Содержание
Экология
Основные меры борьбы с загрязнением водоемов. Методы очистки воды.
Природозащитные мероприятия, роль технического прогресса в защите окружающей среды
Защита окружающей среды -комплексная проблема, которая может быть решена только совместными усилиями специалистов различных отраслей науки и техники.
Наиболее эффективная форма защиты окружающей среды от вредного воздействия промышленных предприятий — переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях сельскохозяйственного производства — к биологическим методам борьбы с сорняками и вредителями. Это потребует решения целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач.
Инженерно-экологические мероприятия предполагают создание такой природно-промышленной системы, которая позволила бы обеспечить эффективное использование и охрану природных ресурсов в процессе работы того или иного производства. В инженерно-экологические мероприятия входят три группы мероприятий: инженерные, экологические и организационные.
Инженерныемероприятия направлены на совершенствование существующих и разработку новых технологических процессов, машин, механизмов и материалов используемых в производстве с целью исключения или смягчения негативных воздействий предприятий на природную среду.
Экологические мероприятия обеспечивают самоочищение (при загрязнении) природной среды или самовосстановление (при нарушении равновесия). Экологические мероприятия бывают абиотическими и биотическими.
Подгруппа абиотических мероприятий основана на использовании естественных, физических и химических, процессов, протекающих во всех составляющих биосферы, которые позволяют снизить опасность вредного антропогенного воздействия, уменьшить или исключить его последствия.
Биотические мероприятия основаны на использовании живых организмов, обеспечивающих функционирование экологических систем в зоне влияния производства. К ним относятся биологическая рекультивация и биологическая очистка сточных вод, ликвидация загрязнений почв с помощью специальных растений или микроорганизмов, способных извлекать и перерабатывать загрязняющие вещества.
Организационные мероприятиясвязаны с управлением, структурой и функционированием создаваемых или действующих природно-промышленных систем. Οʜᴎ подразделяются на плановые и оперативные.
Плановыемероприятия рассчитаны на длительную перспективу с учетом развития производства и непроизводительной инфраструктуры крупных природно-промышленных систем. К ним относятся выбор месторасположения новых производств с учетом розы ветров и взаимного расположения других источников загрязнений атмосферы; передислокация из городов и поселков предприятий с высокой интенсивностью вредного воздействия; выбор места расположения отвалов и свалок; перемещение рекреационных территорий, объектов культурного назначения из зон воздействия и влияния предприятий в чистые зоны; изменение путей и режимов движения транспорта; устройство санитарно-защитных зон.
К подгруппе оперативных относятся мероприятия, применяемые в экстремальных ситуациях, возникающих на производстве или в природной среде.
Экстремальные ситуации на производстве обычно сопровождаются авариями (взрывы, пожары, разрывы трубопроводов) и приводят к залповым выбросам и сбросам, загрязняющим окружающую среду.
Эти принципиальные направления основаны на цикличности материальных ресурсов и заимствованы у природы, где, как известно, действуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются все взаимодействия с окружающей средой и приняты меры к предотвращению отрицательных последствий, называют экологизированными.
Принципиально новый подход к развитию всего промышленного и сельскохозяйственного производства — создание малоотходной и безотходной технологии.
Понятие «полностью безотходная технология» условное, так как ни одно производство невозможно без отходов. Даже природные круговые процессы сопровождаются образованием отходов.
Малоотходные и безотходные технологические процессы и системы должны функционировать таким образом, чтобы не нарушать естественного хода процессов, протекающих в природе.
Так, в энергетике крайне важно шире использовать новые методы сжигания твердого топлива, к примеру в кипящем слое, а также оборудования, в частности горелок с низким выходом вредных веществ, что способствует снижению содержания вредных веществ в отходящих газах; разрабатывать эффективные системы очистки этих газов от пыли и оксидов серы и азота; применять экологически чистые источники энергии: термальных вод, солнечную, ветра, воды.
На транспорте крайне важно внедрение экологически чистых видов топлива (газа, неэтилированных бензинов), устройство каталитического дожигания и улавливания вредных веществ, широкое внедрение электромобилей.
В холодильной технике и технике кондиционирования переходить от хладагентов на базе хлорсодержащих углеводородов (фреонов), разрушающих озоновый слой, к озонобезопасным смесям, состоящим только из фторуглеводородов.
В машиностроении разрабатывать системы водоочистки для гальванических производств, переходить к замкнутым системам рециркуляции воды и извлечению металлов из сточных вод, в области обработки металлов шире использовать получение деталей из пресс-порошков.
В целлюлозно-бумажной промышленности внедрять процессы с низким расходом свежей воды на единицу продукции, применяя замкнутые и бессточные системы промышленного водоснабжения; максимально использовать экстрагирующие соединения, содержащиеся в древесном сырье, для получения целевых продуктов, совершенствовать процессы отбеливания целлюлозы с помощью кислорода и озона; улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в целевые продукты; создавать производственные мощности по переработке бумажных отходов, в том числе макулатуры.
Всемирная организация здравоохранения еще в 80-х гᴦ. обнародовала сведения, согласно которым в мире ежесуточно умирает 25 тыс. человеке в результате употребления загрязненной воды.
Природные воды бывают загрязнены самыми различными примесями, разделяющимися на группы по их биологическим и физико-химическим свойствам. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии (это две разные подгруппы). Вторая группа — это те вещества, которые образуют с водой взвеси или коллоидные системы (это также две разные подгруппы).
В коллоидном состоянии бывают минеральные или органические частицы, нерастворимые формы гумуса и отдельные вирусы. Взвесями же являются чаще всего планктон, бактерии и нерастворимые мельчайшие твердые частицы.
Содержаниеестественных (природных) частиц в поверхностных водах неодинаково. Минимальное содержание солей характерно для наших северных рек, а для южных, питаемых подземными водами, — максимальное, до 1,5 г/л. По виду исходных (природных) солей, превалирующих в воде, реки подразделяют на гидрокарбонатные (Волга, Днепр), сульфатные (Дон, Северский Донец), хлоридные и т. п. Но все же состояние рек в первую очередь определяется антропогенным фактором.
Наибольшее влияние на состояние рек оказывает сельскохозяйственное производство. Применение пестицидов (от «пест» — вред, «цидо» — убивать) во многих случаях буквально уничтожает биоценоз реки, особенно при работах на землях, непосредственно примыкающих к руслу.
Загрязнение рек промышленными и бытовыми стоками по массе стоит на втором месте, но, зачастую, по вредности является определяющим. Так, сбросы предприятий электронной и радиопромышленности, использующие хлорорганические растворители, отходы целлюлозно-бумажных комбинатов даже при сравнительно небольшой величине стоков убивают диоксинами все живое в ближайших водоемах.
Особенно следует выделить нефтяное загрязнение водоемов. Мало того, что продукты разложения нефти чрезвычайно токсичны, так нефтяная пленка, изолирующая воду от воздуха, приводит к гибели живых организмов в воде
В последнее время в воде все чаще встречаются вредные элементы (свинец, олово, цинк, медь, ртуть, радиоактивные изотопы), вода имеет кислую среду, в которой не могут жить рыбы.
28.1. Основные меры борьбы с загрязнением водоемов:
1. Установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон в соответствии с Водным кодексом РФ. В прибрежных защитных полосах (шириной 10—50 м от уреза реки) запрещаются любые работы — от распашки земли до выпаса скота͵ применение пестицидов, размещение предприятий и ферм. В водоохранной зоне — до 300 м от уреза воды — запрещается размещение любых объектов, которые могут оказать влияние на состояние реки, не допускается вырубка насаждений и т. п. Зоны устанавливаются на основании тщательных обследований и закрепляются специальным проектом, учитывающим рельеф местности и уже существующие объекты. Οʜᴎ либо ликвидируются, либо надзорными органами устанавливается особый режим водопользования. Водоохранная зона обозначается специальными знаками. Работы в ней, в особых случаях, могут проводиться лишь по согласованию с государственными органами
2. Отказ от чрезвычайно ядовитых сельскохозяйственных пестицидов, прежде всего — хлорсодержащих.
3. Уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет снижения водоемкости производства и применения оборотных (замкнутых, полузамкнутых) систем водоснабжения.
4. Разделение промышленных и хозяйственно-бытовых стоков. Обеспечение их очистки перед сбросами в водоемы.
Снижение опасности загрязнения водоемов нефтью и нефтепродуктами как за счет повышения надежности танкеров, так и мер организационно-правового характера
Методы очистки при загрязнении тяжелыми металлами
Механический сбор и удаление; снижение концентрации путем рассеивания.
Удаление со дна водных объектов загрязненного слоя
Методы очистки при механическом загрязнении
Механическая очистка предполагает различные способы улавливания отходов: решётки, сита, отстойники, ловушки различного характера.
Методы очистки при тепловом загрязнении
Вместо использования в качестве охладителя воды из естественных водоёмов инженерами разработан метод, позволяющий решить данную проблему без вреда для окружающей среды. Это метод испарительных или охладительных башен. Вместо спуска нагретой воды в реку электростанция перекачивает эту воду в нижнюю часть 90-150 метровой охладительной башни со скошенными стенками. Нагретая вода из труб разбрызгивается на водоуловитель и охлаждается, стекая через ряд перегородок и планок. Вода скапливается в бассейне под днищем башни и вновь возвращается в конденсатор.
Заключение
Чистая некогда вода принимает сейчас в год до 6 миллионов тонн отбросов, то есть груз 10 тысяч товарных поездов! В результате крушений гигантских танкеров и аварий на нефтепромыслах морская вода и побережье постоянно загрязняются нефтью, убивающая флору и фауну. Все чаще в прибрежных зонах гибнут колонии морских водорослей.
Неочищенные или плохо очищенные сточные воды городов заражают речные системы бесчисленным множеством бактерий, опасных для живых организмов, некоторые химические продукты – смертельные яды, убивающие всё живое сразу или постепенно.
Ещё хуже положение прудов и озёр. Речная вода, попадая в эти закрытые водоёмы или медленно пересекая их, отстаивается в них всякого рода отбросы. Излишек органических веществ, фосфатов и нитратов затрудняет самоочищение воды с помощью бактерий, а снижение содержания кислорода нарушает естественное равновесие. В озёрах и прудах скапливается черный ил, чудовищно размножаются и гниют микроскопические водоросли, поглощая всё больше и больше кислорода. Быстро разрастаясь, колонии водорослей столь же быстро погибают, насыщая озеро органическим веществом (процесс эвтрофикации).
Загрязнение морской воды нефтепродуктами вызывает нарушение фотосинтеза и водовоздушного обмена. неразличимой для глаз, кроме тех случаев, когда она имеет радужный блеск.2
Для морских организмов и человека опасны более 30 химических элементов, большую часть которых составляют переходные и тяжёлые металлы, многие из которых могут накапливаться в организмах, достигая концентраций, в десятки, сотни тысяч раз превышающих их естественное содержание в морской воде.
Большая часть акватории океанов используется в настоящее время, как самый дешёвый и потому повсеместно распространённый способ избавления от промышленных и бытовых отходов. Большие города сбрасывают туда массу органических отходов, либо недостаточно очищенных, превращая океаны в рассадки болезнетворных вирусов. В результате к средиземноморской воде ежегодно примешивается 300 тысяч тонн нефтепродуктов и других примесей, что составляет не менее 1% их общего сброса в Мировой океан.
Список литературы:
1. Люсьен Матье « Сбережем Землю».(1985г. изд. Прогресс).
2. В.Тимофеев, А.Кончиц «Человек и природа».( 1975г. изд. Знание).
3. Большая энциклопедия природы. Вода и воздух.(2002г. изд. Современная педагогика)
4. Основы экологии. (Рецензенты Т.Д.Бойцова, Л.Л.
Малесникова, кафедра «Техносферная и экологическая безопасность», ПГУПС, 2011 год Санкт – Петербург)
6. www.geogr.msu.ru
7. vodoprov.ru
8. referat.niv.ru
9. library.fentu.ru
1 Люсьен Матье « Сбережем Землю».(1985г. изд. Прогресс). с.49
2 Люсьен Матье « Сбережем Землю».(1985г. изд. Прогресс). с.50
Страницы:← предыдущая12
Загрязнение воды — это серьёзная экологическая проблема. Ведь вода необходима для существования всех живых организмов, в том числе и людей. Но её загрязнение делает невозможным использование воды для питья. А существующие способы очистки воды отнюдь не являются панацеей, поскольку во многих случаях ничем помочь не могут.
Основные причины загрязнения воды
- 1. Сточные воды. Проще говоря, это та вода, которая оказывается в канализации.
Представляют собой сточные воды смесь отходов жизнедеятельности человека, грязи, моющих средств и дождевой воды. В итоге получается грязная и токсичная жидкость, которая сливается, как правило, в реки и моря. И основная проблема заключается в том, что бытовые сточные воды содержат различные химические вещества (из-за моющих средств). Именно они наносят основной урон по живым водным организмам. - 2. Промышленные отходы.
Оказываются они в водоёмах по различным причинам. Случается так, что промышленные отходы сливаются в реки и моря нарочно (это ведь самый простой способ избавиться от них, и самый вредоносный). А иногда происходят несчастные случаи или утечки, в результате которых отходы оказываются в воде. - 3. Фермерские хозяйства.
Из-за удобрений, используемых на полях, наносится большой ущерб водоёмам. Происходит это потому, что химические и органические удобрения, находящиеся в верхнем слое почвы, смываются дождём в водоёмы (а также попадают в подземные воды). Но отказаться от ведения фермерских хозяйств было бы самоубийством, поскольку они являются поставщиками пищи. Поэтому с данной проблемой ничего не поделаешь. - 4. Утечки нефти.
К сожалению, случаются они слишком часто. По некоторым данным, в одной лишь Америке происходит более 10 тысяч утечек нефти каждый год. И, попадая в водоёмы, нефтепродукты оказывают множество неблагоприятных воздействий на живые организмы. - 5. Твёрдые отходы.
В мире существует множество водоёмов, которые служат в качестве каких-то помоек. Туда сбрасывается различный мусор, который в большом количестве собирается на поверхности водоёмов. Из-за чего препятствует попаданию солнечного света, что, в свою очередь, приводит к нарушению многих процессов, происходящих в этих экосистемах. - 6. Тепловое загрязнение.
Под этим пунктом подразумевается слив в водоёмы тёплой воды, которая образуется в результате работы тепловых и атомных электростанций. По своему составу вода не представляет никакой опасности, поскольку берётся из тех же водоёмов, но её повышенная температура оказывает неблагоприятное воздействие. Из-за увеличения температуры воды ускоряются многие процессы, что приводит к различным проблемам. В таких водоёмах наблюдаются массовые вымирания живности и ускоренное зарастание водорослями. - 7. Атмосферные загрязнения. В атмосфере нашей планеты содержится множество загрязняющих веществ. Они оказывают вредоносное влияние и на водоёмы.
Наибольший вред доставляют пепел, сажа, зола и различные газы. Оказываются они в атмосфере, в основном, из-за промышленной деятельности людей. А после попадания в воду происходят химические реакции, из-за чего образуются концентрированные кислоты.
Также продукты промышленной деятельности могут вступать в реакцию с водой и в атмосфере, из-за чего идут кислотные дожди, тоже наносящие большой вред водоёмам.
Последствия загрязнения воды
В мире уже сейчас наблюдается нехватка пресной воды (преимущественно, в регионах, находящихся близко к экватору). Загрязнение водоёмов лишь усугубляет положение вещей. Всё это грозит нехваткой пресной воды для большого количества людей. И, как следствие, увеличению количества смертей от жажды.
Заключение
Загрязнение воды является серьёзной проблемой человечества, но существует множество способов её решения: научиться бережней относиться к природным ресурсам, создать более совершенные очищающие воду механизмы, внедрить бессточные технологии в промышленности, повторно использовать очищенные сточные воды (в сельском хозяйстве, например) и т.д.
Бороться с этой проблемой вполне можно и нужно. А учитывая тот факт, что наука не стоит на месте, можно надеяться, что мы увидим результаты этой борьбы.
В славном Кёльне скопище монахов и мощей,
Где мостовые хватают прохожих клыками из камня,
Везде грязь, попрошайки и битые девки.
Я насчитал там шесть дюжин запахов вони
Да в придачу зловония разных оттенков.
О нимфы, владычицы грязи и вони,
И ты, Рейн, славный своим полноводьем,
Смойте грязь из города Кёльна!
Но ответьте мне, нимфы, какая же сила
Поможет вам очистить от грязи сам Рейн?
Сэмюэл Тейлор Колридж
Понятие очистка воды следует отличать от понятия борьба с загрязнением воды. Этими понятиями обозначают два совершенно различных вида деятельности. Очистка воды и борьба с загрязнением воды — две стороны одной медали, именуемой качеством воды. Очистка воды представляет собой процесс подготовки воды для потребителя — в быту, в коммерческих предприятиях или на производстве. Безопасность воды достигается удалением из нее болезнетворных микроорганизмов, а вкусовые качества — удалением посторонних привкуса и запахов и очисткой от мути и других примесей.
Различие между очисткой воды и борьбой с ее загрязнением
Борьба с загрязнениями воды насчитывает множество способов, однако выбор подходящего способа определяется в основном источником и типом загрязнения. В этом разделе сайта мы рассмотрим технологические решения, применяемые для борьбы с загрязнениями от стационарных источников, обсудим некоторые изменения в землепользовании, необходимые для борьбы с загрязнениями от линейных источников.
Борьба с загрязнением воды от городских стационарных источников
Когда сточные волы поступают на очистную станцию (называемую также станцией очистки сточных вод), они проходят сначала через систему решеток и сеток, благодаря чему все сколько-нибудь крупные посторонние предметы не попадают в очистные сооружения. Ливневые сточные воды, собираемые дренажной системой, — это просто вода, которая не смогла просочиться в почву после дождя.
Системы общесплавной канализации
После того как сточные воды пройдут через систему решеток и сеток, они поступают в песколовку, где крупные посторонние включения, например гравий, выпадают на дно медленно текущего потока. Затем поток воды направляется в бассейн для отстоя, обычно именуемый отстойником, где твердые органические частицы постепенно оседают из поступающей сюда воды. Отстой воды в бассейне представляет собой чисто физический процесс; здесь не протекает никаких химических реакций или биологических процессов. Следующий за отстоем процесс предназначен для удаления органических веществ, которые растворены (а не находятся во взвеси) в сточных водах. Новый этап — удаление растворенных органических веществ — именуется вторичной очисткой.
Первичная и вторичная очистка сточных вод
Процесс перегнивания отходов состоит в превращении отстоя (шлама) твердых органических отходов в устойчивый (неразложимый) материал. Процесс происходит в большом подогреваемом резервуаре, обычно называемом перегнивателем. Доступ воздуха в резервуар закрыт, так что обработка отходов ведется в бескислородной среде.
Процесс перегнивания отходов
Основная часть органических веществ удаляется из сточных вод в ходе их первичной и вторичной очистки. Процесс, следующий за вторичной очисткой, предназначен для удаления из сточных вод элементов питания растений. Эти элементы ответственны за эвтрофизацию озер и рек. Процесс, следующий за вторичной очисткой, обычно называют третичной очисткой сточных вод. В отличие от первичной и вторичной очистки третичная очистка пока мало распространена. Основная задача третичной очистки — удалить из сточных вод соединения, содержащие азот и фосфор. Именно эти элементы в основном обусловливают эвтрофизацию природных водоемов, приводящую к бурному росту водорослей.
Третичная очистка сточных вод
В отличие от бактерий вирусы встречающиеся в пищеварительном тракте человека, медленнее удаляются из сточных вод при очистке последних. Первичная очистка практически не снижает их численности. Вторичная очистка с применением капельных биофильтров уменьшает количество вирусов на 40%; однако вторичная очистка с использованием активного ила способна снизить численность вирусов на 98%. Заключительное хлорирование еще больше снижает их численность, хотя даже после хлорирования живые вирусы, характерные для микрофлоры кишечника человека, все еще могут быть обнаружены в очищенных сточных водах.
Хлорирование сточных вод
Метод физико-химической очистки обеспечивает удаление из воды тех же загрязнений, что и в традиционном комплексе процессов первичной, вторичной и третичной обработки стоков.
Физико-химическая очистка сточных вод
Помимо методов борьбы с загрязнением воды, рассмотренных в этом разделе сайта, существуют два совершенно иных метода улучшения качества воды. Эти методы обращены к самим рекам и не связаны с процессами очистки воды в обычном смысле. Первый называется увеличением расхода воды с целью повышения ассимилирующей способности водотока; для этого дополнительная вода в реку поступает из любого водохранилища, расположенного выше места сброса загрязненных вод, с тем чтобы уменьшить концентрацию растворенных органических загрязнений ниже по течению. К той же категории относится процесс, названный аэрацией в водотоке. По существу это тоже способ повышения содержания в воде кислорода без удаления растворенных в ней органических загрязнений.
Можно ли сберечь реку, не удаляя попадающие в нее загрязнения
Одна из идей, предлагаемых в проектах, поддерживаемых правительством и серьезными специалистами, — это очистка сточных вод фильтрацией через почву. Такой подход имеет как преимущества, так и недостатки. Сточные воды содержат фосфор, азот и различные органические вещества, так что они вполне годятся в качестве удобрений на полях; кроме того, они же являются источником влаги.
Но хотя идея их использования для ирригации кажется привлекательной, необходимо рассмотреть и другие стороны проблемы.
Очистка сточных вод фильтрацией через почву
Законодательная борьба с загрязнением воды
Экономика и экологический контроль
Предварительные стандарты на загрязнения
Борьба с загрязнением воды в сельских районах и от линейных источников
Если семья пользуется сточными колодцами для сброса отходов и воду получает также из колодца, то желательно разместить источник воды подальше (в нескольких сотнях метров) от сточного колодца и по возможности выше места сброса отходов. Далее, почва, на которой размещено поле орошения, должна быть достаточно рыхлой. (Ее пористость можно оценить с помощью простого теста.) В породе, подстилающей почву, не должно быть трещин и щелей, через которые сточные воды могли бы попасть в грунтовые воды. Уровень грунтовых вод должен располагаться по крайней мере на несколько метров ниже уровня труб на поле орошения. Чтобы соответствовать нормам размеров полей орошения для обработки сточных вод, участки под застройку в пригородах должны быть достаточно большими.
Борьба с загрязнением воды в сельской местности
Линейные (неточечные) источники загрязнения воды включают ручьи и речки, которые могут нести отходы, получаемые с достаточно большой площади суши, в реки и озера. Загрязнения от линейных источников — это органические вещества, соединения азота и фосфора, а также частицы почвы.
Борьба с загрязнением воды от линейных источников
Успехи в деле очистки воды
Подведем итоги этого раздела сайта.
В процессе очистки воды из нее удаляют загрязнения, делая ее пригодной для потребителя; методы борьбы с загрязнениями улучшают качество использованной воды, которую затем можно сбросить в природный водоем. Загрязнения удаляются из воды в три этапа:
1) первичная очистка, при которой сточные воды освобождаются от крупных твердых отходов в результате их механического оседания из потока;
2) вторичная очистка, в процессе которой растворенные органические вещества разлагаются микроорганизмами;
3) третичная очистка, при которой удаляются соединения азота и фосфора, а также оставшиеся органические вещества.
После этих трех этапов вода хлорируется для уничтожения оставшихся бактерий и вирусов и затем сбрасывается в природные водоемы.
Альтернативами наиболее распространенным методам очистки являются увеличение расхода воды с целью повышения ассимилирующей способности водотока, аэрация в водотоке, физико-химическая очистка с фильтрованием через слой активированного угля, очистка фильтрацией через почву, а также озонирование. Около 63% населения США обслуживается установками, обеспечивающими вторичную (или первичную) очистку сточных вод. Другие 20% располагают местными частными системами (например, септик-тенками), дающими адекватные результаты. Сточные воды примерно от 17% населения не подвергаются вторичной очистке или не очищаются вовсе.
Основные задачи, связанные с очисткой сточных вод, ныне таковы:
1) охват системами очистки еще не обслуживаемой части населения;
2) отделение ливневых вод от бытовых и промышленных сточных вод с тем, чтобы эти последние не могли миновать очистных станций;
3) введение в практику очистки сточных вод путем фильтрации через почву, чтобы уменьшить количество загрязнений, попадающих в природные воды от линейных источников;
4) уменьшение количества поступающих канцерогенных хлорированных углеводородов, образующихся при хлорировании сточных вод.