ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Источники загрязнения водных систем

 

Наблюдаемый в настоящее время дефицит пресной воды объясняется не только непрерывным ростом водопотребления, но и деградацией качества воды природных водоисточников в результате поступления в них неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий, коммунального и сельского хозяйства. Считается, что если город потребляет в сутки 600 тыс. м3 воды, то он дает около 500 тыс. м3 сточных вод. Загрязнение рек, озер, морей и океанов происходит с нарастающей скоростью, так как в водоемы поступает огромное количество взвешенных и растворенных веществ (неорганических и органических)

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

1. Атмосферные воды, несущие вымываемые из воздуха загрязнители промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают за собой органическое и минеральное вещество. Особенно опасны стоки с городских улиц и промышленных площадок, несущие нефтепродукты, мусор, фенолы, кислоты и др.

2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.

3. Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленности.

С развитием промышленности и увеличением потребления воды растет и количество жидких отходов - сточных вод. Еще в 60-х годах ежегодно в мире образовывалось около 700 млрд. м3 сточных вод, Примерно 1/3 из них промышленные сточные воды, загрязненные различными веществами. Только половина промышленных, жидких отходов подвергалась очистке тем или иным способом. Другая половина сбрасывалась в водоемы без какой-либо очистки.

При технологических процессах появляются следующие основные виды сточных вод:

1. Реакционные воды,загрязненные как исходными веществами, так и продуктами реакции.

2.Промывные воды

3. Воды, содержащиеся в сырье и в исходных продуктах(свободная или связанная вода).

4. Промывные воды водыпосле промывки сырья, продуктов, тары, оборудования, маточные водные растворы.

5. Водные экстрагенты и абсорбенты.

6. Охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения.

7. Бытовые воды - из предприятий питания, прачечных, душевых, туалетов, после мытья помещений и т.д.

8. Атмосферные осадки,стекающие с территории промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами.

Следует заметить, что никакими современными методами очистить сточные воды на 100 % невозможно, так как после определенного уровня затраты на каждый дополнительный процент очистки увеличиваются по экспоненте. Так, если принять стоимость 90%-й степени очистки за единицу, то очистка на 99 % обходится примерно в 10 раз дороже, а очистка на 99,9%, которая чаще всего и требуется, будет дороже в 100 раз. Однако, даже при эффективной биологической очистке из воды извлекается не более 90% органических и не более 10 - 40% неорганических веществ. Поэтому поступают следующим образом: очищают воду до определенного экономически обоснованного уровня, потом разбавляют ее чистой природной водой до нормативных показателей и сбрасывают в ближайший водоем или используют. В среднем для нормальной жизнедеятельности реки или водоема промышленные или городские стоки после очистки на биологических сооружениях должны быть разбавлены в 15 - 30 раз. Только после этого вода, загрязненная стоками, восстана­вливает свои первоначальные свойства.

Нормы разбавления для отдельных химических производств очень высоки. Так, сточные воды производства минеральных удобрений должны быть разбавлены в 15 раз, полиэтилена - в 30 раз, нефтеперерабатывающей промышленности - в 60, синтетических волокон - в 185, коксохимического производства - в 200, синтетического каучука - в 2000 раз. Во всем мире на разбавление сточных вод ежегодно затрачивается около 10 тыс. км3 чистой воды, что составляет около 30 % устойчивого стока всех рек земного шара.

Следует добавить, что некоторые особенно токсичные сточные воды химических производств вообще невозможно очистить существующими методами. Их приходится закачивать в подземные хранилища на постоянное хра­нение. Таким образом, создаются опасные объекты, так как всегда существует угроза либо прорыва либо медленной миграции таких вод в подземные водоносные горизонты. Так, например, около 20 лет назад промышленник из Бохума захоронил на мусорной свалке города 15 тыс. сосудов с отходами производства цианистого натрия: содержащегося в них количества яда хватило бы для уничтожения всего населения Германии. Последствия этого захоронения оказались достаточно серьезными: несколько лет назад в минеральной воде, добываемой вблизи Бохума, была обнаружена синильная кислота в количестве 8 мг / л.

Особенно опасным является загрязнение природных вод (в том числе, и питьевой воды) полихлорированными дибензодиоксинами (диоксинами) и дибензофуранами (ДБФ). Диоксины и ДБФ - это несколько тысяч хлорбром-производныхтрициклических кислородсодержащих ксенобиотиков. Ксенобиотиками называют вещества, неприемлемые для живых организмов. Специально ДБФ и диоксины не производятся, они образуются в качестве примеси при всех химических процессах галоидирования ароматических соединений в присутствии кислорода, в частности при производстве хлор-фенолов и гербицидов. Однако, даже обычная примесь диоксина в товарном продукте 3 х 10-4 % является чрезвычайно опасной. Токсичность диоксина в 67 тыс. раз больше цианидов, стрихнина, кураре и запрещенных в настоящее время боевых ОВ зомана, зарина, табуна. Попав в воду, воздух, почву - диоксины и ДБФ закрепляются там, никуда не исчезая, вплоть до полного распада. А это достаточно долгий срок: период их полураспадав почве составляет 10 - 12 лет, в организме человека - 6- 7 лет. Диоксин может годами накапливаться в организме, не вступая там ни в какие взаимодействия, а затем дает о себе знать в виде самых разнообразных болезней: раздражение кожи, фурункулы, растройство психики, подавление иммунной системы, раковые заболевания. К сожалению, не только химическая промышленность является источником диоксинов. Диоксины обнаружили в составе отходов в металлургии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Образуются они и при уничтожении отходов в мусоросжигательных печах, на тепловых теплоэлектростанциях, в выхлопных газах автомобилей, в табачном дыме, при пожарах, когда горят синтетические покрытия и масла в трансформаторных будках. А стекая с отходами производства в реки, моря, водоемы, почву, ксенобиотики усваиваются живыми организмами и попадают по пищевым цепям на стол человека вместе с рыбой, молоком, мясом. Установлено, что 96 % всего потребляемого человеком диоксина попадает в организм вместе с едой.

Суточная санитарная норма для людей составляет 1пг (10-12 г) диоксина на 1 кг живого веса. В момент аварий или залповых выбросов предприятий хлорной химии концентрация диоксинов превышает санитарную норму в 20 - 100 тыс. раз! О глобальном характере диоксинового загрязнения свидетельствует и тот факт, что в грудном молоке женщин Европы концентрация диоксина составляет 6 - 40 нг/кг .
Загрязняются и моря. Считается, что Средиземное море самое грязное на Земле. В результате выбросов сточных вод в нем 80 % рыбы погибло. Загрязнено и Балтийское море, в которое впадает 200 рек и на берегах которого протяженностью 200 тыс. км. расположено 60 крупных городов. В Азовском море в 2/3 акватории содержится недостаточно кислорода для жизни рыб.

В результате аварий судов, промывки резервуаров танкеров, утечек нефти при добыче ее в шельфовой зоне ежегодно в воды Мирового океана попадает до 12 - 15 млн. т нефти. Каждая тонна нефти покрывает тонкой пленкой примерно 12 км2 поверхности и загрязняет до миллиона тонн морской воды. Нефтяная пленка вызывает гибель оплодотворенной икры, нарушает процессы фотосинтеза и выделения кислорода, осуществляемого фитопланктоном, т.е. нарушается газообмен между атмосферой и гидросферой.

Моря и океаны отравляются не только нефтепродуктами, они загрязняются также веществами, поступающими с речным стоком. В них попадают промышленные и бытовые отходы, содержащие соли различных металлов, яды, огромное количество пестицидов, удобрений, моющих средств, радиоактивных веществ. Считается, что в водоемы поступает свыше 500 тыс. различных веществ. Тяжелые металлы (свинец, ртуть, медь, кадмий) и другие токсичные вещества прогрессивно накапливаются в пищевых цепях, конечное звено которых - человек. Известны, например, массовые отравления ртутью, которая попадала в организм человека вместе с рыбой. В значительной степени это связано с особенностями поведения ртути в природе. Ртуть - единственный тяжелый металл, содержание которого минимально на первом трофическом уровне, у хемосинтезирующих микроорганизмов и фотосинтезирующих зеленых растений. Затем концентрация этого металла неуклонно нарастает в ряду : травоядные животные - хищники 1-го порядка - хищники 2-го порядка и т.д. В воде содержание ртути увеличивается с возрастом (размером) рыб и также нарастает по пищевой цепи.

Из загрязняющих веществ очень опасны детергенты или синтетические моющие средства. Выброшенные в водоемы даже в незначительном количестве, они придают воде неприятный привкус и запах и ведут к образованию пены, слой которой может достигать 1 м и препятствовать доступу кислорода в воду. На их окисление расходуется много растворенного кислорода, а это сокращает распад в воде других вредных примесей. Поэтому стоки, загрязненные ПАВ, обязательно обрабатываются на очистных сооружениях перед сливом в реки и водоемы.

Источником загрязнения водных экосистем является и сельское хозяйство. Во-первых, повышение урожайности неизбежно связано с применением удобрений и ядохимикатов (пестицидов). Попадая на поверхность почвы, они смываются с нее и оказываются в водоемах. Во-вторых, животноводство связано с образованием больших масс мертвой органики (навоза, подстилки), мочевины, которые опять-таки могут оказываться в водных объектах. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны (вспомним, что получение 1 кг мяса "стоит" 70 - 90 кг кормов) и, несмотря на их нетоксичность, они ведут к тяжелым последствиям для водных экологических систем. Подсчитано, что 1000 голов скота загрязняет природные воды так же, как город с населением 15 тыс. человек.

Сточные воды, содержащие органические вещества (не только от животноводства), содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора. В результате происходит массовое размножение фитопланктона, в первую очередь сине-зеленых, зеленых и красных водорослей, а также интенсивное развитие высших водных растений. Эти организмы, рождаются, отмирают, и масса органического вещества возрастает. Поскольку названные организмы являются аэробными и дышат кислородом, растворенным в воде, в скором времени они оказываются в условиях дефицита кислорода. Вода становится непригодной для жизни, в ней начинают преобладать анаэробные процессы. Этот процесс носит название эвтрофикации. Эвтрофикация - это повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных или естественных (природных) факторов.

Собственно анаэробные процессы представляют собой вторичное загрязнение воды. Эвтрофикации может быть также следствием того, что азотные и фосфорные удобрения смываются с полей и в воду попадают легкоокисляемые минеральные соединения.

Питательные вещества могут попадать в водоемы и при сбросе хозяйственно-бытовых сточных вод. В них содержится (в граммах на одного человека в сутки): соединений азота (в пересчете на N) - 7-8; фосфора (в пересчете на Р) - 1,5-1,8; калия (в пересчете на) - 3. Какправило, наблюдается увеличение концентрации таких соединений в звеньях пищевых цепей, и максимальное количество оказывается в пище человека. Так, если содержание фосфора в воде природных систем составляет 32 условные единицы, то фитопланктон и насекомые содержат 0,1 у.е., гуси, утки - 7,5 тыс. у.е., а яйца птиц включают 200 тыс. у.е. фосфора, т.е. концентрация фосфора возрастает в 6 тыс. раз.

Большую опасность представляют загрязнения природных вод радиоактивными веществами.

Загрязняют воду и теплые сточные воды от предприятий теплоэнергетики так как при этом меняется температурный режим в водном объекте, а затем может возникать несоответствие его качества санитарным требованиям.

Одна из важнейших природоохранительных задач заключается в том, чтобы всячески поддерживать способность водоемов к самоочищению. К сожалению, с каждым годом это становится все труднее. Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов принимает такие размеры, что во многих районах превышает их способность к самоочищению. В природные водные системы планеты, воду которых мы потребляем, ежегодно сбрасывается до 7000 млрд. м3 неочищенных стоков, включающих до 1 млн. наименований химикатов, а природных загрязнений воды насчитывается лишь около 2-х тысяч.

Недостаток пресной воды ощущается уже сейчас во многих странах. Согласно статистическим данным ООН недостаток в чистой питьевой воде испытывает около 2 млрд. человек. В среднем в мире централизованным водоснабжением охвачено городское население численностью 1,1 млрд. человек с расходом 280 л в сутки и еще 0,8 млрд. человек обеспечено водой из колонок с расходом 110 л в сутки на человека. Остальная часть человечества потребляет 50 - 60 л воды в сутки. Особенно неблагоприятна обстановка в сельских районах, где только треть жителей имеет доступ к безопасным системам водоснабжения и лишь 13 % обеспечена канализацией. Однако и современные системы водоснабжения дают сбои, что нередко приводит к вспышкам заболеваний, связанных с употреблением загрязненной или недостаточно очищенной воды. По данным ВОЗ вода является причиной 80 % всех заболеваний в мире. В целом от болезней, связанных с водой, страдает около половины всего человечества - более 2 млрд. человек. Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы, по следующим причинам: процессы регенерации, или самоочищения, протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздухе; источники загрязнения водоемов более разнообразны; естественные процессы, осуществляющиеся в водной среде и подвергающиеся действию загрязнений, более чувствительны сами по себе и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые протекают в атмосфере.

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти