Источники и виды загрязнений водных экосистем

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет «

Факультет: Гуманитарный Специальность: Экономика и бухгалтерский учет Контрольная работа по курсу: «Экологические основы природопользования «

тема: «Источники и виды загрязнений водных экосистем «

Выполнила: Хайруллина Регина

Проверила: инженер кафедры ООС Новикова И.В.

Пермь 2010

Содержание Введение

1.Источники загрязнения природных вод

1.1 Загрязнение вод промышленностью

1.2 Загрязнения сельскохозяйственными стоками

1.3 Загрязнение электростанцией и радиоактивными отходами

1.4 Загрязнение бытовыми стоками

1.5 Загрязнение атмосферой

1.6 Загрязнение транспортом, лесосплавом, отвалами горных разработок и пр Таблица вызываемых заболеваний загрязненной водой

2. Мероприятия по сохранению и восстановлению чистоты водоемов Заключение Список использованной литературы

Введение

Вода является основой жизни на земле. Основа здоровья населения — это качество воды. Однако интенсивное воздействие человека на окружающую среду привело к загрязнению и истощению водных ресурсов.

В середине ХХ столетия резко обострились проблемы, связанные с химическим загрязнением биосферы, нередко приводящим к острым токсико-экологическим ситуациям. Это вызвало расширение и интенсификацию исследований масштабов и темпов загрязнения окружающей среды, поиск эффективных приемов охраны природных вод, предусматривающих как снижение потоков химических загрязняющих веществ, поступающих в биосферу с выбросами промышленности, транспорта, с бытовыми отходами, так и ограничение или полное устранение токсичного действия различных веществ техногенного происхождения на живые организмы и главным образом предотвращение отрицательного их влияние на здоровье человека.

Комплексное использование воды с учетом новых научно — практических возможностей рассматривается как часть глобальных экономических и социальных задач.

Сохранение водных источников при постоянно увеличивающемся потреблении и загрязнении их промышленными и бытовыми отходами является одной из актуальных проблем современности. Сегодня в мире используется 13% речного стока. В результате во многих регионах России наблюдается дефицит пресной воды, а в отдельных регионах из-за изношенных систем водоснабжения и водоотведения, при недостаточной барьерной роли действующих водоочистных резко обострило проблему водообеспечения многих регионов России питьевой водой и создает серьезную опасность для здоровья населения, обусловливает высокий уровень заболевания кишечными инфекциями. По оценкам экспертов, качество питьевой воды почти повсюду неудовлетворительное. Анализ проб воды из водоемов, используемых для питьевого водоснабжения, показывает, что в среднем около 30% проб по санитарно-химическим и около 25% по микробиологическим показателям не соответствует нормативам. В связи с этим подготовка специалиста, обладающего навыками создания и эксплуатации систем комплексного использования водных ресурсов, приобретает первостепенное значение.

Правительство Российской Федерации, депутаты Государственной Думы в условиях новых экономических отношений проводят большую работу по охране водных ресурсов. В стране имеется достаточно информации о состоянии водоснабжения и водоотведения городов и населенных пунктов. На основе этой информации в последние годы разработаны документы и программы: «Вода России — ХХI век», Федеральная Целевая Программа (ФЦП) «Возрождение Волги», ФЦП «Экология и природные ресурсы», ФЦП «Жилище» и программы социально-экономического развития регионов РФ.

В настоящее время объёмы строительства и реконструкции систем водоснабжения и водоотведения возрастают, для чего требуется подготовка инженеровстроителей, способных решать параллельно с задачами водоснабжения и водоотведения вопросы развития водохозяйственного комплекса и водоохранных мероприятий. Будущие специалисты должны научиться осуществлять выбор водопроводных и водоотводящих систем для населенных мест и промышленных предприятий с учетом санитарных, технических, экологических, социальных и экономических требований. Успешное решение этих задач возможно при условии знания закономерностей природных явлений и разумного их использования.

1.Источники загрязнения природных вод Качество воды оценивается концентрацией в ней вредных примесей.

Основными источниками загрязнения поверхностных вод являются бытовые, производственные и атмосферные сточные воды, промышленность, сельское хозяйство, судоходство. Основные источники загрязнения подземных вод — накопители промышленных отходов, закачка загрязненных вод в глубокие слои, инфильтрация загрязнений с промышленных и городских территорий, фильтрация из загрязненных рек. Наиболее распространены химическое и бактериальное загрязнения. Проникновению загрязнений в подземные горизонты способствует интенсивное использование подземных вод. Загрязнения поступают в водную среду в виде концентрированных выбросов или в результате диффузии. Значительный их объем сбрасывается со сточными водами городов, поселков и промышленных предприятий. Сток в течение времени (суток, недели, года) происходит неравномерно, имея, как правило, два суточных максимума (утренний и вечерний) и глубокий ночной минимум. Неравномерность стока оценивается обычно коэффициентами суточной (ксут) и часовой (it,) неравномерности. Коэффициенты неравномерности притока сточных вод доходят до 2 и более, что значительно осложняет работу систем водоотведения города. Более стабильны расходы сточных вод от различных промышленных предприятий. Состав сточных вод зависит от источника загрязнения и изменяется во времени, причем суточные колебания содержания различных ингредиентов составляют 3—4 раза и более.

Коэффициентом суточной неравномерности водоотведения Ксут называют отношение максимального суточного расхода к среднему суточному. Для населенных пунктов принимают /ССут =1,1 … 1,3 в зависимости от местных и климатических условий.

Коэффициентом часовой неравномерности водоотведения Кч называют отношение максимального часового расхода к среднему часовому расходу в сутки наибольшего водоотведения.

При расчете канализационной сети наиболее удобно применять общий коэффициент неравномерности /Собщ" представляющий собой отношение максимального часового расхода в сутки наибольшего водоотведения к среднему часовому расходу среднесуточного водоотведения. Общий коэффициент неравномерности водоотведения /Собщ получают перемножением коэффициентов суточной и часовой неравномерности:

Собщ = Ксут <�Кч

Таблица

Общие коэффициенты неравномерности водоотведения бытовых сточных вод для расчета сети

При расчете канализационной сети населенных мест /С0бщ принимают по СНиП в зависимости от значений средних секундных расходов (табл.).Загрязнения, содержащиеся в сточных водах, подразделяют на нерастворенные, коллоидные и растворенные вещества. По происхождению загрязнения бывают минеральные, органические и бактериальные. Минеральные загрязнения состоят из песка, растворов минеральных солей, кислот и пр. Органические загрязнения являются хорошей средой для развития бактерий, вирусов, грибков, составляющих бактериальное загрязнение.

1.1Загрязнение вод промышленностью Одним из основных загрязнителей вод являются нефть и нефтепродукты. Ежегодные поступления нефти в Мировой океан достигают 30…35 млн т. Загрязнение вод нефтью происходит в результате ее естественных выходов в районах залегания, при нефтедобыче, транспортировке, переработке и использовании в качестве топлива и промышленного сырья. Загрязнение водных объектов нефтью в районах интенсивной добычи отмечается повсеместно. Неправильные действия и технические неполадки в процессе бурения и эксплуатации скважин приводят к аварийным выбросам нефть. Сильное загрязнение водной среды происходит при транспортировке нефти. В настоящее время около 65% объема мировой добычи нефти перевозят морским путем, и объем этих перевозок возрастает.

Вместе с этим растет мощность танкерного флота. При поступлении в водоем нефть при авариях танкеров под действием процессов самоочищения, протекающих в водной среде, претерпевает различные изменения, характер которых определяется совокупностью физических, химических и биологических факторов. Первоначально образуются нефтяные слики — пятна, растекающиеся по водной поверхности (1т нефти загрязняет до 12 км² акватории). Под влиянием ветра нефтяные пятна передвигаются, сливаются и могут занимать большие площади. В процессе рафинирования нефти более легкие фракции испаряются (примерно 1/3 массы), а водорастворимые (около 1/3 массы) выщелачиваются за 1…3 недели. Остаток имеет повышенную вязкость, образуя с водой стойкие эмульсии («шоколадный мусс», длительное время сохраняющийся в воде).

Нефть и нефтепродукты способны загрязнить огромные пространства, покрывая водоемы тонкой пленкой. В результате затрудняется газообмен между водой и атмосферой. Загрязнение вод Мирового океана отрицательно воздействует на процесс выделения кислорода морскими водорослями, снижая уровень фотосинтеза в них в отдельных случаях до 5%. Снижение же содержания кислорода в атмосфере при растущей потребности в нем в связи с развитием техники может привести к серьезным последствиям в глобальном масштабе. Уменьшение количества зоопланктона, очень чувствительного к загрязнению вод, приводит к сокращению кормовой базы и снижению биологической продуктивности моря. Нефтяное загрязнение приводит к гибели 50% молодых морских организмов. Нефть погубила бы океан, если бы не было нефтеокисляющих бактерий, морских животных (планктон, нектон), которые способны усваивать растворенную нефть. Борьба с нефтяным загрязнением — сложная и неотложная задача.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и гидробионты занимают детергенты (синтетические моющие средства), очень токсичные и устойчивые к процессам биологического разложения. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Ежегодно производится более 4000 тыс. т детергентов. Детергенты плохо поддаются очистке, и в водоемы обычно попадает до 50…60% и более их начального количества. Они образуют на поверхности воды толстый слой пены, который на порогах и шлюзах может достигать мощности 1 м и более. Способность к пенообразованию появляется уже при концентрации I…2 мг/л, что сильно затрудняет судоходство и процессы самоочищения водоемов. Огромное количество моющих синтетических веществ, попадающих в океан, губит рыбную молодь и водоросли. Бесконтрольное загрязнение Мирового океана может привести к необратимым процессам и вызвать гибель флоры и фауны.

1.2 Загрязнение сельскохозяйственными стоками Из других веществ, загрязняющих водную среду, отметим тяжелые металлы (ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), отходы атомного и химического производств, часто захороняемые на дне океанов, а также удобрения и пестициды, поступающие с сельскохозяйственных полей. Наибольшую опасность из металлов представляют ртуть и ее соединения, особенно метилртутные. Средняя концентрация ртути в океанической воде около 0,15 мг/л. При ежегодном производстве ртути около 9 тыс. т в ближайшем будущем трудно ожидать существенного снижения общепланетарных концентраций этого элемента в водной среде. Тем не менее высокая химическая устойчивость j ртути, а также диспропорции в ее потреблении могут привести к сильному локальному загрязнению водных объектов, особенно внутренних водоемов и прибрежных участков морей, отличающихся меньшей интенсивностью циркуляции водных масс. Попадая в водоем, ртуть поглощается гидробионтами, аккумулируется в донных отложениях в концентрациях, значительно превышающих исходные. Накапливаясь в различных видах гидробионтов, ртуть оказывает на них сильное воздействие. Значительный вред гидробионтам наносит загрязнение вод свинцом и его соединениями. Многие тяжелые металлы аккумулируются в морских организмах, вызывают их гибель или делают опасными при употреблении в пищу.

1.3Загрязнение электростанцией и радиоактивными отходами Значительный ущерб причиняют тепловые и атомные электростанции, сбрасывающие теплые воды в природные и искусственные водоемы, нарушая термический, гидрохимический и гидробиологический режимы — «тепловое загрязнение». Современные тепловые и атомные электростанции используют для охлаждения до 200 м3/с воды, которая, возвращаясь в водоемы в подогретом виде, изменяет их тепловой баланс. В результате повышения температуры воды усиливается ее испарение, увеличивается минерализация, происходит более интенсивный рост водной растительности, что приводит к накоплению органического вещества. Последующее разложение и дальнейшая минерализация вызывают уменьшение растворенного кислорода. Все это отрицательно сказывается на процессах жизнедеятельности живых организмов.

Наибольшую опасность для природных вод и живых организмов представляют радиоактивные отходы. Поэтому их сброс в водоемы недопустим. Отходы сливают в специальные сосуды и захороняют в отведенных местах. Сточные воды с незначительным содержанием радиоактивных отходов представляют большую опасность для природных вод. В организмах рыб и животных, а также в растениях происходят процессы биологической концентрации радиоактивных веществ. Мелкие организмы, содержащие эти вещества в небольших дозах, поглощаются более крупными, в которых возникают уже опасные концентрации. Поэтому отдельные пресноводные рыбы в несколько тысяч раз радиоактивнее водной среды, в которой они обитают. В настоящее время сточные воды с радиоактивностью в 1 л свыше 3,7 * 1012 с-1 сливают в специальные подземные резервуары или закачивают в глубокие бессточные подземные бассейны. Используют также обезвоживание стоков и дальнейшее захоронение «блоков» в контролируемых местах.

1.4 Загрязнение бытовыми стоками По-прежнему немаловажную роль играет загрязнение рек и водоемов стоками животноводческих комплексов.

Животноводческие фермы и крупные животноводческие комплексы промышленного производства свинины, говядины и молока на 50… 100 тыс. голов являются существенным источником загрязнения водных объектов страны. Для сокращения затрат на водоснабжение фермы располагают вблизи водоемов. В ферме крупного рогатого скота ежесуточно образуется 1 т навозной жижи от каждой сотни голов. Отходы животноводческих хозяйств опасны тем, что в них содержатся яйца гельминтов (глистов) и патогенные микроорганизмы, являющиеся источником заболеваний. Особенно опасны отходы свиноводческих комплексов. Одна свиноферма на 100 тыс. голов по интенсивности загрязнения воды равнозначна городу с населением 250 тыс. человек. Сложность проблемы охраны вод от стоков животноводческих хозяйств заключается в трудности санитарного обеспечения накопителей и утилизации отходов.

Все большее влияние на качество воды оказывают диффузные источники загрязнения, в частности удобрения и ядохимикаты, смываемые с сельскохозяйственных площадей, а также ливневыми и снеговыми водами с городских и промышленных территорий. Установлено, что по нагрузке они соизмеримы с хозяйственно-бытовыми стоками. Ядохимикаты не только накапливаются в объектах природной среды в больших количествах, но и сохраняются в ней очень долгое время — неделями, месяцами и даже годами. Отмечается зависимость пестицидов в природной среде от климатических факторов: от особенностей термического режима, характера переноса воздушных масс в различных природных зонах, интенсивности и сезонности выпадения осадков.

Переносимые воздушными потоками, почвенными водами, растительными и животными пищевыми продуктами, пестициды распространяют свое влияние на все большие территории. По масштабам распространения пестициды можно классифицировать на препараты, имеющие тенденцию к глобальному рассеянию, и на препараты, загрязняющие окружающую среду локально. Глобальное рассеяние характерно для некоторых хлор-органических соединений. Органические соединения фосфора и карбонаты вследствие значительно меньшей устойчивости загрязняют окружающую среду локально, хотя возможность их глобального рассеивания в принципе не исключена. Они могут переноситься на сравнительно большие расстояния с воздухом и обычно содержатся в воздухе в более высоких концентрациях, чем хлорорганические соединения. Глобальная циркуляция пестицидов обусловлена сложным взаимодействием атмосферы, воды, водных взвесей и донных осадков.

Большую опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные и бытовые), нейтрализация которых в зависимости от степени очистки требует 5… 12-кратного разбавления чистой природной водой. Даже если больше половины объема воды, сбрасываемой в реки и водоемы, подвергать искусственной очистке, стоки портят в 12…15 раз больший объем чистой воды. Сбрасываемые на Земле сточные воды загрязняют более одной трети всего устойчивого стока.

1.5 Загрязнение атмосферой Качество природной воды ухудшается в результате воздействия загрязнений, поступающих из атмосферы. В отдельных случаях они достигают 15…20% от общего загрязнения водоема. Выбросы индустрии в атмосферу Земли составляют более 53 млн т оксидов азота, 200 млн т — оксида углерода, около 146 млн т — двуоксида серы, 200…500 млн т — пыли и 120 млн т — золы. Твердые частицы этих выбросов, перемещаясь с воздушными потоками на большие расстояния, выпадают на сушу или воду. Газообразные выбросы, растворяясь в атмосферной влаге, выпадают на поверхность Земли в виде «кислотных дождей» и наносят ущерб флоре и фауне.

1.6 Загрязненение транспортом, лесосплавом, отвалами горных разработок и пр.

К числу загрязнителей природных вод следует также отнести водный транспорт, лесосплав и сопутствующие ему работы, отвалы горных разработок и пр.

Водный транспорт загрязняет воду при сбросе отходов, и особенно нефтепродуктов, которые попадают в воду при перевозках морским транспортом. При холостом рейсе танкеры для устойчивости наполняют водой, а в месте загрузки нефтью насыщенную нефтепродуктами балластную воду сбрасывают за борт. Международным соглашением запрещается сброс в море неочищенной балластной воды. Однако многие судовладельческие компании считают более выгодным платить штрафы, чем терпеть убытки от простоя на станциях промывки.

Молевой сплав леса (сплав бревен россыпью) приводит к засорению водных объектов в результате потери коры и сучьев, которые оседают на дно рек. Затонувшая древесина (до 10%), а также выделяющиеся смолы, дубильные вещества и вредные соединения медленно разлагаются, поглощают кислород и выделяют фенольные и другие вредные вещества, отравляя воду. Вырубка густого кустарника по берегам рек, мешающего лесосплаву, усиливает эрозийные процессы, ускоряя заиливание русла. Большой ущерб молевой сплав наносит рыбному хозяйству в результате травмирования рыбы, разрушения нерестилищ и отравления икры и кормовых организмов. Рубка леса на территории водосборов нарушает температурный и биологический режим рек, что вызывает их обмеление и пересыхание. На качество воды в значительной степени оказывают влияние и водохозяйственные мероприятия, в том числе различные мелиоративные работы. Особенно на гидрохимический и гидробиологический режимы водотоков и водоемов влияет создание водохранилищ.

В водохранилищах озерного типа со значительной изрезан-ностью береговой линии и большим числом заливов возрастает доля процессов, характерных для застойных зон, усиливаются процессы эвтрофикации (зарастание водной растительностью).

Эвтрофикация особенно усиливается под влиянием поступления в водоемы удобрений с полей и сточных вод.

Если в начальный период эвтрофикация приводит к увеличению продуктивности водоема в развитии фитопланктона и рыбы, то в последующем она является причиной ухудшения качества воды и обеднения видового состава, приводит к развитию синезеленых водорослей, менее требовательных к условиям обитания.

Синезеленые водоросли — одноклеточные организмы — обычно соединяются в колонии в виде нитей. Живут в воде и на берегах водоемов, развиваются с интенсивностью 10…20 г/м3 (по су-хому веществу). Как и другие фотосинтезирующие организмы, они играют положительную роль в обогащении воды свободным кислородом. Синезеленые водоросли наиболее интенсивно развиваются в застойных водоемах с теплой водой. Особенно больших масштабов их развитие достигло в водохранилищах, относящихся к озерному типу с водообменном 2…4 раза в год. В более благоприятном положении находятся озерно-речные водоемы с водообменном 12… 18 раз в год. Интенсивность развития синезеленых водорослей в водохранилищах достигает 300…500 г/м3 и более. При этом продукты их распада становятся источником загрязнения воды. В пятнах цветения, где биомасса синезеленых водорослей достигает 5…10 кг/м3, содержание аммонийного азота и минерального фосфора повышается в 5… 10 раз, органического азота — в 30… 150 раз, численность бактерий возрастает в 25… 100 раз, а гнилостных бактерий — до 400 раз. В результате экранирующего действия пятен цветения (затенения) подавляются процессы фотосинтеза в толще воды, что сопровождается гибелью кормовых организмов и замором рыб. При этом гибнет в основном молодь окуневых рыб (судак, окунь, ерш).

Ущербы от цветения воды весьма значительны в системах коммунального и технического водоснабжения и в рыбном хозяйстве. В системах водоснабжения в период цветения увеличивается расход коагулянтов для осаждения водорослей и требуется расширение площади и объем отстойников. На тепловых электростанциях синезеленые водоросли снижают эффект охлаждения, приводят к перерасходу топлива. Избыточное цветение ограничивает, а иногда и исключает использование водных ресурсов для рекреации, лечения, спорта и туризма.

Все вредные вещества влияют на органолептические, общесанитарные, токсические и рыбохозяйственные качества воды, изменяя ее физические свойства (прозрачность, окраску, запах и пр.) и химический состав. При этом появляются плавающие образования и отложения, бактерии, вирусы, грибки. В результате качество воды рек и водоемов может оказаться непригодным для водопотребления — водопользования.

По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) вода содержит 13 тысяч потенциально токсичных элементов; 80% заболеваний передаётся водой; 25 млн. человек ежегодно умирают от них.

2. Мероприятия по сохранению и восстановлению чистоты водоемов Для сохранения чистоты водоемов проводят различные мероприятия:

— обеспечение полной биологической очистки коммунально-бытовых и промышленных стоков;

— совершенствование технологии промышленного производства с целью сокращения количества сточных вод и снижения загрязнений в них;

— разработку и внедрение маловодной и безводной технологий; внедрение оборотного водоснабжения и расширение повторного использования очищенных сточных вод; рациональное использование удобрений и пестицидов;

— реализацию планов водоохранных мероприятий с учетом перспективного размещения производительных сил.

Для очистки промышленных и коммунальных стоков в настоящее время существуют: механический, физико-химический, химический и биохимический способы очистки.

Для предотвращения попадания удобрений в водные объекты необходимы:

— соблюдение соответствия норм и сроков внесения удобрений с учетом биохимических особенностей почвы;

— дробное внесение удобрений в период вегетации (особенно для почв легкого механического состава);

— внесение удобрений с оросительной водой, что уменьшает их дозу (внесение азотных удобрений при дождевании снижает дозу вдвое);

— применение концентрированных и медленно действующих удобрений (в виде гранул с защитной оболочкой или труднорастворимых удобрений типа конденсатов мочевины), отдающих питательные вещества в почву постепенно, устойчивых к вымыванию;

— исключение хранения удобрений под открытым небом.

Для ограничения поступления пестицидов в водные объекты предусматривают следующие мероприятия:

— совершенствование методов их применения и ограничение использования стойких препаратов (только при сильной зараженности вредителями);

— уменьшение рассеивания пестицидов в окружающей среде (применение очаговой, ленточной или краевой обработки вместо сплошной; расход пестицидов при этом снижается в несколько раз);

— замену пестицидов биологическими методами защиты растений.

Методы улучшения качества природных вод. Природные воды обладают важным свойством — способностью к самоочищению. Процессы самоочищения природных вод происходят под влиянием солнечной радиации, деятельности микроорганизмов и водной растительности, других факторов. Наиболее интенсивно они протекают летом. Самоочищение загрязненных природных вод происходит при многократном (1:7…1:12) их разбавлении чистой водой. Эти процессы в замкнутых водоемах и подземных водах протекают медленно. Полное самоочищение воды Мирового океана, по прогнозам ученых, произойдет только через 2600 лет, а подземных — через 5000 лет. Процессы самоочищения воды протекают в результате ее насыщения кислородом. Под влиянием растворенного кислорода происходят окисление органических веществ и выпадение их на дно водоемов в виде минерального осадка. Наиболее интенсивно вода насыщается кислородом из воздуха на реках с быстрым течением и в водоемах при сильных ветровых волнениях. Этому способствует жизнедеятельность высших водных растений, насыщающих воду кислородом в результате фотохимических процессов фотолиза воды (фотосинтеза) под влиянием солнечной радиации. Наряду с этим качество воды улучшают водные растения за счет поглощения ряда растворенных и дисперсных веществ. К особо благоприятно действующим на процессы биологической очистки воды растениям относятся камыш, рогоз узколистный, тростник обыкновенный, рдест плавающий, роголистник и ряска.

Тростник обыкновенный — крупное многолетнее растение, которое растет в затапливаемых поймах и по берегам водоемов, даже если его корни скрыты двухметровым слоем воды. Тростник способен расти в воде соленых лиманов, вблизи серных источников, в сильно загрязненных промышленными стоками водоемах, на полях фильтрации и даже в шламонакопителях промышленных систем водоотведения. Под влиянием жизнедеятельности этого растения качество воды заметно улучшается благодаря непрерывному обогащению водно-почвенной среды кислородом. В нижних, покрытых водой побегах, развиваются водно-воздушные корни, с их помощью задерживаются находящиеся в воде всевозможные мелкие растительные и животные волокна, жировые и нефтяные эмульсии, хлопья коллоидов и пр. Эти корни поглощают из воды питательные для тростника, но балластные и даже токсичные для водоемов вещества и соли. Один гектар тростниковых зарослей за сезон поглощает до 5…6 т присутствующих в сточных водах солей. Многие токсичные вещества (аммиак, фенол, азотнокислый свинец, азотнокислая ртуть, сернокислая медь, кобальт хлористый, азотнокислый хром) не оказывают вредного влияния на тростник. Заросли тростника, затеняя поверхность водоема и понижая температуру воды, а также поглошая биогенные вещества, угнетают развитие синезеленых водорослей. Прибрежные заросли тростника гасят волны и таким образом защищают берега. Заросли тростника — прекрасная среда для обитания многих промысловых пушных зверей, диких животных, водоплавающих птиц, для нереста и нагула ценных промысловых рыб. Для повышения защитного эффекта тростника рекомендуется ежегодное выкашивание его зарослей на требуемой высоте, не повреждая корней.

Камыш и рогоз обладают теми же положительными свойствами, что и тростник, но в несколько меньшей степени. Роголистник и рдест являются эффективными помощниками в борьбе с синезелеными водорослями и цветением водоемов.

Ряска — плавающее на поверхности воды растение, покрывающее водное зеркало. Ряска энергично поглощает углекислоту, обильно выделяет кислород и очищает воду от многих вредных веществ, сохраняя жизнь животных и растений.

Харовые водоросли (хара, нителла, томпелла и др.), обитающие на глубине, играют большую роль в очищении вод, содержащих фенольные соединения.

Очищающую способность водных растений используют для очистки сточных вод промышленных предприятий. Для этого создают специальные водные бассейны с тростником и другой болотной и приболотной растительностью.

Реки выносят в моря и океаны огромные массы загрязнений. Однако вода морей остается прозрачной и достаточно чистой благодаря водной растительности и многочисленным живым организмам (ракообразным, моллюскам и червям). Поселения этих организмов, расположенных на одном квадратном метре, фильтруют более 200 м3/сут воды, освобождая ее от загрязнений.

Очистка рек от донных отложений. Хозяйственное использование рек и водосборных площадей приводит к загрязнению и заилению речных русл. Речное русло содержит помимо воды твердые фракции ила.

Водный сток определяют грунтовые, снеговые и дождевые воды, твердые фракции — взвешенные наносы, появляющиеся в результате эрозии грунтов на водосборной площади, образовавшиеся в результате распашки значительных площадей, вырубки лесов, лесонасаждений, нарушения водоохранных зон и т. п. и выпадения органических веществ, образующихся в результате процессов самоочистки водоемов. Взвешенные вещества поступают в водоток также со сточными водами, поверхностным стоком с городских территорий, промышленных площадок, животноводческих комплексов и т. п. Водный сток определяет транспортирующую способность реки, которая способна перемещать потоком взвеси без осаждения и таким образом обеспечивать самоочищение. Нарушение транспортирующей способности водотока является причиной заиления речных русл. Сокращение расхода в реке на 25% приводит к снижению транспортирующей способности потока в 2 раза.

Скорость течения зависит от расхода и уровня воды в реке. При использовании реки для судоходства или при создании гидротехнических сооружений увеличивается глубина и снижается скорость, а следовательно, падает транспортирующая способность. Это приводит к благоприятным условиям заиления водотока на значительном протяжении. В этом случае речной поток не в состоянии размывать донные отложения и обеспечивать самопромывку русла, что приводит к наносам, заилению и обмелению речного русла. Для поддержания русла в санитарном состоянии производят его очистку. Очистка рек от загрязненных донных отложений входит в систему водоохранных мероприятий. Необходимость в очистке русл устанавливается на данных натурных изысканий по выявлению мест скопления загрязнений.

Параметры процессов очистки русл устанавливаются с учетом физических особенностей загрязненных донных отложений, факторов размыва, транспорта и осаждения взвесей, а также гидравлического сопротивления речного русла. Технологическая схема работ по очистке русла включает технические решения и эксплуатационные мероприятия, предотвращающие повторное заиление и занесение наносами очищенных участков. В связи с большим объемом и высокой стоимостью работ предусматривают гидравлическое моделирование разрабатываемых мероприятий.

Качество воды водотока городской территории определяется с учетом загрязнений низовой границы населенного пункта.

Очистка русла от загрязненных донных отложений производится землечерпательными и землесосными снарядами, а также струйными взмучивающими устройствами с водоструйными насосами. Первоочередной является очистка притоков и верховых участков русла.

Использование стоков животноводческих комплексов. Стоки животноводческих комплексов губительно действуют на водные объекты. Сложность утилизации, трудности обеспечения санитарного состояния навозохранилищ и жижесборников представляют проблему животноводческих хозяйств страны.

В настоящее время используют следующую технологию обезвоживания навозных стоков: жидкий навоз, удаляемый из помещений скребковым транспортером, гидросмывом или гидросплавом, направляют в жижесборники, откуда насосами или самотеком по лоткам подают в отстойники, где навоз хранится полгода. За это время он разделяется на твердый осадок и осветленную часть, поступающую в бассейны суточного регулирования для смешивания с чистой водой. Эту смесь подают в закрытую оросительную сеть для полива кормовых культур.

Применяют также способ разделения стоков на твердую и жидкую фракции с использованием центрифуг. Это ускоряет процесс осветления стоков, уменьшает площади навозохранилищ и затраты на их строительство. Влажность твердой фракции снижается до 65…70%. Центрифуги пропускают 800… 1000 м3/сут жидкого навоза. При этом твердая часть превращается в компост и ее вывозят на поля. Для утилизации биогаза разработан реактор, способный перерабатывать навозную жижу концентрацией до 18% (рис. 1.). Проходя через реактор, биомасса превращается в гумус с высоким содержанием питательных веществ. При разложении органики выделяется биогаз, содержащий метан, двуокись углерода, а также небольшое количество сероводорода. Этот газ поступает в хранилище — емкость из плотной ткани, покрытую слоем поливинилхлорида. Энергию биогаза используют для комбинированного производства энергии и тепла. В этом случае из шлама, полученного при очистке сточных вод, вырабатываются биогаз и высококачественное органическое удобрение.

загрязнение вода водоем Рис. 1. 1— колодец для навозной жижи; 2 — насос; 3 — биогазовый реактор; 4 — отработанный осадок; 5— биогаз; 6—хранилище биогаза; 7—газовая горелка; 8 — тепловая энергия; 9 — электроустановка; 10 — электроэнергия; 11 — тепловая энергия Если биогаз используют как топливо для двигателей внутреннего сгорания, то после реактора он очищается с целью удаления сероводорода. Сейчас конструируют энергоустановку для производства тепла и электроэнергии из биогаза на основе двигателя автомобиля.

Тепловые загрязнения. Тепловое загрязнение вод атомными и тепловыми электростанциями можно уменьшать в результате ограниченного использования естественных водоисточников для охлаждения. Для этой цели создают собственные водохранилища-охладители, брызгальные бассейны или мощные градирни. В отдельных случаях водяные охлаждения заменялись воздушными. В районах с прохладным климатом в водохранилищах-охладителях целесообразно разведение рыбы. Подогрев воды дает существенную прибавку рыбной продукции. Использование растительноядных рыб в таких водоемах предотвратит их эвтрофи-кацию.

Отходы водного транспорта. Загрязнение вод отходами водного транспорта предотвращают путем сбора отходов с судов на специальные береговые или плавучие приемные пункты для переработки. Такие пункты создаются как в речных, так и в морских портах. Для исключения загрязнения морских вод нефтепродуктами создаются экологически чистые танкеры с двойным корпусом. Зазор между двумя корпусами для холостого хода заполняют балластной водой, не соприкасающейся с нефтью.

Загрязнения поверхности воды нефтепродуктами. Существуют различные способы очистки поверхности воды от нефтяных загрязнений. Один из способов механической очистки показан на рис. 2. При движении судна широкие захваты, расположенные с обеих сторон судна, направляют загрязненную воду к бортам, где установлены особые щетки, запатентованные фирмой. Вращаясь, щетки захватывают с поверхности моря нефтепродукты. Очищенная вода возвращается в море. Нефтепродукты сначала направляют в ловушку, затем в обширную емкость, которая оборудована системой подогрева, облегчающей их перекачку на плавучий собиратель отходов.

Рис. 2. Устройства для сбора плавающих на поверхности нефтепродуктов:

/ — плавающее средство, 2 — захваты; 3— щетки; 4 — нефтеловушки; 5— емкость с нефтепродуктом Загрязнения атмосферы. Мерами предохранения природных вод от загрязнения через атмосферу должны служить установки газо-, золои пылеуловителей и различные устройства для рекуперации отходов.

В целом следует иметь в виду, что даже самые совершенные методы очистки сточных вод смогут лишь отдалить загрязнение природных вод, но не приостановить его, поскольку в экономически развитых районах будут использоваться все водные ресурсы, что вызовет их загрязнение даже при соблюдении норм очистки сточных вод. Поэтому проблема чистой воды может быть решена только путем перевода к замкнутым системам водоснабжения, в которых очистные сооружения должны быть предназначены не для подготовки вод к впуску их в естественные водотоки, а для многократного использования в производственных циклах.

Заключение

Оценка степени ухудшения условий в водных экосистемах под влиянием загрязнения или других антропогенных воздействий с той или другой точностью в настоящее время может быть сформулирована только применительно к практическим формам использования водоемов. Показателем экологического благополучия водных экосистем может служить хорошо развитый биокруговорот. Прогноз состояния водных экосистем и влиянии тенденций в их изменении крайне важны для перспективного планирования рациональной эксплуатации водоемов. Человек должен стабилизировать свой обмен с природой на основе его адекватности, гармоничного сочетания интересов общества и возможностей природы. Говоря простым языком, человек должен беречь природу — в частности водные ресурсы. Ведь возможности наших водных ресурсов не безграничны и рано или поздно они могут закончиться.

«Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении» С. В. Яковлев, И. Г. Губий, И. И. Павлинова 2008 г.,

«Комплексное использование водных ресурсов» Л. К Садовникова, Д. С. Орлов 2005 г.,

http://revolution./ecology/86 553₀.html

http://zelenyshluz.narod.ru/articles/watervid.htm

http://www.clickpilot.ru/canaliz.php?wr=21