Проблема загрязнения и контроль качества водных ресурсов

Для водных объектов культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения в основу приоритетности нормирования положены преимущественно токсикологический, общесанитарный и органолептический лимиты, а для водных объектов рыбохозяйственного назначения - в основном токсикологический и отчасти органолептический.

При питьевом и рекреационном назначении вода нормируется по 11 основным показателям. При этом ПДК установлено более чем для 1200 ядовитых веществ.

Вода, используемая для рыбохозяйственных целей, нормируется по 8 основным показателям. При этом ПДК разработано почти для 1000 веществ (таблица 3.1). Качество воды оценивается не только по присутствию в ней токсичных или дурно пахнущих веществ, но и по изменениям физико-химических показателей и свойств воды. (таблица 3.2)

Таблица 3.1 Значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения

Таблица 3.2 Общие требования к составу и свойствам воды с указанием допустимых норм

С целью защиты прибрежных вод морей установлены зоны санитарной охраны вод: зона водопользования, распространяющаяся на расстояние 2 морские мили от берега (1 морская миля = 1852 м) и используемая для купания, спорта и отдыха; зона водопользования, распространяющаяся на 5 морских миль (таблица 3.3).

Таблица 3.3 Требования к качеству воды в прибрежной зоне

Особое внимание при оценке качества воды уделяется таким показателям, как интенсивность запахов (таблица 3.4) и вкусовой порог минеральных веществ (таблица 3.5). [7, с. 73-76]

Таблица 3.4 Интенсивность запахов

Таблица 3.5 Вкусовой порог минеральных веществ

4. МЕРЫ ПО БОРЬБЕ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

4.1 Самоочищение

Очень важно поддерживать способность водоёмов к самоочищению. Одним из процессов самоочищения водоёма является осаждение не растворяемых веществ. На самоочищение водоёмов оказывают влияние такие факторы, как степень разведения загрязнений, скорость течения, температура воды. Органические вещества в сточных водах постепенно разлагаются под воздействием кислорода. Биологическая потребность водоёма в кислороде (БПК) выражается весовым количеством растворённого в воде кислорода, расходуемого на процессы биологического разложения органических веществ. Значение БПК колеблется от 1 мг/л для чистых поверхностных вод до 500 мг/л для неочищенных бытовых сточных вод. При истощении ресурсов растворённого кислорода процесс самоочищения водоёма прекращается и в нём начинают преобладать неблагоприятные анаэробные превращения. Способность водоёма к самоочищению обеспечивается также совокупной деятельностью населяющих их бактерий, водорослей, водных растений, моллюсков. Если температура воды благоприятна для их жизни, то самоочищение водоёма протекает быстрее. [2, с. 83]

Идеальную по качеству воду способна дарить только Природа. Обычная речка имеет четыре механизма самоочищения:

1. Извилистое русло выносит воду на широкий плес с замедленным течением. Берега здесь поросли речными растениями, часть их выступает из воды, другая - уходит под воду. В зарослях растений бурно кипит жизнь. Растения, животные и микроорганизмы - единая совокупность - биоценоз. Здесь вода фильтруется, окисляется, очищается от солей и биологических примесей.

2. Вода с загрязняющими веществами выносится на песчаный пляж, уходит в песок и фильтруется.

3. У высоких берегов рек образуются высокие ямы-омуты, выполняющие роль ловушек-отстойников.

4. На каменистых, мелких и быстрых перекатах вода обогащается кислородом (аэрация).

«Природе не возражают, ей подражают», - гласит один из законов экологии. На таких принципах работают водоочистные сооружения. [6, с. 72]

4.2 Механический метод

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75 % нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95 %, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве. [5, с. 21]

4.3 Физико-химический метод

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования. [5, с. 22]

4.4 Биологический метод

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии (не слипающиеся в хлопья) омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.) [5, с. 24]

4.5 Бессточные производства

Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные сооружения.

При строительстве новых предприятий на отстойники, аэраторы, фильтры уходит иногда четверть и более капиталовложений. Сооружать их, конечно, необходимо, но радикальный выход в коренном изменении системы водопользования. Надо перестать рассматривать реки и водоемы как мусоросборники и перевести промышленность на замкнутую технологию. При замкнутой технологии предприятие использованную и очищенную затем воду возвращает в оборот, а из внешних источников только пополняет потери. В настоящее время в ряде отраслей промышленности уже разработаны и частично реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что значительно снизит удельные нормы водопотребления. [2, с. 89]

Выбор способов очистки и обеззараживания воды зависит от многих параметров и требований, важнейшие из которых: необходимая степень очистки и исходная загрязненность воды, потребные расходы и время очистки, наличие очистителей и энергии и, конечно, экономические возможности. Но при всех методах очистки следует обращать внимание на вопрос утилизации осадка, образующегося при обработке воды (особенно токсичных промстоков). Как правило, осадок обезвоживается и вывозится на специальные полигоны для захоронения. Или обрабатывается в биологических сооружениях. [5, с.27]

Заключение

Общее количество воды на земле оценивается в 14000 млн. км³. Однако стационарные запасы пресных вод, пригодных для использования составляют всего 0,3 % объема гидросферы.

Россия обладает одним из самых высоких потенциалов пресной воды. Однако в настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источник питьевой воды.

Загрязнение воды происходит, когда количество содержащихся в воде инородных веществ, особенно тех, которые оказывают неблагоприятное влияние на человека, животных и растения достигает критических значений. Природные воды могут быть загрязнены различными природными примесями. Но все же состояние рек в первую очередь определяется антропогенным фактором. Основными источниками загрязнения водных ресурсов являются промышленные, сельскохозяйственные и коммунально-бытовые сточные воды, также атмосферные осадки. Человек вносит изменение в гидрохимический и гидрологический сток в целом, вмешивается в естественный круговорот воды.

Более 400 веществ могут вызвать загрязнение водных ресурсов. Загрязнители можно распределить на такие типы: механическое - повышение содержания механических примесей; химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; бактериальное - наличие в воде патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей; радиоактивные - присутствие радиоактивных веществ; тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.

Под влиянием вредных загрязняющих веществ нарушается естественный баланс водных экосистем, ухудшается качество и условия жизни гидробионтов, усиливается эвтрофикация; происходит накопление химических токсикантов в биоте; снижается биологическая продуктивность; возникает мутагенез и канцерогенез. При контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания.

Загрязняющие вещества попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям физических свойств, химического состава воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов, вредных и плавающих веществ на поверхности воды.

За контролем качества воды в нашей стране следят различные министерства и ведомства. Служба решает задачи контроля за уровнем загрязнения вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям и задачи изучения динамики загрязняющих веществ для прогнозов загрязнения водных объектов. При контроле за качеством воды устанавливаются: минерализация; содержание кислорода; биологическое потребление кислорода (БПК); химическое потребление кислорода (ХПК); содержание различных веществ. Основным нормативным требованием к качеству воды является соблюдение предельно допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации веществ для различных категорий водопользования различны. ПДК различных веществ отличается лимитирующим показателем вредности ЛПВ. Для водных объектов культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения в основу приоритетности нормирования положены преимущественно токсикологический, общесанитарный и органолептический лимиты, а для водных объектов рыбохозяйственного назначения - в основном токсикологический и отчасти органолептический.

Важными мерами по борьбе с загрязнением водных ресурсов являются: поддержание процессов самоочищения водных объектов, очищение их с помощью различных методов. Основные методы очистки: механический - процеживание, отстаивание, фильтрование; химический - очистка от неорганических примесей; биологический - очистка от органических соединений с помощью аэробных биохимических процессов. А также для поддержания чистоты воды является необходимым внедрение технологии водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом и ускорение строительства очистных сооружений.

Размещено на Allbest.ru