Загрязнение пресных вод. 2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Загрязнение пресных вод — попадание различных загрязнителей в воды рек, озер, подземных вод. Происходит при прямом или непрямом попадании загрязнителей в воду в отсутствие адекватных мер по очистке и удалению вредных веществ.

 В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является одной из важнейших экологических проблем. Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д.                                                     Пресная вода, которая возвращается в океан и другие водоёмы с суши, часто загрязнена. Практически не пригодной для питья стала вода многих рек России.           Проблема сохранения качества воды является на данный момент самой актуальной. Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей природных вод. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, а также к гибели растительного мира водоёмов. При этом не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, избыток органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений с полей, опасны для водных экосистем. Очень важным аспектом загрязнения водного бассейна Земли является тепловое загрязнение, которое представляет собой сброс подогретой воды с промышленных предприятий и тепловых электростанций в реки и озера.

1. Источники загрязнения внутренних водоемов

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических,

химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

·        механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное, в основном, поверхностным видам загрязнений;

·        химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;

·        бактериальное и биологическое - наличие в воде

разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

·        радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ

в поверхностных или подземных водах;

·        тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.

 Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые, в основном, проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.; в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

Производственные сточные воды загрязнены, в основном, отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды. К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы, в основном изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное 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 воды. 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 количество 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.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.

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 молевые сплавы. Из гниющей 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, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест.

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.

Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1 л и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.

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. Содержащиеся в них химические вещества, 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, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества. Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий, растворяются в нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе и по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом. В связи с интенсификацией животноводства все более 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, предприятий мясо- молочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов. 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-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий. Нагретые сточные воды тепловых электростанций и других производств причиняют “тепловое загрязнение”, которое угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, что

отрицательно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают

благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей, так называемого “цветения воды”. Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

2. 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 делятся на: 

- механические,

-химические,

-физико-химические,

-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. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения- нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. 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, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. 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 биофильтрах сточные воды пропускаются через слой

крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах. 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.

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 применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

3. Воздействие на живую природу

Озеленение поверхности воды относится к самым явным признакам загрязнения пресных вод. Цветение водных растений здесь наблюдается, когда вода обогащается смесью органических соединений, выщелоченных из окружающей почвы. Такое обогащение в большей степени вызывают фосфаты, чем нитраты. Этот питательный бульон максимально способствует росту разных видов ряски, водорослей, а также бактерий.

Ситуация, которая сложилась в последние 20 лет, вызывает тревогу, потому что, значительная часть из 500 водоемов Англии, покрылась зеленью и стала токсичной ввиду их загрязнения.      Пресная вода превращается в рассадник потенциально опасных видов грибов, простейших животных  и бактерий. Такие бактерии как листерия и сальмонелла, а также простейшие – например, криптоспоридия – для здоровья человека не менее опасны, чем холера в XIX веке в Европе.  На поверхности воды зелень действует как густой лесной полог, не пропуская в глубину солнечный свет. На водорослях, которые производят кислород, это сказывается губительно. От этих водорослей зависит жизнь водных позвоночных и беспозвоночных. Определенные виды сине-зеленых водорослей, к тому же, выделяют ядовитые вещества, которые губят рыб и другие водные организмы.         В результате, в летние месяцы многие виды отдыха у воды запрещены в связи с токсичностью и разрастанием водорослей. Причиной цветения водорослей в водоемах и озерах могут быть, также, удобрение лесной почвы и вырубка лесов – питательные вещества в обоих случаях попадают в воду.  В северо-западной Европе, США и Канаде ряд крупных экологических бедствий вызвали кислотные дожди. В 16 000 из 85 000 озер в Швеции вода окислилась, а в 5 000 из них рыба полностью исчезла. В воду 4 000 озер, начиная с 1976 года, добавляли известь для восстановления химического баланса и нейтрализации кислоты. Норвегия и Шотландия прибегли к этим же мерам, где рыбные запасы сократились на 40% по аналогичной причине. На востоке США ежегодный ущерб, в связи с потерей форели, вызванной окислением водоемов спортивного рыболовства, составил 1 млрд. долларов. Однако расплачиваются за известкование озер другие сообщества. Так, например, избыток кальция привел к гибели 90% растущего вблизи ягеля, кукушкиного льна и торфяного мха. В Скандинавию с запада, где английская промышленность производит около 3,7 млн. тонн сернистого газа в год, приходит значительная часть кислотных дождей.    Загрязнение водоемов, как правило, приводит к гибели живой природы, рыб в первую очередь. Но повторная колонизация и восстановление популяций возможно, особенно с человеческой помощью. Некоторые беспозвоночные переселяются на пораженные участки из мест находящихся выше по течению; другие перелетают сюда за считанные часы.   К нарушению экологического баланса одни организмы чувствительны ( такие как речные блюдечки, чьи жабры забиваются илом), а другим видам нипочем довольно высокие уровни загрязнения. Трубчатые черви поглощают бактерии и личинок разных видов звонцов, а пиявки легко переносят эвтрофикацию и низкое содержание кислорода. 
                        4. Предотвращение загрязнений

Действенное средство предотвращения загрязнения – это законы. Но очень трудно добиться их соблюдения. Поэтому новая международная инициатива –« платит сторона, виновная в загрязнении» — идеальна по сути, но редко дает плоды.                                                                                      Рекомендации по допустимым уровням загрязнения опубликовала всемирная организация здравоохранения (ВОЗ).Например, содержание в воде кадмия не должно превышать 3/1000 мг/л. Закон о загрязнении рек первой в мире, вероятно, приняла Англия. В 1197 году король Ричард I подписал первую хартию о Темзе.         Европейское Сообщество издает директивы о качестве воды, но эти требования выполнять не спешат правительства европейских стран.9 из 12 стран членов ЕС в 1992 году в своих водоемах превысили уровень содержания нитратов. От всех членов ЕС требовалось, по новому законодательству, к 2002 году создать специальные очистные станции для обработки воды для промышленного и городского потребления, чтобы предотвратить загрязнение рек. Эта работа в большинстве стран выполнена.

Заключение

На сегодняшний день проблема загрязнения пресных вод является одной из ключевых экологических проблем. Вода составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, и ,безусловно, за ней необходимо следить. Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.

Уже сейчас начинают предпринимать меры по очистке вод, например, радикально выдвигают проблему очищения промышленных выбросов, рассматривают законы о предотвращении загрязнения водоемов. Но на них могут уйти много лет, может, даже десятки лет.

В первую очередь  важно, чтобы человек осознавал, что нужно бережно обращаться с природой, ведь возможности наших водных ресурсов, к сожалению, не безграничны, и рано или поздно они могут закончиться .

Список литературы

1.  Алферова  А.А.,  Нечаев  А.П.  Замкнутые   системы   водного   хозяйства

  промышленных предприятий, комплексов и районов. – М.: Стройиздат, 2010.

2. Бурдаков В.П. Электроэнергия из космоса. – М.: Энергоатомиздат, 2012.

3. Колтун М.М. Солнце и человечество. – М.: Наука, 2012.

4. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения / Под  ред.  И.К.  Гавич. – М.: Агропромиздат,2013.

5. Охрана окружающей природной среды / Под ред. Г.В. Дуганова.  –  К.: школа, 2009.

6. http://www.greenworld.org.ru/?q=nucindustry_21012, 2012.

7. http://www.bibliofond.ru/, 2011.