КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ
Herbert C. Preul
Настоящая статья должна дать читателю понимание современной технологии выработки подхода к осуществлению контроля загрязнения воды. Этот подход основан на анализе тенденций и случаев, описанных Эспаньолом (Hespanhol) и Хелмером (Helmer) в статье "Риски для здоровья, связанные с окружающей средой". Информация нижеследующих разделов имеет отношение к проблемам контроля загрязнения воды. Эти проблемы рассмотрены сначала под заголовком "Контроль загрязнения поверхностных вод", а затем - под заголовком "Контроль загрязнения грунтовых вод".
Контроль загрязнения поверхностных вод
Определение загрязнения воды
Понятие "загрязнение воды" относится к качественному состоянию загрязнения или нечистоты гидрологических вод определенного региона, такого как водосбор. Загрязнение возникает вследствие происшествий или процессов, вызывающих снижение полезности вод Земли, особенно для здоровья человека. Полезность может также уменьшаться в связи с экологическими эффектами. Понятие "процесс загрязнения" подчеркивает утрату чистоты вод через их заражение, которое далее предполагает внедрение в воду или контакт с ней внешнего источника, являющегося причиной заражения. Термин "испорченная вода" применяется в случае экстремально низких уровней загрязнения воды, в момент начала их порчи и гниения. Понятие "осквернение воды" связано с результатом загрязнения и предполагает нарушение чистоты или умышленное загрязнение воды.
Гидрологические воды
Естественные (природные) воды Земли могут рассматриваться как система непрерывной циркуляции, представленная на рисунке 55.7, графически иллюстрирующем гидрологический цикл воды, охватывающий как поверхностные, так и подземные воды.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 55.7 Гидрологический цикл 
--------------------------------------------------------------------------------
С точки зрения качества воды, дистиллированная вода 
представляет собой наивысшее состояние чистоты. Воды в гидрологическом цикле могут рассматриваться как естественные, но не чистые. Они загрязняются в результате как природной, так и человеческой деятельности. Эффекты естественной (природной) деградации могут быть связаны с несметным числом источников - фауной, флорой, извержениями вулканов, ударами молний, вызывающими пожары, и т.д. В долговременной перспективе эти эффекты рассматриваются как наиболее распространенные исходные уровни загрязнения, на которые ученые опираются при проведении исследований.
Загрязнение, созданное человеком, разрушает природный баланс постоянно умножающимся количеством отходов, вытекающих из разных источников. Загрязняющие агенты могут попасть в воду гидрологического цикла в любой момент и в любом месте. Например, атмосферные осадки (дождь) могут быть заражены воздушными загрязняющими агентами; поверхностные воды могут быть загрязнены в процессе стока от водосбора; канализационные стоки могут сбрасываться в ручьи и реки; грунтовые воды могут быть загрязнены через инфильтрацию и подземное заражение.
Рисунок 55.8 иллюстрирует распределение гидрологических вод. Затем на эти воды накладывается одно загрязнение за другим, что может рассматриваться как неестественное или неравновесное состояние окружающей среды. Процесс загрязнения может происходить в воде любой части гидрологического цикла, и более очевиден на поверхности Земли, где он возникает в форме стока от водосбора в потоки и реки. Однако загрязнение грунтовых вод также оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Этот вопрос обсуждается далее в разделе о загрязнении поверхностных вод.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 55.8 Распределение выпадающих осадков
--------------------------------------------------------------------------------
Водосборные источники загрязнения воды
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 55.9 Региональный гидрологический цикл
--------------------------------------------------------------------------------
Водосборы представляют собой территории, порождающие загрязнение поверхностных вод. Водосбор определяется как область на поверхности земли, где выпадают, аккумулируются, используются, удаляются или, иногда, сбрасываются в потоки, реки и другие водные объекты гидрологические воды. Водосбор состоит из дренажной системы с конечным стоком или сбором воды в поток или реку. Большие речные водосборы обычно называют дренажными бассейнами. Рисунок 55.9 представляет гидрологический цикл регионального водосбора. Расположение различных вод в регионе может быть записано в виде простого уравнения, которое является основным гидрологическим уравнением, выведенным Вейсманом, Льюисом и Кнаппом (Viessman, Lewis, Knapp) (1989). Стандартными единицами являются мм/год:
P - R - G - E - T = ±S
где:
P = осадки (т.е., дожди, снегопад, град)
R = сток или водосбор поверхностного потока
G = грунтовые воды
E = парообразование
T = испарение
S = сохраняющаяся на поверхности вода
Осадки рассматриваются как начальная форма вышеописанного гидрологического бюджета. Термин "сток" является синонимом термина "дебит потока". Термин "сохранение воды" относится к водохранилищам или системам задержания, в которых собирается вода. Например, созданные человеком дамбы (запруды) на реках образуют водохранилища для хранения воды. Грунтовые воды тоже выступают в роли системы для сбора воды и могут перетекать из одного места в другое. Они могут быть втекающими или вытекающими по отношению к поверхностным потокам. Парообразование, это - явление, связанное с водой на поверхности Земли, а испарение связано с влагой, выделяемой флорой и фауной данного региона.
Хотя водосборы могут значительно различаться по размерам, для обозначения видов загрязнения воды конкретные дренажные системы подразделяются на городские и не городские (сельскохозяйственные, аграрные, неразвитые). Загрязнение, возникающее в ареале этих дренажных систем, происходит от следующих источников:
Точечные источники: стоки отходов в створ принимающей воды в конкретном месте, в такой точке, как канализационная труба или некоторые типы сливных каналов систем обогащения (concentrated system outlet).
Неточечные (рассеянные) источники: загрязнение принимающей воды проистекает от рассеянных в водосборе источников. Типичным примером является попадание в поток несобранных стоков дождевых вод. Неточечные источники иногда называют также "диффузными" водами (diffuse waters). Однако термин "рассеянные", на наш взгляд, более точно описывает эти источники.
Прерывистые источники: это точки или источники, в которых сброс происходит при определенных обстоятельствах, например, при перегрузке. Типичным примером таких источников может служить комбинированный сток переполненной канализации в период обильных дождей.
Загрязняющие воду агенты в ручьях и реках
Когда вредоносные отходы из вышеупомянутых источников сливаются в ручьи или другие водные потоки, они превращаются в агенты загрязнения, классифицированные и описанные в предыдущем разделе. Агенты загрязнения или загрязняющие примеси, попадающие в створ воды, могут быть далее классифицированы как:
· разлагающиеся (не сохраняющиеся) агенты загрязнения: нечистоты, которые со временем разлагаются на безвредные вещества или могут быть удалены методами очистки. К ним относятся определенные органические вещества и химикаты, бытовая канализация, теплота, питательные вещества для растений, большинство бактерий и вирусов, некоторые виды осадков и отложений.
· не разлагающиеся (сохраняющиеся) агенты загрязнения: нечистоты, сохраняющиеся в водной среде и не уменьшающие своей концентрации без дополнительного разжижения или удаления посредством очистки. К ним относятся определенные органические и неорганические химикаты, соли, коллоидные суспензии. 
Следующая часть документа