Реферат - Проблема загрязнения водных ресурсов - файл n1.doc

Реферат - Проблема загрязнения водных ресурсов
скачать (168 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc168kb.24.11.2012 01:22скачать

n1.doc

Экзаменационный реферат по географии

на тему:

Проблема загрязнения водных ресурсов.


Работу выполнила: Ускова Виктория

Александровна

ученица 11-«В» кл.

школы № 50

Научный руководитель: Хромых Наталья

Ивановна,

учитель биологии

МОУ СОШ № 50

г.Мурманск

2006 год.

Содержание


  1. Введение. Гидросфера как природная среда……………………………………..3

  2. Загрязнение гидросферы:

    1. Загрязнение Мирового океана тяжёлыми металлами………………………...5

    2. Загрязнение Мирового океана бытовыми отходами…………………………..5

    3. Сброс отходов с целью захоронения (дампинг)………………………………...6

    4. Загрязнение Мирового океана ксенобиотиками……………………………….7

    5. Загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами………………...8

    6. Тепловое загрязнение водных экосистем………………………………………..10

    7. Загрязнение подземных вод……………………………………………………….10

    8. Сокращение запасов пресных вод из-за загрязнения…………………………10

  3. Способы борьбы с загрязнением гидросферы:

    1. Самоочищение морей и океанов…………………………………………………12

    2. Сбор и очистка сточных вод:

      1. Первичные стоки…………………………………………………………………12

      2. Этапы очистки…………………………………………………………………….13

    3. Способы борьбы с разливом нефти……………………………………………..15

  4. Охрана морей и океанов……………………………………………………………17

  5. Загрязнение водных ресурсов в Мурманской области…………………………18

  6. Заключение …………………………………………………………………………………19

  7. Список использованной литературы …………………………………………….20

  8. Приложение 1: Нефтяная плёнка на поверхности Мирового океана………21

  9. Приложение 2: Источники загрязнения Мирового океана нефтью ………..22

1. Введение. Гидросфера как природная среда.
Вода - одно из самых удивительных веществ на нашей планете.[4] Мы можем видеть её в твёрдом (снег, лёд), жидком (реки, моря) и газообразном (пары воды в атмосфере) состояниях. Вся живая природа не может обойтись без воды, которая присутствует во всех процессах обмена веществ. Все вещества, поглощаемые растениями из почвы, поступают в них только в растворённом состоянии. Именно в воде когда-то зародилась жизнь на нашей планете.

Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Она присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в своей биомассе. Потери 10 - 20% воды живыми организмами приводят к их гибели. [1]

В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички. В 1 литре пресной воды может содержаться до 1 грамма солей. [1],[7]

Большая часть воды сосредоточена в морях и океанах. На пресные воды приходится всего 2% . Большая часть пресных вод (85%) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов.[7] К тому же роль человека по мере его развития становится все более значительной в этом круговороте.

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно выражение «вода - это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.
Гидросфера – это прерывистая водная оболочка Земли, совокупность морей, океанов, континентальных вод (включая подземные) и ледяных покровов.[1] Моря и океаны занимают около 71% земной поверхности, в них сосредоточено около 96,5% всего объема гидросферы. Суммарная площадь всех внутренних водоёмов суши составляет менее 3% ее площади. На долю ледников приходится 1,6% запасов воды в гидросфере, а их площадь составляет около 10% площади континентов.[1]

Важнейшее свойство гидросферы [7] – единство всех видов природных вод (Мирового океана, вод суши, водяного пара в атмосфере, подземных вод), которое осуществляется в процессе круговорота воды в природе. Движущими силами этого глобального процесса служат поступающая на поверхность Земли тепловая энергия Солнца и сила тяжести, обеспечивающие перемещение и возобновление природных вод всех видов.

Испарение с поверхности Мирового океана и с поверхности суши является начальным звеном круговорота воды в природе, обеспечивающим не только возобновление наиболее ценного его компонента – пресных вод суши, но и их высокое качество. Показателем активности водообмена природных вод служит высокая скорость их возобновления, хотя различные природные воды возобновляются (замещаются) с неодинаковой скоростью. Наиболее мобильный агент гидросферы – речные воды, период возобновления которых составляет 10-14 суток.[1],[7]

Вода выступает в качестве одного из важнейших экзогенных факторов, видоизменявших лик земной поверхности. Теплоемкость воды в 3,3 тыс. раз больше теплоёмкости воздуха. Поглощая огромное количество тепловой энергии и медленно её отдавая, вода служит регулятором климатических процессов глобального масштаба.

Преобладающая часть гидросферных вод сосредоточена в Мировом океане. Мировой океан – основное замыкающее звено круговорота воды в природе. Он отдает большую часть испаряющейся влаги в атмосферу. Водные организмы, населяющие поверхностный слой Мирового океана, обеспечивают возврат в атмосферу значительной части свободного кислорода планеты.[7]

Огромный объем Мирового океана свидетельствует о неисчерпаемости природных ресурсов планеты. Наметившееся в отдельных районах загрязнение Мирового океана грозит нарушить естественный процесс влагооборота в его наиболее ответственном звене – испарении с поверхности океана.[1],[7]


2. Загрязнение гидросферы.
  Под загрязнением [7] водоёмов понимается снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.
2.1. Загрязнение Мирового океана тяжёлыми металлами.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк, ) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ.[6] Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.[6]

Французские исследователи установили, что дно Атлантического океана загрязнено попадающим с суши свинцом на расстоянии до 160 км от берега и на глубине до 1610 м. Более высокая концентрация этого металла в верхнем слое донных отложений, чем в более глубоких слоях, свидетельствует о том, что это результат хозяйственной деятельности человека, а не следствие длительного природного процесса.[5]

Владельцы химического комбината «Тиссо» в городе Минамата на острове Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные ртутью.[5] Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, что привело к гибели местных жителей. Получили тяжёлые психопаралитические заболевания сотни людей. Жертвы этой экологической катастрофы, объединившись в группы, не раз возбуждали дело против «Тиссо», правительства и местных властей. Минамата стал подлинной «промышленной Хиросимой» Японии, а термин «болезнь Минаматы» применяется в медицине для обозначения отравления людей промышленными отходами.

2.2. Загрязнение Мирового океана бытовыми отходами.
В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твёрдые бытовые отходы. Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. Бытовые отходы опасны не только тем, что они являются переносчиками болезней человека (главным образом кишечной группы – брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислородпоглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он – необходимый элемент процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Коммунальные же отбросы, поступающие в воду в очень больших количествах, могут значительно снизить содержание растворённого кислорода.[5]

В последние десятилетия особым видом твёрдых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические плёнки и ёмкости, пластмассовые сети и т. п.).[5] Эти материалы легче воды, а поэтому долго плавают на поверхности, загрязняют морское побережье. Пластмассовые отходы представляют серьёзную опасность для судоходства: опутывая гребные винты судов, засоряя трубопроводы системы охлаждения морских двигателей, они нередко становятся причиной кораблекрушений. Кроме того, известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки лёгких кусками синтетической упаковки.

В Северном море возникла реальная угроза гибели флоры и фауны из-за загрязнения нечистотами, выносимыми с материка реками. Прибрежные районы моря очень мелководны; приливы и отливы в нём незначительны, что также не способствует самоочищению моря. К тому же на его берегах расположены страны с большой плотностью населения и высокоразвитой промышленностью. Усугубляет экологическую ситуацию развивающаяся в последнее время добыча нефти. [5]

Бесхозяйственное, хищническое отношение к богатствам Мирового океана ведёт к нарушению природного равновесия, гибели в некоторых районах океанической флоры и фауны, отравлению людей заражёнными продуктами моря.

Могут быть заражены пищевые продукты, например овощи, выращиваемые на полях, которые удобряются шламами после очистки бытовых сточных вод. Водные беспозвоночные, например, устрицы или другие моллюски, из зараженных водоемов служили часто причиной вспышек брюшного тифа.[2]

Питательные элементы, главным образом соединения азота и фосфора, поступают в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами. Увеличение содержания нитритов и нитратов в поверхностных и подземных водах ведет к загрязнению питьевой воды и к развитию некоторых заболеваний.[2]
2.3.Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг).
Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов.  [6] Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит ( на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0, 085% свинца; 0,001% ртути; 0, 001% кадмия. Во время сброса при прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.[6]

Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды, нарушается газообмен на границе воздух - вода. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.  [6]
2.4. Загрязнение Мирового океана ксенобиотиками.
Синтетические ксенобиотики – высокомолекулярные органические вещества, такие, как хлорированные углеводороды. Многолетнее использование хлорорганических соединений во многих странах мира привело к практически повсеместному их распространению и накоплению в природных экосистемах.[8]

Большинство хлорорганических соединений до сих пор используются в качестве пестицидов: гексахлорбензолы, гексахлорциклогексаны, а также альдрин, дильдрин, гектахлор и др. Хотя применяются эти вещества на суше, но ветры и реки быстро переносят их в океан. Помимо прямого действия на организм (снижение жизнестойкости, способности к и т.д.), ксенобиотики вызывают изменении в наследственном аппарате, предвидеть которые весьма сложно. Однако особенно опасно то, что хлорорганические соединения почти не разлагаются и накапливаются в организмах, занимающих верхние уровни пищевой цепи (хищные рыбы, морские млекопитающие, рыбоядные птицы). Концентрация пестицидов в организмах морских животных в десятки и сотни тысяч раз превышает содержание этих веществ в морской среде. Часто это становится причиной их гибели.[8]
2.5. Загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами.
Нефтяное загрязнение Мирового океана, несомненно, есть самое распространенное явление. От 2 до 4% водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн. т нефтяных углеводородов. Почти половина этого количества связана с транспортировкой и разработкой месторождений на шельфе. Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток.[2]

Реки мира ежегодно выносят в морские и океанические воды более 1,8 млн. т нефтепродуктов.

Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности.[6] По цвету пленки можно определить ее толщину:


Внешний вид 

Толщина, мкм 

Количество нефти, л./кв. км.

Едва заметна

0.038

44

Серебристый отблеск

0.76

88

Следы окраски

0.152

176

Ярко окрашенные разводы

0.303

352

Тускло окрашенные

1.016

1170

Темно окрашенные

2.032

2310


В море нефтяное загрязнение имеет различные формы ( см. Приложение 1 ). Оно может тонкой плёнкой покрывать поверхность воды, а при разливах толщина нефтяного покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. [7] С течением времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на поверхности моря. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в пищу из-за неприятного запаха и вкуса.[7]

Конкретные примеры нефтяных загрязнений.

22 апреля 1977 года на буровой платформе «Браво» в центральной части Северного моря произошёл выброс нефти. За 8 суток было потеряно 13 тыс. тонн нефти и 19 тыс. мі газа. С помощью механических средств удалось собрать всего 750 т. нефти, а остальная её часть разлилась на площади более 3000 кмІ.[8]

16 марта 1978 года либерийский супертанкер «Amoco Cadis» потерял управление в 25 милях от побережья Британии (Франция). При девятибалльном шторме судно село на мель и разломилось. В танкере находилось 233 тыс. тонн лёгкой сырой нефти и 4 тыс. тонн мазута. За 11 суток после катастрофы в море вытекло 90 % всей нефти. Ветром её выбрасывало на побережье, которое было загрязнено на протяжении 320 км. В борьбе с загрязнением побережья приняло участие около 8 тыс. человек.[8]
Влияние нефти на флору и фауну.
Все компоненты нефти токсичны для морских организмов.[7] Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Так, обильно развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса этих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей. Доказано, что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. [2]

Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком приповерхностном слое морской воды, играющем особенно важную роль для различных сторон жизни океана. В нем сосредоточено множество организмов, этот слой играет роль "детского сада" для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, меняется отражательная способность (альбедо) морской воды.[2]

Больше всего страдают от нефти птицы, особенно когда загрязняются прибрежные воды. Нефть склеивает оперенье, оно утрачивает теплоизолирующие свойства, и, кроме того, птица, выпачканная в нефти , не может плавать. Птицы замерзают и тонут. Даже чистка перьев растворителями не позволяет спасти всех пострадавших.Остальные обитатели моря страдают меньше. Многочисленные исследования показали, что нефть, попавшая в море, не создаёт ни постоянной, ни долговременной опасности для живущих в воде организмов и не накапливает в них, так что её попадание в человека по пищевой цепи исключено. По последним данным, значительный вред флоре и фауне может быть нанесен только в отдельных случаях. Например, гораздо опаснее сырой нефти изготовленные из нее нефтепродукты - бензин, дизельное топливо и так далее. Обычно при катастрофах танкеров нефть быстро расходится по воде, разбавляется, начинается её разложение. Показано, что углеводороды нефти могут без вреда для морских организмов проходить через их пищеварительный тракт и даже через ткани: такие опыты проводились с крабами, двустворчатыми моллюсками, разными видами мелкой рыбы, и никаких вредных последствий для подопытных животных не было обнаружено.[2]
2.6. Тепловое загрязнение водных экосистем.
Источником теплового загрязнения служат подогретые сбросные воды теплоэлектростанций и предприятий промышленности. Повышение температуры природных вод изменяет естественные условия для водных организмов, снижает количество растворенного кислорода, изменяет скорость обмена веществ. Многие обитатели рек, озер или водохранилищ гибнут, развитие других подавляется. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.[6]

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний. [1]
2.7. Загрязнение подземных вод.
Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.[7]

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека.[1],[7] Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.[7]

Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.
2.8. Сокращение запасов пресных вод из-за загрязнения.
Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. [2]

Большая часть пресных вод сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10--14 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек.

Реки всегда были источником пресной воды. [7] Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоёмы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьёзнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой.

В ряде регионов важным источником пресной воды являлись подземные воды.[7] Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие источники подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека.

Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района.[2] Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии - 1%. Наиболее водоёмкие отрасли промышленности - сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды -- сельское хозяйство: на его нужды уходит 70--80% всей пресной воды. Орошаемое земледелие занимает лишь 15-17% площади сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению.

Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объёмов потребления воды и очищенных сточных вод.[6]

3. Способы борьбы с загрязнением гидросферы.

3.1. Самоочищение морей и океанов.
Самоочищение морей и океанов – сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включение их в общий круговорот веществ.[6] Способность моря перерабатывать углеводороды и другие виды загрязнений не безгранична. В настоящее время многие акватории уже утратили способность к самоочищению. Некоторые заливы и бухты нефть, в больших количествах скопившаяся в донных отложениях, превратила практически в мёртвые зоны.

К морским организмам, которые участвуют в процессах самоочищения, относятся моллюски. Различают две группы моллюсков. В первую входят мидии, устрицы, гребешок и некоторые другие. Для них характерна двухстворчатая раковина. Обычно створки раковины чуть приоткрыты, и хорошо видно, как из-под радужной мантии торчат две трубочки – сифоны. Через один сифон всасывается морская вода со всеми взвешенными в ней частицами, которые оседают в специальном аппарате моллюска, а через другой очищенная морская вода возвращается в море. Все съедобные частицы усваиваются, а не переваренные крупными комочками выбрасываются наружу.

У моллюсков второй группы раковина или закрученная, овально-конической формы (рапаны, литорины), или напоминает колпачок (морское блюдечко). Ползая по камням, сваям, причалам, растениям, днищам судов, они ежедневно прочищают огромные заросшие поверхности. [6]

Поистине санитар-рекордсмен – моллюск кардиум, входящий в фауну Каспийского моря. Несмотря на свои небольшие размеры (около 2,5 см), он в процессе питания успевает за сутки профильтровать до 15 л воды. При этом растворённые в ней компоненты нефти, как вещества, непригодные для питания, обволакиваются слизью и в этой «упаковке» выбрасываются на дно. [6]

Учёные стремятся изучить деятельность морских организмов, включая водоросли, с тем, чтобы найти новые эффективные способы борьбы с загрязнением водоёмов, прежде всего богатого рыбой Каспия. [6]
3.2.Сбор и очистка сточных вод.

3.2.1. Первичные стоки.
  Санитарная канализационной системы объединяет все сточные трубы от расположенных в зданиях раковин, ванн и т.д., как ствол дерева объединяет все его ветви.[1] Из основания этого «ствола» вытекает смесь всего, что попало в систему, - исходные стоки, или исходные сточные воды. Так как мы используем огромный объем воды для удаления мизерных количеств отходов или просто льем ее без особой нужды, в первичных стоках на каждую часть отходов приходится примерно 1000 частей воды, т.е. в них 99,9% воды и 0,1% отходов. С добавлением ливневых вод разбавление еще более увеличивается. Но отходы или загрязнители первичных стоков имеют огромное значение.[1] Их подразделяют на три категории:

1.    Мусор и песок. Мусор – это тряпки, пластиковые пакеты и прочие предметы, попадающие в систему из туалетов или через ливнестоки, если те еще не отделены. К песку условно относят и гравий; их приносят в основном ливнестоки.

2.    Органическое вещество, или коллоиды. Это как живые организмы, - патогены и непатогенные бактерии-редуценты – так и неживая органика экскрементов, пищевых отходов и волокон тканей и бумаги. Термин коллоиды означает, что этот материал не оседает, а обычно остается взвешенным в воде.

3.    Растворенные вещества. Это в основном биогены, такие как соединения азота, фосфора и калия из продуктов жизнедеятельности, обогащенные фосфатами из детергентов.
3.2.2. Этапы очистки.
1.Предочистка.

Мусор и песок обычно засоряют систему и тормозят дальнейшую очистку стоков. Поэтому их устранение считается ее предварительным этапом. От мусора избавляются, пропуская исходные стоки через стержневую решетку, т.е. ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см. друг от друга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в песколовку, или пескоотстойник, - ёмкость, напоминающую плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку.
2.Первичная очистка.

После предочистки вода проходит первичную очистку – медленно пропускается через крупные баки, называемые первичными отстойниками. Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим 30-50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В то же самое время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец.[1]
     3.Вторичная очистка.

Эту очистку называют также биологической, так как в ней участвуют живые естественные редуценты и детритофаги, потребляющие органическое вещество и в процессе дыхания превращающие его в воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил.[1]

В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слою камней величиной с кулак, толщина которого 2-3 м. Как и в естественных ручьях, в этих условиях функционирует сложная экосистема, включающая бактерии, простейших коловраток, различных мелких червей и других прикрепленных к камням детритофагов. Они буквально выедают из протекающей воды все органическое вещество, включая патогенов. Организмы, случайно смытые с биофильтров, позднее устраняются из воды, когда она попадает во вторичные отстойники-ёмкости, аналогичные первичным отстойникам. С отстоявшимся в них материалом поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества.[1]

Все более широкое распространение получает еще один метод вторичной очистки – система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар, где могли бы разместиться несколько припаркованных друг за другом трейлеров. Смесь детритофагов, называемая активным илом, добавляется в воду, когда та поступает в резервуар. По мере движения по нему она интенсивно аэрируется, т.е. создается богатая кислородом среда, идеальная для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается.

Покидая аэрационный резервуар, вода содержит множество детритофагов, поэтому ее направляют во вторичные отстойники. Так как организмы обычно собираются в кусочках детрита, осадить их относительно несложно; осадок представляет собой тот же самый активный ил, который снова закачивают в аэрационный резервуар. Таким образом, детритофаги рециклизуются, а вода очищается от органического вещества на 90-95%. Излишки активного ила, накапливающиеся в процессе размножения организмов, обычно объединяют с илом-сырцом и в дальнейшем обрабатывают их вместе.[1]
      4.Доочистка.

После вторичной очистки вода поступает на доочистку, устраняющую один или более биогенов. Для этого существует множество способов. На 100% воду можно очистить дистилляцией или микрофильтрованием. Однако это требует больших затрат. Суммарный объем стоков – около 150 галлонов в день на человека. Очистка такого количества воды названными методами слишком расточительна, поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются более доступные способы. Например, фосфаты можно устранить, добавив в воду известь (ионы кальция). Кальций вступает в химическую реакцию с фосфатом, образуя при этом нерастворимый фосфат кальция, который можно удалить фильтрованием. Если избыток фосфата – основная причина эвтрофизации, этого уже достаточно.[1]

При соответствующей доочистке можно добиться того, что в конечном итоге получится вода, пригодная для питья. Многие люди бледнеют при мысли о вторичном использовании канализационных стоков, но стоит вспомнить о том, что в природе в любом случае вся вода совершает круговорот. Фактически соответствующая доочистка может обеспечить воду лучшего качества, нежели получаемая из рек и озер, нередко принимающих неочищенные канализационные стоки.[1]
      5.Дезинфекция.

Какой бы тщательной очистке не подвергались сточные воды, обычно их все равно дезинфицируют хлорированием перед сбросом в естественные водоёмы, чтобы уничтожить патогенные организмы, которые могли выжить. Использование для этого газообразного хлора (Cl₂) влечёт за собой определённые экологические проблемы, требующие обсуждения. Хлор используют из-за его эффективного действия и относительной дешевизны. Однако он очень ядовит, и его транспортировка небезопасна для людей. Некоторые количества хлора самопроизвольно вступают в реакции с органическими веществами с образованием хлорированных углеводородов, т.е. органических молекул, включающих в себя атомы хлора. Многие из этих соединений токсичны и биологически не разлагаются, а некоторые способны даже вызвать рак, нарушения внутриутробного развития и поражать систему размножения.[1]

Существуют более безопасные дезинфицирующие средства, например озон (O₃). Он чрезвычайно губителен для микроорганизмов и, воздействуя на них, распадается на газообразный кислород, что улучшает качество воды. Однако озон не только токсичен, но и взрывоопасен.

Предлагается также воздействовать на воду ультрафиолетовым или другим излучением, убивающим микроорганизмы, но не оказывающим никакого побочного явления.[1]
     Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все названные категории загрязнителей. Мусор и песок удаляются на этапе предочистки.

Необходимо также иметь в виду, что обработка стоков в каждом конкретном случае не обязательно должна включать в себя все пять этапов. Чаще всего они дополняют друг друга в зависимости от обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоёмы все еще сбрасывают просто исходные стоки, в других - осуществляют только первичную их очистку, кое-где проводят вторичную, и лишь немного городов осуществляет доочистку и дезинфекцию водостоков.[1]
3.3.Способы борьбы с разливом нефти.
Судьба нефти ,попавшей в море у берега и вдали от берегов, различна. При катастрофе в открытом море не требуется каких-либо мер по борьбе с нефтью. Там её слой , как правило быстро разбивается волнами и ветром, а затем подвергается естественным процессам разложения. Другое дело - разлив нефти вблизи берегов. Здесь надо действовать быстро, от этого зависит успех принятых мер. Главное - опытное и эффективное руководство всеми мероприятиями по борьбе с бедствием, но результат будет зависеть также от географических и метеорологических условий на месте катастрофы. [2]

Насколько это возможно, груз из потерпевшего аварию танкера стараются перекачать на другие судна, чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить загрязнение моря. Если на море штиль или волнение невелико, аварийный танкер окружают загородками(бонами) из плавающих надутых воздухом шлангов, которые препятствуют дальнейшему распространению нефтяного пятна и позволяют вычерпать или собрать насосами пролившуюся нефть.[2]

Существует целый ряд эффективных технических систем для сбора разлившейся нефти ,но они могут работать при относительно спокойном море. Различные фирмы и государственные предприятия стран мира разрабатывают системы, которые можно применять и в штормовую погоду. Действию этих механических систем помогают химические средства - диспергаторы. Они усиливают действия ветра и волн на слой нефти. Опрыскивая его диспергаторами, можно добиться разделения сплошного слоя на мелкие капли, которые вскоре исчезают с поверхности .[5] Этим устраняется опасность для птиц и вероятность загрязнения пляжей. Кроме того, диспергаторы ускоряют биологическое разложение нефти, так как многочисленные мельчайшие капельки представляют бактериям огромную поверхность для заселения и воздействия. Правда, биологи опасаются, что поглощение таких капелек мелкими морскими организмами приносит последним вред. Но этот вопрос нуждается в дальнейшем изучении. Пытаются также сжигать разлившуюся нефть или засыпать её известью, песком и другими веществами, захватывающими её и погружающимися вместе с ней на дно. Но успех этих методов пока ограничен.

В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай сагге» выпустила реактив ASWW, основной компонент которого - специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью.

Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане.[6] Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.

4. Охрана морей и океанов.
Наиболее серьёзной проблемой морей и океанов в нашем столетии является загрязнение нефтью, последствия которого губительны для всей жизни на Земле.[6] В 1954 году в Лондоне прошла международная конференция, ставившаяся целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. На ней была принята конвенция, определяющая обязанности государств в этой области. Позже в 1958 году в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, о территориальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами и другими вредными веществами.

Запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки.[6]

В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Многие современные танкеры имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая оболочка.

С 1993 года был запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число их неуклонно растет.[6] Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы стали разрабатываться проекты очистки ЖРО.

В 1996 году представители японских, американских и российских фирм подписали контракт на создание установки по переработке ЖРО, скопившихся на Дальнем Востоке России. На реализацию проекта правительство Японии выделило 25,2 млн. долларов.

Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением новых методик очисток акваторий невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем странам сообща, - предотвращение загрязнения.[6]

В соответствии с Конституцией Российской Федерации, водное законодательство России находится в совместном ведении РФ и субъектов РФ. Оно состоит из Водного кодекса Российской Федерации и принимаемых в соответствии с ним федеральных законов и иных нормативно-правовых актов, а также законов и нормативно-правовых актов субъектов РФ.

Согласно Водному кодексу Российской Федерации, использование водных объектов для питьевого и хозяйственно бытового водоснабжения является приоритетным. Для этих целей должны использоваться защищённые от загрязнения и засорения поверхностные и подземные водные объекты. Их пригодность для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения определяется органами санитарно-эпидемиологического надзора.

Поддержание поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем экологическим требованиям, обеспечивается установлением нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты.

Согласно Водному кодексу Российской Федерации, при размещении, проектировании, реконструкции, вводе в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов и окружающую среду.

5. Загрязнение водных ресурсов в Мурманской области.
На территории Кольского полуострова находится более 127 тыс. водных объектов, из них 20,6 тыс. водотоков и 107 тыс. водоёмов, включая озёра Имандра, Умбозеро, Ловозеро, Верхнетуломское водохранилище.[3]

Область не испытывает недостатка в водных ресурсах, однако водные объекты загрязняются промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, подвергаются воздействию загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферы.[3]
Антропогенные факторы и их влияние[4]


Фактор

Загрязняющие вещества

Последствия загрязнений

Основные загрязни-тели-предприятия промышленности

1. Сточные воды горно-перераб. и металлургич. предприятий


Взвеси, мин. соли, нефтепро– дукты, масла, токсичные ме – таллы и др.


Изменение ионного состава вод, рост минерализации и мутности: нарушение обмена веществ у беспозвоночных и рыб.

Токсикофикация.


Комбинат «Се – вероникель», ПО «Апатит», Оле – негорский ГОК, Ловозерский ГОК

2. Дымовые вы – бросы промпре- дприятий

Токсичные металлы и орга – нические соед., кислые осадки

Токсикофикация: гибель организмов от острой и хронической интоксикации.

Комбинаты «Се– вероникель» и «Печенганикель», ПО «Апатит»

3. Хозбытовые стоки городов и посёлков

Биогенные и органические вещества

Эвтрофикация: интенсивное развитие водорослей и устойчивых к загрязнению гидробионтов.

Города Кировск, Апатиты, Монче- горск, посёлок Зашеек

4. АЭС

Подогретые воды АЭС

Эвтрофикация.

Термофикация: активизация биохими- ческих процессов, изменение скорости обмена веществ, снижение кол-ва кислорода в воде.

Кольская АЭС

5. Промысел



Нарушение структурно-функциональ- ной организации водных биоцентов, сокращение запасов рыб.

Промысел на озёрах Имандра, Умбозеро, Ловозеро


В пробах воды, отобранных в 2004 году [3] на территории деятельности ГУ «Мурманское УГМС» и при обследовании водных объектов в промышленных центрах и сельскохозяйственных районах, было зарегистрировано 80 случаев высокого уровня загрязнения вод и 53 случая – экстремально высокого загрязнения.

В районах развитой горнодобывающей, горнообрабатывающей и металлургической промышленности уровня высокого загрязнения и экстремально высокого загрязнения достигали концентрации тяжёлых металлов, сульфатов, фторидов, соединений азота. Это, главным образом, зоны влияния ОАО «Кольского ГМК», ОАО «Ковдорский ГОК», ОАО «Апатит», ЗАО «Ловозерская горно-обогатительная компания».[3]

6.Заключение.
Последствия, к которым ведёт расточительное, небрежное отношение человечества к Океану, ужасающи. Уничтожение планктона, рыб и других обитателей океанских вод - далеко не всё.[6]

Ущерб может быть гораздо большим. Ведь у Мирового океана имеются общепланетарные функции: он является мощным регулятором влагооборота и теплового режима Земли, а также циркуляции её атмосферы. Загрязнения способны вызвать весьма существенные изменения всех этих характеристик, жизненно важных для режима климата и погоды на всей планете. Симптомы таких изменений наблюдаются уже сегодня. Повторяются жестокие засухи и наводнения, появляются разрушительные ураганы, сильнейшие морозы приходят даже в тропики, где их отроду не бывало. Разумеется, пока нельзя даже приблизительно оценить зависимость подобного ущерба от степени загрязненности Мирового океана, однако, взаимосвязь, несомненно, существует.[6] Как бы там ни было, охрана океана является одной из глобальных проблем человечества. Мертвый океан - мертвая планета, а значит, и все человечество.
 

Список использованной литературы


  1. Бернанд Небел «Наука об окружающей среде». – М., 1993

  2. Гладкий Ю.Н. Дайте планете шанс! – М., 1995.

  3. Доклад по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов Мурманской области. – М., 2005

  4. Калабин Г. В. «Экология и охрана природы Кольского Севера». – А., 1994

  5. Новиков Ю. В. «Экология, окружающая среда и человек». – М., 1999

  6. Степанов В. И. «Мировой Океан». – М., 1994

  7. «Экология, здоровье и природопользование в России» / Под ред. Протасова В. Ф. / - М., 1995

  8. Энциклопедия для детей. Том 19. Экология. / Под ред. В. А. Володина / - М., 2001


Приложение 2

Источники загрязнения Мирового океана нефтью



1 – речной сток (41 %)

2 – добыча нефти на море (5 %)

3 – выпадение с атмосферными осадками (4 %)

4 – сток из городских районов (3 %)

5 – перевозка морем (аварии и нормальные рабочие операции)(20 %)

6 – естественные излияния нефти со дна океана (15 %)

7 – нефтеперегонные заводы на суше (менее 1 %)

8 – сточные воды (12 %)





Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации