9.4: Забруднення води

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18983

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Вода отримує ряд різних видів забруднюючих речовин, і рухома вода є одним з основних шляхів транспортування забруднюючих речовин. Забруднювачі води викликають занепокоєння різними ефектами. До них відносяться загальна якість води, токсичність, вплив на водні організми, естетика, евтрофікація та рівень кисню води. Деякі з основних категорій забруднювачів води обговорюються тут.

Кілька видів забруднюючих речовин згубно впливають на воду, яка є джерелом водопостачання. Смак, запах і колір викликані різними домішками. Відкладення вимагають видалення і іноді потрібні спеціальні заходи для коагуляції і осідання колоїдних зважених речовин. Кислотність, лужність та солоність при надмірному рівні є забруднюючими речовинами води.

Деякі забруднювачі підхоплюються водою як природний наслідок її використання в комунальних водопровідних системах, які приймають питну воду, придатну для пиття та скидання стічних вод. Один з основних з них складається з стічних вод, включаючи людські відходи, харчові відходи та інші речовини, які потрапляють у воду через ванні кімнати та кухні. Основним компонентом цих забруднювачів води є біологічно розкладається органічна речовина, скорочена тут як {CH ₂ O} і зазвичай називається біохімічна потреба в кисні, БПК, яка швидко виснажує отримання води її розчиненого кисню наступним мікробно-опосередкований процес:

\[\ce{(CH2O) + O2 \rightarrow CO2 + H2O}\]

Інший клас забруднюючих речовин, підібраних у муніципальних системах водопостачання і утворюється при біодеградації стічних вод, складається з водорослевих поживних речовин, переважно азоту (NH ₄ ⁺, NO ₃ ^-), фосфатів (H ₂ PO ₄ -, ГПО ₄ (^2-), і калію (К ⁺). Замість того, щоб бути токсичними, ці матеріали змушують водорості рости в надлишку в приймальних водах, утворюючи занадто багато біомаси, яка деградує, як показано в Реакція 9.4.1 і виснажує розчинений кисень у воді, процес називається евтрофікацією. Миючі засоби є загальними забруднюючими речовинами в муніципальних стічних водах і можуть бути шкідливими через їх вміст поверхнево-активних речовин (в основному, інгредієнт, який знижує поверхневий натяг води, роблячи її «вологішою»), і будівельники додали для сприяння дії миючого засобу, раніше основним джерелом фосфати в стічних водах.

Різноманітні сліди неорганічних сполук можуть бути забруднювачами води. До них відносяться водорості поживні речовини і солі, що відповідають за надмірну кислотність, лужність і солоність, згадані вище. Інші неорганічні забруднювачі включають пахучий сірководень (H ₂ S), вимогливий до кисню сульфіт (SO ₃ ^2-), і, в рідкісних випадках з відходів переробки мінеральних речовин, високотоксичний ціанід, CN ^-. Слідові рівні різних елементів можуть бути небажаними забруднюючими речовинами. Особливо значними з них є токсичні важкі метали, включаючи свинець, кадмій, ртуть і металоїд миш'як. Органічно зв'язані метали небажані. Як зазначається в розділі 9.3, залізо, пов'язане з гуміновими речовинами, викликає колір води і особливо важко видалити. Метильовані форми ртуті і миш'яку (ті, що містять пов'язану з елементом групу -CH ₃) можуть мобілізуватися з відкладень і потрапляти в воду. Диметилртуть, Hg (CH ₃) ₂, особливо токсична і піддається біомагніфікації через харчовий ланцюг, накопичуючись в тканині риб. На додаток до метильованих сполук, інші металоорганічні сполуки, виготовлені синтетичним шляхом, можуть бути неприємними токсичними забруднювачами води. Поки він не був заборонений, тетраетилсвинець, що використовується як добавка до бензину, міг потрапити у воду, а зовсім недавно органічні сполуки, що використовуються в біоцидних фарбах для запобігання росту організмів на корпусах суден, були токсичними для організмів, що мешкають у відкладах.

У деяких випадках радіонукліди виникають як забруднювачі води. Витік радіоактивного тритію, форми водню, потрапив у воду з реакторів. Найбільше занепокоєння радіонуклідом зазвичай є радієм з природних джерел і ряд підземних джерел води були припинені через наявність радію.

Різноманітні органічні сполуки зустрічаються як забруднювачі води. До них відносяться промислові хімікати, нафтопродукти (особливо значні в світлі горезвісного витоку 2010 року від розливу нафти Deepwater Horizon, який скинув цілих 5 мільйонів галонів сирої нафти в Мексиканську затоку і завдав мільярдів доларів збитку від забруднення затоки та його берегових районів), поліхлоровані біфеніли (ПХБ, зараз заборонені до виробництва, але все ще іноді зустрічаються, особливо в відкладеннях), і діоксин. Пестициди є поширеними забруднювачами води, з яких гербіциди, такі як атразін, викликають занепокоєння через їх широке застосування на землі. Деякі органічні забруднювачі води вимагають особливої уваги через їх потенційну біологічну активність та токсичність. Канцерогени - очевидний випадок. Фармацевтичні препарати та їх метаболіти виникли як занепокоєння і в даний час є однією з «гарячих» областей дослідження забруднення води. Найрізноманітніші з них потрапляють у стічні води, а іноді і в водопостачання, хоча і в незначних кількостях.