Загрязнение водоемов происходит как естественным, так и искусственным путем. Загрязнения поступают с дождевыми водами, смываются с берегов, а также образуются в процессе развития и отмирания животных и растительных организмов, находящихся в водоеме.
Искусственное загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения в зависимости от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние: 1) изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы); 2) появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне); 3) изменяется химический состав воды (изменяется реакция, содержание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества и т. п.); 4) уменьшается в воде содержание растворенного кислорода вследствие его потребления на окисление поступивших органических веществ; 5) изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.
В практике санитарной охраны водоемов пользуются гигиеническими нормативами - предельно допустимыми концентрациями (ПДК) веществ, влияющих на качество воды.
За ПДК принимают ту максимальную концентрацию вещества, при которой не нарушаются (не ухудшаются) процессы минерализации органических веществ, органолепгические свойства воды и промысловых организмов (рыб, раков, моллюсков) и не допускаются токсичные свойства веществ, которые могут вызвать нарушения в жизнедеятельности (выживаемость, рост, размножение, плодовитость, качество потомства) основных групп водных организмов (растений, беспозвоночных животных, рыб), играющих важнейшую роль в формировании качества воды, создании и трансформации органического вещества.
Следовательно, ПДК должна обеспечивать нормальный ход биологических процессов, формирующих качество воды, и не ухудшать товарные качества промысловых организмов. При одновременном присутствии нескольких вредных веществ ПДК каждого должна быть соответственно уменьшена в связи с их аддитивным действием.
Более строго считается, что единственно правильным критерием чистоты вод является полная сохранность биоценоза водоема. Лимнологический институт СО АН СССР при решении вопроса о ПДК для оз. Байкал предложил, чтобы в сточных водах, сбрасываемых в это озеро, концентрации минеральных компонентов были на уровне их среднегодовых показателей в питающих озеро водах; органические компоненты, не свойственные по своей химической природе естественным водам, не должны сбрасываться в водоем.
Наиболее эффективным путем охраны водоемов от загрязнения сточными водами является очистка сточных вод. В связи с этим необходимо широко применять наиболее эффективные методы очистки:
1) метод многоступенчатой аэрации с активным илом;
2) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;
3) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через микрофильтры;
4) метод аэрации с активным илом и фильтрованием через активированный уголь;
5) метод аэрации с активным илом с последующим ионообменом;
6) удаление фосфатов осаждением с помощью извести после аэрации с активным илом, с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;
7) химическое осаждение взвешенных веществ после аэрации с активным илом для задержания фосфора;
8) доочистку в прудах;
9) культивирование водорослей для удаления фосфора и нитратов, а также для снижения БПК;
10) адсорбцию активированным углем для изъятия органических веществ;
11) метод обессоливания;
12) сепарацию пены для удаления детергентов.
Для рационального использования водных ресурсов и усиления охраны природных вод от загрязнения следует разрабатывать технические решения для повторного использования очищенных сточных вод в системах производственного водоснабжения.
В пределах крупных городов необходимо учитывать загрязнения рек не только бытовыми и производственными сточными водами, но и дождевыми, стекающими с территории города по водостокам. Считается, что минимальный расход воды в реке для разбавления дождевых вод должен составлять не менее 0,016 л/с на одного жителя города, в ином случае кислородный режим и физические свойства речной воды будут неудовлетворительными.
Министерством мелиорации и водного хозяйства РСФСР разработаны два варианта водохозяйственного баланса по бассейнам основных рек на 1980 г.
|
Таблица 4.6 Водохозяйственные мероприятия РСФСР и определяющие их условия
|
Первый вариант. Сточные воды после очистки сбрасываются в реки. Расходная часть баланса - безвозвратные потери воды. Приняты четыре минимальных значения кратности разбавления К сбрасываемых в реки очищенных сточных вод -1: 3, 1:5, 1:10, 1: 20.
Второй вариант. Производственные и большая часть бытовых сточных вод в реки не возвращаются (за счет повторного использования стоков на полях орошения, полях фильтрации и т. п.). Расходная часть баланса возрастает по сравнению с первым вариантом, но сокращаются резервы воды, необходимые для разбавления сточных вод. Кратность разбавления К составляет 1: 5.
Водохозяйственные мероприятия, определяющиеся соотношением водопотребления и водности рек, а также минимальной кратностью разбавления сточных вод, сбрасываемых в реку, приведены в табл. 4.6.
По данным составленного водохозяйственного баланса установлено, что для необходимого разбавления сбрасываемых в реки сточных вод требуются более сложные водохозяйственные мероприятия, чем для отбора необходимого объема воды при сокращении сброса сточных вод в реки. Поэтому рекомендуется сокращать сброс сточных вод в реки в тех случаях, когда требуется значительное их разбавление водой.
Общепринятая методика определения обводнительных расходов до настоящего времени отсутствует.
Предлагается определять обводнительный расход Q06b при спуске в реки ливневых и поливомоечных вод, пользуясь зависимостью
(БПКст - ВП Кдоп) Qo6B~ сс (БПКдоп - БПКр) (4Л7)
Где <7СТ - расчетный расход сточных вод;
БПКст» БПКдоп и БПКр - расчетные значения биохимической потребности кислорода соответственно сточных вод, предельно допустимой концентрации в реке после сброса сточных вод и речной воды до сброса сточных вод;
А-коэффициент степени смешения сточных вод с речной водой.
Для определения размера санитарного попуска Qn предложена зависимость
П п
S Сі щ + Ср Qp - Спр (Qp + S qi) Qn = - , (4,18)
Где <7j - - расход сточных вод с концентрацией Сі лимитирующего загрязнения;
<Зр - расход речной воды с концентрацией Ср того же вещества в рассматриваемом створе реки;
Сп - концентрация загрязняющего вещества в воде, поступающей при санитарном попуске;
Спр - предельная концентрация загрязнения в речной воде после смешения ее с водой санитарнрго попуска; І - число спусков сточных вод на рассматриваемом участке реки.
С математической точки зрения зависимости (4.17) и (4.18) очень просты, но для широкого применения их в практике необходимы большие научно обоснованные исследования по определению оптимальных значений входящих в них величин. Лишь на их основе можно осуществить достаточно достоверное прогнозирование качества воды рек.
Наибольший вред рыбному хозяйству наносится при спуске нефти и нефтепродуктов в водоемы во время нереста. Икра рыб пропитывается нефтепродуктами, обволакиваясь находящимися в воде взвешенными веществами. Загрязненная икра оседает на дно в тихих местах и погибает.
Таким образом, полное освобождение сточных вод от всех компонентов нефти и особенно от мазута, вызывающего гибель мальков, а также полная дезодорация сточной воды необходимы для того, чтобы не изменять физико-химических свойств воды водоема в месте спуска сточных вод и ниже по течению реки.
Наличие в сточных водах вредных веществ тормозит процессы самоочищения водоемов. Такие загрязнения производственных сточных вод, как сероводород и сульфиды, оказывают отравляющее действие на живые организмы. Кроме того, они, являясь неустойчивыми в водной среде, окисляются за счет растворенного в воде кислорода, нарушая этим кислородный режим водоема. К таким же тяжелым последствиям приводит выпуск в водоемы фенолсодержащих сточных вод, в частности сточных вод газогенераторных станций, химических заводов, а также предприятий бумажной промышленности.
Сточными водами могут загрязняться не только поверхностные водоемы, но и подрусловые воды, используемые населением для питьевых целей. Для того чтобы не допустить загрязнения водоемов, необходим постоянный контроль за качеством воды в них. В осуществлении контроля главную роль должны играть автоматические станции с измерительными приборами.
Автоанализаторы применяются в настоящее время преимущественно в стационарных лабораторных условиях. Для исследования качества воды в полевых условиях, а также для автономной регистрации применяют автоматические станции, которые работают на принципе электрометрии.
Типовая автоматическая станция контроля за качеством воды состоит из четырех основных элементов: приемной части, в которой расположены датчики (электроды) для измерения отдельных параметров качества; анализирующего блока; регистрирующего и передающего устройств. В приемной части находятся датчики (электроды), помещаемые в камеры, через которые равномерно проходит исследуемая вода. Анализирующий блок служит для усиления электрических сигналов датчиков и преобразования их в сигнал для автоматической регистрации. Регистрирующее устройство записывает сигналы, поступающие из анализирующего блока, на бумажную ленту в виде кривых или точек (на некоторых станциях запись идет в перфорированном виде). Передающее устройство служит для преобразования электрических сигналов в однородные импульсы, которые передаются по линии связи на центральный пункт.
Автоматические измерительные станции подразделяются в основном на два типа: в одних - результаты измерений записываются на специальной ленте, которая через определенные промежутки времени (неделя, 10 дней) меняется обслуживающим персоналом; в других - результаты сразу же передаются на центральный пункт.
На центральную вычислительную станцию передаются сведения о качестве воды по основным показателям: содержание растворенного кислорода, рН, мутность и температура, содержание хлоридов, БПК. и др.
Санитарная охрана водоёмов - это комплекс законодательных, организационных и санитарно-технических мероприятий, направленных на охрану открытых водоемов от загрязнения.
Наиболее значительными источниками загрязнения водоемов являются бытовые канализованных населенных мест и сточные воды промышленных предприятий. Загрязнение воды открытых водоемов создает угрозу здоровью и оказывает неблагоприятное влияние на условия жизни населения, наносит большой ущерб рыбному хозяйству и затрудняет использование водоемов для промышленных и других народнохозяйственных целей.
Гигиенические требования к санитарной охране водоёмов направлены на создание условий, при которых спуск сточных вод не нарушал бы интересы нормального водопользования. Требования к составу и свойствам воды в пунктах питьевого и культурно-бытового водопользования приведены в «Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», изданных в 1961 г. Санитарные нормативы относятся не к составу сточных вод, как прежде, а к качеству воды водоемов и содержанию в ней вредных веществ. В настоящее время разработаны и утверждены предельно допустимые концентрации для более чем 100 вредных веществ, поступающих в водоемы в составе промышленных сточных вод. Сброс в водоемы радиоактивных веществ регламентируется «Санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений» № 333-60.
Наиболее эффективными мероприятиями по санитарной охране водоёмов являются: изменения технологических процессов, направленные на уменьшение сброса сточных вод, замена токсических продуктов безвредными или менее токсичными, извлечение и утилизация ценных веществ из сточных вод, организация оборотного водоснабжения, при котором сточные воды после соответствующей обработки вновь используются в технологическом процессе. В случае недостаточности этих мер возникает необходимость оборудования специальных сооружений для очистки и обезвреживания сточных вод (см.). Вокруг источников, используемых для централизованного водоснабжения, устанавливаются зоны санитарной охраны (см.). Решение вопросов санитарной охраны водоёмов регламентировано «Основами законодательства СССР и союзных республик о здравоохранении» (ст. 21, 25 и др.).
В предупредительном санитарном надзоре в области санитарной охраны водоёмов необходимо руководствоваться «Указаниями по проектированию наружной канализации промышленных предприятий» (СН 173 - 61) и СН и ПШГ -6 -62 («Канализация. Нормы проектирования»). При текущем (см.) контролируются эффективность очистных сооружений и правильность их эксплуатации, производится санитарно-топографическое обследование участков, на которых находятся очистные сооружения, устанавливаются пункты загрязнения, количество стоков, режим сброса, основные вещества, загрязняющие водоемы, проводится опрос жителей и отбираются пробы воды для химического, радиологического, бактериологического и биологического исследований (см. ). На незагрязненных участках разовые пробы отбирают в наиболее теплый месяц года и в последний месяц зимы. Пробы воды отбирают систематически, в постоянных пунктах наблюдения: выше и ниже выпуска стоков.
Тип урока: Повторение, систематизация и обобщение полученных знаний.
Вид урока: Ролевая игра – заседание экологического комитета.
Цели урока:
- Обучающие.
Методы и методические приемы. Самостоятельная работа учащихся с научно-популярной литературой, подготовка сообщений, выполнение лабораторных опытов и демонстрационного эксперимента, диалогический метод изложения знаний с элементами исследования.
Оборудование и реактивы:
Таблицы, подготовленные учащимися:
- карта рек г. Черняховска.
- “Основные источники загрязнения водоемов г. Черняховска”.
- “Расход воды на различных предприятиях”.
- “Простейшие – обитатели водоемов”.
- “Схема производственного водооборотного цикла”.
- “Схема очистных сооружений г. Черняховска”.
Глобус, мультимедиа-проектор, демонстрационный экран, пробирки, универсальная индикаторная бумага, растворы.
Уроку предшествовали экскурсии на очистные сооружения г. Черняховская, Водоканал, химические лаборатории некоторых предприятий.
Ход урока
Неужто завтра замрут моря?
Умолкнут птицы, застынут сосны?
Уже не сможет взойти заря,
И спросит небо: неужто поздно?
Так поклянемся, что мы спасем,
И это небо в надеждах звездных,
Спасем планету – наш добрый дом,
Пока не поздно, пока не поздно.
Да, людям всех стран нужна цветущая земля, чистые реки и моря, чистый воздух.
Поэтому тема нашего сегодняшнего заседания – “Очистка воды. Охрана водоемов. Наше заседание мы откроем отрывком из повести Юрия Томилина “Карусели над городом”, который будет являться эпиграфом этого заседания:
“На вид это была вполне невинная речка. Еще не так давно в ней водились окуни и плотва и даже раки, которые, как известно, любят чистую воду. Но несколько лет назад фабрика игрушек начисто перевела в ней всякую живность. Дольше всех, говорят, продержалась старая щука. Но и она ушла, не выдержав, вниз по течению в другую реку, где погибла от тоски и одиночества: у этой щуки была красная голова, зеленое брюхо, синий хвост и другие щуки не хотели с ней разговаривать”.
План нашего заседания (перечислить цели урока).
Урок проводится в форме заседания экологического комитета. Представляю Вам членов экологического комитета, которые по моей просьбе более глубоко занимались вопросами изучения водоемов нашего района. Итак, начнем наше заседание.
Уважаемые коллеги!
Мы собрались сегодня на очередное заседание нашего экологического комитета.
На основании публикации в средствах массовой информации и фотодокументов, перед нами встала картина нарушения водопользования в нашем городе и районе. Поступили тревожные сигналы.
Так в газете “Полюс” от 16 июля 2007 года было сообщено о том, что в районе территории локомотивного депо произошла утечка мазута из двух цистерн. Нефтепродуктами было загрязнено около 50 квадратных метров земли. Часть их попала в находящееся рядом озеро. Природной среде был нанесен определенный вред.
Газета “Комсомольская правда” “2 от 12 января 2008 года сообщает, что угроза попадания в реку Преголю из-за трещины в трубопроводе миновала.
Наш экологический комитет особое внимание уделил фактам из бюллетеня экологической обстановки Калининградской области (которые ежемесячно печатаются в СМИ), а также на доске приведены данные анализов химических лабораторий сточных вод некоторых предприятий города Черняховска.
1-й эксперимент: Вода на Земле – самое распространенное вещество. На глобусе хорошо видно, что только % нашей планеты занимает суша, а остальные % – вода. Космонавты, впервые увидевшие Землю из космоса, говорили, что она выглядит совсем не как земной шар, а скорее, как водяной шар.
Однако воду надо беречь. Представьте себе, что вода исчезла бы с нашей планеты. Появились бы мрачные зияющие “глазницы” морских и океанских впадин, покрытые толстым слоем соли. Пересохли бы русла рек, замолкли родники. Горные породы стали бы разрушаться (выветриваться), поскольку в их состав тоже входит химически связанная вода. Ни кустика, ни цветочка, ни единого живого существа не осталось бы на мертвой земле. Значение воды трудно преувеличить.
Вопросы эксперта к классу:
1. Что можно добавить о значении воды на Земле?
Ответ: Согласно эволюционной теории жизнь зародилась в воде. Живые существа на 2/3 состоят из воды. Обратимся к таблице “Вода, вода, кругом вода”, в которой сказано, что кровь человека на 90% состоит из воды, мышцы – на 75%, кости – на 28%, стекловидное тело глаза – на 99%. Вода – обязательный компонент каждой живой клетки. Ни одно живое существо не может обойтись без воды. Обезвоживание организма на 12-15% приводит к нарушению обмена веществ, а потери до 25% воды – к гибели организма. У кого есть дополнение к этому вопросу?
2-й ученик: В организме идет постоянное обновление воды. В кактусах, например, обновляется вода в течение 28 лет, у черепахи – 1 год, у верблюда – 3 месяца, у человека – 1 месяц. Без воды человек может прожить 7–9 дней, в то время как без пищи – 30–50 дней.
Вода участвует и в растворении веществ, в образовании крахмала, сахара, жиров, теплообмене организма.
Вода – среда обитания многих растений и животных.
Вода необходима для процесса фотосинтеза. Человек использует воду в сельском хозяйстве для полива, а промышленности как сырье и растворитель. На берегах рек и озер, люди отдыхают, занимаются спортом и закаливанием.
В беседу включается руководитель экспертной группы, изучавшей источники загрязнений реки Преголи:
Вода – самое уникальное вещество на Земле. Казалось бы, воды очень много, но пресной воды катастрофически не хватает. В одних районах земли льют частые дожди, бывают сильные наводнения, а в других месяцами не бывает дождя, стоит засуха.
По просьбе учителя ученики называют самые засушливые места на нашей планете -пустыни. Учащиеся отмечают, что основные запасы пресной воды сосредоточены в ледниках Антарктиды, Гренландии.
На долю пресной воды приходится всего 2% от ее общей массы. Обычно думают, что человек использует воду в основном в быту. На самом деле, значительная часть воды расходуется на промышленных производствах и сельском хозяйстве.
2-й эксперт {подходит с указкой к таблице): для доказательств сказанного посмотрите на таблицу, в которой указаны нормы потребления воды для производства различных веществ и материалов.
Расход воды при производстве некоторых веществ и материалов
| Произведенный материал | Количество | Расход воды в тоннах |
| Прокат | 1 т | 200 |
| Черновая медь | 1 т | 500 |
| Алюминий | 1 т | 1200 |
| Синтетическое волокно | 1 т | 2000–5000 |
| Бумага | 1 т | 250–400 |
| Цемент | 1 т | 5 |
| Сахар | 1 т | 3 |
| Ткань | 100 м | 25 |
А теперь рассмотрим вопрос: Где и как берут воду для удовлетворения различных нужд города? Мы побывали на водозаборной стации, где познакомились с правилами получения очистки и подачи воды в город. На нашем водоканале имеется 27 артезианских скважин (одна немецкая). В каждой скважине находятся глубинные электронасосы, при помощи которых из подземных источников вода поднимается на поверхность и поступает в специальные емкости – отстойники, объемом по 2000 кубических метров каждая. В этих емкостях вода в течение нескольких часов отстаивается, чтобы осели взвеси, которые удаляются механическим путем через специальные отверстия. Затем вода фильтруется через песчаные фильтры и отправляется в хлоратурную для обеззараживания. Готовая вода перекачивается в накопительные резервуар для подачи воды в город.
Суточная потребность города в воде – 18–20 тыс. кубических метров.
Часть воды идет в квартиры на бытовые нужды, другая часть на различные предприятия, которые, использовав ее, сбрасывают в водоемы недостаточно очищенную.
А теперь коллеги , проделав путь от добычи, очистки и подачи воды к потребителям, мы подошли к другой, не менее важной проблеме - отходам производства. Давайте рассмотрим с Вами, что является причиной загрязнения водоемов. Ими могут служить различные виды деятельности человека. На нашем заседании мы рассмотрим только некоторые предприятия, которые являются источниками загрязнения водоемов и чем загрязнены воды.
Сейчас представитель экспертной группы расскажет об экологической обстановке, которая сложилась на реке Анграпе.
Черняховск расположен в живописной впадине при слиянии 2-х крупных рек – Инструча и Анграпы, дающих начало 3-й реке – Преголе, главной водной артерии Калининградской области, впадающей в Калининградский залив.
Реки города Черняховска равнинного типа, принадлежат к бассейну Балтийского моря. Питание рек смешанное, – подземными и дождевыми водами. Замерзают реки в середине декабря, вскрываются – в начале марта. Подъем уровня воды в период весеннего половодья (март–апрель) достигает 1–2,5 метра.
Как Вы знаете, в нашем городе находятся ряд крупных и средних промышленных предприятий, которые в своем производственном цикле используют воду. Это такие, как Мясокомбинат, Авторемонтный Завод, КПД, Автоколонна, Железная Дорога, Кожевный завод и ряд других, которые являются потенциальными источниками химического загрязнения реки Анграпы, в которую производится сброс сточных вод.
А теперь посмотри, что может находится в сточных водах некоторых из этих предприятий? Например, Авторемонтный завод, Автоколонна, Локомотивное Депо – отходы нефтепродуктов.
Все в природе взаимосвязано. И на степень загрязненности воды влияет степень загрязненности атмосферы. Например, котельные выбрасывают в атмосферу значительное количество неметаллов (это оксиды серы и азота), которые соединяясь с атмосферной влагой и кислородом воздуха превращаются в кислоты и выпадают в виде кислотных дождей, что способствует образованию кислых бесплодных почв. Попадая в водоемы, они значительно закисляют их, вызывая тем самым гибель практически всех водных обитателей. Например, тысяча озер, рек и речек в Скандинавии уже лишены рыбы из-за того, что выпадающие осадки бывают временами сильно обогащены серной кислотой. В период, когда загрязнение достигает высокого уровня, люди жалуются на головные боли, раздражение глаз и носоглотки. Присутствие взвеси кислоты в воздухе, главным образом серной, приводит к увеличению количества приступов у больных астмой.
Влияние вредных веществ рассмотрим на примере Кожевного завода. В пробе воды, которая имела серый цвет и затхлый запах были обнаружены следующие соединения (давайте назовем основные).
Результаты анализа: по нефтепродуктам, жирам, взвешенным частицам - нитраты сточной воды данного завода превышают ПДК.
Эти загрязнения не безвредны. Насыщения водоемов азотом, фосфором и их соединениями приводит к быстрому развитию сине-зеленных водорослей (фитопланктона), происходит “цветение воды”. Водоросли, достигнув своего развития, отмирают, начинается их гниение, которое сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода. Содержание кислорода в водоеме сокращается и начинается гибель рыбы и моллюсков, которые участвуют в самоочищении воды (до 15 литров в сутки пропускают только через себя моллюски). Необходимо отметить, что абсолютными чемпионами по загрязнению воды стали нитраты и фосфаты. Здесь Я хочу обратить Ваше внимание, что при современном уроне технологии практически не возможно очистить сточные воды от данных примесей, а тем не менее их избыток в организме человека вызывает головную боль, головокружение, сердечно-сосудистые заболевания.
Отходы нефтепродуктов, например, мазут, солярка, бензин, керосин, вместе со сточными водами попадая в водоемы, растекаются по поверхности воды, образуя плавающую плотную эластичную пленку. Эта пленка уменьшает испарение воды, препятствует насыщению кислородом, но испаряется сама и загрязняет атмосферный воздух, нарушает процессы тепло и газообмена, в результате чего погибает икра и молодь рыб, погибает планктон (простейшие организмы, обитающие в водоеме и являющиеся пищей для рыб). При концентрации нефтепродуктов 0,05–0,5 мг/л и более в водоеме рыба приобретает неприятный керосиновый запах.
Пары нефтепродуктов при концентрации 10 мг/м 3 и более в воздухе вызывает у человека заболевания органов дыхания и центральной нервной системы, повышенную утомляемость.
Теперь вернемся к тем статьям в газетах, о которых говорилось ранее: при утечке мазута из емкостей в районе локомотивного ДЕПО нефтепродуктами было загрязнено около 50 квадратных метров земли, а часть их попала в находящееся рядом озеро. На основании статьи № 84 Закона РФ “Об охране окружающей природной среды” Локомотивное ДЕПО было оштрафовано 500 000 рублей. Во втором случае в результате прорыва нефтепровода в поселке Речное, Гвардейского района на поверхность земли вылилось примерно 11-12 тонн нефти. Создалась реальная угроза попадания нефти в реку Преголя. Следы “черного золота” были обнаружены и в 1,5 км от нефтепровода. Часть ее просочилась в почву, попала в мелиоративные сети. Активно ведется очистка загрязненных территорий. Для этих мелей используется множество техники, в том числе и самые современные нефтеловушки, полупроницаемые покрытия и т.д. Масштабы аварии велики, уточняется нанесенный природе ущерб. Сейчас самое главное – ликвидировать последствия до весеннего половодья и не дать нефти оказаться в водах Преголи.
На основании этого мы можем сделать вывод о том, на сколько серьезно отношение руководителей города и района к вопросам экологии.
После ознакомления с отрицательным действием загрязнителей, перейдем к рассмотрению природоохранных мер. Чтобы предотвратить попадание загрязненных вод в водоемы, создается специальное сооружение, которое называется Городской станцией Очистки.
У Вас может возникнуть вопрос: Почему мы совершили экскурсию именно на Городские очистные сооружения? Просто, при расположении промышленных предприятий в городах или вблизи них выпуск промышленных сточных вод производится в городскую канализацию или водоемы. Тогда очистка смесим бытовых и промышленных сточных вод в этом случае, осуществляется на единых очистных сооружениях, что мы рассмотрим на примере нашего города.
Давайте сейчас вместе с Вами подытожим, все то, что видели на экскурсии.
Очистные сооружения нашего города были построены немцами задолго до войны, в наши дни реконструкция их не коснулась по финансовым причинам. По прогнозам специалистов Водоканала им около 100 лет. Станция очистки пропускает через себя за сутки только 70% сточных вод, а 30% сбрасываются в реку неочищенными. Очистные сооружения нашего города включают только механический способ. При этом способе не растворяемые примеси удаляются из сточных вод через систему отстойников и разного рода ловушек. Обратите внимание на схему очистных сооружений. Попадая на станцию, сточные воды проходят через стержневую решетку , где улавливаются крупные нерастворимые в воде загрязнители и бытовые отходы (бумага, полиэтиленовые пакеты и прочее). Решетки устанавливаются на очистных сооружениях при поступлении на них сточных вод самотеком. Решетка – это первая ступень предочистки. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в песколовку или пескотстойник – емкость, напоминающую плавильный бассейн, где движение воды замедляется на столько, что песок и другие грубые частицы успевают осесть на дно, пока вода перетекает через край. Затем они механически извлекаются оттуда и вывозятся на свалку. После предочистки вода проходит первичную очистку – медленно пропускается через крупные резервуары – первичные отстойники . По конструкции резервуара различают вертикальные и горизонтальные отстойники. Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим от 30–50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В тоже время жирные и масляные вещества всплывают к поверхности и их снимают как сливки.
Обратите внимание, что при первичной очистки всего-навсего “заливают” грязную воду в сосуд, дают отстояться и сливают.
Для доказательства сказанного рассмотрим опыт.
Вода, покидающая первичные отстойники все еще содержит от 50 до 70% неосевших органических коллоидов и почти все растворенные биогены. Затем, очищенная вода по трубам поступает на слив в реку ниже водопада.
А мы продолжим с Вами разговор о современных методах очистки, которые включают в себя еще биологические, химические и физические.
Для биологической очистки применяют специальные сооружения – аэротинки . Их длина около 100 м. В 6 аэротинков подается биологический ил, содержащий микробактерии, знакомые нам простейшие организмы: амебы, инфузории, жгутиковые и водоросли (назовите их, пожалуйста).
Ил, который содержит все эти организмы, называется активным. В аэротинках он перемешивается с водой. Вода здесь становится черной от хлопьев ила, как бы “кипит”, насыщаемая кислородом, поступающем из воздуходувной станции. Вода кажется чернее и грязнее, чем была в приемной камере, однако именно здесь, в аэротинках, происходит метаморфоза оживления.
Видимые только в микроскоп простейшие организмы, для жизнедеятельности которых нужен кислород, возвращают воде жизнь: окисляют примеси, уничтожают все то, что не удалось извлечь из воды при механической очистке. Биологическая очистка длится около 7 часов. Во вторичных отстойниках хлопья ила легко оседают, его опять отправляют на “работу” в аэротинки. А вода поступает в контактные резервуары , где очищается химическим способом.
Во время биологической очистки химического метода погибают болезнетворные микробы. Например, городские сточные воды могут содержать более 10 мг/г кишечных палочек в 0,1 мл воды, а на выходе в реку их содержание составляет до 2 кишечных палочек в том же объеме.
Для очистки промышленных стоков сложного состава применяется физический метод. При этом методе электрический ток пропускается через промстоки, что приводит к выпадению большинства загрязняющих веществ в осадок. .
А теперь члены экспертной группы расскажут нам о результатах химического анализа воды.
В случае залпового сброса в канализацию большого количества токсичных примесей (промышленных отходов или сточных вод) микроорганизмы в воде могут погибнуть. Чтобы этого не произошло, для промышленных предприятий разработаны специальные нормы содержания вредных веществ в сточных водах. Контроль за их соблюдением должна осуществлять специальная единая общегородская химическая лаборатория очистных сооружений, которой у нас нет по финансовым причинам. Но некоторые предприятия нашего города имеют свои химические лаборатории. Здесь проводят анализы воды на кислотность, щелочность, на содержание хлорид и нитрат анионов и катионов тяжелых металлов. В крупных лабораториях такие анализы делают с помощью сложных приборов – анализаторов . Используя реактивы и оборудование школьной лаборатории, можно тоже провести анализ воды, конечно, менее углубленный.
А теперь проведем несколько опытов, результаты которых должны будут подтвердить нам факт загрязнения промышленных сточных вод. Возьмем образец вод, взятой со станции очистки, и исследуем ее на кислотность и щелочность среды, наличие нефтепродуктов, ионов хлора, сульфат ионов и т.д. Я предлагаю всем членам экологического комитета выполнить эту задачу и убедиться, сравнив полученные результаты в правильности вывода экспертной группы, которая провела химический анализ воды ранее.
ВНИМАНИЕ! При помощи универсальной индикаторной бумажки исследуем рН среды (приближенное значение рН пробы воды можно получить, погрузив конец полоски в образец воды на 1–5 минут, вынув полоску из пробы, нужно сравнить ее со шкалой, изображенной в памятке). Теперь выполним опыты, подтверждающие наличие в сточной воде ионов хлора, обнаруживая их с помощью реактива АgNO 3 . Условимся сразу, Вы конечно понимаете, что определить точное количество хлоридов мы не можем, но для нас важен сам факт выпадения осадка, который свидетельствует о наличии данных ионов (это может быть слабая, сильная и т.д. муть). Основными источниками загрязнения промышленных сточных вод являются сульфаты, исследуем образец воды на наличие сульфатов при помощи ВаС1 2 .
О наличии примесей нефтепродуктов мы можем судить по наличию радужной пленки на поверхности воды, или по масляному пятну, которое образуется на фильтрованной бумаге после высыхания капли воды.
В заключении хочу сказать, что все предприятии нашего города имеют свои очистные сооружения в виде различных нефтеловушек, отстойников, войлочных фильтров. Но эти сооружения не могут в полной мере решить проблему защиты водоемов от загрязнения, и это мы могли с Вами наблюдать на экскурсии. Чтобы сохранить воду чистой, надо перестать рассматривать водоемы как резервуары для отбросов.
На крупных предприятиях эта проблема может быть решена посредством перехода на замкнутую систему водоснабжения или бессточную технологию, т.е. технологию, при которой на предприятии осуществляется оборот использованной и затем очищенной воды, а из внешних водных источников только пополняются ее потери.
Сейчас уже не только проектируют, но и строят предприятия, на которых полностью ликвидирован сброс сточных вод. Особенно это важно для предприятий химической, целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности. На некоторых из них уже сейчас использование оборотной воды составляет более 80%.
В г. Черняховске на замкнутую систему водообеспечения не перешло ни одно предприятие.
В целях сохранения чистоты окружающей среды необходимо, чтобы в ближайшие годы все предприятие, особенно расположенные в густонаселенных районах страны, перешли на комплексную малоотходную или безотходную технологию переработки сырья.
Хотелось бы, чтобы Вы поняли, что проблема охраны и очистки воды с каждым годом становится острее. Не исключено, что в ближайшем будущем кому-то из Вас здесь сидящих, придется решать вопросы экологии нашего города, района, области.
Для закрепления материала предлагаю Вам несколько задач, связанных с различными экологическими ситуациями.
Задача № 1. Один из путей защиты биосферы от загрязнения – очистка сточных вод на промышленных предприятиях. Современные очистные сооружения достаточны эффективные, но дорого стоят. Будучи директором крупного завода и имея в своем распоряжении значительную сумму денег, как Вы поступите:
- положите деньги в банк для уплаты штрафов за загрязнение природной среды;
- вложите деньги в строительство очистных сооружений;
- часть денег вложите в расширение производства, а часть используете на расширение зарплаты рабочим?
Задача № 2. Вычислите объем чистой воды, которая бесцельно расходуется при плохо закрытом кране за час и за сутки, если стакан (250 мл) наполняется за минуту? (Ответ: 15 л за 1 час, 360 л за сутки).
А теперь подведем итоги заседания экологического комитета.
Мы пришли к выводу, что дома, в школе, во время отдыха, особенно на природе, а в будущем на производстве – необходимо бережно относится к воде и рационально ее использовать.
Определим основные пункты нашей экологической программы:
- Вода – бесценный природный дар, необходимый для жизни всего живого на Земле.
- Пресной воды на Земле совсем немного (примерно 2% от общей массы).
- На предприятиях следует внедрять малоотходные технологии и замкнутые системы водоиспользования, предусматривать уменьшение выбросов в атмосферу, водоемы, на открытее участки почвы, а также строительство очистных сооружений.
- Нельзя сливать неочищенные сточные воды промышленных предприятий и животноводческих ферм в закрытые водоемы.
- За нарушение водопользования человек несет ответственность, предусмотренную законодательством РФ.
Наше заседание я хочу закончить словами:
Сегодня мы достигли таких вершин цивилизации, когда человек должен быть не только “потребителем” природы, но и ее покровителем, ее сотворцом. Сегодня уже не только мы зависим от природы, а и она от нас. Нашей волей и нашим разумом – этим величайшим даром Времени и Пространства, той же Природы и Истории – мы должны противостоять нарушения экологического равновесия.
Не наноси вреда земной красе.
Земля тогда на нас не обижается,
Когда дома отражены в росе,
А в окнах их ромашки отражаются.
Задание на дом:
Повторить § 18, 33. Написать краткий отзыв о проведенном уроке.
Литература:
- О.С.Габриелян. Химия 8 класс. М. : Дрофа, 2006.
- О.С.Габриелян, Н.Р.Воскобойникова, А.В.Яшукова. Настольная книга учителя химии. 8 класс. М. : Дрофа, 2002.
- В.А.Крицман. Книга для чтения по неорганической химии. Москва “Просвещение” 1983.
Загрязнение водоемов происходит как естественным, так и искусственным путем. Загрязнения поступают с дождевыми водами, смываются с берегов, а также образуются в процессе развития и отмирания животных и растительных организмов, находящихся в водоеме.
Искусственное загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения в зависимости от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние: 1) изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы); 2) появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне); 3) изменяется химический состав воды (изменяется реакция, содержание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества и т. п.); 4) уменьшается в воде содержание растворенного кисдорода вследствие его потребления на окисление поступивших органических веществ; 5) изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.
В практике санитарной охраны водоемов пользуются гигиеническими нормативами - предельно допустимыми концентрациями (ПДК) веществ, влияющих на качество воды.
За ПДК принимают ту максимальную концентрацию вещества, при которой не нарушаются (не ухудшаются) процессы минерализации органических веществ, органолепгические свойства воды и промысловых организмов (рыб, раков, моллюсков) и не допускаются токсичные свойства веществ, которые могут вызвать нарушения в жизнедеятельности (выживаемость, рост, размножение, плодовитость, качество потомства) основных групп водных организмов (растений, беспозвоночных животных, рыб), играющих важнейшую роль в формировании качества воды, создании и трансформации органического вещества.
Следовательно, ПДК должна обеспечивать нормальный ход биологических процессов, формирующих качество воды, и не ухудшать товарные качества промысловых организмов. При одновременном присутствии нескольких вредных веществ ПДК каждого должна быть соответственно уменьшена в связи с их аддитивным действием.
Более строго считается, что единственно правильным критерием чистоты вод является полная сохранность биоценоза водоема. Лимнологический институт СО АН СССР при решении вопроса о ПДК для оз. Байкал предложил, чтобы в сточных водах, сбрасываемых в это озеро, концентрации минеральных компонентов были на уровне их среднегодовых показателей в питающих озеро водах; органические компоненты, не свойственные по своей химической природе естественным водам, не должны сбрасываться в водоем.
Наиболее эффективным путем охраны водоемов от загрязнения сточными водами является очистка сточных вод. В связи с этим необходимо широко применять наиболее эффективные методы очистки:
1) метод многоступенчатой аэрации с активным илом;
2) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;
3) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через микрофильтры;
4) метод аэрации с активным илом и фильтрованием через активированный уголь;
5) метод аэрации с активным илом с последующим ионообменом;
6) удаление фосфатов осаждением с помощью извести после аэрации с активным илом, с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;
7) химическое осаждение взвешенных веществ после аэрации с активным илом для задержания фосфора;
8) доочистку в прудах;
9) культивирование водорослей для удаления фосфора и нитратов, а также для снижения БПК;
10) адсорбцию активированным углем для изъятия органических веществ;
11) метод обессоливания;
12) сепарацию пены для удаления детергентов.
Для рационального использования водных ресурсов и усиления охраны природных вод от загрязнения следует разрабатывать технические решения для повторного использования очищенных сточных вод в системах производственного водоснабжения.
В пределах крупных городов необходимо учитывать загрязнения рек не только бытовыми и производственными сточными водами, но и дождевыми, стекающими с территории города по водостокам. Считается, что минимальный расход воды в реке для разбавления дождевых вод должен составлять не менее 0,016 л/с на одного жителя города, в ином случае кислородный режим и физические свойства речной воды будут неудовлетворительными.
Министерством мелиорации и водного хозяйства РСФСР разработаны два варианта водохозяйственного баланса по бассейнам основных рек на 1980 г.
Первый вариант. Сточные воды после очистки сбрасываются в реки. Расходная часть баланса - безвозвратные потери воды. Приняты четыре минимальных значения кратности разбавления К, сбрасываемых в реки очищенных сточных вод -1: 3, 1: 5, 1: 10, 1: 20.
Второй вариант. Производственные и большая часть бытовых сточных вод в реки не возвращаются (за счет повторного использования стоков на полях орошения, полях фильтрации и т. п.). Расходная часть баланса возрастает по сравнению с первым вариантом, но сокращаются резервы воды, необходимые для разбавления сточных вод. Кратность разбавления К составляет 1: 5.
По данным составленного водохозяйственного баланса установлено, что для необходимого разбавления сбрасываемых в реки сточных вод требуются более сложные водохозяйственные мероприятия, чем для отбора необходимого объема воды при сокращении сброса сточных вод в реки. Поэтому рекомендуется сокращать сброс сточных вод в реки в тех случаях, когда требуется значительное их разбавление водой.
Общепринятая методика определения обводнительных расходов до настоящего времени отсутствует.
Наибольший вред рыбному хозяйству наносится при спуске нефти и нефтепродуктов в водоемы во время нереста. Икра рыб пропитывается нефтепродуктами, обволакиваясь находящимися в воде взвешенными веществами. Загрязненная икра оседает на дно в тихих местах и погибает.
Таким образом, полное освобождение сточных вод от всех компонентов нефти и особенно от мазута, вызывающего гибель мальков, а также полная дезодорация сточной воды необходимы для того, чтобы не изменять физико-химических свойств воды водоема в месте спуска сточных вод и ниже по течению реки.
Наличие в сточных водах вредных веществ тормозит процессы самоочищения водоемов. Такие загрязнения производственных сточных вод, как сероводород и сульфиды, оказывают отравляющее действие на живые организмы. Кроме того, они, являясь неустойчивыми в водной среде, окисляются за счет растворенного в воде кислорода, нарушая этим кислородный режим водоема. К таким же тяжелым последствиям приводит выпуск в водоемы фенолсодержащих сточных вод, в частности сточных вод газогенераторных станций, химических заводов, а также предприятий бумажной промышленности.
Сточными водами могут загрязняться не только поверхностные водоемы, но и подрусловые воды, используемые населением для питьевых целей. Для того чтобы не допустить загрязнения водоемов, необходим постоянный контроль за качеством воды в них. В осуществлении контроля главную роль должны играть автоматические станции с измерительными приборами.
Автоанализаторы применяются в настоящее время преимущественно в стационарных лабораторных условиях. Для исследования качества воды в полевых условиях, а также для автономной регистрации применяют автоматические станции, которые работают на принципе электрометрии.
Типовая автоматическая станция контроля за качеством воды состоит из четырех основных элементов: приемной части, в которой расположены датчики (электроды) для измерения отдельных параметров качества; анализирующего блока; регистрирующего и передающего устройств. В приемной части находятся датчики (электроды), помещаемые в камеры, через которые равномерно проходит исследуемая вода. Анализирующий блок служит для усиления электрических сигналов датчиков и преобразования их в сигнал для автоматической регистрации. Регистрирующее устройство записывает сигналы, поступающие из анализирующего блока, на бумажную ленту в виде кривых или точек (на некоторых станциях запись идет в перфорированном виде). Передающее устройство служит для преобразования электрических сигналов в однородные импульсы, которые передаются по линии связи на центральный пункт.
Автоматические измерительные станции подразделяются в основном на два типа: в одних - результаты измерений записываются на специальной ленте, которая через определенные промежутки времени (неделя, 10 дней) меняется обслуживающим персоналом; в других - результаты сразу же передаются на центральный пункт.
На центральную вычислительную станцию передаются сведения о качестве воды по основным показателям: содержание растворенного кислорода, рН, мутность и температура, содержание хлоридов, ВПК и др.
Введение
Во все времена вода считалась бесценной влагой жизни. И хотя далеко позади те годы, когда брать ее приходилось в речках, прудах, озерах и нести за несколько километров к дому на коромыслах, стараясь не расплескать ни капельки, по-прежнему бережно относится к воде человек, заботясь о чистоте природных водоемов, о хорошем состоянии колодцев, колонок, водопроводных систем. В связи с постоянно растущими потребностями промышленности и сельского хозяйства в пресной воде со всей остротой встает проблема сохра-нения существующих водных ресурсов. Ведь пригодной для нужд человека воды, как показывают статистические данные, не так уж много на Земном шаре. Известно, что более 70 % поверхности Земли покрыто водой. Около 95 % ее приходится на моря и океаны, 4 % - на льды Арктики и Антарктики, и лишь 1 % составляет пресная вода рек и озер. Значительные источники воды находятся под землей, иногда на большой глубине.
Около 4,5 тыс. км3 - море воды - таков годовой сток наших рек. Однако распределены водные ресурсы по территории страны неравномерною. Потребители, используя воды, загрязняют ее, это постепенно приводит к истощению чистых пресных вод и к необходимости принятия мер по их ох-ране. Такое водоиспользование, не влияя на количество воды, существенно сказывается на ее качестве. Партия и правительство уделяют большое внимание вопросам охраны природы, рациональному использованию ее ресурсов, в том числе водных. Об этом свидетельствуют такие законы об охране природы, принятые в СССР, как «Основы водного законодательства Союза ССР и союзных республик», постановление ЦК КПСС и СМ СССР «О дополнительных мерах по обеспечению рационального использования и сохранению природных богатств бассейна озера Байкал» (1971).
В последние годы введены в строй многие мощные очистные сооружения, увеличена эффективность очистки стоков, сбрасываемых в водоемы, возросла ответственность хозяйственных органов. Многотрудной задачей, потребовавшей миллиардных затрат, явилась защита р. Волги и Урала, оз. Байкал и других наших водоемов от промыш-ленных загрязнений. Вода в нашей стране - всенародное достояние, и забота о ней должна быть всенародной и постоянной. От рационального использования водных ресурсов, от бережного, экономного отношения к ним зависит не только развитие промышленного и сельскохозяйственного производства, но также быт, здоровье советских людей сегодня и в будущем. Наша страна - мировой лидер по масштабам и темпам водохозяйственного строительства, создатель всеохватывающей санитарно-эпидемиологической службы и общедоступного здравоохранения, его профилактического направления. Важнейшее свойство воды - ее непрерывный круговорот. В нем как бы два круга - горизонтальный и вертикальный. Обмен вод в горизонтальном направлении осуществляют морские течения и реки. Одно лишь могучее океаническое течение Гольфстрим переносит за год на тысячи километров с юга на север в 25 раз больше воды, чем все реки суши.
Вертикальный круговорот слагается из испарения с поверхности океа-нов, морей, озер и атмосферных осадков, выпадающих и на водную поверх-ность, и на сушу. Энергия солнечных лучей заставляет океаны отдавать атмосфере в год 355 тыс. км3 воды. Лишь 1/10 этого количества выпадает над сушей в виде дождя или снега, остальное возвращается обратно в океаны. Но вся жизнь материков в значительной степени обусловлена этими осадками. Огромные объемы воды пропускают живые организмы, используя ее для жизненных процессов. Ни один жизненный процесс в организме человека или животных не может совершаться без воды и ни одна клетка не в состоянии обойтись без водной среды. С участием воды протекают практически все функции орга-низма. Так, испаряясь с поверхности кожи и дыхательных органов, вода принимает участие в процессах терморегуляции.
Но вода нужна, конечно, не только для питья: она также помогает со-держать жилище человека и среду обитания в чистом виде. Вода - самое лучшее гигиеническое средство уходу за кожей лица. При умывании клетки рогового слоя кожи набухают и отторгаются вместе с осевшей на них пылью, грязью, жиром, остатками пота. Похлопывание и поглаживание лица во время мытья усиливают очищающее действие воды. Одновременно усиливается кровообращение, повышается обмен веществ, улучшается питание и тонус кожи. Вода в организме человека является и средой, и непосредственным уча-стником физиологических и биохимических реакций. С водой из организма выделяются различные вещества, образовавшиеся в результате обмена ве-ществ. Представьте себе, что такую загрязненную воду прямо из реки или из озера используют для питья. Возбудители болезней, попадая в кишечник че-ловека, находят там благоприятные условия для размножения, вследствие че-го возникает острое кишечное заболевание. Так как одним источником водо-снабжения пользуется обычно большое число людей, путь распространения заболевания через воду является наиболее массовым, а значит, и наиболее опасным.
Самоочищение водоемов
Интереснейшими явлениями природы являются способность водоемов к самоочищению и установление в них так называемого биологического рав-новесия. Оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их ор-ганизмов: бактерий, водорослей и высших водных растений, различных бес-позвоночных животных. Поэтому одна из важнейших природоохранитель-ных задач состоит в том, чтобы поддерживать эту способность.
Каждый водоем - это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоян-но размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси, то в условиях девственной природы процесс самоочище-ния протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биоло-гические. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультарафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.
Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку са-моочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу (определяемому по биохимической потребности кислорода - ВПК) или по общему содержанию органических веществ (определяемому по химическому потреблению кислорода - ХПК.
В процессе самоочищения водоема участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Двустворчатые моллюски - постоянные обитатели водоемов - являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.
Источники загрязнения
Основная причина загрязнения водоисточников сброс в водоемы неочи-щенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными пред-приятиями, а также предприятиями коммунального и сельского хозяйства. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное веде-ние сельского хозяйства: остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Хотя потери воды во многих производственных процессах (из-за испарения и утечки) невелики, по суммарно промышленные предприятия расхо-дуют огромное количество воды, причем часть ее теряется безвозвратно или не подвергается никакой очистке.
Свойство рек самоочищаться благодаря происходящим в них биологическим процессам позволило справляться с отходами. То, что большинство городов, а с ними и крупных предприятий было построено на водоразделах и в верховьях рек, раньше воспринималось лишь как историческая достопримечательность Города растут, как люди, разве только медленнее. И человек за свою жизнь не всегда успевает оценить, как изменились потребности города в воде. А изменения есть, и порой весьма значительные. Ведь водоемы в теперешних условиях являются местом не только водозабора (изъятия воды для промышленных, питьевых и других потребностей), но и приема сточных вод. Современное сельскохозяйственное производство, как и промышленность, может быть источником загрязнения. Вымываемые с орошаемых земель минеральные соли загрязняют водоемы, зачастую бесконтрольно применяются ядохимикаты, фосфорные и азотные удобрения. Излишки химикатов отравляют животный и растительный мир водоемов. К тому же химиче-ские вещества способны накапливаться в продукции, представляя тем самым немалую угрозу здоровью человека.
К источникам загрязнения водоемов в сельской местности относятся также крупные животноводческие комплексы. Источником загрязнения водоемов вредными веществами являются сточные воды судов. В последние годы водохранилища и реки приняли многие тысячи единиц так называемого маломерного флота: катера, различные лодки с подвесными моторами. С ревом, с белым бурунным следом, с круговыми виражами, выбрасывая отработанные газы носятся они назад и вперед по голубым акваториям. Известно, что 1 г нефтепродуктов портит 100 л воды. При этом содержание нефтепродуктов превышает допустимый уровень. Поднятая быстро мчащейся лодкой волна добегает до берега, разрушает его, берег интенсивно размывается. Существует еще весьма значительный источник загрязнения воды, который практически не поддается контролю. Это ливневые и снеговые стоки с территории леса, сельскохозяйственных угодий и т. д. По загрязненности та-кие воды, стекающие с огромных территорий, нередко сопоставимы с город-скими канализационными водами.
Санитарная охрана водоема
В соответствии с «Основами водного законодательства Союза ССР и союзных республик», которые были приняты в декабре 1970 г. Верховным Советом СССР, разрабатываются схемы комплексного использования и охраны вод. Все мероприятия должны обеспечивать наиболее эффективное для на-родного хозяйства использование вод (с учетом первоочередного удовлетворения потребностей в воде населения) путем регулирования стока вод, при-нятия мер к экономному расходованию воды и к прекращению сброса не-очищенных сточных вод на основе совершенствования технологии производ-ства и схем водоснабжения (применение безводных технологических процессов воздушного охлаждения, оборотного водоснабжения и других технических приемов). В «Основах водного законодательства Союза ССР и союзных республик» записано, что все воды, водные объекты подлежат охране от загрязнения, засорения и истощения, влияющих на качество воды таким образом, что могут причинять вред здоровью населения, повлечь за собой уменьшение рыбных запасов, ухудшить условия водоснабжения и вызвать другие небла-гоприятные последствия в результате изменения физических, химических, биологических свойств воды, снижения способности к естественному очищению, нарушения гидрологического и гидрогеологического режимов. Определение в законодательстве понятия «загрязнение вод» требует от всех водопользователей соблюдения необходимых требований, которые изложены в «Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (1974).
Важнейшей составной частью современного советского водно-санитарного законодательства являются гигиенические нормативы - предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воде водоемов. Соблюдение этих ПДК создает безопасность для здоровья населения и благоприятные условия санитарно-бытового водопользования. Они являются критерием эффективности различных мероприятий по охране водоемов от загрязнения, стимулируют прогресс в области промышленной технологии для наиболее полного соблюдения нормативных требований, соответствующих благоприятному санитарному состоянию водоемов. Огромна роль гигиенических ПДК при осуществлении экспертизы проектов и при определении условий спуска сточных вод в водоем для прогноза его санитарного состояния. Гигиенические нормативы являются важной частью «Правил охра-ны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Гигиенические ПДК обеспечивают безопасные и нормальные условия водопользования населения (питьевого и культурно-бытового). ПДК вредных веществ в воде водоемов в качестве гигиенических нормативов позволяют отличать уровни загрязнения, прямо или косвенно влияющие на санитарные условия водопользования и здоровье населения, от уровней загрязнений, за-трагивающих не столько интересы здравоохранения, сколько другие народ-нохозяйственные интересы населения.
Разработанная в конце 40-х годов проф. С. Н. Черкинским методическая схема гигиенического изучения возможного влияния поступающих в водоемы промышленных стоков и содержащихся в них вредных веществ стала общепризнанной. Такое исследование должно быть многоплановым и ком-плексным. Оно должно характеризовать нормируемые вещества по основным трем показателям вредности - влиянию на общий санитарный режим водоемов, на здоровье населения и органолептические свойства воды, когда вкус, цвет, запах определяют при помощи органов чувств. В основу гигиенического критерия вредности положена степень ограничения водопользованием, вызванная загрязнением, создающим опасность для здоровья или ухудшение санитарных условий жизни населения.
Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточ-ными водами» водоемы и водотоки (водные объекты) считаются загрязнен-ными, если показатели состава и свойств воды в них изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового ис-пользования населением и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водопользования. Критерием загрязненности-воды является ухудшение ее качества вследствие изменения ее органолептических свойств и появления вредных веществ для человека, животных, птиц, рыб. Повышение температуры воды изменяет условия для нормальной жизнедеятельности водных организмов. Пригод-ность состава и свойств поверхностных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения и культурно-бытовых нужд населения, для рыбо-хозяйственных целей, определяется их соответствием требованиям и норма-тивам, изложенным в упомянутом выше документе.
Существуют две категории водопользования. Первая категория-использование водного объекта в качестве источника централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и для водо-снабжения предприятий пищевой промышленности; вторая категория - ис-пользование водного объекта для купания, спорта и отдыха населения, ис-пользование водных объектов в черте населенных мест. Ближайшие к месту выпуска сточных вод пункты водопользования первой и второй категорий определяют органы и учреждения санитарно-эпидемиологической службы с обязательным учетом официальных данных и перспектив использования водного объекта для питьевого водоснабжения и культурно-бытовых нужд населения.
Состав и свойства воды и водных объектов должны соответствовать нор-мативам в створе (определенном участке водоема), расположенном на водо-токах в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водоза-бор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организо-ванного отдыха, территория населенного пункта и т. п.), а на непроточных водоемах и водохранилищах - в 1 км в обе стороны от пункта водопользо-вания. При сбросе сточных вод в черте города (или любого населенного пунк-та) первым пунктом водопользования является данный город (или населен-ный пункт). В этих случаях установленные требования к составу и свойствам воды водоема или водотока должны относиться к самим сточным водам. Состав и свойства водного объекта в пунктах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования или по одному из показателей не должны превышать ПДК вредных веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. В настоящее время ПДК установлены для болт 800 веществ.
Одним из существенных сооружений по охране водоемов является кана-лизация, которая представляет собой комплекс санитарных и инженерных сооружений, обеспечивающих сбор и быстрое удаление за пределы населен-ных мест и промышленных предприятий загрязненных сточных вод, их очи-стку, обеззараживание и обезвреживание. Методы очистки бытовых сточных вод подразделяются на механические и биологические. При механической очистке сточных вод происходит разде-ление жидкой и твердой фаз сточных вод. Для этой цели применяются следующие сооружения: решетки, песколовки, отстойники (горизонтальные и вертикальные), септики, двухъярусные отстойники. Жидкая часть сточных вод подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка сточных вод осуществ-ляется на полях фильтрации, полях орошения, в биологических прудах и т. п. Для искусственной биологической очистки применяют специальные соору-жения - биологические фильтры, аэротенки. Обработка ила. производится на иловых площадках или в метантенках.
В положении предусматривается, что государственный контроль за ис-пользованием и охраной вод должен обеспечить соблюдение всеми мини-стерствами, ведомствами, предприятиями, учреждениями, организациями и гражданами установленного порядка использования вод, выполнения обя-занностей по охране их от загрязнения, засорения и истощения. Необходимо соблюдение правил учета использования вод, установленных «Основами водного законодательства Союза ССР и союзных республик». Работу по санитарной охране водоемов эпидемиологическая служба проводит в соответствии с «Положением о государственном санитарном над-зоре в СССР» от 1973 г. Органы санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения СССР отвечают за охрану водоемов - аспект, затрагивающий интересы здравоохранения и санитарные условия жиз-ни населения. В системе здравоохранения имеется 4260 санитарно- эпидемиологических станций. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему улучшению здравоохранения и развитию медицинской науки в стране» (1968) была создана широкая сеть санитарных лабораторий на пред-приятиях для изучения состава сточных вод и качества воды водоемов. Каж-дая лаборатория проводит в год десятки тыс. анализов вод и воды водоемов.
Санитарная лаборатория и ее филиалы на очистных сооружениях рабо-тают по единому плану, утвержденному дирекцией предприятия после де-тального согласования с санитарно - эпидемиологической службой. Объектами санитарных наблюдений являются водоемы, которые ис-пользуются для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населе-ния. Створы наблюдений приурочиваются при этом к пунктам санитарно-бытового водопользования. Санитарное состояние водоемов, имеющих рыбохозяйственное значе-ние, и выполнение мероприятий по их охране контролируют органы рыбоохраны Министерства рыбного хозяйства СССР. Контроль за использованием и охраной подземных вод, а также изучение их состояния проводит Министерство геологии СССР. При проведении санитарных наблюдений за состоянием водоемов предусматривают сбор сведений об основных источниках загрязнения. При этом рассматриваются вопросы санитарного благоустройства населенного пункта, условия отведения его сточных вод, данные о других источниках загрязне-ния, в частности о промышленных и других объектах, сбрасывающих сточ-ные воды, качестве и составе сбрасываемых сточных вод, характере очистки и обеззараживания и т. д.
Материалы о качестве воды водоемов увязываются с данными об их гидрогеологическом режиме, что позволяет оценить полученные результаты санитарно-лабораторных исследований и использовать их при прогнозировании качества воды водоемов. В условиях загрязнения водоемов необходимо изыскание более дейст-венных средств контроля за качеством воды. Создана автоматизированная система контроля качества воды всего Московского водного бассейна - АНКОС - В (автоматическое наблюдение контроля окружающей среды - вода). Она предусматривает автоматическое измерение и передачу данных в центр обработки информации с электронно-вычислительной машины, а оттуда через диспетчерский пункт непосредственно потребителям. АНКОС - В позволит не только оперативно фиксировать уровень за-грязнения воды, но и регулировать при стыковке с автоматизированной системой контроля сточных вод качество воды, оперативно оценивать эффективность мер по охране водной среды. АНКОС - В послужит прообра-зом аналогичных систем в масштабе всей страны.
Посты по берегам рек
В каждой союзной республике имеются общества по охране природы, насчитывающие около 35 млн. членов, которые помогают правительствен-ным органам в осуществлении и контроле использования законодательств, а также в планировании мер по охране природы.
Забота о чистоте воды открывает широкое поле деятельности для обще-ственности, членов Общества охраны природы.
Заботы о природе вознаграждаются ее щедростью, крепнущей экономикой, радостью людей. Пример этому - комплексное преобразование бассей-на Десны, органически связанное с программой обновления Нечерноземья, с пятилетним и перспективным планами региона.
В течение последнего десятилетия массовое распространение получили отряды «зеленых» и «голубых» патрулей, школьные лесничества, отряды по борьбе с эрозией почв. Только в Российской Федерации насчитывается 7 тыс. школьных лесничеств, около 100 тыс. «зеленых» патрулей и 17 тыс. «голу-бых».
Список литературы
Ю. В. Новиков. «Сохраняйте чистоту водоемов»