class="p1">2 м прогревается от 8 до 15 °C и выше. Придонные слои воды имеют более низкую температуру, а значит, они являются и более тяжелыми, поэтому подъем вод к поверхности исключается. Именно поэтому особенно опасная ситуация складывается тогда, когда температура придонной воды достигает 4 °C, в этом случае плотность воды наибольшая.
В безледный период благоприятным фактором бывают ветры, перемешивающие водную массу.
Находясь длительное время подо льдом, качество вод само по себе снижается за счет расходования кислорода; воды рек и озер приообретают кислую реакцию, pH становится ниже 6,0. Это ведет к гибели рыбы. Если же в реку сливаются промышленные и бытовые отходы, нефтепродукты, то положение становится катастрофическим, особенно в зимнее время. В средней полосе вода реки может самоочиститься на участке в 200–300 км; в условиях Севера с длительным ледоставом для самоочищения недостаточно и 1500–2000 км [14].
Нефть, как известно, самый интенсивный загрязнитель вод: 100 г нефтепродуктов загрязняют 8000 л воды настолько сильно, что она становится непригодной для жизни животных и хозяйственного потребления. Нефтяная пленка на поверхности воды затрудняет и даже прекращает обогащение воды кислородом воздуха.
Освоение нефтегазовых месторождений Севера требует тщательной разработки мероприятий с тем, чтобы не загрязнять воды рек и их притоков. Это необходимо еще и потому, что пути превращения нефтепродуктов в водоемах изучены слабо. Известно, что их растворимость невелика, распад нефти происходит медленно, особенно при низких температурах. Для этого процесса нужен кислород: полное окисление нефти заканчивается в аэробных условиях (т. е. при наличии кислорода) не ранее чем через 100–150 дней; распад нефти в анаэробных условиях происходит еще дольше.
Особенной опасности подвергаются небольшие реки Севера, так как. в результате даже одного выброса в них нефтепродуктов или других загрязняющих веществ можно сразу погубить все живое. Малые речки встречаются на всех островах и полуостровах Севера, в районах с горным рельефом — Магаданской области, значительной части Якутии и т. д.
Тепловое загрязнение рек и вообще экосистем на Севере более опасно, чем в средней полосе, так как дает очень широкий спектр неблагоприятных изменений в природе. В реках гибнет рыба и другие животные, поверхность земли начинает деформироваться из-за развития термокарста. Именно поэтому в ряде районов Крайнего Севера СССР и в г. Фэрбенкс в США (штат Аляска) для отопления домов используется теплая вода, сбрасываемая электростанциями. После охлаждения вода возвращается на станцию. Такая отопительная система и экономически, и экологически выгоднее и удобнее котельных и других видов отопительных систем.
Самым радикальным способом борьбы с загрязнением воды так же, как и воздуха, является введение безотходной технологии с замкнутым циклом водоснабжения. Опыт показывает, что это дает большой народнохозяйственный эффект: промышленность получает дополнительное сырье; в водоемах сохраняется рыба, поверхностные воды рек и озер становятся доступными для использования в бытовых и хозяйственных целях. При сбросе использованных вод в естественные водоемы требуются повышенные затраты на их очистку из-за слабой естественной самоочищаемости водоемов. Так, на Аляске, учитывая эти особенности вод Севера, при создании коммунально-бытовых систем в ряде поселков предусматривается максимальная экономия воды. Водяное отопление заменяется электрическим; расширяется применение экономящих воду паровых бань; водопроводы рассчитываются на многократное использование воды. Расход воды на одного человека сокращается до очень малых величин — 50–60 л в сутки [2].
В тех местах, где в воду сбрасывают недостаточно очищенные стоки, целесообразно устанавливать аэраторы, которые нагнетают в воду воздух, а следовательно, и кислород. Такие аэраторы имеются на многих водоемах, в которые сбрасываются неочищенные или слабо очищенные стоки. Наблюдения показали, что количество органических веществ, оседающих, на дно рек и озер, уменьшается после установки аэраторов в 10–12 раз. Остальная масса органических веществ разлагается в процессе окисления вследствие непрерывного поступления кислорода.
Некоторые исследователи рекомендуют использовать городские сточные воды для орошения земледельческих полей. Во-первых, это улучшает экономику орошаемого земледелия. Во-вторых, почва является наиболее эффективным средством обезвреживания сточных вод. Эти рекомендации верны, но только для южных зон. Почвы Крайнего Севера маломощные и очень холодные, на глубине 20 см температура их даже в июле редко превышает 5–10°. Обычная температура почвы на этой глубине летом равна 2–4°, Напомню, что под Москвой в это время температура почвы равна 18–20°. Скорость химических реакций, как известно, зависит от температуры (правило Вант-Гоффа). Да и к тому же вечномерзлые слои, располагаясь летом на глубине 50–100 см, служат водоупорным горизонтом. Для поселков средней полосы проблема утилизации отходов никогда не была серьезной: отходы сгнивали и разлагались на полях, в оврагах. Таким образом, вопрос о том, куда девать бытовые отходы, пока не решен. Но бесспорно, что их нельзя сбрасывать ни в реки, ни возле населенных пунктов, потому что это неизбежно приведет к распространению многих инфекционных заболеваний.
А. И. Львович в 1973 г. опубликовал материалы по оросительным нормам на сточные воды на земледельческих полях орошения, которые зависят от климатических и почвенных условий. В жарком аридном климате при прочих равных условиях возможны наибольшие объемы сточных вод на полях орошения — до 9000 м3/га. По мере возрастания увлажнения эти объемы убывают. По А. И. Львовичу, в условиях избыточного увлажнения даже на легко- и среднепесчаных почвах сточные воды на земледельческих полях орошения не должны превышать 2000 м3/га. Глинистые и тяжелосуглинистые почвы в условиях избыточного увлажнения уже нельзя использовать для очистки сточных вод, так как на них практически отсутствует фильтрация.
На Севере осадков выпадает немного, но вследствие короткого холодного лета и длительной зимы влага испаряется еще меньше, в результате почвы здесь обычно увлажнены избыточно. Этому же способствуют многолетние мерзлые породы, которые являются водоупорным горизонтом, препятствующим фильтрации. В результате способность мерзлотных почв Севера к самоочищению крайне ограниченна. Они аккумулируют загрязняющие вещества и отравляют маломощный сезонно-талый слой.
В зимнее время на Севере, как уже говорилось, преобладает застаивание воздуха, вследствие чего загрязняющие вещества не рассеиваются, а выпадают в окрестностях городов. Поэтому с весенним таянием снегов, законсервировавших в себе огромное количество отходов промышленности, отмечаются наиболее концентрированные дозы загрязнения поверхностных вод, почв и других компонентов природы. О масштабах этого загрязнения может свидетельствовать следующий пример. В Канаде, в районе Садбери, расположен крупный промышленный центр по добыче и выплавке меди, никеля, кобальта, платины, железа. Подсчитано, что только за декабрь 1971 г. через дымовые трубы двух плавильных заводов и одной фабрики по обогащению железной руды было выброшено (в тоннах): железа — 1124, никеля — 192, меди — 146, кобальта — 5,5, свинца — 19, цинка — 12. Это вызывает загрязнение поверхностных вод и почв в радиусе около 50 км. Металлы в почве отравляют и убивают почвенную флору и фауну, а также наземные растения [41].
Нужно отметить,
