Минеральные загрязнения. 
Оценка качества воды водоемов рыбохозяйственного назначения

К этой группе загрязнений относятся главным образом стоки горнорудной промышленности, а также фарфоро-фаянсовой, стекольной, угольной, частично химической и др. В составе загрязнений очень часто имеется большое количество минеральных взвесей.

Загрязнения этого типа более стойки, чем загрязнения ор1Дничсскими веществами. Самоочищения воды от минеральных веществ почти не происходит. Правда, некоторое количество их разрушается в результате химических и микробиологических процессов, часть поглощается водной флорой, фауной и грунтами, но основная масса накапливается в водоёме. Под воздействием их могут ухудшаться физико-химические свойства воды — запах, вкус, окраска, прозрачность, pH, жёсткость, щёлочность и др. При наличии в сбросах нсдоокисленных или легко окисляемых минеральных загрязнителей последние окисляются, поглощая кислород, вследствие чего содержание его в водоёме снижается. Под влиянием этих загрязнений возрастает содержание солей в воде и засолоняются грунты. Часто грунты засоряются нерастворимыми или плохорастворимыми минеральными веществами, образуются донные отложения, препятствующие нормальному развитию корневой системы водных растений и бентических животных. Порой это приводит к уничтожению всего донного населения и образованию в водоёме мёртвых зон. В результате изменения среды обитания меняется состав водного населения. Многие организмы, чувствительные к солям, выпадают из биоценозов и остаются только организмы, устойчивые к осолонснию.

При многокомпонентности минеральных загрязнений отрицательное их воздействие на водные организмы может возникать также в результате синергизма и антагонизма ионов солей. Взвешенные минеральные частицы иногда оказывают не только косвенное, но и прямое отрицательное влияние на водные организмы, засоряя жабры рыб, повреждая их, что приводит к заболеванию дыхательных путей, нанося повреждения мелким обитателям воды, в частности некоторым беспозвоночным, которые являются кормом для рыб. Такие явления наблюдаются при большой концентрации мелких минеральных взвесей, приносимых в водоём со сточными водами.

Следовательно, влияние минеральных загрязнений на водоёмы и водные организмы так же разнообразно, как и органических.

Основным загрязнителем общего стока производств стекла, фарфора, фаянса являются взвешенные минеральные вещества (до 300 мг/л). В результате вода мутнеет, на дне образуются минеральные отложения (глина, минеральная суспензия), появляются не свойственные воде запахи и окраска (характерные для стоков от полировки стекла), пода обогащается минеральными солями. Замутнение воды в водоёме от глины может распространяться на большие расстояния. Отложение минеральных веществ на дне приводит к изоляции дна от вышележащих слоёв воды, что нарушает нормальную жизнь бентических организмов и водных растений. Взвешенные минеральные вещества отрицательно воздействуют на дыхательные органы рыб и других организмов. В районах выпуска неочищенных сточных вод в водоёмах отсутствуют живые организмы.

Очистка сточных вод должна быть направлена в основном на удаление нерастворимых минеральных веществ, привкусов, запахов, масел, фенолов. Стоки должны очищаться на предприятиях, так как они не подвергаются биологической очистке и направление их в общегородскую коммунальную сеть может привести к засорению канализационных сооружений минеральными осадками.

Стоки содовых заводов содержат в основном хлористый кальций (около 60%) и хлористый натрий (до 40%), так называемую дистиллерную жидкость (ДЖ), собирают в накопители («белые моря») и во время весенних паводков сбрасывают в водоёмы. В ДЖ в небольших количествах имеются также гипс (CaS0₄), углекислый кальций, гидрат окиси кальция, сульфид натрия, связанный аммиак и некоторые примеси — песок и пр.

В результате фильтрации в районах расположения «белых морей» происходит засолонснис почв и грунтовых вод. В составе их обнаруживаются фенолы и нефтепродукты. Иногда в эти стоки поступают аварийные сбросы аммиака и они приобретают нехарактерные для них остро токсические свойства. Количество хлоридов в воде рек по сравнению с природным их содержанием (40−60 мг/л СГ) возрастало в разное время на 50−60, а иногда даже на 400−500 мг/л СГ. Неравномерное увеличение количества хлоридов в воде рек в разнос время свидетельствует об отсутствии контроля за регулированием спуска загрязненных стоков.

Поступление стоков содовых заводов в водоёмы оказывает сильное влияние и на их биологический режим. Содержание в воде выше 200−250 мг/л СГ тормозит развитие микроорганизмов. Более сильное засолонение вызывает снижение количества типичных представителей пресноводных форм и развиваются солевыносливые и солоноватолюбивые организмы. На реках наблюдается массовое развитие диатомовых водорослей Cyclotella meneghiniana. На сильно засолонённых участках (до 3000 мг/л СГ) встречалась даже эстуария Chaeloceros wighamii. Из зелёных водорослей развиваются Scenedesmus acuminatus и Scenedesmus quadricauda, Crieigenia tetrapodia и Eudorina elegans. Среди коловраток в довольно большом количестве развивается солоноватоводная Brachionus mulleri (plicatilis). Другие виды этого рода (Вг. Angularis, Br. pola, В>: Bakeri) на засолённых участках не встречаются. Они появляются лишь на тех участках, где солёность по хлоридам не превышает 200−300 мг/л СГ. На этих участках имеется и рыба. Влияния осолонсния на бентос исследованных рек не обнаружено.

Растворы ДЖ и составляющих её компонентов (NaCl и СаС1₂) отрицательно влияют на водные организмы только в больших концентрациях. Так, растворы, содержащие не более 1500 мг/л СГ не влияют отрицательно на развитие фитопланктона. Для протококковых водорослей эта концентрация хлоридов даже является стимулирующей их рост. Не вредна эта концентрация и для представителей бентоса. Вода, содержащая ДЖ в количестве 100−1500 мг/л С1 и даже больше; является безвредной для карпов и развивающейся икры форели и лосося. Более чувствительна икра щуки и окуня: для неё безвредны растворы ДЖ, содержащие около 200 мг/л С1. Личинки этих рыб развиваются и при более высоких концентрациях ДЖ (1000−1500 мг/л С1). Очень чувствительна к осолонению икра белорыбицы, она погибает при концентрации ДЖ выше 60 мг/л С1. Личинки её более выносливы, они гибнут при концентрации 613 мг/л С1.

Водные организмы имеют неодинаковую чувствительность к данному загрязнению. Рыбы более чувствительны, чем представители планктона (водоросли, дафнии) и бентоса (хирономиды, олигохеты). Неодинакова степень воздействия этих загрязнений и на разных стадиях развития водных организмов, Взрослые особи и мальки рыб переносят более высокие концентрации, чем развивающаяся икра этих рыб, особенно весенненерестующих (щука, окунь), а также белорыбицы.

Большинство содовых заводов расположено на берегах важнейших рыбохозяйственных водоёмов, в которых происходит воспроизводство ценных видов рыб (осетровых, сиговых, лососевых), поэтому сброс в них стоков данных предприятий наносит значительный материальный ущерб рыбной промышленности.

Содержание солей может быть снижено, прежде всего, за счёт использования сточных вод на выработку хлористого бария и хлористого кальция, для чего необходимо расширить соответствующие цехи. Имеются также широкие перспективы использования дистиллерной жидкости, в частности в дорожном деле, угольной промышленности, в строительстве и др. При поливе дорог ДЖ связывает пыль, они хорошо укатываются и приобретают гладкую блестящую поверхность. Полив асфальтовых дорог зимой в южных районах, где нет сильных морозов, предохраняет их от гололедицы, снег на них тает и стекает с полотна дороги. Использование ДЖ при мокром обогащении угля в зимнее время предохраняет уголь от смерзания. В строительной промышленности ДЖ может быть использована при приготовлении бетоноконструкций, так как она способствует быстрому схватыванию бетона.

В водоёмы, в которых имеются нерестовые участки лососевых, сброс сточных вод не должен производиться в период развития икры (6−6,5 месяца). В период развития икры весенненерестующих рыб, что обычно совпадает со временем опорожнения «белых морей» в паводок, содержание хлоридов в поде в районе смешения её с ДЖ не должно превышать 200 мг/л СП, в другие периоды года 300−250 мг/л СГ (с учётом природного их содержания в водоёме).

Сточные воды сернокислотных заводов поступают от промывки кислотных насосов, аппаратуры и мытья помещений. В общий сток сбрасывается также некоторое количество вод, содержащих сернистый газ и аммиак.

Главным загрязнителем сточных вод сернокислотных заводов является получаемая на них кислота. Поэтому отрицательное влияние сточных вод на водоёмы проявляется в основном в изменении под их воздействием активной реакции воды и солевого режима и как следствие этого в некотором угнетении процессов минерализации. На газовый режим эти сточные воды влияния нс оказывают, не изменяют они и показателей окисляемости и БПК, если к ним не примешаны хозяйственно-бытовые стоки.

Изменение реакции среды в кислую или щелочную сторону оказывает значительное влияние на водные организмы и на характер воздействия на них других веществ, находящихся в воде. Многие рыбы избегают посещать участки водоёмов, где вода имеет пониженные или повышенные показатели pH. Вода с показателями pH ниже 5 неблагоприятно влияет на дыхание рыб, потребление ими корма, на обмен веществ, замедляет прирост живой массы рыб, изменяет картину их крови. Поэтому разведения сточных вод сернокислотных заводов, pH которых ниже 5, вредны для рыб и тормозят процессы самоочищения в водоёмах. Долгое нахождение рыб в воде с pH 5 вызывает у них заболевание. Растворы, имеющие pH ниже 6, влияют отрицательно на икру, личинок и молодь рыб и кормовых беспозвоночных. Менее чувствительны к низкому pH гидробионты, имеющие известковую оболочку (улитки, прудовики), а также губки, гидры, плоские черви, моллюски, некоторые ракообразные и личинки насекомых. Гибель простейших и многих ракообразных происходит при pH 3−4. Таким образом, границей вредности для ряда полных организмов является pH 6−6,5, при наличии в воде железа или марганца нижняя граница отрицательного влияния pH повышается. Находящийся в сточных водах мышьяк тоже вреден для водных организмов, но обнаруживается он, как отмечалось выше, только в виде следов. ПДК его в воде рыбохозяйственных водоёмов не установлена.

Другим вредным компонентом сточных вод является свинец, который более токсичен для водных организмов, чем мышьяк. Содержание его в воде в количестве 3,0 мг/л является вредным для личинок рыб, а наличие 0,2−0,5 мг/л приводит к обеднению фауны водоёмов. Исключение составляют лишь более устойчивые личинки поденок и хирономид. При содержании в воде менее 0,1 мг/л свинца обильно развивается беспозвоночная фауна и водные растения. Предельно допустимая концентрация свинца для санитарно-бытовых водоёмов установлена равной 0,1 мг/л. Эта концентрация временно была рекомендована в качестве ПДК и для рыбохозяйственных водоёмов. В общих стоках сернокислотных заводов содержание свинца, как отмечалось выше, достигает иногда 1−2 мг/л, то есть значительно превышает ПДК. Следовательно, в районах их сбросов могут появляться участки с неблагоприятной средой для обитания рыб и других водных организмов. Рыбы способны обнаруживать вредные концентрации ряда веществ и, в частности, свинца и уходят из этих участков.

Сброс сточных вод сернокислотных заводов в рыбохозяйственные водоёмы может быть допущен только после ограничения поступления в них серной кислоты, свинца, мышьяка и веществ, изменяющих минерализацию воды.