Геохимические аспекты проблемы загрязнения вод. Техногенное геохимическое давление

ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

Геохимические аспекты проблемы загрязнения вод. Техногенное геохимическое давление

 

 

ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД И ВОПРОСЫ ПРАКТИКИ

 

Вода приобрела столь большое значение во всех областях человеческой деятельности, что обособились десятки наук, специально изучающих воду и связанные с пей проблемы. Поэтому не всегда легко ограничить круг практических вопросов, которые решает именно геохимия природных вод, — многие из них в той или иной стеаспи затрагиваются и в других науках. Ниже мы остановимся на тех практических приложениях, где роль геохимии природных вод выявляется особенно отчетливо, где используется свойственная ей методология, на вопросах, которые до становления геохимии вообще не возникали.

 

Геохимические аспекты проблемы загрязнения вод

 

Загрязнение природных вод началось еще на заре цивилизации и было известно, например, в Древнем Риме. Однако особую остроту данная проблема приобрела в послевоенные годы. Источники, способы и характер загрязнения очень разнообразны. Например, многие предприятия и бытовые топки: выбрасывают в воздух сернистый газ. Ежегодно в мире только за счет сжигания каменного угля в атмосферу поступают десятки миллионов тонн этого газа. Окисляясь и растворяясь в воде, он дает серную кислоту, атмосферные осадки становятся кислыми. С этой проблемой, например, столкнулись в Скандинавских странах, куда ветры приносят осадки, загрязненные в других частях Западной Европы. В результате произошло подкисление снега и поверхностных вод, вымирание лососевых рыб в реках и озерах. Рыба погибла в тех водоемах, где рН понизился до 4. За последние десятилетия, когда развилось энергичное загрязнение атмосферы, приблизительно в 500 озерах Норвегии исчезла форель.

 

В среднем около 30% SO4 в атмосферных осадках имеет техногенное происхождение, причем в умеренной зоне северного полушария эта величина поднимается до 50%.

 

Огромная техногенная нагрузка ложится на реки и озера, в которые поступают бытовые и промышленные стоки. Их общее количество в миро измеряется сотнями миллиардов тонн. По данным ЮНЕСКО, ежегодно рекп сбрасывают в океан (в млн. т): 320 — техногенного железа; 2,3 — свинца; 1,6 — марганца; 6,5 — фосфора, п т. д. В результате ионный сток рек с каждым годом увеличивается, и в н„ачале 70-х годов техногенная составляющая уже составляла от 30 до 60% общего выноса солей.

 

Речная вода содержит также техногенные жиры и кислоты, ядовитые вещества и т. д. Подобное загрязнение сильно измепяет биологический круговорот в реках и озерах, в них исчезает рыба, вода' становится непригодной для питья. Реки Потомак (США), Рейн (ФРГ) превратились в грязесточные канавы.

 

Гпдрогеохимик Н. Ф. Глазовскпй предложил вычислять особый показатель — техногенное геохимическое давление, характеризующее количество элемента, выводимого из техногенного потока в природный. По его расчетам, в бассейнах Балтийского, Черного и Азовского морей техногенное давление калия и серы превышает естественный речной сток этих элементов, в других реках соотношение обратное, но во всех случаях масштабы явлений сопоставимы.

 

Большое внимание привлекает проблема водорослей. Строительство гидростанций привело к уменьшению про- точности воды в водохранилищах, формированию застойных зон. Затопление плодородных пойменных почв обогатило воду бпоэлементами. В результате в водохранилищах бурно развиваются синезеленые водоросли, вода «цветет». Разложение остатков водорослей уменьшает содержание кислорода в воде (иногда до 0), обогащает ее гнилостными продуктами, вредит рыбе, делает воду непригодной для питья. Борьбу с синезелеными водорослями затрудняет их исключительная устойчивость. Вместе с тем водоросли богаты белком, витаминами, микроэлементами (например, кобальта они содержат в 50 раз больше, чем другие растения). Добыча водорослей не только уменьшает загрязнение, но и доставляет ценные корма для домашних животных, удобрения для полей.

 

Разрастание водорослей — частный случай эвтрофикации водоемов, т. е. увеличения биологической продуктивности в результате обогащения воды питательными элементами и ее нагревания (например, в районах тепловых электростанций).

 

Важный фактор эвтрофикации — удобрения, растворимые продукты которых поступают из почв в реки и озера. Уже сейчас во многих водах повышено содержание нитратов и нитритов, вызывающих не только эвтрофикацию, но и заболевания людей. Загрязнение распространяется на груптовые и артезианские воды. В Бельгии техногенные нитраты обнаружены в грунтовых водах на глубине 10 м, в Англии — на глубине 30—100 м. Потому так актуальна защита подземных вод от загрязнения.

 

Как показала М. А. Глазовская (1976), скорость «самоочищения вод ландшафта» от различных загрязнителей подчиняется закону зональности. Загрязняется и океаническая вода. Особенно опасно загрязнение нефтью в результате аварий танкеров и сброса в океан так называемых балластных вод, содержащих остатки нефти. В результате поверхность океана покрывается пефтянон пленкой, затрудняющей испарение и проникновение кислорода в воду.

 

Ежегодно моря и океаны поглощают огромное количество и других техногенных отходов. Например, поступление в прибрежные воды Флориды отбросов, содержащих кобальт, фосфор и азот, привело к быстрому размножению особых микроорганизмов, выделявших ядовитые продукты обмена и погубивших рыбу. «Нашествие» микробов продолжалось полгода. Аналогичные явления наблюдались и у берегов Калифорнии, где эти микроорганизмы привели к гибели 10 млн. рыб. Устрицы, зараженные токсинами, отравили сотни потребителей. Миграция ядовитых веществ происходит на большие расстояния: в Карибском море был обнаружен ДДТ, применявшийся в Африке.

 

Таким образом, научно-техническая революция ставит сложные вопросы взаимодействия человека и природы. Загрязнеппя природной среды — серьезная проблема XX в., но се необходимо рассматривать в тесной связи с социальными факторами, с кардинальными процессами общественного развития. В этой большой работе велика роль и геохимии природных вод. Специалисты должны изучить содержание химических элементов в поверхностных и подземных водах, установить законы техногенной миграции и тем самым разработать теоретические основы борьбы с загрязнением вод. Ваясное значение имеет создание особых техногенных геохимических барьеров, локализующих загрязнение, не позволяющих распространяться ему на большие пространства, в частности па реки и озера.

 

Многообразна роль геохимии природных вод и в решении проблемы минерального сырья. Можно наметить по крайней мере четыре ее аспекта.

 

Природные воды как источник минерального сырья. Воды давно уже являются источником ценных элементов, однако в эпоху научно-технической революции проблема приобретает качественно иной характер — масштабы добычи растут. Из морской воды добывают магний, натрий, калий, хлор. Запасы их практически неограниченны, а техпология извлечения часто проще, чем при обычной добыче, так как не надо строить шахты, дробить руду, растворять ее в кислотах и щелочах и т. д. Открытие во впадинах Красного моря металлоносных рассолов поставило вопрос об извлечении из таких впадин свинца, цинка, меди и других металлов.

 

Еще в глубокой древности человечество освоило минеральные ресурсы соленых озер, добывая из рассолов поваренную соль. В настоящее время приобретает актуальность добыча из рапы (рассола) этих озер сульфата калия и натрия, соды, хлорида магния, брома, бора, лития и др.

 

Велики минеральные ресурсы подземных вод. И в этом вопросе человечество расширяет опыт предыдущих поколений. Еще в XII в. и позднее на севере России существовали «солевые варницы», в которых выпаривали поваренную соль из подземных вод. Это имело столь важное экономическое значение, что даже нашло отражение в наименовании городов и поселков (Соликамск, Сольвычегодск, Солигалич и т. д.).

 

В XX столетии из подземных вод стали также добывать йод, бром, бор, цезий, рубидий, медь и др. Этот список, несомненно, еще не завершен; геохимические исследования природных вод помогут извлечь из вод еще не один полезный элемент.

 

 



 

К содержанию книги: Геохимия природных вод

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ     Поиск и добыча золота из россыпей    ГЕОЛОГИЯ КАВКАЗА    Камни самоцветы