В зависимости от происхождения вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц; они поступают от жилых и общественных зданий, а также от бытовых помещений и промышленных предприятий) ; производственные (воды, использованные в технологических процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству; к этой категории вод относят воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых) ; атмосферные (дождевые и талые; вместе с атмосферными отводятся воды от полива улиц, от фонтанов и дренажей) .

     В практике используется также понятие  городские сточные воды, которые представляют собой смесь бытовых и производственных сточных вод. Бытовые, производственные и атмосферные сточные воды отводятся как совместно, так и раздельно. Наиболее широкое распространение получили общесплавные и раздельные системы водоотведения. При общесплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения. Раздельные системы состоят из нескольких сетей труб и каналов: по одной из них отводятся дождевые и незагрязненные производственные сточные воды, а по другой или по нескольким сетям - бытовые и загрязненные производственные сточные воды.

     Количество  производственных сточных вод определяется в зависимости от производительности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. Норма водопотребления — это целесообразное количество воды, необходимого для производственного процесса, установленная на основании научно обоснованного расчета или передового опыта. В укрупненную норму водопотребления входят все расходы воды на предприятии. Нормы расхода производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции действующих систем водоотведения промышленных предприятий. Укрупненные нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии.

     Эффективность использования воды на промышленных предприятиях оценивается такими показателями, как количество использованной оборотной  воды, коэффициентом ее использования и процентом ее потерь.

Мелиорация

     Мелиорация (лат. melioratio) — комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий по улучшению гидрологических, почвенных и агроклиматических условий с целью повышения эффективности использования земельных и водных ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Мелиорация отличается от обычных агротехнических приёмов длительным и более интенсивным воздействием на объекты мелиорации. Основные виды мелиорации: гидротехническая, химическая, агролесомелиорация, культуротехнические работы. Выбор вида мелиорации зависит от природно-хозяйственных условий территории; как правило, применяют комплекс мелиоративных мероприятий.

      Главным вопросом, особенно при крупномасштабной мелиорации, является влияние осушительных мелиораций на водный режим регионов. После создания осушительной системы гидрологический режим существенно трансформируется. Наибольшие изменения отмечаются в речном стоке. В первые годы начальной эксплуатации осушительных систем в бассейне происходит некоторое увеличение годового стока за счёт интенсивного сброса избыточных вод. Впоследствии он может снизиться до своей первоначальной величины (до начала мелиоративных работ). Установлено, что после проведения осушения земель, особенно в первые годы, в речном стоке повышается доля подземного питания. Анализ послемелиоративных изменений стока в летне-осеннюю межень показал, что в этот период водность реки увеличивается. Сток весеннего половодья меняется мало, в основном в сторону его снижения, так как на мелиорируемых землях он формируется под влиянием двух основных факторов, действующих в противоположных направлениях: увеличение ёмкости зоны аэрации, что вызывает большие потери талых вод, и возрастание скорости стекания весенних вод вследствие развитой искусственной гидрографической сети.

      В настоящее время высказывается  много нареканий в адрес мелиораторов в связи с регулированием и  спрямлением малых рек. Следует  сказать, что так называемое решительное  спрямление проводилось тогда, когда страна не обладала достаточными материальными, денежными и энергетическими ресурсами. Кроме того, необходимо было решать проблему обеспечения населения страны продовольствием. На этом этапе необходимо было путём применения простых, недорогих методов мелиорации быстро ввести в интенсивный сельскохозяйственный оборот осушенные земли.

      Часто в мелиоративных целях строятся многочисленные водохранилища, пруды. Примером тому может быть Полесская  низменность, где в организации  водного хозяйства использованы два подхода. Если в Белорусском Полесье для обеспечения развития сельского хозяйства создают в основном водохранилища, то в Украинском — пруды.

      В результате крупномасштабной мелиорации, проведённой за последние два  десятилетия, Белорусское Полесье превратилось в один из развитых индустриально-аграрных регионов республики. Без сомнения, мелиорация земель сыграла ведущую роль, без неё интенсификация сельского хозяйств в этом регионе была бы просто невозможна. И при этом не произошли те катастрофические последствия, которые пророчили, а именно: обмеление Днепра и Припяти, не изменился климат и не участились засухи. Например, объём стока Днепра у поста Лод-Каменка в 1980 г. был такой же, как и в 1824 г., несмотря на то, что в водосборе до этого поста осушено около 3 млн. га земли.

     Главным из нерешённых в настоящее время  вопросов в науке является установление допустимого объёма мелиорации для  каждого конкретного водооборота  с учётом рационального использования  всех природных ресурсов и интересов  всех отраслей народного хозяйства. Но, учитывая стратегию правительства, всё это плавно отходит в раздел «ближайшего будущего».

Загрязнение Мирового океана

Водные  пространства занимают большую часть  поверхности Земного шара: акватория  Мирового океана составляет 70,8 %, а на долю суши приходится лишь 29,2% поверхности Земли. Если бы Земля представляла собой идеально ровный шар без впадин и гор, ее покрыл бы океан глубиной в 4000 метров.

Океан – колыбель жизни на Земле и  обитель половины существующих ныне типов организмов. Чтобы уравновесить чаши весов, на одной из которых лежала бы вся океаническая рыба, на другую следовало бы положить гирю в 1 млрд. тонн. А это  лишь 1/36 часть всей живой массы океана!

Океан – поистине неисчерпаемый источник полезных ископаемых. Нефть, благородные металлы, редкоземельные элементы и т.п. хранят океанские недра и океанские воды. Например, запас только железо-марганцевых конкреций, устилающих дно Тихого океана, достигает 1,5 млрд. тонн. В них сосредоточено около 71 млрд. тонн марганца (это в 300 раз больше, чем во всех вместе взятых месторождениях суши). При разумной эксплуатации, кроме марганца и железа, из них можно извлечь более 2 млрд. тонн никеля, 1 млрд. тонн кобальта, 1,2 млрд. тонн меди.

Значительный  энергетический потенциал сосредоточен в океанических волнах, приливах, термальных градиентах, морских течениях. Дно океана дает около четверти суммарной мировой добычи нефти. Предполагается, что к 2005 г. морская добыча нефти повысится еще на 50%. По оценкам специалистов, морские ресурсы магнетита, ильменита, рутила, олова, золота, платины и других элементов несопоставимы с их запасами на суше. Океан обеспечивает 90% мировой добычи брома, 60% – магния, 30% – поваренной соли. Океан служит одним из важнейших источников пищевых ресурсов для человечества, поставляя 25% белков животного происхождения.

Велико  его транспортное значение: более 75% мирового грузооборота приходится на его долю. Океан в значительной мере влияет на процесс климатообразования, на поддержание в состоянии равновесия основных частей атмосферы. Он является основным буфером, определяющим содержание СО2 в атмосфере и регулирующим тем самым интенсивность парникового эффекта.

В начале 60-х гг., когда “неисчерпаемые”  запасы сырья на суше стали быстро таять, взоры людей стали обращаться к Мировому океану. Делая упор прежде всего на его огромные размеры, заговорили об “океане возможностей”, подразумевая биологические, минеральные, энергетические и другие ресурсы, его гигантскую емкость как резервуара для сброса отходов производства. Однако вскоре убедились, что океан под действием мощного антропогенного пресса оказался весьма уязвимым. И уже сейчас видно, что не с “океаном возможностей”, а скорее с “океаном проблем” будут иметь дело наши потомки в XXI в., причем проблем в основном экологических.

Человечество  наносит два удара по природе: во-первых, истощает ресурсы, во-вторых, загрязняет ее. Поражается не только суша, но и океан. Все большая эксплуатация Мирового океана уже сама по себе оказывает  сильное воздействие на его экосистему. Однако имеются и мощные внешние источники загрязнения – атмосферные потоки и материковый сток. В результате на сегодняшний день можно констатировать наличие загрязняющих веществ не только в зонах, прилегающих к материкам, и в районах интенсивного судоходства, но и в открытых частях океанов, включая высокие широты Арктики и Антарктики. Рассмотрим основные источники загрязнения Мирового океана.

Нефть и нефтепродукты. Основной загрязнитель океана – нефть. С начала 80-х гг. в океан ежегодно поступает около 16 млн. тонн нефти, что составляет ~10 % ее мировой добычи. Как правило, это связано с транспортировкой нефти из районов ее добычи и с утечками из скважин (каждый год так теряется 10,1 млн. тонн нефти). Большая масса нефти поступает в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 12 млн. тонн в год.

Попадая в морскую среду, нефть сначала, образуя слои различной мощности, растекается в виде пленки, которая  изменяет состав спектра солнечного света, проникающего в воду, и количество поглощенного водой света. Так, пленка толщиной 40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение Солнца, нарушая тем самым экологическое равновесие и вызывая гибель морских организмов. Нефть “склеивает” перья птиц, вызывая в итоге их гибель.

Смешиваясь  с водой, она образует эмульсии (“нефть в воде” и “вода в нефти”), которые могут храниться на поверхности  океана, переноситься течением, выбрасываться  на берег и оседать на дно.

Другим  загрязнителем океана являются пестициды – вещества, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды – для лечения бактериальных болезней растений, гербициды – вещества, используемые для уничтожения сорных растений. Около 11,5 млн. тонн этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем. Печально известен хлорорганический инсектицид – ДДТ. За открытие его “цидных” (от греч. “убивать”) свойств ученым была присуждена Нобелевская премия. Но вскоре выяснилось, что многие истребляемые организмы способны приспосабливаться к нему, а сам ДДТ аккумулируется в биосфере и очень устойчив к биодеградации: его период полураспада (время, за которое исходное количество уменьшиться в два раза) составляет десятки лет. Было принято решение запретить производство и применение ДДТ (в России применялся вплоть до 1993 года, так как заменить было нечем), но он уже успел накопиться в биосфере. Так, заметные дозы ДДТ были обнаружены даже в организмах пингвинов. К счастью, они  не входят в пищевой рацион человека. Но накопившийся в рыбе, съедобных моллюсках и водорослях, ДДТ (или другие пестициды), попадая в человеческий организм, могут привести к очень серьезным, порой трагическим последствиям.

Синтетические поверхностно-активные вещества или детергенты – вещества, понижающие поверхностное натяжение воды и входящие в состав синтетических моющих средств, широко применяемых в промышленности и в быту. Вместе со сточными водами синтетические поверхностно-активные вещества попадают в материковые воды и далее в морскую среду. Синтетические моющие средства содержат также и другие ингредиенты, токсичные для водных организмов: полифосфаты натрия, ароматизирующие и отбеливающие (персульфаты, пербораты) вещества, кальцинированную соду, карбоксиметилцеллюлозу, силикаты натрия и т.д.

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк и т.п.) широко применяются в промышленном производстве. Они со сточными водами попадают в океан.

Для морских  биоценозов наибольшею опасность представляют ртуть, свинец и кадмий. Ионы этих металлов способны аккумулироваться в океанических пищевых цепочках, вызывая болезни, мутации и гибель морских организмов, а также болезни людей, потребляющих “дары моря” в пищу. Наибольшую известность получила болезнь Миномата в Японии. Причиной заболевания послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, где в качестве катализатора используется хлорид ртути. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Миномата, ртуть концентрировалась в телах рыбы и моллюсков, употребляемых местным населением в пищу. Достигнув определенного содержания в организме человека, она вызывала его заболевание. Симптомы этой неизлечимой болезни – расстройство речи, зрения, паралич; итог – несколько сот прикованных к больничной койке людей и почти 70 погибших.

Еще один источник загрязнения (и значительный) – дампинг – сброс отходов  в океан с целью захоронения. Многие страны, имеющие выход к  морю, производят морские захоронения  различных материалов и веществ: грунта, вынутого при дноуглубительных работах, отходов промышленности, строительного мусора, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных изотопов (радионуклидов) и т.п. Объем захоронений составляет около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан.

Формальным  основанием для дампинга служит естественное свойство морской среды к самоочищению – переработке органических и  неорганических веществ, поступающих  в воду. Однако эта способность  небеспредельна, поэтому дампинг  следует рассматривать лишь как вынужденную меру, временную дань общества несовершенству технологий.