Основні проблеми охорони гідросфери. Забруднення гідросфери та його наслідки

Леція № 6

Забруднення вод нафтою є подвійною небезпекою.

По-перше, вони отруйні (при концентрації > 0,05 мг/дм³ змінюються смакові якості риби, вона набуває неприємного присмаку нафти від якого неможливо позбавитись). При концентрації нафти у воді > 0,5 мг/дм³ гине рибa, а при вмісті нафтопродуктів у воді - 1,2 мг/дм³ гине планктон, бентос, водо плаваючі птахи.

По-друге, розповсюдження на поверхні водойми 1 т нафти утворює плівку на площі до 12 км², яка порушує газо- та вологообмін океану та атмосфери, затрудняє поступлення у воду кисню, погіршує біохімічний режим водойм, зменшує випаровування вологи з поверхні.

Якщо розглянути вміст нафтопродуктів у водах Світового океану, то видно, що найбільш забрудненими є напівзамкнені моря з високим рівнем судноплавства. Так, середня концентрація нафтопродуктів у водах Світового океану наступна:

- Тихий океан 0 - 200 мкг/дм³;

- Атлантичний океан 0-160 мкг/дм³;

- Північне море 0 - 350 мкг/дм³;

- Середземне море 0 - 950 мкг/дм³;

- Балтійське море 0,8- 8 мг/дм³

Забруднення, які потрапляють у води, за фізичним станом умовно поділяють на нерозчинні (завислі частинки), колоїдні та розчинні домішіки. Згідно з ГОСТ 17.1.1.07-77, речовиною, яка забруднює воду, є будь-яка сполука, що викликає порушення норм якості води.

Для підтримання гідробіологічних та гідрохімічних режимів водойм важливу роль відіграє самоочищення водних джерел. Під самоочищенням водних джерел розуміють сукупність гідродинамічних, фізико-хімічних, мікробіологічних і гідробіологічних процесів, які призводять до відновлення фонового стану водного джерела.

Механізм і швидкість самоочищення залежить від властивостей забруднюючих речовин та їх кількості. Якщо водні джерела забруднені переважно органічними речовинами, то механізм самоочищення буде належати від токсичності цих сполук. При високій токсичності органіч­них сполук, найбільш імовірною буде хімічна деструкція сполук, як правило, їх окислення. При невисокій токсичності органічних сполук проходить біохімічний розклад цих речовин (намуловий ефект). Якщо водні джерела забруднені переважно неорганічними (мінеральними) речовинами, то, залежно від природи речовин, імовірними будуть такі механізми самоочищення, як нейтралізація (компонентів кислотного і іншого характеру), гідроліз і хімічне осадження (сполуки важких металів), сорбція.

Будь-яка господарська діяльність людини повинна бути напрямлена передусім на підтримання здатності природних водойм до самоочищення.

Крім небезпеки забруднення водних джерел, гостро постало питання водозабору. В наш час водокористування орієнтується головним чином на річковий стік, який задовольняє до 80-85% потреби у воді, причому поки що середньорічний річковий стік (глобальний) перевищує ці потреби більше ніж на один порядок. Проте динаміка світового водоспоживання в ХX столітті говорить про подальше зростання потреб у воді.

В найближчі 10-20 років водозабір може перевищити 1x10⁴ км³ на рік, а така величина близька до величини стійкої (підземної) частини річкового стоку, який складає - 1/3 його повного об'єму.

Слід зазначити, що сучасне місто використовує воду з розрахунку на одну людину 300-500 дм³/добу, що значно перевищує мінімальну потребу воді однієї людини (до 25 дм³/добу).

За даних таблиці видно, що, як і раніше, основним водоспоживачем є сільське господарство. Проте набирає темпів і використання води в промисловості.

Очистка стічних вод

У більшості випадків, при спуску виробничих стічних вод (які містять декілька різноманітних забруднень) у водойми в розрахункових зонах слід дотримуватись умови:

С₁/ГДК₁ + С₂/ГДК₂ +... + Сn/ГДКn < 1,

де С₁, С₂...Сn - фактична концентрація шкідливих речовин у воді водойм (мг/дм³);

ГДК₁, ГДК₂...ГДКn - гранично допустима концентрація цих речовий у водах (мг/дм³).

Місце спуску стічних вод у річки має бути розташоване за течією поза

населеним пунктом і місцями водокористування населення з врахуванням можливої зворотної течії при нагінних вітрах. Умови відвс дення стічних вод у водні об'єкти встановлюються з врахуванням мож ливого їх змішування та розведення, фонової якості води, нормативів її якості.

Виробничі стічні води, які не відповідають вимогам нормативів якості, повинні підлягати попередньому очищенню. Очищення стічних вод на підприємствах може здійснюватись за од­нією із таких схем:

· очищення стічних вод на заводських очисних спорудах;

· попереднє очищення стічних вод на заводських, а потім на міських очис­них спорудах з подальшим спусканням їх у водойми;

· безперервне очищення вод на локальних очисних спорудах та повернення їх в цикл.

Вибір методів очистки і підготовки стічних вод проводять з врахуванням стану води та вимог, які ставляться до її якості споживачі. Методи очистки стічних вод класифікуються на основі характеру впливу на воду і на основі механізмів процесів, які використовуються для очистки. В більшості випадків поєднують декілька методів очистки стічних вод, що дозволяє забезпечити необхідний ступінь їх очистки. Найпоширенішими методи очистки стічних вод наведено в таблиці. Як видно з таблиці, вибір методу очистки (його доцільність) визначається як характером забруднюючих речовин, так і їх кількістю.

Важливим є розрахунок витрат стічних вод (Q_ДОБ, м³/добу; g_MAX дм³/с), які подаються на очисні споруди. Це дозволяє раціо­нально підбирати методи і апарати очистки стічних вод, що за безпечує належну якість очистки. Розрахунки проводять за формулами:

Q_ДОБ = НхМ;

N - норма водовідведення на одиницю продукції або переробленої сировини, м³;

М, М_MAX - кількість продукції або переробленої сировини при максимальній виробці відповідно за добу і зміну;

Т - кількість робочих годин у варті;

К_г - коефіцієнт годинникової нерівномірності.

Леція № 6

Основні проблеми охорони гідросфери. Забруднення гідросфери та його наслідки

Гідросфера - це водна оболонка Землі, яка є сукупністю океанів, морів, континентальних вод та льодових шарів. Гідросфера, яка є важливим елементом біосфери, відіграє вирішальну роль в багатьох процесах, які проходять в природі. З водою пов'язано зародження та розвиток живої речовини, і як наслідок, всієї біосфери.

Вода в біосфері виступає в ролі універсального розчинника, тому що Взаємодіє з багатьма речовинами не вступаючи з ними в хімічні реакції за винятком процесів гідролізу). Це забезпечує перенос розчинених речовин, наприклад, обмін живими організмами та природним середовищем між суходолом та океаном.

Гидросфера состоит из различных вод, отличающихся степенью распространения на Землю, качеством, агрегатным состоянием, расположением в гидросфере, атмосфере, литосфере.

Общие запасы воды на Земле – 1,386·10⁹ км³.

Если воду разместить равномерно по поверхности Земного шара, то толщина слоя составила бы 2,5 км. Из общих запасов воды – 97,3 % - это горько-соленая вода. Запасы пресных вод – 2,7 %.

77,2 % - пресной воды содержится в ледниках;

22,4 % (примерно 1 % от общего количества воды) – это подземные воды;

0,35 % -пресной воды находится в озерах и болотах;

0,01 % - в реках и ручьях.

Запасы воды на Земле

Источник: Shiklomanov 1993

Примечание: ввиду округления итоговые цифры могут не соответствовать суммам отдельных показателей

*Для болот, переувлажненных территорий и влаги, которую содержат живые организмы, часто характерно присутствие как соленой, так и пресной воды

Запаси води на Землі величезні, проте це переважно солона вода Світового океану. Запаси прісної води, потреба людей у якій є особ­ливо великою, незначні і вичерпні. Прісні води слід розглядати як нііпціннішмй компонент гідросфери, що зумовлено широким їх використанням в житті людини. Проблема глобальних та регіональних балансів прісних вод суходолу виступає як одна з актуальних проблем гідрології. В багатьох місцях планети відчувається нестача води.

Проблема охорони гідросфери пов'язана із загальною проблемою питинання людства. Це зумовлено передусім тим, що гідросфера здійснює значний вплив на процеси в біосфері і вирішенню проблеми сучасної екологічної кризи (передусім за рахунок порушення біосферної само­регуляції) може сприяти тільки досягнення гармонії з навколишнім при­ходним середовищем.

На жаль, втручання людини у природні процеси зростає і на сьогодні антропогенні перетворення вод континентів досягнули глобальних мас­тихін, порушуючи гідрологічний режим навіть великих озер та річок земного шару. Цьому сприяли: будівництво гідротехнічних споруд (во­досховищ, зрошувальних каналів та систем переробки вод), збільшення площ зрошувальних земель, обводнення посушливих територій, забруднення прісних вод стоками.

Використання водних ресурсів у світі зростає, а темпи будівництва очисних споруд нижчі від темпів водозабору, тому особливо гостро постало питання забруднення природних вод. Крім того, виникли нові види забруднення водойм: теплове, біогенне тощо.

Забрудиення поверхневих або підземних природних вод - це зміна їх фізичних, хімічних або біологічних властивостей, які можуть бути причиною шкідливої дії на людину або природу, а також можуть обмежити можливості використання води. Процеси забруднення природних вод зумовлені багатьма причинами - як природними, так і антропогенними.

Антропогенному впливу піддаються всі водні ресурси, але основну увагу слід звернути на озера та річки. Цей вплив можна поділити на дві взаємопов'язані складові: кількісне та якісне виснаження. Кількісне виснаження річкових вод викликане зменшенням їх серед­нього річного стоку під впливом господарської діяльності людини, якісне - пов'язане з розвитком евтріфгкації, тобто збільшенням кількості поживних органічних речовин у водах і забруднення їх сто­ками промислового, комунально-побутового та сільськогосподарського генезису.

При розгляді питання забруднення водних ресурсів і гідросфери н цілому виділяють три основних аспекти:

· наслідки забруднення гідросфери;

· види забруднення природних вод;

· джерела забруднення природних вод.

Основними наслідками забруднення гідросфери є скорочення біологічних ресурсів Світового океану, загибель планктону та погіршення стану атмосфери.

Причинами скорочення біологічних ресурсів Світового океану є забруднення природних вод токсикантами антропогенного харак­теру. Особливу небезпеку являють собою високотоксичні сполу­ки із значною стійкістю до дії природних факторів (пестициди, діоксини тощо), а також ті речовини, що мають здатність до біокумуляції.

Тими ж причинами зумовлена загибель планктону, яку можна розглядати як глобальний та найнебезпечніший наслідок забруднення гідросфери. Загибель планктону призводить до пониження самоочисної здатності води та погіршує газообмін між Світовим океаном та атмосферою. Зоопланктон є основним джерелом живлення в ряді трофічних ланцюгів, тому його загибель призведе до скорочення біологічних ресурсів Світового океану. Фітопланктон засвоює значну кількість С0₂ з атмосфери Землі та виділяє більше половини кисню, який виробляється всією рослинністю. Тому загибель фітопланктону може призвести до зменшення кількості розчиненого у воді кисню та значно вплинути на його кількість в атмосфері Землі. Відтак порушення екології Світового океану, ско­рочення його біологічних ресурсів негативно відбивається і на чи­стоті атмосфери.

Основними видами забруднення природних вод є фізичне (механічне), хімічне, біологічне (бактеріальне), теплове і радіоактивне забруднення природних вод, характеристика яких наведена в таблиці.

Основними джерелами забруднення природних вод є промислові стічні води, комунальні стічні води, сільськогосподарські стоки, нафта і нафтопродукти, поверхневі стоки та атмосферні опади.

Максимальна кількість забруднення потрапляє у природні води з промисловими стічними водами, які мають різний склад та великі об'єми

Коротку характеристику стічних вод за галузями промисловості наведено в таблиці.

Значна кількість забруднень в річки та водойми потрапляє з комунально-побутовими стоками, тобто стічними водами міст та селищ. Комунально-побутові стоки характеризуються високим вмістом поживних речовин, які необхідні рослинам, але поряд з цим в них містяться миючі засоби, фекалії, хвороботворні мікроорганізми та віруси (збудники дизентерії, холери, інфекційного гепатиту тощо), яйця гельмінтів, анізакиди та інші небезпечні компоненти. Потрапляння у водне середовище органічних та біогенних елементів (N,Р,К) призводить до інтенсифікації процесів, які сприяють збільшенню біопродуктивності водоймищ і, в першу чергу, фітомікроорганізмів (синьо-зелених водоростей). Внаслідок цього виникають замори, які призводять до загибелі водних організмів.

Стоки із сільськогосподарських угідь, які оброблялись мінераль­ними та органічними добривами містять значну кількість біогенних елементів, що також призводить до масового розвитку водоростей. Одночасно порушується гідробіологічний та гідрохімічний режими водоймищ, а в придонних шарах створюються анаеробні умови (зони) та поступово формується стійка та незворотна сірководнева (Н₂S) зона, внаслідок чого використання таких річок та водойм стає неможливим.

Поверхневий стік вносить забруднюючі речовини в річки та озера з земель, які піддаються ерозії. Це великі та дрібні мінеральні частинки (твердий стік). В результаті цього проходить обміління річок та замулю­вання озер та водосховищ.

Теплове забруднення водних ресурсів проходить внаслідок скидання нагрітої води, яка використовується для охолодження агрегатів промис­лових підприємств, атомних та теплових електростанцій. Теплове забруднення стимулює розвиток водоростей, призводить до зменшення розчин­ності кисню у воді та до замору риби.

Водойми забруднюються також атмосферними опадами, які вимива­ють промисловий і побутовий бруд з територій підприємств, гірничих виробок, міських вулиць.

Джерелами забруднення природних вод нафтою та нафтопродуктами є нафтопереробні підприємства, бази та флот. Процес добування нафти по­в'язаний з вилученням значних об'ємів так званих пластових вод, які ха­рактеризуються високою мінералізацією та середнім вмістом нафти до 3 г/дм³ (стічні води містять до 10 г/дм³ нафти). Скидання таких вод у природні водойми недопустиме.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: