Проблема загрязнения водоемов

В деятельности человека вода находит самое широкое применение. Вода используется в промышленности, выступает в роли теплоносителей, используется в строительстве и. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды. Реки, каналы, озера -- важные пути сообщения.

Исторически люди всегда селились около водных источников. Они обеспечивали их пресной водой, давали воду для полива и развития производства. В середине XX века у человечества появились новые возможности в устойчивом обеспечении водными ресурсами: стали строиться водохранилища и каналы, бурились артезианские скважины. Параллельно с увеличением возможностей и появлением все больших потребностей в пресной воде -- росла и способность тратить воду впустую, без оглядки. При пересчете на каждого жителя планеты величина водозабора увеличилась с 140 до 780 литров в сутки. И во всех расчетах водопотребления, учитывающих сельское хозяйство, промышленность и бытовые нужды, никогда не учитывался другой важный потребитель воды -- окружающая среда.

В результате неразумного потребления расходование воды стало превышать темпы ее возобновления. Реки, больше не достигающие морей, высыхающие озера, истощающиеся водоносные слои, деградирующие экосистемы -- все связано с перерасходом воды и недооценкой стоимости этого ресурса в условиях непродуманной политики потребления.

Вот уже век, как потребление воды растет быстрее, чем население планеты. За последнее 100 лет ее население увеличилось в 4 раза, а потребление воды возросло в 7 раз. Наиболее высокий расход пресной воды проявляется в регионах орошаемого земледелия, а также в городских агломерациях и промышленных центрах.

Сейчас в мире на сельскохозяйственное, промышленное и бытовое водоснабжение расходуется более 4-х тысяч кубических километров в год, что составляет около 4,5% пресной воды, сконцентрированной в озерах, водохранилищах и реках. За один день тратится около 10 миллиард тонн воды, что сопоставимо с годовой добычей всех видов полезных ископаемых.

Наибольшая величина расхода пресной воды приходится на Азию (60% общемирового расхода), где располагаются основные орошаемые площади планеты, около 15% -- на Северную Америку, в пределах 13% -- на Европу, оставшиеся 12% распределяются примерно поровну между Южной Америкой и Африкой.

И, несмотря на долю воды, используемой в промышленном производстве и для муниципальных нужд, львиная доля потребления воды как в начале XX века, так и сейчас приходится на сельское хозяйство, в развивающихся странах на него приходится до 80% совокупного водопотребления.

Основные потери воды связаны с небольшими фермерскими хозяйствами в развивающихся странах, использующими устаревшие методы орошения. Многие исследования в области селекции сейчас направлены на выведение новых засухоустойчивых культур растений и разработку капельной системы орошения, позволяющей сэкономить до 70% пресной воды.

В результате орошения возникли кризисы целых речных систем, характеризующихся чрезмерным водопотреблением и сниженным водостоком, к которым в первую очередь относятся реки Колорадо, Ганг, Инд, Иордан, Нил, Тигр, Евфрат и другие. Усугубляют складывающуюся ситуацию загрязнение поверхностных вод и активная разработка грунтовых вод.

Чрезмерное водопользование приводит к резкому понижению уровня грунтовых вод. Так, фермеры Йемена, живущие вблизи реки Сана, за последние годы были вынуждены углубить свои колодцы в среднем на 50 метров, а количество извлекаемой воды из них сократилось на две трети. В некоторых районах Индии уровень грунтовых вод падает более чем на 1 метр в год, обусловливая кризисную ситуацию для сельскохозяйственного производства.

Но самый яркий пример экологической катастрофы, возникшей в результате непродуманного орошения, -- Аральское море. В результате забора воды из рек Сырдарья и Амударья были получены рекордные урожаи хлопка, но практически потеряно навсегда море с уникальным биоразнообразием. Предпринятые в последние годы действия приостановили катастрофу, но прежних очертаний моря и сочетания флоры и фауны добиться уже не удастся.

Для защиты от наводнений и сохранения запасов воды на засушливый период года издавна сооружали плотины и водохранилища. Сейчас в мире существует не менее 30 тысяч водохранилищ с общей площадью более 500 миллионов кубических метров, что, например, превосходит площадь Черного моря. Водохранилища предназначаются в первую очередь для выравнивания стока, а также для гидроэнергетики и орошения. Однако зарегулирование стока рек имеет и отрицательные последствия для экосистем: сокращается водообмен, транзитный в природе тип круговорота становится все более замкнутым.

Кроме уменьшения стока рек на функционирование водных и прибрежных экосистем оказывает свое действие строительство гидротехнических сооружений. Так, сейчас лишь 21 из 177 крупнейших рек мира имеют свободный доступ к морю, а большая их часть перекрыта плотинами, системами водозабора. И если в середине XX столетия крупных дамб было около 5 тысяч, то сейчас их количество возросло до 45 тысяч. Соответственно все виды организмов, обитающие в этих реках, живут по режиму, существенно отличающемуся от привычной среды обитания. По данным Фонда дикой природы, из 10 тысяч разновидностей пресноводных видов около 20% уже либо вымерли, либо находятся на грани вымирания.

Очевидно, что в условиях роста населения и увеличивающихся потребностей в продуктах питания, процессов урбанизации и промышленного роста конкуренция за воду в ближайшие десятилетия увеличится. По оценкам ООН запасы питьевой воды в мире год от года сокращаются, а в мировой океан попадают миллионы тонн нефти и отходов. Употребление непригодной для питья воды -- причина почти 10% всех заболеваний в мире и 6% всех смертей. Главными жертвами оказываются дети: у детей до 14 лет эта причина вызывает 22% всех заболеваний.¹

Согласно данным Международного комитета по изменению климата, в ближайшем будущем климатические контрасты будут усиливаться: изменение распределения количества осадков приведет к увеличению засух в одних уголках планеты и наводнениям в других. Это еще более обострит снабжение пресной водой в зонах пустынного климата, характеризующихся малым количеством осадков и понижающимся уровнем залегания грунтовых вод. По прогнозам, к 2015 году в странах с хронической нехваткой воды будет проживать более половины населения планеты, а к 2025 году 2/3 человечества уже будут испытывать ее недостаток. Недостаток пресной воды в свою очередь может спровоцировать нехватку продовольственных ресурсов. Проблема обостряется тем фактом, что в настоящий момент не существуют ни влиятельная международная организация, ни нормы международного права, которые регулировали бы распределение воды.

И некоторые страны Персидского залива, столкнувшиеся с острой нехваткой пресной воды, уже приступили к опреснению морской воды. В течение последних лет серьезно обсуждаются проекты по транспортировке антарктических айсбергов. Но многие считают, что основная проблема заключается не столько в недостатке пресной воды, сколько в нерациональном ее использовании. Многие западные страны уже разработали целый комплекс водосберегающих технологий.

Антропогенное воздействие на атмосферу проявляется в загрязнении и истощении вод. Природная способность самоочищения имеет свои пределы. Впервые проблемы загрязнения рек возникли во время промышленной революции вместе с ростом городов и становлением машинно-фабричного производства. Промышленные и бытовые стоки сливались в водоемы, а затем неочищенные, загрязненные воды поступали в водопровод, вызывая вспышки инфекционных заболеваний.

Основными источниками загрязнения поверхностных вод являются: сбросы в водоемы неочищенных сточных вод; смыв пестицидов, минеральных и органических удобрений; газовые выбросы; утечки нефти и нефтепродуктов.

Прошло 200 лет, в течение которых росло количество землян, происходила интенсификация сельского хозяйства, развивалась промышленность, росли города. По мере увеличения всех этих составляющих объем загрязняющих веществ и число их видов росли в геометрической прогрессии, приводя источники природных вод к удручающим показателям загрязненности. Многие реки, «поглощающие» отходы, стали похожи на сточные безжизненные канавы, по которым течет уже не вода, а «химический коктейль».

Загрязнением водной среды уже охвачена не только суша, но и Мировой океан. Океан аккумулирует загрязнение всех воздушных и речных потоков, являясь конечным пунктом разгрузки. Под воздействием завихрений подводных течений весь пластиковый мусор, выброшенный людьми в океан, собирается в одном месте. Эта помойка начинается примерно в 500 милях от побережья Калифорнии, тянется через северную часть Тихого океана мимо Гавайев и доходит почти до Японии. 100 миллионов тонн плавучего мусора занимают площадь, вдвое превышающую континентальную часть США. Океанологи, следящие за этим явлением, что помойка передвигается по планете. Когда она приближается к суше, на берег попадает огромное количество пластика. Еще 50 лет назад мусор, попавший в океан, подвергался гниению, но современный пластик настолько прочный, что сохраняется в морской воде десятилетиями.² По мере увеличения степени загрязнения, возрастает опасность не только снижения разнообразия живых организмов в природных водах -- критическая загрязненность может привести к тому, что выловленную рыбу употреблять в пищу скоро будет небезопасно.

К началу ХХ века более 40% Мирового океана пострадало от хозяйственной деятельности человека и лишь 4% не испытало разрушительного воздействия, сохранив природные экосистемы в неприкосновенности. Совместными усилиями ряда ведущих научных центров США в последнее время подготовлен первый в истории науки Атлас Мирового океана, где отражены последствия деятельности человека по 17 характеристикам. По данным, отраженным в Атласе, наибольший урон нанесен таким районам, как Северная Атлантика, западная часть Тихого океана, Берингово, Восточно-Китайское, Карибское, Красное, Средиземное и Южно-Китайское моря, а также Персидский залив, многие нарушения экосистем которых признаны необратимыми. В лучшем положении находятся Северный Ледовитый океан и воды остальных океанов, омывающие Антарктиду.³

Среди промышленных сточных вод и наиболее емких отраслей хозяйства «лидируют» крупные потребители воды, к которым относятся энергетика, черная и цветная металлургия, машиностроение, химическая, нефтехимическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленность, а также жилищно-коммунальное и сельское хозяйство. При этом сливные трубы часто достаточно тяжело обнаружить, поскольку они погружены в водоем и находятся, как правило, вне черты поселения. Промышленные сточные воды в зависимости от специфики отраслей промышленности содержат нефтепродукты, синтетические поверхностно активные вещества (СПАВ), фенолы, фториды, тяжелые металлы и так далее.

Газодымовые выбросы попадают в водные объекты с атмосферными осадками и в процессе механического оседания. Они содержат как грубодисперсные загрязнители, к которым можно отнести золу, сажу, пыль, так и газы, в первую очередь сернистый газ и закись азота, которые при соединении с водой образуют серную и азотную кислоту.

Минеральные удобрения и пестициды появились в качестве загрязнителя вместе с «зеленой революцией». Только 30-50% удобрений и инсектицидов, вносимых на поля для повышения урожайности и избавления посевов от вредителей, поглощаются растениями, а остальная часть накапливается в почве и вместе с талыми и дождевыми водами выносится в водоемы. В тех местах, где вода слабопроточная и хорошо прогрета, добавление азота и фосфора в водную среду является идеальной «подкормкой» для водорослей и цианобактерий. Начинается их бурное размножение, а вследствие этого -- «цветение» и помутнение воды. Соответственно глубина проникновения солнечных лучей уменьшается, что приводит к гибели донных растений. Дефицит кислорода впоследствии приводит к массовой гибели рыб. Этот процесс получил название «эвтрофикация водоемов».

Именно нефть и нефтепродукты вышли на первое место среди загрязнителей Мирового океана и морей. Основными причинами загрязнения этими веществами морей и океанов являются крушение танкеров и выбросы нефти на буровых скважинах, расположенных в открытом море. Известно, что одна тонна нефти, растекаясь по поверхности океана, занимает площадь 12 квадратных километров. Ежегодно в океан, по разным оценкам, попадает около 10 миллионов тонн нефти. Нефть, создавая пленку на поверхности воды, препятствует газообмену, в том числе поглощению водой кислорода. Отсутствие аэрации и дефицит кислорода приводят к гибели многих водных организмов.

На водных экосистемах отражается также влияние кислотных осадков. Наиболее сильно это проявляется во внутренних морях, например в Балтийском море. Развитие атомной энергетики обусловило распространение радионуклидов, источниками которых являются отходы атомных электростанций и судов с атомными двигателями.

Так медленно, шаг за шагом, мир расточает один из важных природных ресурсов, наращивая экологический долг, который достанется в наследство будущим поколениям.

Федеральный закон «О безопасности гидротехнических сооружений» регулирует отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений; устанавливает обязанности органов государственной власти, собственников гидротехнических сооружений, и эксплуатирующих организаций по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений.

Безопасность гидротехнических сооружений - это свойства гидротехнических сооружений, позволяющие обеспечивать защиту жизни, здоровья, и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов. Безопасность обеспечивается на основании следующих общих требований:

· соблюдение допустимого уровня риска аварий гидротехнических сооружений;

· составление декларации безопасности - документа, в котором определяются меры по обеспечению безопасности с учётом класса гидротехнического сооружения;

· разрешительный порядок осуществления проектирования, строительства и эксплуатации;

· непрерывность эксплуатации;

· становление критериев безопасности, оснащение техническими средствами контроля за состоянием гидротехнических сооружений, достаточная квалификация обслуживающего персонала;

· своевременное проведение комплекса мероприятий, максимально уменьшающих риск возникновения чрезвычайных ситуаций;

· ответственность за действия (бездействие), в результате которых безопасность гидротехнических сооружений опускается ниже допустимого уровня.

Надзор и контроль в этой области народного хозяйства возложен на органы государственного надзора за безопасностью гидротехнических сооружений. Для контроля отдельных объектов могут формироваться инспекционные комиссии.

7. Охрана водоёмов

загрязнение гидросфера дампинг пестицид

В соответствии с Конституцией Российской Федерации, водное законодательство России находится в совместном ведении РФ и субъектов РФ. Оно состоит из Водного кодекса Российской Федерации и принимаемых в соответствии с ним федеральных законов и иных нормативно-правовых актов, а также законов и нормативно-правовых актов субъектов РФ.

Согласно водному кодексу Российской Федерации, использование водных объектов для питьевого и хозяйственно бытового водоснабжения является приоритетным. Для этих целей должны использоваться защищённые от загрязнения и засорения поверхностные и подземные водные объекты. Их пригодность для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения определяется органами санитарно-эпидемиологического надзора.

Централизованное питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение населения осуществляют специальные организации, имеющие лицензию на водопользование.

Согласно Водному кодексу Российской Федерации, водопользователи обязаны стремиться сокращать изъятия и предотвращать потери воды, не допускать загрязнение, засорение и истощение водных объектов, обеспечивать сохранение температурного режима водных объектов. Запрещается сброс сточных и дренажных вод в водные объекты:

· содержащие природные лечебные ресурсы;

· отнесённые к особо охраняемым;

· находящиеся в курортных зонах, в местах массового отдыха населения;

· находящиеся в местах нереста и зимовки ценных и особо охраняемых видов рыб, в местах обитания ценных и занесённых в Красную книгу видов животных и растений.

Поддержание поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем экологическим требованиям, обеспечивается установлением нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты. Эти нормативы устанавливаются исходя из:

· предельно допустимой величины антропогенной нагрузки, длительное воздействие которой не приведёт к изменению экосистемы водного объекта;

· предельно допустимой массы вредных веществ, которая может поступать в водный объект и на его водосборную площадь;

· нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты.

Государственный учёт поверхностных и подземных вод представляет собой систематическое определение и фиксацию в установленном порядке количества и качества водных ресурсов, имеющихся на данной территории. Такой учёт осуществляется в целях обеспечения текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. Данные государственного учёта характеризуют состояние поверхностных и подземных водных объектов по количественным и качественным показателям, степени их изученности и использования. Государственный учёт осуществляется в РФ по единой системе и базируется на данных учёта, представляемых водопользователями, а также на данных государственного мониторинга.

Согласно Водному кодексу Российской Федерации, при размещении, проектировании, реконструкции, вводе в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов и окружающую среду. При этом также необходимо предусматривать создание замкнутых систем технического водоснабжения. Проектирование и строительство прямоточных систем водоснабжения, как правило, не допускается. Оно может быть разрешено в исключительных случаях при положительном заключении государственной экспертизы на предпроектную и проектную документацию и государственной экологической экспертизы. Запрещается ввод в эксплуатацию:

· хозяйственных и других объектов, в том числе фильтрующих накопителей, пунктов захоронения отходов, городских и других свалок, не оборудованных устройствами, очистными сооружениями, предотвращающими загрязнение, засорение, влекущих истощение водных объектов;

· водосборных и сбросных сооружений без рыбозащитных устройств и устройств, обеспечивающих учёт забираемых и сбрасываемых вод;

· животноводческих ферм и других производственных комплексов, не имеющих очистных сооружений и санитарно-защитных зон;

· оросительных, обводнительных и осушительных систем, водохранилищ, плотин, каналов и других гидротехнических сооружений до проведения мероприятий, предотвращающих вредное воздействие на воды;

· гидротехнических сооружений без рыбозащитных устройств, а также устройств для пропуска паводковых вод и рыбы;

· водозаборных сооружений, связанных с использованием подземных вод, без оборудования их водорегулирующими устройствами, водоучитывающими приборами;

· водозаборных и иных гидротехнических сооружений без установления зон санитарной охраны и создания пунктов наблюдения за показателями состояния водных объектов;

· сооружений и устройств для хранения и транспортирования нефтяных, химических и других веществ без оборудования средствами для предотвращения загрязнения водных объектов и контрольно-измерительной аппаратурой для обнаружения утечки указанных продуктов.

Не допускается ввод в эксплуатацию объектов орошения сточными водами без создания пунктов наблюдения за показателями состояния водных объектов. До ввода в эксплуатацию водохранилищ должны осуществляться мероприятия по подготовке их ложа к затоплению.

7.1 Стандартизация в области охраны вод

Системный подход, базирующийся на методах программно-целевого планирования, и научно обоснованное прогнозирование позволили разработать и усовершенствовать комплекс стандартов в области охраны вод для: 1) обеспечения водопользователей водой необходимого качества и в достаточном количестве в соответствии с установленными нормами; 2) рационального использования вод; 3) сохранение уникальных водных объектов и их экосистем в состоянии, наиболее близком к естественному; 4) соблюдения условий, необходимых для поддержания оптимального уровня воспроизводства биологических ресурсов вод, обеспечивающего возможность их рационального применения. Стандартизация учитывает, прежде всего, показатели качества воды. Важнейшим водоохранным мероприятием является регламентирование государственными стандартами предельно допустимых значений показателей загрязнённости контролируемой среды. В частности разработан ряд стандартов, устанавливающих общие технические требования к приборам, используемым при анализе природных вод. Утверждён организационно-методический стандарт «Правила контроля качества воды водоёмов и водотоков», устанавливающий единые правила контроля качества воды по физическим, химическим и биологическим показателям.

7.2 Очистка бытовых сточных вод

Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них определённых веществ, а обеззараживание - удаление патогенных микроорганизмов.

Канализация - комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и удаление за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание. Городами и другими населёнными пунктами сбрасывается через системы канализации 22 млрд. м³ сточных вод в год. Из них 76% проходит через очистные сооружения, в том числе 94% - сооружения полной биологической очистки. Через коммунальные системы канализации в поверхностные водные объекты ежегодно сбрасывается 13,3 млрд. м³ сточных вод, из которых на очистных сооружениях очищается до установленных нормативов 8% стоков, а остальные 92% сбрасываются загрязнёнными. Из них 82% сбрасываются недостаточно очищенными и 18% - без всякой очистки. Большинство очистных сооружений перегружено, а почти половина требует реконструкции.

Очистка бытовых сточных вод может проводиться механическими и биологическими методами. При механической очистке сточные воды разделяют на жидкую и твёрдую субстанции: жидкая часть подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка осуществляется на полях фильтрации и орошения, в биологических прудах, а искусственная - на специальном оборудовании (биофильтрах, аэротенках). Ил обрабатывают на иловых площадках или в метантенках.

При общестоковой системе канализации все виды сточных вод из городских кварталов, включая и поверхностный сток, отводятся по одной сети трубопроводов. Недостатком такой системы являются периодические сбросы в водные объекты через ливневые спуски некоторой части производственно-бытовых сточных вод. В настоящее время наиболее широкое применение в нашей стране находит система канализации, предусматривающая устройство двух сетей трубопроводов: по производственно-бытовой сети хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды подаются на очистные сооружения, а по водостоку, как правило, без очистки, в ближайший водный объект отводятся дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливке и мойке дорожных покрытий. Наиболее перспективной с точки зрения охраны водных объектов от загрязнения поверхностным стоком из городов является полураздельная система канализации. С её помощью на очистку отводят все производственно-бытовые воды города и большую часть поверхностного стока, образующегося на его территории. Со временем на очистку будут поступать также сток от мытья дорожных покрытий, большая часть талых вод и сток от дождей. Таким образом, в водные объекты будет сбрасываться без очистки лишь незначительная часть талой и дождевой воды. При совместной очистке промышленных и хозяйственно-бытовых стоков регламентируют содержание взвешенных и всплывающих веществ, продуктов, способных разрушать или засорять коммуникации, взрывоопасных и горючих веществ, а также температуру.

Некоторые химические вещества воздействуют на микроорганизмы, нарушая их жизнедеятельность. Так, фенол, формальдегид, эфиры и кетоны вызывают денатурацию белков протоплазмы или разрушают оболочку клеток. Особенно токсичны соли тяжёлых металлов, которые по убыванию токсичности можно расположить в ряд: ртуть, сурьма, свинец, цезий, кадмий, кобальт, никель, медь, железо.

Для обеззараживания сточных вод дозу хлора подбирают так, чтобы содержание кишечных палочек в воде, сбрасываемой в водоём, не превышало 1000 в 1 литре, а уровень остаточного хлора составлял не менее 1,5 мг/л при 30-минутном контакте или 1 мг/л при 60-минутном контакте. Обеззараживание проводят жидким хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, получаемых на месте в электролизёрах. Хлорное хозяйство очистных канализационных сооружений должно позволять увеличивать расчётную дозу хлора в 1,5 раза.

7.3 Методы очистки сточных вод

Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические.

Сущность механического метода очистки состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются имеющиеся примеси. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Из физико-химических методов чаще всего применяются коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д., а также электролиз. Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования. Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и др. В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Перед биологической очисткой сточные воды подвергают механической очистке, а после биологической (для удаления болезнетворных бактерий) и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.). Биологический метод дает лучшие результаты при очистке коммунально-бытовых отходов, а также отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производства искусственного волокна. С целью уменьшения загрязнения гидросферы желательно вторичное использование в замкнутых ресурсосберегающих, безотходных процессах в промышленности, капельное орошение в сельском хозяйстве, экономное использование воды в производстве и в быту.

7.4 Очистка промышленных сточных вод

Механическая очистка сточных вод обеспечивает удаление взвешенных грубо- и мелкодисперсных (твёрдых и жидких) примесей. Растворимые неорганические соединения удаляют из сточных вод реагенными методами - нейтрализацией кислотами и щелочами, переводом ионов в плохо растворимые формы, осаждение минеральных примесей с солями, окислением и восстановлением токсичных примесей до слаботоксичных. Нейтрализация вод может проводиться смешиванием кислотных и щелочных стоков. В ряде случаев при химической очистке можно извлекать ценные соединения, снижая потери производства. Часто после химической очистки сточные воды подвергают биологической очистке.

В настоящее время сточные воды часто доочищают для повторного использования в производственном водоснабжении. Метод доочистки стоков вбирают в зависимости от конкретных остаточных загрязнений воды. Так, для очистки сильноминерализованных стоков применяется метод термического опреснения, при котором дистиллят, полученный из стоков, используют как обессоленную воду. Повторное использование доочищенных стоков в 20-25 раз сокращает потребление свежей воды из источников.

Учёные из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) совместно с исследователями из Международного университета штата Флорида (Майами) и Университета Майами работают над способом уничтожения вредных жидких отходов с использованием электронного ускорителя. Эксперимент, проведённый на заводе по обработке городских отходов в округе Дейд (штат Флорида), показал, что таким методом можно разрушать такие опасные вещества как бензол, фенол и трихлорэтилен. Стоимость обработки электронным лучом 1000 литров отходов будет составлять около 3 долларов, то есть меньше, чем при очистке жидких отходов с использованием фильтров из активированного углерода (учитывая расходы на восстановление загрязнённого материала фильтров).

7.5 Мониторинг водных объектов

В рамках защиты гидросферы 14 марта 1997 года правительство РФ утвердило «Положение о введении государственного мониторинга водных объектов». Государственный мониторинг водных объектов ведётся Министерством природных ресурсов, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (по поверхностным водным объектам) и другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей среды. Государственный мониторинг включает:

· регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями поверхностных и подземных вод;

· сбор, хранение, пополнение и обработку данных наблюдений;

· создание и ведение банков данных;

· оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных показателей поверхностных и подземных вод.

Государственный мониторинг водных объектов является составной частью системы государственного мониторинга окружающей природной среды и состоит из:

1. Мониторинга поверхностных водных объектов суши и морей;

2. Мониторинга подземных водных объектов;

3. Мониторинга водохозяйственных систем и сооружений.

Порядок размещения и число пунктов наблюдения, а также перечень наблюдаемых показателей и загрязняющих веществ, сроки проведения наблюдений в первую очередь определяются уровнем развития промышленности и сельского хозяйства на контролируемой территории.

График отбора проб воды на водных объектах зависит от важности пункта наблюдения для народного хозяйства и изменчивости концентраций определяемых веществ. На водоёмах, находящихся под воздействием предприятий, на которых производственный цикл относительно стабилен, сроки проведения наблюдений зависят главным образом от гидрологического режима контролируемого объекта. Если же работа предприятия носит сезонный характер, частота контроля зависит от режима производства.

Следует отметить, что традиционные методы наблюдений и контроля имеют один принципиальный недостаток - они неоперативны и, кроме того, характеризует состав загрязнений объектов природной среды только в моменты отбора проб. О том, что происходит в периоды между отборами проб, можно только догадываться. К тому же лабораторные анализы занимают немалое время. Более действенным является контроль за качеством воды, осуществляемый с помощью автоматических приборов. Электрические датчики постоянно измеряют концентрации загрязнений, что способствует быстрому принятию решений в случае неблагоприятных воздействий на источники водоснабжения. Автоматизированная станция может измерять и контролировать показатели качества воды (степень кислотности или щёлочности, электропроводимость, температуру, мутность, содержание растворённого кислорода), уровень воды, а также наличие взвешенных веществ и ионов некоторых металлов. Сравнение анализа водных проб, забранных несколькими станциями, расположенными по течению реки, даёт возможность выявить непосредственного виновника загрязнения. Это особенно важно при залповых сбросах вредных веществ, когда своевременно принятые меры могут локализовать или уничтожить загрязнение в относительно короткий срок.

Для оперативного контроля качества воды в тех пунктах, где нет автоматических станций, в составе системы работают передвижные лаборатории.

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах.

Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь. В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод. На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты составляют (в %): охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов - 48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов, Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Список литературы

1. Хотунцев Ю.Л. «Человек, технологии, окружающая среда» Москва: Устойчивый мир, 2001 г.

2. Алферова А.А., Нечаев А.П. «Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов» Москва: Стройиздат, 1987 г.

3. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. «Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде» Ленинград: Химия, 1987 г.

4. «Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков» Под редакцией Соколова В.Н. Москва: Стройиздат, 1992 г.

Размещено на Allbest.ru