Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Источники загрязнения гидросферы - файл 1.rtf


Источники загрязнения гидросферы
скачать (331.3 kb.)

Доступные файлы (1):

1.rtf332kb.18.12.2011 02:50скачать

содержание

1.rtf

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ

ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени Г. Р. ДЕРЖАВИНА

АКАДЕМИЯ ГУМАНИТАРНОГО И СОЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ЭКОЛОГИИ

ТЕМА
ПРИРОДНЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ.

ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
Выполнила

студентка 1 курса

заочного отделения

факультета

"Религиоведение"

Саютина Олеся

Тамбов 2009г.

СОДЕРЖАНИЕ:
1. Введение.

2. Виды и источники загрязнения гидросферы.

3. Проблемы Мирового океана.

^ 4. Загрязнение поверхностных вод .

5. Эвтрофирование водоемов.

6. Загрязнение подземных вод .

7. Истощение вод .

8. Методы очищения воды.

9. Заключение.


ГИДРОСФЕРА - это водная оболочка Земли, в которую входят воды Мирового океана, воды суши и подземные воды. Площадь гидросферы составляет 70,8% от поверхности земного шара, тогда как ее объем - всего около 0,1% от объема нашей планеты.

Доля поверхностных вод весьма мала , но они обладают исключительной активностью ( меняются в среднем каждые 11 дней ) и являются источником образования пресных вод на суше. Пресной называют воду, соленость которой не превышает 1% , т.е. содержащую не более 1 г солей в 1 л ( соленость океанской воды около 35% ). Количество пресной воды составляет 2,5% от общего объема, при этом почти две трети этой воды заключено в ледниках Антарктиды, Гренландии, полярных островов, льдин и айсбергов, горных вершин.

Подземные воды располагаются в толще земной коры на различной глубине ( до 200 м и более ). Глубокозалегающие воды минерализованы, многие из них соленые.

Воде принадлежит важнейшая роль в истории развития нашей планеты, так как с ней связано зарождение и развитие огромного количества живых организмов. Она сыграла огромную роль в формировании поверхности Земли и ее ландшафтов.

Вода выполняет четыре важных экологических функции:

  • является важнейшим минеральным сырьем, главным природным ресурсом потребления ( человечество использует ее в тысячу раз больше, чем угля и нефти );

  • является основным механизмом осуществления взаимосвязей всех процессов в экосистемах ( обмен веществ, тепла, рост биомассы );

  • является главным агентом - переносчиком глобальных биоэнергетических экологических циклов;

  • является основной составной частью всех живых организмов.

Вода - это самый распространенный на Земле минерал. Молекулы воды присутствуют в каждом физическом теле и входят в состав каждого земного вещества, минерала, горной породы, живого тела и т. д. Это единственный минерал, который встречается в естественных условиях в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом.

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Использование воды для хозяйственных целей - одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения лишь небольшая часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть ( около 90% ) сбрасывается в реки и водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства.

Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное воздействие.Это и строительство гидротехнических сооружений ( водохранилищ, оросительных каналов, систем переброски воды ), и увеличение площади орошаемых земель, и обводнение засушливых территорий, а также урбанизация, загрязнение пресных вод различными стоками.

Антропогенные преобразования достигли глобальных масштабов, нарушая естественный режим озер и рек земного шара. В результате многообразного давления, природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, и сейчас мы приходим к осознанию того, каким злом является загрязнение и истощение вод.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЕМОВ - это снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Загрязнение вод проявляется в изменении их физических и органолептических свойств ( нарушение прозрачности, окраски, запаха, вкуса ) , увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов,сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Загрязнение возникает при сбросе вредных веществ в поверхностные водные объекты, который причиняет вред или создает угрозу причинения вреда здоровью населения, нормальному осуществлению хозяйственной или иной деятельности, состоянию окружающей среды, а также биологическому разнообразию.

Основной объем воды (около 96% ) сосредоточен в Мировом океане. Химический состав океанических вод очень похож на состав человеческой крови - в них помещаются почти все известные нам химические элементы, но, конечно, в разных пропорциях.

В естественных условиях поддерживается равновесие между поступлением химических элементов в воду и выведением из нее. Антропогенные преобразования нарушают этот баланс и влекут за собой ухудшение качества воды.

^ Качество воды - это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования.Основными показателями качества воды являются ионный состав, общее солесодержание, цветность, запах и вкус, жесткость, щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство.Наиболее водоемкие отрасли промышленности - горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды.

Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов, однако в настоящее время из-за загрязнения около 70% рек и озер утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения, в результате чего около половины населения потребляют недоброкачественную воду.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие подземные источники также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

Уже сейчас недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.

Нарушено равновесие в водной среде Байкала - уникального озера, которое могло бы обеспечивать человечество чистой водой в течении почти полувека. На его акваторию ежегодно поступает более 8500 т нефтепродуктов, 750 т нитратов, 13000 т хлоридов и других загрязнителей.

^ Загрязнители воды - это все химические вещества, так или иначе загрязняющие воду, делающие ее непригодной для питья или же вредной для гидробионтов.

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод.Различают химические, биологические и физические загрязнители.

  • Химическое загрязнение - это увеличение количества химических компонентов в водной среде, а так же проникновение в нее химических веществ, которые ей не присущи, или в концентрациях, превышающих обычную норму. Химическое загрязнение - самое стойкое. Оно может быть органическим ( фенолы, пестициды ) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи ) , токсичным и нетоксичным. Его очаг может достигать 10 км и более.

  • ^ Биологическое загрязнение - это случайное или связанное с деятельностью человека проникновение в природные экосистемы чуждых им растений, животных и микроорганизмов ( патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и др. ). Оно опасно, но носит временный характер. Особенно загрязняют среду предприятия микробиологической промышленности, которые изготавливают антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты и т. п.

  • ^ Физическое загрязнение - это влиянияние различных механических примесей, тепла, радиоактивных элементов.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду твердых отходов ( мусора ), песка, ила и т. п.,которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на состояние экосистем.Серьезный вклад в засорение вносит лесосплав. Потери при молевом сплаве нередко достигают 30% от первоначального количества древенсины, что является серьезным фактором ухудшения качества воды, в частности, для рыбного хозяйства.

Тепловое загрязнение вызывается сбросом в водоемы нагретой воды. Это приводит к изменению химического состава воды и выделению ядовитых газов - сероводорода и метана, что стимулирует рост водорослей, вызывающих "цветение" водоемов. С повышением температуры в водоеме начинают быстро размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

Радиоактивное загрязнение образуется в результате сбрасывания или захоронения на дне радиоактивных отходов и весьма опасно даже при очень малых концентрациях. 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 1л и более ), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.

^ БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ МИРОВОГО ОКЕАНА являются одним из важнейших звеньев в экологической системе нашей планеты. Под этими ресурсами понимают обычно ту часть океанской биомассы, которая прямо или косвенно может быть использована человеком в виде продуктов питания. Мировой улов рыбы и морепродуктов составляет сейчас примерно 100 млн тонн в год. Кроме этого, значительную часть биологических запасов океана составляет морская растительность, которая употребляется в пищу человеком и наземными животными, а также служит в качестве сырья для многих отраслей промышленности. Опресненная морская вода используется для восполнения недостатков пресной воды в ряде регионов планеты .

Мировой океан привлекает серьезное внимание человечества как хранилище огромных минерально-химических и энергетических ресурсов, но их эффективное освоение возможно только в случае радикального решения проблемы защиты океанских вод от загрязнения.

Это загрязнение связано главным образом с поступлением огромного количества антропогенных вредных веществ на его акваторию ( нефтяные углеводороды, биогенные компоненты, пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды и др.). Постоянно увеличивающаяся нагрузка на Мировой океан ведет к постепенной деградации морских экосистем с неблагоприятными экологическими последствиями.

Основными путями попадания загрязняющих веществ в моря являются: прямой сброс, поступление с речным стоком и из атмосферного воздуха, в результате уничтожения отходов в море, а также морским транспортом и во время аварий танкеров.

Твердые и жидкие бытовые отходы попадают в моря и океаны непосредственно с суши через реки, а также с судов и барж. Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. Бытовые отходы опасны не только тем, что они являются переносчиками болезней человека ( главным образом кишечной группы - брюшной тиф, дизентерия, холера ), но и тем, что содержат значительное количество кислородопоглащающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду.

В последние десятилетия особым видом твердых отходов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия ( синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети и т. п. ). Эти материалы легче воды, а поэтому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Пластмассовые отходы представляют серьезную опасность для судоходства: опутывая гребневые винты судов, засоряя трубопроводы системы охлаждения двигателей, они нередко становятся причиной кораблекрушений. Кроме того, известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки легких кусками синтетической упаковки.

К числу наиболее вредных химических загрязнений относятся нефть и нефтепродукты. Они представляют собой смесь сотен веществ с различными свойствами, которые изменяют запах, вкус, окраску, поверхностное натяжение, вязкость воды. При этом уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу для живых организмов.12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Ароматические углеводороды, такие как бензол и толуол, при утечке нефти являются главной причиной мгновенной гибели ряда ракообразных и немигрирующих видов рыб, особенно в их наиболее уязвимой личиночной стадии. В теплых водах большая часть этих токсичных веществ испаряется в атмосферу в течение одного или двух дней, но в холодных водах на это требуется около недели.

Некоторые химические вещества остаются на поверхности воды и образуют плавающие смолоподобные шарики, размер которых достигает размера теннисного мяча. Этот очень клейкий материал прилипает к оперению морских птиц, к меху морских выдр, тюленей, к песку, скальным породам, т. е. практически ко всему. Маслянистый слой разрушает естественную теплоизоляцию птиц и животных, многие из которых тонут или погибают от воздействия внешних факторов и охлаждения.

Ежегодно в океан попадает более 10 млн тонн нефти. Почти половина из этого числа попадает в моря при эксплуатации танкерного флота, содействует загрязнению и утечка нефти при подводном бурении. Крупные разливы нефти означают экологическую катастрофу местного масштаба, что сопровождается массовой гибелью птиц и морских животных, упадком рыболовства и т. д.

От 20 до 30% поверхности Мирового океана покрыто сейчас нефтяными пленками. Эти пленки, чрезвычайно тонкие, но весьма активные, способны нарушать важнейшие физико-химические процессы в океане, что приводит к весьма нежелательным последствиям глобального масштаба ,а на более низких уровнях отрицательно влияет на функционирование гидробиоценозов. Нефтяные пленки, будучи молекулярно устойчивыми, накапливаются в поверхностном слое воды, в донных осадках, морских организмах и, передаваясь по трофическим цепям, создают угрозу здоровью человека при употреблении в пищу рыбы и морепродуктов.

Большинство форм морской жизни восстанавливается после разливов сырой нефти в течение трех лет, а после выброса очищенной нефти или нефтепродуктов восстановление будет продолжаться в течение десяти лет и более.

Максимально долгосрочное воздействие на морские экосистемы оказывают тяжелые компоненты нефти, которые оседают на дно океана или переносятся в эстуарии. Эти компоненты могут вызвать гибель таких донных организмов, как крабы, устрицы, мидии и моллюски.В наибольшей степени от загрязнений страдают полузамкнутые моря с высокой интенсивностью судоходства.

Загрязнение морской среды хлорированными углеводородами ( пестицидами, ДДТ и ПХВ ) приводит ко многим заболеваниям морских млекопитающих, а также к негативным морфологическим последствиям ( опухоли, аномалии позвоночника и деформации плавников у рыб, вирусные заболевания устриц, креветок и т. п. ).

Радионуклидное загрязнение Мирового океана осуществляется заводами, производящими ядерное топливо и другие радиоактивные материалы и сбрасывающими отходы непосредственно в море. Кроме того огромное количество радионуклидов было выброшено при испытаниях ядерного оружия и при авариях с атомными реакторами.К числу самых опасных источников радиоактивного загрязнения относятся захоронения радиоактивных отходов на дне. В районах захоронения контроль за радиоционной обстановкой практически не осуществляется. Определить состояние защитных барьеров захороненных отходов, скорость и масштабы выхода радионуклидов очень трудно. По приблизительным оценкам экспертов, активность захороненных отходов довольно высока.

Бесхозяйственное, хищническое отношение к богатствам Мирового океана ведет к нарушению природного равновесия, гибели в некоторых районах океанической флоры и фауны, отравлению людей зараженными продуктами моря.

ПРОЦЕССЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД обусловлены различными факторами. К основным из них относятся : 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод ; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками ; 3) газодымовые выбросы ; 4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод - промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др.

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами в зависимости от отраслей промышленности : нефтеперерабатывающая - нефтепродуктами, фенолами, сульфидами ; машиностроительная - тяжелыми металлами, фторидами, цианидами; горнодобывающая - флотореагентами, взвешенными веществами; химическая - поверхностно-активными веществами, ароматическими углеводородами и т. д.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол, который содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. Из-за его содержания в водоемах резко снижаются биологические процессы, вода приобретает специфический запах карболки.

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности пагубно влияют на жизнь населения водоемов. 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.

В настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти.

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц. Объем этих стоков увеличивается вслед за ускоряющейся урбанизацией. В сточных водах этого типа преобладают органические вещества а так же микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Неочищенные канализационные стоки - один из главных источников угрозы для здоровья человека, так как люди и животные бывают заражены патогенами ( болезнетворными бактериями и другими паразитами ). Зараженные люди или животные могут выделять с экскрементами огромное количество патогенов или их яиц. Иногда человек служит переносчиком инфекции, даже не ощущая симптомов заболевания.

Если зараженные канализационные стоки попадут в питьевую воду, на источники пищи или в места для купания, паразиты могут инфицировать многих людей. В некоторых случаях инфекция передается через пищевые цепи. Поэтому некоторые виды пищевых продуктов рекомендуется всегда подвергать термической обработке.

В большинстве случаев патогенные организмы выживают вне хозяина не более нескольких дней, а их число, попавшее в его тело, определяет вероятность развития инфекции. Следовательно, когда плотность населения низка, перенос патогенов происходит относительно редко, так как уровень их распространения невелик и проходит довольно много времени между выделением их во внешнюю среду одним хозяином и встречей с другим. Однако, чем выше плотность населения, тем вероятнее заражение. Живя и работая в густозаселенных городах, люди становятся чрезвычайно уязвимыми для патогенных организмов.

Сброс неочищенных канализационных стоков в водоемы не только чреват опасностью инфекционных заболеваний, но и может стать причиной снижения содержания растворенного в воде кислорода и деградации водных экосистем. Анаэробные ( лишенные кислорода ) водоемы не только не могут поддерживать жизнь рыб, моллюсков и ракообразных, но и дурно пахнут, так как у многих продуктов бескислородного метаболизма весьма неприятный запах. Многие патогенные организмы гораздо дольше живут в анаэробных условиях. В среде, богатой кислородом, они быстро погибают или съедаются другими организмами.

В последние годы в связи с нарастающими объемами сельскохозяйственного производства все большую значимость приобретает проблема загрязнения природных вод стоком с полей, лесов, животноводческих угодий. Условно загрязнение этим видом стока можно разделить на три группы:

- биогенные вещества, поступающие в реки и водоемы врезультате вымывания из почвы;

- ядохимикаты ( пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты и др. ), смываемые с полей или распыляемые с самолетов;

- продукты водной эрозии почв, включающие в себя органические и неорганические вещества, а также ядохимикаты.

Эти вещества попадают в водоемы и водотоки без какой-либо очистки,а потому имеют высокую концентрацию различных загрязнителей. При таких концентрациях для большинства свободноплавающих организмов условия в экосистемах становятся близкими к летальным.

Значительную опасность представляют газо-дымовые соединения ( аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Они образуются при сжигании твердых бытовых отходов на мусоросжигательных заводах и от выбросов предприятий теплоэнергетики и заводов по производству удобрений.

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов и на нефтепромыслах в прибрежных зонах. Важным источником загрязнения является речной транспорт , с которого поступают подсланцевые воды, содержащие нефтепродукты, отработанные масла, канцерогенные полициклические углеводороды и др.

Одним из наиболее неблагоприятных последствий загрязнения является ускоренное повышение биопродуктивности водоемов в результате накопления в воде биогенных веществ. Это явление называется ЭВТРОФИКАЦИЯ ( эвтрофирование ). В эвтрофировании водоемов принимают участие два главных биогенных элемента - азот и фосфор, которые поступают из удобрений.

Кроме того, источником поступления фосфора в водные экосистемы служат атмосферные аэрозоли.Зачастую из атмосферы в водоемы биогенов поступает больше,чем с поверхностным стоком. Только от сжигания твердого ископаемого топлива выбрасывается в атмосферу до 60 тыс. тонн в год фосфора, который попадает затем вместе с осадками в водоемы.

В целом эвтрофирование водоемов является естественным процессом, характерным для всего геологического прошлого нашей планеты. Обычно он протекает очень медленно, однако в последние десятилетия, в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась.

Эвтрофирование характеризуется:

- уменьшением концентрации растворенного кислорода в водной толще;

- увеличением концентрации биогенных веществ;

- увеличением содержания взвешенных частиц, особенно органического происхождения;

-последовательной сменой популяций водорослей с преобладанием синезеленых и зеленых водорослей;

- уменьшением проникновения света ( или возрастанием мутности воды ) ;

- увеличением концентрации фосфора в донных отложениях;

- значительным увеличением биомассы фитопланктона при уменьшении разнообразия видов.

В эвтрофированных водоемах происходит перестройка в трофических цепях: доминирование синезеленых водорослей приводит к смене зоопланктона и влияет на состав ихтиофауны ( вытесняются высокосортные породы рыб ).

Цветение воды резко ухудшает ее качество и создает трудности для водоснабжения прилегающих населенных пунктов.

Первое научное упоминание токсичного цветения в пресноводных водоемах Австралии, вызвавшего гибель овец, лошадей, свиней и собак, сделал в 1878 году Дж.Френсис. С тех пор появилось множество свидетельств таких токсичных цветений в различных водоемах мира. По данным ряда специалистов, синезеленые водоросли в результате своей жизнедеятельности производят сильнейшие токсины ( алкалоиды, низкомолекулярные пептиды и др.), которые при попадании в водную толщу создают опасность для живых организмов и человека. Токсины могут вызывать отравление и гибель животных, а у людей - дерматиты и цирроз печени.

Поэтому эвтрофирование водоемов стало глобальной экологической проблемой. Для ее решения необходимо ограничить сброс биогенных веществ в водные экосистемы.

В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод ПОДЗЕМНАЯ ГИДРОСФЕРА становится практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому ее рациональное использование и охрана от загрязнения и истощения имеют важнейшее экологическое значение.

Пригодные для питья подземные воды залегают в самой верхней, наиболее подверженной загрязнению части артезианских бассейнов и других геологических структур. Опасность загрязнения подземных вод заключается в том, что подземная гидросфера является конечным резервуаром накопления загрязнителей как поверхностного, так и глубинного происхождения.Поэтому загрязнение бессточных водоемов суши имеет долговременный и во многих случаях необратимый характер.

Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны и многочисленны, особенно применительно к антропогенным причинам их образования. В частности, это фильтрат от свалок, стоки с промышленных площадок , "АЗС" , транспорт, коммунальные стоки, сельское хозяйство, энергетические предприятия, в том числе и атомные электростанции.

Фильтрат - это токсичная жидкость, выделяющаяся со свалок твердых бытовых отходов.Состав фильтрата примерно одинаков для всех свалок : повышенная минерализация ( до 10-20 г/л ), высокое содержание хлоридов и сульфатов, множество органических кислот ( гуминовая, молочная, уксусная, пировиноградная и др.), так называемые " ураганные" концентрации тяжелых металлов ( в том числе и наиболее токсичных, таких, как ртуть ), медикаментозные, санитарно-больничные, бактериологические и гельминтозные загрязнения. Пункты сбора бытового мусора не имеют гидроизоляции и атмосферные осадки разбавляют выделяющийся фильтрат и беспрепятственно проникают в почвы, грунты и подземную гидросферу.

^ Промышленные площадки также сбрасывают в подземную гидросферу значительное число загрязнителей. Немалая доля загрязнителей образуется и при строительных работах в городе, и при эксплуатации городской застройки и транспортных магистралей.

Технологические трубопроводы и многие резервуары ( в том числе и на бензозаправочных станциях ) протекают; на различных погрузо-разгрузочных площадках и подъездных путях повсеместно встречаются просоры и проливы грузов; ливнестоки практически не работают; стоки выводятся в поверхностные водостоки без надлежащей очистки.

Однако еще большее воздействие оказывают отвалы, терриконы, отстойники, шламо- и шлакохранилища и хвостохранилища ( промышленные отходы ), а также временные склады строительных материалов и кавальеры грунта при проходке котлованов. Особенно тяжелые последствия для подземных вод в данном случае связаны со старыми горными и химическими предприятиями, а также с так называемыми техногенно загрязненными территориями ( площадками на месте ликвидированных промышленных предприятий ).

Экраны из глин и суглинков, которые устраиваются в основании и по бортам хранилищ, отстойников и полигонов, нередко оказываются недостаточно эффективными, хотя их устройство является безусловным правилом и элементами конструкции. Причина недостаточной эффективности заключается в том, что непроницаемые при фильтрации пресных вод глины могут существенно увеличить свою проницаемость при фильтрации кислых или минерализованных жидкостей.

Транспорт тоже представляет собой активный загрязнитель подземной гидросферы. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, содержащие оксид и диоксид углерода, оксиды азота и серы, сажу, несгоревшие углеводороды и тяжелые металлы, оседают на растениях, почве, сооружениях, дорожном полотне. Потоки дождевых и снеготалых вод через практически нефункционирующую ливневую канализацию направляют вышеперечисленные загрязнения и продукты их взаимных реакций в грунтовые воды и в нижележащие напорные горизонты.

Чрезмерное и технологически необустроенное применение противогололедных смесей на транспортных магистралях и пешеходных участках катастрофически разрушает фитоценозы, деградирует почвы, снижает строительные характеристики грунтов, очень негативно сказывается на качестве грунтовых вод, что хорошо заметно по " вкусу" колодесной воды в придорожных деревнях и на внешнем облике, как правило, чахлой и угнетенной растительности.

^ Коммунальное хозяйство населенных пунктов рассматривается как угрожающий фактор из-за ненадежности и устарелости оборудования и конструкций инженерных сетей : водопровода , канализации, хранилищ твердых бытовых отходов. Сооружения водоподготовки с обширными иловыми картами, аэраторы и отстойники на очистных сооружениях, поля осадков сточных вод и линейные канализационные сооружения сбрасывают в виде потерь грязные сточные воды в первый от поверхности водоносный горизонт.

В крупных, особенно старых исторических городах, имеющих тенденцию к превращению в мегаполис или ставших мегаполисом, как, например, Москва, острой проблемой становится эксплуатация, консервация и ликвидация кладбищ. Подземные воды при неверном выборе места для кладбища сильно загрязняются азотосодержащими соединениями.

^ Сельское хозяйство представляет собой значительный источник загрязнений подземных вод . Навозохранилища при крупных животноводческих комплексах, построенные из сборного железобетона, протекают повсеместно. В те годы, когда строили эти сооружения, никто не думал о необходимости их изоляции от внешней среды. Кроме протечек в весеннее время они, как правило, переполняются засчет талой воды и становятся мощными точечными источниками загрязнений. Наибольшую опасность представляют указанные сооружения при свиноводческих фермах засчет гельминтозного и другого патогенного загрязнения. Особая, плохо изученная, экологическая опасность исходит от неучтенного числа скотомогильников.

Применение пестицидов опасно широким площадным распространением, их высокой миграционной способностью, стойкостью некоторых продуктов их распада. Использование удобрений в растениеводстве при неразвитой агротехнике способно, при всех успехах в повышении урожайности, нанести большой вред качеству грунтовых вод. Подъем целинных земель, глубокая вспашка резко сокращают поверхностный сток и несколько увеличивают подземный, что влечет за собой постепенную деградацию мелких озер, особенно в степных районах.

^ Энергетические предприятия оказывают сложное воздействие на подземные воды. Производство и подготовка ядерного топлива на атомных электростанциях сопровождаются сбросом и необходимостью очистки токсичных сточных вод. Опасными процессами являются утилизация и захоронение отработанного ядерного топлива.

Тепловые электростанции опасны для подземных вод тепловым загрязнением, т. е. формированием повышенного температурного поля, в котором процессы взаимодействия подземных вод с естественными и искусственными органическими веществами идут более интенсивно. Кроме того, выбросы в атмосферу при сгорании ископаемого органического топлива ( газа, мазута, угля, сланцев и торфа ) способны через закисление атмосферных осадков вызывать серьезные изменения в составе грунтовых вод.

Характерная объединяющая черта антропрогенных процессов загрязнения воды - это формирование высоких концентраций многих токсичных веществ в локальных участках среды обитания человека. Изменения химического состава природных вод в ряде регионов уже настолько значительны, что эти воды приобрели резко аномальные геохимические свойства. Различные химические агенты, включая биогенные, при созданных концентрациях уже практически не поддаются не только управлению, но иногда даже и простому учету.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные подземные воды ( соленые и рассолы ) или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Рассолы характеризуются высокими концентрациями многих тяжелых металлов, а иногда и радиоактивных элементов. При поступлении таких газонасыщенных рассолов по активным глубинным разломам или участкам техногенного нарушения экранирующих глинистых горизонтов верхняя часть артезианских бассейнов с пресными питьевыми водами загрязняется многими токсичными химическими элементами и соединениями.

Экологически опасными могут быть биологические процессы, связанные с жизнедеятельностью водорослей, планктона, бактерий и других микроорганизмов. Особую опасность представляет загрязнение питьевой воды микроорганизмами, которые являются патогенными, и могут вызывать эпидемические вспышки среди населения и эпизоотии домашних животных.

Употребление загрязненной воды для питья приводит к весьма обширному списку заболеваний. Некоторые пестициды обладают влиянием на генетический аппарат. Нитраты и нитриты провоцируют эмбриональную анемию и особенно опасны для детей до 12 лет. Повышенное содержание этих соединений в растениях способствует накоплению тяжелых металлов. Недостаток фтора в воде приводит к распространению зубного кариеса, а его же избыток вызывает у людей флюороз. Не меньшей проблемой является недостаток йода, из-за него развиваются заболевания щитовидной железы. Длительное употребление воды с дефицитом йода влечет за собой умственную и физическую отсталость.Высокая концентрация хлора в питьевой воде создает условия для развития рака мочевого пузыря (в штате Массачусетс за 6 лет зафиксировано 1000 летальных исходов данного заболевания ).

Загрязнение подземных вод негативно сказывается на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв и других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься в поверхностные водоемы и загрязнять их. Поэтому меры по охране подземных вод должны быть неразрывно связаны с мерами по защите других компонентов природной среды, иначе они будут неэффективными.

ИСТОЩЕНИЕ ВОД следует понимать как сокращение воды в водном объекте, происходящее под влиянием человеческой деятельности и носящее устойчивый характер. Зачастую недостаток пресной воды обусловлен качественным истощением водных ресурсов, т. е.загрязнением и засорением водотоков и водоемов различными химическими веществами и мусором.

Практически во всех крупных городах мира, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Харькове, Донецке, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки ( понижения ) с радиусами до 20 км и более. Это приводит в конечном счете к сильному истощению подземных вод.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысяч родников, многих десятков ручьев и небольших рек. Кроме того, в связи со снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки : осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность - гигрофиты ( ива, тростник, рогоз, чиевик ) и др.

Длительная интенсификация подземных водозаборов в определенных геолого-гидротехнических условиях может вызвать медленное оседание и деформации земной поверхности. Последнее негативно сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ организмов и всей среды обитания человека. Истощению вод способствует также длительный неконтролируемый самоизлив артезианских вод из скважин.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем снижении их минимально допустимого стока. На территории России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90% общего годового стока с территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего стока ( Каспийское и Азовское море), где проживает свыше 65% населения России, приходится менее 8% общего годового стока.

Именно в этих районах наблюдается истощение поверхностных водных ресурсов и дефицит пресной воды продолжает расти. Связано это не только с неблагоприятными климатическими и гидрологическими условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит ко все более возрастающему загрязнению вод, снижению способности водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпитывающего водоемы и водотоки.

Серьезнейшая экологическая проблема - восстановление водности и чистоты малых рек ( т.е. рек длиной не более 100 км ), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивы к антропогенному воздействию. Непродуманное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение ( а нередко и исчезновение ), обмеление и загрязнение.

В настоящее время состояние малых рек и озер, особенно в европейской части России, в результате резко возросшей антропогенной нагрузки на них, катастрофическое. Сток малых рек снизился более чем наполовину, качество воды неудовлетворительное. Многие из них полностью прекратили свое существование.

К очень серьезным негативным экологическим последствиям приводит и изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоемы рек. Так, уровень некогда многоводного Аральского моря катострофически понижается в связи с недопустимо высоким перезабором воды из Амударьи и Сырдарьи. По закону целостности биосферы, изменение одного звена влечет за собой изменение всех остальных. В результате объем Аральского моря сократился более чем на половину, уровень моря снизился на 13 м, а соленость воды увеличилась в 2,5 раза.

Осушенное дно Аральского моря становится сейчас крупным источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сырдарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых зарослей появляются бесплодные солончаки. Трансформация фитоценозов на берегу Аральского моря и в дельтах Амударьи и Сырдарьи происходит на фоне высыхания озер, проток, болот и повсеместного снижения уровня грунтовых вод, обусловленного падением уровня моря. В целом перезабор воды из Амударьи и Сырдарьи и падение уровня моря вызвали такие экологические изменения приаральского ландшафта, которые могут быть охарактеризованы как опустынивание.

Для сохранения и восстановления Аральского моря, нормализации экологической, санитарно-гигиенической и социально-экономической ситуации в Приаралье необходимы совместные усилия государств Средней Азии и Казахстана по перестройке экономики этих стран ( отказ от ориентации на чрезвычайно водоемкие сельскохозяйственные культуры, сокращение орошаемых площадей и т. д. ), постоянная ориентация на экологически устойчивое развитие.

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 связи с индустриализацией производства и резким увеличением отходов возникла необходимость обезвреживать и очищать сточные воды.

Очистка сточных вод - это их обработка 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 можно разделить на механические, химические, физико-химические и 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 растворенными и нерастворенными загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в отстойниках, откуда их удаляют механическим путем. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%, но этот способ непригоден для очистки стоков, содержащих большое количество разнородных загрязнителей.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются только дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяются коагуляция, окисление, сорбция и экстракция. Широкое применение нашел также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая чистка 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 физеологического самоочищения рек и других водоемов. Биологический метод применяют как в условиях, приближенных к естественным, так и в специальных биоочистных сооружениях. 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. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

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 дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности , производстве искусственного волокна.


Заключение.
В настоящее время проблема загрязнения водных объектов является очень актуальной, так как всем известно, что вода - это жизнь. Ткани живых организмов на 70% состоят из воды. Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1 кг биомассы дерева расходуется до 500 кг воды. Человек без воды 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.

Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения не хватает во многих районах мира. Прежде неисчерпаемый ресурс - пресная чистая вода становится исчерпаемым. Потребительское отношение общества приводит к тому, что люди страдают из-за нехватки воды, а новые площади ценных сильно увлажненных земель уничтожаются.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рациональное использование для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Сохранить гармонию человека и природы - основная задача, которая стоит перед нынешним поколением.

Темпы развития индустрии сегодня настолько высоки, что одноразовое использование для производственных нужд - недопустимая роскошь. Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий, что практически полностью решит проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение безотходных технологий потребует определенного времени, до реального перехода всех производственных процессов на безотходное производство еще далеко.

Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народно- хозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточные воды в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4% от национального дохода.

Большая часть из них - затраты на охрану водоемов. Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.
^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. А. Д. Потапов "Экология" . Смоленск ; Высшая школа, 2004 г.
2. В. И. Коробкин, Л. В. Передельский "Экология" . Ростов-на-Дону ; Феникс, 2008 г.
3. Ю. Л. Хотунцев "Человек, технологии, окружающая среда" . Москва ; Устойчивый мир, 2001 г.
4. Ю. В. Новиков "Экология, окружающая среда и человек" . Москва ; Фаир, 1999 г.


Скачать файл (331.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации