Загрязнение водных ресурсов. 4

                                                     Оглавление

Введение..... .......................................................................……………………….… 3

1 Общая характеристика  источников загрязнения...................................................4

1.2 Кислородное  голодание как фактор загрязнения  водоемов..........................5

1.3 Факторы, препятствующие  развитию водных экосистем.............................6

1.4 Сточные воды................................................................................................... 6

1.5 Последствия попадания  сточных вод в водоемы.........................................10

2 Меры по борьбе с загрязнением  водных ресурсов..............................................13

2.1 Естественная очистка водоемов.....................................................................13

2.2. Методы очистки сточных вод.......................................................................13

2.2.1 Механический метод....................................................................................14

2.2.2 Химический метод........................................................................................14

2.2.3 Физико-химический метод..........................................................................14

2.2.4 Биологический метод..................................................................................14

2.3 Бессточные производства ..............................................................................15

2.4 Мониторинг водных объектов ......................................................................16

Заключение.................................................................................................................17

Список литературы....................................................................................................18

Введение

Вода является ценнейшим  природным ресурсом. Она  играет исключительную роль в процессах  обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве; общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Потребности в воде огромны  и ежегодно возрастают. Ежегодный  расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км³. При этом  70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

Дефицит чистой пресной  воды уже сейчас становится мировой  проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского  хозяйства в воде заставляют все  страны, ученых всего мира искать разнообразные  средства для решения этой проблемы.

            На современном этапе определяются  такие направления рационального  использования водных ресурсов: более полное использование и  расширенное воспроизводство ресурсов  пресных вод; разработка новых  технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

1 Общая характеристика источников загрязнения

            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. Имеет место 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.

            Практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений, особенно такие реки, как Волга, Дон, Северная Двина, Уфа, Тобол, Томь и другие реки Сибири и Дальнего Востока. 70% поверхностных вод и 30% подземных потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязненности – «условно чистая» и «грязная». Практически 70% населения РФ употребляют воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая».

            За последние 10 лет объемы финансирования водохозяйственной деятельности в России сокращены в 11 раз. В результате этого ухудшились условия водообеспечения населения.

            Нарастают процессы деградации  поверхностных водных объектов  за счет сбросов в них загрязненных  сточных вод предприятиями и объектами жилищно-коммунального хозяйства, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, мясной, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, а также черной и цветной металлургии, сбора коллекторно-дренажных вод с орошаемых земель, загрязненных ядохимикатами и пестицидами.

            Продолжается истощение водных  ресурсов рек под влиянием  хозяйственной деятельности. Практически  исчерпаны возможности безвозвратного  водоотбора в бассейнах рек  Кубань, Дон, Терек, Урал, Исеть,  Миасс и ряда других. Неблагополучным является состояние малых рек, особенно в зонах крупных промышленных центров. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности из-за нарушения особого режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах, приводит к загрязнению рек, а также смыву почвы в результате водной эрозии.

            Возрастает загрязнения подземных  вод, используемых для водоснабжения.  В РФ выявлено около 1200 очагов  загрязнения подземных вод, из  которых 86% расположены в европейской части. Ухудшение качества воды отмечено в 76 городах и поселках, на 175 водозаборах. Многие подземные источники, особенно обеспечивающие крупные города Центрального, Центрально-Ченоземного, Северо-Кавказского и других районов, сильно истощены, о чем свидетельствует снижение санитарного уровня воды, местами достигающее десятков метров.

            Суммарный расход загрязненных  вод на водозаборах составляет 5-6% от общего количества подземных  вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

На территории России обнаружено около 500 участков, где подземные  воды загрязнены сульфатами, хлоридами, соединениями азота, меди, цинка, свинца, кадмия, ртути, уровни содержания которых  в десятки раз превышают ПДК.

            Из-за повышенного загрязнения водоисточников традиционно применяемые технологии обработки воды в большинстве случаев недостаточно эффективны. На эффективность водоподготовки отрицательно влияет дефицит реагентов и низкий уровень оснащенности водопроводных станций, автоматикой и приборами контроля. Положение усугубляется тем, что 40% внутренних поверхностей трубопроводов поражены коррозией, покрыты ржавчиной, следовательно, при транспортировке качество воды дополнительно ухудшается.

1.2 Кислородное голодание как фактор загрязнения водоемов

           Как известно, круговорот воды  состоит  из нескольких стадий: испарения, образования облаков,  выпадения дождя, стока в ручьи  и реки и снова испарения.  На всем своем пути вода  сама способна очищаться от  попадающих в нее загрязнений - продуктов гниения органических веществ, растворенных газов и минеральных веществ, взвешенного твердого материала.                                                                                                                                                                                                                                

            В местах большого скопления  людей и животных природной  чистой воды обычно не хватает,  особенно если ее используют  для сбора нечистот и переноса их подальше от населенных пунктов. Если нечистот в почву попадает не много, почвенные  организмы перерабатывают их, заново используя питательные вещества, и в соседние водотоки просачивается уже чистая вода. Но если нечистоты попадают сразу в воду, они гниют, и на их окисление расходуется кислород. Создается так называемая биохимическая потребность в кислороде(БПК) . Чем выше эта потребность, тем меньше кислорода остается в воде для живых микроорганизмов, особенно для рыб и водорослей. Иногда из-за недостатка кислорода гибнет все живое. Вода становиться биологически мертвой - в ней остаются только анаэробные бактерии; они процветают без кислорода и в процессе своей жизнедеятельности выделяют сероводород. И без того безжизненная вода приобретает гнилостный запах и становится совсем непригодной для человека и животных. Подобное может произойти  и при избытке в воде таких веществ, как нитраты  и фосфаты; они попадают в воду из сельскохозяйственных    удобрений на полях или из сточных вод, загрязненных моющими средствами. Эти биогенные вещества стимулируют рост водорослей, которые начинают потреблять много кислорода, а когда его становится недостаточно, они гибнут. В природных условиях озеро, прежде чем заилиться и исчезнуть, существует около 20тыс. лет. Избыток биогенных веществ ускоряет процесс старения, или интрофикацию, и уменьшает срок жизни озера, делая его к тому же малопривлекательным. В теплой воде кислород хуже растворяется, чем в холодной. Некоторые предприятия, особенно электростанции, потребляют огромное количество воды на охлаждение. Нагретая вода сбрасывается обратно в реки и еще больше нарушает биологическое равновесие водной системы. Пониженное содержание кислорода препятствует  развитию одних живых видов и дает преимущество другим. Но эти новые, теплолюбивые виды тоже сильно страдают, как только прекращается подогрев воды.

1.3 Факторы, препятствующие развитию водных экосистем

             Органические отбросы, биогенные вещества и тепло становятся помехой для нормального развития пресноводных  экологических систем только тогда, когда они перегружают эти системы. Но в последние годы на экологические системы обрушились огромные количества абсолютно чужеродных веществ, от которых они не знают защиты. Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве, металлы и химикалии из промышленных сточных вод сумели проникнуть в пищевую цепь водной среды, что может иметь непредсказуемые последствия. Виды, стоящие в начале пищевой цепи, могут накапливать эти вещества в опасных концентрациях и становятся еще более уязвимыми для других вредных воздействий.

1.4 Сточные воды

        Водоотводящие системы и   сооружения - это   один   из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимый санитарно-гигиенические условия труда, быта и отдыха населения. Системы водоотведения и очистки состоят из комплекса оборудования ,сетей и сооружений, предназначенных для приема и удаления по трубопроводам бытовых производственных и атмосферных сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед сбросом в водоем или утилизацией.

            Объектами водоотведения являются здания различного   назначения, а   также вновь строящиеся, существующие и реконструируемые города, поселки, промышленные предприятия, санитарно-курортные комплексы и т.п.

Сточные воды - это воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц.

В зависимости от происхождения  вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории:

бытовые (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц; они поступают  от  жилых  и  общественных  зданий, а   также   от бытовых помещений и промышленных предприятий );

производственные (воды, использованные в технологических  процессах, не отвечающие более требованиям ,предъявляемым к их качеству; к этой категории вод относят воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых);

атмосферные (дождевые и  талые; вместе с атмосферными отводятся  воды от полива улиц, от фонтанов и дренажей).

            В практике   используется   также понятие городских сточных вод, которые   представляют   собой   смесь бытовых   и   производственных сточных вод. Бытовые, производственные и   атмосферные   сточные   воды   отводятся как совместно, так и раздельно. Наиболее широкое распространение получили общесплавные и раздельные системы водоотведения. При общесплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения. Раздельные системы состоят из нескольких сетей труб и каналов: по одной из них отводятся дождевые и незагрязненные производственные сточные воды, а по другой или по нескольким сетям - бытовые и загрязненные производственные сточные воды.

            Сточные воды   представляют   собой сложные гетерогенные смеси, содержащие примеси органического и минерального   происхождения, которые находятся в нерастворенном, коллоидном и растворенном состоянии. Степень загрязнения сточных вод оценивается концентрацией, т.е. массой примесей в единицу объема мг/л или г/куб.м. Состав сточных вод регулярно анализируется. Проводятся санитарно-химические анализы по определению величины ХПК (общая концентрация органических веществ); БПК (концентрация органических соединений, окисляемых биологическим путем);концентрация взвешенных веществ; активной реакции среды; интенсивности окраски; степени минерализации; концентрации биогенных элементов (азота, фосфора, калия) и др. Наиболее сложны по составы сточные воды промышленных предприятий. На формирование производственных сточных вод влияет вид перерабатываемого сырья, технологический процесс производства, применяемые реагенты, промежуточные изделия и продукты, состав исходной воды, местные условия и др. Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования сточных вод изучается состав и режим водоотведения не только общего стока промышленного предприятия, но также сточных вод от отдельных цехов и аппаратов.

           Помимо определения основных санитарно-химических показателей   в   производственных   сточных водах   определяются   концентрации   специфических компонентов, содержание которых предопределяется технологическим регламентом производства и номенклатурой применяемых веществ. Поскольку производственные сточные воды представляют собой наибольшую опасность для водоемов, мы рассмотрим их более подробно.

            Производственные сточные   воды  делятся на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

            Загрязненные производственные  сточные воды подразделяются  на три группы.

1. Загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности; заводы по производству кислот, строительных изделий и материалов, минеральных удобрений и др.)

2. Загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической, химической промышленности; заводы    по    производству    каучука, пластмасс и др.)

3.  Загрязненные минеральными и органическими примесями      (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству сахара, консервов, продуктов органического синтеза и др.).

Кроме вышеуказанных 3 групп   загрязненных   производственных сточных вод имеет место сброс нагретых вод в водоем, что является причиной так называемых тепловых загрязнений.

            Производственные сточные воды могут различаться по концентрации   загрязняющих   веществ, по степени агрессивности и т.д. Состав производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость тщательного обоснования выбора   надежного   и  эффективного метода очистки в каждом конкретном случае. Получение расчетных параметров и технологических регламентов обработки сточных вод и осадка требуют весьма продолжительных научных исследований как в лабораторных, так и полупроизводственных условиях.

            Количество производственных сточных вод определяется в   зависимости   от производительности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. Норма водопотребления - это целесообразное количество воды, необходимого для производственного процесса, установленная на основании научно обоснованного расчета или передового опыта. В укрупненную норму водопотребления входят все расходы воды на предприятии. Нормы расхода производственных сточных вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции действующих систем водоотведения промышленных предприятий. Укрупненные нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем предприятии.

            В составе инженерных коммуникаций промышленного предприятия, как правило, имеется несколько водоотводящих сетей. Незагрязненные нагретые сточные воды поступают на охладительные установки (брызгальные бассейны, градирни, охладительные пруды), а затем  возвращаются в систему оборотного водообеспечения.   

            Загрязненные сточные воды поступают  на очистные сооружения, а после очистки часть обработанных сточных вод подается в систему оборотного водообеспечения в те цеха, где ее состав удовлетворяет нормативным требованиям.

            Эффективность использования воды на промышленных предприятиях оценивается такими показателями, как количество использованной оборотной воды, коэффициентом ее использования и процентом ее потерь. Для промышленных предприятий составляется баланс воды, включающий   расходы   на   различные   виды потерь, сбросы и добавление   компенсирующих   расходов   воды в систему.

Проектирование вновь  строящихся и реконструируемых систем водоотведения населенных пунктов и промышленных предприятий должно осуществляться на основе утвержденных в установленном порядке схем развития и размещения отрасли народного хозяйства, отраслей промышленности и схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам. При выборе систем и схем водоотведения должна учитываться техническая, экономическая и санитарная оценки существующих сетей и сооружений, предусматриваться возможность интенсификации их работы.

При выборе системы и  схемы водоотведения промышленных предприятий необходимо учитывать:

1) требования к качеству воды, используемой в различных технологических процессах;

2) количество, состав  и   свойства   сточных   вод отдельных производственных  цехов   и   предприятия   в   целом, а также режимы  водоотведения;

3) возможность сокращения  количества загрязненных производственных   сточных   вод путем рационализации технологических процессов производства;

4) возможность повторного  использования производственных  сточных вод в системе оборотного  водообеспечения или для технологических  нужд другого производства, где  допустимо применять воды более низкого качества;

5) целесообразность извлечения и использования веществ, содержащихся в сточных водах;

6) возможность и целесообразность совместного отведения и очистки сточных   вод   нескольких   близко расположенных промышленных предприятий, а также возможность комплексного решения очистки сточных вод промышленных предприятий и населенных пунктов;

7) возможность использования в технологическом процессе очищенных бытовых сточных вод;

8) возможность и целесообразность использования бытовых и   производственных   сточных   вод   для   орошения сельскохозяйственных и технических культур;

9) целесообразность локальной  очистки сточных вод отдельных  цехов предприятия;

10) самоочищающую способность водоема, условия сброса в него сточных вод и необходимую степень их очистки;

11) целесообразность применения того или иного метода очистки.

           При вариантном проектировании  водоотводящих систем и очистных  сооружений на   основании   технико-экономических показателей  принимается оптимальный вариант.

1.5 Последствия попадания сточных вод в водоемы

            В   результате   сброса   сточных  вод изменяются физические  свойства воды (повышается температура ,уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности  водоема появляются плавающие вещества, а   на   дне   образуется   осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.

Общие условия выпуска  сточных вод любой категории  в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

            Наблюдение за   выполнением   условий спуска производственных сточных вод в водоемы   осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и  культурно-бытового водопользования  устанавливают качество воды для  водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся   участки   водоемов, используемые в   качестве   источника   для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму   виду - участки  водоемов, используемые для   купания, спорта   и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к  тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся  к створам, расположенным на проточных  водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

            Большое внимание уделяется вопросам  предупреждения и устранения  загрязнений прибрежных районов  морей. Нормативы качества морской  воды, которые должны быть обеспечены  при   спуске   сточных   вод, относятся   к району водопользования   в   отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, общесанитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.

            Поступающие в реки, озера, водохранилища  и моря загрязняющие вещества  вносят значительные изменения  в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на качество воды.

В связи с тем, что  в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться  специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

2 Меры по  борьбе с загрязнением водных  ресурсов

2.1 Естественная очистка водоемов

Загрязненную воду можно  очистить. При  благоприятных условиях это происходит естественным путем  в процессе природного круговорота воды. Но загрязненным бассейнам(рекам, озерам и т. п.) для восстановления требуется значительно больше времени. Чтобы природные системы сумели восстановиться, необходимо прежде всего прекратить дальнейшее поступление отходов в реки. Промышленные выбросы не только засоряют, но и отравляют сточные воды. А эффективность дорогостоящих приспособлений для очистки таких вод пока еще недостаточно изучена. Несмотря ни на что, некоторые городские хозяйства и промышленные предприятия все еще предпочитают сбрасывать отходы  в соседние реки и весьма неохотно отказываются от этого только тогда, когда вода становится совсем непригодной или даже опасной.