Водные ресурсы планеты. Проблема чистой воды на планете

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Реферат

на тему: Водные ресурсы планеты. Проблема чистой воды на планете

Барнаул, 2013

Введение

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Она является основным компонентом живых организмов, без неё не может существовать ни одно растение, ни одна клетка организма. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Вода - самая обильная из земных стихий. Она покрывает более 70% земной поверхности.

Основой водных ресурсов России является речной сток, составляющий в среднем по водности года 4262 км3, из которых 90% приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен её основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего годового объёма речного стока.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

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.

Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

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.

На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

Водные ресурсы планеты

Земля обладает колоссальным объемом воды -около 1,5 млрд. куб. км. Однако 98% этого объема составляют соленые воды Мирового океана, и только 28 млн. куб. км - пресные воды. Поскольку уже известны технологии опреснения соленых морских вод, воды Мирового океана и соленых озер можно рассматривать как потенциальные водные ресурсы, использование которых в будущем вполне возможно. Ежегодно возобновляемые запасы пресных вод не столь велики " по разным оценкам они колеблются от 41 до 45 тыс. куб. км (ресурсы полного речного стока).

Мировое хозяйство расходует для своих нужд около 4-4,5 тыс. куб. км, что равно примерно 10% общего водозапаса, и, следовательно, при условии соблюдения принципов рационального водопользования эти ресурсы можно рассматривать как неисчерпаемые. Однако при нарушении этих принципов ситуация может резко обостриться, и даже в планетарном масштабе может ощущаться дефицит чистых пресных вод. А пока природная среда ежегодно "дарит" человечеству в 10 раз больше воды, чем ему нужно для удовлетворения самых разнообразных потребностей.

Роль воды в жизни человека

Для человека вода жизненно необходима. Он является главным потребителем воды на земле. С древних времен жизнь на земле возникала там, где была вода. Поскольку вода очень подвижна, она проникает повсюду: её встречаем на поверхности земли, в почве, на больших глубинах. Она находится в земной атмосфере в виде паров и облаков. Находящиеся в земной атмосфере водяные пары предохраняют нас , являясь фильтром, от солнечной радиации.

Благодаря широкой распространенности воды и её роли в жизни людей, она издавна считалась источником жизни. Очень долго существовало мнение , что вода является индивидуальным химическим элементом. Лишь в 1783 году французский ученый А. Лавуазье впервые сделал правильные выводы, что вода есть соединение водорода и кислорода.

Вода является определяющим фактором для климата на земле. Без воды не может происходить процесс фотосинтеза, а он, этот процесс является жизнеобразующим процессом. При фотосинтезе выделяется кислород в атмосферу, и это единственный источник кислорода. Все органические вещества биосферы являются продуктом фотосинтеза, когда растения используют световую энергию для соединения двуокиси углерода с водой.

Без воды не могут происходить биохимические и биофизические процессы, которые обеспечивают возможность жизни на планете. Вода участвует во всех биохимических процессах, происходящих в человеческом организме. Сам человек состоит на 65% из воды. Обезвоживание клеток организма приводит к неминуемой смерти. Человек является главным потребителем воды, используя её в личных целях, в промышленности, в сельском хозяйстве.

Значение воды в жизни растений и животных

Большое влияние на жизненные процессы человека оказывает растительный и животный мир, окружающий его. Зеленые насаждения влияют на климатические условия планеты, служат поставщиком ценных продуктов питания, сырьем для промышленности, строительства. Растения без воды могут погибнуть. Лишь некоторые формы растительной жизни - семена, споры - могут длительное время обходиться без воды. . Так же , как и у человека, вода находится в растениях и в организме животных в связанном состоянии. Вода присутствует в жидкостях организма - межклеточных пространствах, лимфе , крови, пищеварительных соках. Присутствует вода и в соках растений. Растения создают на земле гумус, являющийся самой значительной частью почвы, благодаря которой почва становится плодородной. В тоже время вода поставляет для растений из почвы минеральные элементы, которые являются необходимыми для роста растений : это азот, фосфор, сера , а за частую и другие (железо, кобальт, магний , медь).

Растения в свою очередь передают полученные из почвы минеральные вещества животным в качестве корма. Животные, так же, как и растения, передают накопленные минеральные вещества почве после своего отмирания. Растительный и животный мир является поставщиком питания для человека, но ни растительный, ни животный мир не может существовать без воды.

Загрязнение поверхностных вод

Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности (более 10 ПДК) и числа случаев экстремально высокого содержания (свыше 100 ПДК) загрязняющих веществ в водных объектах.

Состояние водных источников и систем централизованного водоснабжения не может гарантировать требуемого качества питьевой воды, а в ряде регионов (Южный Урал, Кузбасс, некоторые территории Севера) это состояние достигло опасного уровня для здоровья человека. Службы санитарно-эпидемиологического надзора постоянно отмечают высокое загрязнение поверхностных вод.

Около 1/3 всей массы загрязняющих веществ вносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с территорий санитарно неблагоустроенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное, в период весеннего паводка, ухудшение качества питьевой воды, ежегодно отмечаемое в крупных городах, в том числе и в Москве. В связи с этим проводится гиперхлорирование воды, что, однако небезопасно для здоровья населения в связи с образованием хлорорганических соединений.

Одним из основных загрязнителей поверхностных вод является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья. вода жизнь загрязнение очистка

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны - аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносился в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами.

Загрязнение подземных вод

Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнения нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота,

Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

Использование воды человеческим обществом

Выделяются следующие способы использования воды в народном хозяйстве: водопользование и водопотребление. Водопользование - это использование воды в качестве среды или механического источника без изъятия ее из водоема, например, для водного транспорта, рыбного хозяйства, гидроэнергетики, лесосплава и пр. Водопотребление сопровождается забором воды из источника для хозяйственно-питьевых нужд, промышленности, сельского хозяйства и т.д. При этом вода может возвращаться и не возвращаться обратно в водоем (ГОСТ 17.1.1.03-86).

Вода используется как сырье, применяется в технологических процессах как растворитель и охладитель. Основная её масса идет на производство энергии, охлаждение агрегатов, предупреждение перегрева скоростных режущих инструментов, подогрев сушильных установок. Тепловой электростанции мощностью 1000 МВт для охлаждения агрегатов требуется 1,3 млн м3 воды в год. Атомным электростанциям для охлаждения вторичных контуров нужно на 1000 МВт более 2,5 млн м3 воды в год, т.е. АЭС пока далеко не экономичны как с санитарно-геохимических, так и с водохозяйственных позиций.

В обрабатывающей промышленности вода расходуется почти во всех технологических процессах: растворении, смешивании, очищении и др. Наиболее влагоемкими являются производство искусственного волокна и шерстяных тканей, очистка нефтепродуктов, металлургия. Для производства 1 т меди требуется 5000 т воды, 1 т каучука - 2500, 1 т капрона - 5600, 1 т бумаги - 1000, 1 т синтетического волокна -250, для переработки 1 т хлопка - 200, для производства 1 т стали - 300, для добычи 1 т угля -6т воды.

В среднем один человек в нашей стране получает 170 л воды в сутки, в больших городах - 300 л, а в Москве - 360 л. В Лондоне на каждого жителя приходится 170 л воды в сутки. При мойке дорог расходуется 12-15м воды на 1 га площади. Водопроводы нашей страны забирают ежедневно до 100 млн м3 чистой воды. Сельское хозяйство является самым крупным потребителем воды, затем следуют промышленность и энергетика и, наконец, коммунальное хозяйство. Потребление воды отечественной промышленностью удваивалось каждые 10 лет, а в последний советский период возрастало на 6-8 % ежегодно. Вода хозяйственно-питьевого назначения неоправданно расходуется в промышленности: до 25 % воды постоянно теряется в результате утечек в коммунальном хозяйстве городов.

Быстрыми темпами в стране развивалась мелиорация земель (21 млн га - в 1972 г., 35 млн га - в 1982 г., более 40 млн га - к 1991 г.). Осуществлялось большое водохозяйственное строительство, особенно на юге европейской части России. Потребность народного хозяйства бывшего СССР в воде в 1991 г., по данным Минводхоза, составляла около 400 км3. Следует отметить, что земля и вода в настоящее время используются крайне неэффективно, мелиорация не сопровождается использованием твердых мелиорантов и посадкой лесных полос.

Основной причиной возникновения водного дефицита и сокращения эксплуатационных ресурсов воды является загрязнение поверхностных и подземных вод. В процессе промышленного и сельскохозяйственного производства человек преобразовывает и изменяет химический состав исходных естественных веществ, создавая новые химические комбинации и вещества, не встречающиеся в природных условиях. Природная среда постоянно «обогащается» (или отравляется) не только отходами производства, но и различными элементами продуктов нашей деятельности. Природные водоемы засорены, например, опавшей листвой деревьев, взвешенными веществами, образующимися во время бурных паводков, отмирающей водной растительностью. Однако примеси естественного происхождения довольно быстро биологически разлагаются, они всегда присутствуют как нормальные компоненты экосистемы. Техногенные загрязнения, связанные с деятельностью человека и поступающие в водоемы в огромных количествах, не могут быть переработаны природными экосистемами и не поддаются биохимическому разложению.

Круговорот воды в природе

Вода находится в постоянном движении. 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. Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Из всех выпадающих осадков 80% попадает непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути. Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды.

Круговорот воды является одним из грандиозных процессов на поверхности земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность океана образуют малый круговорот. Если же водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот становится значительно сложнее.

В этом случае часть осадков испаряется и поступает обратно в атмосферу, другая - питает реки и водоемы, но в итоге вновь возвращается в океан речным и подземным стоком, завершая тем самым большой круговорот. Важное свойство круговорота воды заключается в том, что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом, связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды и атмосферную влагу. Вода - важнейший компонент всего живого. Грунтовые воды, проникая сквозь ткани растения в процессе транспирации, привносят минеральные соли, необходимые для жизнедеятельности самих растений[2].

Наиболее замедленной частью круговорота воды является деятельность полярных ледников, что отражают медленное движение и скорейшее таяние ледниковых масс. Наибольшей активностью обмена после атмосферной влаги отличаются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней. Чрезвычайно быстрая возобновляемость основных источников пресных вод и опреснение вод в процессе круговорота являются отражением глобального процесса динамики вод на земном шаре.

Круговорот воды на поверхности Земли складывается из 520 тыс. км выпадающей и такой же массы испаряющейся воды. При этом на континентах выпадает в год 109000 км , а испаряется 72000км . Разница в 37000 км и есть цифровое значение полного речного стока. С поверхности Мирового океана испаряется воды больше (448000 км ), чем выпадает осадков (441000 км ). Разность покрывается стоком речных вод.

Огромный круговорот воды сопровождает процесс созидания органического вещества. Выделяемый растениями кислород образуется при реакции фотосинтеза за счет расщепления воды. Однако на фотосинтез расходуется всего около 1% воды, проходящей из почвы через растения в атмосферу. Чтобы вырастить 1 ц пшеницы, растения должны пропустить через себя не менее 10000 кг воды. По расчетам, при формировании общепланетарной биомассы всех ныне существующих живых организмов в результате фотосинтеза было расщеплено такое количество воды, которое в 3,5 раза больше количества, находящегося во всех реках мира.

Время, необходимое для прохождения всей воды нашей планеты через систему биологического круговорота, можно определить следующим образом. Общая масса воды в наружных оболочках Земли - земной коре, гидросфере и атмосфере составляет 160000000 млрд. т. Масса воды, захватываемая годовой продукцией фотосинтезирующих организмов, около 800 млрд.т/г. Период полного оборота всей воды в процессе образования живого вещества примерно 2 млн. лет. Таким образом, вся огромная масса гидросферы Земли за 2 млн. лет проходит через растительные организмы, масса которых ничтожно мала по сравнению с водной оболочкой.

Круговые движения воды не ограничиваются поверхностью Земли. Значительное количество воды присутствует в горных породах в виде пленочных и поровых вод, еще больше входит ее в состав минералов, образующихся в зоне гипергенеза. Все глинистые минералы, оксиды железа и другие распространенные в этой зоне соединения содержат в своем составе воду. Подсчитано, что в 16-ти километровом слое земной коры содержится примерно 200 млн. км воды. Поступая в глубинные зоны земной коры, связанные формы воды постепенно освобождаются и включаются в метаморфические, магматические и гидротермические процессы. С вулканическими газами и горячими источниками глубинные воды поступают на поверхность.

Пресная вода. Проблема пресной воды на планете

Казалось бы, тревога преждевременна, ведь, по статистическим данным, на одного жителя планеты в день приходится до 3 тысяч литров воды. Но миллиард из шести с половиной миллиардов людей, живущих на Земле, не может обеспечить себе минимума в 2--3 литра пресной воды в день. И миллионы людей голодают вследствие недостатка воды для скота и полива полей.

Специалисты считают, что к 2030 году потребление воды возрастет в восемь раз. Соответственно будут построены мощные опреснительные установки. В 1975 году на Земле было введено в строй 26 таких установок мощностью 9304 кубических метра в день. Такая мощность не предел.

Но питьевая вода не главная проблема. По самым скромным подсчетам, без учета различных потерь, на производство широко распространенных продуктов тратиться огромное количество чистой пресной воды. Вот небольшой перечень таких затрат в кубических метрах на тонну продукта: каменного угля 2, соды 10, нефти 18, стали 20, аммиака 30, серной кислоты 80, азотной кислоты 180, вискозного шелка 400, кордовой целлюлозы 500, синтетического волокна 500, хлопчатобумажной ткани до 1100. Каждому продукту нужно найти водный эквивалент, что может определить истинные потребности общества в том или ином товаре.

А пока служба пресной воды оперирует невиданными ранее объемами. Вспомните только Туркменский канал, канал Иртыш -- Караганда -- Джезказган, трубопроводы Прибалхашья. В США водопроводы уже достигли протяженности 400 километров. Может быть скоро станет обычной практика буксировки айсбергов к берегам бедных водой стран. В жаркий Бахрейн вскоре поступит первая партия чистой воды из самого глубокого новозеландского озера Манапури. Вода продается в литровых пакетах. В перспективе новозеландцы надеются поставлять воду и в другие страны Ближнего Востока. За один рейс будет перевозиться 18 тысяч тонн воды.

Однако пресная вода континентов еще жива. И нужно помогать ей оставаться живой. В здоровой природе перловица и беззубка -- рядовые моллюски пресных вод наших широт -- пропускают через себя до 20--30 литров воды в сутки и существенно снижают загрязненность воды. Был проведен эксперимент: бытовые стоки, содержащие 50 граммов взвеси на кубический метр, пропускали через контейнер с двумя сотнями перловиц. Моллюски сумели снизить загрязненность до 0,2 грамма на кубический метр. Оказывается 20--25 перловиц могут очистить в сутки 400 литров воды. А это суточная оптимальная норма расхода человеком воды на бытовые нужды.

Службой наблюдения за реками установлено, что в Оке за 35 последних лет вода стала грязнее. Но и число моллюсков-фильтраторов выросло в 200 раз! То, что мы считаем грязью, моллюскам служит пищей, и в отдельных местах окского дна на квадратный метр приходится до 159 штук перловиц. Если им не мешать, то на участке реки шириной 200--250 метров моллюски очистят воду, достаточную для города в 100 тысяч жителей. Дрейссены поселяются на водозаборах и лучше любого санинспектора надежно закрывают поток грязной воды. Но вместо того, чтобы разводить столь ценных помощников, люди придумывают специальные яды для их уничтожения, А в районе города Пущино моллюсков добывают для производства пуговиц!

В соленых морях сердцевидки и мидии надежно расправляются даже с нефтепродуктами. Присутствие их - гарантия чистой воды. Недавно стала известной еще одна «профессия» мидий -- они отлично отличают обычную воду от загрязненной радиоактивными отходами. Финны и шведы уже готовятся использовать мидий для контроля за составом прибрежных вод в районе действующих атомных электростанций.

Итак, пресной воды нужно все больше. За последние 20 лет потребление ее в России утроилось и достигло в 2010 году 335 кубических километров, а в дальнейшем оно еще больше увеличится. И пресная вода должна быть полноценной. А в природе начались серьезные сбои, примером могут служить бесчисленные факты. Так, из-за дефицита кислорода и высокой температуры (до 28°С) при нересте гибли взрослые атлантические лососи в реке Уай, впадающей в Бристольский залив. Можно вспомнить и о заморах на водохранилищах равнинных рек и трагической судьбе пресноводной жемчужницы северных рек, погибающей при лесосплаве, а также многое другое.

Серьезно стоит вопрос о хранении драгоценной пресной воды. Водохранилища-моря не очень рентабельны: велико испарение, огромны зоны затопления, быстро растут сине-зеленые водоросли, подкармливаемые остатками химических удобрений, сносимых с полей. Нужны другие пути решения проблемы. В Индии решено построить вдоль Ганга 50 подземных хранилищ паводковых вод, Уже начаты работы вблизи города Газиябада.

Охрана и очистка морей и океанов

Охрана морей и океанов должна проводиться не только физически, проводя различные исследования по очищению воды и внедрения новых методов и способов очистки, но должна основываться и на законодательствах и правовых документах, определяющих обязанности людей охранять морскую среду.

В 1954 г. в Лондоне прошла международная конференция, ставившая целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. Впервые в истории человечества был принят международный правовой документ, определяющий государств охранять морскую среду. Международная конвенция 1954 г. по предотвращению загрязнения моря нефтью была зарегистрирована ООН. 

Методы устранения последствий загрязнения

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д. Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физико-химические, биологические.

В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. В зависимости от требуемой степени очистки они могут дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.

Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до 20%.

В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка). Обезвоженный песок при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются для регулирования состава и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков. Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность. Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки.

Химические и физико-химические методы очистки играют значительную роль при обработке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биологическими методами. Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод многих отраслей промышленности, содержащих щелочи и кислоты. Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоемах.

Охрана морей и океанов

Забота об охране Мирового океана нашла выражение в четырех конвенциях, принятых на 1-й Международной конференции ООН по морскому праву в Женеве в 1958 г.: об открытом море; о территориальном море и прилежащей зоне; о континентальном шельфе; о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права.

Под открытым морем подразумеваются все части моря, не входящие ни в территориальные моря, ни во внутренние воды любого государства. Женевская конвенция об открытом море с целью предотвращения загрязнения морской среды и нанесения ей ущерба обязывает каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять море нефтью, радиоактивными отходами и другими веществами.

Международные конвенции сыграли определенную роль в предотвращении загрязнения морской среды, но в тоже время выявила и слабые места. В 1973 г. в Лондоне была созвана Международная конференция по предотвращению загрязнения моря. Согласно Конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том , что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном состоянии и не загрязняют море. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе судна в порт. Конвенция устанавливает жесткие нормы содержания нефти в сбрасываемой танкерами воде.

Береговые очистные сооружения, куда поступает отработанная вода с судов, не только очищают от загрязнения, но и регенерируют тысячи тон нефти.

На судах помещаются установки для уничтожения шламов машинных отделений, отходов и мусора, опорожняемых в плавучие и береговые приемные устройства.

В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Так, супертанкеры, вмещающие 150 тыс. т груза, имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая внешняя, оболочка.

В настоящее время разработаны сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Главное требование, которое к ним предъявляется, - непотопляемость. Собранные с водной поверхности, некоторые сорбенты после регенерации могут применяться повторно, другие подлежат утилизации. Имеются препараты, позволяющие собирать с поверхности воды до 90% разлитой нефти. Впоследствии их можно использовать для производства битума и других строительных материалов.

Самоочищение морей и океанов

Самоочищение морей и океанов - сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включения их в общий круговорот веществ. Способность моря перерабатывать углеводороды и другие виды загрязнения небезгранична. В настоящее время многие акватории уже утратили способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты нефть, в больших количествах скопившаяся в донных отложениях, превратила практически в мертвые зоны.

К морским организмам, которые участвуют в процессах самоочищения, относятся моллюски. Различают два группы моллюсков. В первую входят мидии, устрицы, гребешок и некоторые другие. Их ротовое отверстие состоит из двух трубочек (сифонов). Через один сифон всасывается морская вода со всеми взвешенными в ней частицами, которые оседают в специальном аппарате моллюска, а через другой очищенная морская вода поступает обратно в море. Все съедобные частицы усваиваются, а непереваренные крупными комочками выбрасываются наружу. Плотное население мидий на площади 1 кв. м. Фильтрует за сутки до 200 м. куб. воды.

Заключение

Таким образом мы выяснили, что водные ресурсы являются основой жизни и деятельности проживающих на территории России народов, обеспечивают их экономическое и социальное благополучие, а также существование животного и растительного мира. Они возобновляемы, но ограничены и уязвимы.

Вывод водохозяйственной отрасли из кризисного состояния, гарантированное обеспечение потребностей населения и экономики в водных ресурсах нормативного качества, защита от наводнений и другого вредного воздействия вод, улучшение экологического состояния водных объектов требуют реализации комплекса последовательных взаимоувязанных мероприятий в рамках общенациональной программы действий, рассчитанной на достаточно долгий период с участием органов государственной власти, органов местного самоуправления, водопользователей, общественности и других заинтересованных сторон.

Рациональное использование водных ресурсов - это прежде всего охрана водных пространств от загрязнения, а так как промышленные стоки занимают первое место по объёму и ущербу, который они наносят, то именно в первую очередь необходимо решать проблему сброса их в реки. В частности ограничение сбросов в водоёмы, а также усовершенствование технологий производства, очистки и утилизации. Также важным является взимание платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ и перечисление взимаемых средств на разработку новых безотходных технологий и сооружений по очистке. Например, необходимо снижать размер платы за загрязнения окружающей среды предприятиям с минимальными выбросами и сбросами, что в дальнейшем будет служить приоритетом для поддержания минимума сброса или его уменьшения. Если мы сейчас не начнем задумываться о сохранении водных ресурсов, то уже в ближайшем будущем это может пагубно отразиться на всей жизни Земли.

Список литературы

2. И.Ф. Ливчак, Ю.В. Воронов «Охрана окружающей среды»

3. Н.М. Чернова, А.М. Быков «Экология»

4. В.Ф. Протасова «Экология, здоровье и природоиспользование в России»

5. Б. Небел «Наука об окружающей среде»

6. http://www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-49067

Размещено на Allbest.ru