Основная причина загрязнения озер - сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйством. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадая в озера, также загрязняют их. Сточные воды - это воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека.
Загрязнения, поступающие в сточные воды, условно можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворенные примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.
К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей - те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами - тонкими пленками из коллодия или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.
Все загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.
Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и другими веществами.
Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Растительные органические загрязнения представляют собой остатки растений, плодов овощей и злаков, растительного масла и др. загрязнения животного происхождения - это физиологические выделения людей и животных. Останки тканей животных, клеевые вещества и др.
Бытовые сточные воды включают воды кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, хозяйственные воды, которые образуются при мытье помещений и др. Они поступают из жилых и общественных зданий, от бытовых помещений промышленных предприятий. В бытовых сточных водах органическое вещество в загрязнениях составляет 58%, минеральные вещества - 42%.
В промышленном производстве вода используется как теплоноситель, поглотитель, растворитель, как средство транспортировки. Многие предприятия машиностроения, металлообработки, тепловые электростанции используют воду для охлаждения.
Основное количество сточных вод, содержащих загрязняющие вещества (табл.2), образуются в системе жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) (в 2005 г. на их долю приходилось 75%, 2009 г. - 66,9%).
Таблица 2. Основные загрязняющие вещества сточных вод, попадающие в озерные экосистемы Беларуси.
| Показатель | Размерность | Год | ||||
| Органические вещества | тыс. т | 9,0 | 8,9 | 8,3 | 8,1 | 7,9 |
| Нефтепродукты | тыс. т | 0,16 | 0,2 | 0,15 | 0,14 | 0,13 |
| Взвешенные вещества | тыс. т | 13,8 | 14,6 | 13,6 | 12,6 | |
| Сульфаты | тыс. т | 63,7 | 62,7 | 59,5 | 60,7 | 63,5 |
| Хлориды | тыс. т | 73,9 | 74,4 | 71,3 | 72,8 | 72,9 |
| Азот аммонийный | тыс. т | 6,0 | 6,4 | 6,0 | 5,6 | 5,4 |
| Азот нитритный | тыс. т | 0,59 | 0,34 | 0,25 | 0,2 | 0, 19 |
| Азот нитратный | тыс. т | 2,9 | 3,7 | 3,4 | 3,7 | 3,7 |
| Медь | Т | 9,8 | 7,6 | 6,7 | ||
| Другие металлы (железо, цинк, никель, хром) | Т | 421,1 |
В 2009 г. со сточными водами ЖКХ в водные объекты страны поступило 91% всего сбрасываемого в воды азота аммонийного, 89% азота нитритного, 90% фосфора фосфатного, 81% органических веществ, 82% хлоридов, 85% нефтепродуктов, 72% взвешенных веществ и 42% сульфатов.
В настоящее время основной химический пресс на озерные экосистемы страны обусловлен такими локальными источниками загрязнения, как областные города и г. Минск, на долю которых приходится 63% общей нагрузки на водные объекты по азоту нитратному, 61% по азоту аммонийному, 54% по взвешенным веществам, 54% по нефтепродуктам, 52% по органическим веществам, 42% по азоту нитритному и 37% по тяжелым металлам (железо, никель, цинк, хром).
В целом в стране 20 крупных предприятий, имеющих очистные сооружения, отводят около 58% всего объема сточных вод, содержащих загрязняющие вещества. В их составе содержится 71% органических соединений, 83 - нефтепродуктов, 82 - азота аммонийного и 57% основных металлов.
Характерными загрязняющими веществами в составе отводимых сточных вод является Р, азот аммонийный, азот нитритный и органические вещества, избыточные концентрации которых обнаружены во многих озерах страны.
Сельскохозяйственное загрязнение
Вторым основным потребителем воды является сельское хозяйство, использующее ее для орошения полей. Ядовитые вещества попадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. К ним относятся инсектициды, фунгициды, которые распыляют над фруктовыми садами и посевами, гербициды, применяющиеся как средство борьбы с сорняками. Кроме химических соединений, в реки попадает большой объем фекалий и других органических остатков с ферм, где выращиваются мясо-молочный крупный рогатый скот, свиньи или домашняя птица. Много органических отходов также поступает в процессе переработки продукции сельского хозяйства (при разделке мясных туш, обработке кож, производстве пищевых продуктов и консервов и т.д.).
Значительную опасность для водоемов представляют смываемые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калийные удобрения. Отрицательное действие удобрений на окружающую среду связано прежде всего с несовершенством свойств и химического состава удобрений. Существенными недостатками многих минеральных удобрений являются: наличие остаточной кислоты (свободная кислотность) вследствие технологии их производства; физиологическая кислотность и щелочность.
К значительному недостатку многих минеральных удобрений можно отнести наличие в них тяжелых металлов (кадмия, свинца, никеля и др.) Наиболее загрязнены тяжелыми металлами фосфорные и комплексные удобрения. Это связано с тем, что практически все фосфорные руды содержат большие количества стронция, редкоземельные и радиоактивные элементы. Расширение производства и применение фосфорных и комплексных удобрений ведет к загрязнению окружающей среды соединениями фтора, мышьяка. Повышенные дозы фтора угнетают развитие животных, приводят к отравлению; у человека при содержании в воде фтора больше 2 мг/л разрушается эмаль зубов, а при 8 мг/л развивается остеосклероз.
Длительное применение больших доз фосфорных удобрений может привести к так называемому "зафосфачиванию", когда почва обогащается усвояемыми фосфатами и новые порции удобрений не оказывают эффекта, что ведет к большому количеству попадания фосфора в отводимые сточные воды.
Калийные удобрения, внесенные в почву, подобно фосфору, не остаются в неизменном виде. Часть их находится в почвенном растворе, часть переходит в поглощенно-обменное состояние, а часть превращается в необменную, малодоступную для растений форму. В зоне с большим количеством осадков и при поливном земледелии возможно вымывание калия удобрений за пределы корнеобитаемого слоя почвы.
Азотные удобрения по взаимодействию с почвой значительно отличаются от фосфорных и калийных. Нитратные формы азота почвой не поглощаются, поэтому они легко могут вымываться атмосферными осадками и поливными водами. Некоторое количество питательных веществ, особенно азота в виде нитратов, хлоридов и сульфатов, проникают в грунтовые воды, реки, а потом и в озерные экосистемы. Следствием этого является превышение норм содержания этих веществ в воде, что может быть вредным для людей и животных, а также ведет к нежелательному изменению гидробиоценозов и наносит ущерб рыбному хозяйству.
Воздействие животноводства на природный ландшафт характеризуется рядом специфических особенностей. Первая заключается в том, что животноводческие ландшафты состоят из разнородных, но тесно связанных между собой частей, таких как пастбища, выгоны, фермы, зоны утилизации отходов и т.д. Каждая часть вносит особый вклад в общий поток воздействия на природные комплексы. Вторая особенность - меньшее территориальное распространение по сравнению с земледелием.
Сточные воды крупных животноводческих комплексов отличаются высокой концентрацией растворенных и нерастворенных загрязняющих веществ.
Выпас животных в первую очередь влияет на растительный покров пастбищ: уменьшается биомасса растений и происходят изменения в видовом составе растительного сообщества. При особо длительном или чрезмерном (в расчете на животное) выпасе почва уплотняется, поверхность пастбищ оголяется, что усиливает испарение и приводит в континентальных секторах умеренного пояса к засолению почв, а во влажных районах способствует заболачиванию.
Использование земель под пастбища сопряжено также с выносом питательных веществ из почв в составе подножных кормов и сена. Чтобы компенсировать потери питательных веществ, в земли пастбищ вносят удобрения, двоякость воздействия которых описана в разделе о земледелии.
Животноводческая отрасль является значительным потребителем воды, на долю которого из общего сельскохозяйственного водозабора приходится около 70 км3 в год.
Наиболее негативная сторона воздействия животноводства на ландшафт - загрязнение природных вод стоками животноводческих ферм. Многократное повышение концентрации органических веществ в пресноводных водоемах, а затем в прибрежной зоне морской акватории существенно уменьшает содержание кислорода в воде, приводит к изменению сообщества водных микроорганизмов, нарушению пищевых цепей, может вызвать гибель рыбы и другие последствия.