Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ вод И ВОПРОСЫ ПРАКТИКИ
Вода приобрела столь большое значение во всех областях человеческой деятельности, что обособились десятки наук, специально изучающих воду п 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 топкя 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 pH 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 реки 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.
Гидрогеохимик Н. Ф. Глазовский 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 .проточности воды в водохранилищах, формированию застойных зон. Затопление плодородных пойменных ночв 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.
Разрастапие водорослей — частный случай эвтрофика-ции водоёмов, т. е. увеличения биологической продуктивности в результате обогащения воды питательными элементами и ее нагревания (например, в районах тепловых электростанций).
Важный фактор эвтрофикациц — удобрения, растворимые продукты которых поступают из почв в реки и озера. Уже сейчас во многих водах повышено содержание нитратов и нитритов, вызывающих не только эвтрофика-цию, 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 нефтяной
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.
