III. Охрана гидросферы Источники загрязнения водоемов

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 16Следующая ⇒

Охрана водных объектов от загрязнения осуществляется посредством регули-рования деятельности стационарных и иных источников загрязнения.

Источниками загрязнения считаются объекты, с которых осуществляетсясброс или иное поступление вредных веществ, ухудшающих качество поверхност-ных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на со-стояние дна и берегов водных объектов.

Аварийное загрязнение водных объектов возникает при залповом сбросе

вредных веществ в поверхностные водные объекты, который причиняет вред или создает угрозу причинения вреда здоровью населения, нормальному осуществлению хозяйственной и иной деятельности, состоянию окружающей природной среды, а также биологическому разнообразию.

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечает нормативным требова-ниям. Многолетнее наблюдение за динамикой качества поверхностных вод выявило тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно увеличивается число створов с вы-соким уровнем загрязнения вод (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).

Сточные воды подразделяют на:

1. хозяйственно-бытовые (содержат органические и неорганические приме-си)

2. ливневые (атмосферные–восновном загрязнены пылью, песком, мазутом, бензином и другими нефтепродуктами)

3. прмышленные сточные воды подразделяют на:

- чистые воды, которые можно использовать в оборотных системах без очитки

- химически загрязненные, которые требуют специальной очистки в зависимости от состава загрязнений

- сточные воды, загрязненные нефтепродуктами и взвешенными веще-ствами, после очистки используют повторно

Основной объем загрязненных сточных вод сброшен предприятиями жилищно-коммунального хозяйства (56%) и промышленности (31%). Среди крупнейших загрязнителей можно выделить следующие отрасли промышленности:

- электроэнергетика – 21, 1 млн м³год;

- химческая – 18, 1 млн м³/год;

- деревообработка – 17, 8 млн м³/год;

- черная металлургия – 9, 9 млн м³/год;

- машиностроение – 8, 0 млн м³/год;

- угольная – 6, 4 млн м³/год;

- цветная металлургия, атомная, нефтепереработка, легкая, стройматериалы, пищевая, нефтедобыча – с 5, 5 до 0, 16 млн м³/год.

Самоочищение водоемов

Каждый водоем - это сложная живая система, где обитают бактерии, водорос-ли, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. В условиях естественной природы, если в водоем попадают, например, химические примеси, процесс само-очищения протекает быстро, поэтому одна из важнейших природоохранных задач - поддерживать эту способность.

Факторы самоочищения водоемов многообразны.Условно их можно разде-лить на 3 группы:

- физические , среди которых первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений.Хорошее перемешива-ние и снижение концентрации взвешенных частиц обеспечиваются интенсивным те-чением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. Микроорганизмы под собственной тяжестью или осаждаясь на других органических и неорганических частицах, посте пенно опускаются на дно, подвергаются действию физических факторов, что спо-

собствует быстрому отмиранию загрязняющей микрофлоры Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца;

- из химических факторов самоочищения водоемов следует отметин, окис-ление органических и неорганических веществ.Поэтому оценка самоочищенияможно проводить как по содержанию конкретных соединений или их групп (фено-лов, смол, углеводородов), так и по соотношению к легкоокисляемому органиче-скому веществу. Отмиранию микрофлоры могут также способствовать некоторые химические вещества. При этом, кроме патогенных бактерий и вирусов, в водоемах мо гут отмирать и микроорганизмы, играющие существенную роль и самоочищении водоемов. Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода. Его долж но быть не менее 4 мг на 1 л воды в лю-бой период года;

- к биологическим факторам относятся водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Однако фитопланктон не всегда положительно воздейсвует на процессы са-моочищения: в отдельных случаях массовое раз витие сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения. Само-

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

Чистота водоемов немыслима без охраны их растительности. Только на осно-ве глубокого знания экологии каждого водоёма, эффективною контроля за развити-

ем населяющих его различных живых организмом можно получить положительные результаты, обеспечить прозрачность и высокую биологическую продуктивность рек, озер и водохранилищ.

Неблагоприятно на процессы самоочищения водоемов влияют и другие фак-торы. Так, химическое загрязнение водоемов промышленными стоками, биогенны-ми элементами (азотом, фосфором и т. д.) тормозит естественные окислительные процессы, убивает микроорганизмы,

Комплекс физических процессов самоочищения воды от нефти состоит из

ряда составляющих: испарения; оседания комочков, взвешенных в толще воды; сли-пание комочков; всплытие комочков с образованием пленки с включениями воды и воздуха; снижение концентрации взвешенной и растворенной нефти вследствие оседания; всплытие и смешивание с чистой водой.

Методы очистки сточных вод

Производственные сточные воды по своему составу разнообразны. Присутст-вующие в них загрязнения могут находится в различных агрегатных состояниях. Для выбора методов очистки сточных вод и оборудования примеси, содержащиеся в воде, подразделяются на 4 группы:

I группа –грубодисперсные примеси–частицы почвы, песка, глины, эмуль-сий, которые попадают в водоемы с сточными водами промышленных предприятий, а также в результате смыва почв.

Для удаления этой группы используют физико-химические процессы, позво-ляющие с помощью специальных веществ укрупнять частицы с последующим их осаждением, проводить процесс адгезии – прилипание примесей к поверхности инертных материалов, а также использовать метод флотации.

II группа –коллоидные примеси, которые находятся в воде в виде тонкодис-персных образований (золей или высокомолекулярных соединений). Вещества этой группы изменяют цвет воды.

Для удаления этих примесей применяют коагулянты – вещества, вы-зывающие слипание и ккрупнение частиц.

III группа –растворенные в воде газы и органические соединения.Веществаэтой группы придают воде различные запахи, привкусы, окраску.

Наиболее эффективные способы очистки: аэрирование – продувка воды воз-духом, введение окислителей, под действием которых разрушается большенство примесей этой группы, и адсорбция – удаление примесей с помощью активирован-ного угля, который впитывает (сорбирует) многие примеси.

IV группа –примеси ионной степени дисперсности.Соли, кислоты, основа-ния при поступлении в воду распадаются на ионы. Очистка от примесей этой груп-пы сводится к связыванию ионов, можно также применять вымораживание.

Для обеспечения стандартов качества очищенных вод, соответствующих нор-мативам ВОЗ, в настоящее время используются следующие биотехнологические методы:

Биотехнологические методы

- селекция и конструирование искусственных микробных ассоциаций;

- совершенствование иммобилизационных комплексов;

- ферментативный катализ;

- генноинжениринговые комбинации.

- механические методы;

- физико-химические воздействия;

- биологический метод.

Селекция и конструирование искусственных микробных ассоциаций за-

ключается в поиске, выделении активных культур, штамбов, исходя из их способно-

сти использовать те или иные ксенобиотики по прямому метаболизму или же в ус-ловиях соокисления с последующим внесением их в качестве посевного материала в биореакторах.

Иммобилизация -это процесс, при котором клетки прикрепляются к какой-либо поверхности так, чтобы их гидродинамические характеристики отличались от показателей среды обитания. При этом достигаются такие эффекты, как:

- сохранение практически постоянной биомассы в биореакторе за счет отсут-ствия выноса ее с потоком очищаемой жидкости;

- создание пространственной сукцессии (распределения) микроорганизмов по ходу движения жидкости с четким регулированием процесса;

- рост производительности (уменьшающий объем биореакторов);

- повышение устойчивости системы к неравномерности поступления сточных

вод;

- регулирование процесса по составу носителей.

Ферментативный катализ заключается в воспроизводстве определенноговида ферментов или их препаратов для биодеструкции конкретного ксенобиотика и проведение процесса в биореакторах. За счет мутации штамбов эффект очистки сточных вод повышается на 50—70%. Однако при этом требуется периодическая обработка биомассы, т. к. мутированные признаки со временем снижаются.

Более перспективный и эффективный метод очистки вод с заданными дест-руктивными свойствами - генноинжениринговый. который заключается в исполь-зовании методов рекомбинантной ДНК; соединений определенных катаболических последовательностей специфических генов, ответственных за деструкцию какого-либо звена молекулы ксенобиотика, обеспечивающего его устойчивость. Введение в гены быстрорастущих штамбов позволяет получить эффективные культуры, кото-рые после помещения в биореакторы обеспечивают эффективную детоксикацию вод.

Механические методы

Механические методы -из сточных вод путем отстаивания и фильтрацииудаляются механические примеси.

Грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами, а поверхно-

стные загрязнения - нефтеловушками, масло- и смолоуловителями. Так, выделя-

ют до 2/3 нерастворимых примесей, а из промышленных - более 9/10

Физико-химические методы

При физико-химических воздействиях удаляются тонкодисперсные и рас-творенные неорганические примеси и разрушаются органические не окисляемые и плохо окисляемые вещества. К. ним относятся:

- флотация -ускоренное осветление промышленных и сточных вод и удале-ние из них взвешенных частиц нефти, жиров, нефтепродуктов, ПАВ т. е. насыщают стоки воздухом, к пузырькам которого прилипают частицы твердых веществ и вы-плывают на поверхность;

- экстракция -сточные воды освобождают от органических веществ, которыеконцентрируются в растениях (хлороформ, дибутиловый эфир, бензол, нитробензол

и др.);

- адсорбция -применяется при невысоком содержании органических веществ

в водах. В качестве адсорбента используют активированный уголь, органические и синтетические сорбенты;

- ионнообменные способы -позволяют извлекать и вновь возвращать в хо-зяйственный оборот ценные вещества: цинк, никель, фенолы, детергенты, радиоак-тивные соединения и др. Для этого применяют синтетические ионообменные смолы;

- окисление -используют, озон, хлор, оксид хлора, перманганат калия и дру-гие окислители, позволяющие окислить остатки, растворенные в воде, устойчивые к биологическому разрушению органического вещества;

- эвапорация -сточную воду нагревают до кипения.Насыщенный водянойпар извлекает из сточных вод примеси. Затем пар пропускают через нагретый по-глотитель, в котором примеси задерживаются. В случае необходимости применяют доочистку сточных вод, прошедших механическую и биологическую очистку;

- широкое применение находит электролиз - разрушение органических ве-ществ в сточных водах и извлечение металлов, кислот и других неорганических ве-ществ. Этот процесс протекает в электролизерах. Очищение воды идет с помощью

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒