Выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение водоемов.

Химическое загрязнение обуславливается повышением в воде неорганических и органических вредных примесей (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы, нефть, пестициды, ПАВ и т.д.).

Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров водной среды и определяется тепловыми, механическими и радио-активными примесями.

Биологическое загрязнение заключается в изменении свойств водной среды в результате увеличения в ней количества микроорганизмов, растений и животных (бактерии, грибы, черви), принесенных извне.

Неорганические загрязнения – в основном это химические соединения, токсичные для обитателей водной среды (соединения Al, Pb, Cd, Hg, Cr, Cu, F и т.д.). Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются о пищевой цепи более высокоорганизованным существам. Опасны для водной среды неорганические кислоты и щелочи, изменяющие pH среды. Они попадают с промышленными стоками (pH = 1.0 – 11.0). Рыба может существовать только интервале pH = 5.0 – 8.5. Воды рек приносят в океаны и моря ежегодно > 320 млн. т. Fe; 6.5 млн. т. фосфора. Из атмосферы на поверхность океана выпадает 200 тыс. т. Pb; 1 млн.

т. углеводородов, 5 тыс. т. Hg.

Органические загрязнения

Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды водоемов, является содержание в ней необходимого количества растворенного кислорода (~8 мг/л). Вредны все загрязнения, которые способны уменьшить содержание кислорода в воде. ПАВ, жиры, масла, нефть, смазочные материалы образуют на поверхности пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что уменьшает насыщаемость воды кислородом.

Источники органических загрязнений: предприятия химической, пищевой и легкой промышленности, животноводческие хозяйства, речные и морские суда, поверхностные стоки, бытовые отходы, аварии судов и танкеров с нефтью.

Защита водной среды от загрязнений

Самое эффективное – применение технологий, которые позволяют многократно использовать техническую воду. В настоящее время система защиты водной среды включает следующие элементы:

1. контроль за уровнем содержания вредных примесей;

2. очистка сточных вод от нежелательных элементов;

3. сокращение сброса в водную среду вредных примесей вплоть до перехода на безотходное производство.

Защита водных ресурсов регламентируется «Основами водного законодательства СССР и союзных республик». Установлено ПДК на более чем 500 вредных веществ в водоемах.

Очистка сточных вод

Очистка сточных вод – это разрушение или удаление из них определенных загрязняющих веществ. Обеззараживание сточных вод предусматривает удаление из них патогенных микроорганизмов.

По химическому составу, количеству и скорости разложения загрязнители делят на 2 типа:

1. Стойкие (неразлогающиеся) загрязнители: соли ртути, дипольные соединения, ДДТ и др. Очистка от таких загрязнителей затруднена. Как правило, токсичность таких стоков уменьшают многократным разбавлением их водой. Применяется также огневой метод: испарение распыленных сточных вод при высокой температуре в продуктах горения органического топлива. При этом органические вещества окисляются с образованием продуктов полного сгорания, а минеральные вещества улавливаются.

2. Загрязнители поддающиеся органическому разложению.

Гидросфера включает в себя все водоемы нашей планеты, а также грунтовые воды, пары и газы атмосферы, ледники. Эти источники необходимы природе для поддержание жизни. Сейчас качество воды значительно ухудшилось из-за антропогенной деятельности. Из-за этого мы говорим о многих глобальных проблемах гидросферы:

• химическое загрязнение воды;
• загрязнение мусором и отходами;
• уничтожение флоры и фауны, проживающей в водоемах;
• загрязнение воды нефтью;

Все эти проблемы обусловлены плохим качеством и недостаточным количеством воды на планете. Несмотря на то, что большая часть поверхности земли, а именно 70,8% укрыта водой, не всем людям хватает питьевой воды. Дело в том, что вода морей и океанов слишком соленая и непригодна для питья. Для этого используется вода пресных озер и подземных источников. Из мировых запасов воды только 1% содержится в пресных водоемах. В теории еще 2% воды, которая в твердом состоянии в ледниках подходит для питья, если ее разморозить и очистить.

Использование воды в промышленности

Основные проблемы водных ресурсов заключаются в том, что они широко применяются в промышленности: металлургии и машиностроении, энергетике и пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и химической индустрии. Использованная вода часто уже не пригодна для дальнейшего применения. Конечно, предприятия, когда ее сливают, не очищают, поэтому сельскохозяйственные и промышленные стоки попадают в Мировой океан.

Одной из проблем водных ресурсов является ее использование в коммунальном хозяйстве. Далеко не во всех странах люди обеспечены водоснабжением, а трубопроводы оставляют желать лучшего. Что касается канализации и стоков, то они прямо без очищения сливаются в водоемы.

Актуальность охраны водоемов

Чтобы решить многие , нужно проводить охрану водных ресурсов. Это осуществляется на государственном уровне, но также обычные люди могут внести свою лепту:

• уменьшить расход воды в промышленности;
• рационально расходовать водные ресурсы;
• очищать загрязненную воду (промышленных и бытовых стоков);
• проводить очищение акваторий;
• устранять последствия аварий, загрязняющих водоемы;
• экономить воду в повседневном использовании;
• не оставлять водопроводные краны открытыми.

Это те действия по охране воды, которые помогут сохранить нашу планету голубой (от воды), а, значит, обеспечат поддержание жизни на земле.

Вода — это самый ценный природный ресурс. Ее роль — участие в процессе обмена всех веществ, которые являются основой любой жизненной формы. Невозможно представить себе деятельность промышленных, сельскохозяйственных предприятий без использования воды, незаменима она в бытовой жизни человека. Вода необходима всем: людям, животным, растениям. Для кого-то она является средой обитания.

Бурное развитие жизнедеятельности людей, нерачительное использование ресурсов привело к тому, что э кологические проблемы (загрязнение воды в том числе), стали слишком острыми. Их решение стоит у человечества на первом месте. Ученые, экологи всего мира бьют тревогу и пытаются найти решение мировой проблемы

Источники загрязнения воды

Причин загрязнения достаточно много, и не всегда виной этому человеческий фактор. Природные катаклизмы также наносят вред чистым водоемам, нарушают экологическое равновесие.

Самыми распространенными источниками загрязнения воды считаются:

Промышленные, бытовые сточные воды. Не прошедшие систему очистки от химических вредных веществ, они, попадая в водоем, провоцируют экологическую катастрофу.

Третичная очистка. Вода обрабатывается порошками, специальными составами, многоэтапно фильтруется, убивая вредные организмы и уничтожая другие вещества. Используется для бытовых нужд граждан, а также в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве.



- радиоактивное загрязнение воды

К основным источникам, которые загрязняют Мировой океан, относятся следующие радиоактивные факторы:

• испытания ядерного оружия;

  сбросы радиоактивных отходов;

  крупные аварии (суда с атомными реакторами, ЧАЭС);

  захоронения на дне океанов, морей радиоактивных отходов.

Экологические проблемы и загрязнение воды в том числе напрямую связаны с заражением радиоактивными отходами. Например, французские и английские атомные заводы заразили практически всю Северную Атлантику. Наша страна стала виновницей загрязнения Северного Ледовитого океана. Три атомных подземных реактора, а также производство Красноярск-26 засорили крупнейшую реку Енисей. Очевидно, что радиоактивные продукты попали в океан.



Загрязнение мировых вод радионуклидами

Остро стоит проблема загрязнения вод Мирового океана. Кратко перечислим самые опасные радионуклиды, попадающие в него: цезий-137; церий-144; стронций-90; ниобий-95; иттрий-91. Все они обладают высокой биоаккумулирующей способностью, переходят по пищевым цепочкам и концентрируются в морских организмах. При этом создается опасность как для человека, так и для гидробионтов.

Акватории арктических морей подвергаются сильным загрязнениям различных источников поступления радионуклидов. Люди беспечно сбрасывают опасные отходы в океан, тем самым превращая его в мертвый. Человек, наверно забыл, что океан — это главное богатство земли. Он обладает мощными биологическими и минеральными ресурсами. И если мы хотим выжить, необходимо срочно принимать меры по его спасению.

Пути решения

Рациональное потребление воды, охрана от загрязнений — главные задачи человечества. Пути решения экологических проблем по загрязнению вод ведут к тому, что прежде всего большое внимание следует уделять сбросам опасных веществ в реки. В промышленных масштабах необходимо усовершенствовать технологии по очистке сточных вод. В России необходимо ввести закон, который бы повышал взимание платы за сбросы. Вырученные средства должны направляться на разработку и сооружение новых экологических технологий. За наименьшие выбросы плату нужно снижать, это будет служить мотивацией к сохранению здоровой экологической обстановки.

Большую роль в решении экологических проблем играет воспитание подрастающего поколения. С ранних лет необходимо приучать детей к уважению, любви к природе. Внушать им, что Земля — наш большой дом, за порядок в котором ответственен каждый человек. Воду необходимо беречь, не лить ее бездумно, стараться, чтобы в канализацию не попадали посторонние предметы и вредные вещества.



Заключение

В заключение хочется сказать, что экологические проблемы России и загрязнение воды волнуют, пожалуй, каждого. Бездумное расточительство водных ресурсов, захламление рек различным мусором привело к тому, что в природе осталось совсем немного чистых, безопасных уголков. Экологи стали намного бдительнее, принимаются множественные меры по восстановлению порядка в окружающей среде. Если каждый из нас задумается о последствиях нашего варварского, потребительского отношения, положение можно исправить. Только сообща человечеству удастся спасти водоемы, Мировой океан и, возможно, жизнь будущих поколений.

Владельцы патента RU 2338835:

Изобретение относится к области экологии и предназначено для снижения степени загрязнения грунтовых вод при инфильтрации атмосферных осадков через толщу бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов в местах их складирования. Изобретение может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве. Способ защиты грунтовых вод включает возведение контурной противофильтрационной завесы в сочетании с поверхностными дренажными устройствами в виде контурной и законтурной канав, оборудование сборного резервуара и отвод воды из резервуара. Контурную канаву выполняют с порогами и оборудуют лотками с перфорированным дном, а контурную противофильтрационную завесу устраивают на время выпадения осадков путем размещения в лотках солей, содержащих одновалентные катионы калия или натрия. Отвод воды из резервуара прекращают при достижении предельно допустимой концентрации в воде загрязняющих веществ. Изобретение позволяет снизить трудоемкость при возведении контурных противофильтрационных завес без снижения их эффективности защиты грунтовых вод от загрязнения в местах складирования твердых бытовых и промышленных отходов. 1 ил.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для снижения степени загрязнения грунтовых вод при инфильтрации атмосферных осадков через толщу бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов в местах их складирования. Изобретение может быть преимущественно использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.

Известен способ предотвращения загрязнения подземных и грунтовых вод (патент РФ №2141441, МПК В65G 5/00, опубл. 20.11.1999 г.) грунтов и почв промышленными отходами и продуктами аварийных выбросов и утечек. В этом способе противофильтрационную завесу в виде дуги создают с применением струйной технологии в верхней части водоносного горизонта высотой, равной высоте загрязненного потока. Дуга вогнутой частью обращена к источнику загрязнения. Удаление загрязнения выполняют через скважину, участок которой над водоносным горизонтом герметизируют. Способ позволяет снизить объем загрязненной воды и повысить надежность защиты подземных вод.

Недостатком вышеописанного способа является трудоемкость оборудования противофильтрационной завесы в грунте с применением струйной технологии.

Наиболее близким к предлагаемому способу защиты грунтовых вод от загрязнения является способ охраны горных выработок и котлованов от притоков подземных вод с использованием контурных противофильтрационных завес в сочетании с поверхностными дренажными устройствами, оборудование сборного резервуара и отвод воды из резервуара («Справочник по осушению горных пород». Под редакцией И.К.Станченко. М.: Недра, 1984. - С.184-185, 278 с.). Контурные противофильтрационные завесы создают путем устройства замкнутой по контуру котлована траншеи и ее заполнения слабопроницаемым материалом (например, глиной). Дренажные устройства представляют собой открытые канавы, расположенные с внутренней и внешней стороны завесы.

Недостатком способа является высокая трудоемкость возведения контурных противофильтрационных завес.

Изобретение решает задачу снижения трудоемкости при возведении контурных противофильтрационных завес без снижения их эффективности защиты грунтовых вод от загрязнения в местах складирования твердых бытовых и промышленных отходов.

Для достижения указанного технического результата в известном способе защиты грунтовых вод, включающем возведение контурной противофильтрационной завесы в сочетании с поверхностными дренажными устройствами в виде контурной и законтурной канав, оборудование сборного резервуара и отвод воды из резервуара, предлагается контурную канаву выполнить с порогами и оборудовать лотками с перфорированным дном, а контурную противофильтрационную завесу устраивать на время выпадения осадков путем размещения в лотках солей, содержащих одновалентные катионы калия или натрия, а отвод воды из резервуара прекращать при достижении предельно допустимой концентрации в воде загрязняющих веществ.

Способ поясняется чертежом, на котором изображен вертикальный разрез полигона твердых бытовых отходов и толщи подстилающих горных пород по направлению стока поверхностных грунтовых вод.

На чертеже приняты следующие обозначения:

1 - канава для отвода законтурных поверхностных вод;

2 - законтурная канава;

3 - контурная канава;

4 - толща отходов;

5 - инфильтрат;

6 - атмосферные осадки;

7 - вал из грунта от проходки канав;

8 - грунтовые воды;

9 - контурная противофильтрационная завеса;

10 - водоносный слой;

11 - водоупор;

12 - резервуар для сбора загрязненных вод (совершенный колодец);

ΔУГВ1 - уровень грунтовых вод до выпадения осадков;

ΔУГВ2 - уровень грунтовых вод во время осадков.

Способ осуществляется следующим образом. По контуру полигона твердых бытовых или иных отходов 4 устраивают замкнутые, концентрически расположенные законтурную канаву 2 и контурную канаву 3. Законтурную канаву 2 соединяют с отводной канавой 1, а контурную канаву 3 сообщают с резервуаром 10 для сбора загрязненного инфильтрата 5 при протекании атмосферных осадков 6 через толщу отходов 4. Между канавами 2 и 3 размещают вал 7 из грунта, полученного при их проходке. Контурную канаву 3 оборудуют лотками с перфорированным дном и порогами (на чертеже не показаны), высоту и расстояние между которыми определяют исходя из уклона дна канавы, с таким расчетом, чтобы при полном стоке воды из канавы во всех ее отсеках между порогами оставался слой воды. Например, высоту порогов в лотках можно принять равной 2/3 высоты лотка, а расстояние между порогами принять по зависимости

где l - расстояние между порогами;

h n - высота порога;

J - максимальный уклон дна внутри контурной канавы.

Перед выпадением атмосферных осадков 6 в отсеки канавы 3 насыпают соль, содержащую одновалентные катионы калия или натрия (например, NaCl), или наливают приготовленный раствор. Этот раствор (при размещении в канаве кристаллической соли раствор образуется во время выпадения осадков) проникает в водоносный слой 10 пород и над водоупором 11 по всему контуру полигона отходов 4 одновременно с проникновением в грунт загрязненного инфильтрата 5 формируется кольцевая замкнутая область 9 с существенно пониженной проницаемостью, которая выполняет роль противофильтрационной завесы (согласно данным, приведенным на стр.247 в книге Денисова «Инженерная геология». М.: Стройиздат, 1960. - 404 с., а также проведенным в лабораторных условиях опытам водопроницаемость пород, содержащих даже незначительное количество глинистых частиц, уменьшается в присутствии одновалентных катионов калия или натрия в сотни раз).

Грунтовые воды во время выпадения осадков обтекают контурную противофильтрационную завесу с внешней стороны, не попадая в грунт, непосредственно расположенный под толщей отходов 4. Инфильтрат 5, загрязненный в результате прохождения через толщу отходов 4, собирается в резервуаре 12 и отводится из него одним из известных способов в очистные сооружения. Поверхностный сток за пределами полигона собирается внешней канавой 2 и далее отводится канавой 1 вниз по рельефу.

Во время и после выпадения осадков периодически, например, раз в сутки производят химанализ поступающей в резервуар воды. Отвод воды из резервуара прекращают при снижении концентрации загрязняющих веществ и соли, используемой для создания противофильтрационной завесы до допустимых норм. Количество соли, необходимое для создания надежной противофильтрационной завесы, определяют опытным путем. После прекращения отвода воды из резервуара грунтовые воды следуют под полигоном транзитом.

Именно оборудование контурной канавы лотками с перфорированным дном и порогами, устройство контурной противофильтрационной завесы на время выпадения осадков путем размещения в лотках солей, содержащих одновалентные катионы калия или натрия, проведение периодического анализа воды, поступающей в резервуар, и прекращение отвода воды из резервуара при достижении предельно допустимой концентрации в воде загрязняющих веществ позволяет избежать загрязнения грунтовых вод в местах складирования твердых бытовых и иных отходов и существенно снижает трудоемкость возведения контурной противофильтрационной завесы.

Способ защиты грунтовых вод от загрязнения при инфильтрации атмосферных осадков на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов, включающий возведение контурной противофильтрационной завесы в сочетании с поверхностными дренажными устройствами в виде контурной и законтурной канав, оборудование сборного резервуара и отвод воды из резервуара, отличающийся тем, что контурную канаву выполняют с порогами и оборудуют лотками с перфорированным дном, контурную противофильтрационную завесу устраивают на время выпадения осадков путем размещения в лотках солей, содержащих одновалентные катионы калия или натрия, а отвод воды из резервуара прекращают при достижении предельно допустимой концентрации в воде загрязняющих веществ.

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля за противофильтрационной защитой водохозяйственных гидротехнических и гидромелиоративных объектов. .

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к способам создания противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях, и может быть использовано в горной промышленности, преимущественно при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых, а также в гидротехническом строительстве.

Изобретение относится к охране грунтовых вод и открытых водотоков и предназначено для перехвата загрязненных грунтовых потоков из прудов-накопителей отходов производства, стоков животноводческих комплексов, утечек нефти и нефтепродуктов из нефтехранилищ, бензоколонок, выноса с полей орошения ядохимикатов, таких как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др.

Изобретение относится к области экологии и рационального природопользования, а именно способам консервации ценных компонентов в хранилищах минеральных отходов, а также предотвращения загрязнения грунтов, подземных вод и атмосферного воздуха токсичными химическими веществами, в частности к созданию экранов шламохранилищ, карт намыва и отвалов, препятствующих загрязнению подземных вод токсичными компонентами и пылению, с выносом компонентов, в том числе ценных.

Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают ме­ры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки различных твердых отходов и других предметов. Истощение поверхностных вод предотвращают, строго контролируя, ми­нимально допустимые стоки вод.

Важнейшая и наиболее сложная проблема - защита по­верхностных вод от загрязнения, для чего предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

Развитие безотходных и безводных технологий и систем оборотного водоснабжения;

Очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

Очистка и обеззараживание поверхностных вод, исполь­зуемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод - сточные воды, поэтому экологически весьма важной задачей является разра­ботка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения сточными водами являются безводные и безотходные технологии. На начальном этапе создается обо­ротное водоснабжение. В его систему включают ряд очистных сооружений и установок, что создает замкнутый цикл исполь­зования сточных вод, которые при таком способе все время на­ходятся в обороте и не попадают в поверхностные водоемы.

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод суще­ствуют различные способы их очистки: механический, физи­ко-химический, химический, биологический и термический.

Очистка может производиться каким-либо одним или комби­нированными способами, с обработкой осадка (или избыточ­ной биомассы) и обеззараживанием сточных вод перед сбро­сом их в водоем.

При механической очистке из промстоков, путем процежи­вания, отстаивания и фильтрования, удаляются до 90% нерас­творимых механических примесей: песок, глинистые частицы, окалина и др., а из бытовых стоков - до 60%. К основным хи­мическим способам относят нейтрализацию, окисление, озони­рование и хлорирование. При физико-химической очистке из сточ­ных вод удаляются тонкодисперсные взвешенные частицы, ми­неральные и органические вещества. Применяются коагуляция, сорбция, флотация, экстракция и другие методы. Биологический (биохимический) метод основан на способности микроорганиз­мов использовать для своего питания многие органические и не­органические соединения из сточных вод (сероводород, аммиак, нитриты и т.д.). К термическим методам прибегают при очист­ке промышленных сточных вод, содержащих главным образом высокотоксичные органические компоненты.

При всех методах очистки сточных вод с экологической точки зрения весьма важна обработка и утилизация образую­щихся шламов и осадков (особенно при очистке токсичных промстоков). С этой целью их складируют на специальных по­лигонах, обрабатывают в биологических сооружениях, перера­батывают с помощью растений (гиацинты, тростник и др.) или сжигают в специальных печах.

Одним из перспективных способов уменьшения загрязне­ния поверхностных вод является закачка сточных вод в глубо­кие водоносные горизонты через систему поглощающих сква­жин (подземное захоронение). При этом способе отпадает не­обходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточ­ных вод и в сооружении очистных сооружений.

Все большее значение в охране поверхностных вод от за­грязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гид­ротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать эвтрофикацию озер, водохранилищ и малых рек, возникновение эрозии, оползней, обрушение берегов, умень­шить загрязненный поверхностный сток.

На любом водном объекте создаются водоохранные зоны, ширина которых на реках составляет от 0,1 до 1,5-2,0 км, вклю­чая пойму реки, террасы и береговой склон. Их назначение - предотвратить загрязнение, засорение и истощение водного объ­екта. В пределах этих зон запрещается распашка земель, вы­пас скота, применение ядохимикатов и удобрений, строитель­ные работы и др.

Основные мероприятия по защите подземных вод заклю­чаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхностных вод - это большая и сложная проблема, которая может быть успешно решена лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей природной среды.

Для борьбы с истощением запасов пресных питьевых под­земных вод предусматривают различные меры: регулирование режима водозабора подземных вод; рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатаци­онных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин и др.

Меры борьбы с загрязнением подземных вод подразделя­ют на: профилактические и специальные. Задача по­следних - локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.

Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной охраны (ЗСО). Это территории вокруг источников централизованного питьевого водоснабжения, создаваемые для исключения возможности загрязнения подземных вод. Состо­ят они из трех поясов.

Специальные мероприятия по защите подземных вод от за­грязнения направлены на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта (завесы, противофильтрационные стенки), а также на перехват загрязненных подземных вод с помощью дренажа. Для ликвидации локальных очагов за­грязнения ведут длительные откачки загрязненных подземных вод.

Основами водного законодательства запрещены проекти­рование, строительство и ввод в эксплуатацию предприятий, не обеспеченных водоочистными устройствами. Сброс отрабо­танных вод допускается только с разрешения органов, контро­лирующих качество воды. Предусматривается ответственность за нарушение правил пользования водами (уголовная, административная, гражданс­ко-правовая и возмещение убытков).