Неорганическая химия и окружающая среда: загрязнение гидросферы и её охрана. Очистка сточных вод. Экологические проблемы химизации народного хозяйства

В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы сегодня выступают нефть и нефтепродукты, попадающие в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использования в качестве топлива и промышленного сырья. Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты — очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более. «Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду, являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и др., а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртутные фракции).
Одним из наиболее значительных источников загрязнения водных ресурсов становится сельское хозяйство. Это проявляется прежде всего в смыве удобрений и попадании их в водоемы. В науке широко известен эффект эвтрофикации (или доступ к чистой воде городского (А) и сельского (Б) населения в отдельных регионах эфтрофирования) водоемов вследствие загрязнения их азотными и фосфорными удобрениями. Нитраты и фосфаты служат своеобразными удобрениями для водных растений. В результате водоемы пышно «цветут», резко увеличиваются кормовые ресурсы (фитопланктон, микроводоросли поверхностного слоя), затем возрастает количество рыбы, ракообразных и других организмов. Однако со временем огромные толщи фитомассы отмирают, расходуя при этом все запасы кислорода. В водоеме интенсивно накапливается сероводород, а сам он, агонизируя, постепенно «умирает».
Все чаще водные ресурсы загрязняются гербицидами и пестицидами. При этом степень их накопления и проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических и термических характеристик водного объекта. Например, в непроточном водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником хронического загрязнения. С повышением температуры токсическое воздействие практически всех ядохимикатов усиливается.

Специфическим видом загрязнения гидросферы является термическое. Когда электростанции употребляют воду для конденсации отработанного пара, они возвращают ее в водоем подогретой на 10—30 °С. Это приводит к уменьшению содержания кислорода в водной среде, увеличению токсичности имеющихся в ней загрязнителей, уменьшению доступа света к водной растительности, стимулированию роста вредных синезеленых водорослей и т. п.

Охрана гидросферы предполагает очистку поверхностных вод и защиту от истощения подземных пресных вод. Основной источник загрязнения – сточные воды (промышленные, коммунально-бытовые и др.). Существуют различные методы очистки воды, которые часто применяются комплексно на специальных очистных сооружениях (

Механическая очистка предполагает отстаивание и фильтрацию взвеси. Химическая очистка осуществляет нейтрализацию или окисление токсичных реагентов. При физико-химической очистке вод используют – коагуляцию (слипание частиц), флотацию (пропуск через сточные воды воздуха, пузырьки которого захватывают за счет поверхностного натяжения ПАВы, нефть, масла и др. вещества. При биологической очистке используются микроорганизмы так называемого «активного ила» - бактерии, инфузории, плесень, дрожжи, корненожки, черви-коловратки и др. – на полях орошения, биологических прудах, в циркуляционных окислительных каналах и других водоемах. После осветления сточных вод в результате биологической очистки вода дезинфицируется соединениями хлора для уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Мероприятия по охране и восстановлению подземных вод существенно сложнее и более дорогостоящи. Для регуляции использования подземных вод определяют величину запасов, рациональное размещение водозаборов и другие профилактические мероприятия. Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод являются зоны санитарной охраны, состоящие из трех поясов: пояса строгого режима (30-50 м) (запрещены всякие работы и посторонние лица), пояс защиты от бактериального загрязнения и пояс защиты от химических загрязнений (определяются специальными расчетами).