Организация охраны и рационального использования водных ресурсов

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный  университет» 
 

Региональный  центр повышения  квалификации

Специальность «Бухгалтерский учет, анализ и аудит» 
 
 

ЭКОНОМИКА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ 

КОНТРОЛЬНО – КУРСОВАЯ РАБОТА

« Организация охраны и рационального использования водных ресурсов» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

План:

Введение…………………………………………………………………………3

1. Антропогенное  воздействие на водные ресурсы………………………….. 5

1.1. Истощение и загрязнение водных ресурсов………………………………6

1.2. Сточные  воды и их влияние на водные  ресурсы………………………… 8

1.3. Загрязнение  мирового океана………………………………………………9

2. Защита водных ресурсов…………………………………………………….. 9

2.1. Поверхностные  воды………………………………………………………. 9

2.2. Подземные  воды……………………………………………………………15

2.3. Охрана  водных ресурсов от загрязнения…………………………………17

3. Деятельность по защите и сохранению водных ресурсов…………………20

Заключение………………………………………………………………………26

Список  литературы…………………………………………………………….. 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     "Вода  у тебя нет ни  вкуса, ни цвета,  ни запаха, тебя  невозможно описать,  тобой наслаждаются, не ведая что  ты такое. Нельзя  сказать, что ты  необходима для  жизни: ты –  сама жизнь”

     Антуан  де Сент-Экзюпери 

     Человек не может жить без воды. Без пищи человек может прожить 2-3 месяца, а без воды погибает через неделю.  

     С водой в организм человека поступают  минеральные вещества, вода обеспечивает движение всех материальных и энергетических потоков в теле человека, и даже температура тела регулируется при помощи воды.

     Вода  представляет собой одну из наиболее важных компонент, обеспечивающих жизнь на нашей планете. Вода прошла сложный эволюционный процесс вместе с биосферой и является ее неотъемлемой составной частью. Обладая рядом аномальных свойств, она влияет на протекающие в экосистемах сложнейшие физико-химические и биологические процессы. Нелишне упомянуть, что к таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среди жидкостей теплоемкость, теплота плавления и испарения, поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Кроме того, для воды характерна повышенная миграционная способность, определяющая ее взаимодействие с другими, в том числе и вмещающими средами. Перечисленные свойства создают потенциальную возможность накопления в воде очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов.

     С водой у человека и у человечества весьма сложные отношения. Человек в последние десятилетия стал оказывать существенное влияние на гидросферу и водный баланс планеты.

     Практически все водные источники сегодня  загрязнены. В результате безразличия  к катастрофическим последствиям сливания химических и токсичных отходов  производства в реки и озера многие источники питьевой воды оказались отравленными. Вода содержит более 13 тысяч токсичных элементов. У людей нет природных механизмов обезвреживания такого количества экзотоксинов. Поэтому употребление грязной воды вызывает множество заболеваний. По данным ВОЗ 80% всех заболеваний передаются через воду или вызвано ее недостатком. Ежегодно 25 миллионов человек умирает от этих заболеваний.

     В настоящее время изучение водных ресурсов Земли в связи с непрерывным  увеличением их потребления показало, что в ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Причины истощения кроются не только в неравномерном распределении ресурсов на поверхности земли, но и в том, что вода, после ее использования, загрязняется и не подвергается эффективной очистке. Вода, покрывающая 70% поверхности земного шара, в наши дни становится одним из самых дефицитных минералов.

     Поэтому вопрос рационального использования  и охраны водных ресурсов на сегодняшний  день является очень актуальным.

     В своей работе я рассмотрю основные источники загрязнения водных ресурсов и пути улучшения экологического состояния гидросферы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Антропогенное воздействие на водные ресурсы.

   Источниками загрязнения признаются объекты, с  которых осуществляется сброс или  иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

   Охрана  водных объектов от загрязнения осуществляется  посредством регулирования деятельности как стационарных, так и других источников загрязнения.

   На  территории России практически все  водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве  из них не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой  качества поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно увеличивается число створов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).

   Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.

   Микробное загрязнение вод происходит в  результате поступления в водоемы  патогенных микроорганизмов. Выделяют также тепловое загрязнение вод в результате поступления нагретых сточных вод.

   Загрязняющие  вещества условно можно разделить  на несколько групп. По физическому  состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворимые примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.

   Степень опасности сноса пестицидов в  период обработки сельскохозяйственных угодий зависит от способа применения и формы препарата. При наземной обработке опасность загрязнения водоемов меньше. При авиаобработке препарат может сноситься потоками воздуха на сотни метров и осаждаться на необработанной территории и поверхности водоемов.

1.1. Истощение и загрязнение  водных ресурсов

     Антропогенные преобразования вод континентов достигли глобальных масштабов, нарушая естественный режим даже крупнейших озер и рек земного шара. Этому способствовали строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, систем переброски вод), увеличение площади орошаемых земель, обводнение засушливых территорий, урбанизация, загрязнение пресных вод промышленными, коммунальными стоками и т. д.

     В начале XX в. произошло резкое увеличение водопотребления (почти в 7 раз). К настоящему времени с начала века водопотребление в нашей стране возросло более чем в 9 раз, при этом основной потребитель воды опять же сельское хозяйство (57 %)¹.

     Антропогенное изменение химического состава вод обусловлено попаданием в гидросферу огромного количества сточных вод, содержащих отходы промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунально-бытовые стоки, уменьшают в реках, озерах и фунтовых водах количество растворенного кислорода, изменяют условия разложения органических веществ, увеличивают концентрации азота, фосфора, различных металлов, хлорорганических соединений и прочих ядохимикатов, т. е. в конечном счете влекут за собой ухудшение качества воды.

     Под истощением вод понимается сокращение количества воды в водном объекте, происходящее под влиянием человеческой деятельности и носящее устойчивый характер. Зачастую недостаток пресной воды обусловлен качественным истощением водных ресурсов, т. е. загрязнением и засорением водотоков и водоемов различными химическими веществами и «мусором».

     Загрязнение поверхностных природных вод — это процесс изменения физических, химических или биологических свойств природных вод при попадании в них различных веществ, который может оказать вредное воздействие на человека и природу, а также ограничить возможность использования воды.

     Под засорением поверхностных природных вод следует понимать поступление в водотоки и водоемы посторонних нерастворимых предметов, например древесины, металлолома, шлака, строительного мусора и т. д. Серьезный вклад в засорение вносит лесосплав².

     Источниками загрязнения поверхностных и подземных вод являются химические вещества, микроорганизмы или тепло. Наибольший вред наносят сточные воды бытовой и производственной деятельности человека. В современном индустриализированном обществе резко увеличилось водопотребление, количество стоков, значительно расширился состав загрязнителей и, наконец, запасы чистой воды для разбавления и самоочищения стали катастрофически сокращаться.

     Качество  природных вод во многих районах Земли ухудшилось настолько, что использовать их для водоснабжения невозможно. Это объясняется не только неуклонным ростом безвозвратного водопотребления, но и возрастанием объема все более разнообразных стоков различного происхождения.

     В настоящее время около половины всех сточных вод мира сбрасывается в реки и моря неочищенными. Специфическими токсическими свойствами обладают сточные воды содовых, сернокислотных, азотно-туковых заводов, электрохимических производств, заводов черной металлургии, машиностроительных предприятий, рудников по добыче руд, содержащих цветные металлы. Столь же опасны сточные воды химических, коксохимических, газосланцевых предприятий, содержащих смолистые вещества, фенолы, меркаптаны, органические кислоты, альдегиды, спирты, красители. Свой негативный вклад вносят горнодобывающие предприятия.

     Особый  вид загрязнения водных объектов — тепловое, которое вызывается сбросом в реки или водоемы нагретой воды, используемой для охлаждения агрегатов промышленных предприятий, тепловых и атомных электростанций.

     1.2. Сточные воды и  их влияние на  водные ресурсы

     Значительное количество загрязняющих веществ сбрасывается в реки и водоемы с коммунально-бытовыми стоками, т. е. со сточными водами городов и других населенных пунктов; объем этих стоков нарастает вслед за ускоряющейся урбанизацией.

     Одним из опасных загрязняющих водные ресурсы веществ стали в настоящее время поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти вещества снижают способность воды к насыщению кислородом, парализуют деятельность микроорганизмов, разрушающих органические вещества; сами же ПАВ плохо поддаются биохимическому разложению³.

     В последние годы в связи с нарастающими объемами сельскохозяйственного производства все большую значимость приобретает проблема загрязнения природных вод поверхностным стоком с полей, лесов и других угодий. Главным источником биогенных элементов в поверхностных водах все больше становятся удобрения. Одним из наиболее неблагоприятных последствий загрязнения водоемов является ускоренное повышение биопродуктивности водоемов в результате накопления в воде биогенных веществ. Это явление носит название эвтрофикации (эвтрофирования).

     В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных 
вод подземная гидросфера становится практически единственным 
источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому ее охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют важнейшее экологическое значение.  
 

1.3. Загрязнение Мирового океана.

     Загрязнение Мирового океана связано, главным образом, с поступлением огромного количества антропогенных вредных веществ на его акваторию (нефтяные углеводороды, биогенные компоненты, пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды и др.). Постоянно увеличивающаяся нагрузка на Мировой океан ведет к постепенной деградации морских экосистем с неблагоприятными экологическими последствиями.

     Источники загрязнения подземных вод, к сожалению, весьма разнообразны и многочисленны особенно применительно к антропогенным причинам их образования. В частности, это фильтрат от свалок, стоки с промышленных площадок, транспорт, коммунальные стоки, сельское хозяйство, энергетические предприятия, в том числе и атомные электростанции⁴.  

2. Защита водных ресурсов

2.1. Поверхностная гидросфера

     Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод предотвращают путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод.

     Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются следующие экозащитные мероприятия⁵:

— развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения;

— очистка  сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

— закачка  сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

— 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 представляется весьма актуальной и экологически важной задачей. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения их сточными водам, является разработка и внедрение безводной и безотходной технологии производства, начальным этапом которой является создание оборотного водоснабжения.

     При организации системы оборотного водоснабжения в нее включают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать замкнутый цикл использования производственных и бытовых сточных вод. При таком способе водоподготовки сточные воды все время находятся в обороте и попадание их в поверхностные водоемы полностью исключено.

     Ввиду огромного многообразия состава  сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико-химический, химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов (комбинированный способ). В процессе очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоем.

     При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод — до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают⁶.

     Химические  и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод. К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором — различные окислители. С их помощью сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.

     Для очистки коммунально-бытовых промстоков целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий широко используют биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.). Очистку ведут с помощью естественных (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды и др.) и искусственных методов (аэротенки, метатенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

     После осветления сточных вод образуется осадок, который сбраживают в железобетонных резервуарах (метантенках), а затем удаляют на иловые площадки для подсушивании.

     Осветленная часть сточных вод очищается  в аэротенках — специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом.

     После вторичного отстаивания сточные  воды обеззараживают (дезинфицируют) с  помощью соединений хлора или  других сильных окислителей. При этом способе (хлорировании) уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы. В системах очистки сточных вод биологический (биохимический) метод является завершающим и после его применения сточные воды можно использовать в оборотном водоснабжении либо сбрасывать в поверхностные водоемы⁷.

     В последние годы активно разрабатываются  новые эффективные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод⁸:

— электрохимические  методы, основанные на процессах анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции и электрофлотации;

— мембранные процессы очистки (ультрафильтры, электродиализ и др.);

— магнитная  обработка, позволяющая улучшить флотацию взвешенных частиц;

— радиационная очистка воды, позволяющая в кратчайшие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;

— озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы;

— внедрение  новых селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования и др.

     Известно, что значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, смываемые поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий. Для предотвращения попадания загрязняющих стоков в водоемы необходим комплекс мероприятий, включающих: 1) соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов; 2) очаговую и ленточную обработку пестицидами вместо сплошной; 3) внесение удобрений в виде гранул и по возможности вместе с поливной водой; 4) замену ядохимикатов биологическими способами защиты растений, и т. д.

     Очень сложна утилизация животноводческих стоков, губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время наиболее экономичной признана технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции. При этом твердая часть превращается в компост и ее вывозят на поля. Жидкая часть (навозная жижа) концентрацией до 18% проходит через реактор и превращается в гумус. При разложении органики выделяются метан, двуокись углерода и сероводород⁹.

     Одним из перспективных способов уменьшения загрязнения поверхностных вод является закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты через систему поглощающих скважин (подземное захоронение). При этом способе отпадает необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод и в сооружении очистных сооружений.

     Однако, по мнению многих ведущих специалистов, данный, метод целесообразен для  изоляции лишь небольших количеств  высокотоксичных сточных вод, не поддающихся очистке существующими  технологиями.¹⁰

Рис. Схема «захоронения» промышленных сточных вод в глубокие водоносные: 1 — накопительная емкость; 2 — нагнетательная скважина; 3 — наблюдательные скважины; 4 — зона активного водообмена (пресные воды); 5 — зона замедленного водообмена (солоноватые воды); 6 — зона застойного режима (соленые воды); 7 — закачанные промышленные стоки

     Эти опасения связаны с тем, что очень трудно оценить возможные экологические последствия усиленного заводнения даже хорошо изолированных глубокозалегающих горизонтов подземных вод. К тому же технически очень сложно полностью исключить возможность проникновения удаляемых высокотоксичных промстоков на поверхность земли или в другие водоносные горизонты через затрубные пространства скважин.

     Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Недостаточно очищенные питьевые воды опасны как с экологической, так и с социальной точек зрения.

     Начиная с 1896 г. и до настоящего времени метод обеззараживания воды хлором является в нашей стране наиболее распространенным способом борьбы с бактериальным загрязнением. Однако оказалось, что хлорирование воды несет в себе серьезную опасность для здоровья людей. Исключить этот опасный для здоровья людей эффект и добиться снижения содержания канцерогенных веществ в питьевой воде возможно путем замены первичного хлорирования на озонирование или обработку ультрафиолетовыми лучами, а также и применение безреагентных методов предочистки на биологических реакторах¹¹.

     Современная технология очистки питьевой воды от других экологически опасных веществ — нефтепродуктов, СПАВ, пестицидов, хлорорганических и других соединений основывается на использовании сорбционных процессов с применением активированных углей или их аналогов — графитминеральных сорбентов.

     Все большее значение в охране поверхностных  вод от загрязнения и засорения  приобретают агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек, а также образование эрозии, оползней, обрушение берегов и т. д. Выполнение комплекса этих работ позволит уменьшить загрязненный поверхностный сток и будет способствовать чистоте водоемов.

     Важную  защитную функцию на любом водном объекте выполняют водоохранные зоны. Назначение водоохраной зоны — предотвратить загрязнение, засорение и истощение водного объекта. В пределах водоохранных зон запрещается распашка земель, выпас скота, применение ядохимикатов и удобрений, производство строительных работ и др.

     Поверхностная гидросфера органично связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и с другими компонентами окружающей природной среды. Учитывая неразрывную взаимосвязь всех ее экосистем, невозможно обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без защиты от загрязнения атмосферы, почв, подземных вод и др.

     Для защиты поверхностных вод от загрязнения в ряде случаев необходимо идти на радикальные меры: закрытие или перепрофилирование загрязняющих производств, полный перевод сточных вод на замкнутый цикл водопотребления и т. д. 

2.2. Подземная гидросфера         

     Основные  мероприятия по защите подземных вод, проводимые в настоящее время, заключаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхностных вод, эта большая и сложная проблема может быть успешно решена лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей природной среды.

     Для борьбы с истощением запасов пресных  подземных вод, пригодных для целей питьевого водоснабжения, предусматривают различные меры, в том числе: регулирование режима водоотбора подземных вод; более рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.

     В последние годы для предупреждения истощения подземных вод все  чаще применяют искусственное пополнение их запасов путем перевода поверхностного стока в подземный. Пополнение осуществляется путем инфильтрации (просачивания) воды из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища) в водоносные пласты. Подземные воды получают при этом дополнительное питание, что позволяет увеличивать производительность водозаборов без истощения естественных запасов¹².

     Меры  борьбы с загрязнением подземных вод подразделяют на: 1) профилактические и 2) специальные, задача которых — локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.

     Ликвидировать очаг загрязнения, т. е. извлечь из подземных вод и горных пород загрязняющие вещества, весьма сложно, на это могут уйти многие годы. Поэтому профилактические меры являются главными в природоохранных мероприятиях. Предотвратить загрязнение подземных вод можно различными путями. Для этого совершенствуют методы очистки сточных вод, чтобы исключить попадание загрязненных стоков в подземные воды. Внедряют производства с бессточной технологией, тщательно экранируют чаши бассейнов с промышленными стоками, снижают опасные газо-дымовые выбросы на предприятиях, регламентируют использование пестицидов и удобрений на сельскохозяйственных работах и т. д.