Широке застосування синтетичних мийних засобів у побуті й промисловості приводить до збільшення їхньої концентрації в стічних водах. При концентрації 1 мг/л гинуть дрібні планктонні організми, такі як водорості, дафнії, коловертки. При концентрації 5 мг/л гине риба. Синтетичні мийні засоби практично не віддаляються очисними спорудженнями, тому вони досить часто попадають у водойми, а звідти - у водопровідну воду.
Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це сполуки миш'яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість із них попадає у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюзі більше високоорганізованим організмам. Токсичний ефект деяких найпоширеніших забруднювачів гідросфери представлений у таблиці 3.1.
Крім перерахованих у таблиці речовин, до небезпечних заразителям водної середовища можна віднести неорганічні кислоти й підстави, що спричиняються широкий диапозон рн промислових стоків (1,0 - 11,0) і здатних змінювати рн водного середовища до значень 5,0 або вище 8,0 , тоді як риба в прісній і морській воді може існувати тільки в інтервалі рн 5,0 - 8,5.
Кілька сотень мешканців водойм дуже чутливі до присутності у воді органічних речовин і тому служать індикаторами благополуччя водних экосистем. Установлено, що деякі водні безхребетні здатно накопичувати велику кількість радіоактивних елементів і ядохимикатов, тому їх використовують як індикатори забруднення природного середовища.
Природна вода має здатність до самоочищення під впливом природних факторів: сонячного світла, атмосферних газів, життєдіяльності організмів - бактерій, грибів, зелених рослин, тварин. У процесі природного самоочищення при багаторазовому розведенні стоків чистою водою в ріці через 24 години залишається близько 50 відсотків бактерій, а через 36 годин - тільки 0,5 відсотка.
Багато великих рік піддалися сильному забрудненню, так наприклад практично повністю забруднені: Ока, Волга, Кама, Об, Іртиш. У цьому районі розташовується безліч радіаційно-небезпечних об'єктів таких як склади хімічної зброї(Волга, Ока, Кама), атомні електростанції, поховання ядерних відходів... У порівнянні з ними наша ріка Лена чиста, хоча на початку сезону навігації “ми п'ємо солярку”, неважко представити, що діється в тих ріках.
Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами й біогенними елементами варто згадати підприємства харчової промисловості й сільське господарство. Зі зрошуваних земель щорічно вимивається близько 10 млн.т. солей.
Відходи, що містять ртуть, свинець, мідь локалізовані в окремих районах у берегів, однак деяка їхня частина виноситься далеко за межі територіальних вод. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських экосистем, придушуючи розвиток фітопланктону. Відходи, що містять ртуть, звичайно скапливаются в донних відкладеннях заток або естуаріях рік. Подальша її міграція супроводжується нагромадженням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів.
Так, сумну популярність придбала хворобу Минамата, уперше виявлену японськими вченими в людей, що вживали в їжу рибу, виловлену в затоці Минамата, у який безконтрольно скидали промислові стоки з техногенною ртуттю.
При сильному забрудненні самоочищення води не відбувається через загибель організмів і порушення природних біологічних процесів. Тому залежно від ступеня й характеру забруднення застосовують спеціальні методи відчищання стічних вод: механічні, хімічні й біологічні. Але тому що це погано фінансується відчищання ведеться погано.
Органічні забруднення (нафта)
Багато морів осягла та ж доля, що й ріки, наприклад прибережні води Охотського моря забруднені великими нафтовими плямами, так само забруднені й донні відкладення. У Японського моря та ж проблема. Практично повністю забруднене Баренцево море, великі нафтові плями плавають по Каспійському й Чорному морям.
Сьогодні мешканці морів страждають від згубних забруднень, викликаних діяльністю людини. Страждають водорості й молюски, ракоподібні й медузи. Хворіють і гинуть риби й дельфіни. Один з найнебезпечніших забруднювачів - нафта, що попадає у воду при аварії танкерів або при видобутку її з морських глибин. У побут фахівців увійшло навіть стало тепер широко розповсюдженим поняття «чорний прибій». Загибель і спустошення приносить цей «прибій» мешканцям моря й узбережжя.
Нафта являє собою грузлу маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і володіє слабкої флуорисценцией. Нафта складається переважно з насичених алифвтических і гідроароматичних вуглеводнів. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98%) - підрозділяються на 4 класи:
а) Парафины (алкены) - (до 90% від загальної сполуки) - стійкі речовини, молекули яких виражені прямою й розгалуженим ланцюгом атомів вуглецю. Легені парафины мають максимальну летючість і розчинністю у воді.
б) Циклопарафины - ( 30 - 60% від загальної сполуки) - насичені циклічні сполуки з 5-6 атомами вуглецю в кільці. Крім циклопентана й циклогексану в нафті зустрічаються бициклические й поліциклічні сполуки цієї групи. Ці сполуки дуже стійкі й погано піддаються биоразложению.
в) Ароматичні вуглеводні - (20 - 40% від загальної сполуки) - ненасичені циклічні сполуки ряду бензолу, що містять у кільці на 6 атомів вуглецю менше, ніж циклопарафины. У нафті присутні летучі сполуки з молекулою у вигляді одинарного кільця (бензол, толуол, ксилол), потім бициклические (нафталін), напівциклічні (пирен).
г) Олефины (алкены) - (до 10% від загальної сполуки) - ненасичені нециклічні сполуки з одним або двома атомами водню в кожного атома вуглецю в молекулі, що має пряму або розгалужений ланцюг.
Учені всього миру шукають способи боротьби з подібними забрудненнями. Проводять експерименти, використовуючи живі організми для очищення моря.
Нафта попадала в море природним шляхом задовго до того, як людина стала забруднювати природу. У море найшлися бактерії, які почали неї використовувати в їжу. Невелика кількість бактерій завжди присутня навіть у чистій воді. Зачувши видобуток, бактерії - “нефтееды” починають посилено харчуватися й активно розмножуватися. Їхнє число поблизу плям нафти й нафтопродуктів різко збільшується. Пройде кілька днів - і небезпечна райдужна пляма зникне, перетворене невтомними мікробами в нешкідливі для інших морських істот тридцятилітні. Самі ж бактерії, що розмножилися, стануть їжею для мікроскопічних планктонів.
Всі б добре, але погано те, що при катастрофах супертанкерів і аваріях на нафтових платформах у море виливаються сотні тисяч тонн нафти!
Аварійні ситуації, зливши за борт танкерами промивних і баластових вод, - все це спричиняється присутність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів. У період за 1962-79 роки в результаті аварій у морське середовище надійшло близько 2 млн. т. нафти. За останні 30 років, починаючи з 1964 року, пробурено близько 2000 шпар у Світовому океані, з них тільки в Північному морі 1000 і 350 промислових шпар обладнано. Через незначні витоки щорічно губиться 0,1 млн.т. нафти. Більші маси нафти надходять у моря по ріках, з побутовими й зливовими стоками.
Об'єм забруднень із цього джерела становить 2,0 млн.т./рік. Зі стоками промисловості щорічно попадає 0,5 млн.т. нафти. Потрапляючи в морське середовище, нафту спочатку розтікається у вигляді плівки, образуя шари різної потужності. По кольорі плівки можна визначити її товщину:
| Зовнішній вигляд | Товщина, напівтемних | Кількість нафти, л/кв.км |
| 1. Ледь помітна | 0,038 | 44 |
| 2. Сріблистий відблиск | 0,076 | 88 |
| 3. Сліди фарбування | 0,152 | 176 |
| 4. Яскраво пофарбовані розлучення | 0,305 | 352 |
| 5. Тусклопофарбовані | 1,016 | 1170 |
| 6. Темно пофарбовані | 2,032 | 2310 |
Нафтова плівка змінює сполуку спектра й інтенсивність проникнення у воду світла. Пропущення світла тонкими плівками сирої нафти становить 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм).
Плівка товщиною 30-40 напівтемних повністю поглинає інфрачервоне випромінювання. Змішуючись із водою, нафта утворить емульсію двох типів: пряму - "нафта у воді"- і зворотну - "вода в нафті". Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0,5 напівтемних, менш стійкі й характерні для нефтей, що містять поверхнево-активні речовини. При видаленні летучих фракцій, нафта утворить грузлі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися плином, викидатися на берег і осідати на дно.
З такою кількістю «бруду» морським очисникам швидко впорається не під силу. А час дуже важливий фактор. Ніж скоріше буде відчищене море, тим менше загине й постраждає його мешканців.
Більші надії покладають на біологічний метод очищення - штучне розведення мікробів - пожирателів нафти. Їхньої культури в сухому стані можуть роками зберігається в спеціальних упакуваннях, а при аваріях їх будуть висівати в більших кількостях на нафтову пляму.
Біологічне забруднення або «червоний приплив»
У просторах Світового океану іноді спостерігаються явища, що вражають своєю незвичайністю. З незапам'ятних часів людині відомий так званий червоний приплив, під час якого величезні ділянки поверхні океану офарблюються в лиховісний криваво - червоний колір. Червоний приплив викликав марновірний жах у мореплавців стародавності й служив дурною ознакою. Часто наступні події виправдували побоювання людей. Відомі випадки, коли екіпажі судів одержали сильні отруєння, уживаючи в їжу виловлених у тих місцях рибу й молюсків.