Забруднення вод. Всі забруднюючі речовини, в тому числі антропогенного, техногенного походження, що надходять у природні води, викликають в них різні якісні зміни, основні з яких наступні:
зміна фізичних властивостей (порушення прозорості і забарвлення, поява неприємних запахів і присмаків і т. п.);
зміна хімічного складу, зокрема поява у воді шкідливих речовин;
поява плаваючих речовин на поверхні води і відкладень на дні;
скорочення кількості розчиненого кисню внаслідок витрати його на окислювання надходять у водойму органічних речовин;
поява бактерій та інших мікроорганізмів, в тому числі і хвороботворних.
Забруднення природних вод призводить до того, що вони виявляються непридатними для пиття, купання, а іноді і для технічних потреб. Особливо згубно воно впливає на риб, водоплавних птахів, тварин та інші організми, що мешкають у воді.
Велику небезпеку становлять фенольні сполуки, що містяться в стічних водах різних підприємств. Володіючи сильними антисептичними властивостями, фенольні води порушують біологічні процеси, що відбуваються в воді, надаючи їй різкий, неприємний запах і погіршуючи умови відтворення водної фауни.
В останні роки відзначається забруднення вод синтетичними поверхнево-активними речовинами (СПАР), які містяться в стічних водах деяких виробництв. СПАР надають воді присмаки і запахи, утворюють стійкі скупчення піни і погіршують її біохімічні властивості. Вже при невеликих концентраціях СПАР у воді припиняється ріст водоростей та іншої рослинності.
Спуск в природні джерела теплих вод від різних енергетичних установок призводить до інтенсифікації випарів і супроводжується збільшенням мінералізації. Одночасно відбувається накопичення органічної речовини з подальшим його розкладанням. Наслідком цих процесів є зменшення вмісту у воді розчиненого кисню, що негативно позначається на флору і фауну.
Значної шкоди водотоках завдають молевой сплав лісу і скидання деревних відходів у вигляді тирси і кори. Крім безпосереднього пошкодження риб і їх нерестовищ колодами, суками і гілками, в воду виділяються смола та інші шкідливі речовини. Ці продукти повільно розкладаються у воді, поглинаючи кисень і викликаючи загибель риб і їх ікри.
Найбільшу небезпеку для природних вод, здоров'я людей, тварин і риб представляють різні радіоактивні відходи. В організмах рослин, риб і тварин відбуваються процеси біологічної концентрації радіоактивних речовин. Дрібні організми, що містять ці речовини в невеликих дозах, поглинаються більшими, в яких виникають вже небезпечні концентрації. Тому в даний час все стічні води з підвищеною радіоактивністю зливаються в спеціальні підземні резервуари або закачуються в глибокі безстічні басейни. Існують і інші більш досконалі методи захоронення радіоактивних відходів, що попереджають забруднення природних вод.
Самоочищення вод. Відкриті водойми майже безперервно піддаються різноманітним забруднень. Однак у великих водоймах різкого погіршення якості води не спостерігається. Це пояснюється тим, що вода річок, озер і т. Д. Має здатність самоочищатися від зважених часток, органічних речовин, мікроорганізмів та інших забруднень. Процес самоочищення відкритих водойм протікає під впливом різноманітних факторів, які діють одночасно в різних поєднаннях.
До числа таких факторів слід віднести: гідрологічні - розведення і змішування потрапили забруднень з основною масою води; механічні - осадження зважених часток; фізичні - вплив сонячної радіації і температури; біологічні - складні процеси взаємодії водних рослинних організмів з складовими частинами вступників стоків; хімічні - перетворення органічних речовин в мінеральні (т. е. мінералізація).
При надходженні стічних вод у водойму відбуваються змішування стоків з водою водойми і зниження концентрації забруднень. Крім того, зважені мінеральні та органічні частки, яйця гельмінтів і мікроорганізми частково осідають, вода освітлюється і стає прозорою.
У процесі самоочищення відбувається відмирання сапрофитов і патогенних мікроорганізмів. Вони гинуть в результаті збіднення води поживними речовинами; бактерицидного дії ультрафіолетових променів сонця, які проникають в товщу води більш ніж на 1 м; впливу бактеріофагів і антибіотичних речовин, що виділяються сапрофіти; несприятливих температурних умов; антагоністичного впливу водних організмів та інших факторів. Процеси самоочищення води протікають більш інтенсивно в теплу пору року і в проточних водоймах - річках.
Істотну роль в процесах самоочищення води грають так звані сапрофітна мікрофлора і водні організми. Деякі представники мікрофлори водойм мають антагоністичними властивостями до патогенних мікроорганізмів, що призводить до загибелі останніх.
Найпростіші водні організми, а також зоопланктон (рачки, коловертки і ін.), Пропускаючи воду через свій кишечник, знищують величезну кількість бактерій. Бактеріофаги, що потрапили у водойму, також впливають на хвороботворні організми.
Одним з важливих процесів самоочищення води є мінералізація органічних речовин, т. Е. Освіту мінеральних речовин з органічних під впливом біологічних, хімічних та інших факторів. При мінералізації у воді знижується кількість органічних речовин, поряд з цим може окислюватися і органічна речовина мікробів, а отже, частина бактерій гине.
Першим мінеральним продуктом окислення азотовмісних органічних речовин є амонійний іон або аміак. Аміак, як правило, при наявності окислювачів переходить в нітрити, але ці закісние з'єднання дуже нестійкі і при наявності кисню окислюються до нітратів, які є кінцевим речовиною при мінералізації органічних азотовмісних продуктів.
Окислення жирів, клітковини вуглеводів в основному йде в воді з інтенсивним утворенням вуглекислого газу.
Доказом органічного походження азотовмісних мінеральних речовин служать висока окислюваність води, майже повна відсутність розчиненого кисню, наявність хлоридів, сульфатів, фосфатів і ін.
Хороша аерація води (збагачення киснем) забезпечує активізацію окислювальних, біологічних та інших процесів, сприяючи очищенню води.
Швидкість самоочищення води залежить від наступних основних умов: кількості забруднень, що надійшли в водойму; глибини водойми і швидкості течії води; температури води; кількості розчиненого у воді кисню; складу мікрофауни і флори води і т. д. Однак необхідно пам'ятати, що здатність водойм до самоочищення обмежена.
Сполуки свинцю, міді, цинку, ртуті, які можуть потрапити у водойми зі стоками, надають токсичну дію на організм тварин, а також уповільнюють процеси самоочищення води і погіршують її органолептичні властивості.
У невеликих водоймах при значній кількості забруднювачів білкового характеру в воді можуть накопичуватися проміжні речовини їх розпаду (сірководень, нітрити, діаміни і т. Д.), Що володіють високою токсичністю.
Самоочищення підземних вод відбувається завдяки фільтрації через грунт і за рахунок процесів мінералізації.