Защита гидросферы

В сточных водах гидролизной промышленности присутствуют спиртовые  и фурфурольные (альдегидные)  компоненты,  последрожжевая  бражка,  сивушные, эфироно - альдегидные и скипидарные фракции, различные кислоты.

Источником загрязнения водных экосистем является и сельское хозяйство. Во-первых, повышение урожайности, продуктивности  земель неизбежно связано с применением удобрений и ядохимикатов (пестицидов). Попадая на поверхность почвы, они смываются с нее и оказываются в водоемах. Во-вторых, животноводство  связано  с  образованием больших масс мертвой  органики (навоза, подстилки), мочевины, которые опять-таки могут оказываться в водных объектах. Эти отходы неядовиты, но их массы огромны (вспомним, что получение 1 кг мяса «стоит» 70-90 кг кормов) и, несмотря на их нетоксичность,  они  ведут  к  тяжелым  последствиям  для  водных  экологических систем.

Большую  опасность  представляют  загрязнения  вод  радиоактивными веществами.  Взвешенные  твердые  частицы  способствуют  образованию  стабильных  водных  суспензий,  при  этом  ухудшаются  прозрачность  и  внешний вид воды, снижается активность фотосинтеза водных растений.  
     Загрязняют воду  теплые  сточные воды от предприятий  теплоэнергетики, поскольку при этом меняется температурный режим в водном объекте, а затем может возникать несоответствие его санитарным требованиям. 
     Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов принимает  такие размеры, что во многих районах превышает их способность к самоочищению. Уже сейчас в некоторых странах начинает ощущаться нехватка пресной воды.  
    Загрязнение  водных  систем  представляет  большую  опасность,  чем  загрязнение атмосферы, по следующим причинам:

• процессы регенерации, или самоочищения, протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздухе;
• источники загрязнения водоемов более разнообразны.

Естественные процессы, осуществляющиеся в водной  среде и подвергающиеся действию  загрязнений,  более  чувствительны  сами  по  себе  и  имеют  большее  значение  для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые протекают в атмосфере.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Виды загрязнений воды.

Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют механическое, химическое, физическое и биологическое загрязнение:

• механическое загрязнение - повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;
• химическое загрязнение - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксичного действия;
• бактериальное и биологическое загрязнение - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;
• радиоактивное загрязнение - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;
• тепловое загрязнение - выпуск в водоемы подогретых вод предприятий, тепловых и атомных ЭС.

Химическое загрязнение наиболее распространенное. Оно создает изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые доли), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, ПАВы, пестициды).

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен в таблице 2.

Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно концентрируются в донных отложениях или заливах рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов, а затем и человека. Так, известность приобрела «болезнь Минамата», впервые обнаруженная японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловят ну в заливе Минамата, в которую бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Таблица 2.Токсический эффект некоторых загрязнителей гидросферы

Вещество	Планктон	Ракообразные	Моллюски	Рыбы
1) Медь	+++	+++	+++	+++
2) Цинк	+	++	++	++
3) Свинец	-	+	+	+++
4) Ртуть	++++	+++	+++	+++
5) Кадмий	-	++	++	++++
6) Хлор	-	+++	++	+++
7) Роданиды	-	++	+	++++
8) Цианид	-	+	++	++++
9) Фтор	-	-	+	++
10) Сульфид	-	++	+	+++

 

Примечание (степень токсичности):

- отсутствует;

+ очень слабая;

++ слабая;

+++ сильная;

++++ очень сильная;

 

Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным для водной среды можно отнести неорганические кислоты и щелочи, обусловливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0 -11,0), способных изменять рН водной среды до значения ниже 5,0 или выше 8,5, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8.

 

 

2. Защита гидросферы.

В настоящее время  почти любой вопрос по отношению к воде регламентирован законодательными актами:

1. Водный кодекс Российской Федерации от 3 июня 2006 г. N 74-ФЗ (с изменениями от 4 декабря 2006 г., 19 июня 2007 г., 14, 23 июля 2008 г., 24 июля, 27 декабря 2009 г., 28 декабря 2010 г., 11, 18, 19, 21 июля, 21 ноября, 6, 7 декабря 2011 г., 25 июня, 28 июля 2012 г., 7 мая, 2 июля, 21 октября, 28 декабря 2013 г.).

2. Федеральный закон от 6 мая 1998 г. N 71-ФЗ "О плате за пользование водными объектами" (с изменениями от 30 марта 1999 г., 7 августа 2001 г., 30 декабря 2001 г., 24 декабря 2002 г., 23 декабря 2003 г., 29 июня 2004 г., 29 июня 2006г.).

3. ФЗ о питьевой воде.

4. Об усилении надзора за производством и оборотом минеральной и питьевой воды.

5. ЗАКОН РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ.

6. Постановление Правительства Российской Федерации № 219 от 10 апреля 2007 г. «Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга водных объектов».

7. Постановление Правительства Российской Федерации от 23 июля 2007 г. № 469 «О порядке утверждения нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей» и т.д.

Кроме них различные функции управления водными ресурсами страны осуществляют Государственные комитеты по гидрометеорологии, охране окружающей среды, горному надзору, министерства геологии, рыбного хозяйства, здравоохранения, морского флота, республиканские министерства речного флота и жилищно-коммунального хозяйства, а также ряд других министерств и ведомств, деятельность которых в той или иной степени связана с водными ресурсами. Но, не смотря на обилие законодательных актов и различных комитетов по защите водных ресурсов, состояние гидросферы на нашей планете находится не в лучшем, если не сказать в плачевном, состоянии. Обладающие правами управлять, контролировать, планировать, финансировать, использовать и охранять водные объекты и ресурсы, не могут согласовать действия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Экозащитные мероприятия.

Для защиты поверхностных вод от загрязнения предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

• развитие безотходных и безводных технологий, внедрение систем оборотного водоснабжения – создание замкнутого цикла использования производственных и бытовых сточных вод, когда сточные воды все время находятся в обороте, и попадание их в поверхностные водоемы исключено;

• очистка сточных вод;

• очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод – сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод является актуальной и экологически важной задачей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Показатели  качества воды.

Состав природных вод оценивается физическими, химическими и санитарно-бактериологическими показателями.

Физические показатели:

·         температура;

·         цветность – показатель, обусловленный наличием в воде гуминовых кислот, присутствием соединений железа;

·         запахи и привкусы – органолептические показатели качества воды. Запахи вызывают летучие пахнущие вещества. Мутность обусловлена присутствием нерастворенных и коллоидных веществ неорганического (глина, песок) и органического (ил, нефтепродукты, микроорганизмы) происхождения.

Химические показатели:

·         ионный состав – общее солесодержание природных вод определяется в большинстве случаев катионами Na+, K+, Ca2+, Mg2+ и анионами SO42–, HCO3–, Cl–;

·         содержание железа и марганца;

·         щелочность;

·         жесткость;

·         рН среды: вода хозяйственно-питьевого назначения имеет рН = 6,5–8,5;

·         содержание растворенных газов О2, СО2, Н2S и др.

Санитарно-биологические показатели:

·         коли-индекс – число бактерий Е.Coli в 1 л воды (≤3);

·         коли-титр – наименьший объем воды (в мл), содержащий 1 кишечную палочку;

·         микробное число – общее число аэробных сапрофитов, служит для оценки загрязненности органическими веществами.

 

 

 

 

 

2.3 Способы  очистки сточных вод.

Существует три основных способа очистки воды:

• механический;
• физико-химический;
• биологический.

Механическая очистка

Используется для удаления из сточных вод взвешенных веществ (песок, глинистые частицы, волокна и т.д.). В основе механической очистки лежат четыре процесса:

• процеживание,
• отстаивание,
• обработка в поле действия центробежных сил,
• фильтрование.

Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях; применяют для удаления из сточных вод крупных и волокнистых включений (сточные воды целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности).

Отстаивание основано на свободном оседании примесей с плотностью ρ > ρ воды или всплытии примесей с ρ < ρ воды. Процесс реализуется в песколовках, отстойниках, жироулавливателях. Песколовки используют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 250 мкм. Отстойники используют для очистки сточных вод от более мелких взвешенных частиц или жировых веществ, нефтепродуктов.

Очистка сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляется в гидроциклонах и центрифугах. Механизм действия аналогичен механизму действия газоочистных циклонов.

Фильтрование используют для очистки сточных вод от тонкодисперсных примесей с малой их концентрацией. В основном используется два типа фильтров:

-  зернистые – в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, сульфоуголь и др.;

- тканевые – фильтровальные перегородки изготавливаются из шерстяных, керамических, хлопчатобумажных материалов.

Физико-химическая очистка

Применяются для удаления из сточных вод растворимых примесей, а в ряде случаев – для удаления взвешенных веществ.