Вода відноситься до числа найбільш важливих природних ресурсів, таких, як повітря та енергоносії. Вода необхідна для всіх форм життя на Землі. Сукупність усіх джерел води на нашій планеті – морів, озер, річок, ставків, боліт, підземних вод – називається гідросферою. Загальна кількість води на Землі – 1386 млн км3. Загальна площа океанів і морів в 2,5 рази перевищує територію суші. Із загальної кількості води на Землі частка прісних вод становить 2,5%, або 35 млн км3. Це 8 млн км3 прісної води на кожного жителя планети. Однак більша частина прісної води важкодоступна. Близько 70% прісної води укладене в льодовикових покривах полярних країн і гірських льодовиках. Обширні запаси прісної води знаходяться у верхній частині земної кори на різній глибині. Це запаси підземних вод. Прісні води, як правило, знаходяться на глибині 150-200 м, нижче вони стають солоними водами. Обсяг підземних прісних вод приблизно в 100 разів перевищує сукупний обсяг озер, річок і боліт. Площа всіх озер земної кулі дещо перевищує 2 млн км2.
Вода є єдиною природною рідиною, наявної на поверхні Землі у величезній кількості. Тільки ця речовина в природі існує у всіх трьох агрегатних станах: рідкому, твердому і газоподібному. Здавалося б, на Землі присутня достатня кількість цього потрібного для життя природного ресурсу, тим не менш, нестача води на сьогоднішній день є однією з найважливіших екологічних проблем.
Забруднення водних систем представляє велику небезпеку, оскільки водні екосистеми надзвичайно чутливі до впливу забруднювачів. Процеси самоочищення і відновлення водних екосистем відбуваються повільно, а джерела забруднення водойм дуже різноманітні і важко піддаються нейтралізації.
Основними джерелами забруднення природних вод є:
1) атмосферні води, що містять маси вимиваються з повітря хімічних речовин промислового походження. Опади і талі води додатково залучають з собою велику кількість речовин. Найбільш забрудненими є стоки з міських вулиць, виробничих майданчиків – у них містяться нафтопродукти, сміття, феноли, кислоти, оксиди важких металів;
2) побутові стічні води містять переважно фекалії, поверхнево-активні миючі засоби, жири, мікроорганізми;
3) сільськогосподарські стічні води, що містять добрива з полів, а також пестициди та отрутохімікати, завдяки яким отримують високі врожаї;
4) промислові стічні води, які утворюються в усіх галузях виробництва. Найбільш активними споживачами води вважаються целюлозно-паперова промисловість, чорна та кольорова металургія, енергетика, хімічна та нафтопереробна промисловість.
Найбільш поширеними забруднюючими речовинами поверхневих вод є нафтопродукти, феноли, кислоти, сполуки металів, азот, формальдегід, віруси і бактерії.
Забруднення води проявляється в зміні фізичних і органолептичних властивостей (порушення прозорості, забарвлення, запахів, смаку), збільшенні вмісту сульфатів, хлоридів, нітратів, токсичних важких металів, скороченні розчиненого у воді кисню повітря, появі радіоактивних елементів і хвороботворних бактерій.
Серйозні екологічні наслідки викликає так зване теплове забруднення. При отриманні електричної енергії виділяється велика кількість надлишкової енергії, охолодження проводиться за допомогою води, яка скидається в навколишнє середовище, як правило, у водойми. Зміни температури надають несприятливий вплив на всі структури водного співтовариства організмів. Різні види водоростей конкурують між собою за світло, простір і елементи живлення. Зміни температурного режиму, порушуючи конкурентні позиції окремих видів, сприяють загибелі одних і прискореному розмноженню інших, що веде до екологічних зрушень. Таким чином, в результаті теплового впливу змінюється видове різноманіття водної екосистеми. Частково теплове забруднення згладжує сезонні зміни температури у водоймі, що впливає на життєвий цикл деяких риб і рослин і викликає їх загибель. Найбільш небезпечно вплив теплового впливу в умовах жаркого клімату, оскільки організми часто потрапляють в умови верхнього температурного межі.
Споживання води промисловістю та сільським господарством досягло в сучасному світі величезних розмірів. Міста світу щорічно скидають у водойми понад 500 млрд м3 стічних вод. Тільки половина з промислових відходів піддається будь-якої очистки, решта скидається у водойми без будь-якої попередньої обробки. Тільки в Рейн щорічно скидається близько 1000 т ртуті, 1500 т миш’яку, 1700 т свинцю, 1400 т міді, 13 000 т цинку, 100 т хрому і 20 млн т різних солей. Найбільша ріка Америки Міссісіпі акумулює забруднення з території, на якій розташовано 3/4 «брудної» промисловості США.
О.Н. Яницький подає таке свідоцтво з нашої російської історії. Воно відноситься до обстеження в 1765 році Сенатській комісією санітарного стану р Тули. Зокрема, в матеріалах комісії зазначається, що “… верх Упи, поблизу збройових фабрик по берегу і від посадской боку тульські купці з шкіряних фабрик валять у воду і по березі великими купами дуб, отзол та іншу нечисть та завжди миють шкіри і шерсть , на березі ж побудовані м’ясні ряди, де і бійниці … і вода має в собі велику гнилість … Від такої наповненою смородом води, що вживається в їжу, робляться хвороби, а зносять тому, що іноді по малому числу вмирають, не входячи в міркування, що від намножаемой у воді гнилості і таких зближених в житло худих від кожевая, сальних заводів і бійниць духів … можуть бути і заразливі хвороби, бо при заході сонця піднімаються від оной води туманами погані пари, котрі не тільки людям, але і протчим тваринам вельми можуть бути чутливі, і від цього без шкоди жителям бути не може “.
А ось сучасний стан якості води р. Упа нижче м Тули. Середній вміст фенолів тут склало 15 ГДК, азоту нітритного – 1 ГДК, міді – 10 ГДК. Основні забруднювачі – комунальне господарство г.Тула, АК “Тулачермет”, ВО “Комбайновий завод”, машинобудівний завод, Косогорский мегкомбінат та інші виробництва і підприємства.
Критична обстановка з якістю води склалася в р. Неві і її притоках, в С.-Петербурзі, де відзначається щорічне збільшення обсягу скидання забруднених стічних вод. Він здійснюється через 400 випусків від більш ніж 500 підприємств С.-Петербурга і його передмість, багато з яких не мають навіть локальних очисних споруд. За індексом забруднення Нева відноситься до категорії “помірно забруднених” річок. Постійне зростання рівня забруднення її води створює труднощі у водопостачанні населення міста та приміських селищ.
У північних регіонах Росії і на території Якутії найбільше забруднення водних джерел пов’язано з містами Новодвинск, скидальним близько 0,25 км3 забруднених або недоочищених стічних вод, Норильському – 10, км3, Архангельському – 0,1 км3, Северодвінську 0,04 км3.Во багатьох містах півночі (Мончегорськ, Сєвєроморськ, Новодвинск, Норильськ, Салехард, Якутськ і ін.) очисні споруди не забезпечують достатню очистку вступників стоків.
Порушено історично сформовану рівновагу у водному середовищі Байкалу – озері, яке могло б забезпечити чистою водою все людство протягом майже півстоліття. У нього щорічно надходить понад 500 т нафтопродуктів, 750 т нітратів, 13 тис. Т хлоридів та інших забруднювачів. Вчені вважають, що тільки розміри озера і величезний обсяг водної маси, а також здатність біоти брати участь у процесах самоочищення поки рятують екосистему Байкалу від повної деградації.
В цілому, в даний час через забруднення або засмічення близько 70% річок і озер Росії втратили свої якості як джерела питного водопостачання, і в результаті близько половини населення споживає забруднену недоброякісну воду. Високий рівень забруднення поверхневих вод відноситься, насамперед, до басейнів таких річок, як Волга, Ока, Дон, Північна Двіна, Нева, Іртиш, Об, Томь.
У ряді адміністративних територій Російської Федерації спостерігається високий рівень не тільки хімічного, а й мікробіологічного забруднення водойм, що є результатом скидання неочищених виробничих і побутових стічних вод (Архангельська, Івановська, Кіровська, Рязанська, Брянська, Костромська області, Кабардино-Балкарська Республіка, Республіка Калмикія , Ямало-Ненецький автономний округ), а також погіршення якісних показників порівняно з 1998 роком (Архангельська, Пензенська, Володимирська, Костромська, Вологодська області, Кабардино-Балкарська Республіка, республіки Татарстан і Калмикія, Ямало-Ненецький автономний округ).
Крім поверхневих вод, постійно забруднюються і підземні води, в першу чергу в районах великих промислових центрів. Забруднюючі речовини можуть проникати до підземних вод різними шляхами: при просочуванні промислових та господарсько-побутових стоків зі сховищ, ставків-накопичувачів і відстійників, через несправні свердловини і труби.
У 2003 році в Кіото на Всесвітньому форумі з захисту водного простору, було заявлено, що в даний час близько 1 млрд людей не мають доступу до безпечної питної води і приблизно 2,5 млрд користуються водою, що не проходить належної санітарного контролю. А також наведені дані, які свідчать, що за минуле десятиліття від забрудненої води померло набагато більше людей, ніж від СНІДу або в результаті військових конфліктів.
Так, наприклад, різке зростання захворювань, в першу чергу серед дітей, був не так давно відзначений в одному з районів каліфорнійського міста Сан-Хосе. Дослідження жителів цього міста, проведене лікарями, показало, що кількість хворих, у яких уражені нервова або серцево-судинна система, печінка або інші органи, втричі перевищувало середні дані по штату. Ці захворювання з’явилися наслідком зараження питної води отруйними речовинами, проникаючими в грунт з резервуарів, в яких зберігалися відходи хімічного виробництва розташованої в місті промислової компанії.