Экологические проблемы водных объектов России

Нефтяное загрязнение  водных объектов.

Нефтяное загрязнение, несомненно,  есть  самое распространенное явление.  От 2 до 4%  водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн.  т нефтяных углеводородов. Почти половина этого количества связана с транспортировкой и разработкой  месторождений  на шельфе.  Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток.

     Реки мира  ежегодно  выносят  в морские  и океанические воды более  1,8 млн. т нефтепродуктов.

     В море нефтяное  загрязнение имеет различные  формы. Оно может тонкой пленкой  покрывать поверхность воды,  а при разливах толщина нефтяного  покрытия вначале может составлять  несколько сантиметров.  С течением  времени образуется эмульсия  нефти в воде или воды в  нефти.  Позже возникают  комочки  тяжелой фракции нефти,  нефтяные  агрегаты,  которые способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты.  Вместе с ними они заглатывают и нефть.  Одни  рыбы  от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в пищу из-за неприятного запаха и вкуса.

Еще несколько  десятилетий  назад  загрязненные воды представляли собой как бы острова в относительно  чистой  природной  среде.  Сейчас картина изменилась,  образовались сплошные массивы загрязненных территорий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. МЕРЫ ПО БОРЬБЕ С  ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

2.1    Естественная очистка водоемов

Каждый водоем – это  сложная система, где обитают  бактерии, высшие водные растения, различные  беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. Одна из природоохранных  задач поддержать способность самоочищения водоемов от примесей.

Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три  группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание  поступающих загрязнений. Хорошее  перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым  течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых  осадков, а также отстаивание  загрязненных вод. В зонах с умеренным  климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере – через 2 тыс. км.

Обеззараживание воды  происходит под влиянием ультрафиолетового  излучения Солнца. Эффект обеззараживания  достигается прямым губительным  воздействием ультрафиолетовых лучей  на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы  микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление  органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема  по отношению к легко окисляемому  органическому веществу или по общему содержанию органических веществ.

Санитарный режим водоема  характеризуется, прежде всего, количеством растворенного в нем кислорода. Его должно бить не менее 4 мг на 1 л воды в любой период года для водоемов для водоемов первого и второго видов. К первому виду относят водоемы, используемые для питьевого водоснабжения предприятий, ко второму – используемые для купания, спортивных мероприятий, а также находящихся в черте населенных пунктов.

К биологическим факторам  самоочищения водоема относятся  водоросли, плесневые и дрожжевые  грибки. Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных случаях массовое развитие сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения.

Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые другие амебы адсорбируют кишечные и  другие вирусы. Каждый моллюск отфильтровывает  в сутки более 30 л воды.

Чистота водоемов немыслима  без охраны их растительности. Только на основе глубокого знания экологии каждого водоема, эффективного контроля за развитием населяющих его различных живых организмов можно достичь положительных результатов, обеспечить прозрачность и высокую биологическую продуктивность рек, озер и водохранилищ.

Неблагоприятно на процессы самоочищения водоемов влияют и другие факторы. Химическое загрязнение водоемов промышленными стоками, биогенными элементами (азотом, фосфором и др.) тормозит естественные окислительные  процессы, убивает микроорганизмы. То же относится и к спуску термальных сточных вод тепловыми электростанциями.

Многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время – самоочищение от нефти. В  природных условиях комплекс физических процессов самоочищения воды от нефти  состоит из ряда составляющих: испарения; оседания комочков, особенно перегруженных  наносами и пылью; слипание комочков, взвешенных в толще воды; всплывания комочков, образующих пленку с включениями  воды и воздуха; снижения концентраций взвешенной и растворенной нефти  вследствие оседания, всплывания и  смешивания с чистой водой. Интенсивность  этих процессов зависит от свойств  конкретного вида нефти (плотность, вязкость, коэффициент теплового расширения),  температуры воздуха и от солнечного освещения.

 

 

2.2    Методы очистки сточных вод и бессточное производство

Очистка сточных вод - обработка  сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как  и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и  готовая продукция (очищенная вода).

Методы очистки сточных  вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном случае, определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

 

Механический  метод

Сущность механического  метода состоит в том, что из сточных  вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные  частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных  конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка  позволяет выделять из бытовых сточных  вод до 60-75 % нерастворимых примесей, а из промышленных - до 95 %, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве.

 

Химический метод

Химический метод заключается  в том, что в сточные воды добавляют  различные химические реагенты, которые  вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95 % и растворимых до 25 %

 

Физико-химический метод

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные  воды очищают также с помощью  ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала  себя очистка путем хлорирования.

 

Биологический метод

Среди методов очистки  сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей  биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических  устройств по очистке сточных  вод: биофильтры, биологические пруды  и аэротенки.

            В биофильтрах сточные воды  пропускаются через слой крупнозернистого  материала, покрытого тонкой бактериальной  пленкой. Благодаря этой пленке  интенсивно протекают процессы  биологического окисления. Именно  она служит действующим началом  в биофильтрах. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод 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. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии (не слипающиеся в хлопья) омолаживают бактериальную массу ила.

            Сточные воды перед биологической  очисткой подвергают механической, а после нее для удаления  болезнетворных бактерий и химической  очистке, хлорированию жидким  хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также  другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование  и др.)

           Биологический метод дает большие  результаты при очистке коммунально-бытовых  стоков. Он применяется также  и при очистке отходов предприятий  нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной  промышленности, производстве искусственного  волокна.

 

Бессточные производства

Темпы развития индустрии  сегодня настолько высоки, что  одноразовое использование для  производственных нужд запасов пресной  воды – недопустимая роскошь.

            Поэтому ученые заняты разработкой  новых бессточных технологий, что  практически полностью решит  проблему защиты водоемов от  загрязнения. Однако разработка  и внедрение безотходных технологий  потребует определенного времени,  до реального перехода всех  производственных процессов на  безотходную технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные сооружения.

          При строительстве новых предприятий  на отстойники, аэраторы, фильтры  уходит иногда четверть и более  капиталовложений. Сооружать их, конечно,  необходимо, но радикальный выход  в коренном изменении системы  водопользования. Надо перестать  рассматривать реки и водоемы  как мусоросборники и перевести  промышленность на замкнутую  технологию.

          При замкнутой технологии предприятие  использованную и очищенную затем  воду возвращает в оборот, а  из внешних источников только  пополняет потери.

          Во многих отраслях промышленности  до недавних пор сточные воды  не дифференцировались, объединялись  в общий поток, локальные сооружения  очистки с утилизацией отходов  не строились. В настоящее время  в ряде отраслей промышленности  уже разработаны и частично  реализованы замкнутые водооборотные  схемы с локальной очисткой, что  значительно снизит удельные  нормы водопотребления. 

 

 

2.3    Мониторинг водных  объектов

В 2007 г. Правительством Российской Федерации было принято новое  Положение об осуществлении государственного мониторинга водных объектов (от 10.04.2007 г. №219). В соответствии с Положением организация и осуществление  мониторинга закреплены за Росводресурсами, Роснедрами, Росгидрометом и Росприроднадзором с участием уполномоченных органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

Государственный мониторинг водных объектов состоит из:

-        мониторинга поверхностных водных объектов (ГМПВО);

-        мониторинга подземных водных объектов (МПВО);

 

Мониторинг  поверхностных водных объектов

Государственная наблюдательная сеть за загрязнением поверхностных  вод Росгидромета предназначена  для решения следующих задач:

-        наблюдения за уровнем загрязнения вод и донных отложений рек, озер, водохранилищ и морей по физическим, химическим и гидробиологическим показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ, оценки и прогноза состояния водных ресурсов, определения эффективности мероприятий по их защите;

-        обеспечения органов государственного управления, хозяйственных организаций и населения систематической и экстренной информацией об изменениях уровней загрязнения (в том числе и радиоактивного) водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий;

-        обеспечения заинтересованных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны и рационального использования водных ресурсов, составления планов развития экономики с учетом состояния водных ресурсов.