Источники и возможные пути загрязнения поверхностных и подземных вод. Источники загрязнения водных ресурсов в современном мире: как определить, основные виды
Основные входные и выходные потоки города
Таблица №1
Оксид азота образуется при лесных пожарах. Высокие концентрации оксида азота в городе связаны с деятельностью человека. В значительном количестве оксид азота выделяется на ТЭС и двигателями внутреннего сгорания.
Оксид углерода - самый большой его источник - автотранспорт. Другой источник - табачный дым. Оксид углерода связывается с гемоглобином крови и при большой его концентрации может вызвать летальный исход.
Частицы - пыль - причины выбросов в атмосферу - это пыльные бури,
эрозия почв, вулканы. Около 20% пыли в атмосфере - дело рук человека:
производство стройматериалов, цемента и т.д. Американский эколог Бартон
сказал о проблеме загрязнения атмосферы пылью: «Одно из двух: либо люди
сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, либо дым сделает так, что на
Земле станет меньше людей».
Источниками загрязнения гидросферы являются биологические, химические и физические источники. Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к снижению запасов воды, изменению состояния фауны и флоры водоемов, нарушению круговорота многих веществ в биосфере, снижению биомассы планеты и, как следствие, уменьшению воспроизводства кислорода.
Роль воды во всех жизненных процессах общепризнанна. Без воды человек может жить не более 8 суток, за год он потребляет около 1 т воды. Огромное количество пресной воды требует и производство как промышленное, так и с\х. Сейчас количество пресной воды на планете составляет всего 2,5% всей воды; 85% - морская вода.
Выше было указано количество сточных вод выбрасываемых городом за сутки. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на три группы:
· бытовые сточные воды - стоки душевых, прачечных, бань, столовых, туалетов, от мытья полов и т.д.;
· атмосферные сточные воды, или ливневые. Особенно опасны ливневые стоки на промышленных предприятиях. Из-за их неравномерности затруднены сбор и очистка этих стоков.
· Промышленные сточные воды - жидкие отходы, которые
возникают при добыче и переработке сырья.
Загрязнители воды делятся на биологические , вызывающие брожение воды; химические , изменяющие химический состав воды; физические изменяющие ее прозрачность, температуру и другие показатели.
Биологические попадают вместе с бытовыми и промышленными стоками (пищевая, целлюлозно-бумажная промышленность).
Химические - нефтепродукты, тяжелые металлы, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства.
Физические - при сбросах из выработок шахт, карьеров, транспортных магистралей.
Для очистки сточных вод применяют механический, химический, физико-химический и биологический методы. Когда они применяются вместе, метод очистки и обезвреживания сточных вод является комбинированным. Механический метод позволяет удалить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95%; химический метод - до 95% нерастворимых примесей и до 25% - растворимых. Физико-химический метод позволяет удалить тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушить органические и плохо окисляемые вещества. Существует несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды.
Главным критерием качества воды и атмосферы в нашей стране являются ПДК. В России ежегодно образуются около 21 км сточных вод, из них 16 км сливаются в Волгу. Сейчас принято специальное постановление по защите ОС в бассейнах Волги и Урала. Для сохранения воды на планете необходимо научиться ее использовать многократно - создавать замкнутые водооборотные системы, а также разрабатывать современные методы очистки воды.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
- 1. Введение
- 2. Виды загрязнения
- Выводы
- Список литературы
- Приложения
1. Введение
На протяжении всей своей истории люди использовали поверхностные воды (реки, озера) для своих хозяйственных нужд. Это не приносило существенного вреда, так как сама природа обеспечивала самоочищение водоемов. В XX в. ситуация кардинально изменилась. Урбанизация, промышленный рост и развитие сельского хозяйства явились причинами загрязнения рек и озер во всем мире.
Загрязнение вод - это искусственные изменения химического и физического состояния, а также биологических характеристик воды, вследствие которых дальнейшее ее употребление ограничено. Загрязнение вод - в законодательстве Российской Федерации расценивается как экологическое преступление, объективную основу которого составляют загрязнение, засорение, истощение поверхностных вод, подземных вод, источников питьевого водоснабжения, а также другие изменения их свойств, в ходе которых был причинён существенный вред животному или растительному миру, рыбным запасам, лесному или сельскому хозяйству. В зависимости от тяжести последствий загрязнение вод может рассматриваться как административное или уголовное правонарушение.
Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах. Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды. Это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод.
2. Виды загрязнения
Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах. Основные загрязнители поверхностных вод:
· нефть и нефтепродукты;
· сточные воды;
· ионы тяжелых металлов;
· кислотные дожди;
· радиоактивные загрязнения;
· тепловые загрязнения;
· механические загрязнения;
· бактериальные и биологические загрязнения.
Главными источниками неблагоприятного влияния на поверхностные водоемы, их загрязнения являются сточные воды - жидкие отходы бытовой и производственной деяельности человека. Сточной называется вода, которая образовалась после использования питьевой воды человеком для удовлетворения тех или иных нужд в быту или на производстве. При этом в воду попали дополнительные примеси (загрязнения), которые изменили и ухудшили ее состав. В зависимости от происхождения сточные воды делят на:
1) хозяйственно-бытовые, или хозяйственно-фекальные, образующиеся в результате хозяйственно-бытовой деятельности людей преимущественно в жилых и общественных зданиях;
2) промышленные, образующиеся на промышленных предприятиях, в результате технологических производственных процессов);
загрязнение поверхностный водный источник
3) ливневые (атмосферные), образующиеся вследствие формирования поверхностного стока с асфальтовых и других покрытий и почвы во время атмосферных осадков и таяния снега. Они стекают в водоемы с территорий населенных мест, промышленных площадок и сельскохозяйственных полей;
4) городские, под которыми подразумевают смесь бытовых и промышленных сточных вод, образующихся в населенном пункте вследствие отведения неочищенных или предварительно очищенных промышленных сточных вод в общегородскую канализацию;
5) дренажные воды с орошаемых земель;
6) сточные воды животноводческих комплексов;
7) сточные воды прудов-накопителей, которые сбрасываются в водоемы в период весеннего паводка. Бывают случаи вынужденного сброса сточных вод из накопителей, при недостаточных расходах реки, в зарегулированные водоемы, в период паводка и др.;
8) сточные воды (фановые) пассажирских судов морского и речного (в том числе маломерного) флота, грузовых и нефтеналивных терминалов и судов.
Кроме того, водоемы загрязняются при заборе песка и проведении других работ в их русле. К загрязнению водоемов приводит замачивание в них волокнистых растений, например льна или конопли. Загрязняет водоемы и сплав леса. Поверхностные водоемы могут загрязняться через атмосферный воздух. Водоемы могут также загрязняться вследствие массового отмирания в них водных организмов, животных и растительных, особенно в осеннее время, взмучивание донных отложений.
Поступая в водоемы, неочищенные или недостаточно очищенные сточные воды загрязняют их взвешенными частицами, органическими веществами, патогенными и условно-патогенными бактериями, вирусами, цистами простейших, яйцами гельминтов. С промышленными сточными водами в водоемы попадает значительное количество токсических химических веществ.
Загрязненные водоемы теряют значение положительного фактора в поддержании здоровья населения. Пользование загрязненными водоемами может привести к возникновению водных эпидемий, массового отравления населения токсическими, канцерогенными, радиоактивными, аллергенными, мутагенными веществами. Водоемы наносят большой вред рыбному и пушному хозяйству, теряют оздоровительное значение.
Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде. Нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается кол-во кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека.12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды. Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут. Главным источником радиоактивного загрязнения моря являются слабоактивные отходы, удаляемые с атомных электростанций. Одной из наиболее важных проблем, возникающих в связи с этим загрязнением, является то, что морские организмы, например водоросли, накапливают, или концентрируют, радиоактивные изотопы. Тепловое загрязнение воды вызывается тепловыми или атомными электростанциями. Тепловое загрязнение вносится в окружающие водоемы отработанной охлаждающей водой. В результате повышение температуры воды в этих водоемах приводит к ускорению в них некоторых биохимических процессов, а также к уменьшению содержания кислорода, растворенного в воде. Это вызывает быстрые и нередко очень существенные изменения в биологической среде поблизости от электростанций. Происходит нарушение тонко сбалансированных циклов размножения различных организмов. В условиях теплового загрязнения, как правило, наблюдается сильное разрастание водорослей, но вымирание других живущих в воде организмов.
3. Методы очистки сточных вод
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно - бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.
Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода)
Методы очистки сточных вод можно разделить на:
· механические,
· химические,
· физико-химические и
· биологические,
когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, 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. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.
Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных 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 и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.
Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.
Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее 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 большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.
4. История загрязнения поверхностных вод в России
Загрязнение поверхностных вод началось в центральной России еще в XVI в., когда начали удобрять поля навозом. С тех пор в центральных районах страны основным загрязнителем вод было сельское хозяйство. В более северных районах большую роль в загрязнении играл сплав леса, особенно молевой, при котором бревна тонули и гнили в воде. С развитием промышленности и ростом городов стала расти роль коммунальных и промышленных загрязнений. Резкое усиление загрязнений произошло в ХХ в. Особая опасность связана с совпадением периода роста сбросов загрязненных сточных вод и многовековой тенденции нарастания сухости климата, снижения водности водоемов. В этих условиях растут концентрации поллютантов в растворах и, следовательно, степень их вредного воздействия на природные системы и здоровье человека. К началу 90-х гг главными загрязняющими поверхностных вод являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка, аммонийный и нитратный азот. (приложение 1)
В большинстве промышленно развитых районов страны сброс сточных вод составил более 100 куб. м на душу населения. В Иркутской области и Краснодарском крае он превышал 500 куб. м на человека. В основных промышленных центрах - Москве, Нижегородской области и т.п. - более 200, в Санкт-Петербурге - более 300. же несколько десятилетий в результате промышленных и коммунальных сбросов загрязненной воды нельзя пить воду из Средней и Нижней Волги. Несмотря на относительно высокую для России степень обеспеченности бассейна промышленными и коммунальными очистными сооружениями, они работают не эффективно. Так, в водоемы бассейна было сброшено: нефтепродуктов - 6.8 тыс. т., взвешенных веществ - 257 тыс. т., сульфатов - 1344 тыс. т., органических загрязнителей 176 тыс. т., общего азота - 12 тыс. т., нитратов - 69.7 тыс. т., железа - 35 тыс. т., цинка - 0.6 тыс. т., алюминия - 5.5 тыс. т., магния - 10.7 тыс. т., и ртути - 61 кг. . Именно этой водой поливают огороды и бахчи в Волго-Ахтубинской пойме, продукцией с которой снабжается значительная часть населения России. Рыба дельты Волги и Каспия также живет в этой загрязненной воде. Обилие патологий, вызванных загрязнением вод у осетровых Каспия широко известно. Днища волжских водохранилищ покрыты илами, содержащими, например, огромные концентрации тяжелых металлов, которые в случае их размыва (например, при особо низких уровнях воды или серьезных авариях плотин ГЭС) могут резко ухудшить экологическое состояние всего бассейна. Вообще, Волго-Каспийский бассейн, в котором живет 80 млн. человек - в плане состояния воды едва ли не самый опасный в России. Огромный бассейн реки Оби крайне загрязнен нефтедобычей. Салехард, стоящий на слиянии огромной Оби с ее крупным притоком Полуем испытывает большие трудности с чистой питьевой водой, ее развозят по городу в цистернах. Имеются и куда более экзотические виды загрязнений. Практически во всех золотодобывающих провинциях воды сильно загрязнены ртутью, применяемой для амальгирования в золотодобывающей промышленности. Но местами пошли дальше - так, в Алданском районе применяли в этих целях цианиды. Вдоль рек были поставлены транспаранты, запрещающие пить воду, но коровы и лоси и, что гораздо страшнее, дети читать не умеют. Хотя Россия владеет крупнейшем в мире, совершенно уникальным резервуаром чистейшей пресной воды - оз. Байкал, ситуация и на нем внушает опасение, особенно в связи с деятельностью Байкальского целлюлозно-бумажного комбината и Селенгинского ЦКК, со сточными водами которых в Байкал поступает до 60% трудноразлагаемых органических веществ.
5. Влияние загрязненных поверхностных водоемов на здоровье человека
Загрязнение поверхностных водоемов оказывает прямое и опосредованное действие на здоровье человека. Прямое вредное действие может проявиться как при поступлении воды в организм человека перорально (человек сознательно пьет воду из загрязненного водоема или случайно наглотался ее во время купания), так и при контакте ее с кожей и слизистыми оболочками во время плавания, купания и др. Но чаще всего вредное воздействие осуществляется по схеме: загрязненная вода поверхностного водоема - питьевая вода - человек. Объясняется это тем, что технологии подготовки питьевой воды из поверхностных источников водоснабжения дают возможность улучшить лишь некоторые ее свойства. В частности, снизить мутность и цветность за счет осветления и обесцвечивания, избавить от эпидемической опасности путем обеззараживания, улучшить некоторые показатели минерального состава путем специальных методов водоподготовки (опреснения, умягчения, фторирования, дефторирования и др.). Эти технологии порой не рассчитаны на удаление из воды отдельных вредных химических веществ. Если их концентрация в водоеме в местах водозабора будет значительно превышать ПДК, они могут пройти водоочистные сооружения практически транзитом, попасть в питьевую воду, а с питьевой водой - в организм человека. Следовательно, с одной стороны, упо¬требление или использование населением воды из водоемов, загрязненных эн-теропатогенными бактериями и вирусами, простейшими, гельминтами, может привести к массовым инфекционным заболеваниям и инвазиям, а с другой - использование человеком загрязненной воды, которая содержит вредные химические вещества в концентрациях, превышающих ПДК, может обусловить острое или хроническое отравление с возможными отдаленными последствиями (аллергенными, тератогенными, мутагенными, канцерогенными).
Опосредованное, или непрямое, вредное действие водоемов на здоровье человека происходит по схеме: загрязненная вода - загрязненные продукты питания ("дары моря ") - человек; загрязненный водоем - орошение сельскохозяйственных угодий - продукты питания растительного происхождения - человек; загрязненный водоем - водопой крупного рогатого скота - молоко - человек и др. То есть опосредованное вредное действие загрязненных водоемов на здоровье человека может произойти при употреблении рыбы, других продуктов питания, изготовленных из сырья, полученного из загрязненных водоемов; при использовании воды, загрязненной энтеропатогенными бактериями и вирусами или токсическими химическими веществами, для мытья овощей, фруктов, ягод, во время отдыха на берегу водоема, спортивно-массовых мероприятий и т.п.
Последствия влияния загрязненной воды водоемов на здоровье человека в обобщенном виде может быть представлено следующим образом:
качество питьевой водопроводной воды во многом зависит от качества воды в поверхностном водоеме, который является реальным или может быть потенциальным источником централизованного водоснабжения;
загрязнение водоемов приводит к сокращению пищевых ресурсов вследствие невозможности употреблять рыбу, рыбопродукты, другие "дары моря", которые могут быть загрязнены различными токсическими химическими веществами: тяжелыми металлами, хлорорганическими пестицидами, полихло-рированными бифенилами и пр.;
загрязненные воды водоемов нельзя использовать для орошения сельскохозяйственных угодий, поскольку это тормозит развитие земледелия. Такие воды не могут быть использованы также в животноводстве и птицеводстве;
потеря воды из-за загрязнения как сырьевого ресурса для народного хозяйства. Так, известны случаи массовых заболеваний и гибели овец на пастбищах, расположенных на островах возле Великобритании. Животные гибли в результате употребления морских водорослей с высоким содержанием ртути и мышьяка.
Выводы
Основными источниками загрязнения поверхностных вод на сегодня являются:
· промышленные предприятия;
· животноводческие комплексы, фермы и птицефабрики;
· тепловые и атомные электростанции;
· предприятия коммунального хозяйства;
· ливневые стоки с городских территорий;
· сельское хозяйство;
· водный транспорт;
· атмосферные осадки;
· гидротехнические сооружения, регулирование стока рек и создание водохранилищ.
В ряде районов водные объекты загрязняются также при добыче полезных ископаемых, торфоразработках. За последние десятилетия существенным источником загрязнения рек и водоемов стала рекреация, особенно такие ее виды, как массовое купание и маломерный флот.
Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для необратимых экологических изменений водоемов.
Безусловно, все изложенное отрицательно влияет на здоровье и благосостояние человека и свидетельствует о том, что проблема санитарной охраны водоемов имеет как медицинское (гигиеническое), так и народнохозяйственное значение.
Список литературы
1. Мартынов и др. Анализ социально-экономических факторов влияющих на состояние биологического разнообразия. Подготовительная фаза проекта ГЭФ “Сохранение биологического разнообразия России” (Приложение 1) - М., ПАИМС, 1995-288 с., илл.
2. Журнал "Экологические Нормы. Правила. Информация" №1, 2007
3. Бадтиев Ю.С., Барков В.А., Усов Г.П. Биоиндикация поверхностных водоемов. // Экология и промышленность России. - 2003 - июль. - С.24-26.
4. http://www.uzenbash.ru/okruzhajuscheaja-sreda/prirodnaja-sreda/14/
5. http://www.monolit. info/poleznaya-informatsiya/zagryaznenie-poverhnostnyih-vod.html
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Снижение биосферных функций водоемов. Изменение физических и органолептических свойств воды. Загрязнение гидросферы и его основные виды. Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод. Истощение подземных и поверхностных вод водоемов.
контрольная работа , добавлен 09.06.2009
Охрана поверхностных вод от загрязнения. Современное состояние качества воды в водных объектах. Источники и возможные пути загрязнения поверхностных и подземных вод. Требования к качеству воды. Самоочищение природных вод. Охрана воды от загрязнения.
реферат , добавлен 18.12.2009
Факторы загрязнения поверхностных вод. Основные физические, химические и биологические загрязнители воды. Естственные источники загрязнения подземных вод. Методы обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения.
реферат , добавлен 25.04.2010
Общая характеристика и структурная классификация видов и источников загрязнения водных объектов Российской Федерации. Изучение методов мониторинга поверхностных водоёмов, источников их загрязнения и способов нормирования качества водных ресурсов страны.
курсовая работа , добавлен 17.06.2011
Состояние качества воды в водных объектах. Источники и пути загрязнения поверхностных и подземных вод. Требования к качеству воды. Самоочищение природных вод. Общие сведения об охране водных объектов. Водное законодательство, водоохранные программы.
курсовая работа , добавлен 01.11.2014
Физико-географическая характеристика района. Оценка состояния водных объектов. Общая характеристика состояния поверхностных вод и донных отложений. Оценка степени загрязнения поверхностных вод и их пригодности для различных видов водопользования.
дипломная работа , добавлен 17.06.2011
Источники загрязнения сточных вод, критерии их классификации. Типы загрязнения поверхностных и подземных вод. Этапы процесса очистки (механический, биологический, физико-химический, дезинфекция). Новые технологические процессы, модернизация оборудования.
реферат , добавлен 13.12.2015
Понятие, характеристика, функции и значимость гидросферы. Виды и источники загрязнений поверхностных и подземных вод. Группы сточных вод. Влияние сельского хозяйства и тепловых электростанций на загрязнение рек и водоемов. Методы очистки сточных вод.
реферат , добавлен 17.11.2016
Качество питьевой воды, доступ к чистой воде городского и сельского населения. Основные пути и источники загрязнения гидросферы, поверхностных и подземных вод. Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды. Методы и способы очистки сточных вод.
презентация , добавлен 18.05.2010
Основные пути загрязнения гидросферы Земли. Источники засорения поверхностных, подземных вод, рек, озер и мирового океана. Методы их очистки и охраны от истощения. Проникновение вредных веществ в круговорот воды. Изучение способов самоочищения водоемов.
Введение
Актуальность исследования. Загрязнение поверхностных вод началось в центральной России еще в XVI в., когда начали удобрять поля навозом. С тех пор в центральных районах страны основным загрязнителем вод было сельское хозяйство. В более северных районах большую роль играл сплав леса, особенно молевой, при котором бревна тонули и гнили в воде. С развитием промышленности и ростом городов стала расти роль коммунальных и промышленных загрязнений.
Резкое усиление загрязнений произошло в ХХ в. Особая опасность связана с совпадением периода роста сбросов загрязненных сточных вод и многовековой тенденции нарастания сухости климата, снижения водности водоемов. В этих условиях растут концентрации поллютантов в растворах и, следовательно, степень их вредного воздействия на природные системы и здоровье человека.
К началу 90-х гг. в России создалась довольно сложная ситуация. Качество вод большинства поверхностных водоемов страны не отвечало установленным нормативам. Главными загрязняющими поверхностные воды веществами являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка, аммонийный и нитратный азот.
Цель работы - охарактеризовать источники загрязнения вод.
Для выполнения поставленной цели нами были решены следующие задачи: описать основные источники загрязнения пресноводных вод суши, проанализировать особенности очистки водоемов.
1. Источники загрязнения поверхностных вод суши
Реки в их естественном состоянии выполняют роль дренажных систем, собирающих сток с водосборного бассейна. Хозяйственная деятельность человека постепенно превращает реки в сточные канавы с очень высоким уровнем загрязнения (иногда до 100 ПДК). И если количественное истощение водозапасов планеты в ближайшем будущем человечеству не грозит, то качественное истощение водных ресурсов - налицо уже в наши дни.
Главными источниками загрязнения природных вод являются производственные предприятия химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной промышленности, электроэнергетика и машиностроение, черная и цветная металлургия, сельское и коммунальное хозяйство. Величина сброса сточных вод в водоемы России в 2007 г. составила 59,3 км3 (около 3% глобального объема сточных вод).
Из этого количества в реки ежегодно сбрасывается до 30 км3 загрязненных вод, требующих как минимум 10-12-кратного разбавления. Для того чтобы гарантировать качество воды с содержанием загрязняющих веществ не выше ПДК, для промышленных предприятий установлены величины предельно допустимого сброса поллютантов (ПДС). В России ПДК по разным показателям превышены по всем крупным водоемам. Основные реки России - Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена - по качеству вод оцениваются как «загрязненные» и местами «сильно загрязненные».
Суммарная масса загрязняющих веществ (нефтепродукты, взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, фенолы, соединения фосфора, жиры, масла, органические вещества, особо токсичные тяжелые металлы и синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и др.), поступающих в природные водоемы страны вместе со сточными водами, оценивается в 21 млн т. Особенно неблагополучно состояние рек в зонах многонаселенных мегаполисов и крупных промышленных центров, где загрязнение вызывается прямым сбросом сточных и ливневых вод с поверхностей прилегающих территорий через коллекторы, необорудованные очистными сооружениями, канализационные люки и др. Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивной эвтрофикации водоемов. Тяжелые металлы могут находиться в небольших, но весьма опасных концентрациях в обработанных, но полностью не очищенных сточных водах, или в более концентрированном виде в подземных водах на территориях свалок. Один из источников поступления поллютантов в водную среду - это сухие и мокрые выпадения из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов. Вместе с аэрозолями (главным образом сернистые и азотистые соединения) и пылью в водоемы, поверхностные и подземные воды попадают также тяжелые металлы, опасные органические соединения, радиоактивные вещества. Сейчас со всей очевидностью можно говорить, что основной объем загрязнения всей гидросферы, в частности более 70% загрязнения Мирового океана, связано с наземными источниками. Промышленность, строительство, коммунально-бытовое и сельское хозяйство поставляют загрязняющие вещества, создающие угрозу для жизнедеятельности биоты Океана. Нефть, металлы, хлорорганические соединения, мусор, пластмассы, радиоактивные отходы медленно разлагаются, накапливаются в организмах. Нефть является самым стойким загрязнителем океанических вод. Ежегодно в моря и океаны поступает от 6 до 10 млн. т нефти (табл. 1). Известно, что 1 т нефти, растекаясь, образует на водной поверхности пятно в 12 км2. В нефтяных пленках аккумулируются ионы тяжелых металлов, пестициды и другие токсиканты, опасные для живых организмов.
Одним из основных источников загрязнения поверхностных и подземных вод служит сельское хозяйство - как земледелие, так и интенсивное животноводство. Во время половодий, весеннего таяния снега и после сильных дождей с поверхностей сельскохозяйственных угодий с водой смываются многие тонны ядохимикатов и минеральных удобрений.
Таблица 1. Источники загрязнения гидросферы нефтью (по У. Стонеру и Б. Сигеру) Источник загрязненияОбщее количество, млн. т/годДоля, %Морские перевозки В том числе обычные перевозки2,13 1,8334,9 30,0Катастрофы0,34,9Вынос реками1,931.1Попадание из атмосферы0,69,8Промышленные отходы0,34,9Природные источники0,69,8Городские отходы0,34,9Отходы прибрежных нефтеочистительных заводов0,23,2Добыча нефти в открытом море В том числе: обычные операции аварии0,08 0,02 0,061,3 0,3 0,98 Например, в России на полях ежегодно используется несколько миллионов тонн удобрений и до 100 тыс. т ядохимикатов. Особенно опасны сбросы сточных вод животноводческих комплексов и птицефабрик, где уборка навоза и отходов производится гидросмывом без очистки сточных вод. Переполненные навозохранилища периодически сбрасывают огромное количество органики, приводя к эвтрофикации природных водоемов. Это явление связано с избыточным поступлением биогенных веществ (главным образом соединений фосфора и азота) в озера, водохранилища, устья рек, приводящим к массовому росту водных растений, бурному «цветению» водорослей. Эвтро-фикация вызывает ряд неблагоприятных геоэкологических последствий: ухудшение качества воды, снижение рекреационной ценности водоема, гибель рыб, блокирование каналов и водосборов. Главными источниками поступления азота и фосфора являются сельское хозяйство и коммунально-бытовые стоки. Подземные воды, как и другие компоненты окружающей среды, испытывают загрязняющее воздействие хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации загрязненных сточных вод, свалок и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, животноводческих комплексов, населенных пунктов, не оборудованных канализацией и пр. Загрязняющие вещества в основном те же, что и для поверхностных вод: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота (с интенсивностью загрязнения в пределах 1 - 100 ПДК). В России для хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения и орошения земель разведано около четырех тысяч месторождений подземных вод, эксплуатационные запасы которых составляют 26,7 км3/год. Степень освоения их запасов в среднем по стране не превышает 33%. Наиболее крупные участки загрязненных подземных вод выявлены в Московской, Тульской, Пермской областях, в Татарстане, Башкортостане, а также близ городов Волгоград, Магнитогорск, Кемерово.
Население России в целом не обеспечено водой надлежащего качества вследствие неудовлетворительного состояния как водоемов (поверхностных и подземных), так и систем централизованного водоснабжения. Около 1/3 населения используют для питья воду из децентрализованных источников. Анализ воды таких источников показал, что около 50% из них не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим и бактериологическим показателям. Особенно тяжелое положение сложилось в Архангельской, Калининградской, Калужской, Курской, Томской и Ярославской областях, Приморском крае, Дагестане, Калмыкии. Обеспечение всех жителей Земли доброкачественной питьевой водой является важнейшей глобальной проблемой современности. Другой, не менее важной проблемой является рациональное использование водных ресурсов, экономия воды во всех видах водопотребления. Сокращение масштабов загрязнения воды - путь к решению проблемы количественного и качественного истощения водных ресурсов мира. Экономика использования водных ресурсов требует пересмотра. Пока вода во всем мире имеет низкую цену, во многих регионах она вообще бесплатна. Это ведет к неэффективному использованию водных ресурсов и, как следствие, к серьезным экологическим проблемам.
2. Особенности загрязнения поверхностных вод
Существуют две основные категории источников загрязнения водных объектов: источники точечного загрязнения и рассеянного загрязнения. К первой категории относятся, например, сбросы промышленных предприятий и очистных сооружений коммунальных стоков. Ко второй категории относятся, например, загрязнения, связанные с сельским хозяйством, такие как загрязнения вод продуктами распада удобрений и пестицидов. Стратегии управления точечным и рассеянным загрязнением весьма различны. В первом случае необходимо иметь дело с каждым источником, в то время как при рассеянном загрязнении нужно осуществлять стратегию управления всем речным бассейном, а точнее говоря, состоянием ландшафтов бассейна, в особенности антропогенно трансформированных. В стратегиях по улучшению качества воды, как правило, начинают с точечного загрязнения, а по достижении определенных успехов затем обращаются к регулированию рассеянного загрязнения. В России пока основное внимание, да и то недостаточное, уделяется контролю точечного загрязнения. Загрязняющие воду вещества и их индикаторы могут быть также разделены на несколько групп, вызывающих специфические проблемы качества воды в различных типах водных объектов и, соответственно, требующих различных стратегий их контроля: микробиологические индикаторы, связанные со здоровьем человека (концентрация кишечной палочки как индикатор количества патогенных бактерий и др.); взвешенные вещества (общее содержание, мутность и прозрачность воды); органические вещества. Индикаторы загрязнения: растворенный кислород, биохимическое и химическое потребление кислорода (ВПК и ХПК), фосфаты, хлорофилл-А; биогенные вещества (соединения азота и фосфора); основные ионы (общее количество растворенных веществ, электропроводность, рН, кальций, магний, натрий, калий, хлориды, сульфаты, бикарбонаты, бор, фтор, жесткость воды); неорганические микрозагрязнители (алюминий, мышьяк, бериллий, кадмий, хром, кобальт, медь, цианиды, сероводород, железо, свинец, литий, марганец, ртуть, молибден, никель, селен, ванадий, цинк); органические микрозагрязнители (или диоксины) (их много: полихлорированные бифенилы, бензапирен, пестициды и др.; они вредны даже в очень малых концентрациях; вследствие малой концентрации их определение представляет большие трудности). Основные проблемы, связанные с загрязнением различных водных объектов, представлены в табл. 2.
Таблица 2. Основные проблемы качества воды Рассмотрим основные особенности этих проблем. Заражение патогенами - очень важный фактор высокой заболеваемости и смертности от желудочно-кишечных болезней. Оно находится в прямой зависимости от плотности населения и уровня его социально-экономического развития и потому в большей степени характерно для развивающихся стран. В развитых странах вода в системах питьевого водоснабжения обрабатывается, в то время как в развивающихся странах обработка не всегда удовлетворительна, если она вообще производится. Даже в развитых странах загрязнение патогенами контролируется не полностью, как мы это только что видели в случае с криптоспоридиозом в США. В развивающихся странах оно широко распространено вниз по течению от городов и густонаселенных сельских территорий вследствие недостаточного развития канализации и систем очистки воды. В результате индекс патогенного загрязнения воды увеличивается в пределах города в 3200 раз, достигая 24 млн коли-палочек на 100 мл воды. Высокий уровень загрязнения патогенами и органическими веществами отмечается в р. Ганг; осуществляется специальная программа улучшения состояния этой великой реки Индии. Заражение патогенами и загрязнение органическими веществами взаимосвязаны. Органические вещества - самая большая группа загрязнителей, исторически появляющаяся обычно первой, в самом начале процесса загрязнения реки. Они попадают в воду в растворенном или взвешенном виде, главным образом со стоками канализации или с нерегулируемыми бытовыми стоками. В отдельных местах целлюлозо-бумажная и пищевая промышленность также вносят свой заметный вклад. Географическое распространение загрязнения органическими веществами в целом совпадает с распространением патогенного заражения. Реки обладают значительной самоочищающей способностью благодаря растворенному в воде кислороду, количество которого постоянно пополняется из атмосферы вследствие турбулентного режима течения рек. Когда поступление органических веществ в реку начинает превышать ее самоочищающую способность, загрязнение воды прогрессивно возрастает. Для решения проблемы загрязнения воды органическими веществами и патогенами необходимо осуществлять комплекс мероприятий. Главную роль здесь играет снижение объема поступающих с бассейна загрязнений и, с другой стороны, строительство очистных сооружений. Взвешенные вещества в речных водах это преимущественно тонкие частицы почвы. Концентрация взвешенных наносов является показателем степени водной эрозии почвы и потому - состояния бассейна. Сельское хозяйство играет значительную роль в этом процессе. В целом, при прочих равных условиях, чем выше площадь пахотных земель, тем больше сток наносов. Общий сток наносов по рекам мира оценивается приблизительно в 20 млрд. т в год. Перемещение наносов в пределах речных бассейнов, по крайней мере, в пять раз больше, примерно 100 млрд. т. Деятельность человека значительно увеличивает сток наносов, во многом благодаря нарушению естественного состояния поверхности почв в бассейне реки. Антропогенно увеличивающийся сток наносов приводит к ухудшению условий судоходства на реках, заилению водохранилищ и оросительных систем. Тонкие частицы почвы, переносимые в виде наносов, обычно адсорбируют на своей поверхности соединения фосфора. Это тот самый ил, который р. Нил приносила на поля каждое половодье, поддерживая плодородие почв Египта в течение тысячелетий. После сооружения плотин на реках почти все наносы аккумулируются в водохранилищах, вместе с адсорбированным фосфором. Это ведет к снижению как плодородия почв, так и рыбной продуктивности, в нижних бьефах плотин. Мероприятия по снижению эрозии почвы в бассейнах рек в то же время управляют перемещением фосфора в бассейне. Мы снова видим высокую степень сложности взаимосвязей в экосфере и ведущую роль воды в управлении территориальными системами. Принято, что природные воды находятся в состоянии асидификации, если показатель их кислотности (рН) равен или меньше 5,0. Многие процессы в экосфере определяются кислотно-щелочными реакциями, то есть зависят от величины рН. Все биологические процессы в водоемах, такие как рост водорослей, распад микроорганизмов, нитрификация и денитрификация, отличаются своей оптимальной величиной рН, обычно в пределах 6-8. Изменения флоры и фауны в водных экосистемах - важный индикатор асидификации. загрязнение вода качество очистка 3. Очистка воды
Важнейшими технологическими мерами рационального использования и охраны водных ресурсов являются совершенствование технологий производства, внедрение в практику безотходных технологий. В настоящее время совершенствуется ныне действующая оборотная система водоснабжения, или повторное использование воды. Поскольку избежать полностью загрязнения воды невозможно, применяются биотехнические меры охраны водных ресурсов - принудительная очистка сточных вод от загрязнения. Основные методы очистки - механические, химические и биологические. При механической очистке сточных вод нерастворимые примеси удаляются с помощью решеток, сит, жиро (масло) ловок и т.д. В отстойниках осаждают тяжелые частицы. Механической очисткой удается освободить воду от нерастворенных примесей на 60-95%. При химической очистке применяются реагенты, которые переводят растворимые вещества в нерастворимые, связывают их, осаждают и удаляют из сточных вод, которые очищаются еще на 25-95%. Биологическая очистка проводится двумя способами. Первый осуществляется на специально подготовленных полях фильтрации (орошения) с оборудованными картами, магистральными и распределительными каналами. Очистка происходит естественным способом - путем фильтрации воды через почвогрунты. Органический фильтрат подвергается бактериальному разложению, воздействию кислорода, солнечных лучей и используется в дальнейшем в качестве удобрения. Применяется также каскад прудов-отстойников, в которых естественным путем происходит самоочищение воды. Второй ускоренный способ очищения сточных вод производится с применением специальных биофильтров. Очистка сточных вод осуществляется фильтрацией через пористые материалы (гравий, щебень, песок и керамзит), поверхность которых покрыта пленкой микроорганизмов. Процесс очистки на биофильтрах происходит интенсивнее, чем на полях фильтрации. В настоящее время практически ни один город не обходится без очистных сооружений, причем в городских условиях применяются все указанные способы в комплексе, что дает хороший эффект.
Заключение
Примерно 1/3 из них - промышленные сточные воды. Считается, что в водоемы поступает свыше 500 тыс. различных веществ. В воды попадают промышленные и бытовые отходы, содержащие соли различных металлов, яды, пестициды, удобрения, моющие средства, радиоактивные вещества. Более 2/3 загрязняющей водные системы нефти поступает в результате сброса отходов нефтепродуктов, используемых автомобилями и машинным оборудованием. Анализ мирового водохозяйственного баланса показал, что на все виды водопользования тратятся 2200 м3 чистой воды в год. До сих пор рост качества очистных сооружений отстает от роста потребления воды.
Однако проблема очистки более серьезна, так как даже при самой совершенной технологии, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для хозяйственного потребления только после ее многократного разбавления чистой природной водой. На разбавление стоков уходят почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на начало нового тысячелетия, в предположении, что нормы водопотребления снизятся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно на разбавление сточных вод ежегодно потребуется 30 - 35 тыс. м3 пресной воды.
Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 м3 очищенной сточной воды «портит» 10 м3 речной воды, а неочищенной - в 3 - 5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится непригодной для потребления.
Литература
1.Голубев Г.Н. Геоэкология: Учебник - М.: Аспект-пресс, 2006. - 288 с.
2.Князева В.П. Экология. Основы реставрации. - М., 2006. - 328 с.
.Комарова Н.Г. Геоэкология и природопользование. - М.: Академия, 2008. -192 с.
.Костантинов В.М., Челидзе Ю.Б. Экологические основы природопользования. - М.: Академия, 2006. - 208 с.
Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий , крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных к ископаемых, гидроэнергетическом строительстве, воды шахт, рудников, отходы при обработке и сплаве лесоматериалов, сбросы водного и железнодорожного транспорта, отходы первичной обработки льна, пестициды и тд. С началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флотту.
Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменениях физических свойств ее химического состава, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и тд; налицо веществ, плавающих на поверхности воды и откладывании на дне водоййм.
Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественная и качественная соединение их разнообразна и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов, их разделяют на а две основные группы: содержащие неорганические примеси, в том числе и токсичные, и те, которые содержат ядови.
К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и тд, в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др.. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства вододи.
Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др.. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и др. вые вредные вещества. Вредное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели водди.
Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей. Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: нефтяную пленку, пл. Лава на воде, растворенные или эмульсированных в воде нефтепродукты, осевшие на дно, тяжелые фракции и тд. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается содержание ки сню, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека 12 мл нефти делают непригодной для употребления тонну водводи.
Среди продуктов промышленного производства особое место по своим негативным влиянием на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое примен. Ання в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-Ю мг / л при. ПДК-0,1 мг / л. Эти вещества могут образовывать в водо ймах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах,. Перекресток, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг /мг/л.
Довольно вредным загрязнением промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения я, вода приобретает специфический запах карболкики.
На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме - беспозвоночных - неблагоприятно отражаются сплавы. С гн иючои древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры. Кроме того, сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест місць.
Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим живот инам и человеку. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут. Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1л и более), подлежит ют захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуарари.
Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Химич ни вещества, содержащиеся в них, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализ уеться деятельность бактерий, которые минерализующих органические веществовини.
Серьезное беспокойство вызывает загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. В связи с интенсификацией животноводства все бил льш дают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.
Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприни приятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водой.
В сточных водах обычно около 60% веществ органического происхождения, к этой же категории органических относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико ико-санитарных водах и отходах кожевенных и предприятий, которые моют шерст.
Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота
Нагретые сточные воды. ТЭС и других производств причиняют"тепловое загрязнение", которое угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, что отрицательно влияние воздействует на флору и фауну водоемов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого"цветения воды;цвітіння води".
В ряде регионов важным источником пресной воды были подземные воды . Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности людей много источников подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода в них стала непригодной для питья. Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство . Наиболее водоемкие отрасли промышленности - горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрач аеться промышленности. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды. В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально о-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составляет от 3 до 700 л на одного человека. Из анализа водопотребления за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный и прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с ура учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г человечество может исчерпать все запасы пресной воды. Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, что природа обделила водн ими ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считались благоприятными в этом отношении в настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планетселення планети.
Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность создают сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной в воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.
ПЛАН
Введение............................................................................................. 2
Круговорот воды.............................................................................. 2
Поверхностные воды........................................................................ 3
Грунтовые воды................................................................................ 4
Вода в жизни человека........................................................................ 5
Проблемы с водой............................................................................... 7
Загрязнение........................................................................................ 10
Загрязнение поверхностных вод.................................................... 12
Загрязнение подземных вод........................................................... 15
Цели по экологии водных ресурсов........................................... 16
Деятельность по защите и сохранению водных ресурсов..... 19
Средства осуществления............................................................... 23
а) Финансирование и оценка расходов....................................... 23
б) Научно-технические средства.................................................. 24
в) Развитие людских ресурсов..................................................... 25
г) Создание потенциала................................................................ 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................. 27
Введение
Ученые подсчитали, что 97.5% всех запасов воды на планете Земля приходится на соленые воды морей и океанов. Иными словами, пресная вода составляет только 2.5% мировых запасов.
Если учесть, что 75% пресной воды "заморожено" в горных ледниках и полярных шапках, еще 24% находится под землей в виде грунтовых вод, а еще 0.5% "рассредоточено" в почве в виде влаги, то получается, что на наиболее доступный и дешевый источники воды - реки, озера и прочие наземные водоемы приходится чуть больше 0.01% мировых запасов воды.
Принимая во внимание то значение, которое вода имеет для жизнедеятельности человека и всего живого на Земле, приведенные цифры наглядно подтверждают сакраментальный тезис о том, что вода - одно из самых драгоценных сокровищ нашей планеты.
Круговорот воды
Как мы помним из уроков природоведения, вода находится в постоянном движении. Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах и т.п. Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Из всех выпадающих осадков 80% попадает непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше есть два пути. Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды.
Поверхностные воды
Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов.
Основным климатическим фактором является количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы. Океан является источником разных солей, растворенных в дождевой воде. В ней можно обнаружить ионы хлорида, сульфата, натрия, магния, кальция и калия. Промышленные выбросы в атмосферу также "обогащают" химическую палитру, в основном за счет органических растворителей и оксидов азота и серы, являющихся причиной выпадения "кислотных дождей". Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве.
К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая. Если же русло из непроницаемых пород, например гранита, то вода будет мягкой, но мутной за счет большого количества взвешенных частиц органического и неорганического происхождения.
В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.
Грунтовые воды
Значительная часть выпадающей дождевой воды, а также талая вода, просачивается в почву. Там она растворяет содержащиеся в почвенном слое органические вещества и насыщается кислородом. Глубже находятся песчаные, глинистые, известняковые слои. В них органические вещества по большей части отфильтровываются, но вода начинает насыщаться солями и микроэлементами. В общем случае, на качество грунтовых вод влияют несколько факторов.
1) Качество дождевой воды (кислотность, насыщенность солями и т.д.).
2) Качество воды в подводном резервуаре. Возраст такой воды может достигать десятков тысяч лет.
3) Характер слоев, через которые проходит вода.
4) Геологическая природа водоносного слоя.
В наиболее значительных количествах в грунтовых водах содержаться, как правило, кальций, магний, натрий, калий, железо и в меньшей степени марганец (катионы). Вместе с распространенными в воде анионами - карбонатами, гидрокарбонатами, сульфатами и хлоридами - они образуют соли. Концентрация солей зависит от глубины. В наиболее "старых" глубоких водах концентрации солей настолько велика, что они обладают явственно солоноватым вкусом. К этому типу относятся большинство известных минеральных вод. Наиболее качественную воду получают из известняковых слоев, но глубина их залегания может быть достаточно большой и добуриться до них - удовольствие не из дешевых. Грунтовые воды характеризуются достаточно высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и практически полным отсутствием микроорганизмов.
Вода в жизни человека
Вода - на первый взгляд простейшее химическое соединение двух атомов водорода и одного атома кислорода - является, без всякого преувеличения, основой жизни на Земле. Не случайно ученые в поисках форм жизни на других планетах солнечной системы столько усилий направляют на обнаружение следов воды.
Сама по себе вода не имеет питательной ценности, но она является непременной составной частью всего живого. В растениях содержится до 90% воды, в теле же взрослого человека ее 60-65%, но это "усредненно" от общей массы тела. Если же говорить более детально, то кости - это всего 22% воды, однако мозг - это уже 75%, мускулы - тоже 75% воды (в них находится около половины всей воды тела), кровь состоит из воды аж на 92 %.
Первостепенная роль воды в жизни всех живых существ, и человека в том числе, связана с тем, что она является универсальным растворителем огромного количества химических веществ. Т.е. фактически является той средой, в которой и протекают все процессы жизнедеятельности.
Вот лишь небольшой и далеко не полный перечень "обязанностей" воды в нашем организме.
Регулирует температуру тела.
Увлажняет воздух при дыхании.
Обеспечивает доставку питательных веществ и кислорода ко всем клеткам тела.
Защищает и буферизирует жизненно важные органы.
Помогает преобразовывать пищу в энергию.
Помогает питательным веществам усваиваться органами.
Выводит шлаки и отходы процессов жизнедеятельности.
Определенное и постоянное содержание воды - вот необходимое условие существования живого организма. При изменении количества потребляемой воды и ее солевого состава нарушаются процессы пищеварения и усвоения пищи, кроветворения и пр. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание температуры тела.
Человек чрезвычайно остро ощущает изменение содержания воды в своем организме и может прожить без нее всего несколько суток. При потере воды в количестве менее 2% веса тела (1-1.5л) появляется чувство жажды, при утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10% - галлюцинации, нарушение глотания. Потеря 10-20% воды опасна для жизни. Животные погибают при потере 20-25% воды.
В зависимости от интенсивности работы, внешних условий (в т.ч. климата), культурных традиций человек суммарно (вместе с пищей) употребляет от 2 до 4 л воды в сутки. Среднесуточное же потребление составляет около 2 -2.5 л. Именно из этих цифр исходит Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) при разработке рекомендаций по качеству воды.
Проблемы с водой
Запасы пресной воды представляют собой единый ресурс. Рассчитанное на длительную перспективу освоение мировых ресурсов пресной воды требует целостного подхода к использованию этих ресурсов и признания взаимозависимости между элементами, составляющими запасы пресной воды и определяющими ее качество.
В мире существует мало регионов, не затронутых проблемами потери потенциальных источников снабжения пресной водой, ухудшения качества воды и загрязнения поверхностных и подземных источников. Основные проблемы, отрицательно влияющие на качество воды рек и озер, возникают, в зависимости от обстоятельств, с разной степенью остроты в результате несоответствующей очистки бытовых сточных вод, слабого контроля за сбросом промышленных сточных вод, утраты и разрушения водосборных площадей, нерационального размещения промышленных предприятий, обезлесения, бесконтрольной залежной системы земледелия и нерациональных методов ведения сельского хозяйства. Это приводит к вымыванию питательных веществ и пестицидов. Нарушается естественный баланс водных экосистем, и возникает угроза для живых пресноводных ресурсов.
В различных обстоятельствах на водные экосистемы влияют также проекты освоения водных ресурсов в целях развития сельского хозяйства, такие, как плотины, схемы переброски речных стоков, водохозяйственные сооружения и ирригационные проекты. Эрозия, заиление, обезлесение и опустынивание приводят к возрастанию деградации земель, а создание водохранилищ в некоторых случаях отрицательно сказывается на экосистемах. Многие из этих проблем возникают вследствие экологически разрушительных моделей развития и отсутствия понимания проблем общественностью и соответствующих знаний об охране ресурсов поверхностных и подземных вод.
Степень воздействия на окружающую среду и здоровье человека поддается измерению, хотя во многих странах методы осуществления такого контроля являются весьма неадекватными или вообще не разработаны. Широко распространено недопонимание взаимосвязей между освоением, управлением, рациональным использованием и очисткой водных ресурсов и водными экосистемами. Там, где это возможно, исключительно важно осуществлять профилактические меры, с тем чтобы избежать впоследствии дорогостоящих мероприятий по восстановлению, очистке и освоению новых водных ресурсов.
В большинстве случаев вода, поступающая из скважины, а зачастую и из муниципальной водопроводной системы, нуждается в предварительной обработке, целью которой является доведение качества воды до действующих нормативов.
Судить о качестве воды и ее соответствии или несоответствии установленным нормам можно только на основании максимально полного химического и бактериологического анализа. Только на основе анализа можно делать окончательный вывод о той проблеме или комплексе проблем, с которыми придется иметь дело.
Основные неприятности c водой, с которыми приходится сталкиваться пользователям следующие:
Наличие в воде нерастворенных механических частиц, песка, взвесей, ржавчины, а также коллоидных веществ. Их присутствие в воде приводит к ускоренному абразивному износу сантехники и труб, а также к их засорению.
Присутствие в воде растворенного железа и марганца. Такая вода первоначально прозрачна, но при отстаивании или нагреве приобретает желтовато-бурую окраску, что является причиной ржавых подтеков на сантехнике. При повышенном содержании железа вода также приобретает характерный "железистый" привкус.
Жесткость, которая определяется количеством растворенных в воде солей кальция и магния. При их высоком содержании возможны выпадение осадка и появление белесых разводов на поверхности ванны, мойки и т.д. Соли кальция и магния, называемые также солями жесткости, являются причиной возникновения всем хорошо известной накипи.
Сравнительно безобидная в чайнике, накипь, откладываясь на стенках водонагревательных устройств (бойлеров, колонок и т.п.), а также на стенках труб в линии горячей воды, нарушает процесс теплообмена.
Это приводит к перегреву нагревательных элементов, перерасходу электроэнергии и газа. Отложение накипи является причиной до 90% аварий водонагревателей.
Наличие в воде неприятного привкуса, запаха и цветности. На эти три параметра, которые принято называть органолептическими показателями, могут оказывать влияние находящиеся в воде органические вещества, остаточный хлор, сероводород.
Бактериологическая загрязненность. Вызвана наличием в воде различных микробов или бактерий. Некоторые из них могут представлять непосредственную угрозу здоровью и жизни человека, но даже сравнительно безопасные бактерии в процессе своей жизнедеятельности выделяют органические вещества, которые не только влияют на органолептические показатели воды, но и, вступая в химические реакции (например с хлором), способны создавать ядовитые и канцерогенные соединения.
Естественно, что приведенный выше список не исчерпывает всего многообразия проблем, возникающих с водой, однако знакомит нас с основными из них.
Загрязнение
Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.
Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение . Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.
В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.
В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.
Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности - горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды.
В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни, составлял от 3 до 700 л на одного человека.
Из анализа водопользования за 5-6 прошедших десятилетий вытекает, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4-5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.
Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.
Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8% , а у таких рек, как Дон, Терек, Урал - на 11-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи и Амударьи на орошение.
Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.
Загрязнение поверхностных вод
Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (Свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах.
Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод.
Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Новосибирске. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.
Одним из основных загрязнителей поверхностных вод является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.
Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны - аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносится в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий.
Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.
Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.
Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.
Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».
Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.
Эвтрофизация - обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.
Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами.
Загрязнение подземных вод
Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.
Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров.
Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.
Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.
