Экологическая проблема: загрязнение воды

К числу геологических факторов относится структура русла рек. Если русло образовано известняковыми породами, то вода в реке, как правило, прозрачная и жесткая.

 Если же русло из непроницаемых  пород, например гранита, то  вода будет мягкой, но мутной  за счет большого количества  взвешенных частиц органического  и неорганического происхождения.

В целом поверхностные воды характеризуются  относительной мягкостью, высоким  содержанием органики и наличием микроорганизмов.

Загрязнение поверхностных  вод

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

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

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

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

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

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

 Небольшую опасность для  водной среды из металлов представляют  ртуть, свинец и их соединения.

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

 Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные  стоки содержат значительное  количество остатков удобрений  (азота, фосфора, калия), вносимых  на поля. Кроме того, большие количества  органических соединений азота  и фосфора попадают со стоками  от животноводческих ферм, а также  с канализационными стоками. Повышение  концентрации питательных веществ  в почве приводит к нарушению  биологического равновесия в  водоеме. Вначале в таком водоеме  резко увеличивается количество  микроскопических водорослей. С  увеличением кормовой базы возрастает  количество ракообразных, рыб и  других водных организмов. Затем  происходит отмирание огромного  количества организмов. Оно приводит  к расходованию всех запасов  кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка  в водоеме меняется настолько,  что он становится непригодным  для существования любых форм  организмов. Водоем постепенно «умирает».

 Современный уровень очистки  сточных вод таков, что даже  в водах, прошедших биологическую  очистку, содержание нитратов  и фосфатов достаточно для  интенсивного эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация — обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. От этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.

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

Наиболее опасными загрязнениями  поверхностных вод является загрязнения  сточными водами…

Состав сточных вод  и основные методы их очистки

Водоотводящие системы и сооружения — это один из видов инженерного  оборудования и благоустройства  населенных пунктов, жилых, общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимый санитарно-гигиенические  условия труда, быта и отдыха населения. Системы водоотведения и очистки  состоят из комплекса оборудования, сетей и сооружений, предназначенных  для приема и удаления по трубопроводам  бытовых производственных и атмосферных  сточных вод, а также для их очистки и обезвреживания перед  сбросом в водоем или утилизацией.

Объектами водоотведения являются здания различного назначения, а также  вновь строящиеся, существующие и  реконструируемые города, поселки, промышленные предприятия, санитарно-курортные комплексы  и т.п.

Сточные воды -это воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения  атмосферных осадков или поливки  улиц.

В зависимости от происхождения  вида и состава сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые (от туалетных комнат, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц; они  поступают от жилых и общественных зданий, а также от бытовых помещений  и промышленных предприятий); производственные (воды, использованные в технологических  процессах, не отвечающие более требованиям, предъявляемым к их качеству; к  этой категории вод относят воды, откачиваемые на поверхность земли  при добыче полезных ископаемых); атмосферные (дождевые и талые; вместе с атмосферными отводятся воды от полива улиц, от фонтанов и дренажей).

В практике используется также понятие  городские сточные воды, которые  представляют собой смесь бытовых  и производственных сточных вод. Бытовые, производственные и атмосферные  сточные воды отводятся как совместно, так и раздельно. Наиболее широкое  распространение получили общесплавные и раздельные системы водоотведения. При общесплавной системе все  три категории сточных вод  отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской  территории на очистные сооружения. Раздельные системы состоят из нескольких сетей  труб и каналов: по одной из них отводятся дождевые и незагрязненные производственные сточные воды, а по другой или по нескольким сетям - бытовые и загрязненные производственные сточные воды.

Сточные воды представляют собой сложные  гетерогенные смеси, содержащие примеси  органического и минерального происхождения, которые находятся в нерастворенном, коллоидном и растворенном состоянии. Степень загрязнения сточных  вод оценивается концентрацией, т.е. массой примесей в единицу объема мг/л или г/куб. м. Состав сточных  вод регулярно анализируется. Проводятся санитарно-химические анализы по определению: величины ХПК (общая концентрация органических веществ); БПК (концентрация органических соединений, окисляемых биологическим  путем) ; концентрация взвешенных веществ; активной реакции среды; интенсивности  окраски; степени минерализации; концентрации биогенных элементов (азота, фосфора, калия) и др. Наиболее сложны по составы  сточные воды промышленных предприятий. На формирование производственных сточных  вод влияет вид перерабатываемого  сырья, технологический процесс  производства, применяемые реагенты, промежуточные изделия и продукты, состав исходной воды, местные условия  и др.  Для разработки рациональной схемы водоотведения и оценки возможности повторного использования  сточных вод изучается состав и режим водоотведения не только общего стока промышленного предприятия, но также сточных вод от отдельных  цехов и аппаратов. Помимо определения  основных санитарно-химических показателей  в производственных сточных водах  определяются концентрации специфических  компонентов, содержание которых предопределяется технологическим регламентом производства и номенклатурой применяемых  веществ. Поскольку производственные сточные воды представляют собой  наибольшую опасность для водоемов, мы рассмотрим их более подробно.

Производственные сточные воды делятся на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно  чистые). Загрязненные производственные сточные воды подразделяются на три  группы:

• загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности; заводы по производству кислот, строительных изделий и материалов, минеральных удобрений и др.);
• загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно-бумажной, микробиологической, химической промышленности; заводы по производству каучука, пластмасс и др.);
• загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, текстильной, легкой, фармацевтической промышленности; заводы по производству сахара, консервов, продуктов органического синтеза и др.).

Кроме вышеуказанных 3 групп загрязненных производственных сточных вод имеет  место сброс нагретых вод в  водоем, что является причиной так  называемых тепловых загрязнений.

Производственные сточные воды могут различаться по концентрации загрязняющих веществ, по степени агрессивности  и т.д.

Состав производственных сточных  вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость тщательного  обоснования выбора надежного и  эффективного метода очистки в каждом конкретном случае.

Получение расчетных параметров и  технологических регламентов обработки  сточных вод и осадка требуют  весьма продолжительных научных  исследований как в лабораторных, так и полупроизводственных условиях.

Количество производственных сточных  вод определяется в зависимости  от производительности предприятия  по укрупненным нормам водопотребления  и водоотведения для различных  отраслей промышленности. Норма водопотребления  — это целесообразное количество воды, необходимого для производственного  процесса, установленная на основании  научно обоснованного расчета или  передового опыта. В укрупненную  норму водопотребления входят все  расходы воды на предприятии. Нормы  расхода производственных сточных  вод применяют при проектировании вновь строящихся и реконструкции  действующих систем водоотведения  промышленных предприятий. Укрупненные  нормы позволяют дать оценку рациональности использования воды на любом действующем  предприятии.

В составе инженерных коммуникаций промышленного предприятия, как  правило, имеется несколько водоотводящих  сетей. Незагрязненные нагретые сточные  воды поступают на охладительные  установки (брызгальные бассейны, градирни, охладительные пруды) , а затем возвращаются в систему оборотного водообеспечения. Загрязненные сточные воды поступают на очистные сооружения, а после очистки часть обработанных сточных вод подается в систему оборотного водообеспечения в те цеха, где ее состав удовлетворяет нормативным требованиям.

Эффективность использования воды на промышленных предприятиях оценивается  такими показателями, как количество использованной оборотной воды, коэффициентом  ее использования и процентом  ее потерь.

Для промышленных предприятий составляется баланс воды, включающий расходы на различные виды потерь, сбросы и  добавление компенсирующих расходов воды в систему.

Проектирование вновь строящихся и реконструируемых систем водоотведения  населенных пунктов и промышленных предприятий должно осуществляться на основе утвержденных в установленном  порядке схем развития и размещения отрасли народного хозяйства, отраслей промышленности и схем развития и  размещения производительных сил по экономическим районам. При выборе систем и схем водоотведения должна учитываться техническая, экономическая и санитарная оценки существующих сетей и сооружений, предусматриваться возможность интенсификации их работы.