Влияние кислотных дождей на природные водные системы и качество питьевой воды

При изучении кислотности современных естественных водоемов возникает вопрос "связана эта перемена воздействием кислотных дождей?" Или имеют место естественные изменения? Вопрос, безусловно, сложный. Глубокий анализ изменения кислотности водоемов проведено в США и результаты его впечатляют. Результаты исследования показали, что в писляльодовий период кислотность большинстве водоемов в США была маленькой (рН> 8,0). Сегодня для тех же водоемов кислотность значительно изменилась. Научные исследования показали, что к началу XX века кислотность этих водоемов значительно поднялась (рН ~ 5,7) и это явление, безусловно, мало природные предпосылки. В период с 1900 то 1950 кислотность этих водоемов была практически постоянной, но в середине 70-х годов XX века резко возросло (рН ~ 4,7). К началу 80-х годов, кислотность этих водоемов несколько снизилась (рН ~ 5,7-5,8). Причинами этого были как природные, так и антропогенные факторы.

 

Изменение кислотности природный водоемов не имеет прямой связи с количеством загрязняющих атмосферу веществ, которые выбрасываются из антропогенных источников, хотя принятые меры в США, в частности ограничение количества выбросов в атмосферу веществ, являющихся предшественниками кислотных дождей, позволили уменьшить кислотность естественных водоемов (с рН = 5,8 в 1981 году до рН = 6,8 в 1995 году). Следовательно, минимизировать антропогенное загрязнение атмосферы веществами, которые являются предшественниками кислотных дождей, необходимо.

 

Исследование изменения кислотности природных водоемов имеет чрезвычайно большое значение, ведь все гидробионты чувствительны к активной реакции воды. Закисления водоемов наносит значительный экономический ущерб, в частности это воздействие на рыбные запасы. В США количество озер, в которых можно проводить промысловый лов рыбы, в период с 1965 по 1990 годы уменьшилась на 4-5%, причем резко уменьшилось как количество, так

 

и качество рыбы. Ежегодные убытки от этого, только в США, составляют 100 млн. долларов. Исследования американских ученых показали, что у 28% водоемов, кислотность которых значительно повысилась (рН <5,5), отсутствует жизни. Полностью утратило промышленного значения озеро Эри, один из Великих озер США.

 

Установлено, что все гидробионты чувствительны к кислотности водоемов. Так, активность фитопланктона при рН <6,0 резко снижается, а негативные изменения в зоопланктоне наблюдаются при рН <5,5, особенно в сочетании с повышенным содержанием в воде подвижных форм алюминия. Численность популяции бентоса при рН <5,5 снижается и для некоторых видов жуков и стрекоз повышение кислотности воды имеет положительный эффект. К изменению кислотности водоемов чувствительными являются амфибии и практически все породы рыб. Особенно чувствительными к изменению кислотности водоемов является редуценты, активность которых резко падает при рН <6,0.

 

Рост кислотности меняет микрофлору водоемов. При рН <5,8 наблюдается интенсивное размножение зеленых водорослей, при рН <5,5 быстро размножаются сине-зеленые водоросли, которые вытесняют все типы водных растений, а при рН <5,2 развиваются бурые водоросли, становится причиной формирования болот. При этом исчезают все высшие формы жизни в водоемах.

 

У рыб, при росте кислотности водоемов, возникают физиологические нарушения, которые проявляются в изменении плазмы крови, ускоренном вымывании из тканей различных ионов (№ +, СГ, К +, Са2 +). Как правило, повышение кислотности водоемов и, в первую очередь озер, сопровождается повышением содержания подвижных форм алюминия. Его негативное влияние начинает проявляться от рН ~ 5,2-5,4, за счет появления растворимых форм А10Н2 +, А1 (ОН) 2 +, в нарушении ионообменных процессов у рыб и процессов дыхания. Показатель рН <5,0 для водоемов - признак отсутствия в них рыбы.

 

Закисления водоемов часто сопровождается ростом концентрации в воде соединений тяжелых металлов, которые, аналогично алюминия, переходят в подвижные формы. Этот факт представляет особую опасность, ведь явление биологического накопления, которое часто имеет место, приводит к значительному росту в рыбе содержания тяжелых металлов, которые имеют высокую способность к биокумуляции. Фундаментальное исследование этих процессов проведено в Японии на примере влияния кислотности водоемов на содержание в промышленных породах рыбы соединений ртути. Особенностью этого явления является то, что Меркурий накапливается в рыбе в наиболее опасной форме - в виде метилмеркурию (СН3Н ? +), который является тератогеном. В результате этих процессов у людей, потребляющих такую рыбу, возникает болезнь "Минамита", которая названа по названию селения в Японии, где впервые была обнаружена. Вблизи этого поселка наблюдалось сброса промышленных отходов, содержащих соединения ртути, в прибрежные воды. Аналогичные явления наблюдаются и с другими тяжелыми металлами.

 

Приведенные факты непосредственно связаны с закисление природных водоемов, причем исследования, проведенные в Швейцарии, показывают, что при повышении кислотности водоемов на одну единицу рН, содержание ртути в рыбе повышается ~ на 0,14 мг / кг. На примере желтого окуня обнаружена корреляция между содержанием ртути в рыбе и кислотностью водоемов, в процессе искусственного их закисление. В рыбу соединения ртути попадают как в результате ионообменных процессов, так и в результате питания водорослями. По литературным данным, наибольшая концентрация ртути в товарной рыбе обнаружена в тунце (0,35 мг / кг), форели (0,42 мг / кг) и окуни (0,61 мг / кг). Согласно "Медико-биологических требований и санитарных норм качества пищевого сырья и продуктов питания № 5061-89", в зависимости от типа рыбы предельный остаточное содержание ртути в ней, колеблется в пределах 0,3-0,7 мг / кг. Этот факт следует учитывать при суточном потреблении рыбы.

 

Значительное количество поверхностных водных источников, прежде реки, используются как источники питьевого водоснабжения населения.

 

Взрослый человек в среднем потребляет в сутки около 2,0 дм3 питьевой воды, поэтому ее качество напрямую будет определять состояние здоровья людей. Закисление таких водоемов будет способствовать ухудшению качества питьевой воды. Во-первых, повышение кислотности воды будет способствовать коррозии трубопроводов, а следовательно, в воде будет расти концентрация ионов железа, свинца, меди и т.д.. Выявлены корреляционные зависимости между содержанием соединений тяжелых металлов в воде и крови людей, потребляющих эту воду.

 

Во-вторых, повышение кислотности будет способствовать росту концентрации в питьевых водах ионов алюминия, которые подавляют у человека активность желудочных и слюнных ферментов, что приводит к нарушению обмена веществ и развитию склероза.

 

В-третьих, под действием кислотных дождей могут разрушаться асбестовые и асбестовой-цементные покрытия. Асбестовые волокна попадают в питьевую воду, а при потреблении такой воды, возможно развитие рака легких. Все эти факты заставляют задумываться над процессами, которые способствуют закислению природных вод. Это побудило к внедрению в практику искусственного химического регулирования кислотности природных водоемов. Избыток кислот, которые содержатся в природных водах, нейтрализуют природными компонентами основного характера, преимущественно известняком или известью. Пионером в этом деле Скандинавские страны, которые начали искусственное регулирование кислотности водоемов еще с 1920 года с целью повышения производительности лосося. Этот вид рыб чрезвычайно чувствителен к излишней кислотности воды, а использование известняка позволило не только устранить негативное влияние кислотности воды, но и повысить ее жесткость. Ионы кальция, которыми обогащалась вода, способствовали лучшему развитию рыб. Но, несмотря на эти обстоятельства, для сохранения биоразнообразия в водоемах, следует, прежде всего, ограничивать количества выбросов в атмосферу кислотнообразующей компонентов.

Загрузка...