Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Загрязнение гидросферы. 3

СОДЕРЖАНИЕ

План.

1. ВВЕДЕНИЕ

2. Основные виды загрязнения гидросферы.

3. Методы очистки сточных вод.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

5. Список литературы.

1. ВВЕДЕНИЕ

Гидросфера – водная среда, которая включает поверхностные и подземные

воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в Мировом океане,

содержащем около 91% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория)

составляет361 млн. кв. км. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши –

территории, занимающей 149 млн. кв. км. Если распределить воду ровным

слоем, то она покроет Землю толщиной 3000 м. Если земной шар уподобить

яйцу, то земная кора – это скорлупа, а гидросфера – тончайшая, меньше

микрона, пленка на ее поверхности. Если же нашу планету уподобить головке

ребенка, то вся гидросфера будет равняться двум слезинкам на его ресницах.

Вода в океане (94%) и под землей – соленая. Количество пресной воды

составляет 6% от общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля

(всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть

пресной воды содержится в снегах, пресноводных айсбергах и ледниках (1,7%),

находящихся в основном в районах южного полярного круга, а также глубоко

под землей (4%). Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3-

47 тыс. куб. км. Кроме того, может использоваться часть подземных вод,

равная 13 тыс. куб. км.

В настоящее время человечество использует 3,8 тыс. куб. км. воды

ежегодно, причем можно увеличить потребление максимум до 12 тыс. куб. км.

При нынешних темпах роста потребления воды этого хватит на ближайшие 25-30

лет. Выкачивание грунтовых вод приводит к оседанию почвы и зданий (в Мехико

и Бангкоке) и понижению уровней подземных вод на десятки метров (в Маниле).

Каждый житель Земли в среднем потребляет 650 куб. м воды в год (1780

л в сутки). Однако для удовлетворения физиологических потребностей

достаточно 2,5 л в день, т.е. около 1 куб. м в год. Большое количество воды

требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды

потребляет промышленность; 6% расходуется в быту.

С учетом потребностей воды для промышленности и сельского хозяйства

расход воды в нашей стране – от 125 до 350 л в сутки на человека (в Санкт-

Петербурге 450 л, в Москве – 400 л).

В развитых странах на каждого жителя приходится 200-300 л воды в

сутки, в городах 400-500 л, в Нью-Йорке – более 1000 л, в Париже – 500 л, в

Лондоне – 300 л. В то же время 60% суши не имеет достаточного количества

пресной воды. Четверть человечества (примерно 1,5 млн человек) ощущает ее

недостаток, а еще 500 млн страдают от недостатка и плохого качества

питьевой воды, что приводит к кишечным заболеваниям.

2. Основные виды загрязнения гидросферы

1. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению

нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за

прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель

растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку

на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем

занимает 10-15 лет.

2. Загрязнение сточными водами в результате промышленного

производства, минеральными и органическими удобрениями в

результате сельскохозяйственного производства, а также

коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов –

обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному

развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с

непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию

местности.

3. Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность

водных организмов и человека.( Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами служат сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий.)

4. Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели

экосистем.( Кислотный дождь – это осадки, у которых показатель рН меньше 5,7. процесс образования их кроется в оксиде азота и серы, которые в огромных объемах выбрасываются в атмосферу металлургическими заводами, электростанциями и автомобилями. В атмосфере на частичках нитратов и сульфатов конденсируется влага, и образуются облачные капли, которые при определенных условиях превращаются в снег или дождевые капли. Превышение допустимой концентрации нитратов и сульфатов приводит к появлению кислотного дождя или снега. )

5. Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы

радиоактивных отходов.( Оно может быть вызвано

ядерными взрывами и утечкой радиоактивных компонентов в результате аварий на

АЭС или других предприятиях, при разработке радиоактивных руд и т.п.)

6. Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС

и АЭС, что приводит к массовому развитию синезеленых водорослей,

так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и

отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.

7. Механическое загрязнение повышает содержание механических

примесей.( Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод.)

8. Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными

патогенными организмами, грибами и водорослями.( Сточные воды содержат большое число микроорганизмов, в том числе болезнетворных (патогенных) бактерий, что делает эту воду опасной в санитарном отношении.)

В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы сегодня выступают нефть и нефтепродукты, попадающие в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использования в качестве топлива и промышленного сырья. Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты — очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более. «Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду, являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и др., а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртутные фракции).

Одним из наиболее значительных источников загрязнения водных ресурсов становится сельское хозяйство. Это проявляется прежде всего в смыве удобрений и попадании их в водоемы. В науке широко известен эффект эвтрофикации (или доступ к чистой воде городского (А) и сельского (Б) населения в отдельных регионах эфтрофирования)( 1. Эвтрофикацией называется процесс ухудшения качества воды из-за избыточного поступления в водоем так называемых «биогенных элементов», в первую очередь соединений азота и фосфора. Эвтрофикация — нормальный природный процесс, связанный с постоянным смывом в водоемы биогенных элементов с территории водосборного бассейна. Однако в последнее время на территориях с высокой плотностью населения или с интенсивно ведущимся сельским хозяйством интенсивность этого процесса увеличилась многократно из-за сброса в водоемы коммунально-бытовых стоков, стоков с животноводческих ферм и предприятий пищевой промышленности, а также из-за смыва избыточно внесенных удобрений с полей.) водоемов вследствие загрязнения их азотными и фосфорными удобрениями. Нитраты и фосфаты служат своеобразными удобрениями для водных растений. В результате водоемы пышно «цветут», резко увеличиваются кормовые ресурсы (фитопланктон, микроводоросли поверхностного слоя), затем возрастает количество рыбы, ракообразных и других организмов. Однако со временем огромные толщи фитомассы отмирают, расходуя при этом все запасы кислорода. В водоеме интенсивно накапливается сероводород, а сам он, агонизируя, постепенно «умирает».

Все чаще водные ресурсы загрязняются гербицидами и пестицидами. При этом степень их накопления и проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических и термических характеристик водного объекта. Например, в непроточном водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником хронического загрязнения. С повышением температуры токсическое воздействие практически всех ядохимикатов усиливается.

Иногда в пищевых цепях ихтиофауны наблюдается своеобразный эффект усиления концентрации ядохимикатов. Так, если морской планктон содержит одну единицу известного вещества ДДТ, то мальки рыб — уже 25 единиц, хищная морская птица — около 1500 единиц, а крупные морские животные — намного больше. Отметим также, что представители ихтиофауны, отличающиеся большей жирностью, представляют для человека значительную опасность. Так, в тканях рыб, выловленных в Атлантике, Балтийском и Северном морях и имеющих жирность менее 6—7%, хлороорганических пестицидов практически не обнаружено, в то же время в тканях рыб жирностью 15—20% эти пестициды присутствуют всегда.

Специфическим видом загрязнения гидросферы является термическое. Когда электростанции употребляют воду для конденсации отработанного пара, они возвращают ее в водоем подогретой на 10—30 °С. Это приводит к уменьшению содержания кислорода в водной среде, увеличению токсичности имеющихся в ней загрязнителей, уменьшению доступа света к водной растительности, стимулированию роста вредных синезеленых водорослей и т. п.

Остановимся несколько подробнее на загрязнении водной среды нефтяными углеводородами. Согласно многим источникам, ежегодно в Мировой океан поступает около 25—30 млн т этих веществ. Попавшая в морскую среду нефть начинает растекаться, стремясь попасть в мономолекулярный слой. Однако практически всегда образуются пятна (слитки) с чистой нефтью в центре, тогда как на периферии пятен появляется нефтеводная эмульсия. Легкие фракции нефти быстро испаряются. Таким образом, испарение играет огромную роль в перераспределении углеводородов между океаном и атмосферой. Часто случающиеся катастрофы танкеров служат причиной серьезного загрязнения не только моря, но и атмосферы! Оставшиеся после испарения высококипящие фракции нефти образуют смолистые «комки», способные погружаться на дно. Раньше этот эффект широко использовался с помощью диспергирующих агентов, погружающих нефть на дно. Однако впоследствии такой способ отвергли, так как диспергирующий агент (т. е. химикат) оказывался токсичнее самой нефти.

Долговременные экологические последствия загрязнения Океана и вообще всей гидросферы нефтью и нефтепродуктами изучены пока недостаточно. Есть аспекты, которые еще ждут своего исследования. Так, известно, что нефть и нефтепродукты всегда содержат полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), отличающиеся канцерогенной активностью. До сих пор считалось, что главным источником таких особо опасных веществ является отработанное машинное масло, попадающее в водную среду с судов. Однако в последние годы в науке сформировалась точка зрения, согласно которой некоторые морские организмы могут не только аккумулировать ПАУ, но и синтезировать их из сырой нефти. Если в дальнейшем это подтвердится, то проблем только прибавится.

3.Методы очистки сточных вод.

Методы, применяемые в мире для очистки и обезвреживания сточных вод, самые различные: 1) механические; 2) биологические (биохимические); 3) физикохимические; 4) обеззараживающие (дезинфицирующего характера).

Механический метод наиболее доступен и применяется для удаления нерастворенных и коллоидных частиц органического или минерального происхождения. При этом используются песколовки, отстойники и т. д. Механической очистке воды часто предшествует биологическая, точнее биохимическая. Биохимические методы основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают сложные органические соединения, преобразуя их в простые безвредные минеральные вещества. Таким образом, удается практически полностью избавиться от органических загрязнений, остающихся после механической очистки. (Сооружения для биологической и биохимической очистки сточных вод обычно подразделяются на два вида: а) биологические пруды, поля фильтрации и поля орошения; б) высокоинтенсивные искусственные биологические фильтры.) К физико-химическим методам очистки относятся электролиз воды, коагуляция, экстракция и т. д. Суть же дезинфицирующего метода ясна.

Все эти методы очистки стоков преследуют две конечные цели. Одна из них — разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды, другая — извлечение из сточных вод некоторых ценных веществ. Однако даже при достаточно совершенной очистке некоторая часть растворенных минеральных веществ все же остается. Такая вода может стать пригодной для питья после многократного разбавления чистой водой.

Эффективным методом борьбы с загрязнением гидросферы является внедрение повторного и оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях. Создание подобной технологии, равно как и строительство сооружений по очистке и использованию отработанных вод, требуют значительных капиталовложений и эксплуатационных затрат. Однако умные и предприимчивые руководители на этом не экономят.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального

использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных

проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко

осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по

очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов

является внедрение новых технологических процессов производства, переход на

замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не

сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах.

Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью

ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую

воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение

малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший

экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности

очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием,

можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения

этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии

технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также,

что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход

от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы

воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными

являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего

минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение

высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-

химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение

реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных

сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по

сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение.

Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической

очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач,

связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для

очистки сточных вод.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и

истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4

% национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные

затраты составляют (в %) : охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов -

48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1.

Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов,

Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут

быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов

производства различных отраслей промышленности, а также осадков,

образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного

ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее

биофлокулянта.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов -

это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

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

мир, 2001 г.

2. Алферова А.А., Нечаев А.П. «Замкнутые системы водного хозяйства

промышленных предприятий, комплексов и районов» Москва: Стройиздат, 1987

г.

3. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. «Предельно допустимые концентрации

химических веществ в окружающей среде» Ленинград: Химия, 1987 г.

4. «Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков» Под редакцией

Соколова В.Н. Москва: Стройиздат, 1992 г.