Водные ресурсы. Организационные мероприятия по охране водных ресурсов Водные ресурсы и их охрана

Мероприятия по охране водных ресурсов можно классифицировать аналогично мероприятиям по охране атмосферного воздуха, выделив мероприятия активного и пассивного характера.

Организационные мероприятия относятся к группе пассивных. Необходимость разработки этих мероприятий обусловлена несовершенством существующего инженерно-экологического оборудования и технологических производственных процессов, что приводит к значительному сбросу загрязняющих веществ в водные объекты. Эта группа мероприятий препятствует локальному накоплению загрязнений в водных объектах, способствует ускорению разбавления сточных вод. Организационные мероприятия с экономической точки зрения являются наиболее дешевыми. К ним относят:

• - организация водоохранных зон;
• - удаление точки сброса сточных вод от точки водозабора;
• - разбавление сточных вод,
• - установление нормативов предельно допустимого сброса ПДС, временно согласованного сброса ВСС;
• - экономические ограничения (плата за выброс в пределах ПДС рассчитывается по минимальным ставкам и относится к себестоимости продукции; плата за сверхлимитные сбросы осуществляется из свободной прибыли предприятия).

Технологические мероприятия по защите водных объектов относят к группе активных, обеспечивающих предупреждение загрязнения гидросферы путем сокращения или устранения сбросов загрязняющих веществ. Они направлены на исключение или смягчение негативных воздействий загрязняющих веществ на окружающую среду. К технологическим мероприятиям относят:

• - сокращение расхода воды;
• - системы оборотного и бессточного водоснабжения.

Инженерно-экологические мероприятия не требуют значительного изменения в технологиях и адаптированы к существующим производственно - технологическим условиям, однако, являются самыми дорогими. Эта группа мероприятий включает очистку сточных вод и обработку осадков следующими методами:

• - механические методы (из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси, в зависимости от размеров частицы улавливают решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, маслоуловителями и др.; эффективность метода - 60%);
• - химические методы (заключаются в том, что в стоки вносят химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в осадок, нейтрализация кислот и щелочей производится с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений с помощью озонирования, хлорирования);
• - физико-химические методы :
  • коагуляция (выпадение в осадок загрязняющих веществ - осуществляется с помощью коагулянтов, солей аммония, железа, меди);
  • сорбция (введение веществ, способных поглощать примеси, сорбентами являются: активированный уголь, силикагель, бентонитовые глины);
  • флотация (через сточные воды пропускают воздух, пузырьки которого при движении вверх захватывают химически активные вещества в легкоудалимую пену).
• - биологические методы (удаление органических загрязнений сточных вод при помощи микроорганизмов, для осуществления этого метода есть несколько устройств - биофильтры, биологические пруды, аэротенки и др.).

Остановимся подробнее на вышеперечисленных мероприятиях.

В РФ большая часть источников водоснабжения - поверхностные (реки, озера, водохранилища). Для поддержания этих источников в состоянии, которое соответствует экологическим требованиям, исключает загрязнение, засорение и истощение поверхностных вод и сохраняет среду обитания животных и растений, организуют водоохранные зоны. Ими являются территории, примыкающие к акватории рек, водохранилищ и других поверхностных водных объектов; на них устанавливается специальный режим использования и охраны природных ресурсов, а также осуществления иной деятельности. В пределах указанных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, где не разрешается распахивать землю, рубить лес, размещать фермы и т.п.

Большое значение в деле охраны поверхностных вод от засорения и загрязнения имеют водоохранные лесные насаждения вокруг естественных и искусственных водоемов и водотоков. Они предназначены для защиты их от разрушительных действий ветров и поступающей в них с водосбора воды, а также для уменьшения потерь воды на испарение. Лесные насаждения улучшают водный режим водоемов, санитарно-гигиенические условия побережья и его ландшафтно-декоративное оформление, качество воды в водоемах, уменьшают их заиление, сокращают потери земельных угодий из-за переработки берегов волнами (абразии).

Помимо водоохранных зон в целях обеспечения охраны вод могут устанавливаться также зоны и округа санитарной охраны. Они устанавливаются в целях охраны водных объектов, используемых для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также содержащих природные лечебные ресурсы.

В целях борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, являющихся стратегическим резервом для питьевого водоснабжения будущих поколений, предусматриваются следующие мероприятия:

• 1) рациональное размещение водозаборов по площади;
• 2) регулирование режима водоотбора подземных вод;
• 3) уточнение величины эксплуатационных запасов (чтобы не допустить их истощения);
• 4) для самоизливающихся артезианских скважин установление кранового режима эксплуатации.

Важнейшей профилактической мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов служит устройство вокруг них зон санитарной защиты. Зоны санитарной защиты (ЗСЗ) состоят из трех поясов. Первый пояс включает территорию на расстоянии 30-50 м непосредственно от места водозабора (скважины). Это зона строгого режима, в ней запрещено присутствие посторонних лиц и проведение работ, не связанных с эксплуатацией водозабора. Второй пояс ЗСЗ служит для защиты водоносного горизонта от бактериальных загрязнений, а третий - от химических загрязнений. Здесь запрещается размещение любых объектов, которые могут вызвать то или иное загрязнение, например животноводческих комплексов. Не допускается рубка леса, использование ядохимикатов и др.

Основной механизм снижения концентрации загрязняющего вещества при сбросе сточных вод в водные объекты - разбавление.

Разбавление сточных вод - это процесс снижения концентрации загрязняющих веществ в водоемах, вызванный перемешиванием сточных вод с водной средой, в которую они выпускаются.

Интенсивность процесса разбавления количественно характеризуется кратностью разбавления n , которая равна отношению суммы расходов сточной воды q ст, м 3 /с и окружающей водной среды Q , м 3 /с расходу сточной воды:

или отношением избыточных концентраций загрязнений в месте выпуска к аналогичным концентрациям в рассматриваемом сечении водотока (общее разбавление на участке):

где С ст - концентрация загрязняющих веществ в сточной воде, г/м 3 ; С ф - концентрация загрязняющих веществ в водоёмах до выпуска сточных вод, г/м 3 ; С - концентрация загрязняющих веществ сточной воды в рассматриваемом

Для очистки сточных вод от крупных механических примесей во избежание засорения труб, каналов и насосов гидросистемы осуществляется процеживание. С этой целью применяют решетки и сита с ячейками различных размеров в зависимости от характера загрязнения вод. Решетки бывают подвижными и неподвижными. Очистка их от крупных частиц производится с помощью специальных граблей.

Отстойники и песколовки предназначены для предварительной очистки сточных вод от минеральных и органических твердых загрязнений с частицами сравнительно больших размеров (0,2-0,25 мм).

Схема простейшего отстойника представлена на рис. 9. Скорость движения воды в отстойнике невелика (0,3 м/с). Недостатками отстойников являются сравнительно низкая эффективность, невысокая скорость удаления частиц, большие габаритные размеры аппаратов, значительный расход материалов (металла, бетона) для их изготовления.

Всплывающие вредные вещества (нефть, масла, смолы, жиры) собираются с помощью нефтеловушек , особенностью которых является удаление загрязнений не снизу, как в отстойниках, а из верхней части аппарата. После нефтеловушек (как и после отстойников) вода нуждается в дополнительной очистке, так как эти аппараты имеют низкую степень очистки (около 70%).

Рис.9. Схема отстойника

Фильтрование применяют для удаления из сточных вод частиц малых размеров. Вода под действием давления проходит через пористые перегородки или слой песка. Схема простейшего механического фильтра приведена на рис. 10.

Рис. 10.

Фильтрующий слой аппарата необходимо время от времени промывать от накопившихся загрязнений. Для этого в фильтр снизу подается промывочная вода. При концентрации частиц 15-20 мг/л степень очистки мелких частиц достигает 60%. Недостатками фильтров являются значительная металлоемкость и сложность системы промывки.

Процесс укрупнения мелких частиц (1-100 мкм) с последующим удалением их под действием силы тяжести называется коагуляцией . Если удаляются частицы, удельный вес которых ниже удельного веса воды (эмульгированные частицы масел, жира и т.д.), то в этом случае процесс называется флокуляцией . По аналогии с отстойником и нефтеловушкой в коагуляторах и флокуляторах удаление происходит соответственно из нижней или верхней части аппарата. При коагуляции в воду добавляют коагулянты (соли алюминия, железа или их смеси), которые образуют хлопья гидроксидов металлов, осаждающие частицы под действием силы тяжести. В качестве флокулянтов используют крахмал, декстрин, эфир, диоксид кремния.

Флотация применяется для удаления частиц, которые плохо отстаиваются, и для растворенных веществ, в том числе поверхностно-активных, отходов нефтепереработки, производств искусственного волокна, в целлюлозно-бумажном производстве и т.д.

Адсорбция используется для глубокой очистки сточных вод от фенолов, пестицидов, ароматических соединений, красителей и т.д. Адсорбция - это прилипание частиц, находящихся в очищаемой среде, к твердым веществам - сорбентам. В качестве сорбентов применяют активированные угли, синтетические сорбенты, некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки). Процесс происходит в адсорбционных установках при перемешивании адсорбента с водой, при фильтровании ее через слой адсорбента или в кипящем слое.

Десорбция , дезодорация и дегазация представляют собой процессы очистки сточных вод от летучих примесей (сероводорода, аммиака, диоксида углерода). Эти процессы проводятся за счет продувки воды воздухом или инертным газом. Дезодорация очищает воду от меркаптанов, аминов, альдегидов; с помощью дегазации из воды удаляют вещества, способствующие коррозии.

При наличии в сточных водах кислоты или щелочи производится их нейтрализация , показатель рН должен находиться в пределах от 6,5 до 8,5. Нейтрализовать сточные воды можно смешением одних вод с другими (кислых с щелочными), добавлением необходимых реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтральные материалы, пропусканием через щелочные воды кислых газов.

Окисление сточных вод производится хлором, перекисью водорода, кислородом воздуха, диоксидом марганца, озоном.

Восстановление используется для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка, для чего в воду вводят сульфит железа, гидросульфит натрия, гидрозин, сероводород или алюминиевую пудру.

Удаление ионов тяжелых металлов производится реагентным методом. Ртуть, хром, кадмий, цинк, свинец, медь и никель удаляются с помощью гидроксидов кальция и натрия, карбонадов и сульфидов натрия, феррохромного шлака и т.п.

Биологические методы очистки сточных вод основаны на способности некоторых микроорганизмов использовать вредные (чаще всего органические) вещества для своего питания в процессе жизнедеятельности. Контактируя с этими веществами, микробы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углерода, нитрит- и сульфат-ионы и др. Микроорганизмы используются в виде активного ила или биопленки. Биохимическая очистка сточных вод может осуществляться в природных условиях (на полях орошения, в биологических прудах) или в искусственных сооружениях (аэротенках, биофильтрах).

Дезинфекции (обеззараживанию) подвергают стоки перед спуском в водоемы. При этом уничтожают болезнетворные микробы и другие бактерицидные загрязнения, чем сокращают вероятность экологических рисков в водной среде. Для обеззараживания наиболее широко применяют хлорирование газообразным хлором или хлорной известью.

В результате очистки из сточной воды удаляют неорганические примеси, присутствующие в ней в виде взвесей, растворенных и коллоидных веществ разной дисперсности. О качестве очистки судят по степени осветления воды и содержанию вредных растворов, концентрация которых должна быть минимальной. Экологически особо опасны растворы тяжелых металлов и химически вредных веществ.

Водные ресурсы.

Водные объекты – это сосредоточение природных вод на поверхности земли, либо в ее недрах. Они являются важным элементом природного комплекса и удовлетворяют потребно­сти человеческою общества в воде. Водные объекты классифи­цируются и подразделяются на поверхностные, внутренние морские поды, территориальные моря, подземные воды, воды континентального шельфа и мирового океана (рис.).

Водные объекты могут быть использованы для следую­щих целей:

1) для питьевого и хозяйственно-бытового снабжения:

2) для здравоохранения:

3) для промышленности и энергетики;

4) для сельского хозяйства, лесного хозяйства, для гидротехники, транспорта, строительства, пожарной безопасности, добычи полезных ископаемых, торфа и сопропелей

5) для целей рекреации (восстановления).

По видам пользования и водных отношений водные объекты группируются по четырем признакам: внут­ренние, трансграничные, общего пользования и особого пользования.

Пригодные для использования в народ­ном хозяйстве воды рек, озер, каналов, водохранилищ, морей и океанов, подземные воды, почвенная влага, ледники, водяные пары атмосферы. Общие запасы водных ресурсов составляют 1454,3 млн км3, из них менее 2% относится к пресным водам, а доступны для использования 0,3 %.

Важнейшая составная часть водных ресурсов России – реки. Центр государственной территории России был определен вер­ховьями рек, площадь территории. – их устьями, расселение – на­правлением речных бассейнов. Реки во многом влияли на нашу историю. На реке русский человек оживал. При переселении река указывала ему путь. В продолжение значительной части года кор­мила. Для торговца она – летняя и зимняя дорога.

Днепр и Волхов, Клязьма, Ока, Волга, Нева, многие другие реки вошли в историю нашего государства как места важнейших событий в жизни России. Не случайно реки занимают видное мес­то в русском эпосе.

На географической карте России обращает на себя внимание обширная речная сеть.
В России 120 тыс. рек длиной свыше 10 км, в том числе более 3 тыс. средних (200-500 км) и больших (более 500 км). Ежегодный речной сток 4270 км3 (в том числе по бассейну Енисея – 630, Лены – 532, Оби – 404, Амура – 344, реки Волга – 254). Родовой реч­ной сток принимается за исходную величину при оценке водообеспеченности страны.

На многих реках созданы водохранилища, некоторые из кото­рых по площади превосходят крупные озера.

Огромные гидроэнергетические ресурсы России (320 млн кВт) распределены также неравномерно. Более 80 % гидроэнергетичес­кого потенциала находится в азиатской части страны.
Помимо функции хранилищ воды для работы гидроэлектрос­танций водохранилища используются для обводнения земель, во­доснабжения населения и предприятий промышленности, судо­ходства, лесосплава, борьбы с наводнениями, организации отды­ха. Крупные водохранилища изменяют природные условия: регу­лируют сток рек, влияют на климат, условия нереста рыб и т. д.

Российские озера, которых более 2 млн, содержат свыше поло­вины всей пресной воды страны. При этом в Байкале около 95 % озерной воды России. Крупных озер в стране сравнительно мало, только 9 из них (без учета Каспийского) имеют площадь более 1 тыс. км2 – Байкал, Ладожское, Онежское, Таймыр, Ханка, Чудско-Псковское, Чаны, Ильмень, Белое. На крупных озерах налаже­но судоходство, их вода используется для водоснабжения и оро­шения. Часть озер богата рыбой, имеет запасы солей, целебных грязей, используется для отдыха.
Болота распространены на равнинах в зонах избыточного ув­лажнения и многолетней мерзлоты. В зоне тундры, например, за­болоченность территории достигает 50%. Сильная заболочен­ность характерна для тайги. Болота лесной зоны богаты торфом. Лучший по качеству торф – малозольный и калорийный дают верховые болота, расположенные на водоразделах. Болота – ис­точник питания многих рек и озер. Самый заболоченный район мира – Западная Сибирь. Здесь болота занимают почти 3 млн км2, в них сосредоточено более 1/4 мировых запасов торфа.
Большое хозяйственное значение имеют подземные воды. Это важный источник питания рек, озер и болот. Подземные воды первого от поверхности водоносного горизонта называют грунто­выми. От глубины залегания, обилия и качества грунтовых вод за­висят процессы почвообразования и связанное с этим развитие растительного покрова. При движении с севера на юг глубина за­легания грунтовых вод увеличивается, повышается их температу­ра, возрастает минерализация.
Подземные воды – источник чистой воды. Они значительно лучше поверхностных вод защищены от загрязнения. Повышение содержания ряда химических элементов и соединений в подзем­ных водах приводит к образованию минеральных вод. В России известно около 300 источников, 3/4 которых находится в европей­ской части страны (Минеральные Воды, Сочи, Северная Осетия, Псковская область, Удмуртия и т.д.).

Почти 1/4 запасов пресной воды России находится в ледни­ках, занимающих около 60 тыс. км2. В основном это покровные ледники арктических островов (55,5 тыс. км2, запасы воды 16,3 тыс. км3).

Большие площади в нашей стране занимает многолетняя мерз­лота – толщи пород, содержащие лед, не оттаивающий в течение длительного времени, – около 11 млн км2. Это территории вос­точнее Енисея, север Восточно-Европейской равнины и Западно-Сибирской низменности. Максимальная мощность многолетних мерзлых пород на севере Средней Сибири и в низменностях бас­сейнов рек Яны, Индигирки и Колымы. Мерзлота оказывает су­щественное влияние на хозяйственную жизнь. Неглубокое залега­ние мерзлого слоя ухудшает формирование корневой системы ра­стений, снижает продуктивность лугов и лесов. Прокладка дорог, сооружение зданий изменяют термический режим мерзлоты и мо­гут привести к просадкам, оплыванию, вспучиванию грунтов, пе­рекосам зданий и т. д.

Территория России омывается водами 12 морей: 3 моря бассей­на Атлантического океана, 6 морей Северного Ледовитого океана, 3 моря Тихого океана.
Атлантический океан подходит к территории России своими внутренними морями - Балтийским, Черным и Азовским. Они сильно опреснены и довольно теплые. Это важные транспортные пути от России к Западной Европе и другим частям света. Значи­тельная часть побережья этих морей – рекреационная зона. Рыбо­промысловое значение невелико.

Моря Северного Ледовитого океана как бы «налегают» на Арк­тическое побережье России на огромном пространстве – 10 тыс. км. Они мелководны и большую часть года покрыты льда­ми (кроме юго-западной части Баренцева моря). Основные транс­портные пути проходят по Белому и Баренцеву морям. Важное значение имеет Северный морской путь.
Перспективны месторождения нефти и газа на шельфе. Наи­большее промысловое значение имеет Баренцево море.

Моря Тихого океана – наиболее большие и глубокие из омыва­ющих Россию. Самое южное из них – Японское – наиболее бога­то биологическими ресурсами, широко используется для между­народного судоходства.

Водные ресурсы

В Мировом океане сосредоточено около 94% всего объема гидро­сферы, в подземных водах --4,12%. Однако к водным ресурсам может быть отнесена только пресная вола с общим содержанием минераль­ных солей до 1 г/л (для сравнения - минерализация Мирового океана - 35 г/л, подземных вод - 100-300 г/л). Пресная вода содержится в ледниках, озерах, болотах, реках, присутствует в почве и в атмосфере в виде пара. Таким образом, водные ресурсы составляют всего 1,88% от общих запасов воды планеты Земля.

Водопотребление всего человечества за последнее столетие уве­личилось в 12 раз. Современное техногенное вмешательство в плане­тарный круговорот воды может существенно повлиять на геО1рафиче-ское распределение осадков и качество воды природных источников. Вырубка лесов уменьшает объем транспирации, в результате наруша­ется круговорот воды,

70% мирового потребления приходится на нужды сельского хозяйства

13% - на промышленность

10% -- на коммунально-бытовые нужды

7% - собственные нужды (судоходство, рыбное хозяйство)

Водопотребление некоторых отраслей промышленности:

на производство 1 т стали требуется 40 м воды; бумаги - 900 м 3 , резины -2300 м. Огромное количество воды необходимо для охлаждения от­работавшего пара на ТЭС и АЭС.

Основным источником водоснабжении в мире остаются реки. Почти 65% крупных городов России используют для питьевых и тех­нических нужд поверхностные, в основном речные воды.

В последнее время для питьевого водоснабжения стали больше использовать подземные источники. На них основано водное хозяйст­во 25% городов мира. Используются преимущественно пресные воды с минерализацией менее 10 г/л, более чистые в санитарном отноше­нии, но и более минерализованные, чем речные воды. Минеральные лечебные подземные воды используют санаторно-курортные учреж­дения и заводы розлива напитков. Геотермальные воды (с температу­рой от 35 до 200°С) используют для теплоснабжения и получения электрической энергии.

Россия располагает большими запасами подземных вод, из кото­рых; 60% приходи гея на Европейскую часть РФ. Из всего запаса по­верхностных пресных вод 82% содержится В Байкале (или 22% объе­ма пресных вод мира). Водохозяйственный фонд России насчитывает около 2300 водохранилищ.

Из 15 крупнейших рек мира 4 текут по территории России. Сум­марный годовой сток всех рек РФ составляет 11,5% мирового стока. По объему речного стока Россия стоит на 2-м месте после Бразилии. Материковый сток неравномерен: У0% его выносится в Северный Ле­довитый и Тихий океан, а на бассейны Каспийского и Азовского мо­рей, где проживает 80% населения, приходится менее 9%. Поэтому, Волжский бассейн испытывает большую техногенную нагрузку: 18-процентный водозабор уменьшает естественный годовой сток Волги на Ю-12%.

На каждого жителя РФ приходится в среднем 250 л воды в сутки, в Москве - 400 л в сутки. Средняя обеспеченность водой в России од­на из самых высоких в мире.

Для сравнения (л/сут.):

США-320 Германия-180

Англия - 170 Индия, Япония - 125

Финляндия - 58 Ирак - 16

По сравнению с другими странами в России вода расходуется крайне неравномерно. Ряд районов Юга России, Поволжья, Зауралья испытывает трудности с питьевой водой. 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения. В ре­зультате около 50% населения потребляет загрязненною воду.

Загрязнение вод

Общая масса загрязнителей гидросферы огромна и составляет около 15 млрд. т/год. В России на одного человека образуется при­мерно в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в среднем в мире.

Поллютанты (от лат. pollutio - марание) - это отходы и продук­ты, оказывающие негативное влияние на качество среды или на реци­пиентов. В зависимости от того, какая из сред - воздух, вода или зем­ля - загрязняются теми или иными веществами, различают соответст­венно аэрополлютанты, гидрополлютанты и террополлютанты.

Основные источники загрязнения вод:

1) сточные волы промышленных предприятий (33%);

2) сточные воды коммунального хозяйства городов (61%);

3) стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей;

4) талые воды, ливневые стоки, загрязняющие водоемы террополлютантами;

5) аэрополлютанты, оседающие на поверхность водоемов из атмосферного воздуха.

Сбросы загрязненных сточных вод различными отраслями про­мышленности примерно следующие (%): деревообработка - 18,4; хи­мическая- 16,3; электроэнергетика- 14,4; машиностроение - 8,5.

Основные виды загрязнения вод:

1. Химическое (нефть, синтетические поверхностно-активные вещества - СПАВ, пестициды, тяжелые металлы). Эти вещества сор­бируются частицами пород, выпадают в осадок. Однако полного са­моочищения загрязненных вод не происходит.

2. Бактериальное (вирусы - до 700 видов бактерии),

3. Радиоактивное (стронций - 90, уран, цезий). Они попадают с атмосферными водами, а также в результате взаимодействия подзем­ных вод с радиоактивными горными породами.

4. Механическое (песок, шлам, ил и т.д.). Они ухудшают органолептические показатели вод.

5. Тепловое связано с повышением температуры вод в результате их смешения с более нагретыми технологическими водами. Напри­мер, через 7 лет после начала эксплуатации Кольской атомной стан­ции температура подземных вод повысилась с 6 до 19°С вблизи корпуса. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, выделению ядовитых газов - сероводорода, метана.

Опасность химического загрязнения вод рассчитывают по формуле:

D i = V i (X i: ПДК i), где

D - объем чистой воды, необходимый для разбавления вред­ных стоков до безопасного уровня, м 3 ;

V, - объем загрязненного стока, иг;

X, - концентрация опасного загрязнителя в стоке, мг/л;

ПДК, - предельно-допустимая концентрация.загрязнителя в водоеме рыбохозяйственного назначения, мг/л.

Истощение поверхностных вод проявляется в снижении их ми­нимально допустимого стока. В результате антропогенной деятельно­сти наиболее пострадали малые реки. Многие из них полностью пре­кратили существование.

Главные реки России - Волга, Дон, Кубань, Урал, Лена, Енисей -загрязнены на всем протяжении и оцениваются как загрязненные. Ока, Кама, Томь, Иргыш относятся к категории сильно -загрязненных. Очень серьезные экологические проблемы возникли в бассейне реки Волга. Треть всего водозабора России приходится на Волгу, а взамен она получает 39% общего объема загрязненных сточных вод. Загряз­нение приводит к гибели гидробионтов, снижаются темпы их роста. Несмотря на уменьшение сброса сточных вод, связанное со спадом производства, наблюдается рост загрязнения рек.

В озеро Байкал ежегодно поступает более 8500 т нефтепродуктов, 750 т нитратов, 13 тыс. т хлоридов. Огромный объем водной массы, а также способность самоочищения спасают Байкал от полной деграда­ции. Планировалось перевести сброс сточных вод на пелюлозно-бумажном комбинате на замкнутый цикл. Однако в 1995 г. их сброс был увеличен на 21% по сравнению с 1994 г.

В результате эвтрофикации (эвтрификация - это старение озер и превращение их в болото) происходит обогащение водоемов почвой, минеральными удобрениями, органикой. Обычно она протекает очень медленно, однако в последние время скорость развития увеличилась. При этом происходит массовое размножение фитопланктона, в пер­вую очередь сине-зеленых водорослей, которые производят сильней­шие токсины. «Цветение воды» становится вторичным источником загрязнения, расходуется весь запас кислорода и водоем «умирает».

Мировому океану отведена роль свалки. Почти 70% загрязнений морской среды связано с наземными источниками.

Основные источники загрязнения морей:

Стоки рек;

Аварии танкеров;

Атмосферные осадки.

Каждая тонна нефти покрывает тонкой пленкой 12 квадратных километров водной поверхности. По оценкам специалистов, 1/5 часть акватории Мирового океана загрязнена нефтью. Нефтяная пленка приводит к габели млекопитающих и птиц, нарушает процессы фото­синтеза и, следовательно, газообмен между гидросферой и атмосфе­рой. Концентрация нефтепродуктов и фенолов в акватории северного и восточного Каспия составляет 4-6 ПДК, а у берегов Азербайджана -10-16 ПДК. Нефтепродуктами загрязнены все европейские моря; Средиземное, Северное, Бштгайское.

Степень загрязнения морской воды принято характеризовать классом качества с 1 по 7 с соответствующей оценкой от «очень чис­тая» до «чрезвычайно грязная». Морские йоды Черноморского побе­режья от Анапы до Сочи характеризуются как загрязненные (4 класс) и умеренно загрязненные (3 класс). Воды восточной части Финского залива Балтийского моря относятся к грязным (5 класс) и очень гряз­ным (6 класс).

Особую озабоченность вызывает захоронения радиоактивных от­ходов в северных морях.

Загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов, а распространяются по тече­нию потока более, чем на 30 км и создает угрозу питьевому водо­снабжению в этих районах. Загрязненные подземный воды также мо­гут загрязнять поверхностные водоемы. Интенсивная эксплуатация подземных вод наносит значительный ущерб речному стоку, приво­дит к высыханию родников, сохнут леса, вызывает медленное оседа­ние и деформацию земной поверхности. Выявлено 1400 очагов за­грязнения подземных вод, 80% которых находится в европейской части.

Замечательная способность водных экосистем - способность к самоочищению. Установлено, что микроорганизмы водоемов и дон­ных отложений продуцируют сероводород, который, взаимодействуя с тяжелыми металлами, переводит их в менее токсичные формы. Че­рез трофические связи водные организмы минерализуют органику. Однако эта способность не безгранична, при определенных уровнях загрязнения может быть погублена вся биота водоема.

Самоочищение водоемов зависит от:

Степени проточности водоема (река, озеро, водохранилище);

Массы и состава гидр о по л лют актов;

Температуры и состава воды;

Насыщенности ее органикой;

Количества и состава растений и животных водоема.

Масштабы -загрязнения и истощения водных ресурсов в настоя­щее время приняли угрожающий характер. Остро встала проблема нехватки пресной воды в густонаселенных районах, крупных про­мышленных центрах, 8 местах орошаемого земледелия. Отсутствие чистой питьевой воды, загрязнение водоемов являются причиной многих заболеваний человека, губительно сказываются на животном и растительном мире Земли. Наиболее неблаго по лучные водоемы, где уровень загрязнения выше 10 ПДК: Дон, реки острова Сахалин, реки и озера Кольского полуострова. 27 видов радионуклидов обнаружено в Енисее. Во многих местах загрязнение пресных вод переходит из разряда локального в региональное.

Охрана и рациональное использование вод

Охрана и рациональное использование вод обеспечивается со­блюдением нормативов в области водопользования. Водопользование классифицируется:

- по целям использования вод (хозяйственно-питьевые, комму­нально-бытовые, промышленные, сельскохозяйственные нужяы, ле­чебные и курортные цели, нужды водного транспорта);

- по объектам водопользования (поверхностные, подземные, внутренние и территориальные морские воды);

По способу использования (с изъятием воды и ее возвратом, с изъятием воды и без ее возврата, без изъятия воды).

По количеству растворенных солей вода делится на:

- пресную (менее 1 г/л солей);

~ засоленную (менее 25 г/л солей). Балтийское море - 8-16 г/л, Каспийское - 11-13 г/л; Черное - 17-22 г/л;

- соленую (более 25 г/л солей). Океан содержит до 35 г/л солей.
Для организации водоснабжения используются поверхностные и подземные водоисточники пресной воды.

Рациональное использование поверхностных вод. Поверхно­стные воды водоемов и рек являются основным источником питьевых вод, связующим звеном с подземными водами, в них сосредоточены запасы рыбных ресурсов. Они имеют низкую минерализацию, боль­шое количество взвешенных веществ, высокое микробное загрязне­ние, сезонные колебания уровня воды.

Профилактические меры по регулированию качества и рацио­нальному использованию поверхностных вод:

Переход на безотходные технологии в промышленности и сель­
ском хозяйстве;

Очистка сточных вод.

Проблема охраны вод Мирового океана является глобальной. Для этого необходимы совместные усилия всех государств мира и прове­дение следующих мероприятий:

1. Предупреждение загрязнения морской воды при разведке и ос­воении нефтяных и газовых месторождений на материковых шель­фах.

2. Введение запрета ва захоронение токсичных веществ,

3. Сохранение моратория на испытания ядерного оружия под водой.

4. Ликвидация последствий аварий и катастроф, при которых в океан попадают токсичные продукты.

Рациональное использование подземных вод. Подземные воды являются наиболее ценным, а в некоторых районах единственным ис­точником питьевого водоснабжения. Благодаря естественной защи­щенности от поверхностного загрязнения они имеют стратегическое значение для городов как источник чистой питьеной воды.

Подземные пресные воды, пригодные для питьевых целей, зале­гают на глубине не более 300 м. Подземные воды первого водоносно­го горизонта называют грунтовыми. Они имеют непостоянный хи­мический состав и объем из-за сезонных колебаний. Пополняются за счет атмосферных осадков.

Подземные воды, заключенные между двумя водоупорными слоями, называют межпластовыми. Их химический состав постоян­ный и формируется под влиянием физико-химических процессов. В этих водах содержится до 70 химических элементов (фтор, железо, карбонаты магния и кальция и др.). Межпластовые воды высоко оце­ниваются с санитарной точки зрения при выборе источника хозяйст­венно-питьевого водоснабжения. Единственный недостаток - недос­таточная водообильность.

Мероприятия по рациональному использованию и охране подземных вод от истощения и загрязнения

1. Профилактические:

Выбор места расположения строящегося объекта, при кото­ром антропогенное воздействие на них будет минимальным;

Соблюдение режима эксплуатации, который определен норма­тивными документами;

Оборудование зон санитарной охраны (ЗСО) и соблюдение режима хозяйственной деятельности в их пределах.

Создание ЗСО регламентируется «Положением о порядке проек­тирования и эксплуатации ЗСО источников хозяйственно-питьевого назначения». Водоохранные зоны состоят из 3 поясов.

1-й пояс - пояс строгого режима. Его границы а виде заграж­дения устанавливаются на расстоянии не менее 30-50 м от со­оружений. Пояс строгого режима для береговых (инфильтраци-онных) водозаборных сооружений - это вся территория между рекой и водозаборными сооружениями, но не более 150 м. Тер­ритория 1-го пояса охраняется, на ней запрещены все виды строительства, не относящиеся к эксплуатации водозаборного сооружения.

2-й и 3-й пояса - пояса ограничений. Они предназначены для защиты подземных вод от микробного (2-й) и химического (3-й пояс) загрязнений. Площади зон определяются из расчета вре­мени, в течение которого патогенные организмы погибают, а химические загрязнители полностью адсорбируются и нейтра­лизуются. В этих поясах запрещены новое строительство, скла­дирование отходов, размещение предприятий промышленности и сельского хозяйства. Постоянно осуществляется контроль за санитарным состоянием территории.

2. Специальные мероприятия:

Создание безотходных производств;

Утилизация шахтных и дренажных вод;

Гидроизоляция хранилищ отходов.

Важным элементом рационального использования и охраны вод­ных ресурсов планеты является их мониторинг.

При организации водопользования следует учитывать степень загрязненности водных объектов:

Допустимая (пригоднадля всех видов водопользования);

Умеренная (только для культурно-бытового водопользования);

Высокая (опасна для любого вида водопользования);

Чрезвычайно высокая (непригодна для всех видов).

Для рационального использования воды введены нормы водоно-требления воды на одного жителя и на условную единицу выпускае­мой продукции.

Системы орошения характеризуются наибольшим водопотребле-нием. Необходимо использовать для орошения сточные воды пище­вой, легкой и химической промышленности (производство минераль­ных удобрений, азотной кислоты), автоматизацию управления поли­вами.

Негативное действие на водоемы оказывает сплав леса, как наи­более дешевый вид транспортировки древесины. Это приводит к на­рушению экологического равновесия в водоемах, наносит большой вред нерестилищам.

Неблагоприятно воздействует на водоемы оказывает зарегулиро­вание рек и создание водохранилищ, так как при этом изменяется гид­рологический режим рек.

Статья содержит информацию о водных ресурсах планеты. Приводятся статистические данные по содержанию воды на планете. Уточняются пути по предотвращению глобальной катастрофы.

Что такое водные ресурсы Земли?

Водные ресурсы — совокупность вод гидросферы, в том числе и Мирового океана, а также наземных и скрытых вод континентов.

Вода представляет собой самое многочисленное вещество на планете. Наибольшей важностью обладает вода пригодная для питья - без нее человеческое существование не представляется возможным. Главные особенности ресурса состоят в том, что он не имеет аналогов и альтернативы. Человечество всегда использовало воду в разных областях своей деятельности: бытовое и сельское хозяйство, промышленность.

Определить какое число запасов воды содержит в себе Земля непросто. Это объясняется тем, что вода пребывает в постоянном движении и способна изменять свое состояние на:

• жидкое;
• твердое;
• газообразное.

Общее количество водных ресурсов Земли определяется как свободная вода, которая присутствует во всех известных состояниях и атмосфере.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Рис. 1. Ледники Антарктики.

На планете содержится около 1,386 млрд. км. куб. воды. Но значительная часть от общего объема (97,5%) это соленая вода и только 2,5% — пресная. Основная доля пресной воды (68,7%) находится во льдах Антарктики, Арктики, и горных районов.

Некогда внутренние воды и водные ресурсы в целом относились к числу возобновляемых ресурсов благодаря круговороту воды и способности ее к очищению. Эти специфические черты живительной влаги породили распространенный миф о неизменности и неисчерпаемости ресурса.

Однако сейчас положение сильно изменилась. В большинстве частей света были выявлены последствия длительного и некорректного воздействия человека на самый ценный ресурс. За минувшие три десятка лет наблюдается массовое изменение по вине человека в круговороте воды, которое негативно сказывается на ее качестве и потенциале как природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их география и временное распределение, зависят не только от естественных климатических колебаний.

Рис. 2. Загрязнение воды человеком.

Из-за положительного и отрицательного влияния человека на планету многие части мировых водных ресурсов попросту истощаются и сильно загрязняются. Это обстоятельство сейчас является основным фактором, который существенно тормозит экономическое развитие, а вместе с тем и рост численности населения. Поэтому тема и вопрос, касающийся иррационального использования водных ресурсов, сегодня актуален как никогда.

Охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование от каждого жителя Земли, предприятия и государства.

Рис. 3. Очистка поверхности океана от нефтяного пятна.

Для предупреждения необратимых последствий на планете необходимо приобщать все слои населения к проблеме и создать законодательную основу, которая будет способствовать проявлению заботы о водных ресурсах как со стороны частных лиц, так и предприятий.

Выброс мусора в моря и океаны сейчас вызывает глобальные проблемы, т. к. это негативно сказывается на живых сущзествах, которые населяют морские глубины.

Проблема очистки сточных вод является причиной загрязнения многих естественных водоемов планеты.

Что мы узнали?

Узнали, что включает в себя понятие «водные ресурсы». Установили, каковы основные причины негативного воздействия человека на водные запасы планеты. Выяснили, что должны делать люди, чтобы сохранить планету и ее богатства для потомков. Поняли, что без воды жизнь на Земле невозможна.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 213.

Проблемы охраны поверхностных вод в России по-прежнему остаются актуальными при том, что до 60 % питьевой воды в стране получают из поверхностных водоисточников. В ряде регионов до 50 – 80 % проб воды не соответствует нормативным требованиям по санитарно-химическим показателям.

В трехчленной системе охраны поверхностных вод (гигиенические нормативы, показатели и лимиты на сброс загрязнений в водоемы и осуществление контроля сбросов) основополагающая роль принадлежит нормативам качества водных объектов – величинам ПДК, которые имеют законодательно устанавливаемый государственный статус и призваны предупредить загрязнение воды. В соответствии с Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ гигиенические нормативы имеют прямое отношение к охране поверхностных вод, используемых как источники питьевого водоснабжения или для рекреационного водопользования населения. Очистные сооружения водопроводных станций обладают ограниченной эффективностью в отношении химических загрязнений и поэтому качество питьевой воды по химическому составу полностью зависит от уровней загрязнения исходной воды водоисточников.

Потребление воды человеком в сотни раз превышает потребление всех остальных видов природных ресурсов. Рост потребления вызывает истощение запасов пресных вод. И хотя вода покрывает свыше 70% поверхности Земли и относится к возобновимым ресурсам, она становится все более дефицитным природным продуктом.

Водные ресурсы - это воды (поверхностные и подземные), которые человек использует в быту, в промышленности, в сельском хозяйстве.

Для оценки водных ресурсов создан водный кадастр - свод сведений о водных ресурсах России. Он обобщает материалы гидрологических наблюдений и исследований.

В кадастре указано и распределение вод на территории нашей страны, и сезонное распределение многоводных рек.

На каждого жителя Русской равнины приходится 8500 м 3 воды в год, а на одного жителя Сибири - 100000 м 3 в год, т.е. в 12 раз больше. В южных районах (земледельческих) России дефицит воды, т.к. большая часть воды идет на орошение. На Урале водная проблема стоит очень остро, т.к. реки Урала маловодны (это верховья рек), а потребности для городов и многочисленных предприятий в воде очень большие.

В настоящее время сложилась напряженная обстановка с обеспечением населения России доброкачественной питьевой водой. Основным критерием качества питьевой воды является ее влияние на здоровье человека. Безвредность воды обеспечивается отсутствием в ней токсичных и вредных для организма примесей. Одной из причин неудовлетворительного качества питьевой воды является массивное загрязнение поверхностных водоемов. Ежедневно туда сливаются тонны отходов промышленных предприятий, сточные воды с полей и из хозяйственно-бытовых и ливневых канализаций городов и мелких населенных пунктов. Исследования последних лет показали, что каждая четвертая проба воды из водоемов не отвечает гигиеническим нормам по санитарно-химическим характеристикам и каждая третья - по микробиологическим показателям. Вода большинства поверхностных источников водоснабжения России характеризуется умеренным и высоким уровнем загрязнения. Приоритетными загрязнителями на протяжении многих лет остаются органические соединения, взвешенные вещества, нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы и др. Среди возбудителей заболеваний из воды водоемов чаще всего выделяются сальмонеллы, энтеровирусы и др. Результаты мониторинга качества поверхностных вод в местах водозаборов питьевых водопроводов России свидетельствуют о том, что в настоящее время концентрации приоритетных вредных химических веществ уже приближаются к предельно-допустимым, а в некоторых случаях даже превышают их. При таком положении резко усложняется возможность получения качественной питьевой воды, так как существующие водопроводные очистные сооружения практически не обеспечивают барьерную функцию по отношению к техногенным химическим веществам. Они транзитом поступают в питьевую воду. Сегодня практически все поверхностные водоисточники по уровню загрязнения приблизились к 3 классу качества, а по международной классификации - к 4-5, при этом состав очистных сооружений и технология очистки воды остаются неизменными. Традиционная технология подготовки питьевой воды (коагуляция, отстаивание, фильтрование, обеззараживание), которая применяется на водопроводных станциях с речными водозаборами, рассчитана на доведение природной воды до требований питьевой согласно действующему ГОСТу, лишь при условии общей низкой загрязненности воды и прежде всего токсичными элементами. В процессе технологической подготовки питьевой воды из поверхностных водоемов при применении различных реагентов могут образовываться химические соединения, зачастую более токсичные, чем первичные загрязнители. Использование современных методов анализа воды позволило обнаружить в питьевой воде более 700 органических соединений. Повсеместное применение на очистных станциях в технологии подготовки питьевой воды хлора приводит к образованию очень опасных хлорорганических соединений, которые имеют канцерогенные и мутагенные свойства. В отдельные периоды года концентрации, например, хлороформа в водопроводной воде в 3-5 раз превышают предельный уровень. То же самое можно сказать и об алюминии - веществе, оказывающем нейрогенное действие на организм. В ходе обработки воды соединениями алюминия содержание этого металла в питьевой воде, особенно в период паводка и цветения водоемов, может увеличиваться в 2 и более раз. Следующая важная проблема качественного водоснабжения - это практически повсеместное ухудшение санитарно-технического состояния распределительных водопроводных сетей, что является причиной вторичного загрязнения в них питьевой воды. Приведенная картина состояния водоснабжения и качества питьевой воды свидетельствует о том, что каждый из нас ежедневно подвергается опасности со стороны обычной воды из-под крана. Этот факт не вызывает сомнения в необходимости дополнительной ее очистки, которая соответствовала бы не только ГОСТу, но и требованиям каждой клетки нашего организма.