ТЕМА
ОХОРОНАВОДНИХ РЕСУРСІВ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ І ВИСНАЖЕННЯ
План
1. Основні поняття і показники стану води
2. Сучасний стан природних вод
3. Основні джерела забрудненняприродних вод
4. Заходи із збереження івідновлення чистоти водойм
1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ПОКАЗНИКИСТАНУ ВОДИ
Водогосподарські об’єктибезпосередньо впливають на навколишнє середовище. Цей вплив проявляється як вперіод їх будівництва, так і при їх експлуатації. Створення водосховищ впливає,зокрема, на гідросферу – збільшується випаровування, порушуються природнірежими водного стоку, змінюється якість води і т.п. При створенні крупнихводосховищ виникає додаткове навантаження на земну кору, інтенсифікуютьсятектонічні процеси, які викликають землетруси. Фільтрація води змінюєгеологічну структуру порід.
Під охороною водирозуміється діяльність людини, яка направлена на збереження, відновлення іпокращення стану природних запасів води на Землі.
В Основах водногозаконодавства сказано, що всі води підлягають охоронні від забруднення,засмічення і виснаження, які спричинюють шкоду здоров’ю людей, зменшують рибнізапаси, погіршують умови водопостачання і призводять до інших небажаних явищ врезультаті зміни фізичних, хімічних і гідробіологічних властивостей води тазниження її властивості самоочищення.
Під забрудненням розуміютьтаку зміну складу і властивості води під прямим чи побічним впливом виробничоїдіяльності людини чи побутового використання, при якому вода стає непридатноюдля використання.
Засмічення, це постування у водойму посторонніх нерозчинних предметів (деревини, шлаку, металобрухту, будівельногосміття), які практично не змінюють якість води.
Виснаження водних ресурсів – зменшеннякількості води у водоймі, яке проходить під впливом людської діяльності і якеносить сталий характер.
Ступіньзабруднення водних джерел визначається концентрацією у воді шкідливих домішок,яка оцінюється вимогами різних галузей народного господарства. Найбільшжорсткими є вимоги господарсько-питного і культурно-побутовоговодокористування, в зв’язку з небезпекою для здоров’я населення або погіршеннямсанітарних умов життя.
Найважливішимипоказниками якості води є такі.
Гранично-допустимаконцентрація (ГДК) шкідливих речовин у воді, розроблена Міністерством охорониздоров’я. ГДК – основний гігієнічний норматив, закладений в основу сучасноговодно-санітарного законодавства. Нормативи ГДК (мг/л) розроблені для всіхможливих речовин.
Наприклад: бензол– 0,5 мг/л; свинець – 0,1 мг/л; ртуть – 0,05 мг/л; залізо – 0,5 мг/л; бензин –0,1 мг/л.
Стічні води ізступінню забруднення більшою ніж ці нормативи відводити у водоймизабороняється.
Біохімічнапотреба у кисні (БПК) вказує на вміст у воді кисню (мг/л), необхідного дляокислення забруднюючих, в основному органічних, речовин.
Для побутовихстічних вод потреба у кисні досить стабільна і вона залежить від нормиводоспоживання на одну людину:
— при 50 л/добу –600...800 мг/л;
— при 100 л/добу– 300...400 мг/л;
— при 200 л/добу– 150...200 мг/л.
Для промисловихстічних вод БПК залежить від характеру виробництва і вона коливається в дужеширокому діапазоні – від 50 до декількох тисяч мг/л.
Вміст у водірозчиненого кисню визначається співвідношенням потреби його і реаерацією(насиченням води киснем). Поповнення кисню у воді проходить, в основному, зарахунок контакту води з атмосферою і залежить від площі поверхні водойми,ступеня насиченості киснем поверхневого шару і інтенсивності перемішуванняводи. Різниця між кількістю кисню при повному і дійсному насиченні – дефіциткисню.
Органолептичнівластивості води характеризують запах, присмак і плаваючі домішки, якінегативно впливають на людину. Ці властивості оцінюються в балах від 0 до 5.
В місцяхкультурно-побутового водокористування вода не повинна мати запах інтенсивністюбільше 2 балів.
Аналогічну шкалувикористовують і для оцінки присмаку.
Збудники хвороб.В останні десятиріччя значно розширилось число захворювань, пов’язаних зрозповсюдженням їх збудників водним шляхом. Інфекційними є стічні водинаселених пунктів, тваринницьких господарств і ряду виробництв, таких якбіофабрики, заводи з випуску шкіри та шерсті і т.п.
Зважені речовини.Побутові і промислові стічні води вміщують значну кількість зважених органічнихі мінеральних речовин, які погіршують властивості води. Тому, в правилах зохорони води від забруднення, передбачається, що при скиданні стічних вод уводойму вміст зважених речовин не повинен перебільшувати нормативного (0,25мг/л – питна вода, 0,75 мг/л – рекреація).
2. СУЧАСНИЙ СТАНПРИРОДНИХ ВОД
В сучасних умовах господарськоїдіяльності людини антропогенний вплив на природу став порівняним з природнимипроцесами. Здатність природи до саморегулювання стала порушуватись. Людина, нерахуючись з законами природи, порушує їх сталість, що часто приводить докорінних змін екосистеми.
У важких умовахопинились такі елементи біосфери, як повітряне і водне середовище. Проблемаотримання чистого повітря і свіжої води постала більш ніж перед 1/3 населенняпланети. Експерти ООН підрахували, що із-за відсутності чистої води і умовелементарної гігієни в країнах Азії, Африки і Латинської Америки від шлунковихзахворювань страждає близько 1 млрд. чоловік і вмирає 25 млн.
Проблема охорониприродної води найбільш гостро постала в промислово розвинутих країнах. Тут, дерозвиток економіки визначається гонкою за прибутком, природоохоронні заходи неотримують належного розвитку. Тому багато водотоків настільки забрудненістічними водами, що вони стали пагубними для рослинного і тваринного світу інебезпечними для здоров’я людини.
Проблема охорониводних ресурсів є гострою і для нашої країни, де здійснення природоохороннихзаходів натикається на непоборні труднощі. В особливо важких умовах знаходятьсямалі річки густонаселених промислових районів, водні ресурси яких незабезпечують всі потреби народного господарства.
Тенденція у змініякості води різних водних об’єктів неоднакова. Спостерігається як покращення,так і погіршення якості води чи її стабілізація.
В цілому в країнів останні роки спостерігається деяке, правда незначне, покращення якості води узв’язку з підсиленням уваги до її охорони. Але велике число малих річок впромислово розвинутих районах до цих пір є колекторами стічних вод і по сутісправи загублені для використання населенням.
Піддаютьсязабрудненню і найбільш цінні джерела водопостачання населення – підземні води.Основними джерелами забруднення цих вод є акумулятори промислових і побутовихстічних вод, поля фільтрації, звалища промислових відходів, закачуваннязабруднених вод в глибокі шари, інфільтрація забруднень з промислових і міськихтериторій, фільтрація із забруднених річок. Найбільш розповсюджені хімічне ібактеріальне забруднення. Проникненню забруднень в підземні горизонти сприяєінтенсивне використання підземних вод.
3. ОСНОВНІ ДЖЕРЕЛАЗАБРУДНЕННЯ ПРИРОДНИХ ВОД
Промислові стоки.До найбільшого забруднення природних вод спонукають такі галузі народногогосподарства: нафтопереробна, хімічна, миловарна, целюлозно-паперова,текстильна, металургійна і інші.
Майже всіпромислові стічні води забруднені, в тій чи іншій мірі, нафтопродуктами, якінегативно впливають на якість води. Навіть незначний вміст нафти (0,2...0,4мг/л) придає воді специфічний запах, який не зникає після хлорування і фільтрації.
Велику небезпекупредставляють фенольні з’єднання, які знаходяться в стічних водах хімічнихпідприємств, особливо лісохімічної, анілінофарбової, коксохімічної і іншихгалузей. Фенольні з’єднання порушують біологічні процеси у воді, придаючи їйнеприємний запах.
Стічні водипідприємств електрохімічної промисловості, рудо збагачувальних фабрик іпідприємств з випуску пестицидів, а також шахтні і рудні, вміщують значнукількість міді і цинку.
Комунальні стоки.Міста і інші населені пункти скидають у воду велику кількість забруднюючихречовин. В складі комунальних стоків, крім фекальних вод, вміщується значнакількість шкідливих з’єднань від використання хімічних речовин в побуті, атакож від підприємств громадського харчування, торгівлі і т.п. Наявність вкомунальних стоках хвороботворних мікробів і вірусів, а також яєць гельмінтів,робить їх особливо небезпечними для здоров’я людини. Особливість комунальнихстоків – нерівномірність їх надходження, що утруднює роботу міськоїканалізації.
Населені пунктидодатково забруднюють водні об’єкти поверхневим стоком в період дощів чирозтавання снігу з вулиць, дворів і з територій промислових підприємств девміщується багато нафтопродуктів і інших специфічних забруднювачів.
Хімізаціясільського господарства. Інтенсифікація сільськогосподарського виробництвасупроводжується швидким нарощуванням темпів застосування мінеральних добрив іхімічних засобів захисту рослин від сорняків, шкідників і хвороб. В результаті,в навколишнє середовище надходить багато хімічних речовин, в тому числіпестицидів, деякі з яких стійкі до впливу зовнішніх факторів і вони на протязітривалого часу зберігають свої властивості. Пестициди накопичуються в грунті, апотім змиваються у водойми чи просочуються у водоносні горизонти. При обробціполів авіацією пестициди можуть попадати у водойми безпосередньо.
Особливанебезпека забруднення вод добривами і пестицидами полягає в тому, що стоки зполів неможливо пропустити через очисні споруди. Крім того, великі площісільськогосподарських угідь є основними річковими водозборами, з яких водапоступає у водні об’єкти.
Дослідженнямивстановлено, що із внесених добрив у водойми поступає близько 20 % азоту, 25 %фосфору і 30 % калію. Таким чином, сільське господарство стало основнимзабруднювачем водних об’єктів біогенними речовинами. Ці речовини сприяютьінтенсивному розвитку фітопланктону (цвітіння води), стимулюють ріст небажанихводних організмів, приводять до порушення процесу самоочищення.
Внесений у грунтазот перетворюється в легкорозчинні форми, які забруднюють грунтові води.
Найбільшезабруднення водойм біогенами спостерігається в районах інтенсивногозрошувального землеробства.
Для захистусільськогосподарських культур від шкідників, хвороб і сорняків все ширшевикористовують хімічні засоби. Зараз сільське господарство є практично єдинимзабруднювачем водних об’єктів пестицидами.
Недодержаннядозувань і термінів обробки земель приводить до накопичення пестицидів усільськогосподарській продукції, які надходять до їжі людей і кормів тварин.
Стокитваринницьких господарств. Тваринницькі ферми, а в останні часи і великікомплекси з промислового виробництва свинини, яловичини і молока на 50...100тис. поголів’я скота, є суттєвим джерелом забруднення води. Для полегшенняводопою ферми розташовують на берегах водойм чи поблизу них. На невеликихрічках, нижче ферм, за відсутності природоохоронних заходів, вода стає мутною інабуває неприємного запаху. Спостерігається скорочення рибних запасів.
Складністьпроблеми охорони води від стоків ферм полягає в трудності санітарноїнейтралізації накопичувачів бруду і утилізації відходів.
Продукти розпадусиньо-зелених. Ці водорості відносяться до групи нижчих, найбільш примітивнихрослин. В більшості випадків це одноклітинні організми, які з’єднуються вколонії. У деяких з них клітини за допомогою слизу і виростів з’єднані увигляді ниток, надаючи зовнішню картину багатоклітинності. Вони розмножуютьсяшляхом поділу клітин. Живуть синьо-зелені не тільки у воді, але й на суші. Ценайбільш розповсюджені рослини на Землі. Вони першими заселяють грунти іспільно з іншими бактеріями готують їх до засвоєння іншими рослинами.
В сезон масовогорозмноження синьо-зелених вода здається викрашеною в зелений, синій і іншікольори. Це явище називають цвітінням води. При надлишковому розвиткуводоростей якість води погіршується. Це призводить до захворювання і гибеліриби. Вода стає непридатною для пиття і рекреації.
Масовий розвитоксиньо-зелених наносить значний збиток народному господарству внаслідокпорушення водопостачання населених пунктів, виникнення заморів риби,забруднення місць відпочинку.
Синьо-зеленіводорості найбільш інтенсивно розвиваються в застійних водоймах, розташованих взонах з теплим кліматом. Особливо великих масштабів їх розвиток досяг уводосховищах Дніпровського каскаду.
Збитки від“цвітіння” води значні. Особливо відчутно вони проявляються в системахкомунального і технічного водопостачання, включаючи ТЕС, а також в рибномугосподарстві.
Тепловезабруднення. Сучасні ТЕС і АЕС використовують для охолодження велику кількістьводи – до 100...200 м3/с, яка потім повертається у водойми впідігрітому стані, змінюючи їх тепловий баланс. В результаті цього збільшуєтьсявипаровування води і її мінералізація.
Більш інтенсивнийріст водної рослинності приводить до накопичення органічних речовин, а їхподальший розпад, до подальшої мінералізації і зменшення розчиненого кисню. Всеце негативно впливає на рослинність і живі організми водойм.
Мольовий сплавлісу. При сплаві колод насипом з них, при ударах в береги, каміння і між собоюздирається кора, ламаються сучки, які осідають на дно річок. До 10 % тоне іділових колод. Затонувши деревина, а також смоли, які виділяються з деревини,повільно розпадаються, поглинають кисень і виділяють фенольні і інші шкідливіречовини, забруднюючи воду. Вирубка густих кущів на березі річок, що мішаютьлісосплаву, підсилює ерозійні процеси, прискорює замулення річок.
Особливо великихзбитків мольовий сплав наносить рибному господарству. При русі колод рибатравмується, руйнуються нерестилища, а під впливом забруднення гине ікра ікормові організми.
Рубка лісу натериторії водозборів порушує температурний і біологічний режим річок. Вониміліють, пересихають і випадають із фонду рибогосподарських угідь. Наслідкилісосплаву проявляються навіть через багато років після його припинення.
Велика складністьполягає в очистці річок від затопленої деревини. Тут відчувається дефіцитвідповідної техніки.
Радіоактивнівідходи. В останні десятиріччя в ряді країн світу з’явились радіоактивнівідходи, які мають велику небезпеку для природних вод. В організмах рослин, рибі тварин проходять процеси біологічної концентрації радіоактивних речовин.Мілкі організми поглинаються більш крупними, де виникає вже небезпечнаконцентрація. Тому окремі прісноводні риби в декілька тисяч разіврадіоактивніші водного середовища, де вони проживають.
Забрудненаатмосфера. Сучасна індустрія щорічно викидає в атмосферу Землі більше 53 млн. токисів азоту, 200 млн.т окису вуглецю, біля 146 млн. т двоокису сірки,200...250 млн. т пилу, 120 млн. т попілу.
Тверді частинкицих викидів переміщуються повітряними потоками на великі відстані і випадаютьна поверхню суші і води. Газоподібні викиди також переносяться повітрям і в подальшомувипадають у вигляді кислотних дощів. Все це призводить до забруднення природнихводойм і водотоків.
4. ЗАХОДИ ІЗЗБЕРЕЖЕННЯ І ВІДНОВЛЕННЯ ЧИСТОТИ ВОДОЙМ
Сучасний розвиток промисловості,сільського господарства, транспорту, а також ріст міст супроводжується великимскидом забруднених вод. При відсутності належних заходів із зниженнязабруднення води, природне розбавлення і самоочищення стає недостатньою. Великіконцентрації шкідливих домішок перешкоджають самоочищенню води і її забрудненняінтенсивно прогресує.
Тому, длязбереження чистоти водойм, необхідно:
— забезпечитиповну очистку комунально-побутових і промислових стоків;
— вдосконалюватиі змінювати технологію промислового виробництва;
— розроблювати івпроваджувати маловодну і безводну технології;
— широковпроваджувати оборотне водопостачання, розширювати повторне використанняочищених стічних вод;
— застосовуватираціональні способи і прийоми використання добрив і пестицидів;
— розробляти іздійснювати державні плани водоохоронних заходів в масштабах басейнів річок іводойм з урахуванням перспективного розташування продуктивних сил і засобіввиробництва.
Наразі існують такі способи очищеннястічних вод: механічна, фізико-хімічна, хімічна і біохімічна.
Механічна очисткаслужить для відокремлення нерозчинних речовин шляхом проціджування,відстоювання, фільтрування і центрифугування. Застосовують її, як попереднюперед іншими способами очистки, або у випадках, коли стічні води, які пройшличерез згадані пристрої, використовують з метою виробництва чи, якщо можливо, їхскидають у водойму. Воду, яка пройшла механічну очистку, як правило хлорують.
Хімічні іфізико-хімічні способи застосовують для очистки виробничих стічних вод відколоїдних і розчинних речовин. Для цього, у відповідності з характеромзабруднення, у воду вводять спеціальні реагенти, пропускають повітря чи пару,використовують електроліз та іонообмінні матеріали.
Біохімічнаочистка основана на властивості деяких організмів використовувати для свогорозвитку органічні речовини стічних вод. Цей спосіб використовують після того,як стічна вода очищена від мінеральних і нерозчинних органічних речовин. Віндозволяє майже повністю видалити забруднення органічного походження. Біохімічнуочистку проводять в природних умовах – на полях зрошення, а також в штучнихумовах – в біологічних фільтрах.
Охорона води відзабруднення добривами і пестицидами. Забруднення водойм не є обов’язковимсупутником інтенсифікації сільськогосподарського виробництва. Більш того, приправильне використання мінеральних добрив покращує структуру грунту і підвищуєйого стійкість до водної і вітрової ерозії.
Для запобіганняпопадання добрив у водойми необхідно:
— дотримувативідповідність норм кількості добрив потребі рослин;
— встановлюватиоптимальні терміни внесення добрив;
— вносити добривав подрібленому вигляді в період вегетації рослин;
— вносити добриваразом із зрошувальною водою, що зменшує їх дозу.
Для обмеження попадання пестицидів уводні об’єкти необхідно:
— вдосконалюватисистему їх застосування;
— застосовуватистрічкову чи крайову обробку замість суцільної;
— ширше застосовуватибіологічні методи захисту рослин;
— розробляти меншшкідливі види пестицидів;
— заборонятихімічну обробку за допомогою авіації.
Використаннястоків тваринницьких комплексів. Задача боротьби з пагубною дією тваринницькихстоків на водні об’єкти довгий час рахувалась важкою із-за великої їхкількості, складності утилізації і вивозу, трудності забезпечення санітарногостану гноєсховищ. Ця проблема не вирішена і зараз для більшості невеликих інеспеціалізованих господарств.
Захист води відзабруднення синьо-зеленими. “Цвітіння” води в результаті інтенсивного розвиткусиньо-зелених водоростей явище закономірне. Воно виникає в результатідіяльності людини з формування біоценозів, створення водосховищ і т.п.
До заходів, якірегулюють розвиток синьо-зелених можна віднести такі:
— різке зменшенняпритоку харчових продуктів у водойму за рахунок поверхневих змивів і стічнихвод;
— видаленняводоростей з подальшим їх використанням в господарських цілях;
— локальневидалення мулових відкладень, які акумулюють значні запаси біогенних елементів;
— підвищенняступеня кисневого насичення природних шарів води за рахунок додаткової аерації.
ЛІТЕРАТУРА
1. Комплексное использование и охрана водных ресурсов / Под.ред. О.Л. Юшманова/-М.: Агропромиздат, 1985.
2. Зарубаев Н.В. Комплексное использование водных ресурсов. – Л. Стройиздат, 1976.
3. Грищенко Ю.М. Комплексневикористання та охорона водних ресурсів. Рівне, 1997.
4. Гидроэнергетика и комплексное использование водныхресурсов/ Под. ред. Непорожнего П.С./ -М.: Энергоиздат, 1982.