Види джерела та наслідки забруднення водних ресурсів. Водні ресурси: використання та забруднення

У 1987 р. населення нашої планети перевищило 5 мільярдів чоловік, з яких більше половини споживають води майже в 10 разів менше середнього обсягу, що витрачається на одну людину у світі. Водночас забруднення стічних вод швидко зростає, несучи із собою епідемії з тяжкими наслідками. За даними всесвітньої організації здоров'я (ВООЗ), від споживання забрудненої води щодобово помирає 25 тис. осіб, а кількість щорічних жертв від поганої води становить близько 9 мільйонів осіб (загалом на Землі страждає щорічно від хвороб, пов'язаних із забрудненням води, близько 500 млн.). людина). Якщо ж населення планети досягне нинішнього середнього рівня споживання води, то забруднення подвоїться і можна припустити, що кількість захворювань та смертність від забрудненої води значно збільшаться.

На зорі становлення людської цивілізації забруднення вод переважно містили продукти життєдіяльності людини та інших живих організмів. Вони не були суттєвою небезпекою, яка могла б внести якісь помітні зміни в природні біохімічні процеси природи. Природні води легко справлялися з таким забрудненням, чому сприяли кисень і водні організми, що містяться у воді. Однак природна здатність самоочищення, зрозуміло, має свої межі, при порушенні яких чудова здатність самоочищатися спочатку слабшає, втрачає активність, а потім зовсім зникає.

Після початку промислової революції XVIII – поч. XIX ст., у період переходу від мануфактури до машинно-фабричного виробництва та швидкого зростання міст, різко збільшуються скидання забруднених стічних вод у природні водойми. Вода, не очищена від продуктів скидання, надходячи у водогін, спричиняє часті спалахи епідемій.

Про масштаби лих, спричинених забрудненням водойм, можуть дати уявлення спалахи епідемій в Індії (1940-1950 рр.), викликані фекальними інфекціями, які призвели до масових інфекційних захворювань із летальним (смертельним) результатом лише від шлунково-кишкових захворювань 2703.

Незважаючи на те, що необхідність очищення води перед подачею її в питний водопровід стала очевидною, ще далеко не всюди ця вимога може бути виконана. За останні десятиліття промислово розвинені країни стали виробляти таку величезну кількість різних речовин (забруднювачів води), при якому водоочисні споруди не забезпечують необхідне очищення питної води. За даними національної асоціації на захист природи США, близько 26 млн. американців п'ють воду з хвороботворними бактеріями, 10 млн. – з радіоактивними речовинами, 7 млн. – з пестицидами та свинцем. У багатьох інших країнах забруднення води також перевищує не тільки гранично допустимі концентрації, встановлені самою людиною, але й суперечить елементарному здоровому глузду, що закликає до збереження всього живого – виживання.

Останні десятиліття особливо стало прогресувати забруднення гідросфери, її складових – океанів, морів, річок, ставків, боліт, підземних вод. Основним джерелом забруднення є відходи антропогенної діяльності: побутові та промислові стічні води, нафта, радіоактивні речовини. Кількість зазначених та багатьох інших забруднень гідросфери продовжує катастрофічно зростати. Небезпечні забруднення нафтою та радіоактивними речовинами вже зараз охоплюють колосальні простори Світового океану.

Внаслідок різко зрослих масштабів промислової діяльності у природні водойми надходить дуже багато зважених і розчинених речовин, переважно неорганічних, органічних, бактеріальних і біологічних. Джерелом забруднення вважають об'єкт, що вносить забруднюючі речовини, мікроорганізми та тепло в поверхневі або підземні води. У більшості випадків причиною забруднення водних басейнів є скидання у водоймища неочищених або частково очищених стічних вод, після використання їх у виробничій та побутовій діяльності людини.

Різноманітність промислових та комунальних стоків ускладнює їхню класифікацію. За вмістом забруднень водоймища поділяють на три групи: що містять неорганічні, органічні, бактеріальніі біологічні речовини.

До першої групи входять мінеральні домішки, що містять частинки піску, глини, мінеральних солей, кислот, лугів, сірчисті сполуки, іони важких металів. До них слід віднести води сірчанокислотних, содових і азотно-тукових заводів, шахт і копалень, збагачувальних фабрик свинцевих, цинкових, нікелевих руд та інших галузей промисловості, стічні води яких несприятливо діють на природну воду, що значно погіршує її природні властивості – смак, запах, колір, прозорість, рН.

До другої групи забруднень відносять органічні речовини, які входять і отруйні. Такі стічні води зазвичай надходять у водойми з нафтопереробних та нафтохімічних заводів, підприємств синтетичного каучуку та органічного синтезу, коксохімічних, газосланцевих, феромарганцевих та інших підприємств. Ці стоки містять небезпечні для рослинності та живих організмів водоймищ феноли, смоли, сірководень, аміак, кетони, нафтенові кислоти та відходи нафтопродуктів.

Третя група забруднень – стічні води побутового господарства, скидання підприємств медицини та харчової промисловості; сюди слід зарахувати також стоки деяких промислових підприємств – бойен, шкіряних заводів, біофабрик, виробництв обробки вовни, хутра та інших.

За джерелом забруднень стічні води поділяють на промислові, сільськогосподарські, побутові та атмосферні. Промислові стічні води є наслідком виробництва різних галузей народного господарства, серед яких найбільші споживачі води – це чорна та кольорова металургія, хімічна, нафтохімічна, лісохімічна та нафтопереробна промисловість.

Сільськогосподарські забруднення водойм обумовлені використанням отрутохімікатів для придушення шкідників та хвороб рослин, бур'янів. Ці хімікати змиваються з великих територій і неминуче опиняються у водоймах. Крім того, більша маса забруднень надходить у водні об'єкти від тваринництва.

Побутові стічні води пов'язані з життєдіяльністю міст та населених пунктів. Це переважно побутові стоки, містять фекалії, мікроорганізми, зокрема патогенні.

Атмосферні води містять забруднювачі промислового походження, що потрапляють у повітря, а потім захоплюються атмосферною вологою, що конденсується, а також надходять з випаром зі стоків води, що змиває міські вулиці, території промислових підприємств.

Вже йшлося про те, що забруднення ставків, річок, озер, морів і океанів з кожним роком різко зростає, тому необхідно докладніше зупинитися на перерахованих джерелах забруднення.

До основних джерел забруднення природних вод відносяться стічні води промислових та комунальних підприємств. Серед перших - це відходи виробництва при розробці рудних та інших копалин, відходи деревини при обробці та заготівлі лісових матеріалів, первинна обробка льону та інших культур, скидання водного та залізничного транспорту. Крім того, із промислових стічних вод особливо важливе значення у забрудненні водойм поверхнево-активними речовинами (ПАР) та синтетичними миючими засобами (СМС) мають стоки підприємств легкої промисловості, особливо текстильної, шкіряної, хутряної. Тут вони застосовуються як миючі засоби для очищення вовни, бавовняної пряжі, при фарбуванні, відбілюванні та друкуванні тканин, або, наприклад, для знежирення сирих шкір при їх дубленні. В інших галузях ПАР необхідні в різних «мокрих» технологіях, таких як флотаційне збагачення руд, поділ продуктів хімічного виробництва.

Ще одним великим забруднювачем вододжерел із застосуванням ПАР стала нафтовидобувна промисловість, що широко використовує у своїх технологічних процесах ці синтетичні речовини. Так, ПАР необхідні поліпшення технології буріння нафтових і газових свердловин, боротьби з відкладеннями парафіну, корозією устаткування.

Скидання у природні водойми СМС навіть у незначній кількості веде до утворення піни, а також надає воді неприємного специфічного запаху. Синтетичні миючі засоби пригнічують вплив на біохімічні процеси, а концентрація їх у воді близько 1 мг/л призводить до загибелі дрібного планктону, при збільшенні до 3 мг/л – загибелі дафній, до 5 мг/л – замору риби.

Промислові та газодобувні підприємства рясно забруднюють стічні води мінералами, неорганічними речовинами, солями та кислотами. Викиди часто містять солі металів, самі метали та їх оксиди, різні кислоти та ціаністі сполуки, які, впливаючи на організм людини, можуть викликати інтоксикацію, а за певної токсичної дози призвести до вираженого отруєння з комплексом характерних патологічних зрушень в організмі. Водні організми накопичують у собі отруйні речовини, які повільно виводяться і майже не знешкоджуються (ДДТ, ртуть, свинець). Багато з цих речовин мають здатність зберігатися у воді протягом багатьох років і створювати небезпеку отруєння людей.

Міжнародна статистика свідчить про те, що «токсична ситуація», що склалася в економічно розвинених країнах, характеризується постійним зростанням кількості загальних отруєнь, серед яких на першому місці за частотою побутові та випадкові отруєння, на другому – так звані суїцидальні або навмисні, на третьому – професійні отруєння, що належать до виробничих захворювань та травм.

Особливе місце серед об'єктів, що забруднюють гідросферу, займає хімічна промисловість з усіма галузями, що примикають до неї, в промислово розвинених країнах. Швидкий розвиток хімічної промисловості відбиває зримі, загальносвітові проблеми її розвитку. Серед країн світу, що мають потужну хімічну промисловість, у першому ряду знаходяться США, Росія, Великобританія, Німеччина, Франція, Японія. США виробляють близько 30% усієї світової хімічної продукції, середній річний темп приросту в 60-ті роки. становив 7% , на початку 70-х років. приріст хімічної продукції скоротився і лише до 80-х років. відновився. Одна з найбільших хімічних держав – Японія – у 60-ті роки. мала річний приріст хімічної продукції 13-19%, і зараз ця острівна держава дає 8-10% світової хімічної продукції.

Частка країн, що розвиваються, у світовій хімії на початку 80-х років. піднялася до 9%. В найближчому майбутньому слід очікувати, що все більша кількість країн братиме участь у світовому хімічному виробництві. Добре відомий девіз – «краще жити завдяки хімії» – закрутив голову та всесвітньо підтримується не лише у промислово розвинених країнах. Тим часом теорія та практика охорони навколишнього середовища, у тому числі захисту водних ресурсів гідросфери від безконтрольного забруднення у третьому тисячолітті значною мірою відстає від стрімкого злету хімічного виробництва.

Складні проблеми захисту природних водойм від забруднення пов'язані з промисловими стоками нафтохімічних та хімічних підприємств. Особливо небезпечні для водойм феноли все частіше з'являються у стоках підприємств цих галузей. Потрапляючи у водойму, фенол покриває поверхню води флюоресцентною плівкою, порушуючи природні біологічні процеси та рівновагу екосистем. За наявності у воді фенолу процес біологічного очищення водойми різко сповільнюється, при вмісті його понад 0,001 мг/л вода набуває неприємного смаку і специфічного запаху карболки, при 0,01-0,1 мг/л м'ясо риб набуває неприємного смаку і запаху, а при Великих концентраціях риба і зовсім неїстівна. Особливо велика кількість фенолу містять стічні води коксохімічних заводів, які протягом доби скидають у водойми до 4-10 т фенолу.

Серед продуктів виробництва, що забруднюють водоймища токсичними речовинами, небезпечними для багатьох водних організмів, широко поширені вуглеводні – нафта, мазут, бензин, гас та ін. Потрапляючи у водойму зі стоками, вони надають воді неприємного запаху, змінюють колір, покривають поверхню води плівкою, а змішуючись із миючими синтетичними засобами – товстою піною. Це різко порушує природний процес газообміну з атмосферою і призводить до значного зниження вмісту кисню у воді і, як наслідок, відмирання життя у водоймі.

Автомобільний бензин і солярове масло навіть у малих концентраціях - 0,01 мг/л - роблять воду непридатною для пиття, точніше 1 мг цих речовин при надходженні у водоймище робить непридатним 10 л води.

Нафтопродукти, потрапляючи у водойму, створюють плівку, що плаває по поверхні води, а також суміш смоляних частинок в емульгованій і розчиненій формах. Встановлено, що лише одна крапля нафти розтікається на поверхні плівку площею близько 25 м 2 , а одна тонна нафти покриває понад 500 га поверхні водойми, що перешкоджає газообміну, зокрема поглинання водою кисню. Відсутність аерації, що створює дефіцит кисню, пригнічує багато водні організми і може виявитися згубним для життя водойм.

Розчинені та емульговані нафтопродукти завдають великої шкоди багатьом водним бактеріям. При концентрації сірчистої нафти та продуктів її переробки у воді понад 0,2 мг/л спостерігається загибель молоді риб, при 1,4 мг/л – бентоса та 16 мг/л – замор риби. Процеси самоочищення води від фенолу та нафтопродуктів протікають дуже повільно, і ці забруднення (їхні сліди) виявляються на відстані до 100 км від місця скидання.

Побутові стічні води, які забирають із собою фізіологічні виділення людини, воду від кухонь, їдалень, механізованих пралень, лікарень, лазень, господарські води, що утворюються під час миття приміщень, гаражів та ін., як сказано вище, також забруднюють водойми. У цих водах органічні речовини становлять близько 60%, решта приблизно 40% – мінеральні. Органічні речовини у процесі розкладання у природних водоймах вимагають багато кисню, а дефіцит останнього призводить до загибелі багатьох водних організмів та порушення екосистем.

Особливістю комунальних стічних вод є їхнє бактеріальне забруднення, при якому в 1 мм 3 води можуть утримуватися десятки мільйонів хвороботворних бактерій. Природна вода, забруднена такими скиданнями, абсолютно непридатна для водопостачання населення. Вона містить бактерії та віруси, збудники небезпечних хвороб, які сприяють спалахам різних інфекційних захворювань, таких як холера, дизентерія, паротит, інфекційний вірусний гепатит, туляремія та ін.

З побутовими стічними водами можуть вступити до природних водойм та синтетичних миючих засобів. Так, у стоках великих механізованих пралень ПАР міститься від 200 мг/л і від. Споживання ПАР на одного мешканця становить 3,5 г на добу. При споживанні води в межах 150-350 л на особу на добу середньорозрахункова концентрація ПАР у комунальних стоках становить 7,1-20 мг/л. Але крім ПАР у стічних водах є різні інгредієнти синтетичних миючих засобів, серед яких переважають триподіфосфат натрію, кальцинована сода, силікат натрію, оптичні відбілювачі, алкілодаміди, сульфат натрію, парфумерні віддушки та інші речовини. Певне значення мають також зливові стоки, при затяжних дощах їх обсяг може перевищувати побутові, а забруднення поверхні промислових майданчиків, завали сміттям і хімічними відходами значно підвищать забруднення водойм.

Теплові забруднення пов'язані в основному з відведенням водо-, теплоносіїв у технологічних процесах промисловості, а також систем енерговиробників та енергоспоживачів у природні водойми. Надходження термальних вод, наприклад, з атомних електростанцій, металургійних заводів, дає різницю температури у водоймах до 30°С, що зменшує вміст кисню у воді, ускладнює нормальний газообмін, стимулює спалахи цвітіння водоростей, підвищує токсичність отруйних речовин, порушуючи біологічну рівновагу.

Небезпечним джерелом забруднення водойм все більше стає сільське господарство, і ця небезпека з кожним роком зростає. Води з сільськогосподарських полів можуть містити синтетичні миючі засоби, різні хімічні сполуки для боротьби зі шкідливими комахами, бур'янами, грибками. Характерно, що за два десятиліття виробництво та використання мінеральних добрив та засобів захисту рослин у нашій країні зросло більш ніж у 18 разів. Таке збільшення кількості отрутохімікатів, призначених для знищення комах і бур'янів, що сприяють зростанню врожайності сільськогосподарських культур, цілком зрозуміле. Справді, застосування пестицидів (інсектицидів, гербіцидів, фунгіцидів), хімічних речовин, що володіють токсичними властивостями по відношенню до тих чи інших живих організмів, в останні десятиліття дозволило не тільки збільшити виробництво сільськогосподарської продукції, але також запобігти таким небезпечним для людини захворюванням, як малярія та тиф. Однак, потрапляючи в природні водоймища (при неправильному їх застосуванні) у значних дозах, пестициди, особливо органохлористі (ДДТ і більш отруйні – дилдрін та ендрин), протягом багатьох місяців не піддаються біологічному розпаду, накопичуються в живих організмах планктону, риб, переходячи по харчового ланцюжка в організм людини.

Хімічна промисловість виробляє багато нових речовин з невідомими або лише частково відомими біологічними та токсикологічними властивостями. Серед таких речовин стала вельми поширеною у 50-60-х гг. отримали пестициди ДДТ, які успішно застосовувалися тоді у боротьбі з малярією та з метою підвищення врожайності. Проте вже на початку 60-х років. вчені та фахівці-практики стали висловлювати побоювання щодо наслідків використання біостійких пестицидів, а деякі з них виступили проти надмірного застосування ДДТ. Так, Р. Карсон, вчений у галузі біології моря, у книзі «Безмовна весна» писала, що промисловці, власники великих промислових об'єднань зацікавлені лише в якнайшвидшому отриманні прибутку і не зважають на екологічні наслідки застосування пестицидів. У наступні роки дослідження фахівців у нас і за кордоном підтвердили правомірність засудження таких надмірностей у застосуванні небезпечних пестицидів.

Тепер остаточно встановлено, що ДДТ (як і, як і ртуть) - особливо небезпечний отрутохімікат, що має властивістю акумуляції, тобто. накопичення в тканинах організму тварин та людини. Дійсно, хлорорганічні сполуки ДДТ зберігають свою дію протягом 10-25 років. Невипадково ця небезпечна речовина була виявлена ​​у тушах тварин півночі та водоплавних птахів. Відомо також, що ДДТ, потрапляючи по харчовому ланцюжку в організм тварин і людини, викликає генетичні зміни та онкологічні захворювання. Тому в нас та в багатьох країнах за кордоном ДДТ зараз не застосовують.

Останніми роками виник надзвичайно небезпечний забруднювач водних об'єктів – діоксид. У найменших дозах цей особливий отрутохімікат, потрапляючи в організм людини, викликає тяжкі захворювання, які вражають кровотворну, імунну та нервову системи. Навіть у мізерно малих дозах отрута має канцерогенну та мутагенну дію.

Потрапляючи в організм вагітної жінки, діоксид згубно діє новий організм, руйнуючи його. Хвороби та потворності людей, спричинені отрутою, передаються у спадок. Отруєна діоксидом печінка в результаті мутацій під впливом отрути починає виробляти отруйні для організму речовини.

Широкі кола громадськості дізналися про підступну отруйну речовину діоксид у роки війни у ​​В'єтнамі, коли американці розпорошили з літаків близько 200 кг цієї речовини. Результат – трагедія для в'єтнамців та колишніх американських солдатів, що триває десятиліття.

У сільському господарстві є велике джерело забруднення - тваринництво, яке створює велику кількість органічних забруднювачів (гній, підстилки, сечовина), які зрештою виявляються в природних водоймах. Стічні води з органічними речовинами містять масу біогенних елементів, включаючи азот та фосфор. Це стимулює розмноження фітопланктону (бурих та синьо-зелених водоростей), а також вищих водних рослин. Бурхливе зростання кількості споживачів кисню призводить з часом до дефіциту останнього. У воді починають розвиватися анаеробні процеси, які ведуть автотрофікації, тобто. підвищенню біологічної продуктивності водних об'єктів у результаті зосередження у воді великої кількості біогенних елементів.

Найбільш небезпечними забруднювачами Світового океану, так само як для людини та всього живого на планеті, з другої половини ХХ ст. стають радіоактивні речовини. У 1954 р. у Тихому океані після вибуху водневої бомби, виробленого США, величезна площа акваторії 25600 км 2 отримала смертоносне випромінювання. Течії в океані сприяли збільшенню площі зараження за кілька місяців до 2,5 млн км 2 .

Рослини та біологічні об'єкти кумулюють радіоактивні речовини, які потім передаються іншим організмам по ланцюгу живлення. кумуляція, тобто. накопичення радіоактивних речовин відбувається настільки активно, що радіоактивність деяких планктонних організмом може в 1000 разів перевищувати радіоактивність води, а для деяких видів риб – до 50 тис. разів. Ці зараження можуть непередбачено розширювати свої межі. Тварини, заражені радіоактивними речовинами, переносять забруднення на великі відстані від джерела випромінювання (наприклад, птахи, що залітають далеко, риби, що запливають великі відстані тощо.).

Ступінь і форма радіоактивних поразок біологічних організмів, що у воді, залежить переважно від величини поглиненої енергії випромінювання. Характеристики поглинених доз та ступеня небезпеки залежно від цих доз широко представлені у існуючій літературі.

Московський договір про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, космосі та під водою (1963 р.) поклав край масовому радіоактивному забруднення океану та морів. Тим часом продовжується поховання радіоактивних відходів у надрах Світового океану, внаслідок чого проблема забруднення ще більше загострилася. Контейнери з відходами радіоактивних речовин, що руйнуються агресивним океанським середовищем, стають джерелами зараження. Так, в Ірландському морі були заражені радіоактивними речовинами планктон, водорості, риба і все живе у воді саме через руйнування похованих контейнерів.

Радіоактивні забруднення, пов'язані з аварією на Чорнобильській АЕС, спричинили значні та сумні наслідки та будуть розглянуті нижче у розділі «Забруднення гідросфери через атмосферу».

Проблема антропогенного забруднення Світового океану, як це стало очевидно, для свого глобального рішення потребує централізованого управління діяльністю держав щодо використання морських та океанських акваторій. Цій проблемі була присвячена XIX Міжнародна конференція "Світ на морях", що відбулася в Лісабоні в 1991 р. Початок проведення цих конференцій було покладено в 1970 р., коли, як би в унісон енцикліки папи Іоанна XXIII "Світ на землі", виданої в 1962 р., почався рух «Світ на морях», очолюваний професором Елізабет Манн-Боргезе, дочкою письменника Томаса Манна (штаб-квартира на Мальті). Зокрема, на конференції зверталася увага на необхідність побудови нової загальної структури в рамках ООН для охорони Світового океану, його ресурсів, мирного вирішення міждержавних суперечок тощо. Така структура могла б стати моделлю глобального, регіонального та національного управління діяльністю людини на морях у поточному та прийдешньому тисячолітті.

Найдрібніші частинки ртуті, перетворюючи її у своїх організмах на метил-ртуть, яка потім по харчовому ланцюжку – «бактерії – планктон – молюски – хижаки водойм і т.д.» потрапляє зрештою до раціону людини.

Введення: сутність та значення водних ресурсів ……………………….… 1

1. Водні ресурси та їх використання …………………………………….. 2

2. Водні ресурси Росії ………………………………………………….... 4

3. Джерела забруднення …………………………………………………... 10

3.1. Загальна характеристика джерел забруднення …………………...… 10

3.2. Кисневе голодування як фактор забруднення водойм ……….… 12

3.3. Чинники, що перешкоджають розвитку водних екосистем …………… 14

3.4. Стічні води …………………………………………………...……… 14

3.5. Наслідки попадання стічних вод у водоймища ………………..…… 19

4. Заходи боротьби з забрудненням водних ресурсів ……………………... 21

4.1. Природне очищення водойм …………………………………..…… 21

4.2. Методи очищення стічних вод …………………………………….…… 22

4.2.1. Механічний метод ……………………………………………….… 23

4.2.2. Хімічний метод ………………………………………………….….23

4.2.3. Фізико-хімічний метод ………………………………………...… 23

4.2.4. Біологічний метод ……………………………………………….... 24

4.3. Безстічні виробництва ……………………………………………… 25

4.4. Моніторинг водних об'єктів ………………………………………… 26

Висновок ………………………………………………………………….. 26

Введення: сутність та значення водних ресурсів

Вода є найціннішим природним ресурсом. Вона грає виняткову роль процесах обміну речовин, складових основу життя. Величезне значення вода має у промисловому та сільськогосподарському виробництві; загальновідома необхідність її для побутових потреб людини, всіх рослин та тварин. Для багатьох живих істот вона служить місцем існування.

Зростання міст, бурхливий розвиток промисловості, інтенсифікація сільського господарства, значне розширення площ зрошуваних земель, покращення культурно-побутових умов та низка інших факторів дедалі більше ускладнює проблеми забезпечення водою.

Потреби у воді величезні та щорічно зростають. Щорічна витрата води на земній кулі за всіма видами водопостачання становить 3300-3500 км3. У цьому 70% всього водоспоживання використовують у сільське господарство.

Багато води споживають хімічна та целюлозно-паперова промисловість, чорна та кольорова металургія. Розвиток енергетики також призводить до різкого збільшення потреби у воді. Значна кількість води витрачається для потреб галузі тваринництва, і навіть на побутові потреби населення. Більшість води після її використання для господарсько-побутових потреб повертається до річок у вигляді стічних вод.

Дефіцит чистої прісної води вже зараз стає світовою проблемою. Все більші потреби промисловості та сільського господарства у воді змушують усі країни, вчених усього світу шукати різноманітні засоби для вирішення цієї проблеми.

На етапі визначаються такі напрями оптимального використання водних ресурсів: більш повне використання та розширене відтворення ресурсів прісних вод; розробка нових технологічних процесів, що дозволяють запобігти забрудненню водойм і звести до мінімуму споживання свіжої води.

1. Водні ресурси та їх використання

Водна оболонка грунту загалом називається гідросферою і є сукупність океанів, морів, озер, річок, крижаних утворень, підземних і атмосферних вод. Загальна площа океанів Землі у 2,5 рази перевищує територію суші.

Загальні запаси води Землі становлять 138,6 млн. км 3 . Близько 97,5% води - солона або значною мірою мінералізована, тобто потребує очищення для цілого ряду застосувань. На Світовий океан припадає 96,5% об'єму водної маси планети.

Для більш ясного уявлення про масштаби гідросфери слід зіставити її масу з масою інших оболонок Землі (у тоннах):

Гідросфера - 1,50х10 18

Земна кора – 2,80x10"

Жива речовина (біосфера) – 2,4х10 12

Атмосфера - 5,15х10 13

Подання про світові запаси води дає інформація, викладена у таблиці 1.

Таблиця 1.

Нині забезпеченість водою для однієї людини на добу у різних країнах світу різна. У низці країн із розвиненою економікою назріла загроза нестачі води. Дефіцит прісної води на землі зростає у геометричній прогресії. Проте є перспективні джерела прісної води – айсберги, народжені льодовиками Антарктиди та Гренландії.

Як відомо, без води не може жити людина. Вода – одне із найважливіших чинників, визначальних розміщення продуктивних сил, а часто й засіб виробництва. Збільшення витрати води промисловістю пов'язане як з її швидким розвитком, а й із збільшенням витрати води на одиницю продукції. Наприклад, на виробництво 1 т бавовняної тканини фабрики витрачають 250 м3 води. Багато води потрібно хімічної промисловості. Так, на виробництво 1 т аміаку витрачається близько 1000 м3 води.

Сучасні великі теплоелектростанції споживають дуже багато води. Лише одна станція потужністю 300 тис. кВт витрачає до 120 м 3 /сек, або понад 300 млн. м 3 на рік. Валове споживання води цих станцій у перспективі зросте приблизно 9-10 раз.

Одним із найбільш значних водоспоживачів є сільське господарство. У системі водного господарства це найбільший водоспоживач. На вирощування 1 т пшениці потрібно за вегетаційний період 1500 м3 води, 1 т рису – понад 7000 м3. Висока продуктивність зрошуваних земель стимулювала різке збільшення площі у всьому світі – вона зараз дорівнює 200 млн. га. Складаючи близько 1/6 усієї площі посівів, зрошувані землі дають приблизно половину сільськогосподарської продукції.

Особливе місце у використанні водних ресурсів займає водоспоживання потреб населення. На господарсько-питні цілі нашій країні припадає близько 10% водоспоживання. У цьому обов'язковими є безперебійність водопостачання, і навіть суворе дотримання науково обгрунтованих санітарно-гігієнічних нормативів.

Використання води для господарських цілей – одна з ланок кругообігу води в природі. Але антропогенна ланка круговороту відрізняється від природного тим, що у процесі випаровування частина використаної людиною води повертається в атмосферу опрісненої. Інша частина (що становить, наприклад, при водопостачанні міст та більшості промислових підприємств 90%) скидається у водойми у вигляді стічних вод, забруднених відходами виробництва.

За даними Державного водного кадастру Росії, сумарний забір води з природних водних об'єктів 1995 р. становив 96,9 км 3 . У тому числі для потреб народного господарства було використано понад 70 км 3 , у тому числі:

промислове водопостачання - 46 км 3;

зрошення - 13,1 км 3;

сільськогосподарське водопостачання - 3,9 км 3;

інші потреби – 7,5 км3.

Потреби промисловості на 23% задовольнялися за рахунок забору води з природних водних об'єктів та на 77% - системою оборотного та повторно-послідовного водопостачання.

2. Водні ресурси Росії

Якщо говорити про Росію, то основою водних ресурсів є річковий стік, що становить в середньому по водності року 4262 км 3 , З яких близько 90% припадає на басейни Північного Льодовитого і Тихого океанів. На басейни Каспійського та Азовського морів, де проживає понад 80% населення Росії та зосереджено її основний промисловий та сільськогосподарський потенціал, припадає менше 8% загального обсягу річкового стоку. Середньорічний сумарний стік Росії становить 4270 куб. км/рік, у тому числі із суміжних територій надходить 230 куб. км.

Російська Федерація в цілому багата на ресурси прісної води: на одного жителя припадає 28,5 тис. куб. м на рік, але її розподіл територією вкрай нерівномірний.

На сьогодні зменшення річного стоку великих річок Росії під впливом господарську діяльність у середньому становить від 10% (р. Волга) до 40% (р. Дон, Кубань, Терек).

Триває процес інтенсивної деградації малих річок Росії: деградація русел та замулення.

Сумарний обсяг забору води із природних водних об'єктів становив 117 куб. км, зокрема 101,7 куб. км прісної води; втрати дорівнюють 9,1 куб. км, використано у господарстві 95,4 куб. км, у тому числі:

На промислові потреби – 52,7 куб. км;

На зрошення -16,8 куб. км;

На госп.питні -14,7 куб.км;

Нас/г водопостачання – 4,1 куб.км;

На інші потреби – 7,1 куб.км.

Загалом у Росії сумарний обсяг паркану свіжої води з вододжерел становить близько 3%, проте з низки басейнів річок, зокрема. Кубані, Дона, величина водозабору досягає 50% і більше, що перевищує екологічно допустимий відбір.

У комунальному господарстві водоспоживання становить середньому 32 л на добу одну людину і перевищує нормативне на 15-20%. Високе значення питомого водоспоживання обумовлено наявністю великих втрат води, що становлять у деяких містах до 40% (корозія та знос водопровідних мереж, витік). Гостро стоїть питання якості питної води: четверта частина водопроводів комунального господарства і третина відомчих подає воду без достатньої очистки.

Останнє п'ятиріччя відзначено багатоводністю, що призвело до скорочення на 22% води, що спрямовується на зрошення.

Скидання стічних вод у поверхневі водні об'єкти в 1998 році склало 73,2 куб.км, у тому числі забруднених стічних вод - 28 куб.км, нормативно-чистих вод (без необхідності очищення) - 42,3 куб.м.

Великі обсяги стічних (колекторно-дренажних) вод у сільському господарстві скидаються у водні об'єкти з зрошуваних земель – 7,7 куб. Досі ці води умовно ставляться до категорії нормативно-чистих. Фактично основна частина їх забруднена отрутохімікатами, пестицидами, залишками мінеральних добрив.

Якість води водойм та водотоків оцінюється за фізичними, хімічними та гідробіологічними показниками. Останні визначають клас якості води та ступінь їх забрудненості: дуже чисті – 1 клас, чисті – 2 клас, помірно-забруднені – 3 клас, забруднені – 4 клас, брудні – 5 клас, дуже брудні – 6 клас. За гідробіологічними показниками практично немає вод перших двох класів чистоти. Морські води внутрішніх та окраїнних морів Росії зазнають інтенсивного антропогенного навантаження, як у самих акваторіях, так і в результаті господарської діяльності на водозбірних басейнах. Основними джерелами забруднення морських вод є річковий стік, стічні води підприємств та міст, водний транспорт.

Найбільша кількість стічних вод з території Росії надходить до акваторії Каспійського моря – близько 28 куб. км стік, зокрема. 11 куб.км забруднених, Азовського – близько 14 куб.км стік, у т.ч. 4 куб.км забруднених.

Для морських берегів характерний розвиток абразійних процесів, понад 60% берегової лінії зазнає руйнування, розмив та підтоплення, що є додатковим джерелом забруднення морського середовища. Стан морських вод характеризується 7 класами якості (надзвичайно брудна – 7 клас).

Запаси і якість природних вод вкрай нерівномірно розподілені по території Росії. Схема 1відбиває рівень забезпечення території проточною водою з поверхневих джерел .

Найбільш забезпечені водними ресурсами низов'я Обі, Обсько-Єнісейське міжріччя, Низов'я Єнісея, Олени та Амура. Підвищений рівень водозабезпеченості характерний для Європейського Півночі, Середнього Сибіру, ​​Далекого Сходу та західного Пріуралья. З Суб'єктів Федерації найбільші показники мають Червоноярський край і Камчатська область (без автономних округів), Сахалінська область, Єврейська автономна область. У центрі і на півдні Європейської частини країни, де зосереджено основне населення Росії, зона задовільної водозабезпеченості обмежується долиною Волги і гірськими районами Ковказа. З адміністративних освіт найбільший дефіцит водних ресурсів відзначається в Калмикії та Ростовській області. Трохи краща ситуація в Ставропольському краї, південних областях Центрального, в Чорноземному районі та південному Заураллі.

Схема 2характеризує обсяги води, що забирається з природних водних об'єктів для господарсько-питних, виробничих та інших (полив, закачування в свердловини та ін.) потреб .

Обсяги огорожі води на одного економічно активного жителя мають високе значення в групі регіонів центрального Сибіру (Іркутська область, Червоноярський край з Таймирським округом, Хакасія, Тува, Кемеровська область). Водомісткість економіки тут базується на потужній Ангаро-Єнісейській водній системі. Ще більш водоємною є економіка півдня Росії від Оренбурзької області до Червонодарського краю. Максимальне водоспоживання на душу населення відзначається в Карачаєво-Черкесії, Дагестані та Астраханської області. На решті Європейської території країни локальні зони підвищеної водоємності характерні для господарських комплексів Ленінградської, Архангельської, Пермської, Мурманської областей і, особливо, Костромської і Тверської областей (в останньому випадку, можливо, можливо. Мінімальне споживання води для потреб господарського комплексу відзначається в слабкорозвинених автономіях - Евенкії, Ненецькому та Комі-Перм'яцькому округах.

Аналіз дисбалансів у водокористуванні за критерієм концентрація ресурсу/інтенсивність використання свідчить про те, що для більшої частини регіонів країни, включаючи промислово розвинені середній Урал, центр і північно-захід Європейської частини, можливе водоспоживання.

Серйозний лімітуючий вплив відносний дефіцит водних ресурсів має в регіонах, що лежать на південь від лінії Курськ-Уфа. Тут зростання ставлення водозабору до обсягу водних ресурсів прямо пропорційно відображає зростання необхідних обмежень на екстенсивне водокористування. На вододефіцитному півдні європейської Росії багато сфер життя виявляються вкрай залежними від кліматичних осциляцій. Кліматологи практично всіх шкіл сходяться на думці, що найближчим часом волога фаза клімату в Євразії зміниться на суху, причому вікового масштабу, яка буде навіть суші, ніж попередня століття. За різними оцінками початок цієї стадії доведеться на 1999 - 2006 рр., причому розходження в 7 років для такого роду прогнозів дуже незначне. Засуха гостріше позначиться в районах з недостатнім захопленням, високим забрудненням водойм і водоємними типами виробництва. З використанням даних про водні запаси регіонів, обсяги забруднених стоків і господарський забір води, можна дати прогноз ступеня впливу майбутніх кліматичних змін на природні комплекси, здоров'я людей і господарство Росії.

Найбільше постраждають самі посушливі в Росії Калмикія та Оренбурзька область. Дещо менші збитки зазнають Ставропольський край, Дагестан, Астраханська, Ростовська і Білгородська області. До третьої групи, крім посушливих Червонодарського краю, Волгоградської, Воронезької, Липецької, Пензенської, Новосибірської областей, відносяться також Челябінська і Московська області, де водопостачання вже зараз є досить напруженим. В інших регіонах посуха насамперед викличе зниження продуктивності сільського господарства та загострення проблем у містах з напруженим водопостачанням. В екологічному плані практично у всіх водних об'єктах збільшаться концентрації забруднювачів. Найбільша ймовірність економічного спаду при посусі в Росії є в регіонах Предкавказья (Краснодарському і Ставропольському краях, Дагестані, Ростовській і Астраханській областях). Зниження продуктивності сільського господарства і прибутковості економіки у поєднанні з погіршенням водопостачання призведе до загострення проблем зайнятості в цьому і без того вибухонебезпечному регіоні. Зміна вологої кліматичної фази на суху викличе зміну знак руху рівня Каспійського моря - він почне падати. У результаті в регіонах, що примикають до нього (Дагестан, Калмикія, Астраханська область) ситуація виявиться гострішою, тому що доведеться перебудовуватися з сучасних заходів щодо подолання наслідків зростання події. об'єктів, затоплених починаючи з 1978 м.

До другої групи по небезпеці наслідків сухої фази клімату можуть бути віднесені посушлива з водоємним виробництвом Оренбурзька область, Московський регіон поєднує напруженість водопостачання і водоємність виробництва, сама посушлива скaя, Воронезька, Саратовська області, а також Башкирія , Тверська, Ленінградська, Пермська, Свердловська та Челябінська області, господарства яких споживають багато води.

В умовах, що склалися найбільш актуальною є розробка регіональної стратегії водокористування для південної і центральної Росії. Основна мета - стимулювати оборотне водокористування при одночасному скороченні прямого водозабору, що має на увазі комплекс заходів щодо перетворення води в економічно значимий ресурс для всіх господарюючих суб'єктів, включаючи сільське господарство та населення. Повсюдність і дисперсність використання води робить безперспективною стратегію централізованого управління її розподілом і споживанням, саме тому реальні зрушення можуть забезпечити лише повсякденні стимули до її економії. Фактично йдеться про платність водокористування і першочерговому переході в комунальному та сільському господарстві півдня Росії на облік усіх видів видатку води.

3. Джерела забруднення

3.1. Загальна характеристика джерел забруднення

Джерелами забруднення визнаються об'єкти, з яких здійснюється скидання або інше надходження у водні об'єкти шкідливих речовин, що погіршують якість поверхневих вод, що обмежують їх використання, а також негативно впливають на стан дна та берегових водних об'єктів.

Охорона водних об'єктів від забруднення здійснюється у вигляді регулювання діяльності як стаціонарних, і інших джерел забруднення.

На території Росії практично всі водойми схильні до антропогенного впливу. Якість води здебільшого не відповідає нормативним вимогам. Багаторічні спостереження за динамікою якості поверхневих вод виявили тенденцію до зростання їхньої забрудненості. Щорічно збільшується кількість створів з високим рівнем забруднення води (понад 10 ГДК) та кількість випадків екстремально високого забруднення водних об'єктів (понад 100 ГДК).

Основними джерелами забруднення водойм служать підприємства чорної та кольорової металургії, хімічної та нафтохімічної промисловості, целюлозно-паперової, легкої промисловості.

Мікробне забруднення вод відбувається в результаті надходження до водойм патогенних мікроорганізмів. Наявне також теплове забруднення вод в результаті надходження нагрітих стічних вод.

Забруднюючі речовини умовно можна поділити на кілька груп. За фізичним станом виділяють нерозчинні, колоїдні та розчинні домішки. Крім того, забруднення поділяються на мінеральні, органічні, бактеріальні та біологічні.

Ступінь небезпеки зносу пестицидів у період обробки сільськогосподарських угідь залежить від способу застосування та форми препарату. При наземній обробці небезпека забруднення водойм менша. При авіаобробці препарат може зноситися потоками повітря на сотні метрів і осаджуватися на необробленій території та поверхні водойм.

Практично всі поверхневі джерела водопостачання в останні роки зазнають впливу шкідливих антропогенних забруднень, особливо такі річки, як Волга, Дон, Північна Двіна, Уфа, Тобол, Том та інші річки Сибіру та Далекого Сходу. 70% поверхневих вод та 30% підземних втратили питне значення та перейшли до категорії забрудненості – «умовно чиста» та «брудна». Майже 70% населення РФ використовують воду, яка не відповідає ГОСТу «Вода питна».

Останні 10 років обсяги фінансування водогосподарську діяльність у Росії скорочені в 11 раз. Внаслідок цього погіршилися умови водозабезпечення населення.

Наростають процеси деградації поверхневих водних об'єктів за рахунок скидів у них забруднених стічних вод підприємствами та об'єктами житлово-комунального господарства, нафтохімічної, нафтової, газової, вугільної, м'ясної, лісової, деревообробної та целюлозно-паперової промисловості, а також чорної та кольорової збору колекторно-дренажних вод із зрошуваних земель, забруднених отрутохімікатами та пестицидами.

Продовжується виснаження водних ресурсів рік під впливом господарської діяльності. Практично вичерпано можливості безповоротного водовідбору в басейнах рік Кубань, Дон, Терек, Урал, Ісеть, Міас та інших. Неблагополучним є стан малих річок, особливо у зонах великих промислових центрів. Значна шкода малим річкам завдається у сільській місцевості через порушення особливого режиму господарської діяльності у водоохоронних зонах та прибережних захисних смугах, що призводить до забруднення річок, а також змиву ґрунту внаслідок водної ерозії.

Зростає забруднення підземних вод, що використовуються для водопостачання. У РФ виявлено близько 1200 вогнищ забруднення підземних вод, з яких 86% розташовані у європейській частині. Погіршення якості води відзначено у 76 містах та селищах, на 175 водозаборах. Багато підземних джерел, що особливо забезпечують великі міста Центрального, Центрально-Ченоземного, Північно-Кавказького та інших районів, сильно виснажені, про що свідчить зниження санітарного рівня води, що місцями досягає десятків метрів.

Сумарна витрата забруднених вод на водозаборах становить 5-6% від загальної кількості підземних вод, які використовуються для господарсько-питного водопостачання.

На території Росії виявлено близько 500 ділянок, де підземні води забруднені сульфатами, хлоридами, сполуками азоту, міді, цинку, свинцю, кадмію, ртуті, рівні вмісту яких у десятки разів перевищують ГДК.

Через підвищене забруднення вододжерел традиційно застосовувані технології обробки води здебільшого недостатньо ефективні. На ефективність водопідготовки негативно впливає дефіцит реагентів та низький рівень оснащеності водопровідних станцій, автоматикою та приладами контролю. Положення посилюється тим, що 40% внутрішніх поверхонь трубопроводів уражені корозією, вкриті іржею, отже, при транспортуванні якість води додатково погіршується.

3.2. Кисневе голодування як фактор забруднення водойм

Як відомо, кругообіг води складається з кількох стадій: випаровування, утворення хмар, випадання дощу, стоку в струмки та річки та знову випаровування. На всьому своєму шляху вода сама здатна очищатися від забруднень, що потрапляють до неї - продуктів гниття органічних речовин, розчинених газів і мінеральних речовин, зваженого твердого матеріалу.

У місцях великого скупчення людей та тварин природної чистої води зазвичай не вистачає, особливо якщо її використовують для збирання нечистот та перенесення їх подалі від населених пунктів. Якщо нечистот у ґрунт потрапляє небагато, ґрунтові організми переробляють їх, наново використовуючи поживні речовини, і в сусідні водотоки просочується вже чиста вода. Але якщо нечистоти потрапляють відразу у воду, вони гниють, і на їхнє окиснення витрачається кисень. Створюється так звана біохімічна потреба в кисні (БПК). Чим вище ця потреба, тим менше кисню залишається у воді для живих мікроорганізмів, особливо для риб та водоростей. Іноді через нестачу кисню гине все живе. Вода стає біологічно мертвою - у ній залишаються лише анаеробні бактерії; вони процвітають без кисню та у процесі своєї життєдіяльності виділяють сірководень. І без того нежива вода набуває гнильного запаху і стає зовсім непридатною для людини і тварин. Подібне може статися і при надлишку у воді таких речовин, як нітрати та фосфати; вони потрапляють у воду із сільськогосподарських добрив на полях або зі стічних вод, забруднених миючими засобами. Ці біогенні речовини стимулюють зростання водоростей, які починають споживати багато кисню, а коли його стає недостатньо, вони гинуть. У природних умовах озеро, перш ніж замулюватися і зникнути, існує близько 20тис. років. Надлишок біогенних речовин прискорює процес старіння, або інтрофікацію, і зменшує термін життя озера, роблячи його ще й малопривабливим. У теплій воді кисень гірше розчиняється, ніж у холодній. Деякі підприємства, особливо електростанції, споживають величезну кількість води на охолодження. Нагріта вода скидається назад у річки та ще більше порушує біологічну рівновагу водної системи. Знижений вміст кисню перешкоджає розвитку одних живих видів та дає перевагу іншим. Але ці нові теплолюбні види теж сильно страждають, як тільки припиняється підігрів води.

3.3. Чинники, що перешкоджають розвитку водних екосистем

Органічні покидьки, біогенні речовини та тепло стають на заваді для нормального розвитку прісноводних екологічних систем тільки тоді, коли вони перевантажують ці системи. Але останніми роками на екологічні системи обрушилися величезні кількості абсолютно чужорідних речовин, яких вони не знають захисту. Пестициди, що застосовуються у сільському господарстві, метали та хімікалії з промислових стічних вод зуміли проникнути у харчовий ланцюг водного середовища, що може мати непередбачувані наслідки. Види, що стоять на початку харчового ланцюга, можуть накопичувати ці речовини в небезпечних концентраціях і стають ще більш уразливими для інших шкідливих впливів.

3.4. Стічні води

Водовідвідні системи та споруди - це один з видів інженерного обладнання та благоустрою населених пунктів, житлових, громадських та виробничих будівель, що забезпечують необхідний санітарно-гігієнічні умови праці, побуту та відпочинку населення. Системи водо-відведення та очищення складаються з комплексу обладнання, мереж та споруд, призначених для прийому та видалення по трубопроводах побутових виробничих та атмосферних стічних вод, а також для їх очищення та знешкодження перед скиданням у водоймище або утилізацією.

Об'єктами водовідведення є будівлі різного призначення, а також новобудови, що існують і реконструюються, селища, промислові підприємства, санітарно-курортні комплекси тощо.

Стічні води - це води, використані на побутові, виробничі або інші потреби і забруднені різними домішками, що змінили їх початковий хімічний склад і фізичні властивості, а також води, що стікають з території населених пунктів і промислових підприємств в результаті випадання ат -мосферних опадів або поливання вулиць

Залежно від походження виду та складу стічні води поділяються на три основні категорії:

побутові (від туалетних кімнат, душових, кухонь, лазень, пралень, їдалень, лікарень; вони надходять від житлових та громадських будівель, а також від побутових приміщень та промислових підприємств);

виробничі (води, використані в технологічних процесах, що не відповідають більш вимогам, що пред'являються до їх якості; до цієї категорії вод відносять води, що відкачуються на поверхню землі при видобутку корисних копалин);

атмосферні (дощові та талі; разом з атмосферними відводяться води від поливу вулиць, від фонтанів та дренажів).

У практиці використовується також поняття міських стічних вод, які є сумішшю побутових і виробничих стічних вод. Побутові, виробничі та атмосферні стічні води відводяться як разом, і окремо. Найбільш широке поширення отримали загальносплавні і роздільні системи водовідведення. За загальносплавної системи всі три категорії стічних вод відводяться по одній спільній мережі труб і каналів за межі міської території на очисні споруди. Роздільні системи складаються з кількох мереж труб і каналів: по одній з них відводяться дощові та незабруднені виробничі стічні води, а по іншій або по кількох мережах - побутові та забруднені виробничі стічні води.

Стічні води є складними гетерогенними сумішами, що містять домішки органічного та мінерального походження, які знаходяться в нерозчиненому, колоїдному та розчиненому стані. Ступінь забруднення стічних вод оцінюється концентрацією, тобто. масою домішок в одиницю об'єму мг/л або г/куб. Склад стічних вод регулярно аналізується. Проводяться санітарно-хімічні аналізи з визначення величини ГПК (загальна концентрація органічних речовин); БПК (концентрація органічних сполук, що окислюються біологічним шляхом); концентрація зважених речовин; активної реакції середовища; інтенсивності забарвлення; ступеня мінералізації; концентрації біогенних елементів (азоту, фосфору, калію) та ін. Найбільш складні за складами стічні води промислових підприємств. На формування виробничих стічних вод впливає вид перероблюваної сировини, технологічний процес виробництва, застосовувані реагенти, проміжні вироби і продукти, склад вихідної води, місцеві умови та ін. Для розробки раціональної схеми водовідведення та оцінки можливості повторного використання стічних вод вивчається склад та режим водовідведення не тільки загального стоку промислового підприємства, але також стічних вод від окремих цехів та апаратів.

Крім визначення основних санітарно-хімічних показників у виробничих стічних водах визначаються концентрації специфічних компонентів, зміст яких визначається технологічним регламентом виробництва та номенклатурою застосовуваних речовин. Оскільки виробничі стічні води є найбільшою небезпекою для водоемов, ми розглянемо їх докладніше.

Виробничі стічні води поділяються на дві основні категорії: забруднені та незабруднені (умовно чисті).

Забруднені виробничі стічні води поділяються на групи.

1. Забруднені переважно мінеральними домішками (підприємства металургійної, машинобудівної, рудо- та вугледобувної промисловості; заводи з виробництва кислот, будівельних виробів та матеріалів, мінеральних добрив та ін.)

2. Забруднені переважно органічними домішками (підприємства м'ясної, рибної, молочної, харчової, целюлозно-паперової, мікробіологічної, хімічної промисловості; заводи з виробництва каучуку, пластмас та ін.)

3. Забруднені мінеральними та органічними домішками (підприємства нафтовидобувної, нафтопереробної, текстильної, легкої, фармацевтичної промисловості; заводи з виробництва цукру, консервів, продуктів органічного синтезу та ін.).

Крім вищезгаданих 3 груп забруднених виробничих стічних вод має місце скидання нагрітих вод у водойму, що є причиною так званих теплових забруднень.

Виробничі стічні води можуть відрізнятися концентрації забруднюючих речовин, за рівнем агресивності тощо. Склад виробничих стічних вод коливається у значних межах, що викликає необхідність ретельного обґрунтування вибору надійного та ефективного методу очищення у кожному конкретному випадку. Отримання розрахункових параметрів і технологічних регламентів обробки стічних вод і осаду вимагають досить тривалих наукових досліджень як в лабораторних, так і напіввиробничих умовах.

Кількість виробничих стічних вод визначається залежно від продуктивності підприємства за укрупненими нормами водоспоживання та водовідведення для різних галузей промисловості. Норма водоспоживання - це доцільна кількість води, необхідного для виробничого процесу, встановлена ​​на підставі науково обґрунтованого розрахунку або передового досвіду. У укрупнену норму водоспоживання входять всі витрати води для підприємства. Норми витрати виробничих стічних вод застосовують при проектуванні новозбудованих і реконструкції діючих систем водовідведення промислових підприємств. Укрупнені норми дозволяють оцінити раціональність використання води будь-якому діючому підприємстві.

У складі інженерних комунікацій промислового підприємства, як правило, є кілька водовідвідних мереж. Незабруднені нагріті стічні води надходять на охолоджувальні установки (бризкі басейни, градирні, охолоджувальні ставки), а потім повертаються в систему оборотного водозабезпечення.

Забруднені стічні води надходять на очисні споруди, а після очищення частина оброблених стічних вод подається в систему оборотного водозабезпечення в ті цехи, де її склад відповідає нормативним вимогам.

Ефективність використання води на промислових підприємствах оцінюється такими показниками, як кількість використаної оборотної води, коефіцієнтом її використання та відсотком її втрат. Для промислових підприємств складається баланс води, що включає витрати на різні види втрат, скидання та додавання компенсуючих витрат води до системи.

Проектування новостворених і реконструйованих систем водовідведення населених пунктів і промислових підприємств має здійснюватися на основі затверджених в установленому порядку схем розвитку та розміщення галузі народного господарства, галузей промисловості та схем розвитку та розміщення продуктивних сил по економічних районах. При виборі систем і схем водовідведення повинна враховуватися технічна, економічна та санітарна оцінки існуючих мереж та споруд, передбачатися можливість інтенсифікації їх роботи.

При виборі системи та схеми водовідведення промислових підприємств необхідно враховувати:

1) вимоги до якості води, що використовується у різних технологічних процесах;

2) кількість, склад та властивості стічних вод окремих виробничих цехів та підприємства в цілому, а також режими водовідведення;

3) можливість скорочення кількості забруднених виробничих стічних вод шляхом раціоналізації технологічних процесів виробництва;

4) можливість повторного використання виробничих стічних вод у системі оборотного водозабезпечення або для технологічних потреб іншого виробництва, де допустимо застосовувати води нижчої якості;

5) доцільність вилучення та використання речовин, що містяться у стічних водах;

6) можливість та доцільність спільного відведення та очищення стічних вод кількох близько розташованих промислових підприємств, а також можливість комплексного рішення очищення стічних вод промислових підприємств та населених пунктів;

7) можливість використання у технологічному процесі очищених побутових стічних вод;

8) можливість та доцільність використання побутових та виробничих стічних вод для зрошення сільськогосподарських та технічних культур;

9) доцільність локальної очистки стічних вод окремих цехів підприємства;

10) самоочисна здатність водойми, умови скидання в нього стічних вод і необхідний ступінь їх очищення;

11) доцільність застосування тієї чи іншої методу очищення.

При варіантному проектуванні водовідвідних систем та очисних споруд виходячи з техніко-економічних показників приймається оптимальний варіант.

3.5. Наслідки потрапляння стічних вод у водоймища

Внаслідок скидання стічних вод змінюються фізичні властивості води (підвищується температура, зменшується прозорість, з'являються забарвлення, присмаки, запахи); на поверхні водойми з'являються плаваючі речовини, але в дні утворюється осад; змінюється хімічний склад води (збільшується вміст органічних та неорганічних речовин, з'являються токсичні речовини, зменшується вміст кисню, змінюється активна реакція середовища та ін.); змінюється якісний та кількісний бактеріальний склад, з'являються хвороботворні бактерії. Забруднені водоймища стають непридатними для питного, а й для технічного водопостачання; втрачають рибогосподарське значення і т.д.

Загальні умови випуску стічних вод будь-якої категорії в поверхневі водойми визначаються народногосподарською їх значимістю і характером водокористування. Після випуску стічних вод допускається деяке погіршення якості води у водоймах, проте це не повинно помітно відбиватися на його житті і на можливості подальшого використання водойми в якості джерела водопостачання, для культурних і спортивних заходів, рибогосподарських цілей.

Спостереження за виконанням умов спуску виробничих стічних вод у водоймища здійснюється санітарно-епідеміологічними станціями та басейновими управліннями.

Нормативи якості води водойм господарсько-питного та культурно-побутового водокористування встановлюють якість води для водойм за двома видами водокористування: до першого виду належать ділянки водойм, які використовуються як джерело для централізованого або нецентралізованого господарсько-питного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості; до другого виду - ділянки водойм, використовувані для купання, спорту та відпочинку населення, і навіть які у межах населених пунктів.

Віднесення водойм до того чи іншого виду водокористування проводиться органами Державного санітарного нагляду з урахуванням перспектив використання водойм.

Наведені у правилах нормативи якості води водойм відносяться до створ, розташованим на проточних водоймах на 1 км вище найближчого за течією пункту водокористування, а на непроточних водоймищах і водосховищах на 1 км в обидві сторони від пункту водокористування.

Велика увага приділяється питанням запобігання та усунення забруднень прибережних районів морів. Нормативи якості морської води, які мають бути забезпечені при спуску стічних вод, відносяться до району водокористування у відведених межах і до створів на відстані 300 м від цих кордонів. При використанні прибережних районів морів в якості приймача виробничих стічних вод вміст шкідливих речовин у морі не повинно перевищувати ГДК, встановлені за санітарно-токсикологічним, загальносанітарним та органолептичним лімітуючим показниками шкідливості. При цьому вимоги до спуску стічних вод диференційовані стосовно характеру водокористування. Море розглядається не як джерело водопостачання, а як лікувальний оздоровчий, культурно-побутовий фактор.

Вступають у річки, озера, водосховища і моря забруднюючі речовини вносять значні зміни в режим і порушують рівноважний стан водних екологічних систем. У результаті процесів перетворення забруднюючих водойми речовин, що протікають під впливом природних факторів, у водних джерелах відбувається повне або часткове відновлення їх первісних властивостей. При цьому можуть утворюватися вторинні продукти розпаду забруднень, які негативно впливають на якість води.

У зв'язку з тим, що в стічних водах промислових підприємств можуть утримуватися специфічні забруднення, їх спуск у міську водовідвідну мережу обмежується рядом вимог. Виробні стічні води, що випускаються у водовідвідну мережу, не повинні: порушувати роботу мереж і споруд; надавати руйнівного впливу на матеріал труб і елементи очисних споруд; містити більше 500мг/л зважених та спливаючих речовин; містити речовини, здатні засмічувати мережі або відкладатися на стінках труб; містити горючі домішки та розчинені газоподібні речовини, здатні утворювати вибухонебезпечні суміші; містять шкідливі речовини, що перешкоджають біологічному очищенню стічних вод або скидання у водойму; мати температуру вище 40 С. Виробничі стічні води не задовольняють цим вимогам, повинні попередньо очищатися і лише після цього скидатися в міську водовідвідну мережу.

4. Заходи боротьби з забрудненням водних ресурсів

4.1. Природне очищення водойм

Забруднену воду можна очистити. За сприятливих умов це відбувається природним шляхом у процесі природного кругообігу води. Але забрудненим басейнам (річкам, озерам тощо) для відновлення потрібно значно більше часу. Щоб природні системи зуміли відновитися, необхідно насамперед припинити подальше надходження відходів у річки. Промислові викиди не тільки засмічують, а й отруюють стічні води. А ефективність дорогих пристроїв для очищення таких вод поки що недостатньо вивчена. Незважаючи ні на що, деякі міські господарства та промислові підприємства все ще воліють скидати відходи до сусідніх річок і дуже неохоче відмовляються від цього лише тоді, коли вода стає зовсім непридатною або навіть небезпечною.

У своєму нескінченному кругообігу вода захоплює і переносить безліч розчинених або зважених речовин, то очищається від них. Багато домішок у воді є природними і потрапляють туди разом з дощем або ґрунтовими водами. Той самий шлях проходять і деякі із забруднюючих речовин, пов'язаних із діяльністю людини. Дим, попіл та промислові гази разом із дощем осідають на землю; хімічні сполуки та нечистоти, внесені у ґрунт із добривами, потрапляють у річки із ґрунтовими водами. Деякі відходи йдуть по штучно створених шляхах - дренажних канав і каналізаційних труб. Ці речовини зазвичай більш отруйні, але їх скидання легше контролювати, ніж ті, що переносяться в процесі природного круговороту води. Загальносвітове водоспоживання на господарські та побутові потреби становить приблизно 9% сумарного стоку рік. Тому не пряме водоспоживання гідроресурсів викликає нестачу прісних вод у тих чи інших регіонах земної кулі, а їхнє якісне виснаження.

4.2. Методи очищення стічних вод

У річках та інших водоймах відбувається природний процес самоочищення води. Однак він протікає повільно. Поки промислово-побутові скиди були невеликі, річки самі справлялися із нею. У наш індустріальний вік у зв'язку з різким збільшенням відходів водоймища вже не справляються з таким значним забрудненням. Виникла необхідність знешкоджувати, очищати стічні води та утилізувати їх.

Очищення стічних вод - обробка стічних вод для руйнування або видалення з них шкідливих речовин. Звільнення стічних вод від забруднення – складне виробництво. У ньому, як і в будь-якому іншому виробництві, є сировина (стічні води) та готова продукція (очищена вода).

Методи очищення стічних вод можна розділити на механічні, хімічні, фізико-хімічні та біологічні, коли вони застосовуються разом, то метод очищення та знешкодження стічних вод називається комбінованим. Застосування тієї чи іншої методу, у кожному даному випадку, визначається характером забруднення і ступенем шкідливості домішок.

4.2.1. Механічний метод

Сутність механічного методу полягає в тому, що зі стічних вод шляхом відстоювання та фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсні частинки в залежності від розмірів уловлюються решітками, ситами, пісковловлювачами, септиками, гноєуловлювачами різних конструкцій, а поверхневі забруднення - нафтовик, бензомаслоуловітелями, відстійниками і ін. Механічна очистка дозволяє виділяти з побутових стічних вод до 6 - До 95%, багато з яких, як цінні домішки, використовуються у виробництві.

4.2.2. Хімічний метод

Хімічний метод полягає в тому, що в стічні води додають різні хімічні реагенти, які вступають у реакцію із забруднювачами і беруть в облогу їх у вигляді нерозчинних опадів. Хімічною очисткою досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних до 25%

4.2.3. Фізико-хімічний метод

При фізико-хімічному методі обробки зі стічних вод видаляються тонко дисперсні і розчинені неорганічні домішки і руйнуються органічні речовини, що погано окислюються, найчастіше з фізико-хімічних методів застосовується коагуляція, окислення, сорбція, екстракція і т.д. Широке застосування також знаходить електроліз. Він полягає у руйнуванні органічних речовин у стічних водах та вилучення металів, кислот та інших неорганічних речовин. Електролітичне очищення здійснюється в спеціальних спорудах - електролізерах. Очищення стічних вод за допомогою електролізу ефективне на свинцевих та мідних підприємствах, у лакофарбовій та деяких інших галузях промисловості.

Забруднені стічні води очищають також за допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол та високого тиску, добре зарекомендувала себе очищення шляхом хлорування.

4.2.4. Біологічний метод

Серед методів очищення стічних вод велику роль має відіграти біологічний метод, що ґрунтується на використанні закономірностей біохімічного та фізіологічного самоочищення річок та інших водойм. Є кілька типів біологічних пристроїв для очищення стічних вод: біофільтри, біологічні ставки та аеротенки.

У біофільтрах стічні води пропускаються через шар крупнозернистого матеріалу, покритого тонкою бактеріальною плівкою. Завдяки цій плівці інтенсивно протікають процеси біологічного окиснення. Саме вона служить чинним початком у біофільтрах. У біологічних ставках в очищенні стічних вод беруть участь усі організми, що населяють водоймище. Аеротенки – величезні резервуари із залізобетону. Тут очищувальний початок - активний мул із бактерій та мікроскопічних тварин. Всі ці живі істоти бурхливо розвиваються в аеротенках, чому сприяють органічні речовини стічних вод і надлишок кисню, що надходить у спорудження потоком повітря, що подається. Бактерії склеюються в пластівці і виділяють ферменти, що мінералізують органічні забруднення. Іл із пластівцями швидко осідає, відокремлюючись від очищеної води. Інфузорії, джгутикові, амеби, коловратки та інші дрібні тварини, пожираючи бактерії (що не злипаються в пластівці) омолоджують бактеріальну масу мулу.

Стічні води перед біологічним очищенням піддають механічному, а після неї для видалення хвороботворних бактерій і хімічному очищенню, хлоруванню рідким хлором або хлорним вапном. Для дезінфекції використовують також інші фізико-хімічні прийоми (ультразвук, електроліз, озонування та ін.)

Біологічний метод дає великі результати під час очищення комунально-побутових стоків. Він застосовується також і для очищення відходів підприємств нафтопереробної, целюлозно-паперової промисловості, виробництва штучного волокна.

4.3. Безстічні виробництва

Темпи розвитку промисловості сьогодні настільки високі, що одноразове використання для виробничих потреб запасів прісної води – неприпустима розкіш.

Тому вчені зайняті розробкою нових безстічних технологій, що практично повністю вирішить проблему захисту водойм від забруднення. Однак розробка та впровадження безвідходних технологій вимагатиме певного часу, до реального переходу всіх виробничих процесів на безвідходну технологію ще далеко. Щоб усіляко прискорити створення та впровадження у народногосподарську практику принципів та елементів безвідходної технології майбутнього, необхідно вирішити проблему замкнутого циклу водопостачання промислових підприємств. На перших етапах треба впровадити технологію водозабезпечення з мінімальним споживанням свіжої води та скиданням, а також прискореними темпами зводити очисні споруди.

При будівництві нових підприємств на відстійники, аератори, фільтри йде іноді чверть і більше капіталовкладень. Споруджувати їх, звичайно, необхідно, але радикальний вихід у корінній зміні системи водокористування. Треба перестати розглядати річки та водоймища як сміттєзбірники та перевести промисловість на замкнуту технологію.

При замкнутій технології підприємство використану та очищену потім воду повертає в обіг, а із зовнішніх джерел лише поповнює втрати.

У багатьох галузях промисловості донедавна стічні води не диференціювалися, об'єднувалися в загальний потік, локальні споруди очищення з утилізацією відходів не будувалися. В даний час у ряді галузей промисловості вже розроблені та частково реалізовані замкнуті водооборотні схеми з локальним очищенням, що значно знизить питомі норми водоспоживання.

4.4. Моніторинг водних об'єктів

14 березня 1997 р. уряд РФ затвердив «Положення про запровадження державного моніторингу водних об'єктів».

Федеральна служба з гідрометеорології та моніторингу довкілля веде спостереження за забрудненням поверхневих вод суші. Санітарно-епідемологічна служба РФ відповідає за санітарну охорону водойм. Працює мережа санітарних лабораторій на підприємствах для вивчення складу стічних вод та якості води водойм.

Слід зазначити, що традиційні методи спостережень та контролю мають один важливий недолік – вони неоперативні і, крім того, характеризують склад забруднень об'єктів природного довкілля лише у моменти відбору проб. Про те, що відбувається з водним об'єктом у періоди між відборами проб, можна лише здогадуватись. До того ж, лабораторні аналізи займають чималий час (включаючи і те, що потрібно для доставки проби з пункту спостереження). Особливо ці методи неефективні у екстремальних ситуаціях, у разі аварій.

Безсумнівно, більш дієвий контроль якості води, здійснюваний з допомогою автоматичних приладів. Електричні датчики постійно вимірюють концентрацію забруднень, що сприяє швидкому прийняттю рішень у разі несприятливих впливів на джерела водопостачання.

Висновок

Раціональне використання водних ресурсів в даний час є вкрай нагальною проблемою. Це насамперед охорона водних просторів від забруднення, оскільки промислові стоки займають перше місце за обсягом і збитків, що вони завдають, саме в першу чергу необхідно вирішувати проблему скидання їх у річки. Зокрема, слід обмежити скидання у водоймища, а також удосконалення технологій виробництва, очищення та утилізації. Також важливим аспектом є стягування плати за скидання стічних вод та забруднюючих речовин та перерахування коштів, що стягуються на розробку нових безвідходних технологій та споруд з очищення. Необхідно знижувати розмір плати за забруднення навколишнього середовища підприємствам з мінімальними викидами та скидами, що надалі служитиме пріоритетом для підтримки мінімуму скидання або його зменшення. Очевидно, шляхи вирішення проблеми забруднення водних ресурсів у Росії лежать передусім у сфері розробки розвиненої законодавчої бази, яка б реально захистити довкілля від шкідливого антропогенного впливу, і навіть пошук шляхів реалізації цих законів практично (що, за умов російських реалій , напевно зіткнеться із суттєвими труднощами).

Список літератури

Ю. В. Новіков «Екологія, навколишнє середовище та людина.» Москва 1998р.

І. Р. Голубєв, Ю. В. Новіков «Навколишнє середовище та її охорона.»

Т. А. Хорунжая «Методи оцінки екологічної небезпеки.» 1998р.

4. Нікітін Д.П., Новіков Ю.В. «Навколишнє середовище і людина.» - М.: 1986.

5. Радзевич Н.М., Пашканг К.В. «Охорона та перетворення природи.» - М.:

Освіта, 1986.

6. Алфьорова А.А., Нечаєв А.П. «Замкнуті системи водного господарства промислових підприємств, комплексів та районів.» - М.: Будвидав, 1987.

7. «Методи охорони внутрішніх вод від забруднення та виснаження» / За ред. І.К. Гавич. - М.: Агропроміздат, 1985.

8. «Охорона навколишнього природного середовища»/За ред. Г.В. Дуганова. - К.: Вища школа, 1990.

9. Жуков А. І., Монгайт І. Л., Родзиллер І. ​​Д. «Методи очищення виробничих стічних вод» М.: Будвидав, 1999.

... проблемивикористання водних ресурсівВикористання водних ресурсівв Україні Якість водних ресурсів Проблеми водних ресурсівУкраїни Проблемипитного водопостачання Проблеми водних ресурсів... до значного забруднення воднихоб'єктів у результаті...

Без чистої питної та технічної води саме існування людства було б під питанням, не кажучи вже про його розвиток. На жаль, сьогодні ситуація складається так, що кількість чистих джерел води на Землі скорочується з кожним роком. Поки що заповнити дефіцит хорошої з усіх точок зору води вдається за допомогою різного водоочисного обладнання.

Стан води змінюється при будь-яких видах її використання, так при нагріванні вона змінює свої фізичні властивості, а при доставці до споживачів - хімічні, навіть якщо попередньо проходить через очисні споруди.

Джерела забруднення води фахівці давно розділили на чотири категорії, кожна з яких, навіть за наявності сучасних очисних споруд, значно забруднює не лише поверхневі води, а й ті, що знаходяться в глибині землі, але використовуються в народному господарстві - колодязі, артезіанські свердловини тощо п. Зупинимося докладніше на кожній з категорій і вкажемо притаманні їм забруднення.

3.1. Населені пункти

Найбільш відомим джерелом забруднення води, якому традиційно приділяється головна увага, є побутові (або комунальні) стічні води. Водоспоживання міст зазвичай оцінюють на основі середньої добової витрати води на одну особу, яка дорівнює приблизно 750 л і включає воду питну, для приготування їжі та особистої гігієни, для роботи побутових сантехнічних пристроїв, а також для поливу галявин і газонів, гасіння пожеж, миття вулиць та інших міських потреб. Майже вся використана вода надходить у каналізацію. Оскільки щодня стічні води потрапляє величезний обсяг фекалій, головним завданням міських служб під час переробки побутових стоків у колекторах очисних установок є видалення патогенних мікроорганізмів. При повторному використанні недостатньо очищених фекальних стоків бактерії і віруси, що містяться в них, можуть викликати кишкові захворювання (тиф, холеру і дизентерію), а також гепатит і поліомієліт.

У розчиненому вигляді в стічних водах є мило, синтетичні пральні порошки, дезінфікуючі засоби, відбілювачі та інші речовини побутової хімії. З житлових будинків надходить паперове сміття, включаючи туалетний папір та дитячі підгузки, відходи рослинної та тваринної їжі. З вулиць у каналізацію стікає дощова та тала вода, часто, з піском чи сіллю, що використовуються для прискорення танення снігу та льоду на проїжджій частині вулиць та тротуарах.

3.2. Промисловість

У індустріально розвинених країнах головним споживачем води та найбільшим джерелом стоків є промисловість. Промислові стоки у річки за обсягом у 3 рази перевищують комунально-побутові.

Вода виконує різні функції, наприклад служить сировиною, обігрівачем та охолоджувачем у технологічних процесах, крім того, транспортує, сортує та промиває різні матеріали. Вода також виводить відходи на всіх стадіях виробництва – від видобутку сировини, підготовки напівфабрикатів до випуску кінцевої продукції та її розфасовки. Оскільки набагато дешевше викидати відходи різних виробничих циклів, ніж переробляти та утилізувати, з промисловими стоками скидається величезна кількість різноманітних органічних та неорганічних речовин. Більше половини стоків, що надходять у водоймища, дають чотири основні галузі промисловості: целюлозно-паперова, нафтопереробна, промисловість органічного синтезу та чорна металургія (доменне та сталеливарне виробництва). Через зростаючий обсяг промислових відходів порушується екологічна рівновага багатьох озер і річок, хоча більша частина стоків нетоксична і несмертельна для людини.

Довгий час проблема забруднення води була гострою більшість країн. Наявних ресурсів вистачало у тому, щоб задовольняти потреби місцевого населення. У міру зростання промисловості збільшення кількості використовуваної води людиною ситуація кардинально змінилася. Тепер питаннями її очищення та збереження якості займаються на міжнародному рівні.

Способи визначення ступеня забруднення

Під забрудненням води прийнято розуміти зміну її хімічного чи фізичного складу, біологічних характеристик. Це визначає обмеження за подальшого використання ресурсу. Великої уваги заслуговує забруднення прісних вод, тому що їхня чистота нерозривно пов'язана з якістю життя та здоров'ям людини.

Щоб визначити стан води, вимірюється цілий ряд показників. Серед них:

• кольоровість;
• ступінь каламутності;
• запах;
• pH рівень;
• вміст важких металів, мікроелементів та органічних речовин;
• титр кишкової палички;
• гідробіологічні показники;
• кількість розчиненого у воді кисню;
• окислюваність;
• наявність патогенної мікрофлори;
• хімічне споживання кисню та ін.

Практично в усіх країнах існують наглядові органи, які мають з певною періодичністю залежно від ступеня важливості ставка, озера, річки та ін. визначати якість із вмісту. У разі виявлення відхилень виявляються причини, які могли спровокувати забруднення води. Потім вживаються заходи щодо їх усунення.

Що спричиняє забруднення ресурсів?

Причин, які можуть спричинити забруднення води, дуже багато. Не завжди пов'язані з діяльністю людини чи промислових підприємств. Природні катаклізми, які періодично відбуваються на різних територіях, також можуть порушити умови середовища. Найбільш поширеними причинами прийнято вважати:

• Побутові та промислові стічні води. Якщо вони не проходять систему очищення від синтетичних, хімічних елементів та органічних речовин, то, потрапляючи у водоймища, здатні провокувати водно-екологічну катастрофу.
• . Про цю проблему говорять не так часто, щоби не провокувати соціальну напруженість. Але відпрацьовані гази, які потрапляють в атмосферу після викидів автомобільного транспорту, промислових підприємств, разом із дощами опиняються на землі, забруднюючи довкілля.
• Тверді відходи, які здатні не тільки змінити стан біосередовища у водоймі, але й саму течію. Часто це призводить до розливів річок та озер, утрудненню течії.
• Органічні забруднення, пов'язані з діяльністю людини, природним розкладанням померлих тварин, рослин тощо.
• Промислові аварії та техногенні катастрофи.
• Повені.
• Теплове забруднення, пов'язане з виробництвом електричної та іншої енергії. У деяких випадках відбувається нагрівання води до 7 градусів, що спричиняє загибель мікроорганізмів, рослин і риб, для яких потрібен інший температурний режим.
• Сходи лавин, селів тощо.

У деяких випадках природа здатна сама з часом здійснити очищення водних ресурсів. Але період хімічних реакцій буде більшим. Найчастіше загибель мешканців водойм та забруднення прісних вод неможливо запобігти без втручання людини.

Процес переміщення забруднювачів у воді

Якщо не йдеться про тверді відходи, то у всіх інших випадках забруднювачі можуть існувати:

• у розчиненому стані;
• у зваженому стані.

Вони можуть бути крапельками або дрібними частинками. Біозабруднювачі спостерігаються у вигляді живих мікроорганізмів чи вірусів.

Якщо у воду потрапляють тверді частки, то необов'язково осядуть на дні. Залежно від течії штормових явищ вони здатні підніматися на поверхню. Додатковим чинником є ​​склад води. У морській подібних частках опуститися на дно практично неможливо. Внаслідок течії вони легко переміщаються на великі відстані.

Експерти звертають увагу на те, що через зміну напрямів течії у прибережних зонах традиційно рівень забруднення вищий.

Незалежно від типу забруднювача, він здатний потрапити в організм риб, що мешкають у водоймищі, або птахів, які шукають собі їжу у воді. Якщо це не призводить до прямої загибелі істоти, то здатне позначитися на подальшому харчовому ланцюжку. Існує висока ймовірність того, що саме так забруднення води отруює людей та погіршує стан їхнього здоров'я.

Основні результати впливу забрудненості на довкілля

Незалежно від того, чи забруднювач потрапляє в організм людини, риби, тварини, спрацьовує захисна реакція. Деякі види токсинів можуть бути знешкоджені імунними клітинами. У більшості випадків живому організму потрібна допомога у вигляді лікування, щоб процеси не набули серйозного характеру і не призвели до загибелі.

Вчені визначають залежно від джерела забруднення та його впливу такі показники отруєння:

• Генотоксичність. Тяжкі метали та інші мікроелементи способи пошкодити та змінити структуру ДНК. В результаті спостерігаються серйозні проблеми у розвитку живого організму, підвищується ризик захворювань тощо.
• Канцерогенність. Проблеми онкології тісно пов'язані з тим, яку воду вживає людина чи тварини. Небезпека полягає в тому, що клітина, перетворившись на ракову, здатна швидко переродити решту в організмі.
• Нейротоксичність. Багато металів, хімічних речовин здатні впливати на нервову систему. Усім відоме явище викиду китів, яке провокується подібними забрудненнями. Поведінка морських та річкових мешканців стає неадекватною. Вони не тільки здатні вбити себе, а й почати пожирати тих, хто раніше був нецікавий. Потрапляючи з водою або їжею з таких риб та тварин в організм людини, хімічні речовини можуть провокувати уповільнення реакції мозку, руйнування нервових клітин тощо.
• Порушення енергообміну. Впливаючи на клітини мітохондрії, забруднювачі здатні змінювати процеси вироблення енергії. Через війну організм перестає здійснювати активні дії. Нестача енергії може спричинити смерть.
• Репродуктивна недостатність. Якщо загибель живих організмів забруднення води викликає не так часто, то вплинути на стан здоров'я воно здатне у 100% випадків. Вчені особливо стурбовані тим, що втрачається їхня здатність відтворювати нове покоління. Вирішити цю генетичну проблему непросто. Потрібне штучне оновлення водного середовища.

Як працює контроль та очищення вод?

Розуміючи, що забруднення прісних вод ставить під загрозу існування людини, державні органи на національному та міжнародному рівні створюють вимоги до здійснення діяльності підприємств та поведінки людей. Ці рамки знаходять свій відбиток у документах, які регламентують процедури контролю води та роботи систем очищення.

Виділяють такі способи очищення:

• Механічна чи первинна. Її завдання – запобігти попаданню у водойми великих предметів. Для цього на трубах, якими йдуть стоки, встановлюють спеціальні решітки та фільтри, що затримують їх. Потрібно своєчасно проводити очищення труб, інакше засмічення може спричинити аварію.
• Спеціалізована. Покликана вловлювати забруднювачі якогось одного типу. Наприклад, існують пастки для жирів, нафтових плям, пластів'єподібних частинок, які осідають за допомогою коагулянтів.
• Хімічна. Має на увазі, що стічні води будуть використані повторно в замкнутому циклі. Тому, знаючи їхній склад на виході, підбирають хімічні речовини, які здатні повернути воду до початкового стану. Зазвичай це технічна вода, а чи не питна.
• Третичне очищення. Щоб воду можна було використовувати у побуті, сільському господарстві, у харчовій промисловості, її якість має стати бездоганною. І тому її обробляють спеціальними складами чи порошками, здатними у процесі багатоетапної фільтрації затримати важкі метали, шкідливі мікроорганізми та інші речовини.

У побуті все більше людей намагається встановлювати потужні фільтри, які позбавляють забруднення, причиною якого стають старі комунікації та труби.

Хвороби, які може провокувати брудна вода

Поки не стало зрозуміло, що з водою в організм можуть потрапляти збудники інфекцій та бактерії, людство стикалося з . Адже епідемії, які періодично спостерігалися в тій чи іншій країні, забирали життя сотень тисяч людей.

До найпоширеніших захворювань, до яких може призвести погана вода, належать:

• холера;
• ентеровірус;
• лямбліоз;
• шистосомоз;
• амебіаз;
• уроджені потворності;
• психічні аномалії;
• кишкові розлади;
• гастрит;
• ураження шкіри;
• опіки слизових;
• онкологічне захворювання;
• зниження репродуктивної функції;
• ендокринні порушення.

Придбання бутильованої води та встановлення фільтрів є засобом профілактики захворювань. Деякі використовують срібні предмети, які також частково знезаражують воду.

Забруднення води здатне змінити планету і зробити якість життя зовсім іншою. Саме тому питання збереження водойм постійно піднімається екологічними організаціями та науково-дослідними центрами. Це дозволяє привернути увагу підприємств, громадськості, державних органів до існуючих проблем та простимулювати початок активних дій щодо запобігання катастрофі.

Основними джерелами забруднення є стічні води промислових та комунальних підприємств, великих тваринницьких комплексів та ферм, зливові стоки у містах та змив дощовими потоками отрутохімікатів та добрив з полів. Стічні води промислових підприємств утворюються різних стадіях технологічних процесів.

З нафтовидобувної та нафтопереробноїпромисловістю, транспортуванням нафти та нафтопродуктів пов'язане поширення у водоймах найстійкіших забруднювачів - нафтових олій. Кожна тонна нафти, розтікаючись по водній поверхні, утворює плівку з легких олій на площі до 12 км 2 , що ускладнює газообмін з атмосферою. Середні фракції нафти, змішуючись із водою, утворюють отруйну емульсію, що осідає на зябрах риб. Тяжкі масла - мазут - осідають на дно водойм, викликаючи токсичні отруєння фауни, загибель риб.

Теплоенергетика- є викиди теплоти, наслідками яких можуть бути: постійне підвищення температури у водоймищах, заростання водойм водоростями, порушення кисневого балансу, що створює загрозу для життя мешканців річок та озер.

Гідроелектростанції- спорудження греблі призводить до значного затоплення прилеглих територій, зміни гідрологічного та біологічного режимів річок. На мілководдях водосховищ широко поширене «цвітіння» води; вони стали ареною навали синьо-зелених водоростей. Відмираючи, водорості у процесі розкладання виділяють фенол та інші отруйні речовини. Риби залишають такі водоймища, вода в них робиться непридатною для пиття і навіть для купання.

Стічні води целюлозно-паперової промисловості-оне містять органічні речовини, які в процесі окислення поглинають кисень, викликають масову загибель риби, надають воді неприємного смаку і запаху.

Відходи хімічних та нафтохімічних виробництв, гірничодобувної промисловості засмічують воду солями та розчинами. Особливо небезпечні сполуки ртуті, цинку, свинцю, миш'яку, молібдену та інших важких металів, що викликають надзвичайно небезпечні захворювання людей, які здатні накопичуватися в організмах мешканців річок, озер, морів та океанів.

Машинобудівний комплекс-основними забруднювачами стічних вод є іони важких металів, неорганічні кислоти та луги, ціаніди, поверхнево-активні речовини.

Синтетичні поверхнево-активні речовини(СПАВ) та синтетичні миючі засоби (СМС) дуже токсичні та стійкі до процесів біологічного розкладання. Поряд з машинобудуванням СПАР та СМС потрапляють у водойми разом з відходами текстильної, хутряної, шкіряної промисловості, з побутовими та комунальними стічними водами.

Сільськогосподарське виробництвоу багатьох регіонах світу тягне за собою забруднення поверхневих водойм. Отруйні речовини потрапляють у водоймища у вигляді пестицидів,використовуються для боротьби зі шкідниками та хворобами сільськогосподарських культур. Стічні води великих тваринницьких комплексів відрізняються високою концентрацією розчинених та нерозчинених забруднюючих речовин.

Небезпечним забруднювачем є побутові стічні води та побутове сміттяякі містять 30 - 40% органічних речовин. Присутність великої кількості органічних речовин створює в ґрунтах стійке середовище, в якому виникає особливий тип мулових вод, що містять сірководень, аміак, іони металів.

Особливу загрозу життю водойм та здоров'ю людей становлять радіоактивні забруднення.Поховання рідких та твердих радіоактивних відходів здійснювалося в морях та океанах багатьма країнами, що мають атомний флот та атомну промисловість. Нагромадження скинутих у море радіоактивних відходів, а також аварії атомних суден і підводних човнів становлять небезпеку не тільки нинішньому, але й майбутнім поколінням.

При аварії на Чорнобильській АЕС радіоактивні продукти потрапляли у водойми з повітря та зі стоками із забрудненої місцевості до басейну річки. Дніпро на території Білорусі, Росії, України. У зв'язку з цим спостерігалося короткочасне перевищення встановлених норм забруднення води в нар. Прип'ять.

Інтенсивне використання водних ресурсів спричиняє те, що вода втрачає здатність до самоочищення. Самоочищенняу гідросфері пов'язано з кругообігом речовин. У водоймах воно забезпечується сукупною діяльністю організмів, що їх населяють. Тому одне з найважливіших завдань раціонального водокористування полягає у тому, щоб підтримати цю здатність.

Із загальної кількості стічних вод, що скидаються в поверхневі водоймища, близько 23% є нормативно-чистими (відводяться без очищення), 76% - нормативно очищеними та 1% - забрудненими. Неочищені стічні води потребують багаторазового розведення чистою водою. Нормативно-очищені води також містять забруднення, і їх розведення на кожен 1 м 3 потрібно до 6 - 12 м 3 свіжої води.

У гідрохімічних лабораторіях визначається понад 100 показників якості води: вміст плаваючих домішок та зважених речовин, запах, смак і колір води, склад та концентрація мінеральних домішок та розчиненого у воді кисню, склад та концентрація отруйних та шкідливих речовин, встановлюється її відповідність нормам ГДК.

У РБ при оцінці ступеня забрудненості поверхневих вод використовують нормативи ГДК шкідливих речовин, розроблені для:

господарсько-питного водопостачання (понад 400), для рибогосподарських водойм (більше 100), для рекреаційних водних джерел-14

Якість поверхневих вод за наявності результатів за достатньою кількістю показників можна оцінити, використовуючи індекс забруднення води (ІЗВ). ІЗВ розраховується як 1/6 суми відносин середніх концентрацій інгредієнтів, що враховуються (розчинений кисень, БПК 5 , азот амонійний, азот нітритний, нафтопродукти і феноли) до гранично допустимих концентрацій цих інгредієнтів

ІЗВ = 1/6 , де І - середня концентрація визначається інгредієнта за період спостережень; ГДК i – гранично допустима концентрація інгредієнта; 6 – кількість інгредієнтів, які враховуються при розрахунках.

У результаті якість води визначається залежно від класу її забрудненості:

перший - дуже чиста вода, ІЗВ≤0,3;

другий - чиста, ІЗВ> 0,3-1;

третій - помірно забруднена, ІЗВ> 1-2,5;

четвертий - забруднена, ІЗВ> 2,5-4;

п'ятий - брудна, ІЗВ> 4-6;

шостий - дуже брудна, ІЗВ>6-10;

сьомий - надзвичайно брудна, ІЗВ>10.

Річки РБ відносять до помірковано забруднених. ІЗВ = 1-2

Найбільш загр. Свислоч-2,8-3,5, Березина (Світлогірськ =2,1)

Розведення стічних вод - це процес перемішування стічних вод з водяним середовищем, в яку вони випускаються, в результаті зменшується концентрація домішок у стічних водах. Інтенсивність процесу розведення якісно характеризується кратністю розведення:

n = (Зпро – Зв)/( З – Зв), (6.5)

де Зпро - концентрація забруднюючих речовин у стічних водах, що випускаються; Зв і З- Концентрація забруднюючих речовин у водоймі до і після випуску відповідно.

за даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, внаслідок споживання недоброякісної води щорічно хворіє близько 500 млн осіб, а дитяча смертність досягає 5 млн осіб. на рік. Матеріальні збитки виражаються також у зниженні уловів риби, додаткових витратах на водопостачання населення та промислових підприємств, будівництво очисних споруд.

13. Основні напрямки охорони та раціонального використання
водних ресурсів

Ефективними способами очищення стічних вод є механічні, біологічні (біохімічні), фізико-хімічні. Для ліквідації бактеріального забруднення застосовується знезараження стічних вод (дезінфекція).

Механічний– найдоступніший метод – застосовується головним чином для видалення зі стічної рідини нерозчинених та колоїдних частинок органічного або мінерального походження шляхом простого відстоювання. До пристроїв механічного очищення відносяться пісколовки, що застосовуються для затримання частинок мінерального походження; відстійники, необхідні затримання домішок органічного походження, що у зваженому стані.

Очищенням досягається виділення з побутових стічних вод до 60%, та якщо з виробничих - до 95% нерозчинених домішок. Вона вважається закінченою, якщо, за місцевими умовами та відповідно до санітарних правил, стічні води можна після дезінфекції спустити у водойму. Найчастіше механічне очищення є попередньою стадією перед біологічним, або, точніше, біохімічним очищенням.

Біохімічні методиочищення засновані на використанні життєдіяльності мікроорганізмів-мінералізаторів, які, розмножуючись, переробляють і тим самим перетворюють складні органічні сполуки на прості, нешкідливі мінеральні речовини. Таким чином, вдається практично повністю звільнитися від органічних забруднювачів, що залишаються у воді після механічного очищення. Споруди для біологічної або біохімічної очистки стічних вод можуть бути поділені на два основні типи. Споруди, в яких біологічне очищення відбувається в умовах, близьких до природних (біологічні ставки, поля фільтрації, поля зрошення), та споруди, в яких очищення стоків здійснюється в штучно створених умовах (біологічні фільтри, аеротенки – спеціальні ємності). До фізико-хімічних методів очищення стічних вод належать: електрохімічний в електричних полях, електрокоагуляція, електрофлотація, іонний обмін, кристалізація та ін.

Всі перераховані способи очищення стічних вод мають дві кінцеві цілі: регенерацію- вилучення зі стічних вод цінних речовин та деструкцію- руйнування забруднюючих речовин та видалення продуктів розпаду з води. Найбільш перспективними є такі технологічні схеми, здійснення яких унеможливлює скидання стічних вод.

Ефективним методом боротьби із забрудненням водойм є використання повторного та оборотного водопостачання на промислових підприємствах. Оборотним водопостачанням називається таке водопостачання, коли вода, що забирається з природного джерела, потім рециркулює в рамках застосовуваних технологій (охолоджуючись або очищаючись) без скидання у водойму або каналізацію. В даний час обсяг оборотного та послідовного використання води щодо загального обсягу водоспоживання на виробничі потреби в Білорусі сягає 89%.

Проблеми охорони та раціонального використання водних ресурсів у країнах СНД вирішуються значною мірою шляхом державного регулювання та, насамперед, через систему прогнозування та планування. Основне завдання - підтримка водних ресурсів у придатному для споживача стані та їх відтворення з метою повного задоволення потреб народного господарства та населення у воді.

Вихідною базою прогнозування та планування використання водних ресурсів є дані водного кадастру та обліку витрачання вод за системою водогосподарських балансів. Водний кадастр - це систематизований збір відомостей про водні ресурси та якість вод, а також про водокористувачів та водоспоживачів, обсяги споживаних ними вод.

Прогноз використання водних ресурсів ґрунтується на розрахунку водогосподарського балансу, що містить ресурсну та видаткову частини. Ресурсна (прибуткова) частина водогосподарського балансу враховує всі види вод, які можуть бути спожиті (природний стік, надходження з водоймищ, підземні води, об'єм вод). У видатковій частині водогосподарського балансу визначається потреба у воді по галузях народного господарства з урахуванням збереження у річках транзитного стоку для забезпечення екологічних вимог, необхідного санітарно-гігієнічного стану водойм.

Основним державним підприємством, яке відповідає за водопостачання та установки з очищення стічних вод, є організація «Водоканал».

Для запобігання забруднення водних об'єктів, а також збереження довкілля тварин і рослинних організмів на землях, прилеглих до річкових русл або акваторій водойм, встановлюються водоохороннізони, а в їх межах виділяються прибережні смуги строго режиму, що охороняється. З метою охорони водних об'єктів, що використовуються для господарсько-питного водозабезпечення, у місцях водозабору встановлюється зона санітарної охорони.

Прибережні лінії є природоохоронною територією з режимом обмеженої господарської діяльності. Вони забороняється: оранка земель, садівництво і овочівництво; випасання худоби; зберігання та використання отрутохімікатів та мінеральних добрив; розміщення садівницьких товариств, баз відпочинку, наметових містечок, стоянок автотранспорту та сільськогосподарської техніки; будівництво будівель та споруд, миття та технічне обслуговування транспортних засобів та техніки.

У найближчій перспективі необхідно завершити створення водоохоронних зон річок, озер та штучних водойм на відстані до 500 м від урізу води на всіх малих, середніх та великих водних об'єктах (зокрема, річок завдовжки понад 10 км). Все це має супроводжуватися встановленням у захисних зонах жорсткого регламенту земле- та водокористування, забороною будівництва виробничих об'єктів, що мають викиди та стоки, благоустроєм території тощо.

Подібна інформація.