ЗАБРУДНЕННЯ РІЧОК: ПРИЧИНИ, ЗАБРУДНЮВАЧІ ТА НАСЛІДКИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Забруднення річки є зміна або деградація природного стану цих водойм шляхом введення хімічних або фізичних елементів , які загрожують його балансу як у екосистемі.

Забруднення цих важливих екосистем загрожує життю та наявності прісної води на планеті. Річки та пов’язані з ними екосистеми забезпечують нам питною водою, необхідною для нашої їжі та для промислових процесів, тому вони мають важливе значення для добробуту людини.

Скидання відходів у річку Хуаллага в Перу. Джерело: Averyaudio, з Wikimedia Commons

Прісна вода, наявна на Землі, є дефіцитним ресурсом. Лише 2,5% від загальної кількості води на планеті - це прісна вода. З нього близько 70% - у формі льодовиків, решта - у вигляді підземних вод, озер, річок, середньої вологості навколишнього середовища.

В останні десятиліття світовий попит на прісну воду збільшився через зростання населення та пов'язаних з цим факторів, таких як урбанізація, індустріалізація, збільшення виробництва та споживання продуктів харчування, товарів та послуг.

Незважаючи на визнану важливість річок та дефіцит джерел прісної води, вони продовжують забруднюватися. Підраховано, що у всьому світі щомісяця два мільярди тонн забруднюються двома мільйонами тонн відходів.

Причини

Забруднення - явище антропогенного походження, яке системно впливає на річки та пов'язані з ними екосистеми. Таким чином, причини забруднення цих важливих водних об'єктів повинні тлумачитися під екосистемним підходом.

У структурному сенсі причини породжуються глобальними моделями використання, управління та знешкодження води, пов'язаними з нестійким способом життя, що надають пріоритет негайним економічним змінним факторам перед екологічними та соціальними змінними.

Наприклад, було підраховано, що для виробництва одного кг паперу потрібно близько 250 літрів води. У сільському господарстві для вироблення 1 кілограма пшениці або цукру потрібно 1 500 і 800 літрів відповідно. У металургії для виробництва 1 кілограма алюмінію потрібно 100 000 літрів. Чи може природа забезпечити ці вимоги?

Загалом причини, що впливають на забруднення річок та інших лотичних екосистем, можна окреслити у:

• Прямі, такі як елементи, діяльність та фактори, що безпосередньо впливають на воду.
• Непрямі, що складаються з сукупності факторів, які роблять можливим, сприяють і збільшують вплив прямих причин.

Серед прямих причин - недостатня обізнаність та освіта щодо загрози забруднення екосистем, слабкості законодавства та його впровадження в різних масштабах, відсутність етики, а також соціальна нерівність.

Міські відходи

Основним джерелом забруднення річок є рідкі відходи з міських центрів, оскільки каналізація / стічні води не належним чином очищені.

Крім того, поверхневі стоки можуть потрапляти до річок, що містять забруднювачі, такі як миючі засоби, олія, жири, пластмаси та інші нафтові похідні.

Промислові відходи

Промислові відходи, тверді, рідкі чи газоподібні, сильно забруднюють, якщо не належним чином обробляти їх. Ці відходи потенційно можуть забруднювати річки через галузеві каналізаційні / стічні води.

Ще один чинник забруднення - кислотний дощ, який виникає внаслідок викиду оксидів сірки та азоту. Ці хімічні сполуки реагують з водяною парою і призводять до кислот, які потім осаджуються дощем.

Дренажний викид кислоти в Сентралії, США. Джерело: Michael C. Rygel, з Wikimedia Commons

Видобуток та нафта

Гірничодобувна та нафтовидобувна діяльність є найбільш серйозними причинами забруднення річок. При видобутку золота з відкритим копанням надр руйнується, тим самим збільшуючи ерозію та стік.

Також вода, яка використовується для промивання алювіального матеріалу, потрапляє в річки, спричиняючи сильне забруднення, включаючи важкі метали.

Один з найсерйозніших випадків забруднення гірничодобувним шляхом відбувається, коли ртуть або ціанід використовують для видобутку золота. Обидві сполуки є високотоксичними.

Сільськогосподарська діяльність

Сучасне сільське господарство використовує велику кількість хімічних речовин, таких як біоциди для боротьби зі шкідниками та хворобами або добрива.

Ці хімічні речовини, що застосовуються безпосередньо до ґрунту або листя листя сільськогосподарських культур, закінчуються промиванням зрошувальною водою або дощем у високій пропорції. Залежно від типу ґрунту, рельєфу місцевості та водного столу, ці забруднювачі часто потрапляють у річки.

У деяких культурах, таких як бавовна, високі дози біоцидів застосовуються повітряним напиленням (площини фумігації). У цих випадках вітер може бути агентом транспортування цих хімічних продуктів до річок.

З іншого боку, багато біоцидів не легко розкладаються, тому вони залишаються тривалий час, забруднюючи води та впливаючи на біорізноманіття.

Добрива впливають на калійність води, включаючи високий вміст азоту, фосфору та калію.

Інтенсивне тваринництво, птахівництво та свинарство є джерелами забруднення річок, головним чином через накопичення екскрементів. Інтенсивне свинарство - це сильно забруднююча діяльність через високий вміст фосфору та азоту в екскретах.

Забруднюючі компоненти

Похідні нафти

Розливи нафти - найскладніші події забруднення, які можна виправити через накопичення нафтового шару на поверхні води та його можливого включення до прибережних екосистем, таких як мангрові гори, болота чи болота. Це призводить до втрати водонепроникності води, загибелі численних водних видів та зміни екосистем.

Вуглеводні та важкі метали, що містяться в нафті, шкодять рибам та іншим видам тварин та рослин, що входять до складу річкових екосистем. Ці пошкодження можуть бути хронічними (тривалими) або гострими (короткочасними) і можуть включати смерть.

Нафтове забруднення, Еквадор. Джерело: Жульєн Гомба, через Wikimedia Commons

Розлиття важких нафтопродуктів, багатих асфальтеном, є дуже клопітким. Асфальтени накопичуються в жировій тканині тварин і генерують біакуляцію.

Миючі засоби

Миючі засоби не легко розкладаються, тому їх важко вивести з водного середовища. Крім того, вони містять поверхнево-активні сполуки, які перешкоджають розчинності кисню у воді, тим самим спричиняючи загибель водної фауни.

Продукція сільського господарства та тваринництва

Серед сільськогосподарської продукції, яка може забруднювати річки, є біоциди (гербіциди, інсектициди, родентициди та акарициди) та добрива (органічні та неорганічні). Серед найбільш проблемних - хлоровані пестициди та азотні та фосфорні добрива.

Пурини (будь-які органічні залишки, здатні до бродіння), що утворюються сільськогосподарською та тваринницькою діяльністю, є забруднюючими речовинами поблизу річок. Серед найбільш забруднюючих та найпоширеніших є екскрети, що виробляються сільськогосподарськими тваринами.

Забруднення від сільськогосподарської діяльності у Вайрарапі, Нова Зеландія. Алан Ліфтінг, з Вікісховища

Важкі метали, металоїди та інші хімічні сполуки

Хімічні сполуки промислової та гірничої діяльності є високотоксичними забруднювачами. До них належать різні важкі метали, такі як ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь та миш’як.

Існують також більш легкі метали, такі як алюміній та берилій, які сильно забруднюють. Інші неметалічні елементи, такі як селен, також можуть потрапляти до річок через розливи в результаті гірничої або промислової діяльності.

Металоїди, такі як миш’як або сурма, є джерелом забруднення в річках. Вони походять від застосування пестицидів та міських та промислових стічних вод.

Органічні речовини та мікроорганізми фекального походження

Річні види хвороботворних бактерій, найпростіших та вірусів досягають річкових вод. Маршрут прибуття - побутові відходи та тваринницькі ферми без очищення стічних вод, які скидаються безпосередньо в русла річок.

Нагромадження цих мікроорганізмів у воді може спричинити захворювання різної тяжкості.

Ефекти редагувати

Питна вода

Річки є важливим джерелом питної води як для людей, так і для дикої природи. Так само у багатьох випадках вони забезпечують водою, необхідною для ведення сільського господарства та тваринництва.

Забруднення річок вимикає воду для споживання людиною або тваринами, і в крайніх випадках робить її однаковою мірою для поливної води. Крім того, наявність патогенних мікроорганізмів фекального походження сприяє поширенню захворювань.

Біорізноманіття

Забруднення води спричиняє зникнення видів у прибережних екосистемах. Як водні, так і прибережні види можуть зникати, а також тварини, які споживають воду із забруднених річок.

Зрошувальна вода

Води річок, забруднених неочищеними міськими водами або з ферм тваринництва, не підходять для зрошення. Те саме відбувається з водоймами річок поблизу гірничих робіт або промислових зон.

Якщо забруднена вода використовується для зрошення, кал і токсичні сполуки або хвороботворні організми можуть осісти на епідермісі рослин або поглинатися корінням. Забруднена сільськогосподарська продукція стає ризиком для здоров’я, якщо споживати її людиною.

туризм

Річки та пов'язані з ними екосистеми можуть бути економічно важливими туристичними районами для мешканців. Забруднення цих речовин зменшує їх цінність і тягне за собою економічні втрати.

Забруднені річки можуть становити небезпеку для здоров’я через наявність патогенних мікроорганізмів або токсичних відходів. Крім того, він втрачає свою мальовничу цінність, особливо через накопичення твердих відходів.

Як уникнути забруднення річки?

Глобальні дії

Зменшення забруднення поверхневих проточних водних екосистем - це глобальна мета, яка може бути досягнута лише за умови структурної зміни глобальних моделей використання, управління та утилізації води, пов'язаних з нестійкими способами життя.

У загальному сенсі закони повинні бути посилені на всіх рівнях щодо охорони навколишнього середовища. Крім того, слід сприяти освіті, яка, окрім поінформованості, будує цінності поваги до природи.

Деякі національні дії

Законодавство

Для захисту річок необхідна сувора законодавча система, щоб мінімізувати шкоду від забруднення.

Один з найважливіших аспектів, який повинен регулюватися, - це очищення стічних вод. Інший аспект, що цікавить законодавство, - це регулювання діяльності, яка може здійснюватися на берегах і в захисній смузі водотоків.

Розслідування

Річки складають улоговини, що представляють собою великі території, природні чи штучні стоки яких сходяться в приточній мережі головної річки. Тому це складні системи, які необхідно вивчити, щоб запропонувати плани управління.

Необхідно постійно контролювати якість води та функціонування екосистеми.

Збереження прибережної рослинності

Прибережна рослинність бере участь у кругообігу поживних речовин, екологічній санітарії та пом’якшує наслідки зміни клімату. Тому важливо сприяти їх збереженню та охороні.

Деякі місцеві дії

Очисні споруди

Основним джерелом забруднення річок є стічні води з міських та промислових центрів. Для пом’якшення його наслідків необхідне адекватне очищення забрудненої води шляхом встановлення очисних споруд.

На очисних спорудах використовуються різні системи залежно від природи забруднюючих речовин. До них відносять декантацію твердих відходів, фільтрацію води, хімічну дезактивацію та біоремедіацію.

Практика санації

Після забруднення річки необхідно вжити заходів щодо відновлення. Ці заходи різняться залежно від типу забруднювача.

Одним із таких заходів є механічне очищення. Для цього видобуток твердих відходів, викинутих у річки, здійснюється за допомогою днопоглиблювальних машин та обладнання для збирання.

Ще одна з найпоширеніших практик - фіторемедіація. Використовуються деякі види рослин, які ефективні для вилучення важких металів із забруднених річок. Наприклад, ехірнійські красики (водна лілія) використовувались для поглинання кадмію та міді. Так само симбіосистема Azolla-Anabaena azollae використовується для біоремедіації річок, забруднених миш'яком та іншими металоїдами.

Деякі види бактерій та певні похідні грибів використовуються для деградації забруднюючих речовин у річках (біодеградація). Бактеріальні види родів Acinetobacter, Pseudomonas та Mycobacterium деградують алкани, моноароматичні та поліароматичні відповідно.

Список літератури

1. Алькала-Яурегуа, Дж. Родрігес-Ортіс, Ернанде-Монтоя, Ф. Вільяреал-Герреро, Кабрера-Родрігес, Ф.А. Бельтран-Моралес і П. Д. Діас Флорес (2014) забруднення важкими металами в осадах прибережних районів Сан-Луїс Потосі, Мексика. FCA UNCUYO 46: 203-221.
2. Alarcón A та R Ferrera-Cerrato (координатори) (2013) Біоремедіація ґрунтів та вод, забруднених органічними та неорганічними сполуками. Триллас, Мексика, 333 с.
3. Arcos-Pulido M, SL Avila, SM Estupiñán-Torres та AC Gómez-Prieto (2005) Мікробіологічні показники забруднення водних джерел. Нова 3: 69-79.
4. Barboza-Castillo E, MA Barrena-Gurbillón, F Corroto, OA Gamarra-Torres, J Rascón-Barrios та LA Taramona-Ruiz (2018) Сезонні джерела забруднення у басейні річки Уткубамба, область Амазонка, Перу. Арнальдоа 25: 179-194.
5. Euliss K, C Ho, AP Schwab, S Rock and MK Banks (2008) Парникова та польова оцінка фіторемедіації нафтових забруднень у прибережній зоні. Біоресурсні технології, 99: 1961–1971.
6. Fennessy MS та JK Cronk (1997) Ефективність та відновлення потенціалу прибережних екотонів для управління забрудненням без джерел, зокрема нітратами. Критичні огляди в галузі екологічних наук та технологій. 27: 285-317.
7. Gamarra-Torres OA, MA Barrena-Gurbillón, E Barboza-Castillo, J Rascón-Barrios, F Corroto та LA Taramona-Ruiz (2018). 194.
8. Lowrance R, R Леонард та Дж. Шерідан (1985) Управління прибережними екосистемами для контролю непоточного забруднення. Журнал збереження ґрунтів та води 40: 87-91
9. Sowder AG, PM Bertsch та PJ Morris (2003) Розбиття та наявність урану та нікелю в забруднених прибережних відкладах. Журнал якості навколишнього середовища. 32: 885.
10. Всесвітня програма оцінки води. Звіт Організації Об'єднаних Націй про водні ресурси у світі 2015. Стор.