Охрана гидросферы
Охрана гидросферы |
|
|
|
Выполнил студент 1 лечебного факультета 11 группы Аскеров Рамазан |
Водные ресурсы
Проблемы водных ресурсов
Влияние нефти на водоем
Влияние на водоемы кислотных дождей
Нормирование загрязнений в водных объектах
Показатели качества воды
Условия сброса сточных вод в водоемы
Очистка сточных вод
Вода, занимая 71% поверхности Земли, является самым обильным и ценным ресурсом. Мировые запасы воды огромны - около 1389 млн. км3. Если распределить их поровну, то на каждого жителя планеты пришлось бы по 280 млрд. литров. Однако 97% водных ресурсов приходится на долю океанов и морей, в которых вода слишком соленая. Оставшиеся 3% - пресные воды. Они распределены следующим образом:
Полярные льды и ледники |
29.106 км3 |
|
Грунтовые воды: глубина до 750 м 750-4000 м |
4,2.106 км3 5,3 . 106 км3 |
|
Вода в озерах |
0,12 .106 км3 |
|
Вода в реках |
1,2 .104 км3 |
|
Влага в почве |
1,3 .104 км3 |
|
Влага в атмосфере |
3900 .104 км3 |
Вода составляет от 50-97% веса всех растений и животных и около 70% веса человеческого тела.
Из всей пресной воды человечество может использовать лишь 0,003%, т.к. она либо сильно загрязнена, либо залегает на больших глубинах и ее нельзя извлечь по приемлемым ценам, либо содержится в айсбергах, полярных льдах, в атмосфере и в почве.
Вода находится в постоянном круговороте, рис.1 .Этот естественный процесс рециркуляции происходит до тех пор, пока потребление воды не становится интенсивнее, чем восполняются ее запасы и пока не превышен объем отходов, делающий воду непригодной. Существует два источника пресной воды: поверхностные воды и грунтовые воды.
Рис. 1. Круговорот воды в биосфере.
Поверхностные воды – пресные воды, стекающие с определенной территории в ручьи, озера, болота и водохранилища. Территория, с которой в главную реку и ее притоки стекают поверхностные воды, с которыми могут поступать наносы и загрязняющие вещества, называется водосбросом, или водосбросным бассейном. Но использовать можно только часть годового стока.
Часть стоков имеет такую
скорость, что их невозможно задержать,
а другую часть необходимо оставить
в реках для поддержания в
них жизни. В засушливые годы суммарный
объем стока значительно
Грунтовые воды. Часть атмосферных осадков просачивается в землю и накапливается там в виде почвенной воды, заполняя поры почвы и грунта. В конечном счете большая часть почвенной влаги испаряется и возвращается в атмосферу.
Часть воды под влиянием силы тяжести перемещается вглубь и заполняет поры и трещины в слоях песка, гравия и песчаника. Зона, в которой водой заполнены все поры, называется зоной насыщения. Водопроницаемые, насыщенные водой отложения, называются водоносными горизонтами, а находящаяся в них вода – грунтовой водой. Если темпы забора воды из водоносного горизонта превышают темпы ее накопления, грунтовые воды превратятся из медленно возобновимого в невозобновимый ресурс в пределах человеческой жизни.
Подземные воды могут быть безнапорными и напорными. Безнапорные грунтовые воды находятся выше слоя водонепроницаемой горной породы или глины. Для забора безнапорных грунтовых вод используют скважины и колодцы и воду извлекают насосами.
Напорные грунтовые воды
формируются между двумя
Использование воды. Критериями использования воды служат показатели водозабора и водопотребления. Почти три четверти добываемой в мире воды идет на орошение, остальная вода используется в промышленности и коммунальном хозяйстве, для охлаждения оборудования на электростанциях и т.д.
На выращивание одной тонны пшеницы необходимо 1500 тонн воды, одной тонны риса – более 7000 тонн, одной тонны хлопка – 10000 тонн.
Огромное количество воды требуется для производства продовольствия и различной промышленной продукции. Прежде чем в магазине появится литровая банка консервов из фруктов или овощей, на нее будет истрачено 40 литров воды. Для производства суточной нормы пищевых продуктов на одного человека требуется около 6 м3воды.
Проблемы водных ресурсов
Дефицит воды. Проблема обеспечения
населения достаточным
Избыток воды. Переизбыток осадков приводит к наводнениям. В Индии, например, 90% осадков выпадает с июня по сентябрь. В 1980-х годах от сильных наводнений пострадало около 15 млн. человек. Ежегодно погибало около 5000 человек, а материальный ущерб составил несколько десятков миллиардов долларов. Наводнения и засухи считаются стихийными бедствиями. Однако, начиная с 1960-х годов причиной резкого увеличения числа погибших во время наводнений стала деятельность человека. Уничтожение растительности и почв, удерживающих влагу, строительство дорог и других сооружений способствует быстрому стоку дождевой воды.
Зараженная питьевая вода.
В 1983 г. Всемирная организация
Основные источники
Загрязнения можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию – нерастворимые, коллоидные и растворимые. По составу – минеральные, органические, бактериальные и биологические.
Минеральные представлены песком, глиной, минеральными солями, растворами кислот, щелочей и др.
Органические – могут быть растительного, животного происхождения, а также содержать нефть и продукты, из нее получаемые, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы).
Бактериальное и биологическое
загрязнения – стоки
Кроме того во многих технологических процессах используются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВы). В настоящее время это один из самых распространенных химических загрязнителей, с которым трудно бороться. СПАВы могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека, а так же усиливать неблагоприятное действие других веществ.
Немаловажным источником загрязнения являются пестициды, которые попадают в водоемы с дождевыми и талыми водами с поверхности почвы. При авиаобработке полей препараты сносятся потоками воздуха и осаждаются на поверхности водоема.
Значительным источником
загрязнения водоемов нефтью и нефтепродуктами
является нефтяная промышленность. Попадание
нефти в водоемы происходит при
смывах дождевыми и талыми водами
разлитых на поверхность земли
Большую опасность для водоемов представляют кислотные дожди.
Влияние нефти на водоем.
Плохо очищенные нефтесодержащие стоки способствуют образованию на поверхности водоема нефтяной пленки, толщиной 0,4-1 мм.
Одна тонна нефти может покрыть от 150 до 210 га водоема. При наличии нефтяной пленки резко падает количество растворенного в воде кислорода, т.к. кислород, содержащийся в воде расходуется на окисление нефтепродуктов, а новая порция не растворяется.
Уменьшение О2 резко сказывается на жизнедеятельности организмов и рыб. Угнетение дыхания рыб наблюдается при содержании О2 4,5 мг/л, а некоторых даже при 6-7,5 мг/л.
Из нефтяной пленки с поверхности водоема легкие фракции испаряются, водорастворимые - растворяются в воде, а тяжелые прилипают к твердым, взвешенным в воде частицам и оседают на дно и там скапливаются.
Опустившиеся на дно тяжелые остатки продолжают угнетать жизнь водоема: часть их разлагается на дне, загрязняя воду растворимыми продуктами распада, а часть вновь выносится на поверхность с выделяющимися со дна газами. Каждый пузырек донного газа, выходя на поверхность воды, лопается, образуя нефтяное пятно.
Образование донного осадка приводит к отравлению им зоо- и фитопланктона, служащего пищей для рыб.
Нефть и нефтепродукты придают воде нефтяной запах и привкус, в следствии чего вода водоема становится непригодной для водоснабжения.
При наличии в воде 0,2-0,4 мг/л нефти вода приобретает нефтяной запах, который не устраняется даже при фильтровании и хлорировании. Нефтяной запах распространяется на большие расстояния, чем какие-либо другие загрязнения.
Для рыб наиболее токсичны
легкие фракции нефти, особенно ароматические
углеводороды. Они способны накапливаться
в тканях рыб и, попадая в организм
человека, вызывать в жировых клетках
образование канцерогенно-
Влияние на водоемы кислотных дождей
Дождевая вода имеес нейтральную реакцию (РН=7). Но поскольку даже в самом чистом воздухе имеется углекислый газ, то растворяя его вода приобретает РН - 5,6 - 5,7. Вымывая из загрязненной атмосферы кислые компоненты, в частности оксиды азота и серы дождь становится кислым.
В пресном водоеме вода чаще имеет не нейтральную, а щелочную реакцию (РН=8) за счет вымываемых из почвы минералов и разложения органичеаских остатков. К такому составу приспособились все обитатели рек и озер.
При выпадении кислых дождей,
РН которых может достигать 2 - 3, вода
некоторое время сохраняет
Нормирование загрязнений в водных объектах
За основу нормирования качества воды в водных объектах берут совокупность допустимых значений показателей состава и свойств воды ( ПДК вредных веществ в водном объекте ), при которых сохраняются безопасность для здоровья человека и нормальные условия водопользования.
В основе нормирования лежат три критерия вредности: Заглушающие остальную растительность.
а) влияние на общий санитарный режим водного объекта,
б) влияние на органолептические свойства воды,
в) влияние на здоровье населения.
Влияние на общий санитарный
режим оценивается по способности
водоема к самоочищению; интенсивности
процессов минерализации
Органолептические свойства
(окраска, запах, привкус) легко обнаруживаются
органами чувств человека и резко
снижают пользование
Влияние загрязнений на здоровье
устанавливается длительными
После изучения всех критериев, ПДК устанавливается по наиболее значимому (лимитирующему) показателю вредности.
Нормы каческтва поверхностных вод усианавливаются для хозяйтвенно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного использования.
К хозяйтвенно-питьевому относится использования водных объектов для бытовых целей и предприятий пищевой промышленности.
Коммунально-бытовое
Рыбохозяйственные водотоки и водоемы используются для воспроизводства, промысла и миграции рыб, беспозвоночных и водных млекопитающих.
Как правило водоем загрязняется несколькими ингредиентами. Поэтому оценивается комбинированное воздействие загрязнений. При этом сумма отношений концентраций загрязняющих веществ (Ci) к их ПДК должна быть меньше или равна единице.
Рыбохозяйственные ПДК базируются на комплексных ихтиологических, гидробиологических, микробиологических и химических исследованиях .
Рыбохозяйственный ПДК это такая концентрация вредных веществ, при постоянном присутствии которых водоем остается практически чистым: 1- в нем не зарегистрированы случаи гибели рыб и их кормовых организмов; 2- не наблюдается постоянного исчезновения тех или иных видов рыб; 3 - не происходит порчи товарного качества рыбы; 4 - в водоеме не отмечаются условия, способные в определенные сезоны привести к гибели рыбы.
При разработке рыбохозяйственных ПДК проводится комплексное изучение, в лабораторных и полевых условиях на рыбах и на кормовых беспозвоночных организмах.
По относительной
высокочувствительные (лососевые, сиговые, осетровые, судак);
средней чувствительности ( окуневые, корюшка, щука);
малочувствительные и
не пригодные для
Основными показателями служат: выживаемость, воспроизводство, темпы роста, неприятный привкус и запах, накопление токсикантов и возбудителей болезней.
Показатели качества воды
Основными показателями вод различных источников являются: физические, химические, биологические и бактериологические
Физические показатели характеризуются как общесанитарные. К ним относятся:
Содержание взвешенных веществ (частиц песка, ила, планктона), которые определяется взвешиванием осадка после его выпаривания , мг/л;
Цветность (окраска) оцениваются в условных единицах;
Вкус и запах обуславливаются растворенными солями, газами, органическими соединениями и оцениваются в баллах (органолептические), либо по порогу разбавления.
Химические показатели условно делятся на пять групп: главные ионы, растворенные газы, биогенные вещества, микроэлементы, органические вещества.
Главные ионы - наиболее распространены в природных водах анионы HCO-3, SO2-4, Cl- , CO2-3, HSiO-3 и катионы Na+ ,K+,Ca2+ , Mg2+, Fe2+, они составляют 90-95 % от общего содержания.
Содержание в воде растворимых солей кальция и магния характеризуют ее жесткость. Различают жесткость карбонатную (СаСО3, MgCO3) и некарбонатную (СаSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2, Ca(NO3)2, Mg(NO3)2).
Растворенные газы : O2, CO2, H2S и др. Содержание кислорода в воде определяется поступлением его из воздуха и образования в результате фотосинтеза. Растворимость кислорода зависит от температуры воды. Зимой его меньше. СО2 находится как в растворенном виде , так и в виде углекислоты. Основными источниками СО2 являются биохимические процессы распада биохимических веществ. H2S бывает органического (продукт распада) и неорганического (растворение минеральных солей) происхождений. H2S придает воде неприятный запах и вызывает коррозию металла.
Биогенные вещества. К этой группе относятся необходимые для жизнедеятельности водных организмов и образующиеся в процессе обмена веществ соединения азота и фосфора.
Микроэлементы - элементы, содержание которых в воде менее 1 мг/л. Наиболее важны йод и фтор.
Органические вещества присутсвуют в виде гуминовых соединений образующихся при разложении растительных остатков и органических соединений поступающих со стоком. Их определяют показателями. ХПК (химическое потребление кислорода) и БПК (биологическое потребление кислорода). ХПК – это количество кислорода, которое идет на окисление органики химическим путем в присутствии катализатора (сульфата серебра или бихромата калия), мг/л. БПК – это количество кислорода, которое идет на окисление органики естественным путем (биологическое окисление веществ), мг/л.
Активная реакция рН. рН – это отрицательный логарифм конценрации ионов водорода в растворе.
Биологическими показателями качества воды являются гидробионты и гидрофлора.
Гидробионты - обитатели от дна до поверхности.
Гидрофлора - растительность макро- и микрофиты. Макрофиты - высшая форма растительности. Микрофиты - водоросли. При отмирании макрофитов вода обогащается органическими веществами, ухудшающими органолептические показатели. Микрофиты - продуцируют кислород.
Бактериологические показатели - присутствие болезнетворных микроорганизмов (кишечной палочки). Содержание бактерий группы кишечной палочки в 1 литре воды определяет ее коли-индекс. наименьший объем воды (мл), приходящийся на 1 кишечную палочку называется коли-титром.
Требования к качеству воды зависят от цели ее использования. В табл. приведены требования к качеству питьевых вод.
К воде, применяемой для промышленных целей предъявляются менее жесткие требования. Причем исходят из технологии (для котлов - мягкую и т.д.).
Все водоемы в зависимости от целей водопользования делятся на хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного назначения (табл. ).
Показатели |
Цели водопользования | |||||
Хоз-питьевые нужды населения |
Коммун.-быт. нужды населения |
Нужды рыбного хоз-ва |
||||
высш. и 1 кат. |
2 категория |
|||||
Взвешенные вещества |
При сбросе сточных вод и др. работах на водном объекте содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с естественными условиями более, чем на |
|||||
0,25 г/м3 |
0,75 г/м3 |
0,25 г/м3 |
0,75 г/м3 |
|||
|
Плавающие примеси (в-ва) |
На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопления др. примесей. |
|||||
Окраска |
Не должна обнаруживаться в столбике |
Вода не должна приобретать посторонней окраски. |
||||
20 см |
10 см |
|||||
Запахи, привкусы |
Вода не должна приобретать запахи интенсивности > 1 балла, обнаруживаемые: |
Вода не должна сообщать посторонних запахов и привкусов мясу рыбы. |
||||
непосредственно, при хлорировании и др. способах обработки |
непосредственно |
|||||
Температура |
Летняя температура воды после сброса не должна превышаться более, чем на 30 по сравнению со среднемесячной t 0C воды самого жаркого мес. за последние 10 лет |
0C воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой объекта более, чем на 50. |
||||
Водородный показатель(рН) |
Не должен выходить за пределы 6,5-8,5. |
|||||
Минерализация |
Не более 1000 мг/л, в том числе хлоридов 350мг/л, сульфатов 500 мг/л, железа не более 0,3 мг/л, общая жесткость 0,7 мг-экв/л |
Нормируется по показателю "привкуса" |
Нормируется согласно таксациям рыбо-хозяйствееных водных объектов |
|||
Растворенный кислород |
Не должен быть менее 4 мг/л в любой период года |
В зимний подледный период должен быть не менее |
||||
6 мг/л |
4 мг/л |
|||||
В летний период не менее 6 мг/л |
||||||
Биохимическое потребление кислорода, БПКполн. |
Не должно превышать при температуре 20 0С |
|||||
3 мг О2/л |
6 мг О2/л |
3 мг О2/л |
3 мг О2/л |
|||
Химическое потребление кислорода, ХПК |
Не должно превышать |
|||||
15 мг О2/л |
30 мг О2/л |
— |
— |
|||
Химические вещества |
Не должны содержаться в концентрациях, превышающих нормативы |
|||||
Возбудители заболеваний |
Вода не должна содержать возбудителей заболеваний, в т.ч. жизнеспособные яйца гельминитов (оскарид, власоглав, токсокар, фасциол) и жизнеспособных патогенных кишечных простейших. |
|||||
Токсичность воды |
— |
— |
Вода водного объекта не должна оказывать хронического токсического действия на тест-объекты. |
Условия сброса сточных вод в водоемы
Условия сброса сточных вод
в водоемы регламентируются "Правилами
охраны поверхностных вод от загрязнений
сточными водами". В эти правила
включены основные положения охраны
поверхностных вод от загрязнения,
нормативы качества воды водоемов,
используемых для хозяйственно-питьевых,
коммунально-бытовых и
При определении условий спуска сточных вод в водоем в превую очередь рассматриваются следующие возможности:
Совершенствование технологии производства, направленное на сокращение водопотребления и сброса сточных вод в водоем (вплоть до его устранения); использование сточных вод в системах оборотного водоснабжения, а также уменьшение степени загрязнения сточных вод.
Использование очищенных
и обезвреженных городских
Использования сточных вод
данного предприятия для
Совместная очистка и обезвреживание сточных вод данного предприятия со сточными водами других предприятий и с городскими сточными водами.
Самостоятельная очистка и отведение сточных вод.
Сброс сточных вод не допускается
При размещении предприятия на маломощном водоеме, когда возможность разбавления в нем сточных вод и его самоочищение ограничено.
При наличии в сточных
водах высокотоксичных веществ,
ПДК которых в водоеме
Когда на водоеме расположены другие объекты, создающие а водоеме высокий уровень загрязнения.
Показателем безопасной величины сбрасываемых стоков является предельно допустимый сброс (ПДC). Он рассчитывается:
ПДС=q . CПДС, г/час,
где q - максимальный расход сточных вод, м3/час;
Спдс - допустимая концентрация загрязняющих веществ в спуске, г/м3. Спдс = n . (Cпдк – Сф) + Сф,
где Сф – фоновая концентрация загрязняющих веществ в водотоке.
Очистка сточных вод
Сточные воды промышленных предприятий подразделяются на:
– хозяйственно-фекальные (от санитарно-бытовых помещений, душевых, туалетов, столовых и др.),
– ливневые (от смыва полов, дождевые, снеговые, воды с промышленных площадок)
– производственные (из технологических процессов), которые в свою очередь делятся на условно-чистые (из холодильников, теплообменников и др.) и загрязненные.
Стоки разных видов, как правило, сбразываются в свою систему канализации. Все стоки, за исключением условно-чистых перед их использованием или сбросом должны подвергаться очистке.
Условно-чистые воды должны направляться на охлаждение или нагревание и возвращаться в оборотный цикл.
Основные способы очистки сточных вод приведены на рис.
Способы очистки сточных вод деляться на механические, физико-химические, электро-химические, биохимические.
Механическая очистка.
Процеживание. Для извлечения крупных примесей, во избежание засорения труб и каналов, используют решетки.
Для удаления более мелких взвешенных частиц применяют сита, отверстия, которых зависят от улавливаемых примесей (0,5-1 мм).
Для очистки от грубодисперсных примесей используется отстаивание в песколовках, отстойниках, нефтеловушках, осветлителях и др.
Песколовки предназначены для удаления механических примесей, размером более 250 мкм (песка, окалины). Принцип действия песколовки основан на изменении скорости движения твердых тяжелых частиц в потоке жидкости. Песколовки могут быть различных конструкций (с горизонтальным, вертикальным или круговым движением воды).
Диаметр удаляемых частиц 0,2-0,25 мм продолжительность протекания вод не более 30 сек., глубина песколовок 0,25-1 м, ширина определяется расчетным путем.
Нефтеловушки. Применяются для выделения из сточных вод нефтепродуктов, масел и жиров. Принцип работы основан на всплывании частиц с меньшей, чем вода, плотностью (рис.).
Скорость движения воды в нефтеловушке от 0,005-0,01 м/с, при этом всплывает 96-98% нефти. Скорость всплывания частиц зависит от их размера, плотности и вязкости раствора. Всплывают частицы 80-100 мкм. Время отстоя около 2 часов. Глубина нефтеловушки 1,5-4 м, ширина 3-6 м, длина около 12 м, количество секций не менее двух, соединенных последовательно.
Фильтрование. Применяется
для выделения из сточных вод
тонкодисперсных твердых и
Гидроциклоны очищают сточные воды отвзвешенных частиц под действием центробежной силы (рис.). Вода с высокой скоростью тангенциально подается в гидроциклон. При вращении в нем жидкости на частицы действуют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к периферии потока. Чем больше разность плотностей, тем лучше разделение.

- Охрана государственной границы
- Охрана женского труда
- Охрана животного и растительного мира в международных договорах
- Охрана животного мира
- Охрана животного мира
- Охрана животного мира
- Охрана животных
- Охрана водных ресурсов планеты
- Охрана водных экосистем
- Охрана водных экосистем
- Охрана воздушного бассейна
- Охрана воздушного бассейна
- Охрана воздушного бассейна
- Охрана воздушного бассейна