Екологічні проблеми водного середовища



Скачати 215.58 Kb.
Дата конвертації24.11.2016
Розмір215.58 Kb.
Лекція №9

Тема: Екологічні проблеми водного середовища.

Мета: пригадати, що таке гідросфера, її функції та склад, ознайомити із екологічними проблемами водного середовища; розвивати вміння аналізувати вплив діяльності людини на гідросферу та шукати раціональні шляхи боротьби із забрудненням водного середовища; виховувати бережливе ставлення до власного здоров’я та здоров’я оточуючих.
План


  1. Значення води для людини.

  2. Основні джерела забруднення водойм.

  3. Види забруднення вдойм.

  4. Наслідки забруднення гідросфери.

  5. Методи очищення водойм.


Запитання для самоконтролю

1. Що таке гідросфера?

2. Яке значення води для живих організмів:

3. Які основні джерела забруднення гідросфери?

4. Які є види забруднення води?

5. Які наслідки забруднення води?

6. Які методи очищення стічних вод ви знаєте?

7. Що таке самоочищення води?


Особливої гостроти ї актуальності набуває в Україні проблема водних ресурсів. Нерівномірність розміщення водних ресурсів по території країни та зростаючий їх дефіцит, найбільш гострий у південних та центральних областях, потребує негайного запровадження водозберігаючих технологій, організації безстічних виробництв, економного витрачання води для зрошення, а також в комунальному господарстві, побуті.

Актуальною є проблема раціонального використання водних ресурсів, зокрема поліпшення структури її споживання. Природоохоронні заходи передбачають скорочення витрат води, раціоналізацію водопостачання, впровадження систем оборотного і послідовного використання води, будівництва і введення в дію об'єктів очищення стічних вод.




1. Значення води для людини.

Гідросфера або водяна оболонка Землі, — це її моря й океани, крижані шапки приполярних районів, річки, озера й підземні води. Запаси води на Землі величезні — 1,46- 109 км3 (0,025 % її маси). Але це переважно гірко-солона морська вода, непридатна для пиття й технологічного використання. Прісна вода становить усього 2 % її загальної кількості на планеті, причому 85 % її зосереджено в льодовикових щитах Гренландії та Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. І лише 1 % прісної води містять річки, озера й підземні води; саме ці джерела й використовує людство для своїх потреб.

Вода, як елемент глобальної екосистеми, виконує дуже важливі функції:



  • вода — це основна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70 % складається з води, а деякі організми, такі як медуза або огірок, на 98—99 %);

  • з участю води здійснюються численні процеси в екосистемах (наприклад, обмін речовин, тепла);

  • води Світового океану — основний кліматоутворюючий фактор, головний акумулятор сонячної енергії й «кухня» погоди для всієї планети;

  • вода — один із найважливіших видів мінеральної сировини, основний природний ресурс, що споживається людством (сьогодні води використовується в тисячі разів більше, ніж нафти чи вугілля).

Величезну роль відіграє гідросфера у формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, ерозія, карст тощо), в перенесенні хімічних речовин, у тому числі й забруднювачів довкілля.

Вода використовується як сировина, бере участь у технологічних процесах. В обробній промисловості вода використовується майже у всіх технологічних процесах для розчинення, змішування та очищення. Для виробництва однієї тонни міді потрібно 5000 тонн води, каучуку – 1500 тонн, паперу – 1000 тонн, сталі – 300 тонн, видобутку однієї тонни вугілля – 6 тонн. 

Основне джерело водопостачання для людини — річковий стік. Перше місце за цим показником посідає Бразилія з її гігантською повноводою річкою Амазонкою.

Річковий стік України становить у середньому 83,5 млрд м3, а в посушливі роки зменшується до 48,8 млрд м3. Він розподіляється по території нашої держави нерівномірно: 70% стоку припадає на Північно-Західний економічний район, де мешкає лише 40% населення. А на Донецько-Придніпровський і Південний економічні райони, де живе 60% населення й зосереджені найбільш водоємкі галузі господарства, припадає тільки 30% стоку. У зв'язку з цим у багатьох районах півдня України відчувається гострий дефіцит води, для ліквідації якого доводиться перекидати її каналами, будувати водосховища тощо.

Головне джерело води для України — річка Дніпро. Крім того, потреби у воді забезпечуються річками Дунай, Дністер, Південний Буг, Тиса, Прут та ін. Стан води й повноводність цих артерій залежать в основному від стану їхніх приток — малих річок, яких в Україні налічується близько 63 тис. їхня роль величезна: досить згадати, що 90% населених пунктів нашої країни розташовані саме в долинах малих річок і користуються їхньою водою. Однак стан малих річок України сьогодні викликає велику тривогу. За даними Держводгоспу, протягом другої половини XX ст. в Україні зникло близько 5 тис. малих водотоків. Це невідворотно веде до деградації великих річок, тому проблема їх збереження та оздоровлення — одна з найгостріших для нашої держави.

Спроби припинити гідротехнічними засобами процес зменшення стоку малих річок не дали очікуваних результатів. Через активне зарегулювання русел річок унаслідок створення водойм, гідротехнічне будівництво та меліоративні заходи на водозборі, обвалування й спрямлення русел, сільськогосподарське використання та урбанізацію заплав, заміну болотних екосистем штучними сільськогосподарськими моноценозами, постійне необоротне використання вод більшість річкових ландшафтів України опинилися в стані екологічної кризи.

В умовах непорушених ландшафтів поверхневий стік практично не несе в річки забруднень. Саме природні ландшафти, завдяки фільтраційним здатностям природних біоценозів, раніше були ідеальним фільтром. Нині в Україні природні ландшафти або знищені, або перебувають на різних стадіях деградації. А водоохоронні зони, якщо вони є взагалі, зведено до вузьких берегових лісопосадок, які не виконують належним чином функції фільтра-торів стоків.



Підземні води України мають не менше значення для забезпечення водою населення: близько 70 % жителів сіл і селищ міського типу задовольняють свої потреби в питній воді за рахунок ґрунтових вод (колодязі) чи глибших водоносних горизонтів (свердловин). Стан підземних вод України в цілому кращий, ніж поверхневого стоку, хоча місцями вони забруднюються стоками промислових підприємств, тваринницьких комплексів тощо. В деяких промислових районах (Донбас, Кривбас) розробка шахт і кар'єрів негативно впливає на якість і запаси підземних вод. У результаті багаторічного відкачування води з цих об'єктів її рівень дуже понизився, а з деяких водоносних горизонтів вода зникла зовсім.
2. Основні джерела забруднення водойм.

З тих пір, як потреби у воді людини вийшли за межі суто біологічних, антропогенний фактор став виступати як суттєвий чинник забруднення вод. Забруднюються усі категорії: океанічні, континентальні, підземні, хоча їх ступінь різний. Більшою мірою небажані зміни відбуваються з річковими водами. Це пов’язано з використанням води людиною для різних цілей: водопостачання населених пунктів, промисловості та сільського господарства, зрошення земель та обводнення посушливих районів, гідроенергетика, рибне господарство, рекреація. „Відповідь” природних систем на втручання у внутрішньоводоймищні процеси призводить до кількісного та якісного виснаження річкових вод, викликане зменшенням їх середньорічного стоку під впливом господарської діяльності людини, зокрема, зростанням величини водозабору, площі випаровування тощо. Якісне виснаження пов’язане із забрудненням вод і розвитком процесу евтрофування водойми, тобто зростання в ній концентрації біогенних елементів і сполук, які є причиною бурхливого розвитку одноклітинних зелених і синьо-зелених водоростей.

Антропогенні перетворення континентальних вод досягли глобальних масштабів і призвели до того, що техногенне втручання у кругообіг води наближається до критичного рівня, перевищення якого може суттєво вплинути на географічний розподіл опадів і якість води природних джерел. Цьому сприяло будівництво гідротехнічних споруд, таких як водосховища, зрошувальні канали, збільшення площ випаровування за рахунок зрошення, забруднення континентальних вод тощо.

Під забрудненням природних вод розуміють зміну їх фізичних, біологічних та інших параметрів, що спричиняє погіршення якості води й обмеження можливості її використання.



Основними джерелами забруднення природних вод є:

Атмосферні води, які несуть значні кількості полютантів (забруднювачів), що вимиваються з повітря і мають переважно промислове походження. При стіканні по схилах, атмосферні та талі води додатково захоплюють з собою значну кількість речовин. Особливо небезпечні стоки з міських вулиць та промислових майданчиків, які несуть значну кількість нафтопродуктів, сміття фенолів, різних кислот.

Міські стічні води, що включають переважно побутові стоки, які містять фекалії, детергенти (поверхнево-активні речовини), мікроорганізми, у тому числі патогенні.

Промислові стічні води, що утворюються у самих різноманітних галузях виробництва, серед яких найбільш активно споживає воду чорна металургія, хімічна, лісохімічна, нафтопереробна промисловості. При технологічних процесах утворюються такі основні види стічних вод, а саме:

  • реакційні води, що утворюються у процесі реакцій з виділенням води, забруднені як вихідними речовинами, так і продуктами реакцій,

  • води, що містяться у сировині та вихідних продуктах (вільна або зв'язана вода),

  • промивні води після миття сировини, продуктів, тари, обладнання, маточні водні розчини,

  • водні екстрагени та адсорбенти,

  • охолоджені води, що не контактують з технологічними продуктами, а використовуються у системах зворотного водопостачання,

  • побутові води – води їдалень, душових, туалетів, пралень тощо,

  • атмосферні опади, що стікають з території промислових підприємств.

За останні декілька десятків років ґрунтові води стали одним із найважливіших ресурсів. Вони є джерелом значної кількості питної води, яка використовується у побуті, а також іде на зрошення. Звичайно, ґрунтові води раніше володіли достатньо високими якостями і без очищення задовольняли вимоги до питної води, але випадки забруднення високоякісних ґрунтових вод отруйними речовинами стають все більш частими. Ґрунтові води вимивають із ґрунтів значну кількість забруднювачів, які грунт не може затримати,

З усіх джерел забруднення води основне значення мають виробничі стічні води. Найбільшими забрудниками поверхневих і підземних вод є:


  • хімічна промисловість,

  • чорна металургія;

  • кольорова металургія;

  • коксохімія;

  • важке, енергетичне і транспортне машинобудування;

  • комунальне і сільське господарство.


Основними причинами забруднення поверхневих і підземних вод України є:

  • надмірна концентрація промислового виробництва у містах, розвиток комунального господарства, нестача потужностей для переробки промислових і побутових відходів;

  • забруднення природних вод, яке буває мінеральним, органічним, біологічним, тепловим, радіоактивним і забрудненням твердими відходами;

  • скидання неочищених та недостатньо очищених комунально-побутових і промислових стічних вод безпосередньо у водні об'єкти та через систему міської каналізації;

  • надходження до водних об'єктів забруднюючих речовин у процесі поверхневого стоку води з міських територій та дисперсний вид забруднення в результаті експлуатації сільськогосподарських угідь шляхом розвитку процесів водної ерозії;

  • реалізація в минулому широкомасштабних водогосподарських проектів щодо перерозподілу стоку, зрошення і осушення територій, виправлення стоку рік тощо;

  • аварійні викиди забруднюючих речовин у водне середовище, у першу чергу забруднення басейну Дніпра радіонуклідами в наслідок аварії на Чорнобильській АЕС;

  • відсутність досконалої системи обліку за використанням води;

  • відсутність фінансових ресурсів для впровадження водозберігаючих технологій і експлуатації або підтриманні на належному рівні існуючої водогосподарської інфраструктури;

  • недосконалість економічного механізму у водному господарстві і структури його управління.

Забруднення водних екосистем є більшою небезпекою, ніж забруднення атмосфери з наступних причин:



  • процеси регенерації або самоочищення протікають у водному середовищі набагато повільніше, ніж у повітряному;

  • джерела забруднення водойм більш різноманітні;

  • природні процеси, які відбуваються у водному середовищі і піддаються впливу забруднень, більш чутливі самі по собі й мають більше значення для забезпечення життя на Землі, ніж атмосферні.


3. Види забруднення водойм.

В результаті діяльності людей гідросфера змінюється: кількісно (зменшення кількості води, придатної для використання) та якісно (забруднення).

Серед забруднень розрізняють фізичне, хімічне, біологічне й теплове.

Типи забруднення поверхневих і підземних вод


Типи забруднення

Забруднюючі речовини

Фізичне

Нерозчинні домішки: глина, пісок, намул, пил тощо.

Хімічне

Важкі метали, кислоти, луги, мінеральні солі, нафта і нафтопродукти, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР), мийні засоби, канцерогени, мінеральні добрива, пестициди

Біологічне

Різні мікроорганізми (бактерії, віруси), яйця гельмінтів, спори грибів

Радіоактивне

Радіонукліди (цезій-137, стронцій-90, калій-40 та ін.)

Теплове

Підігріті води ТЕС та АЕС


Фізичне забруднення води відбувається внаслідок: накопичення в ній нерозчинних домішок — піску, глини, мулу в результаті змивання дощовими водами з розораних ділянок (полів); надходження суспензій з підприємств гірничорудної промисловості; потрапляння пилу, що переноситься вітром за сухої погоди, тощо. Тверді частинки знижують прозорість води, пригнічують розвиток водяних рослин, забивають зябра риб та інших водяних тварин, погіршують смакові якості води, а іноді роблять її взагалі непридатною для споживання.

Хімічне забруднення відбувається через надходження у водойми зі стічними водами різних шкідливих домішок неорганічного (кислоти, луги, мінеральні солі) та органічного (нафта й нафтопродукти, мийні засоби, пестициди тощо) складу. Шкідлива дія токсичних речовин, що потрапляють у водойми, посилюється за рахунок так званого кумулятивного ефекту (прогресуюче збільшення вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці трофічного ланцюга). Так, у фітопланктоні концентрація шкідливої сполуки часто виявляється в десятки разів вищою, ніж у воді, у зоопланктоні (личинки, дрібні рачки тощо) — в десятки разів вищою, ніж у фітопланктоні, в рибі, яка харчується зоопланктоном, — ще в десятки разів вищою. А в організмі хижих риб (таких, як щука чи судак) концентрація отрути збільшується ще в десять разів і, отже, буде в десять тисяч разів вищою, ніж у воді.

Особливої шкоди водоймам завдають нафта й нафтопродукти, які утворюють на поверхні води плівку, що перешкоджає газообмінові між водою та атмосферою й знижує вміст у воді кисню. В результаті розливу 1 т нафти плівкою покриється 12 км2 води. Згустки мазуту, осідаючи на дно, вбивають донні мікроорганізми, які беруть участь у процесі самоочищення води. Внаслідок гниття донних осадів, забруднених органічними речовинами, виділяються шкідливі сполуки, зокрема сірководень, що отруюють усю воду в річці чи в озері.

До основних забруднювачів води належать хімічні, нафтопереробні й целюлозно-паперові комбінати, великі тваринницькі комплекси, гірничорудна промисловість. Серед забруднювачів води особливе місце посідають синтетичні мийні засоби. Ці речовини надзвичайно стійкі, зберігаються у воді роками.

Забруднення води речовинами, що містять фосфор, сприяє бурхливому розмноженню синьозелених водоростей і «цвітінню» водойм, яке супроводжується різким зниженням у воді вмісту кисню, «заморами» риби, загибеллю інших водяних тварин. Під час «цвітіння» Каховського та інших «рукотворних» морів на Дніпрі стоїть сморід, а хвилі викидають на берег трупи риби, що задихнулася.



Біологічне забруднення водойм полягає в надходженні до них зі стічними водами різних мікроорганізмів (бактерій, вірусів), спор грибів, яєць гельмінтів і т.д., багато з яких є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки (особливо, якщо вони не очищені або очищені недостатньо), а також стоки цукрових заводів, м'ясокомбінатів, підприємств з обробки шкір, деревообробних комбінатів.

Суттєвою є та обставина, що у воді біологічне забруднення набирає особливого значення, подекуди за небезпекою навіть випереджаючи хімічні. Це трапляється найчастіше тоді, коли вода стає життєвим середовищем для патогенних мікроорганізмів, кількість яких у ній весь час зростає. Якщо перед використанням для пиття така вода не дезінфікується, то й мінімальна її кількість може спричинити вибух тих хвороб, що легко передаються саме через воду (див. біологічне забруднення).

Особливо небезпечне біологічне забруднення водойм у місцях масового відпочинку людей (курортні зони на узбережжях морів). Через поганий стан каналізаційних систем та очисних споруд останніми роками нерідко закривалися пляжі в Одесі, Маріуполі та інших містах на узбережжях Чорного й Азовського морів, оскільки в морській воді було виявлено збудників таких небезпечних захворювань, як холера, дизентерія, вірусний гепатит та ін.

Теплове забруднення води відбувається внаслідок спускання у водойми підігрітих вод від ТЕС, АЕС та інших енергетичних об'єктів. Тепла вода змінює термічний і біологічний режими водойм і шкідливо впливає на їхніх мешканців. Як показали дослідження гідробіологів, вода, нагріта до температури 26—30 °С, діє на риб та інших мешканців водойм пригнічувально, а якщо температура води піднімається до 36 °С, риба гине. Найбільшу кількість теплої води скидають у водойми атомні електростанції.
4. Наслідки забруднення гідросфери.

Найважливішим наслідком забруднення води є те, що, потрапляючи у водойми, забруднювальні речовини спричинюють зниження її якості.



Якість води – це сукупність фізичних, хімічних, біологічних та бактеріологічних показників, які обумовлюють придатність води для використання у промисловому виробництві, побуті тощо.

Це виявляється у зміні її фізичних властивостей (прозорості, запаху, при-смаку) та хімічного складу (кислотності, кількості органічних та мінеральних домішок, вмісту отруйних речовин тощо), у зменшенні вмісту у воді кисню, зміні кількості і видового складу мікроорганізмів, появі хвороботворних бактерій. Отже, забруднення природних вод може призвести до того, що вони стають непридатними для пиття, купання, а інколи і для технічних потреб. Як правило, забруднена вода непридатна і для використання у промисловості, оскільки порушує нормальний хід технологічного процесу, знижує якість вироблюваної продукції.

Природна вода, забруднена побутовими стоками, непридатна для водопостачання населення, бо шкідливі речовини та збудники хвороб, що містяться в ній, завдають великої шкоди здоров'ю людей, можуть викликати різні інфекційні захворювання (дизентерія, інфекційний гепатит, холера та ін.).

Кінцевим результатом збільшення антропогенного тиску на екологічну систему океану є поступова деградація морських біоценозів з наступними несприятливими наслідками для здоров'я людини.

Дуже небезпечними для природних водних екосистем є стоки, що утворюються на підприємствах целюлозно-паперової промисловості. Останні скидають у водойми як целюлозні волокна, так і значну кількість органічних і неорганічних отруйних речовин. У стоках цих підприємств розчинені вуглеводи, жири та смоли, які легко окиснюються за участю аеробних мікроорганізмів, що спричиняє активне поглинання розчиненого у воді кисню та пересичення водойм органікою.

Значну небезпеку для морських та океанічних акваторій становить перевезення нафти та нафтопродуктів танкерами. У результаті аварій суден, промивання резервуарів, неминучих втрат нафти при видобутку у шельфовій зоні, при завантаженні і розвантаженні суден щорічно у води Світового океану потрапляє 12-15 млн. т нафти.

Кожна тонна нафти вкриває тонкою плівкою приблизно 12 км2 водної поверхні і забруднює близько мільйона тонн морської води. Нафтова плівка викликає загибель заплідненої ікри, порушує процеси фотосинтезу і виділення кисню, тобто порушує газообмін між атмосферою і гідросферою. Ліквідація нафти диспергаторами, здебільшого ПАР (поверхнево-активними речовинами), екологічно не має сенсу, оскільки вони отруйніші за нафту.

Тривалість перебування решток нафти на берегах залежить від прибою хвиль. На скелястих та піщаних берегах вона невелика (2—3 міс), на ватах і солончаках дуже довга (понад 5 років). Деякі двостулкові мушльові молюски у випадку покриття моря нафтою можуть закрити свої стулки і порівняно з незахищеними організмами здобути селекційну перевагу. Для птахів, котрі сідають на воду, як більшість мартинів, це особливо небезпечно. Птахи, що пірнають (гагарка, топірець), плутають нафтові плями з їжею і отруюються. Нафта склеює пір'я, теплоізоляція порушується. Для підтримки температури тіла стає інтенсивнішим обмін речовин, через що витрачаються жирові резерви. Птах гине від виснаження. В процесі очищення нафта поширюється на пір'я і потрапляє до травної системи.

Моря та океани забруднюються не тільки нафтопродуктами. До них потрапляють промислові і побутові відходи, які містять солі різних металів, отрути, значну кількість пестицидів, добрив, миючих засобів, радіоактивних речовин. Вважають, що у водойми надходить більше 500 тис. різноманітних речовин. Важкі метали стоків (свинець, ртуть, цинк, мідь, кадмій) активно накопичуються у харчових ланцюгах, кінцеву ланку в яких займає людина. Тому відомі випадки масового отруєння людей ртуттю, що містилась у рибі, а також кадмієм при використанні недоброякісної води.

Стічні води, які містять органічні речовини, мають значну кількість біогенів. Вони здатні утримуватись часточками глини та гумусу і підвищувати родючість ґрунту. Після надходження біогенів до водних екосистем відбувається масове розмноження організмів фітопланктону. Внаслідок їх бурхливого росту та розмноження збільшується і кількість органічних решток (відмерлі особини), що веде до збільшення загальної маси органічної речовини у водоймі. Інтенсивний розвиток фітопланктону зумовлює помутніння води, а, отже, і погіршення умов для росту бентосних рослин. Зменшується також насичення води киснем, особливо у бентосній частині. Усі ці процеси погіршують умови для проживання водних тварин. Вода стає непридатною для життя, у ній починають переважати анаеробні процеси, накопичення отруйних для багатьох тваринних організмів речовин. Відбувається евтрофікація - підвищення біологічної продуктивності водних екосистем внаслідок на-копичення у воді біогенних елементів, які надійшли до водойми природ-ним шляхом або у результаті діяльності людини (антропогенне). Евтро-фікація призводить до заростання водоймища, обміління, зниження рибної продуктивності і утворення на місці водойми болота.



Екологічні проблеми питної води

Більше мільярда людей використовують неякісну воду. Через це щорічно вмирають три з половиною мільйони дітей. Більшість українців споживають воду з поверхневих джерел - озер, ставків, рік, зокрема з Дніпра п'ють воду близько 30 млн людей. Вода - активний розчинник. Стикаючись з будь-якими об'єктами, вона дуже повільно розчиняє їх. Тому в природі абсолютно чистої води не існує. Та й організм людини "звик" до певної концентрації різних речовин, розчинених в ній. Протікаючи через гірські породи, вона розчиняє їх і насичується відповідними компонентами - іонами кальцію, магнію, калію, заліза, молібдену, алюмінію, берилію, марганцю, міді, миш'яку, цинку. Останні шість елементів особливо шкідливі для людини, якщо їх концентрації перевищують гранично допустимі. Тому нормативні документи багатьох країн, у тому числі України, Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) вимагають обов'язкового контролю їх вмісту в питній воді.

У всьому світі більше як 5 млн людей щорічно вмирають через хвороби, викликані забрудненою питною водою. В багатьох випадках хвороби викликають води, заражені сечею, фекаліями людини і тварин.

За висловом відомого вченого-мікробіолога Л. Пастера, - людина випиває дев'яносто відсотків своїх хвороб. ВООЗ застосувала свої стандарти на питну воду ще в 1958 р. і переглядала їх в 1963 і 1971 рр., у 1984 р. були прийняті Керівні принципи якості питної води, що є основою для всіх Національних стандартів, в тому числі українських.

Велика проблема якості річкових вод - наявність у них хлоро-органічних сполук - залишки пестицидів, миючих речовин, які після хлорування води утворюють діоксини, аналіз яких дуже складний і можливий тільки при наявності спеціальних приладів.

Для знищення шкідливих мікроорганізмів воду хлорують. В результаті у воді спочатку утворюються хлорорганічні сполуки, а потім з них під дією розчинного кисню утворюються дуже токсичні діоксини, що сприяють виникненню ракових пухлин.

Хлорорганічні сполуки, що містять фтор, хлор, бром, викликають нефрити (хвороби нирок), гепатити (хвороби печінки), збільшують кількість мертвонароджених дітей і токсикозів при вагітності, вроджені аномалії, мутагенні дефекти, ослаблення імунітету, порушення дітородних функцій як у чоловіків, так і в жінок.

Будь-яка хлорована вода шкідлива для здоров'я саме через наступне утворення діоксинів, мутагенні, канцерогенні, тератогенні властивості яких проявляються при концентрації у воді вже 5-10-12 мг/л. Це проблема для всього світу.

Державний стандарт України "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарського питного водопостачання" №136/1940-96 передбачає контроль за 55-ма показниками. Основні показники складу питної води в різних країнах наведені в табл. 16.

Для підвищення якості контролю за питною водою діють Закон України "Про питну воду та питне водопостачання" та Водний кодекс України, які вимагають користуватися стандартами, близькими до європейських. Стаття 27 закону про питну воду вимагає поновлення документів з контролю якості питної води кожні п'ять років. За забруднення вод - поверхневих, підземних встановлені розміри плати або такси (Див. Додаток 2, табл. 3, 4).


5. Методи очищення стічних вод

Всі існуючі методи очищення стічних вод об'єднані в шість основних груп: механічні, фізичні, фізико-механічні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні. Схема очистки, тобто послідовність застосування різних методів, залежить від стану забруднення, від складу та якості забруднювачів.



Очищення стічних вод це руйнування або видалення з них забруднювачів і знищення в них хвороботворних мікробів (стерилізація). Сьогодні застосовуються два методи очищення стічних вод: у штучних умовах (у спеціально створених спорудах) і в природних (на полях зрошення, в біологічних ставках тощо). Забруднені стічні води послідовно піддають механічному, хімічному й біологічному очищенню.

Механічне очищення полягає у видаленні зі стічних вод нерозчинних речовин (піску, глини, мулу), а також жирів і смол. Для цього використовуються відстійники, сита, фільтри, центрифуги тощо. Сучасні передові методи із застосуванням найкращих зарубіжних установок дають змогу видаляти зі стічних вод до 95 % твердих нерозчинних забруднювачів.

Хімічне очищення стічних вод здійснюється після їх механічного очищення. В забруднену різними сполуками воду додають спеціальні речовини-реагенти. Ці речовини, вступаючи в реакцію із забруднювачами, утворюють нешкідливі речовини, які випадають в осад і видаляються.

Біологічне очищення стічних вод, як правило, — завершальний етап. Органічна речовина, що міститься у стічній воді, окиснюється аеробними бактеріями до вуглекислого газу й води, а також споживається гетеротрофами-консументами (передусім найпростішими). Чим більше в очищуваній воді є гідробіонтів-гетеротрофів і чим вища їхня біологічна активність, тим інтенсивніше відбувається процес очищення. Крім того, організми-фільтратори, поглинаючи й згодом осаджуючи різні суспензії, сприяють їх похованню на дні та освітлюють воду. Біологічне очищення здійснюють у спеціальних гідротехнічних спорудах і установках — на так званих полях зрошення, на полях фільтрації, на біофільтрах, в аеротенках. Іноді ці споруди й установки штучно заселяють спеціально дібраними або виведеними штамами бактерій і культурами найпростіших та водоростей. Комплекс організмів, які беруть участь у процесах біологічного очищення, називають активним мулом.

Деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств узагалі не піддаються очищенню ніякими сучасними методами. їх доводиться закачувати в підземні сховища, наприклад у відпрацьовані нафтові родовища. Таким чином створюються небезпечні об'єкти, оскільки ніхто не може дати стовідсоткової гарантії, що отруйні води не потраплять колись у підземні водоносні горизонти. Іноді надотруйні стічні води піддають випаровуванню у відстійниках, щоб зменшити масу та об'єм відходів, які необхідно поховати.



Більш ефективні сучасні методи: коагуляція, флокуляція, екстракція, іонний обмін, сорбція, абсорбція, адсорбція, хемосорбція.

Коагуляція (лат. - згущення, згортання) - процес злипання дрібних частинок забруднювачів у більш крупні під дією коагулянтів - речовин, які зумовлюють процес, - солі алюмінію, заліза, кальцію, магнію, цинку, вуглекислого газу. Процес залежить від знаку і величини заряду на частинках забруднювача. Різновидом є електрокоагуляція, яку проводять в спеціальних ємностях з електродами, через які з розрахованою швидкістю протікає вода. Коагуляція відбувається під дією гідрооксиду заліза, утвореного з електродів під дією електричного струму. Це дуже економічний, ефективний метод для відділення нафтопродуктів.

Флокуляція – процесс, подібний до коагуляції, але зумовлений дією молекул з відносно великими розмірами - кремнієва кислота, ефіри, крохмаль, целюлоза, синтетичні полімери - поліакриламід, поліоксиетилен, поліетиленамін.

Сорбція (лат. - поглинати) - метод, заснований на здатності деяких речовин (деревне вугілля, активоване вугілля, кокс, торф, глина) поглинати інші речовини - газоподібні, рідинні за рахунок власних пор. Від кількості та розмірів пор залежить ефективність процесу.

Абсорбція - поглинання шкідливої речовини всією масою речовини абсорбенту без хімічної зміни поглинутої речовини. Адсорбція - поглинання шкідливої речовини тільки поверхнею адсорбенту за рахунок молекулярних сил поверхонь речовин, які взаємодіють без хімічного перетворення обох речовин. Хемосорбція - процес поглинання забруднювача із його хімічною зміною. Всі типи сорбції проводять у спеціальних пристроях колонного типу, заповнених поглиначем.

Екстракція (лат. - витягувати, вилучати) - процес вилучення із стічних вод, як правило, органічних шкідливих речовин, наприклад фенолу, з допомогою екстрагентів - речовин, які вилучають (розчиняють в собі) шкідливу домішку. Реагенти не повинні розчинятися у воді, бути нетоксичними, пожежовибухонебезпечними, їх густина повинна відрізнятися від густини води, повинні легко регенеруватися, вивільнюючи поглинуту речовину, наприклад при нагріванні.

Іонний обмін базується на здатності іонообмінних смол-полімерів поглинати катіони або аніони з розчину. Широко застосовується на теплових електростанціях, котельнях для зменшення жорсткості води (мг-екв/л), яка зумовлена концентрацією іонів металів - кальцію, магнію, заліза, цинку та інших важких металів. Використовують у гальванічних виробництвах для поглинання іонів заліза, цинку, кадмію, срібла, золота та інших важких металів із стічних вод.

Біологічні методи очистки застосовують з використанням спеціальних штамів, рас мікроорганізмів, які строго специфічно здатні поглинати певні речовини - неорганічні, наприклад важкі метали, органічні - нафтопродукти. Процес ведуть в присутності повітря - аеробні мікроорганізми, або без повітря - анаероби в спеціальних пристроях - аеротенках, біотенках, на спеціальних територіях - полях фільтрації.

Отже існує багато сучасних методів, пристроїв, здатних очищати стічні води. Використання певного з них залежить від складу забруднень у воді, подальшого її використання та виділених речовин. Вода, як і нафта, вугілля, природний газ дорожчає, тому очищену воду треба знову направляти в технологічні процеси, створюючи замкнені технологічні цикли.

Усі природні водойми здатні самоочищатися. Самоочищення води це нейтралізація стічних вод, випадіння в осад твердих забруднювачів, хімічні, біологічні та інші природні процеси, що сприяють видаленню з водойми забруднювачів і поверненню води до її первісного стану.

Одначе здатність водойми до самоочищення має свої межі. Сьогодні у водойми надходить така величезна кількість стічних вод, настільки забруднених різними токсичними для їхніх мешканців речовинами, що багато водойм почали деградувати. Тому людство, якщо воно хоче мати майбутнє, мусить негайно вжити спеціальних заходів для очищення забруднених вод і повернення джерел водопостачання до такого стану, за якого вони стали б придатними для використання.



Список рекомендованих джерел:

  1. Білявський Г.О. Основи екологічних знань / Г.О. Білявський, Р.С Фурдуй. – К. : Либідь. 1997 — с. 117 – 126.

  2. Білявський Г.О. Основи екології: Підручник / Г. О. Білявський, Р. С Фур-дуй, І. Ю. Костіков. — 2-ге вид. — К.: Либідь, 2005. – с. 148 – 161.








База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка