Застосування мінеральних добрив і пестицидів при порушенні відповідних режимів внесення їх у ґрунт призвело до широкомасштабного забруднення ґрунтових вод. За експертними оцінками в річки та водойми щорічно виноситься близько 2,4 млн. т. Калію, 0,24 млн. т. Нітрогену та 0,12 млн. т. Фосфору.
Україна, країна з населенням біля 50 мільйонів чоловік та площею у 603700 квадратних кілометрів, розташована у центрі Європи.
Усі води (водні об'єкти) на території України становлять її водний фонд.
До водного фонду України належать:
1) поверхневі води:
F природні водойми (озера);
F водостоки (річки, струмки);
F штучні водойми (водосховища, ставки) і канали;
F інші водні об'єкти;
2) підземні води та джерела;
3) внутрішні морські води та територіальне море.
Що стосується доступних для користування водних ресурсів, то Україна належить до країн з обмеженими водними ресурсами ( водні ресурси обсяги поверхневих, підземних і морських вод відповідної території ). У засушливий рік стік річок країни на душу населення складає 0,67 тисячі кубометрів. За запасами водних ресурсів у розрахунку на одиницю площі або на одного жителя Україна займає одне із останніх місць серед країн Європи. За визначенням Європейської Економічної Комісії ООН держава, водні ресурси якої не перевищують 1,5 тис. м3 на одного мешканця вважається водонезабезпеченою. Водомісткість валового національного продукту у кілька разів перевищує аналогічні показники у інших державах.
До найважливіших річок країни належать: Дніпро, Дністер, Сіверський Донець та Південний Буг. Крім того, водні ресурси нерівномірно розповсюджені по території, що ще більше ускладнює проблеми водопостачання. Поверхневі води є головним джерелом питного водопостачання. Приблизно 60 % населення одержують воду з Дніпра, 15 % - з інших поверхневих водойм та 25 % населення користуються ґрунтовими водами (особливо у сільський місцевості). Нарешті, треба зауважити, що якість поверхневих вод в Україні звичайно недостатня для цілей питного водопостачання.
Як наслідок тривалого панування тоталітарної системи господарювання водні ресурси України зазнали значного антропогенного навантаження та деградації. Суттєвих якісних і кількісних змін зазнали поверхневі води. Зрегульовані головні річки, греблі, канали залишились нам у спадок від радянських часів, коли ніхто не замислювався над довготривалістю наслідків втручання людини у природу, навпаки, її підкорення вважалося за одне з найголовніших завдань.
Розвиток найбільш шкідливих та потужних галузей промисловості (хімічної промисловості, добування корисних копалин, металургії, енергетики, важкого машинобудування та інше) та екстенсивного сільського господарства в Україні як складової частини агропромислового комплексу колишнього СРСР спричинили значні забруднення водних ресурсів в нашій країні.
Основними джерелами питного водопостачання є поверхневі води - близько 2/3 від загальної кількості (головним чином, річковий стік) та підземні води. Крім того, в загальний фонд прісних поверхневих вод України входять природні водойми та водосховища. В Україні потреба у господарсько-питній воді надзвичайно велика і в основному вона забезпечується за рахунок поверхневих джерел, на які припадає 75 % всієї води, що постачається централізовано. Разом з тим, забруднення джерел водопостачання досягло такого рівня, що водопровідні очисні споруди вже не в змозі забезпечити надійну очистку питної води.
Склад води природних поверхневих джерел не є постійним. У них безперервно відбуваються процеси окислення, відновлення, осадження великих і важких частинок, а також біохімічні процеси, що призводять до самоочищення води. Дуже сильно змінюється склад поверхневих вод за сезонами року, внаслідок атмосферних опадів. Постійна зміна складу води не дозволяє запроектувати очисні споруди, які б завжди працювали в оптимальному режимі. У зв‘язку з цим одним з найважливіших завдань водопідготовки є використання реагентів і процесів, які б дали можливість гнучко регулювати технологію з метою оптимізації режиму.
Дніпро є головною водоносною артерією України. З Дніпра на території України забезпечується водою близько 30 млн. чоловік. Більшість поверхневих та підземних водних джерел беруть свій початок від Дніпра.
За останні 10-15 років проходила інтенсивна деградація малих річок України в результаті необмеженого надходження до них шкідливих речовин. На сьогоднішній день стан малих річок та природних водойм катастрофічний їх наповнення знизилось, якість води - незадовільна.
Поверхневі води найбільше підлягають антропогенному впливу. Так, тільки 45% стоків, які надходять до річки Дніпро, проходять очищення.
Склад речовин, які потрапляють до поверхневих вод різних регіонів, дуже різноманітний та залежить від багатьох складових: виду промислових та сільськогосподарських виробництв в районі водозабору, кількості та якості очисних споруд, кліматичних, ландшафтних умов та т. ін.
Не краща ситуація і з підземними водами. Внаслідок потрапляння інгредієнтів токсичних відходів у ґрунт близько 60 % розвіданих підземних вод стали непридатними для використання, а 24% перебувають на грані виходу з загального питного балансу. Питоме водопостачання населення України, що користується централізованим водопостачанням, досягло 370 л/чол. на добу – це щонайменше в 2 рази вище, ніж середній рівень водопостачання у передових країнах світу (середньодобове споживання води одним мешканцем Києва складає 410-450 літрів, тоді як у Барселоні (Іспанія) 106; Амстердамі (Нідерланди) – 100; Антверпені (Бельгія) – 85 л/чол. на добу).
1.4 Характеристика методів очищення стічних вод
1.4.1 Загроза інфекційних захворювань
Неочищені каналізаційні стоки – одне з головних джерел загрози для здоров'я людини, оскільки люди і тварини бувають заражені патогенами (хвороботворними бактеріями і іншими паразитами). Заражені люди або тварини можуть виділяти з екскрементами величезну кількість патогенів або їх яєць. Іноді людина служить переносником інфекції, навіть не відчуваючи симптомів захворювання. Якщо заражені каналізаційні стоки потраплять в питну воду, на джерела їжі або в місця для купання, паразити можуть інфікувати багато людей. В деяких випадках інфекція передається через харчові ланцюги. Наприклад, устриці, можуть заковтувати паразитів, які передаються людині, коли він вживає в їжу устриць. Тому устричні «банки», забруднені каналізаційними стоками, закриті для лову [19]. Крім того, деякі види харчових продуктів рекомендується завжди піддавати термічній обробці.
У більшості випадків патогенні організми виживають зовні господаря не більше декількох днів, а їх число, що потрапило в його тіло, визначає вірогідність розвитку інфекції. Отже, коли густина населення низька, перенесення патогенів відбувається відносно рідко, оскільки рівень їх розповсюдження невеликий і проходить досить багато часу між виділенням їх в зовнішнє середовище одним господарем і зустріччю з іншим. Проте, чим вище густина населення, тим вірогідніше зараження. Живучи і працюючи в густозаселенних містах, люди стають надзвичайно уразливими для патогенних організмів.
Перш ніж в середині XIX в. був встановлений зв'язок між захворюваннями і наявністю в покидьках патогенів, в містах часто траплялися спустошливі епідемії. В даний час в більшості країн прийняті санітарно-гігієнічні правила, які запобігають такому «круговороту» патогенів, зокрема:
(1) дезинфекція запасів води для населення хлоруванням або іншими методами;
(2) особиста санітарія і гігієна, особливо під час приготування і роздачі їжі;
(3) збір і очищення каналізаційних стоків.
Багато хто зв'язує зниження захворюваності з успіхами сучасної медицини, але дякувати, перш за все, коштує санітарно-гігієнічних правил, часто сприйманих як щось саме собою розуміюче.
1.4.2 Зниження вмісту розчиненого кисню
Скидання неочищених каналізаційних стоків у водоймища не тільки чревате небезпекою інфекційних захворювань, але і може стати причиною зниження вмісту розчиненого у воді кисню і деградації водних екосистем.
Органічна речовина, присутня в стоках, мисливська поєдаєтся редуцентами і детрітофагамі, які поглинають кисень в процесі дихання. Коли детриту надлишок, ці організми споживають розчинений кисень швидше, ніж він поповнює систему, і його запаси виснажуються. Концентрацію органіки в каналізаційних стоках часто виражають біологічною потребою в кисні (БПК), тобто кількістю кисню, яка потрібно редуцентам, щоб розкласти речовину, що поступила.
Виснаження запасів розчиненого кисню не завдає шкоди самим бактеріям-редуцентам, оскільки вони здібні до анаеробіченого дихання і бродіння. Анаеробні (позбавлені кисню) водоймища не тільки не можуть підтримувати життя риб, молюсків і ракоподібних, але і погано пахнуть, оскільки у багатьох продуктів безкисневого метаболізму вельми неприємний запах. Цим же обумовлений характерний запах каналізаційних стоків.
Крім того, виснаження запасів розчиненого кисню може збільшити небезпеку мікробного зараження. Багато патогенних організмів набагато довше живуть в анаеробних умовах. В середовищі, багатому киснем, вони швидко гинуть або з'їдаються іншими організмами.
1.4.3 Збір і очищення стічних вод
Санітарна каналізаційної системи об'єднує всі стічні труби від розташованих в будівлях раковин, ванн і тощо, як стовбур дерева об'єднує всі його гілки. З підстави цього «стовбура» витікає суміш всього, що потрапило в систему, - початкові стоки, або початкові стічні води. Оскільки ми використовуємо величезний об'єм води для видалення мізерних кількостей відходів або просто ллємо її без особливої потреби, в первинних стоках на кожну частину відходів доводиться приблизно 1000 частин води, тобто в них 99,9% води і 0,1% відходів. З додаванням зливових вод розбавлення ще більш збільшується. Але відходи або забруднювачі первинних стоків мають величезне значення. Їх підрозділяють на три категорії [34].