защиты тех, кто подвержен риску ухудшения состояния.Кроме того, MPCA несет ответственность за установление стандартов качества воды и их принятие в государственные правила, что может оказаться долгим и трудоемким процессом. Затем агентство должно работать над соблюдением правил. Время и научная строгость, необходимые для эффективного мониторинга, оценки, отчетности, очистки и реализации нормативных требований в отношении водоемов Миннесоты с целью их защиты в интересах населения, требуют затрат для агентств и персонала, выполняющих эту деятельность.

Регулируемым партиям и сообществам

Новые или изменяющиеся стандарты оказывают экономическое влияние на организации и органы местного самоуправления, подпадающие под действие правил качества воды, и, в более широком смысле, на отдельных лиц.MPCA должен учитывать эти экономические воздействия — особенно непропорциональные воздействия на малый бизнес и муниципалитеты — в процессе принятия стандартов качества воды в правила штата. Например, соблюдение нового стандарта качества воды может означать, что городские очистные сооружения должны будут провести дорогостоящую модернизацию оборудования. Во время разработки правил агентство рассматривает потенциальные экономические последствия для этого сообщества и его налогоплательщиков, чтобы решить, является ли правило необходимым и разумным.Каждые три года MPCA предоставляет возможность для общественного обсуждения приоритетов для принятия новых или пересмотра существующих стандартов качества воды. Как федеральные постановления, так и законодательные акты штатов также требуют возможности участия общественности при внесении конкретных изменений в стандарты.

Источник

точек: Учебное пособие по загрязнению

Точечный источник загрязнения определяется Агентством по охране окружающей среды США (EPA) как «любой единственный идентифицируемый источник загрязнения, из которого выбрасываются загрязнители, например, труба… »На этом изображении показан точечный источник промышленного загрязнения вдоль реки Калумет. Фото: Агентство по охране окружающей среды США, регион V.

.

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) определяет загрязнение из точечных источников как «любой единственный идентифицируемый источник загрязнения, из которого сбрасываются загрязнители, например труба, канава, корабль или заводская дымовая труба».

Заводы и очистные сооружения — два распространенных типа точечных источников.Заводы, включая нефтеперерабатывающие, целлюлозно-бумажные, химические, электронные и автомобильные заводы, как правило, сбрасывают один или несколько загрязнителей в свои сточные воды (так называемые сточные воды). Некоторые предприятия сбрасывают сточные воды непосредственно в водоем. Другие обрабатывают отходы перед сбросом сами, а третьи отправляют свои отходы на очистные сооружения. Установки по очистке сточных вод обрабатывают отходы жизнедеятельности человека и направляют очищенные сточные воды в ручей или реку.

Другой способ, которым некоторые заводы и очистные сооружения обрабатывают отходы, — это смешивание их с городскими стоками в комбинированной канализационной системе.Под стоком понимается ливневая вода, которая течет по таким поверхностям, как проезды и газоны. Когда вода пересекает эти поверхности, она собирает химические вещества и загрязнители. Эта неочищенная, загрязненная вода затем попадает прямо в канализацию.

Когда идет сильный дождь, комбинированная канализационная система может не справиться с объемом воды, и некоторая часть комбинированных стоков и неочищенных сточных вод будет выливаться из системы, сбрасываясь непосредственно в ближайший водоем без обработки.Этот комбинированный перелив канализации (CSO) считается загрязнением из точечных источников и может нанести серьезный ущерб здоровью человека и окружающей среде.

На этих изображениях показана разница между комбинированной системой перелива канализации, которая встречается во многих старых городах, и канализационной системой, в которой канализация и ливневая вода полностью разделены. Во время сильных дождей комбинированные системы перелива канализации смешивают неочищенные сточные воды со стоками дождевой воды и сбрасывают их непосредственно в ближайший водоем без очистки.Фото: Управление водоснабжения и канализации Вашингтона, округ Колумбия.

Нерегулируемые сбросы из точечных источников могут привести к загрязнению воды и появлению небезопасной питьевой воды, а также могут ограничить такие виды деятельности, как рыбная ловля и плавание. Некоторые химические вещества, выбрасываемые из точечных источников, безвредны, но другие токсичны для людей и диких животных. Вредно ли выброшенное химическое вещество для водной среды, зависит от ряда факторов, включая тип химического вещества, его концентрацию, время его выброса, погодные условия и организмы, живущие в этом районе.

Крупные фермы, которые разводят домашний скот, такой как коровы, свиньи и куры, являются другими источниками загрязнения из точечных источников. Эти типы хозяйств известны как предприятия по концентрированному кормлению животных (CAFO). Если они не будут обрабатывать отходы своих животных, эти вещества могут попасть в близлежащие водоемы в виде неочищенных сточных вод, радикально увеличивая уровень и скорость загрязнения.

Крупные фермы, которые разводят скот, часто называют предприятиями концентрированного кормления (CFO).Эти фермы считаются потенциальными точечными источниками загрязнения, поскольку неочищенные отходы животноводства могут попадать в близлежащие водоемы в виде неочищенных сточных вод.

Для контроля сбросов из точечных источников Законом о чистой воде была создана Национальная система устранения сбросов загрязняющих веществ (NPDES). В рамках программы NPDES заводы, очистные сооружения и другие точечные источники должны получить разрешение от государства и Агентства по охране окружающей среды, прежде чем они смогут сбрасывать свои отходы или сточные воды в любой водоем.Перед сбросом точечный источник должен использовать новейшие доступные технологии для очистки сточных вод и снижения уровня загрязняющих веществ. При необходимости на точечный источник можно установить второй, более строгий набор мер контроля, чтобы защитить конкретный водоем.