Водная среда Челябинской области

Содержание

1. Источники загрязнения воды

2. Меры по очистке и охране  вод

3. Характеристика водных объектов  Челябинской области и источники  их загрязнения

4. Регулирование, использование  и охрана водных ресурсов

5. Санитарное  состояние источников питьевого  водоснабжения населения области

6. Санитарное состояние систем  централизованного хозяйственного-питьевого водоснабжения

Выводы

Список литературы

1.Источники загрязнения  воды

Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды различные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения. Вещество, нарушающее нормы качества воды, — загрязняющим. Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на группы. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами — тонкими пленками из коллодия Или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.

Вода может иметь загрязнения биологического характера: бактерии, вирусы, водоросли, простейшие, черви и т. д. Бактерии образуют устойчивые взвеси, а водоросли —целые «подводные луга», на дне водоемов может быть много червей.

В 90-х годахXX столетия антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.

Годовой объем промышленных коммунально-бытовых  и сельскохозяйственных стоков в  мире достиг6,7%, или около 2,5 тыс. км³ естественного речного стока на планете,а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним. Антропогенные загрязнения воды по сравнению с природными водами (растворы и взвеси) более опасны и во много раз сильнее снижают ее качество.

Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, радионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная органика, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т. д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд. тонн в год. Большая часть этих загрязнителей приходится на реки, где средняя их концентрация достигла 400 мг/л.

Наибольшая нагрузка из крупных  речных бассейнов как по водопотреблению, так и по загрязнению приходится на Волгу, Днепр, Дунай и Рейн в  Европе; Урал, Миасс, Исеть, Тобол на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека.

Биогены, поступающие в водоемы со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофизацией.

Водоросли окрашивают воду в различные  цвета и поэтому данный процесс  называют и«цветением» водоемов. Под  влиянием водорослей изменяется вкус воды,приобретается неприятный запах. В водоеме при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей,потребляют кислород, создавая тем самым его дефицит в водоеме. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. В процессе разложения отмирающие водоросли выделяют также фенол, индол и другие ядовитые вещества. От недостатка кислорода,пищи и убежищ гибнут рыба, моллюски, ракообразные. Вода в таких водоемах становится непригодна для питья и даже для купания.

К одному из видов загрязнения природных  вод относится и тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции нередко сбрасывают в водоемы (водохранилища)подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, например, водорослей.

С повышением температуры в загрязненной воде наблюдается бурное размножение  болезнетворных микроорганизмов и  вирусов.

Важным источником пресной воды в ряде регионов России являются подземные  воды. Однако подземные воды в последние  годы также подвергаются техногенному загрязнению из-за сильного загрязнения  земли и наземных водотоков. Нередко  это загрязнение настолько велико, что вода из них непригодна для  питья.

2. Меры по очистке  и охране вод

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических веществ и отмирании внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 часа остается не более 50% бактерий, через 96 часов — 0,5%.Однако следует учитывать, что для обеспечения самоочищения загрязненных вод необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства для очистки загрязнений, поступающих со сточными водами, с отходами сельскохозяйственного производства. Сточные воды очищаются механическим,физико-химическим, биологическим и другими методами.

Для ликвидации бактериального загрязнения  применяется обеззараживание или  дезинфекция сточных вод. Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. В зависимости от размеров грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения —нефтеловушками, маслоуловителями, смолоуловителями и т. д. Механической очисткой можно достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60% нерастворимых примесей, а из производственных — до 95%.

Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные и искусственные материалы. Естественные—это глины, торф, а искусственные —активированные угли. Из физико-химических методов широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием.

Хлор —наиболее эффективное  средство для обеззараживания воды. Он убивает микроорганизмы и вступает в реакцию с аммиаком. Оставшийся в избытке хлор растворяется в  воде, защищая тем самым воду от любого нового источника загрязнения.

Физико-химический метод очистки  дает возможность уменьшить количество нерастворенных загрязняющих веществ  сточных вод до 95% и растворенных до 25%.

Загрязненные сточные воды очищают  также электролитическим методом (пропусканием электрического тока через загрязненные воды), с помощью ультразвука, озона,ионообменных смол и высокого давления.

Механический и физико-химический методы являются первыми этапами  очистки сточных вод, после чего они направляются на биологическую  очистку.

Метод биологической очистки заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. После биологической очистки вода становится прозрачной, незагнивающей, содержащей растворенный кислород и нитраты. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод:биофильтры, аэротенки и биологические пруды. В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Эта пленка является действующим началом в биофильтрах.Благодаря ей интенсивно протекают процессы биохимического окисления.

Аэротенки — это железобетонные резервуары, обычно больших размеров, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом.

Очищающее начало аэротенков — активный ил из бактерий и микроскопических животных.Источниками питания и бурного развития организмов активного ила служат загрязнения сточных вод органическими веществами и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Мельчайшие животные (инфузории,жгутиковые, амебы, коловратки и др.), пожирая бактерии, не слипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила. Следует отметить, что уже через несколько минут после контакта ила со сточной водой обычно концентрация в ней органических веществ снижается более чем наполовину. В целом содержание органического вещества в стоках в результате прохождения через аэротенки.сокращается на 90%.

В естественных условиях для биологической  доочистки сточных вод используют биологические пруды и поля орошения или поля фильтрации.

Биологические пруды —это неглубокие земляные резервуары, обычно 0,5—1 м, в которых происходят те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Они работают при температуре не менее6°С. Обычно их устраивают в виде 4—5 серий на местности, имеющей уклон.Располагают ступенями так, что вода из верхнего пруда самотеком направляется в нижерасположенный. Поля фильтрации предназначены только для биологической доочистки (очистки) сточных вод. На полях орошения одновременно с очисткой вод производится выращивание кормовых сельскохозяйственных культур или трав.

Выбор схемы очистки в конкретных условиях определяется показателями очищаемых  вод,возможностью утилизации примесей и повторного использования очищенной воды для нужд производства. Отдельные виды промышленных сточных вод нуждаются в захоронении. Предоставление недр для захоронения вредных веществ, отходов производства и сброса сточных вод допускается в исключительных случаях и при соблюдении специальных требований.

Рассматривая меры по охране водных ресурсов, следует еще раз подчеркнуть, что сохранение в количественном и качественном отношении природных  водоисточников является фундаментальным требованием, определяющим тактику и стратегию водохозяйственной деятельности.

Решение проблемы предотвращения загрязнения  водоемов сточными водами состоит в  создании безотходных технологических  процессов. Под термином «безотходная технология»понимают комплекс мероприятий, до минимума сокращающий количество вредных выбросов. Одним из главных  потребителей и загрязнителей воды является сельскохозяйственное производство. Вода — один из факторов урожая. Отсюда на орошаемых землях необходимо всеми  силами и средствами беречь и экономить  воду,сохранять при этом реки и озера в чистоте. Не допускать смыва почвы,поступления агрохимикатов в реки и озера, следует вести борьбу с фильтрацией и другими потерями воды.

На неорошаемых землях применение высокой агротехники имеет особо  важное значение в сохранении чистоты  водных ресурсов. Правильно проведенная  пахота и в целом обработка  почвы применительно к конкретным условиям, агролесомелиоративные мероприятия способствуют накоплению влаги в почве и обеспечивают чистоту воды.В сохранении чистоты водоемов в сельскохозяйственных предприятиях должно уделяться внимание организации водопоя домашних животных, строительству животноводческих и других сельскохозяйственных помещений, утилизации навоза и т. д. Все большее значение на промышленных предприятиях приобретает применение оборотной системы водоснабжения или повторного использования воды.

В 1985 году удельный вес оборотной  и последовательно используемой воды на производственные нужды составлял 237,6 км³, или 71 % от всей необходимой для производственных процессов. На предприятиях Оренбуржья введение оборотной системы водоснабжения дало возможность повторно использовать 1 млрд. 900миллионов кубометров воды в год. Река Урал стала чище.

Внедрение в Челябинске оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях позволило резко сократить потребление  речной воды с 8,8 до 5,5 тыс. м³/сутки и уменьшить сброс сточных вод в канализацию.

Важным источником воды являются подземные  воды. Как уже было отмечено, запасы подземных вод в России значительны. Так, подземные воды к востоку  от Коркино,Еманжелинска и Красногорска в Челябинской области на протяжении многих десятилетий служили источником их водоснабжения. Эти воды с успехом могут использоваться и для орошения.

На Южном Урале для орошения полей целесообразно использовать воды шахт, подземные воды от откачки  вод при добыче полезных ископаемых.