ЗВ, попадающие в ПВ из различных компонентов ОС и источников, находящихся в этих компонентах, могут иметь как антропогенное происхождение, вызванное деятельностью человека, так и природное происхождение. К природным источникам загрязнения ПВ могут быть отнесены естественно некондиционные ПВ (водоносные горизонты, моря, океаны, соленые озера и реки), содержащие некоторые химические вещества в количествах, не соответствующих нормам, предъявляемым к качеству питьевых вод. Главную роль в загрязнении ПВ играют антропогенные источники загрязнения, они способствуют формированию областей распространения интенсивного загрязнения ПВ. Природные источники загрязнения могут обусловить загрязнение ПВ на очень больших площадях, но интенсивность загрязнения при этом может быть гораздо меньшей, чем от антропогенных (техногенных) источников. [14]
ЗВ попадают в ПВ, как правило, через другие компоненты ОС, проходя при этом цепочки различной длины и испытывая нередко различные химические и биологические преобразования: из атмосферы в почвы, из почвы в породы зоны аэрации, из зоны аэрации в ГВ, из ГВ в напорные воды; кроме этого, ЗВ могут непосредственно, напрямую попадать в ПВ из негерметичных скважин и других сооружений, вскрывающих водоносные горизонты. Загрязнение ПВ только от источников антропогенного происхождения, можно объединить в несколько групп: промышленные источники загрязнения - предприятия отраслей промышленности, деятельность которых не связана с недрами земли; промышленные источники загрязнения, деятельность которых связана с добычей полезных ископаемых; источники загрязнения в областях сельскохозяйственной деятельности; источники загрязнения от деятельности энергетического комплекса; источники загрязнения от деятельности транспорта и коммунально-бытовые источники загрязнения. [5]
Загрязнение окружающей среды в целом и подземной гидросферы в частности отраслями промышленности, вызывающее деградацию среды обитания и наносящее ущерб здоровью населения, остается наиболее острой экологической проблемой. Несмотря на то, что в целом по Российской Федерации индекс промышленного производства в 2011 г. составил 67% к уровню 1991 г., уровень загрязнения ОС снизился ненамного, а по некоторым отраслям промышленности даже увеличился. [15]
Среди промышленных отходов главную роль в загрязнении ПВ играют сточные промышленные воды и выбросы в атмосферу. Промышленность по сбросам сточных вод в поверхностные водоемы занимает третье место по Российской Федерации (6175,6 млн. м3), а но выбросам в атмосферу (15 842,0 тыс. т) - первое место. Динамика выбросов ЗВ в атмосферный воздух в 2011 г. по отраслям промышленности, в тыс. тонн: цветная металлургия - 3297,5; нефтедобывающая промышленность - 3113,4; черная металлургия - 2223,4; угольная промышленность - 819,5; нефтеперерабатывающая промышленность - 620,8; газовая промышленность - 536,9; промышленность строительных материалов - 434,0; химическая и нефтехимическая промышленность - 428,0; машиностроение и металлообработка - 370,1; деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность - 332,2; пищевая промышленность - 162,9; легкая промышленность - 41,2. [2]
Предприятия нефтеперерабатывающей отрасли оказывают негативное влияние на экологическую обстановку во многих регионах России. Они являются серьезными источниками загрязнения воздушного и водного бассейнов. Главные источники загрязняющих веществ: процесс извлечения серы, регенераторы катализаторов крекинга в псевдосжиженном слое, нагреватели и котлы. Кроме этого, потенциальными источниками загрязнения могут быть емкости для хранения сырья и продуктов, сепараторы воды и нефти. В атмосферу выбрасываются: диоксид серы, оксид углерода, оксид азота, углеводороды, бензин, метан, толуол, аммиак, ксилон, сероводород, бензол, сажа. Со сточными водами предприятий поступают в водные объекты сульфаты, хлориды, нитраты, взвешенные вещества, фосфор, железо, магний, фенолы, тяжелые металлы. Так, в 2011 г. в отрасли образовалось 766,7 тыс. т отходов. [16]
Наибольшее воздействие черная металлургия оказывает на атмосферный воздух и поверхностные воды, а также на подземные воды и почвы. Основными источниками выбросов в атмосферу в черной металлургии являются: агломерационные машины, машины для обжига окатышей, дробильно-размольное оборудование, места погрузки и пересыпки материалов, доменные, мартеновские и сталеплавильные печи, установки непрерывной разливки стали, травильные отделения, ваграночные печи чугунолитейных цехов. Для отрасли характерны выбросы а атмосферу таких вредных веществ, как оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, сажа и др. В поверхностные водные объекты со сточными водами поступают: хлориды, сульфаты, взвешенные вещества, нитраты, аммонийный азот, магний, фтор, железо, кремний. В отрасли за 2011 г. образовалось 398,43 млн. т отходов. [7]
По объему выбросов ЗВ в атмосферный воздух цветная металлургия занимает в промышленности первое место. Источниками образования вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия, свинца, олова, цинка, никеля и драгоценных металлов являются различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига и др.), дробильно-размольное оборудование, конвенторы, места погрузки, выгрузки и пересыпки материалов, сушильные агрегаты, открытые склады. Крупные комбинаты цветной металлургии являются самыми мощными источниками загрязнения почв, а через них и ПВ как по интенсивности, так и по разнообразию загрязняющих веществ. В составе выбросов в атмосферу присутствуют диоксиды серы, оксиды углерода, твердые вещества, серная кислота, никель, оксид меди, оксид азота и др. Со сточными водами предприятий цветной металлургии в поверхностные водные объекты поступают хлориды, сульфаты, взвешенные вещества, магний, нитраты, аммонийный азот, железо, цинк, алюминий, никель, фтор. В отрасли за 2011 году образовалось 250,81 млн. тонн отходов.
Химическая и нефтехимическая промышленность включает 26 отраслей. Многообразие продукции, применяемых технологий и видов сырья определяет широкий спектр загрязнителей атмосферного воздуха, водных объектов и почв. Ряд выбросов, сбросов и отходов производства характеризуется существенными объемами, высокой токсичностью и скоростью образования отходов. Основными источниками вредных выбросов являются производства кислот (серной, соляной, азотной, фосфорной и др.), резинотехнических изделий, фосфора, пластических масс, красителей и моющих средств, искусственного каучука, минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола), крекинг нефти. В выбросах в атмосферу вредных веществ от предприятий химической и нефтехимической промышленности присутствуют оксид углерода, летучие органические соединения, диоксид серы, оксид азота, твердые вещества, углеводороды, метан, сероуглерод, бензол, серная кислота, ацетон и др. Со сточными водами в водные объекты поступают хлориды, сульфаты, взвешенные вещества, нитраты, магний, аммонийный азот, фтор, бор, карбамид, нитриты, натрий, ртуть, кальций, формальдегид. В отрасли ежегодно образуется большое количество отходов (шламы, ртутьсодержащие отходы, отработанные соляная и серная кислоты, шлам аммиачно-хлоридных производств кальцинированной соды, фосфогипс производств фосфорной кислоты, изношенные шины, резиносодержащие отходы и др.). [9]
Машиностроительный комплекс по производству продукции является крупнейшим промышленным образованием (порядка 13 отраслей). Основными источниками загрязнения атмосферы в отрасли являются литейное производство, цехи механической обработки, сварочные и покрасочные цехи и участки. Машиностроение оказывает существенное влияние на состояние окружающей среды. Для машиностроительной и металлообрабатывающей отрасли промышленности характерны выбросы в атмосферу оксида углерода, твердых веществ, оксида углерода, диоксида серы, оксидов азота, легких органических соединений, ксилона, метана, толуола, ацетона, бензина, аммиака, серной кислоты, марганца, хрома, свинца и др. Со сточными водами в поверхностные объекты сбрасываются сульфаты, хлориды, взвешенные вещества, нитраты, аммонийный азот, общий фосфор, железо, магний, фтор. В 2002 г. в отрасли образовалось 7,28 млн. тонн отходов. [1]
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность представляет большую опасность загрязнения воды, воздуха и почв диоксинами и диоксиноподобными веществами; уровни содержания этих суперэкотоксикантов в окружающей среде вблизи целлюлозно-бумажных комбинатов резко возрастают. Для отрасли характерны выбросы в атмосферу оксида углерода, диоксида серы, твердых веществ, оксиды азота, углеводородов, летучих органических соединений. Со сточными водами в водные объекты сбрасываются сульфаты, хлориды, танин, взвешенные вешества, лигнин сульфатный, органические сернистые соединения, уксусная кислота, аммонийный азот, метанол, нитраты, общий фосфор, жиры и масла, формальдегид, железо, сероводород. Для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности как самой водоемкой в отрасли проблема утилизации сточных вод имеет большое значение. Главный источник образования загрязненных сточных вод отрасли - производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелке полуфабриката с применением хлорсодержащих продуктов. Большой объем сточных вод и высокая концентрация в них загрязняющих веществ вынуждают использовать громоздкие очистные сооружения, что приводит к их перегрузке и соответственно к воздействию на ПВ. В отрасли в 2011 г. образовалось 9,18 млн. тонн отходов. [3]
Основными источниками загрязнения воздуха на объектах промышленности строительных материалов являются цементные, асбестоцементные, известковые, химорганические производства, предприятия по производству кровельно-изоляционных материалов, керамзитобетонные заводы, карьеры по добыче нерудных строительных материалов. Вокруг заводов, производящих цемент, асбест, гипс и другие строительные материалы повышенной летучести, образуются зоны максимального загрязнения ОС радиусом до 2 км с повышенным содержанием в воздухе пыли из частиц цемента, асбеста, гипса, кварца и других вредных веществ. Помимо стационарных источников значительное влияние на состояние атмосферного воздуха оказывают залповые выбросы при производстве взрывных работ и добыче природного строительного сырья открытым способом. Крупные карьеры минерального строительного сырья уничтожают почвы на значительных площадях и способствуют формированию гидрогеологической депрессионной воронки, вызывающей снижение уровня ПВ на значительных территориях, превышающих площадь месторождений в десятки раз. Выбросы в атмосферу представлены твердыми веществами, оксидами углерода, оксидами азота, диоксидами серы и др. В загрязненных стоках, поступающих в водоемы, присутствуют взвешенные вещества, нефтепродукты, аммонийный азот, нитраты, фосфор, магний, железо и др. В отрасли в 2002 г. образовалось 80,44 млн. т отходов. [22]
К легкой промышленности относятся предприятия первичной обработки льна, конопли, джута, шерсти, хлопка, предприятия по производству тканей, кожевенные заводы и фабрики по производству товаров народного потребления. Основными источниками загрязнения в отрасли являются электролизные ванны, места загрузки и пересыпки сырья, дробильно-мельничное оборудование, смесители, сушильные барабаны, трепальные агрегаты, шлифовальные станки, прядильные и чесальные машины, оборудование для окраски изделий, барабаны для специальной обработки пушно-меховых изделий и заготовок. Предприятия легкой промышленности не оказывают значительного воздействия на ОС России. Для отрасли характерны выбросы в атмосферу оксида углерода, твердых веществ, диоксида серы. Наибольшее негативное воздействие на водные объекты оказывает сброс сточных вод, образующихся в процессе дубления кож и содержащих взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения фосфора и азота, нитраты, СПАВ, жиры и масла, железо, цинк, никель, хром, алюминий, сероводород, метанол, формальдегид и другие вредные вещества. В отрасли в 2011 г. образовалось 231 тыс. т отходов. [12]
Предприятия пищевой промышленности перерабатывают огромное количество продуктов сельского хозяйства, речного и морского промыслов. Проблема выбросов в пищевой промышленности больше касается разнообразных процессов, связанных главным образом с выбросами сильнопахнущих веществ. Основными источниками образования вредных веществ в отрасли являются шелушители, нейтрализаторы, сепараторы, мучные силосы, технологические печи, фасовочные автоматы, табакорезательные машины, линии по производству парфюмерных изделий, мясоперерабатывающие производства, заводы по производству растворимого кофе и цикория, предприятия по производству мясокостной муки и клеев на органической основе. Для предприятий пищевой промышленности характерными компонентами выбросов в атмосферу являются оксид углерода, диоксид серы, твердые вещества, оксиды азота, пары спиртов, акролеин, жирные кислоты, аммиак, сажа, метан, толуол, ацетон, белково-витаминный концентрат.
Водоемы загрязняются хлоридами, органическими веществами, сульфатами, аммонийным азотом, нитратами, магнием, общим фосфором, остатками корма и подстилки для животных, поваренной солью, моющими и дезинфицирующими веществами, нитритами, фосфатами и, возможно, болезнетворными микроорганизмами. В отрасли в 2011 г. образовалось около 9 млн. тонн отходов. [4]
Производственная деятельность нефтедобывающей промышленности воздействует на ОС в следующих направлениях: изъятие, нарушение и загрязнение земельных ресурсов на объектах нефтедобычи и транспортировки нефти, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, сбросы в поверхностные и подземные воды и на почвенный покров, извлечение с нефтью высокоминерализованных попутных вод (рассолов), захоронение отходов бурения, аварийные разливы нефти. Дополнительный ущерб ОС наносят аварии на буровых установках и платформах, а также на магистральных газо- и нефтепроводах. Основными причинами аварийных ситуаций являются порывы трубопроводов из-за коррозии. По объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу нефтедобывающая промышленность вышла на второе место; в них преобладают оксиды углерода, углеводороды, летучие органические соединения, диоксид серы, оксиды азота. Наблюдаются выбросы в атмосферу попутных газов. Объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты в 2011 г. уменьшился в 7,4 раза по отношению к 1998 г. На предприятиях отрасли накопилось 4 млн. т отходов. На нефтепроводах наблюдаются аварийные разливы нефти, связанные с многочисленными порывами внутри промысловых трубопроводов, на магистральных трубопроводах также наблюдается загрязнение земель нефтью и другими токсичными отходами.
При добыче, переработке, хранении и транспортировке природного газа наибольший вред окружающей среде наносится выбросами вредных веществ в атмосферу. От общего объема отходящих веществ при добыче газа улавливается и обезвреживается около 20%. На действующих магистральных газопроводах имеют случаи аварии с большими потерями газа.
Наиболее существенна доля отрасли по выбросам жидких и газообразных веществ. Характерными загрязняющими веществами на объектах газовой промышленности являются оксид углерода, углеводороды, диоксид серы, твердые вещества, сажа, летучие органические соединения, оксид азота. Объем сброса сточных загрязненных вод в 2011 г. увеличился в 2,6 раза по сравнению с 1998 г. [8]
Угольная промышленность, с точки зрения воздействия на окружающую среду, является одной из сложных отраслей. Добываемый уголь содержит много примесей и негорючих материалов. В естественном состоянии уголь содержит глину, обломки скальных пород, пириты и другие материалы, относимые к золе. Процесс добычи и разработки угольных месторождений добавляет примеси другого типа - рудную массу, обломки породы, древесины и случайные примеси железа. [2]
Основные аспекты негативного воздействия отрасли следующие: изъятие из землепользования и нарушение земель; истощение водных ресурсов и нарушение гидрологического режима подземных и поверхностных вод; загрязнение подземных и поверхностных водных объектов сбрасываемыми в них производственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами предприятий и населенных пунктов; загрязнение воздушного бассейна твердыми и газообразными вредными веществами при применении существующих технологических процессов добычи, переработки и сжигания твердого топлива; загрязнение земной поверхности отходами добычи и обогащения угля и сланца. [14]
Загрязнение воздушного бассейна в процессе открытой и подземной добычи угля, транспортировки и обогащения каменного угля вызвано буровзрывными работами, работой двигателей внутреннего сгорания и котельных, пылением угольных складов и породных отвалов и другими источниками. Выбросы в атмосферу предприятий угольной промышленности состоят из углеводородов, метана, сажи, летучих органических соединений, диоксида серы, твердых веществ. В структуре сточных вод преобладают загрязненные, их объем увеличился. Площадь нарушенных земель в 2011 г. составила 2,25 тыс. га. Основные виды твердых отходов на угледобывающих предприятиях - шахтные и вскрышные породы, а на углеперерабатывающих - хвосты обогащения, которые в больших объемах накапливаются в отвалах.
В настоящее время основная доля энергии производится за счет сжигания или переработки природного органосодержащего сырья - угля, нефти, газа, горючих сланцев, торфа, а также использования энергии рек путем строительства гидроэлектростанций и сооружения водохранилищ. Энергетические предприятия в зависимости от свойств используемых первичных ресурсов различно влияют на состояние окружающей среды: загрязняют воздушный бассейн продуктами сгорания, вызывают тепловое загрязнение атмосферы и водных объектов, загрязнение водных объектов сточными водами и др. Наибольший вклад в зафязнение атмосферы вносят ТЭС - около 90% по отрасли. В выбросах преобладают диоксиды серы, оксид углерода, твердые вещества, оксиды азота, углеводороды, летучие органические соединения, формальдегид, аммиак, сажа, бензапирен, метан, азотная кислота. Крупнейшими в отрасли источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу являются ГРЭС. В 2011 г. в отрасли сброшено 768,3 млн. м3 загрязненных сточных вод. Со сточными водами предприятий отрасли в поверхностные водные объекты поступили хлориды, сульфаты, взвешенные вещества, уксусная кислота, нитраты, магний, аммонийный азот, железо, фосфор, СПАВ, алюминий, фтор. Объем отходов по отрасли составил 57,42 млн. т. Запруживание рек и строительство водохранилищ ведет к изменению микроклимата, влияет на уровень грунтовых вод и состояние растительности, приводит к засолению или заболачиванию почв и другим последствиям В атомной энергетике выбросы вредных веществ в атмосферный воздух состоят из твердых веществ, диоксида серы, оксидов азота, оксида углерода, углеводородов, летучих органических соединений.