Проблема забруднення водних об'єктів

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Вступ

1. Проблеми річок і морів

1.1 Класифікація і склад стічних вод

1.2 Забруднення хімічне, фізичне і біологічне

1.3 Скидання відходів в море з метою поховання (дампинг)

1.4 Теплове забруднення

1.5 Забрудненість від дії природних надзвичайних ситуацій

2. Захисні заходи по порятунку річок і морів

Список використаної літератури



Вступ

Людина і місце її існування утворюють систему, що складається з безлічі взаємодіючих елементів, що має впорядкованість в певних межах і що має специфічні властивості. Така взаємодія визначається безліччю чинників і робить вплив як на саму людину, так і на відповідне місце її існування. Цей вплив може бути, з одного боку, позитивним, з іншого - одночасно і негативним.

Нині проблема забруднення водних об'єктів (річок, озер, морів, грунтових вод і так далі) є найбільш актуальною, оскільки усім відоме вираження "вода - це життя". Без води людина не може прожити більше трьох діб, але, навіть розуміючи усю важливість ролі води в його житті, він все одно продовжує жорстко експлуатувати водні об'єкти, безповоротно змінюючи їх природний режим скиданнями і відходами. Тканини живих організмів на 70% складаються з води, і тому академік В.І.Вернадський визначав життя як живу воду. Води на Землі багато, але 97% - це солона вода океанів і морів, і лише 3% - прісна. З цих три чверті майже недоступні живим організмам, оскільки ця вода "законсервована" в льодовиках гір і полярних шапках (льодовики Арктики і Антарктики). Це резерв прісної води. З води, доступної живим організмам, основна частина поміщена в їх тканини.

Негативні дії чинників природного середовища проявляються головним чином в надзвичайних ситуаціях. Надзвичайна ситуація - це обстановка на певній території, що склалася в результаті аварії, небезпечного природного явища, катастрофи, стихійного або іншого лиха, яка може спричинити або спричинила людські жертви, збиток здоров'ю людей або природному довкіллю, а також значні матеріальні втрати і порушення умов життєдіяльності.

Забрудненість морів і океанів може розглядатися в різних аспектах, наприклад в планетарно-екологічному, соціально-економічному і санітарно-епідеміологічному аспектах.

1. Планетарно-екологічний аспект. Моря і океани складають приблизно 74% поверхні усієї планети Земля, і є легенями планети, оскільки планктон поглинає вуглекислий газ і виділяє кисень. При забрудненні (особливо небезпечні розливи нафти) ця функція морів і океанів страждає.

2. Соціально-економічний аспект. 13% усіх білків отримують з моря. При забрудненні (розливі нафти) страждає планктон і, як наслідок, риба. Отже, кількість білку, що отримується від моря, зменшується.

3. Санітарно-епідеміологічний аспект. В результаті забруднення морів і океанів в прибережній смузі зростає кількість інфекційних захворювань (холера, сальмонельоз, гепатит та ін.).



1. Проблеми річок і морів

Основною проблемою забруднення як річок, так і морів є стічні води. Стічні води - це води, забруднені побутовими викидами і виробничими відходами і видаляємі з територій населених місць і промислових підприємств системами каналізації. До стічних вод відносять також води, що утворюються в результаті випадання атмосферних опадів в межах територій населених пунктів і промислових об'єктів.

Органічні речовини, що містяться в стічних водах, потрапляючи в значних кількостях у водойми або скупчуючись в грунті, можуть швидко загнивати і погіршувати санітарний стан водойм і атмосфери, сприяючи поширенню різних захворювань. Тому питання очищення, знешкодження і утилізації стічних вод є невід'ємною частиною проблеми охорони природи, оздоровлення оточуючого людину середовища і забезпечення санітарного благоустрою міст і інших населених місць.

1.1 Класифікація і склад стічних вод

Залежно від походження, складу і якісних характеристик забруднень стічні води підрозділяються на 3 основних категорії: побутові (господарсько-фекальні), виробничо-промислові і атмосферні.

До побутових стічних вод відносять води, що видаляються з туалетних кімнат, ванн, душових, кухонь, а також з лазень, пралень, їдалень, лікарень. Вони забруднені в основному фізіологічними викидами і господарчо-побутовими відходами.

Склад побутових стічних вод більш менш одноманітний; концентрація забруднень в них залежить від кількості водопровідної води, що витрачається на одного жителя, тобто від норми водоспоживання. Забруднення побутових стічних вод зазвичай підрозділяють на: - нерозчинні, такі, що утворюють великі суспензії; - або суспензії, емульсії і піни; - колоїдні; - розчинні.

Розрізняють забруднювателі побутових стічних вод такі, як: мінеральні, органічні, біологічні. До мінеральних забруднювателів відносяться пісок, частки шлаку, розчини мінеральних солей, кислот, лугів і багато інших речовин. Органічні забруднювателі бувають рослинного і тваринного походження. До рослинних відносяться залишки рослин, плодів, овочів, папір, рослинні олії і інше. Основний хімічний елемент рослинних забруднень - вуглець. Забрудненнями тваринного походження є фізіологічні виділення людей і тварин, залишки тканин тварин, клейові речовини і інше. Вони характеризуються значним вмістом азоту. До біологічних забруднювателів відносяться різні мікроорганізми, дріжджові грибки, бактерії, у тому числі хвороботворні (збудники черевного тифу, дизентерії, сибірської виразки і інші). Цей вид забруднювателів властивий не лише побутовим стічним водам, але і деяким видам виробничих стічних вод.

Виробничими стічними водами є води, використані в різних технологічних процесах, а також води, що відкачуються на поверхню землі при видобутку корисних копалин. Виробничі стічні води ряду галузей промисловості забруднені головним чином відходами виробництва, в яких можуть знаходитися отруйні речовини, а також речовини, що містять радіоактивні елементи. Залежно від кількості домішок виробничі стічні води підрозділяють на забруднені, що піддаються перед випуском у водойму попередньому очищенню, і на умовно чисті, що випускаються у водойму без обробки або повторно використовувані у виробництві.

Атмосферні стічні води - дощові води і талі води. За якісними характеристиками забруднень до цієї категорії відносять також води від поливання вулиць і зелених насаджень. Атмосферні стічні води, що містять переважно мінеральні забруднення, менш небезпечні в санітарному відношенні, чим побутові і виробничі стічні води.



1.2 Забруднення хімічне, фізичне і біологічне

Хімічне забруднення є зміною природних хімічних властивостей води за рахунок збільшення змісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги), так і органічної природи (нафта і нафтопродукти, органічні залишки, пестициди).

Неорганічне забруднення. Основними неорганічними (мінеральними) забрудниками морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це з'єднання миш'яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість з них потрапляє у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюгу більш високоорганізованим організмам.

Серед основних джерел забруднення морів мінеральними речовинами і біогенними елементами слід згадати підприємства харчової промисловості і сільське господарство.

Органічне забруднення. Серед розчинних речовин, що вносяться в моря з суші, велике значення для мешканців водного середовища мають не лише мінеральні, біогенні елементи, але і органічні залишки. Винесення в океан органічної речовини оцінюється в 300 - 380 млн.т/рік. Стічні води, що містять суспензії органічного походження або розчинену органічну речовину, згубно впливають на стан водойм. Осідаючи, суспензії заливають дно і затримують розвиток або повністю припиняють життєдіяльність цих мікроорганізмів, що беруть участь в процесі самоочищення вод. Наявність суспензій утрудняє також проникнення світла на глибину, і уповільнює процеси фотосинтезу.

Основні забруднюючі речовини:

1) Нафта і нафтопродукти. Нафта є в'язкою маслянистою рідиною, що має темно-коричневий колір. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98%). Нафта і нафтопродукти є найбільш поширеними забруднюючими речовинами.

Потрапляючи в морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, утворюючи шари різної потужності. За кольором плівки можна визначити її товщину. Нафтова плівка змінює склад спектру і інтенсивність проникнення у воду світла. Змішуючись з водою, нафта утворює емульсію двох типів: пряму - "нафта у воді" і зворотню - "вода в нафті". Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі і характерні для нафти, що містить поверхнево-активні речовини. При видаленні летючих фракцій, нафта утворює в'язкі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися течією, викидатися на берег і осідати на дно.

Дія нафти на тваринний і рослинний світ

Під час викидів нафти особливо страждають птахи, оскільки нафта просочує пір'я, позбавляючи їх як водовідштовхувальних, так і теплоізоляційних властивостей. Птахи виявляються нездібними ні плавати, ні підтримувати потрібну температуру тіла. Нафта також забруднює або руйнує природні джерела їжі птахів. Особливо страждають пірнаючі птахи, оскільки у пошуках їжі їм доводиться багаторазово пірнати крізь шар нафти на поверхні. Окрім дії на окремі водні організми, нафта впливає і на цілі екосистеми. У районах, де нафта часто потрапляє у воду, помітними стають і зміни видового складу морського співтовариства. Результати декількох досліджень, проведених на молюсках в забруднених водах, свідчать про те, що у цих тварин виявляється аномально велике число новоутворень, схожих з раковими пухлинами людини.

2) Пестициди. Пестициди складають групу штучно створених речовин, використовуваних для боротьби з шкідниками і хворобами рослин. Пестициди діляться на наступні групи: інсектициди - для боротьби з шкідливими комахами; фунгіциди і бактерициди - для боротьби з бактерійними хворобами рослин; гербіциди - проти смітних рослин.

Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води. У водному середовищі частіше за інших зустрічаються представники інсектицидів, фунгіцидів і гербіцидів.

3) Синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАВ) - відносяться до великої групи речовин, що знижують поверхневе натягнення води. Вони входять до складу синтетичних миючих засобів, широко вживаних в побуті і промисловості. Разом із стічними водами СПАВ потрапляють в материкові води і морське середовище.

4) З'єднання з канцерогенними властивостями. Канцерогенні речовини - це хімічно однорідні з'єднання, що проявляють трансформуючу активність і здатність викликати канцерогенні, тератогенні( порушення процесів ембріонального розвитку) або мутагенні зміни в організмах. Залежно від умов дії вони можуть призводити до прискорення старіння, порушення індивідуального розвитку і зміни генофонду організмів. До речовин, що мають канцерогенні властивості, відносяться хлоровані аліфатичні вуглеводні, винилхлорид, і особливо, поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ). Основні антропогенні джерела ПАВ в довкіллі - це піроліз органічних речовин при спалюванні різних матеріалів, деревини і палива.

5) Важкі метали. Ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь, миш'як належать до числа поширених і дуже токсичних забруднюючих речовин. Вони широко застосовуються в різних промислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні заходи, зміст з'єднань важких металів в промислових стічних водах досить високий. Для морських біоценозів найбільш небезпечні ртуть, свинець і кадмій. Ртуть переноситься в океан з материковим стоком і через атмосферу. Свинець - типовий розсіяний елемент, що міститься в усіх компонентах довкілля: в гірських породах, грунтах, природних водах, атмосфері, живих організмах. Свинець активно розсіюється в довкілля в процесі господарської діяльності людини. Це викиди з промисловими і побутовими стоками, з димом і пилом промислових підприємств, з вихлопними газами двигунів внутрішнього згорання. Міграційний потік свинцю з континенту в океан йде не лише з річковими стоками, але і через атмосферу. З континентальним пилом океан отримує 20-30 тис.т. свинцю в рік.

1.3 Скидання відходів в море з метою поховання (дампинг)

Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морське поховання різних матеріалів і речовин, зокрема грунту, бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів. Об'єм поховань склав близько 10% від усієї маси забруднюючих речовин, що поступають у Світовий океан. Основою для дампингу в морі служить можливість морського середовища до переробки великої кількості органічних і неорганічних речовин без особливого збитку воді. Проте ця здатність не безмежна. Тому дампинг розглядається як вимушений захід, тимчасова данина суспільства недосконалості технології. Забруднюючі речовини, що поступають в розчин, можуть акумулюватися в тканинах і органах гідробіонтів і чинити токсичну дію на них. Скидання матеріалів дампинга на дно і тривала підвищена каламутність наданої води приводить до загибелі від задухи малорухомі форми бентоса. У риб, що вижили, молюсків і ракоподібних скорочується швидкість зростання за рахунок погіршення умов живлення і дихання.

1.4 Теплове забруднення

Теплове забруднення поверхні водойм і прибережних морських акваторій виникає в результаті скидання нагрітих стічних вод електростанціями і деякими промисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох випадках обумовлює підвищення температури води у водоймах на 6-80С. Площа плям нагрітих вод в прибережних районах може досягати 30 км2.

Стійкіша температурна стратифікація (розділення водної товщі в морях і озерах на шари різної щільності, що зростають з глибиною) перешкоджає водообміну між поверхневим і донним шарами. Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає, оскільки із зростанням температури посилюється активність аеробних бактерій, розкладаючих органічну речовину. Посилюється видова різноманітність фітопланктону і усієї флори водоростей.

1.5 Забрудненість від дії природних надзвичайних ситуацій

Повінь - тимчасове затоплення суші в результаті підйому води вище за звичайний . Причини: щедрі опади, дощі, інтенсивне танення снігу, руйнування гідротехнічних споруд, підземні землетруси (викликають цунамі).

Зсув - це ковзаюче зміщення мас гірських порід по схилу під впливом сили тяжіння. Відбуваються вони на усіх схилах, починаючи з крутизни 19, а на глинистих грунтах з 5 - 7.

Сель - бурхливий грязьовий або грязьокамінний потік, що складається з суміші води і уламків гірських порід, несподівано виникає у басейнах гірських річок.



2. Захисні заходи по порятунку річок і морів

Охорона водойм від забруднення стічними водами.

У СРСР необхідна міра очищення стічних вод і умови спуску стічних вод у водойми були регламентовані "Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами". Були встановлені 2 види нормативів якості води у водоймах залежно від характеру їх використання: - 1. для водойм питного і культурно-побутового водокористування; - 2. для водойм, використовуваних в рибогосподарських цілях. Встановлені були також гранично допустимі концентрації речовин у воді водойм. Вони були початковими при визначенні умов скидання стічних вод у водойми. Випуск у водойми неочищених стічних вод в державі СРСР був заборонений Законом про охорону природи і водним законодавством. Нагляд за спуском стічних вод і їх очищенням або знешкодженням здійснювався органами санітарно-епідеміологічної служби міністерства охорони здоров'я СРСР, а також Басейновими інспекціями міністерства меліорації і водного господарства СРСР.

Очищення і утилізація стічних вод.

У системах каналізації населених місць очищення стічних вод перед випуском їх у водойми робилося на очисних спорудах, де видалялися зважені речовини, що містяться в стічних водах, колоїдні і розчинені речовини, осад первинних відстійників, що осів, і надмірний активний мул, що утворюється в процесі біологічного очищення, оброблялися і знешкоджувалися для подальшої утилізації. У сучасній практиці якнайповніше видалення забруднюючих речовин досягається біологічним очищенням стічних вод.

Виробничі стічні води після відповідного очищення можуть бути повторно використані в технологічному процесі, для чого на багатьох промислових підприємствах створюються системи оборотного водопостачання або замкнуті (безстічні) системи водопостачання і каналізації, при яких виключається скидання яких-небудь вод у водойми. Велике народно-господарське значення має впровадження технології комплексної безвідходної переробки сировини (особливо на підприємствах хімічної, целюлозно-паперової і гірничо-збагачувальної промисловості). Перспективні методи фізико-хімічного очищення (коагуляція, відстоювання, фільтрація) в якості самостійних способів очищення або у поєднанні з біологічним очищенням, а також методи так званої додаткової обробки (сорбція, іонообмін, гіперфільтрація, видалення азотистих речовин і фосфатів та ін.), що забезпечує дуже високу міру очищення стічних вод перед спуском їх у водойми або при використанні стічних вод в системах оборотного водопостачання промислових підприємств. Ефективні методи термічного знешкодження і переробки висококонцентрованих стоків у вторинну сировину, а також спосіб закачування стоків в глибокі, надійно ізольовані підземні горизонти.

Наявні в стічних водах (переважно в побутових) в значній кількості речовини, що містять азот, калій, фосфор, кальцій і інші елементи, є цінними добривами для сільськогосподарських культур, у зв'язку з чим стічні води використовуються для зрошування сільськогосподарських земель. Доцільне знешкодження стічних вод на станціях біологічного очищення робити з поданням очищених стічних вод на поля. Осади стічних вод після відповідної обробки (зброджування, сушка) зазвичай використовують як добрива.

Основні методи очищення стічних вод

Методи, вживані для очищення виробничих і побутових стічних вод, можна розділити на три групи: - механічні; - фізико-хімічні; - біологічні. У комплекс очисних споруд, як правило, входять спорудження механічного очищення. Залежно від необхідної міри очищення вони можуть доповнюватися спорудженнями біологічного або фізико-хімічного очищення, а при більш високих вимогах до складу очисних споруд включаються спорудження глибокого очищення. Перед скиданням у водойму очищені стічні води знезаражуються; осад, що утворюється на всіх стадіях очищення, або надмірна біомаса поступають на споруди по обробці осаду. Очищені стічні води можуть спрямовуватися в оборотні системи водозабезпечення промислових підприємств, на сільськогосподарські потреби або скидатися у водойму. Оброблений осад може утилізуватися, знищуватися або складуватися.

Механічне очищення застосовується для виділення із стічних вод нерозчинених мінеральних і органічних домішок. Як правило, воно є методом попереднього очищення і призначене для підготовки стічних вод до біологічних або фізико-хімічних методів очищення. В результаті механічного очищення забезпечується зниження зважених речовин до 90%, а органічних речовин до 20%.

До складу споруджень механічного очищення входять грати, різного виду уловлювачі, відстійники, фільтри. Пісколовки застосовуються для виділення із стічних вод важких мінеральних домішок (в основному піску). Зневоднений пісок при надійному знезараженні може бути використаний при виробництві дорожніх робіт і виготовленні будівельних матеріалів.

Усереднителі застосовуються для регулювання складу і витрат стічних вод. Усереднювання досягається або диференціюванням потоку поступаючої стічної води, або інтенсивним перемішуванням окремих стоків.

Первинні відстійники застосовуються для виділення із стічних вод зважених речовин, які під дією гравітаційних сил осідають на дно відстійника, або спливають на його поверхню.

Для очищення стічних вод, в яких концентрація нафти і нафтопродуктів більше 100 мг/л, застосовують нафтопастки. Ці споруди є прямокутними резервуарами, в яких відбувається розділення нафти і води за рахунок різниці їх щільності. Нафта і нафтопродукти спливають на поверхню, збираються і видаляються з нафтопастки на утилізацію.

Біологічне очищення - широко вживаний на практиці метод обробки побутових і виробничих стічних вод. У його основі лежить процесс біологічного окислення органічних сполук, що містяться в стічних водах. Біологічне окислення здійснюється співтовариством мікроорганізмів, що включає безліч різних бактерій, простих і ряд більш високоорганізованих організмів - водоростей, грибів і так далі, пов'язаних між собою в єдиний комплекс складними взаємовідносинами (метабіозу, симбіозу і антагонізму).

Хімічні і фізико-хімічні методи очищення грають значну роль при обробці виробничих стічних вод. Вони застосовуються як самостійні, так і у поєднанні з механічними і біологічними методами. Нейтралізація застосовується для обробки виробничих стічних вод багатьох галузей промисловості, що містять луги і кислоти. Нейтралізація стічних вод здійснюється з метою попередження корозії матеріалів водовідводячих мереж і очисних споруд, порушення біохімічних процесів у біологічних окисниках і водоймах.

1. Зниження забрудненості річок і відвертання їх висихання

Очищення стічних вод

Танк-відстійник первинного очищення

Очищення стічних вод - комплекс заходів по видаленню забруднень, що містяться в побутових і промислових стічних водах, а саме: руйнування або видалення з них забруднюючих речовин, знезараження і видалення патогенних організмів. Зазвичай здійснюється в КОС установках (КОС - комплексні очисні споруди). Існує велике різноманіття методів очищення, які можна розділити на наступні основні групи по основних використовуваних принципах:

-- механічні. Вони грунтовані на процедурах проціджування, фільтрування, відстоювання, інерційного розділення. Дозволяють відокремити нерозчинні домішки. За вартістю механічні методи очищення відносяться до одних з найдешевших методів.

-- хімічні. Застосовуються для виділення із стічних вод розчинних неорганічних домішок. При обробці стічних вод реагентами відбувається їх нейтралізація, знебарвлення і знезараження. В процесі хімічного очищення може накопичуватися досить велика кількість осаду.

-- фізико-хімічні. При цьому використовуються процеси коагуляції, окислення, сорбції, екстракції, електролізу, ультрафільтрації, іонообмінного очищення, зворотного осмосу. Це високопродуктивний спосіб очищення, що відрізняється високою вартістю. Дозволяє очистити стічні води від мелко- і грубодисперсних часток, а також розчинених з'єднань (за винятком істинно-розчинених з'єднань - наприклад, солей).

-- біологічні. У основі цих методів лежить використання мікроорганізмів, поглинаючих забрудників стічних вод. Застосовуються біофільтри з тонкою бактерійною плівкою, біологічні ставки з мікроорганізмами, що населяють їх, аеротенки з активним мулом з бактерій і мікроорганізмів.

Часто застосовуються комбіновані методи, що використовують на декількох етапах різні методи очищення. Застосування того або іншого методу залежить від концентрації і шкідливості домішок. Залежно від того, чи витягаються компоненти забруднюючих речовин із стічних вод, усі методи очищення можна розділити на регенеративні і деструктивні.

Очищення відбувається у декілька етапів: - механічний; - біологічний; - фізико-хімічний; - іноді дезинфекція стічних вод.

Механічний етап

Робиться попереднє очищення стічних вод, що поступають на очисні споруди, з метою підготовки їх до біологічного очищення. На механічному етапі відбувається затримання нерозчинних домішок.

Споруди для механічного очищення стічних вод: грати (чи ПФС - пристрій фільтруючий самоочищаємий) і сита; пісколовки; первинні відстійники; мембранні елементи; септики.

Для затримання великих забруднень органічного і мінерального походження застосовуються грати і для повнішого виділення грубодисперсних домішок сита. Максимальна ширина прозорів грат складає 16 мм. Відкиди з грат або дроблять і направляють для спільної переробки з осіданнями очисних споруд, або вивозять в місця обробки твердих побутових і промислових відходів.

Потім стоки проходять через пісколовки, де відбувається осадження дрібних часток (пісок, шлак, бій скла і тому подібне) під дією сили тяжіння, і через жиропастки, в яких відбувається видалення з поверхні води гідрофобних речовин шляхом флотації. Пісок з пісколовок зазвичай складується або використовується в дорожніх роботах.

Стає перспективним способом при очищенні стічних вод мембранна технологія. Очищення стічних вод з використанням прогресивної мембранної технології застосовується в комплексі з традиційними способами для глибшого очищення стоків і повернення їх у виробничий цикл.

Очищені таким чином стічні води переходять на первинні відстійники для виділення зважених речовин. Зниження БСК складає 20-40 %.

БСК (біохімічне споживання кисню) - показник забрудненості природних вод. Обумовлене життєдіяльністю аеробних мікроорганізмів, що використовують органічні речовини як субстрати. Виражається в міліграмах кисню, необхідного для окислення органічних речовин в 1 л води в певний відрізок часу. Розрізняють БСК: добове - БСК1, тридобове, - БСК3, п'ятидобове, - БСК5 і повне БСК. Наприклад, повне БСК забруднених стоків целюлозно-паперової промисловості може складати 22-40 мг/л.

В результаті механічного очищення видаляється до 60-70 % мінеральних забруднень, а БСК5 знижується на 30 %. Крім того, механічна стадія очищення важлива для створення рівномірного руху стічних вод (усереднювання) і дозволяє уникнути коливань об'єму стоків на біологічному етапі.

Біологічний етап

Біологічне очищення припускає деградацію органічної складової стічних вод мікроорганізмами (бактеріями і найпростішими). На цьому етапі відбувається мінералізація стічних вод, видалення органічного азоту і фосфору, а головною метою є зниження БСК5. Можуть використовуватися як аеробні, так і анаеробні мікроорганізми.

З технічної точки зору розрізняють декілька варіантів біологічного очищення. На даний момент основними є активний мул (аеротенки), біофільтри і метантенки (анаеробне бродіння). Первинні відстійники, куди на цьому етапі потрапляє вода, призначені для осадження зваженої органіки. Це залізобетонні резервуари глибиною п'ять метрів і діаметром 40 і 54 метри. У їх центри знизу подаються стоки, осад збирається в центральний приямок шкрябаннями, що проходять по усій площині дна, а спеціальний поплавець згори зганяє усі більш легкі, ніж вода, забруднення, у бункер.

Також у біологічному очищенні (після первинних відстійників і аеротенків) існує друга лінія радіальних відстійників. У вторинних відстійниках знаходяться мулосмокти. Вони призначені для видалення активного мулу з дна вторинних відстійників очисних споруд промислових і господарських стоків.

Фізико-хімічний етап

Для поліпшення параметрів очищення можуть бути застосовані різні хімічні методи, як, наприклад, додаткова седиментація фосфору солями Fe і Al, хлорування, озонування, а також фізико-хімічні методи, такі як електрофлотація або евапорація.

Дезинфекція стічних вод

Для остаточного знезараження стічних вод, призначених для скидання на рельєф місцевості або у водойму, застосовують установки ультрафіолетового опромінення. Для знезараження біологічно очищених стічних вод, разом з ультрафіолетовим опроміненням, яке використовується, як правило, на очисних спорудах великих міст, застосовується також обробка хлором впродовж 30 хвилин. Хлор вже давно використовується як основний знезаражувальний реагент практично на усіх очисних міст в Росії. Оскільки хлор досить токсичний і представляє небезпеку, очисні підприємства багатьох міст Росії вже активно розглядають інші реагенти для знезараження стічних вод, такі як гіпохлорит, дезавид і озонування.

Мобільні станції водоочистки

Разом із стаціонарними станціями очищення стічних вод у випадках, коли є потреба в очищенні невеликих об'ємів або не постійно, застосовуються мобільні станції водоочистки. Як правило, вони складаються з барботера, вугільного фільтру, місткості знезараження і циркуляційного насоса.

Термічна утилізація

Факельна установка ГФУ-5 спалює стоки на родовищі Ведмеже. Росія. 2009р.

У ряді випадків механічне і хімреагентне очищення не дає необхідних результатів. Альтернативою є термічна утилізація технологічних стічних вод шляхом їх спалювання в печах, пальниках і різного роду установках. За кордоном найбільше поширення отримали печі термічного розкладання (досконаліші, але дорожчі). У Росії широко використовується вогневий метод - універсальний, надійний і недорогий.

Суть його полягає в тому, що технологічні стоки в розпорошеному дрібнодисперсному стані упорскують у факел, що утворюється при спалюванні газоподібного або рідкого палива. При цьому відбувається випар води, а шкідливі домішки розкладаються (згорають) до нешкідливих складових (СО2 і Н2О).

При загальностоковій системі каналізації усі види стічних вод з міських кварталів, включаючи і поверхневий стік, відводяться по одній мережі трубопроводів. Недоліком такої системи є періодичні скидання у водні об'єкти через зливові спуски деякої частини виробничо-побутових стічних вод. Нині найбільш широке застосування в нашій країні знаходить система каналізації, що передбачає облаштування двох мереж трубопроводів: по виробничо-побутовій мережі господарчо-побутові і промислові стічні води подаються на очисні споруди, а по водостоку, як правило, без очищення, в найближчий водний об'єкт відводяться дощові і талі води, а також води, що утворюються при поливанні і митті дорожніх покриттів. Найбільш перспективною з точки зору охорони водних об'єктів від забруднення поверхневим стоком з міст являється напівроздільна система каналізації. З її допомогою на очищення відводять усі виробничо-побутові води міста і велику частину поверхневого стоку, що утворюється на його території. З часом на очищення поступатимуть також стік від миття дорожніх покриттів, велика частина талих вод і стік від дощів. Таким чином, у водні об'єкти скидатиметься без очищення лише незначна частина талої і дощової води. При спільному очищенні промислових і господарчо-побутових стоків регламентують вміст зважених і спливаючих речовин, продуктів, здатних руйнувати або засмічувати комунікації, вибухонебезпечних і горючих речовин, а також температуру.

Нині стічні води часто доочищають для повторного використання у виробничому водопостачанні. Метод доочистки стоків вибирають залежно від конкретних залишкових забруднень води. Так, для очищення сильномінералізованих стоків застосовується метод термічного опріснення, при якому дистилят, отриманий із стоків, використовують як знесолену воду. Повторне використання доочищених стоків в 20-25 разів скорочує споживання свіжої води з джерел.

Учені з Лос-Аламоской національної лабораторії (США) спільно з дослідниками з Міжнародного університету штату Флоріда (Майамі) і Університету Майамі працюють над способом знищення шкідливих рідких відходів з використанням електронного прискорювача. Експеримент, проведений на заводі по обробці міських відходів в окрузі Дейд (штат Флоріда), показав, що таким методом можна руйнувати такі небезпечні речовини як бензол, фенол і трихлоретілен. Вартість обробки електронним променем 1000 літрів відходів складатиме близько 3 доларів, тобто менше, ніж при очищенні рідких відходів з використанням фільтрів з активованого вуглецю (враховуючи витрати на відновлення забрудненого матеріалу фільтрів). забрудненість стічний вода природний

Відвертання висихання річок

Відвертання висихання річок досягається в основному шляхом висадження дерев уздовж її русла. Не менш важливим залишається розчищення річок від зламаних дерев, що потрапили в неї, і інших великих об'єктів, які перегороджують шлях нормальній її течії, а то і взагалі перекривають їй шлях. У зв'язку з цим, виходять наступні проблеми: заболочування біля лежачих територій і невступ води у водойму, в яку ця річка повинна впадати. З цього виходить, що або море, або будь-яка інша водойма, в яку поступають річкові води, вже не отримує якусь кількість води. Тобто, якщо таких річок декілька, то можна зробити висновок, що рівень моря, хоч і трохи, але може змінитися. Тому не менш важливим залишається нагляд за течією і руслом річок.

Заходи по очищенню моря від нафти і нафтопродуктів:

1) Заборона безконтрольного скидання нафтопродуктів в морі. Прийшовши в порт, корабель повинен в триденний термін звільнитися від усіх залишків нафтопродуктів в спеціально відведених місцях.

2) При сливі стічних вод, що містять нафтопродукти, в 1 літрі стічних вод повинне міститися не більше 100 мг нафтопродуктів.

3) Якщо стався розлив нафти, необхідно поставити спеціальні загородження для відвертання поширення нафтової плями. Необхідно також розпорошити нафту, не дати їй злипнутися у великі плями (диспергація нафти). Для збору нафти з поверхні води застосовуються сорбуючі матеріали.

Для систематичного очищення акваторій від випадкових розливів застосовуються плавучі нафтозбиральники і бічні загородження. Також в цілях відвертання розтікання нафти використовуються фізико-хімічні методи. Створений препарат групи пінопласту, який при зіткненні з нафтовою плямою повністю його обволікає. Після віджимання пінопласт може використовуватися повторно як сорбент. Такі препарати дуже зручні із-за простоти застосування і невисокої вартості, проте їх масове виробництво доки не налагоджене.

Також існують сорбуючі засоби на основі рослинних, мінеральних і синтетичних речовин. Деякі з них можуть збирати до 90% розлитої нафти. Головна вимога, яка до них пред'являється, - це непотоплюваність.

Після збору нафти сорбентами або механічними засобами на поверхні води завжди залишається тонка плівка, яку можна видалити шляхом розбризкування розкладаючих її хімічних препаратів. Але при цьому ці речовини мають бути біологічно безпечні.

Питання про самоочищення морських вод від нафтового забруднення вивчене дуже слабо. У цьому складному комплексному процесі провідне положення займає біологічний чинник, при якому в результаті діяльності нафтоокиснюючих організмів відбувається трансформація нафтового забруднення до простих з'єднань (вуглекіслоти і води), накопичення нової органічної речовини в результаті наростання біомаси мікроорганізмів. Проте, природні процеси самоочищень вже не справляються унаслідок систематичного попадання нафти і нафтопродуктів в морську воду. За останні роки накопичено значний матеріал по розробці різних методів для усунення нафтових забруднень. Зупинимося на них детальніше.

-- Нафту і нафтопродукти можна спалювати, але тільки відразу після розливу, тому що вона впродовж перших двох годин втрачає легкі фракції, і швидко розтікаючись, утворює тонкий шар, а охолоджувальна дія води, що знаходиться під цим шаром, призводить до припинення горіння.

-- Нафту і нафтопродукти можна збирати з поверхні води трьома способами: простим вичерпанням вручну з борту невеликих катерів; обмеження нафтової плівки за допомогою плаваючих бон з подальшою її концентрацією шляхом зменшення поверхні і зближення бон; складними машинними комплексами.

-- Нафту, плаваючу на поверхні води, можна частково зібрати, накривши її адсорбуючим матеріалом.

-- Дуже обіцяючим методом обробки є покриття нафтової плівки порошком або дрібногранульованою речовиною, які, змішуючись з нафтою, приклеюються і затопляють її. Проте, численні експерименти показали, що через декілька місяців затоплена маса є рухливою, і нафта може піднятися при хвилюванні моря.

-- Перспективним є використання детергентів, до яких відносяться речовини, що утворюють емульсію і хімічно впливають на молекули вуглеводневих з'єднань і змінюють їх поверхневе натягнення. Нафта і нафтопродукти мають малим, в порівнянні з водою, поверхневим натягненням, тому при барботуванні повітря через воду не треба використовувати піноутворювачі. В цьому випадку нафта і нафтопродукти адсорбуватимуться на розділі фаз "газ рідина", сумарна площа поверхні повітряних бульбашок залежить від їх діаметру і може бути досить велика.

Враховуючи усе це, розроблено механічний плаваючий переміщуваний пристрій, на якому здійснюються усі ці три фізико-хімічні процеси (флотація, адгезія і адсорбція). Перевага цього пропонованого пристрою перед існуючими полягає в наступному:

1) нафта і нафтопродукти витягаються не лише з поверхні води, але і з поверхневого шару води, визначуваним конструкцією апарату;

2) поверхневий шар води очищується не лише від рідких, але і від твердих часток;

3) одночасне здійснення усіх цих трьох фізико-хімічних процесів обумовлює велику ефективність процесу очищення цієї акваторії від нафти і нафтопродуктів.

Очищення від пестицидів

Вибір технологічних схем знешкодження води, забрудненої пестицидами, визначається багатьма чинниками: якостями присутніх препаратів, глибиною очищення, продуктивністю очисних споруд, місцевими умовами і так далі.

Необхідна міра очищення може бути досягнута конфігурацією режиму процесу, використовуваного на спорудах для видалення інших небажаних у воді речовин, або доповненням наявної технології новими способами, тобто створенням комплексної схеми, що задовольняє усім вимогам, що пред'являються до якості води.

Для освітлення і знебарвлення води традиційно вживають процес коагуляції (від лат. coagulation згортання, згущування); також старіння - об'єднання дрібних часток дисперсних систем у більші під впливом їх зчеплення з утворенням коагуляційних структур); для знешкодження - окислення хлором. Описана схема дає позитивні результати лише у разі відносно незабруднених вододжерел, в той же час присутність у водоймах пестицидів і інших небажаних в питній воді з'єднань досить реально. Як правило, в цьому випадку звичайна схема не забезпечує (або лише частково оберігає від) попадання забруднень в оброблену воду.

Незлічені роботи проявили, що перспективним агентом, що забезпечує деструкцію пестицидів, являється озон. Застосування його полегшується маємим досвідом експлуатації озонаторних станцій у складі очисних споруд водопроводів.

Як правило, витрата озону для повного знешкодження води невелика. У разі утворення токсичних товарів реакції позитивний ефект інактивації досягається підвищенням дози озону або збільшенням часу контакту оброблюваної води з озоно-повітряною сумішшю.

Впровадження озону в якості деструкції пестицидів відразу забезпечує освітлення і знезараження води, що істотно знижує витрату реагентів в порівнянні з традиційною технологією обробки. Місце введення озону в технологічну схему обробки води, що забирається з поверхневих вододжерел, впливає на витрату окисника.

Згідно з першим варіантом воду обробляють хлором (8 мг/дм3), коагулянтом (30-40 мг/дм3) і озоном (10-20 мг/дм3), тривалість контакту води з озоно-повітряною сумішшю складає 10 хвилин. Зміст пестицидів в обробленій воді не перевершує ПДК (0,01 мг/дм3).

По другому варіанту озон вводиться у кінці технологічної схеми, після обробки води хлором (5 мг/дм3), коагулянтом (80 мг/дм3), відстоюванні і фільтруванні. Це забезпечує деструкцію ФОП (фосфорорганічні пестициди) при меншій витраті окисника.

Очищення від СПАР

Складність очищення стічних вод від синтетичних поверхнево-активних речовин (СПАР), зокрема від синтетичних аніонних поверхнево-активних речовин (САПАР), викликана тим, що вони сприяють розчинності інших з'єднань у воді. При використанні найбільш поширеного для очищення від САПАР гідроксиду кальцію, що зв'язує аніонну частину САПАР в нерозчинні з'єднання кальцію, відбувається підвищення реакції середовища (рН) з виділенням іонів натрію (калію) в розчин і подальшому обмиленню інших органічних речовин (жирів, олій), для яких застосовувалися САПАР.

Відомий спосіб двоступінчатого очищення стічних вод виробництва САПАР, де на першій стадії проводять обробку води гідроксидом кальцію, другий ступінь очищення здійснюють методом напірної флотації. Доза гідроксиду кальцію на першому ступені складає 30 г/дм3 при мірі очищення 75-80%. Застосування другого ступеня дозволяє отримати сумарний ефект 82-84%. Очищена вода містить САПАР до 60 мг/дм3.

Недоліком цього способу є невисока міра очищення, значна витрата реагенту, підвищена величина реакції середовища.

Існує також спосіб комплексного очищення, що включає обробку хлоридом кальцію з подальшою електрокоагуляцією у присутності розчинного електроду. Витрата хлориду кальцію складає 1,0 г/дм3 оброблюваної води. При цьому аніонна частина САПАР частково зв'язується іонами кальцію в нерозчинні з'єднання. Після цього проводять електрообробку розчину впродовж 20 хвилин, використовуючи як розчинний електрод алюміній, щільність струму складає 100 А/м2. Піну, що утворюється, видаляють. Концентрація САПАР в очищеній воді складає 20 мг/дм3 при мірі очищення до 90% і кінцевою рН 8,4.

Недоліком цього способу є застосування дефіцитних матеріалів - хлориду кальцію і алюмінію металевого, витрата електроенергії при незначній глибині очищення води. Завданням пропонованого способу очищення стічних вод від САПАР є створення способу, що дозволяє проводити глибоке очищення від синтетичних аніонних поверхнево-активних речовин з використанням доступніших і ефективніших з'єднань кальцію у поєднанні з електрохімічною обробкою без використання зовнішніх джерел енергії і дорогих і дефіцитних матеріалів.

Завдання вирішується тим, що комплексне очищення стічних вод, що містять САПАР, здійснюють шляхом введення в стічну воду цементу, як кальційвмісного комплексного реагенту з подальшою обробкою розчину в полі гальванопари.

Технічний результат пропонованого способу полягає в тому, що досягається висока міра очищення від САПАР (до 99,2%) і інших органічних забруднень (до 98,6% за показником ХСК - хімічне споживання кисню, тобто кількість кисню, споживана при хімічному окисленні тих, що містяться у воді органічних і неорганічних речовин під дією окисників).

Є заходи від повені по захисту населення і територій, такі як: - проводимі завчасно в режимі повсякденної діяльності; - проводимі завчасно в режимі підвищеної готовності (при безпосередній загрозі повені); - проводимі при виникненні повені в надзвичайному режимі.

Заходи від повені по захисту населення і територій, проводимі завчасно в режимі повсякденної діяльності, можуть бути організаційними і інженерно-технічними.

Організаційні заходи

Планування захисту населення і територій в умовах повені здійснюється відповідно до загальних станів з урахуванням специфіки повеней. Особлива увага приділяється плануванню евакуації населення із зон затоплення.

Створення і підтримка в постійній готовності сил і засобів для проведення рятувальних робіт. Сили - відповідно до загальних станів з обов'язковою наявністю інженерних, оснащених плавзасобами, і вертолітних підрозділів. Засоби: пошукові вертольоти, швидкісні катери, глісери і інші засоби розвідки; рятувальні плавзасоби для евакуації населення; інженерна техніка для зміцнення гребель і інших споруд по берегах водойм; засоби для відновлення мостів, ліній електропередач і зв'язку.

Контроль за станом річок і водойм, прогнозування можливих повеней і їх наслідків, здійснюємий шляхом постійної взаємодії з гідрологічними службами.

Підготовка населення до дій в умовах повеней проводиться відповідно до загальних станів навчання і специфіки цієї надзвичайної ситуації.

Інженерно-технічні заходи

Регулювання паводкового стоку за допомогою гідротехнічних споруд (гребель, насипів), зміцнення берегів річок, випрямлення русел річок і підсипання низинних ділянок територій.

Проектування і будівництво житлових районів і промислових об'єктів, особливо потенційно-небезпечних, поза місцями можливого затоплення з високими рівнями паводку з урахуванням норм запасу їх міцності в умовах затоплення.

Забезпечення необхідної стійкості функціонування мостів, ліній зв'язку і ліній передач електроенергії на випадок повені.

Серед заходів по захисту населення і територій, проводимі завчасно в режимі підвищеної готовності (при безпосередній загрозі повені), можна відмітити:

- посилення органами управління (за допомогою гідрометеорологічних служб) контролю за підйомом рівня води у водоймах, прогнозування можливих районів і площі затоплення, передбачуваних максимальних рівнів води, масштабів і міри вірогідного збитку для населення і територій. Підготовка даних для прийняття рішень на захист населення;

- проведення термінових інженерно-технічних заходів по додатковому зміцненню насипів, валів і інших споруд для локалізації водних і селевих потоків в районах можливої повені; накопичення аварійних матеріалів для закладення промоїн, проривів і нарощування висоти насипів;

- проведення на об'єктах економіки підготовчих заходів по призупиненню або зміні технологічних процесів, захисту енергетичних і технологічних мереж, а також виклику матеріальних цінностей; підготовка транспорту для евакуації населення і матеріальних цінностей;

- підготовка до рішення завдань по захисту населення в районах можливого затоплення при прориві гребель. З виникненням такої загрози окрім звичайних заходів проводяться: визначення меж зон затоплення з параметрами хвилі прориву по висоті більше 1,5 м і за швидкістю рухи - понад 2 м/с; здійснення підготовки і підтримки в проїжджому стані маршрутів руху в евакуацію; вжиття заходів до обгороджування шлагбаумами і покажчиками об'їздів ділянок доріг, по яких може пройти хвиля прориву, а при безпосередній загрозі - виставляння на них комендантських постів; визначення піднесених ділянок в районах вірогідного затоплення, на яких може сховатися населення при неможливості евакуації (інформація про ці ділянки доводиться при сповіщенні).

Серед заходів по захисту населення і територій, проводимих при виникненні повені в надзвичайному режимі, визначаються:

- рівень води на момент оцінки, швидкість підйому води і максимальний рівень, який може бути досягнутий в ході розвитку надзвичайної ситуації; можливі райони затоплення з небезпечними рівнями підйому води; швидкість потоку; можливість продовження стояння небезпечних рівнів води і метеоумови.

- порядок евакуації населення і матеріальних цінностей.

- забезпечення швидкого введення сил і засобів ліквідації повені в райони рятувальних робіт і ліквідація надзвичайної ситуації.

Локалізація повені здійснюється шляхом проведення силами, що притягаються для ліквідації надзвичайної ситуації, різних аварійно-відновних і інших невідкладних робіт з метою зменшення рівня підйому води, якнайшвидшого її спаду і захисту елементів інфраструктури затопленого району.

За останні півсотні років в країні Білорусь сталося 12 серйозних повеней, які завдали досить переконливого збитку. Одно з останніх глобальних повеней сталося в 1999 році, коли площа підтоплення склала 255 тис. гектарів, а матеріальний збиток від паводку дорівнював 5,4 млрд. рублів. При цьому необхідно відмітити, що остаточно усуваються наслідки буйства водної стихії тільки через 3-4 роки.

1-Экология ВЫВОДЫ

Висновки

Ще декілька десятиліть тому забруднені води були як би островами у відносно чистому природному середовищі. Зараз картина змінилася, утворилися суцільні масиви забруднених територій. Тому проблема порятунку, наприклад, водних об'єктів (річок, озер, морів, грунтових вод і так далі) від їх забрудненості є актуальною.

Водойми забруднюються в основному в результаті спуску в них стічних вод від промислових підприємств і населених пунктів. В результаті скидання стічних вод змінюються фізичні властивості води (підвищується температура, зменшується прозорість, з'являються забарвлення, присмаки, запахи); на поверхні водойми з'являються плаваючі речовини, а на дні утворюється осад; змінюється хімічний склад води (збільшується вміст органічних і неорганічних речовин, з'являються токсичні речовини, зменшується вміст кисню, змінюється активна реакція середовища та ін.); змінюється якісний і кількісний бактерійний склад, з'являються хвороботворні бактерії.

Забруднені водойми стають непридатними для питного, а часто і для технічного водопостачання; втрачають рибогосподарське значення і так далі. Загальні умови випуску стічних вод будь-якої категорії в поверхневі водойми визначаються народногосподарською їх значущістю і характером водокористування. Після випуску стічних вод допускається деяке погіршення якості води у водоймах, проте це не повинно помітно відбиватися на його житті і на можливості подальшого використання водойми в якості джерела водопостачання, для культурних і спортивних заходів, рибогосподарських цілей.

Забрудненість морів і океанів може розглядатися в різних аспектах, якось: в планетарно-екологічному, соціально-економічному і санітарно-епідеміологічному аспектах. Забрудненість річок, морів і океанів буває, наприклад, від надзвичайних ситуацій (як природного, так і техногенного характеру).

Один з основних забрудників - стічні води.

Методи, вживані для очищення виробничих і побутових стічних вод, підрозділяються на три групи: - механічні; - фізико-хімічні; - біологічні. Іноді ще застосовується метод, як комбінація з цих груп. Залежно від того, чи витягаються компоненти забруднюючих речовин із стічних вод, усі методи очищення можна розділити на регенеративні і деструктивні.

У системах каналізації населених місць очищення стічних вод перед випуском їх у водойми робиться на очисних спорудах, де віддаляються зважені речовини, що містяться в стічних водах, колоїдні і розчинені речовини, осад первинних відстійників, що осів, і надмірний активний мул, що утворюється в процесі біологічного очищення, обробляються і знешкоджуються для подальшої утилізації. У сучасній практиці якнайповніше видалення забруднюючих речовин досягається біологічним очищенням стічних вод.

Разом із стаціонарними станціями очищення стічних вод у випадках, коли є потреба в очищенні невеликих об'ємів або не постійно, застосовуються мобільні станції водоочистки, які, як правило, складаються з барботера, вугільного фільтру, місткості знезараження і циркуляційного насоса.

У ряді випадків механічне і хімреагентне очищення не дає необхідних результатів. Альтернативою є термічна утилізація технологічних стічних вод шляхом їх спалювання в печах, пальниках і різного роду установках.

...