Защита гидросферы. Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения

Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают ме­ры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки различных твердых отходов и других предметов. Истощение поверхностных вод предотвращают, строго контролируя, ми­нимально допустимые стоки вод.

Важнейшая и наиболее сложная проблема - защита по­верхностных вод от загрязнения, для чего предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

Развитие безотходных и безводных технологий и систем оборотного водоснабжения;

Очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

Очистка и обеззараживание поверхностных вод, исполь­зуемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод - сточные воды, поэтому экологически весьма важной задачей является разра­ботка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения сточными водами являются безводные и безотходные технологии. На начальном этапе создается обо­ротное водоснабжение. В его систему включают ряд очистных сооружений и установок, что создает замкнутый цикл исполь­зования сточных вод, которые при таком способе все время на­ходятся в обороте и не попадают в поверхностные водоемы.

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод суще­ствуют различные способы их очистки: механический, физи­ко-химический, химический, биологический и термический.

Очистка может производиться каким-либо одним или комби­нированными способами, с обработкой осадка (или избыточ­ной биомассы) и обеззараживанием сточных вод перед сбро­сом их в водоем.

При механической очистке из промстоков, путем процежи­вания, отстаивания и фильтрования, удаляются до 90% нерас­творимых механических примесей: песок, глинистые частицы, окалина и др., а из бытовых стоков - до 60%. К основным хи­мическим способам относят нейтрализацию, окисление, озони­рование и хлорирование. При физико-химической очистке из сточ­ных вод удаляются тонкодисперсные взвешенные частицы, ми­неральные и органические вещества. Применяются коагуляция, сорбция, флотация, экстракция и другие методы. Биологический (биохимический) метод основан на способности микроорганиз­мов использовать для своего питания многие органические и не­органические соединения из сточных вод (сероводород, аммиак, нитриты и т.д.). К термическим методам прибегают при очист­ке промышленных сточных вод, содержащих главным образом высокотоксичные органические компоненты.

При всех методах очистки сточных вод с экологической точки зрения весьма важна обработка и утилизация образую­щихся шламов и осадков (особенно при очистке токсичных промстоков). С этой целью их складируют на специальных по­лигонах, обрабатывают в биологических сооружениях, перера­батывают с помощью растений (гиацинты, тростник и др.) или сжигают в специальных печах.

Одним из перспективных способов уменьшения загрязне­ния поверхностных вод является закачка сточных вод в глубо­кие водоносные горизонты через систему поглощающих сква­жин (подземное захоронение). При этом способе отпадает не­обходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточ­ных вод и в сооружении очистных сооружений.

Все большее значение в охране поверхностных вод от за­грязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гид­ротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать эвтрофикацию озер, водохранилищ и малых рек, возникновение эрозии, оползней, обрушение берегов, умень­шить загрязненный поверхностный сток.

На любом водном объекте создаются водоохранные зоны, ширина которых на реках составляет от 0,1 до 1,5-2,0 км, вклю­чая пойму реки, террасы и береговой склон. Их назначение - предотвратить загрязнение, засорение и истощение водного объ­екта. В пределах этих зон запрещается распашка земель, вы­пас скота, применение ядохимикатов и удобрений, строитель­ные работы и др.

Основные мероприятия по защите подземных вод заклю­чаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхностных вод - это большая и сложная проблема, которая может быть успешно решена лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей природной среды.

Для борьбы с истощением запасов пресных питьевых под­земных вод предусматривают различные меры: регулирование режима водозабора подземных вод; рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатаци­онных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин и др.

Меры борьбы с загрязнением подземных вод подразделя­ют на: профилактические и специальные. Задача по­следних - локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.

Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной охраны (ЗСО). Это территории вокруг источников централизованного питьевого водоснабжения, создаваемые для исключения возможности загрязнения подземных вод. Состо­ят они из трех поясов.

Специальные мероприятия по защите подземных вод от за­грязнения направлены на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта (завесы, противофильтрационные стенки), а также на перехват загрязненных подземных вод с помощью дренажа. Для ликвидации локальных очагов за­грязнения ведут длительные откачки загрязненных подземных вод.

Основами водного законодательства запрещены проекти­рование, строительство и ввод в эксплуатацию предприятий, не обеспеченных водоочистными устройствами. Сброс отрабо­танных вод допускается только с разрешения органов, контро­лирующих качество воды. Предусматривается ответственность за нарушение правил пользования водами (уголовная, административная, гражданс­ко-правовая и возмещение убытков).

Гидросфера включает в себя все водоемы нашей планеты, а также грунтовые воды, пары и газы атмосферы, ледники. Эти источники необходимы природе для поддержание жизни. Сейчас качество воды значительно ухудшилось из-за антропогенной деятельности. Из-за этого мы говорим о многих глобальных проблемах гидросферы:

• химическое загрязнение воды;
• загрязнение мусором и отходами;
• уничтожение флоры и фауны, проживающей в водоемах;
• загрязнение воды нефтью;

Все эти проблемы обусловлены плохим качеством и недостаточным количеством воды на планете. Несмотря на то, что большая часть поверхности земли, а именно 70,8% укрыта водой, не всем людям хватает питьевой воды. Дело в том, что вода морей и океанов слишком соленая и непригодна для питья. Для этого используется вода пресных озер и подземных источников. Из мировых запасов воды только 1% содержится в пресных водоемах. В теории еще 2% воды, которая в твердом состоянии в ледниках подходит для питья, если ее разморозить и очистить.

Использование воды в промышленности

Основные проблемы водных ресурсов заключаются в том, что они широко применяются в промышленности: металлургии и машиностроении, энергетике и пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и химической индустрии. Использованная вода часто уже не пригодна для дальнейшего применения. Конечно, предприятия, когда ее сливают, не очищают, поэтому сельскохозяйственные и промышленные стоки попадают в Мировой океан.

Одной из проблем водных ресурсов является ее использование в коммунальном хозяйстве. Далеко не во всех странах люди обеспечены водоснабжением, а трубопроводы оставляют желать лучшего. Что касается канализации и стоков, то они прямо без очищения сливаются в водоемы.

Актуальность охраны водоемов

Чтобы решить многие , нужно проводить охрану водных ресурсов. Это осуществляется на государственном уровне, но также обычные люди могут внести свою лепту:

• уменьшить расход воды в промышленности;
• рационально расходовать водные ресурсы;
• очищать загрязненную воду (промышленных и бытовых стоков);
• проводить очищение акваторий;
• устранять последствия аварий, загрязняющих водоемы;
• экономить воду в повседневном использовании;
• не оставлять водопроводные краны открытыми.

Это те действия по охране воды, которые помогут сохранить нашу планету голубой (от воды), а, значит, обеспечат поддержание жизни на земле.

Проблема рационального использования и охраны природных ресурсов от загрязнения и истощения требует проведения комплекса природоохранных мероприятий и прежде всего наблюдений, оценки и прогнозирования их состояния. Оптимальное решение вопросов использования и охраны природных ресурсов возможно лишь при наличии объективной информации о состоянии качества воды водных объектов, научного обоснования антропогенного воздействия на водные объекты.

Характерными показателями загрязнения водных объектов являются нефтепродукты, фенолы, соединения меди, взвешенные и органические вещества.

Основными причинами загрязнения водоемов является отсутствие необходимых очистных сооружений, неудовлетворительная работа имеющихся, а так же открытая система нефтесбора, потери нефти при ее транспортировке.

По мере возрастания воздействия человека на качественные и количественные характеристики речного стока и процесс его формирования, особую остроту приобретают проблемы рационального использования водных ресурсов, охрана от истощения и загрязнения рек, озер, водохранилищ и внутренних морей.

Наиболее активной формой защиты водных ресурсов от загрязнения является безотходная технология производства, т.е. комплекс мероприятий в технологических процессах, позволяющий до минимума сократить количество вредных сбросов и уменьшить до приемлемого уровня воздействие отходов на качество воды. В комплекс таких мероприятий входят:

создание и внедрение новых процессов получения продукции с образованием наименьшего количества отходов;

разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе способов очистки сточных вод;

разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;

создание территориально-промышленных комплексов, имеющих замкнутую структуру материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

К сожалению, до полного внедрения безотходной технологии еще пройдет много времени. А в настоящее время надо стараться хотя бы совершенствовать технологические процессы и разработку оборудования с меньшим уровнем сбросов примесей и отходов в водные объекты, обезвреживать токсичные отходы, утилизировать последние, принимать меры по ограничению сброса коммунально-бытовых стоков, стоков промышленного и сельскохозяйственного производства в водные объекты.

Естественная очистка водоёмов

Загрязненную воду можно очистить. При благоприятных условиях это происходит естественным путем в процессе природного круговорота воды. Но загрязненным бассейнам (рекам, озерам и т. п.) для восстановления требуется значительно больше времени. Чтобы природные системы сумели восстановиться, необходимо, прежде всего, прекратить дальнейшее поступление отходов в реки. Промышленные выбросы не только засоряют, но и отравляют сточные воды. А эффективность дорогостоящих приспособлений для очистки таких вод пока еще недостаточно изучена. Несмотря ни на что, некоторые городские хозяйства и промышленные предприятия все еще предпочитают сбрасывать отходы в соседние реки и весьма неохотно отказываются от этого только тогда, когда вода становится совсем непригодной или даже опасной.

В своем нескончаемом кругообороте вода то захватывает и переносит множество растворенных или взвешенных веществ, то очищается от них. Многие из примесей в воде являются природными и попадают туда вместе с дождем или грунтовыми водами. Тот же путь проходят и некоторые из загрязняющих веществ, связанных с деятельностью человека. Дым, пепел и промышленные газы вместе с дождем оседают на землю; химические соединения и нечистоты, внесенные в почву с удобрениями, попадают в реки с грунтовыми водами. Некоторые отходы следуют по искусственно созданным путям- дренажным канавам и канализационным трубам. Эти вещества обычно более ядовиты, но их сброс легче контролировать, чем тех, которые переносятся в процессе природного круговорота воды. Общемировое водопотребление на хозяйственные и бытовые нужды составляет примерно 9% суммарного стока рек. Поэтому не прямое водопотребление гидроресурсов вызывает нехватку пресных вод в тех или иных регионах земного шара, а их качественное истощение.

Методы очистки воды на очистных сооружениях.

Очистные сооружения бывают разных типов в зависимости от основного способа обезвреживания нечистот. При механическом методе нерастворимые примеси удаляют из сточных вод через систему отстойников и разного рода ловушек. В прошлом этот способ находил самое широкое применение для очистки промышленных стоков. Сущность химического метода заключается в том, что на очистных станциях в стоки вносят реагенты. Они вступают в реакцию с растворенными и нерастворенными загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в отстойниках, откуда их удаляют механическим путем. Но этот способ непригоден для очистки стоков, содержащих большое количество разнородных загрязнителей. Для очистки промышленных стоков сложного состава применяют электролитический (физический) метод. При этом способе электрический ток пропускают через промстоки, что приводит к выпадению большинства загрязняющих веществ в осадок. Электролитический способ очень эффективен и требует относительно небольших затрат на сооружение очистных станций. При очистки бытовых стоков наилучшие результаты дает биологический метод. В этом случае для минерализации органических загрязнений используют аэробные биологические процессы, осуществляемые с помощью микроорганизмов. Биологический метод применяют как в условиях, приближенных к естественным, так и в специальных биоочистных сооружениях. В первом случае хозяйственно-бытовые стоки подаются на поля орошения. Здесь сточные воды фильтруются через почвогрунты и при этом проходят бактериальную очистку. На полях орошения скапливается огромное количество органических удобрений, что позволяет выращивать на них высокие урожаи. Сложную систему биологической очистки загрязненных рейнских вод для целей водоснабжения ряда городов страны разработали и применяют голландцы. На Рейне построены насосные станции с фильтрами частичной очистки. Из реки вода закачивается в неглубокие канавы на поверхность речных террас. Через толщу аллювиальных отложений она фильтруется, пополняя грунтовые воды. Грунтовые воды подаются по скважинам на дополнительную очистку и затем поступают в водопровод. Очистные сооружения решают проблему сохранения качества пресных вод лишь до определенной стадии развития экономики конкретных географических регионов. Затем наступает момент, когда местных гидроресурсов уже не хватает для разбавления возросшего количества очищенных стоков. Тогда начинается прогрессирующее загрязнение гидроресурсов, наступает их качественное истощение. Кроме того, на всех станциях очистки по мере роста стоков встает проблема размещения значительных объемов отфильтрованных загрязняющих веществ. Таким образом, очистка промышленных и коммунальных стоков дает лишь временное решение местных задач охраны вод от загрязнения. Кардинальные пути защиты от загрязнения и разрушения природноаквальных и сопряженных с ними природных территориальных комплексов заключается в уменьшении или даже полном прекращении сброса в водоемы отработанных, в том числе и очищенных сточных вод. Совершенствование технологических процессов постепенно решает эти задачи. На все большем числе предприятий применяют замкнутый цикл водообеспечения. В этом случае отработанные воды проходят лишь частичную очистку, после которой они снова могут быть использованы в ряде отраслей промышленности. Полное осуществление всех мер, направленных на прекращение сбросов нечистот в реки, озера и водохранилища, возможно только в условиях сложившихся территориально-производственных комплексов. В пределах производственных комплексов для организации замкнутого цикла водоснабжения можно использовать сложные технологические связи между различными предприятиями. В будущем очистные сооружения не будут сбрасывать отработанные воды в водоемы, а станут одним из технологических звеньев цепи замкнутого водообеспечения.

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. 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.

Опыт эксплуатации горнодобывающих предприятий показывает, что наиболее экологически опасными объектами являются накопители промышленных стоков (хвостохранилища, шламохранилища, рассолосборники, пруды-накопители), на которые приходится до 70-80% всего объема загрязнений, выделяемых из поверхностных источников загрязнения.

Современные накопители промстоков (например, хвостохранилища обогатительных фабрик) представляют собой сложный комплекс гидротехнических сооружений, включающий системы гидротранспорта и гидроукладки промышленных отходов, осветления и отвода воды, а также системы оборотного водоснабжения, противо-фильтрационных устройств и т.п.

При проектировании, строительстве, эксплуатации и консервации накопителей промстоков обязательным условием является выполнение требований, регламентирующих хозяйственную деятельность человека в плане охраны окружающей природной среды. Например, решение об устройстве промстоков должно приниматься в каждом конкретном случае отдельно с учетом всех возможностей, исключающих загрязнение воздушной среды, питьевых и производственных источников воды и окружающих участков земли.

Использование под накопители промстоков естественных водоемов, рек и озер и их загрязнение допускаются только в исключительных случаях на основе специального обоснования их непригодности для промышленного водоснабжения, питьевых целей и для разведения рыб и других организмов, имеющих народнохозяйственное значение.

Защита открытых водоемов и водотоков, а также подземных вод от загрязнения предусматривает решение основного вопроса - предупреждение фильтрации агрессивной сточной жидкости (промстоков) через ограждающие сооружения (дамбы, плотины) и его основание или перехват инфильтрующихся вод путем дренажа оснований накопителей, дамб и плотин или других конструктивных решений.

Наиболее радикальным средством, применяемым для такой защиты, является создание противофильтрационных экранов, которые могут иметь естественное и искусственное происхождение.

В первом случае на месте будущего хранилища оставляют естественные отложения глинистого состава (глины, тяжелые суглинки) мощностью не менее 3 м. Такие естественные экраны используются для резервуаров чистой воды или накопителей слабоминерализованных, нетоксичных и химически неагрессивных стоков.

Искусственные противофильтрационные экраны могут выполняться из грунтовых (торф, суглинок, глина) и негрунтовь х (полимерные пленки, асфальтобитум) материалов. Исполнение их может быть различным. Наиболее просты в исполнении однослойные противофильтрационные экраны (рис.5.5, а, б, в). Многослойные экраны предусматривают применение одного и того же материала (рис.5.5, г, д) или нескольких материалов (рис.5.5, е, ж, з). Они могут включать также дренажные устройства (рис.5.5, г, д, е) }



Предыдущая статья: Что делать, когда плохо на душе и хочется плакать Следующая статья: Служебный роман закончился: Как работать с бывшим парнем?