Загрязнения водных ресурсов

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..4

1 ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ:  ПОНЯТИЕ И ЗНАЧЕНИЕ……………………………6

2 ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ  ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ …………………………..9

3 ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ  ВОДНОЙ СРЕДЫ

3.1 Органическое  загрязнение…………………………………………………..13

3.2 Бактериологическая загрязненность………………………………………..15

3.3 Химическое загрязнение…………………………………………………….15

3.4 Тепловое  загрязнение………………………………………………………..17

3.5 Радиоактивное  загрязнение…………………………………………………17

4. МЕРЫ ПО  БОРЬБЕ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНЫХ  РЕСУРСОВ

4.1. Естественная очистка водоемов……………………………………………19

4.2. Методы очистки  сточных вод……………………………………………...20

4.2.1. Механический  метод……………………………………………………...20

4.2.2. Химический  метод………………………………………………………...20

4.2.3. Физико-химический  метод……………………………………………….21

4.2.4. Биологический метод……………………………………………………..21

4.3. Бессточные  производства…………………………………………………..22

4.4. Мониторинг  водных объектов……………………………………………..23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………26

 

 

 

 

 

 

 

                               

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Водные ресурсы являются одним из наиболее важных и вместе с тем наиболее уязвимых компонентов  окружающей среды. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни человека. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей. Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Но, даже понимая всю важность роли воды, человек все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Воды на Земле много, но 97% - это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% - пресная. Из этих три четверти почти недоступны живым организмам, так как эта вода “законсервирована” в ледниках гор и полярных шапках.

Вода, как и воздух, является количественно неисчерпаемым природным ресурсом, но человеку и всему живому в биосфере нужна не просто вода как вещество с формулой Н₂0, а вода определенного качества, т. е. имеющая определенные прозрачность, температуру, сопутствующие примеси и т. п.

Гидросфера - это естественный фильтр-аккумулятор загрязняющих веществ, поступающих в окружающую природную среду, что связано с циклом глобального круговорота воды и с ее универсальной способностью к растворению газов и минеральных веществ.

Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

В настоящее время  проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и  т.д.) является наиболее актуальной. В  последние годы в связи с развитием мирового хозяйства растет потребление воды, одновременно увеличивается степень загрязнения водных ресурсов, т. е. происходит их качественное истощение. Серьезное ухудшение качества водных ресурсов являются одним из самых важных проблем, с которыми сегодня сталкиваются отдельные страны и целые регионы. Рост потребления воды, наряду с увеличивающимся уровнем ее загрязнения, приводит к росту числа стран, в которых снижается доступность водных ресурсов. В связи с этим вода стала одним из главных лимитирующих факторов экономического развития многих стран и отдельных регионов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ВОДНЫЕ  РЕСУРСЫ: ПОНЯТИЕ И ЗНАЧЕНИЕ

Водные ресурсы - воды в жидком, твердом и газообразном состоянии и их распределение на Земле. Они находятся в естественных водоемах на поверхности (в океанах, реках, озерах и болотах); в недрах (подземные воды); во всех растениях и животных; а также в искусственных водоемах (водохранилищах, каналах и пр.).

Вода -- единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Значение жидкой воды существенно меняется в зависимости от местонахождения и возможностей применения. Пресная вода шире используется, чем соленая. Свыше 97% всей воды сосредоточено в океанах и внутренних морях. Еще около 2% приходится на долю пресных вод, заключенных в покровных и горных ледниках, и лишь менее 1% -- на долю пресных вод озер и рек, подземных и грунтовых.

Вода - самое распространенное соединение на Земле, обладает уникальными химическими и физическими свойствами. Поскольку она легко растворяет минеральные соли, живые организмы вместе с ней поглощают питательные вещества без каких-либо существенных изменений собственного химического состава. Таким образом, вода необходима для нормальной жизнедеятельности всех живых организмов. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Ее молекулярный вес всего 18, а точка кипения достигает 100°C  при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. На больших высотах, где давление ниже, чем на уровне моря, вода закипает при более низких температурах. Когда вода замерзает, ее объем увеличивается более чем на 11%, и расширяющийся лед может разрывать водопроводные трубы и мостовые и разрушать скальные породы, превращая их в рыхлый грунт. По плотности лед уступает жидкой воде, что и объясняет его плавучесть.

Вода также обладает уникальными термическими свойствами. Когда ее температура понижается до 0°C и она замерзает, то из каждого грамма воды высвобождается 79 кал. При ночных заморозках фермеры иногда опрыскивают сады водой для защиты бутонов от повреждения морозом. При конденсации водяного пара каждый его грамм отдает 540 кал. Эта теплота может быть использована в отопительных системах. Благодаря высокой теплоемкости вода поглощает большое количество теплоты без изменения температуры.

Рисунок 1. Строение молекулы воды.

                

 

Молекулы воды сцепляются посредством «водородных (или межмолекулярных) связей», когда кислород одной молекулы воды соединяется с водородом другой молекулы. Вода также притягивается к другим водород- и кислородсодержащим соединениям (т.н. молекулярное притяжение). Уникальные свойства воды определяются прочностью водородных связей. Силы сцепления и молекулярного притяжения позволяют ей преодолевать силу тяжести и вследствие капиллярности подниматься вверх по мелким порам (например, в сухой почве). В природе капиллярность поддерживает жизнедеятельность растений, давая им возможность "высасывать" водные растворы из почвы. Основным источником пресной воды являются атмосферные осадки, но для потребительских нужд могут также использоваться и два других источника: подземные и поверхностные воды. Водопотребление повсюду быстро растет, однако не только из-за увеличения численности населения, а также вследствие урбанизации, индустриализации и в особенности развития сельскохозяйственного производства, в частности орошаемого земледелия. Сегодня около 69% ирригационных вод утрачивается безвозвратно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОСНОВНЫЕ  ПРИЧИНЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ

 

Ухудшение качества и  загрязнение воды, истощение водных ресурсов происходят постоянно. Это  объясняется соприкосновением с  водой и переносом различных  веществ. Изменения носят циклический, реже спонтанный характер: они связаны  с извержениями вулканов, землетрясениями, цунами, наводнениями и другими катастрофическими явлениями. В антропогенных условиях такие изменения состояния воды носят однонаправленный характер: инородные вещества, попавшие в воду, накапливаются в ней, ухудшая ее органолептические свойства. Загрязнение воды происходит, когда количество содержащихся в воде инородных веществ, особенно тех, которые оказывают неблагоприятное влияние на человека, животных и растения, достигает критических значений.

Природные воды могут  быть загрязнены самыми различными примесями, разделяющимися на группы по их биологическим и физико-химическим свойствам. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. Вторая группа - это те вещества, которые образуют с водой взвеси или коллоидные системы. В коллоидном состоянии могут быть минеральные или органические частицы, нерастворимые формы гумуса и отдельные вирусы. Взвесями же являются чаще всего планктон, бактерии и нерастворимые мельчайшие твердые частицы.

Содержание естественных частиц в поверхностных водах  неодинаково. Минимальное содержание солей характерно для наших северных рек, а для южных, питаемых подземными водами - максимальное, до 1,5 г/л. По виду исходных (природных) солей, превалирующих  в воде, реки подразделяют на гидрокарбонатные (Волга, Днепр), сульфатные (Дон, Северский Донец), хлоридные и тому подобное. Но все же состояние рек в первую очередь определяется антропогенным фактором.

Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда регионов планеты привели к значительному загрязнению гидросферы. По данным ВОЗ (Всемирная организация здоровья), около 80 % всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. 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.

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.

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».

Таблица 1. Общие требования к составу и свойствам воды с указанием допустимых норм

Показатели  состава и свойств воды водоема	Требования  и нормативы
Взвешенные вещества	Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться  больше чем на 0.25 мг/л
Плавающие примеси	На поверхности воды не должны обнаруживаться плавающие  пленки, пятна масел и скопление  других примесей
Запахи и привкусы	Вода не должна приобретать  запахов и привкусов интенсивностью более 1 балла
Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике 20 см
Температура	Летняя температура  воды в результате спуска сточных  вод не должна повышаться более чем  на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца за последние 10 лет
Реакция рН	6,5 8,5
Минеральный состав	Не должен превышать  по сухому остатку 1000 мг/л, хлоридов 350 мг/л, сульфатов 500 мг/л
Растворенный кислород	Не менее 4 мг/л
БПК при 20°С	Не более 3 мг/л
ХПК	Не более 15 мг/л

 

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, захоронения на морском дне загрязняющих веществ (радиоактивных отходов и т. п.), разнообразных утечек с судов морского транспорта, аварийных выбросов и сброса судов, добычи полезных ископаемых на морском дне, выпадения загрязняющих веществ с осадками из атмосферы.

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.