2018-01-21
565
Прежде, чем стать артезианской, вода проходит сквозь почву, песчаные и глинистые горизонты, фильтруется от основных поверхностных загрязнений и растворенного кислорода, поглощает соли и микроэлементы на основе кальция, магния, натрия, калия, железа и марганца. В общем случае минерализация артезианской воды растет с увеличением глубины залегания водоносного слоя.
Вода известняковых слоев стабильна в плане дебита и характера загрязнения. Последний факт позволяет после химического анализа выбрать оптимальный набор методов очистки (фильтров) и долгое время не менять его.
Гидро-геологические условия формирования водоносных горизонтов может сильно отличаться, как и качество воды из двух сравнительно близко расположенных скважин.
В целом, применительно к воде из скважин, можно выделить следующие основные причины загрязнений:
1. Естественные причины. Повышение содержания загрязнений в подземных водах из-за характерного геологического строения водоносного горизонта.
|
|
|
2. Техногенное загрязнение. Стоки промышленного и сельского производства. Близость к поверхности водоносного горизонта увеличивает риск загрязнения такого типа.
3. Загрязнение из-за дефекта скважины. При плохой гидроизоляции затрубного пространства скважины загрязненная вода (даже из довольно далеких поверхностных водозаборов) может попасть в нижележащие слои, ранее разделявшиеся водоупорным слоем.
4. Техногенноиндуцированное загрязнение. В результате усиленной эксплуатации водоносный горизонт становится безнапорным, что провоцирует поступление воды из соседних горизонтов, вода в которых имеет другой химический
Как я уже говорил, каждый водоем – это сложная система, где обитают бактерии, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов.
Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три группы:
- физические,
- химические,
- биологические.
Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. В зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере – через 2 тыс. км.
Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. Эффект обеззараживания достигается прямым губительным воздействием ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы.
|
|
|
Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу или по общему содержанию органических веществ.
Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода. Его должно бить не менее 4 мг на 1 л воды в любой период года для водоемов для водоемов первого и второго видов. К первому виду относят водоемы, используемые для питьевого водоснабжения предприятий, ко второму – используемые для купания, спортивных мероприятий, а также находящихся в черте населенных пунктов.
К биологическим факторам самоочищения водоема относятся:
· Совокупность беспозвоночных гидробионтов-фильтраторов, зоопланктон;
· Сообщества высших водных растений (макрофитов), которые задерживают часть биогенов (азот, фосфор) и загрязняющих веществ, поступающих в экосистему с прилегающей территории;
· Бентос, задерживающий и поглощающий часть биогенов и поллютантов, мигрирующих на границе раздела вода/донные осадки;
· Микроорганизмы, сорбированные на взвешенных частицах, перемещающихся относительно водной массы вследствие гравитационного оседания частиц под действием сил тяжести; в результате водная масса и микроорганизмы перемещаются относительно друг друга, что эквивалентно ситуации, когда вода профильтровывается через зернистый субстрат с прикрепленными микроорганизмами; последние извлекают из воды растворенные органические вещества и биогены;
· Водоросли и фитопланктон;
Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных случаях массовое развитее сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения.
96 Эвтрофикация водоемов
Попав в природные водоемы (например, соединений фосфора и азота), биогенные элементы становятся питательной средой для микроорганизмов, в том числе - сине-зеленых водорослей. Продукты жизнедеятельности сине-зеленых - аллергены, токсины, уже на прямую воздействующие на человека. Особенно интенсивно водоросли размножаются в хорошо прогретой воде, то есть летом. Именно поэтому некоторые из нас обнаруживают после купания в заливе на своем теле красные пятна. А если выпить такой воды, даже при условии, что она кипяченая, можно сильно отравиться. Процесс антропогенного эвтрофирования, вызывая быстрые и подчас необратимые нарушения функциональных связей экосистемы, приводит к ухудшению качества воды, подрыву полезной продуктивности, а иногда и к полной утрате природных ресурсов озера. Основные отрицательные последствия этого процесса - массовое развитие планктонных водорослей, появление неприятного запаха и вкуса воды, увеличение содержания органических веществ, снижение прозрачности и увеличение цветности воды. Перенасыщение воды органическим веществом стимулирует развитие сапрофитных бактерий, в том числе болезнетворных, а также водных грибов. В результате жизнедеятельности некоторых водорослей, особенно сине-зеленых, возникают токсические эффекты, приводящие к заболеваниям животных, а в отдельных случаях и человека («гаффская» и «сартландская» болезни).
На окисление огромного количества новообразованного органического вещества расходуется значительная часть содержащегося в озерной воде растворенного кислорода. В результате ценные в промысловом отношении породы рыб (лососевые, сиговые), требовательные к высокому качеству воды, вытесняются низкосортными видами, менее в этом отношении чувствительными.
Когда из реки отводят воду, экологические последствия могут затронуть не только ее саму. Болота вдоль множества рек пересохли, так как больше не подпитываются периодическими паводками, что привело к гибели огромного количества водной дичи и других видов растений и животных, обитавших в этих местах.
Проблема касается и эстуариев, т. е. заливов, в которых пресная вода рек постепенно смешивается с морской. Они принадлежат к числу самых продуктивных экосистем Земли; это прекрасные места размножения для многих видов рыб, моллюсков и водных птиц. Когда речной сток сокращается, в эстуарии поступает меньше пресной воды, растет их соленость и сильно изменяется экология.
Падение уровня грунтовых вод и истощение их запасов. В настоящее время потребление грунтовых вод превышает по скорости пополнение их запасов. В лучшем случае при этом становится дороже качать воду, но со временем скважины могут просто пересохнуть.
Проблема стоит особенно остро в регионах с низким количеством осадков, где скорость пополнения очень невелика, а потребность в грунтовых водах высока из-за недостатка поверхностных водоемов.
Сокращение поверхностных вод. Падение уровня грунтовых вод влияет и на поверхностные водоемы. Вспомните, что ручьи, реки и озера в значительной мере питаются за счет родников, представляющих собой выходы грунтовых вод на поверхность. По мере падения уровня грунтовых вод количество воды, вытекающей из родника, сокращается и в конце концов он иссякает, когда уровень грунтовых вод падает ниже точки его выхода. Следовательно, это падение приводит к сокращению стока родников и, таким образом, всех поверхностных вод, что усугубляет все упомянутые выше экологические проблемы. Просадка грунта. Веками грунтовые воды вымывали в недрах земли полости, покуда эти пространства были заполнены водой, она сама отчасти поддерживала вышележащие породы и почвы. Когда уровень грунтовых вод падает, эта опора исчезает, и может происходить постепенное опускание поверхности суши, называемое просадкой грунта.
Из-за истощения запасов грунтовых вод возникает еще одна проблема - подток соленой воды. В приморских районах родники могут находиться ниже уровня океана. Пока уровень грунтовых вод на суше выше уровня океана, в водоносном горизонте сохраняется давление, поддерживающее постоянный отток пресной воды в океан, причем колодцы, расположенные вблизи него, также дают пресную воду. Однако понижение уровня грунтовых вод или большая скорость их потребления могут снизить давление в водоносном горизонте, что позволит проникать в него, а следовательно, и в колодцы соленой воде.
15. Круговорот воды в природе. Антропогенное воздействие на круговорот воды.
|
|
|
|
|
|
Круговорот воды. Вода находится в постоянном движение. Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах и т.п. Т. о., кол-во воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы. Из всех выпадающих осадков 80% попадают непосредственно в океан. Для человека наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, т.к. большинство используемых источников воды пополняются именно за счет этого вида осадков. Для воды, выпавшей на суше, есть два пути. Либо она, собираясь в ручьи и реки, попадает в озера и водохранилища – т.н. открытые источники водосбора. Либо просачиваясь через почву, пополнит запасы грунтовых вод. Поверхность и грунтовые воды и составляют 2 основных источника водоснабжения. Он играет гл. роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговорот. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность образуют малый круговорот. Если же водяной пар переносится воздушным течением, круговорот становится сложнее. В этом случае часть осадков используется и поставляется обратно в атмосферу, др. - питает реки и водоемы, вновь возвращаясь в океан речным или подземным стоком, завершая тем самым большой круговорот. Важное свойство круговорота воды - связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды и атмосферную влагу. Вода - важнейший компонент всего живого. Наиболее медленной частью круговорота воды является деятельность полярных ледниковых масс. Наибольшей активностью обмена после атмосферы влаги отличаются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней. Чрезмерная быстрая возобновляемость основных источников пресных вод и опреснение вод в процессе круговорота является отражением глобального процесса динамики вод на земном шаре.
97 смотреть 94
98 В наш век глобальных технологий существует огромное множество способов по очистке воды, которые замечательно очищают и дезинфицируют воду из любых источников. Технологии очистки воды можно условно разделить на механические, химические, электрохимические, гидрохимические, а также физико-химические и биологические. При непосредственном выборе способа очистки воды следует ориентироваться сразу на несколько факторов, среди которых значатся характер загрязнения и степень вредности примеси. Чтобы лучше понимать, о чём идёт речь можно изучить методы очистки воды по реферату, где подробно описаны все нюансы очищения воды каждым из перечисленных методов. Рассматривая их, нужно заметить их особенности и рассказать о том, как они всё-таки работают. Итак, начнём.
1. Механический метод очистки воды. Сущность данного способа очистки заключается в том, что благодаря отсеиванию и фильтрации из сточных вод удаляются практически все механические примеси.
2. Химический метод очистки воды. Этот способ очищения воды заключается в том, что в сточные воды благополучно добавляют различные химические реагенты, вступающие в реакцию с загрязнителями, а затем осаждающие их в виде осадков, которые абсолютно нерастворимы и легко удаляются.
3. Электрохимические методы очистки воды. Данные способы включает в себя анодное окисление, катодное восстановление, а также электрокоагуляцию и электродиализ.
4. Гидрохимические методы очистки воды. Они применяются для извлечения нерастворимых грубодисперсных примесей (органических и неорганических) из сточных вод путём отсеивания, процеживания, а впоследствии фильтрования и центрифугирования.
5. Физико-химические методы очистки воды. Эти способы совершенно многообразны, так как включают в себя не только коагуляцию, флотацию, экстракцию, ионный обмен, но и ультрафикацию и обратный осмос.
6. Биологические методы очистки воды. Эти способы применяются для очистки промышленных и даже хозяйственно-бытовых сточных вод от сероводорода, аммиака, нитратов и других неорганических веществ. Биологический метод очистки воды основан на превращении этих веществ в полезную биомассу.
Существует также и мембранный метод очистки воды, который только набирает свою популярность, поскольку он весьма нов и ещё неприменятся в таком грандиозном масштабе как остальные методы. Этот новый способ очистки воды замечателен и перспективен.
Новые методы очистки воды появляются довольно-таки часто, поэтому в нашем современном мире они отнюдь не редкость.Нанофильтрация, микрофильтрация и ультрафильтрация успешно вытесняют устаревшие методы очистки воды и улучшают свои показатели каждый день.
99 Органы государственной власти принимают совместимые с принципом устойчивого развития меры по сохранению вод, предотвращению их загрязнения, засорения и истощения, по ликвидации последствий указанных явлений. Охрана вод осуществляется по различным направлениям и несколькими способами:
от загрязнения и засорения (сброса или иного поступления вредных веществ) – определением источников загрязнения, регулированием деятельности стационарных и других источников загрязнения;
от аварийного загрязнения (залпового сброса вредных веществ, причиняющего вред или создающего угрозу причинения вреда здоровью населения или нормальному осуществлению хозяйственной деятельности) – оповещением органов по чрезвычайным ситуациям нижележащей территории, введением и применением административных санкций, принятием мер для локализации аварийной ситуации, оценкой серьезности ущерба, организацией восстановительных работ и т. д.;
от ядохимикатов и других химических средств – разрешением применения их только при условии, если это не повлияет на состояние водных объектов и водных биоресурсов, использованием химических средств в сельском хозяйстве с соблюдением специальных требований;
от загрязнения радиоактивными и токсичными веществами и материалами – поддержанием их в воде на уровне, не приводящем к причинению вреда здоровью населения, запрещением их захоронения в водные объекты, сбросом сточных радиационно-загрязненных вод только после их очистки, запрещением проведения взрывных работ, при которых используется ядерная и иные технологии, сопровождающиеся выделением радиоактивных и токсичных веществ.
Наиболее эффективным путем охраны водоемов от загрязнения сточными водами является очистка сточных вод. В связи с этим необходимо широко применять наиболее эффективные методы очистки:
1) метод многоступенчатой аэрации с активным илом;
2) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;
3) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через микрофильтры;
4) метод аэрации с активным илом и фильтрованием через активированный уголь;
5) метод аэрации с активным илом с последующим ионообменом;
6) удаление фосфатов осаждением с помощью извести после аэрации с активным илом, с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;
7) химическое осаждение взвешенных веществ после аэрации с активным илом для задержания фосфора;
8) доочистку в прудах;
9) культивирование водорослей для удаления фосфора и нитратов, а также для снижения БПК;
10) адсорбцию активированным углем для изъятия органических веществ;
11) метод обессоливания;
12) сепарацию пены для удаления детергентов.
Для рационального использования водных ресурсов и усиления охраны природных вод от загрязнения следует разрабатывать технические решения для повторного использования очищенных сточных вод в системах производственного водоснабжения.
100 Малоотходная и безотходная технологии и их роль в защите среды обитания
Принципиально новый подход к развитию всего промышленного и сельскохозяйственного производства — создание малоотходной и безотходной технологии.
Понятие безотходной технологии, в соответствии с Декларацией Европейской экономической комиссии ООН (1979) означает практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и защитить окружающую среду.
В 1984 г. эта же комиссия ООН приняла более конкретное определение данного понятия: «Безотходная технология — это такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы — производство — потребитель — вторичные ресурсы — таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования».
Под безотходной технологией понимают также такой споб производства, который обеспечивает максимально полное пользование перерабатываемого сырья и образующихся при Тгом отходов. Более точным, чем «безотходная технология», ледует считать термин «малоотходная технология», так как в ¦финципе «безотходная технология» невозможна, ибо любая тех-ологическая деятельность человека не может не производить тходы, хотя бы в виде энергии. Достижение полной безотходное™ нереально (Реймерс, 1990), поскольку противоречит вто-му началу термодинамики, поэтому термин «безотходная технология» условен (метафоричен). Технологию, позволяющую юлучить минимум твердых, жидких и газообразных отходов, Называют малоотходной и на современном этапе развития на-но-технического прогресса она является наиболее реальной. Огромное значение для снижения уровня загрязнения ок-ужающей среды, экономии сырья и энергии имеет повторное спользование материальных ресурсов, т. е.рециркуляция. Так, шзводство алюминия из металлолома требует всего 5 % энер-затрат от выплавки из бокситов, причем переплав 1 т вторич-ого сырья экономит 4 т бокситов и 700 кг кокса, снижая одно-ременно на 35 кг выбросы фтористых соединений в атмосфе-у (Вронский, 1996).
В комплекс мероприятий по сокращению до минимума ко-ичества вредных отходов и уменьшения их воздействия на ок-ужающую природную среду, по рекомендации различных авторов, входят:
— разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на основе очистки сточных вод;
— разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;
— создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;
— создание принципиально новых производственных процессов, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которых происходит образование отходов.
Начальным этапом этих комплексных мероприятий, нацеленных на создание в перспективе безотходных технологий, является внедрение оборотных, вплоть до полностью замкнутых, систем водопользования.
