Экологическое состояние водных ресурсов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Источники загрязнения

2. Критерии оценки загрязнения водных экосистем

2.1 Поверхностные воды

2.2 Пресные воды

2.3 Истощение ресурсов поверхностных вод

2.4 Морские воды

2.5 Подземные воды

3. Очистка сточных вод

4. Охрана вод

5. Экологическое состояние гидросферы Чувашии

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Вода - одно из самых распространенных и в то же время одно из самых необыкновенных веществ на Земле. С развитием человечества от самых древних времен до наших дней вода приобрела все большее значение. Практически все столицы государств и крупные города расположены либо на берегу моря или океана, либо у реки или озера. Это не случайно. Люди стремились селиться там, где прежде всего была вода. Она необходима не только для питья и бытовых нужд, но и как естественная защита от нападения неприятеля, и, наконец, как удобный путь сообщения и торговли с соседями. Современная цивилизация также не может существовать без больших количеств воды. В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной. Всем известно выражение -- «вода -- это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Для человека вода имеет важное производственное значение: она и транспортный путь, и источник энергии, и сырье для получения продукции, и охладитель двигателей, и очиститель и т.д. Основная масса воды сосредоточена в океанах. Испаряющаяся с его поверхности вода дает живительную влагу естественным и искусственным экосистемам суши. Чем ближе район к океану, тем больше там выпадает осадков. Суша постоянно возвращает воду океану, часть воды испаряется, особенно лесами, часть собирается реками, в которые поступают дождевые и снеговые воды. Обмен влагой между океаном и сушей требует очень большого количества энергии: на это затрачивается до 1/3 того, что Земля получает от Солнца. Цикл воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, океан получал от рек столько воды, сколько расходовал при её испарении. Если не менялся климат, тоне мелели реки и не снижался уровень воды в озёрах. С развитием цивилизации этот цикл стал нарушаться, в результате полива сельскохозяйственных культур увеличил ось испарение с суши. Реки южных районов обмелели, загрязнение океанов и появление на его поверхности нефтяной плёнки уменьшило количество воды, испаряемой океаном.

1. Источники загрязнения

Природная вода обладает удивительным даром самоочищения, восстановления своих свойств, окисления проникающих в нее загрязняющих веществ и их нейтрализации. Благодаря этим процессам вода является источником жизни всего земного. Возвращенные в реки и озера воды принято подразделять на чистые (очищенные), условно-чистые и неочищенные (загрязненные). Качественное состояние сбрасываемых вод резко изменяется по сравнению с потребляемыми водными ресурсами за счет загрязнения. Водные источники могут принять загрязненные сточные воды, но до определенного предела. Далее подавляются свойства воды к самоочищению и реки и озера могут превратиться в сточный коллектор, безжизненный и смертельно опасный на многие годы. Загрязняющие воду вещества можно разделить на несколько видов в зависимости от их природы, химического состава и происхождения:

1)Органические вещества бытовых, сельскохозяйственных и промышленных стоков(их разложение происходит под воздействием микроорганизмов и кислорода)

2)болезнетворные микроорганизмы и вирусы в плохо обработанных или необработанных канализационных стоках населенных пунктов и животноводческих ферм;

3)питательные элементы (азот и фосфор), поступающие в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными водами; способствуют увеличению содержания нитритов и нитратов и их эвтрофикации;

4)Неорганические и органические вещества. тяжелые металлы; нефтепродукты (относятся к наиболее распространенным. покрывают поверхность воды тонкой пленкой толщиной 10^-4 см^2. ); пестициды; синтетические детергенты (моющие средства), фенолы; многие из них не разлагаются, либо медленно разлагаются и способны попасть в пищевые цепи;

5)донные осадки - их увеличение связано с урбанизацией (стоки) и регулированием речного стока многих рек, эрозией почвы и т.д., что способствует гибели донных организмов, загрязнению донных илов;

6)тепловое загрязнение - сброс теплых вод ТЭС и промышленности, влечет изменение естественных условий, снижает содержание кислорода и изменяет скорость обмена веществ. Отсюда многообразие способов очистки, сложность технологических схем, которые лишь частично решают проблему чистоты водных источников Очевидно очистку промышленных стоков следует рассматривать как переходную стадию к оборотному водоснабжению и безводным технологиям, учитывая непрерывно возрастающее количество промстоков.

2. Критерии оценки загрязнения водных экосистем

2.1 Поверхностные воды

Выявление уже сформировавшихся зон чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия осуществляются по химическим и экологическим показателям.

В первую очередь, в качестве основных показателей оценки состояния поверхностных вод выбраны токсичные, приоритетные загрязняющие вещества, в том числе обладающие куммулятивными свойствами накапливаться в органах и тканях гидробионтов. Для совокупной оценки опасных уровней загрязнения водных объектов при выделении зон чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия предлагается использовать формализованный суммарный показатель химического загрязнения (ПХЗ-10). Этот показатель особенно важен для территорий, где загрязнение химическими веществами наблюдается сразу по нескольким веществам, каждый из которых многократно превышает допустимый уровень (ПДК). В дополнительные показатели включены общепринятые физико-химические и биологические характеристики, дающие общее представление о составе и качестве вод. Эти показатели используются для дополнительной характеристики процессов, происходящих в водных объектах. Кроме того, в дополнительные характеристики включены показатели, учитывающие способность загрязняющих веществ накапливаться в донных отложениях (КДА) и гидробионтах (Кн).

Критерии оценки степени химического загрязнения поверхностных вод

2.2 Пресные воды

При оценке состояния водных экосистем достаточно надежными показателями являются характеристики состояния и развития всех экологических групп водного сообщества. При выделении рассматриваемых зон используются показатели по бактериопланктону, фитопланктону, зоопланктону и ихтиофауне. Кроме того, для определения степени токсичности вод применяется интегральный показатель - биотестирование (на низших ракообразных). При этом соответствующий уровень токсичности водной массы должен наблюдаться во все основные фазы гидрологического цикла. Основные показатели по фитопланктону, зоопланктону и зообентосу приняты, прежде всего, на основании данных региональной службы гидробиологического контроля, характеризующих степень экологической деградации пресноводных экосистем. Параметры показателей, предложенных для выделения зон, должны наблюдаться на данной территории постоянно на протяжении достаточно длительного времени с минимальным периодом не менее 3 лет.

При использовании индексов сапробности по Пантле и Буку в модификации Сладечека, следует иметь в виду, что индикаторные значения видов могут быть различными в разных климатических зонах. При применении биотического индекса Вудивиса необходимо учесть, что его использование требует учета региональных особенностей, а весовые значения "таксономических групп" могут зависеть от состояния водных объектов в различных регионах. При оценке состояния водных экосистем важны показатели по ихтиофауне, особенно для уникальных, особо охраняемых водных объектов и водоемов первой и высшей рыбохозяйственой категории.

Критерии оценки состояния пресноводных экосистем

2.3 Истощение ресурсов поверхностных вод

В качестве основного показателя оценки степени истощения водных ресурсов взята норма безвозвратного изъятия поверхностного стока. За норму принят предельно допустимый объем безвозвратного изъятия поверхностного стока, составляющий 10 - 20% от среднемноголетнего значения естественного стока. Безвозвратное изъятие поверхностного стока включает безвозвратное водопотребление в коммунальном хозяйстве, промышленности, теплоэнергетике, сельхозводоснабжении, орошении и промышленном рыбоводстве, с учетом потерь на испарение, межбассейновой переброски стока рек и др. Оценка объема безвозвратного изъятия стока проводится для замыкающих створов рек.

Нормы предельно-допустимого изъятия поверхностного стока должны устанавливаться с целью сохранения экологически устойчивого состояния водных экосистем, поддержания их способности к саморегулированию и самопроизводству.

Критерии оценки истощения водных ресурсов

2.4 Морские воды

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются все большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов; которые, аккумулируясь гидробионтами по трофической цепи, приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе и наземных животных -- морских птиц, например. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бензапирен), пестициды и тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.).

Экологические последствия загрязнения морских экосистем выражаются в следующих процессах и явлениях:

-- нарушении устойчивости экосистем;

-- прогрессирующей эвтрофикации;

-- появлении “красных приливов”;

-- накоплении химических токсикантов в биоте;

-- снижении биологической продуктивности;

-- возникновении мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;

-- микробиологическом загрязнении прибрежных районов моря.

Выявление зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия для морских акваторий проводится по основным химическим и биологическим показателям на основе анализа и обобщения результатов многолетних наблюдений. Для совокупной оценки опасных уровней химического загрязнения морских вод в случае выявления нескольких загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих ПДК, предлагается применять, как и для пресных вод, формализованный суммарный показатель химического загрязнения - ПХЗ-10 (из 10 преобладающих по превышению ПДК загрязняющих веществ). Этот показатель применяется только для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. К дополнительным показателям по химическому загрязнению отнесены БПК-5 и растворенный кислород. Для оценки чрезвычайной экологической ситуации по биологическим показателям используются структурные и функциональные характеристики бактерио-, фито- и зоопланктона, бентоса и ихтиофауны, а также отдельных таксонов и видов гидробионтов. Экологическое бедствие в морской экосистеме характеризуется резким изменением численности и биомассы еще оставшихся в составе сообществ видов, а при эвтрофикации морских акваторий - мощным "цветением" водорослей (например "красные приливы"), исчезновением донной флоры и фауны, резким увеличением концентраций индикаторных микроорганизмов. Даже при снижении нагрузок продолжается процесс разрушения структурно-функциональных связей. Изменения в экосистемах приобретают необратимый характер. К дополнительным биологическим показателям оценки состояния морских экосистем отнесен показатель - "морфологические изменения гидробионтов".

Критерии оценки степени химического загрязнения морских вод

Критерии оценки экологического состояния морских акваторий

2.5 Подземные воды

Загрязнение подземных вод на участках зоны влияния хозяйственных объектов характеризуется концентрацией загрязняющих веществ и размером площади области загрязнения.

Критерии оценки степени загрязнения подземных вод для участков хозяйственных объектов

3. Очистка сточных вод

Современные методы очистки позволяют удалить различные примеси из сточных вод на 95-96%. В зависимости от степени и характера загрязнения применяют механические, химические и биологические методы очистки сточных вод. загрязнения вода экосистема гидросфера

Механическими методами удаляют грубые дисперсные примеси с помощью решеток, сит, фильтров, отстойников, нефтеловушек. Этими методами удаляют нерастворимые примеси из бытовых стоков -до 60%, из промышленных- до 95%.

Химическая очистка- это добавление в сточные воды реагентов, способствующих образованию осадков из коллоидных и некоторых истинных растворов.

Биологическая очистка в естественных условиях происходит на специальных полях орошения или полях фильтрации. Здесь создается сеть магистральных и распределительных каналов и карт(площадок) шириной 20 м и длиной 100-150 м, окруженных земляными валами. Карты периодически заполняют сточными водами. Под воздействием солнечного света, воздуха, микроорганизмов они очищаются и просачиваются в грунт. На поверхности карт образуется перегной. Через несколько лет после прекращения слива сточных вод поля фильтрации используют для выращивания трав, кормовых культур или овощей.

Биологическая очистка вод в искусственных условиях производится в специальных сооружениях - биофильтров и аэротенках. Биофильтр представляет собой сооружение из кирпича или бетона, внутреннее его помещение заполнено прочным пористым материалом: шлаком, гравием, щебнем, керамзитом. На эти пористые материалы нанесена пленка микроорганизмов (бактерий, простейших и др.), которые в процессе жизнедеятельности поедают и разлагают органические вещества, очищая от них воду. В биофильтр периодически подаются сточные воды и воздух, идущий на процессы окисления.

4. Охрана вод

Вода - самое распространенное в биосфере вещество. Это необычайное по своим физико-химическим свойствам неорганическое соединение (минерал), играющее исключительно важную роль в жизни природы.

Загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками сказывается на недостатке пресной воды. Вода многих загрязненных рек и озер становится непригодной не только для питья, но и для других бытовых и промышленных нужд.

Меры борьбы с загрязнениями пресных вод. Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства для ликвидации загрязнений, поступающих со сточными водами.

В промышленности - это главным образом строительство цеховых и общезаводских сооружений по очистке сточных вод, совершенствование технологического процесса производства и строительство утилизирующих установок для извлечения ценных веществ из сточных вод.

Поскольку в ближайшее время не удастся полностью избежать загрязнений воды в процессе ее технологического использования, важное значение по-прежнему будут иметь различного рада очистные сооружения. Применяют несколько методов очистки сточных вод, к важнейшим из которых относятся механическая, химическая и биологическая.

Метод механической очистки заключается в механическом удалении из сточных вод нерастворенных примесей, для чего применяют специальные сооружения. Удаление разнообразных примесей при этом осуществляется с помощью разнообразных приспособлений: решеток и сит, жироловок, маслоловушек и нефтеловушек. Механической очисткой можно достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60% нерастворенных примесей, а из производственных - до 95%.

Метод химической очистки основан на добавлении в сточные воды таких реагентов, которые, вступая в реакцию с загрязнениями, способствуют выпадению нерастворенных коллоидных и частично растворенных веществ. Этот метод очистки позволяет уменьшить количество нерастворенных загрязнений сточных вод до 95% и растворенных до 25%.

Метод биологической очистки состоит в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. Осуществляется он в естественных или искусственных условиях.

5. Экологическое состояние гидросферы Чувашии

Ещё два-три десятилетия тому назад количество водоисточников и количество воды было вполне достаточным для нормального обеспечения населения. Но в связи с бурным ростом промышленного и жилищного строительства воды стало не хватать, а её качество резко упало. Сокращение водных ресурсов определяется тремя основными причинами: истощение водных ресурсов из-за влияния человека на биосферу, резкое возрастание потребности в воде, массированное загрязнение водных источников. Истощение водных ресурсов под влиянием человеческой деятельности (обмеление водоёмов, исчезновение малых рек, высыхание озёр) происходи вследствие истребления лесов, непрерывной распашки степей, нерегулируемого выпаса скота, непродуманного развития мелиоративных систем. Резкое возрастание потребности в воде определяется рядом факторов. Во-первых, это обусловлено ростом числа промышленных предприятий. Поэтому потребность в воде возрастает примерно на 6-8 %. Во-вторых, увеличивается расход воды для бытовых нужд. В настоящее время в городах с потребление воды на одного человека доходит до 200 л/сутки, а в ближайшем будущем составит 400 л/сутки. В-третьих, постоянно увеличивается расход воды в сельском хозяйстве (орошение, бытовые нужды). Огромный вред наносит такое явление, как потребление питьевой воды предприятиями для производственных нужд. Загрязнение воды приводит к тому, что в ней гибнут живые организмы и прежде всего рыба. Это воду нельзя применять в пищу без особой очистки. Источником естественного загрязнения являются паводки, размыв берегов, загрязнение атмосферными осадками. Но больше всего вред водоисточникам наносит сам человек. В реки, озера, водоемы выб-расываются вредные отходы промышленности, бытовой мусор и фекаль-ные воды, удобрения, навоз, нефтепродукты, тяжелые металлы и мно-гое другое. Главный загрязнитель - промышленные сточные воды, от-ходы и сбросы. В отдельных районах России (Урал, Кузбасс: Красно-ярск, города на Волге) они составляют до 70 - 80%. Самые неблагопо-лучные в этом смысле предприятия химии, нефтехимии, нефтеперера-ботки, целлюлозно-бумажной отрасли. Еще одним серьезным загрязнителем является сельское хозяйство: в воду попадают химикаты, применяемые для подкормки растений, борь-бы с вредителями сельхозкультур, удобрения. По характеру загрязнение может быть: биологическим, механическими физическим (нагрев, радиационное воздействие). В любом случае это приводит к обеднению флоры и фауны. Так, например, от загрязнения и засорения водоемов ежегодные потери рыбы в уловах составляют 1,6 млн. центнеров. Надо помнить, что загрязнение источников питьевой воды, ухудше-ние ее качества представляет большую опасность для здоровья населе-ния, нередко является причиной возникновения инфекционных забо-леваний

Заключение

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания. Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км³. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве. Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

Список использованной литературы

1.Лавров С.Б., Глобальные проблемы современности: части 1, часть 2. - СПб., 2003.

2.Кораблева А.И. Оценка загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами / Водные ресурсы. 1991.

3.http://www.gpntb.ru/win/elbib/oxrana/sod_vce.htm - ГПНТБ РОССИИ - Ретроспективный библиографический указатель.

4.Астафьева О.Е., Вишняков Я.Д., Новоселов А.Л. - О возможностях повышения эффективности управления природоохранной деятельностью. Корпоративный менеджмент.

5.http://www.cfin.ru/press/management/2001-6/10.shtml

6.Коробкин В. И., Передельский Л.В. Экология. Питер. 2005, 576с.

Размещено на Allbest.ru