13.7 ХІМІЧНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
Найбільш актуальною проблемою сьогодення є забруднення вод – перш за все прісних. Дефіцит прісної води, наявної у людства, ускладнюється зниженням її якості, що не дозволяє використовувати її для задоволення фізіологічних потреб та технологічних процесів. Органічні речовини, які потрапляють до водойм, можуть бути як природного, антропогенного так і змішаного походження. За здатністю до мікробіологічного руйнування їх поділяють на нестійкі органічні та стійкі забруднювачі.
Нестійкі органічні забруднювачі.
Нестійкі органічні забруднювачі руйнуються аеробними або анаеробними мікроорганізмами. Найбільш екологічно важливим є аеробний (кисневий окислюваний) шлях, оскільки повне розкладання забруднювачів відбувається до утворення CO2, H2O, а також нітратів, фосфатів, сульфатів. Вивільнені нітрати та фосфати відіграють важливу роль для підтримання розвитку продуцентів у гідробіоценозі. При їх надлишку можуть розвинутися процеси евтрофікації водної екосистеми.
Трансформація сполук азоту та вуглецю у водоймі. (1) – утворення продуктів бродіння – метан; (2) – окислення метану нітритами (NO2–) и нітратами (NO3–); (3) – аеробне окислення метану; (4) – аеробне нітрифікація амонію NH3–; (5) – денітрифікація з утворенням вільного азоту (Thauer, Shima, 2006)
За умов надлишку нестійких органічних забруднювачів та інтенсивного аеробного мікробіологічного розкладення запаси кисню у товщі води швидко вичерпуються. В результаті цього починають переважати анаеробні (безкисневі відновлювані) мікробіологічні процеси. В результаті анаеробного розкладу утворюються продукти зброджування: CH4, NH3, H2S. Це пригнічує розвиток аеробної мікрофлори. Гинуть більшість великих гідробіонтів. Вода набуває специфічного гнилистного запаху
Стійкі забруднювачі.
Ця група забруднювачів виявляє стійкість до мікробіологічного розкладення, характеризуються біоакумуляційними властивостями, для них властивий транскордонний перенос повітрям, водою та мігруючими організмами. Вони накопичуються в екосистемах суходолу, і, особливо, водних біоценозах. Більшість неорганічних сполук відносяться до стійких. Проте, серед стійких забруднювачів є значна частка органічних сполук - так звані стійкі органічні забруднювачі. Більшість з них характеризується високою токсичністю. Токсичний вплив проявляється як порушення репродуктивної, гормональної та імунної систем. Крім того ці речовини здатні викликати віддалені у часі негативні ефекти – тератогенні, мутагенні та онкогенні ефекти. Найважливішими стійкими органічними забруднювачами згідно Стокгольмської конвенції про стійкі органічні забруднювачі 2001 р. визнано 12 речовин та їх груп.
Стійкі забруднювачі.
Ця група забруднювачів виявляє стійкість до мікробіологічного розкладення, характеризуються біоакумуляційними властивостями, для них властивий транскордонний перенос повітрям, водою та мігруючими організмами. Вони накопичуються в екосистемах суходолу, і, особливо, водних біоценозах. Більшість неорганічних сполук відносяться до стійких. Проте, серед стійких забруднювачів є значна частка органічних сполук - так звані стійкі органічні забруднювачі. Більшість з них характеризується високою токсичністю. Токсичний вплив проявляється як порушення репродуктивної, гормональної та імунної систем. Крім того ці речовини здатні викликати віддалені у часі негативні ефекти – тератогенні, мутагенні та онкогенні ефекти. Найважливішими стійкими органічними забруднювачами згідно Стокгольмської конвенції про стійкі органічні забруднювачі 2001 р. визнано 12 речовин та їх груп.
Неорганічне забруднення
На відміну від органічних, більшість неорганічних забруднювачів не піддаються будь-яким перетворенням у довкіллі. Тому вони їх надходження до водойми викликає надзвичайно стійке забруднення. Найбільш важливими неорганічними забруднювачами є важкі метали, деякі неметали, сульфати, нітрати, ціаніди, хлориди тощо. Дана група забруднювачів є найкраще вивченою з точки зору токсикології та нормування їх впливу на довкілля.
Згідно з ДСанПіН 2.2.4-171-10 «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» у воді нормуються наступні неорганічні компоненти, які поділяються на:
1. Фізико-хімічні показники – нормуються за загальносанітарною та органолептичною ознакою шкідливості. Загальносанітарні показники визначають вплив компонентів води на процеси природного самоочищення водних екосистем за участю природної мікрофлори. Органолептичні показники – характеризують смак, запах та колір води при її споживанні людиною. Таким чином, наявність таких забруднювачів у воді безпосередньо не шкодить людині, проте вони впливають на функціонування водних екосистем і фактично являють собою екологічні нормативи. Можна бачити, що для більшості показників для води з джерел та колодязів характеризується менш жорсткими вимогами до якості, оскільки на формування її якості мають вплив природні чинники походження води.
Фізико-хімічні нормативи для питної води
2. Санітарно-токсикологічні показники – хімічні показники, що нормуються за санітарно-токсикологічною ознакою шкідливості. Санітарно-токсикологічний показник характеризує шкідливий вплив на організм людини. За ДСанПіНом нормується вміст 16-ти компонентів.
Санітарно-токсикологічні нормативи для питної води
Екологічні нормативи для водних екосистем є більш жорсткими та мають більше градацій в залежності від умов водного середовища. Це пов’язано з тим, що водні організми більш вимогливі до хімічного складу водного середовища, ніж наземні організми до хімічного складу повітря та води (гідробіонти біохімічно та осмотично більш тісно пов’язані з оточуючим середовищем і залежать від вмісту в ньому розчинених речовин). В Україні відсутні затверджені екологічні нормативи забруднення, але порівняння показників, діючих в інших країнах, чітко вказує на більш жорсткі вимоги екологічних нормативів.
Порівняння санітарно-гігієнічних нормативів з екологічними (Canadian Water Quality Standards for Metals: Drinking Water and Aquatic Life)
