Захист гідросфери 1

Поверхневі води охороняють від засмічення (забруднення великим сміттям), забруднення і виснаження. Для попередження засмічення вживають заходів, що виключають потрапляння в поверхневі водойми та річки будівельного сміття, твердих відходів, залишків лісосплаву та інших предметів, що негативно впливають на якість вод, умови проживання риб і ін. Виснаження поверхневих вод запобігають шляхом суворого контролю за мінімально допустимим стоком вод.

Найважливіша і найбільш складна проблема - захист поверхневих вод від забруднення. З цією метою передбачаються наступні екозахисних заходи:

розвиток безвідходних і безводних технологій; впровадження систем оборотного водопостачання;

очищення стічних вод (промислових, комунально-побутових та ін.);

закачування стічних вод в глибокі водоносні горизонти;

очищення і знезараження поверхневих вод, використовуваних для водопостачання та інших цілей.

Головний забруднювач поверностние вод - стічні води, тому розробка та впровадження ефективних методів очищення стічних вод є досить актуальною і екологічно важливим завданням. Найбільш дієвим способом захисту поверхневих вод від забруднення їх стічними водами є розробка і впровадження безводної і безвідходної технології виробництва, початковим етапом якої є створення оборотного водопостачання.

При організації системи оборотного водопостачання в неї включають ряд очисних споруд і установок, що дозволяє створити замкнений цикл використання виробничих і побутових стічних вод. При такому способі водопідготовки стічні води весь час знаходяться в обороті і потрапляння їх у поверхневі водойми повністю виключено.

Зважаючи на величезну різноманіття складу стічних вод існують різні способи їх очищення: механічний, фізико-хімічний, хімічний, біологічний і ін. Залежно від ступеня шкідливості і характеру забруднень очищення стічних вод може здійснюватися будь-яким одним способом або комплексом методів (комбінований спосіб). В процесі очищення передбачають обробку осаду (або надлишкової біомаси) і знезараження стічних вод перед скиданням їх у водойму.

При механічному очищенні із виробничих стічних вод шляхом проціджування, відстоювання і фільтрування видаляються до 90% нерозчинних механічних домішок різного ступеня дисперсності (пісок, глинисті частинки, окалину і ін.), А з побутових стічних вод - до 60%. Для цих цілей застосовують решітки, пісколовки, піщані фільтри, відстійники різних типів (рис. 1). Речовини, плаваючі на поверхні стічних вод (нафта, смоли, масла, жири, полімери та ін.), Затримують нафто- і маслоловушках і іншого виду уловлювачами або випалюють.

Мал. 1. Схема пристрою радіального відстійника: вхідні труба; 2 - відводить труба; 3 - шламосборник; 4 - канал виведення шламу; 5 - механічний скребок

На рис. 1 показаний відстійник сільнозагрязіенних промстоков, які до його спорудження зливалися на відкритий грунт. Зверху видно полімерна маса, схожа на лід. Ця маса випалюється безпосередньо на поверхні ставка на відкритому повітрі, забруднюючи атмосферу. Певна частина забруднюючих речовин з відстійника просочується в нижележащие водоносні горизонти. З цих причин подібну утилізацію шкідливих відходів виробництва не можна вважати екологічно безпечної і слід розглядати лише як тимчасовий захід.

Хімічні і фізико-хімічні методи очищення найбільш ефективні для очищення виробничих стічних вод.

До основних хімічних способів відносять нейтралізацію і окислення. У першому випадку для нейтралізації кислот і лугів в стічні води вводять спеціальні реагенти (вапно, кальциновану соду, аміак), у другому - різні окислювачі. З їх допомогою стічні води звільняються від токсичних та інших компонентів.

При фізико-хімічному очищенню використовуються:

коагуляція - введення в стічні води коагулянтів (солей амонію, заліза, міді, шламових відходів та ін.) для утворення хлопьевідний опадів, які потім легко видаляються;

сорбція - здатність деяких речовин (бентонітові глини, активоване вугілля, цеоліти, силікагель, торф та ін.) поглинати забруднення. Методом сорбції можливо витяг із стічних вод цінних розчинних речовин і подальша їх утилізація;

флотация - пропускання через стічні води повітря. Газові бульбашки захоплюють при русі вгору поверхнево-активні речовини, нафта, масла і інші забруднення і утворюють на поверхні води легко видаляється пенообразний шар.

Для очищення комунально-побутових промислових стоків целюлозно-паперових, нафтопереробних, харчових підприємств широко використовується біологічний (біохімічний) метод. Метод заснований на здатності мікроорганізмів використовувати для свого розвитку органічні і деякі неорганічні сполуки, що містяться в стічних водах (сірководень, аміак, нітрити, сульфіди і т. Д.). Очищення ведуть в природних умовах (поля зрошення, поля фільтрації, біологічні ставки і ін.) І в штучних спорудах (аеротенки, біофільтри, циркуляційні окислювальні канали).

Традиційними спорудами очистки побутових і деяких видів промислових стічних вод є аеротенки - спеціальні закриті резервуари, за якими повільно пропускають стоки, збагачені киснем і змішані з активним мулом. Активний мул являє собою сукупність гетеротрофних мікроорганізмів і дрібних безхребетних тварин (цвілі, дріжджів, водних грибів, коловерток і ін.), А також твердого субстрату.

В останні роки активно розробляються нові ефективні методи, що сприяють екологізації процесів очищення стічних вод:

електрохімічні методи, засновані на процесах анодного окислення і катодного відновлення, електрокоагуляції і електрофлотаціі;

мембранні процеси очищення (ультрафільтри, електродіаліз і ін.);

магнітна обробка, що дозволяє поліпшити флотацию зважених часток;

радіаційна очищення води, що дозволяє в найкоротші терміни піддати забруднюючі речовини окислення, коагуляції і розкладання;

озонування, при якому в стічних водах не утворюється речовин, що негативно впливають на природні біохімічні процеси;

впровадження нових селективних типів сорбентів для виборчого виділення корисних компонентів з стічних вод з метою вторинного використання, і ін.

Відомо, що значну роль в зараженні водних об'єктів відіграють пестициди і добрива, що змиваються поверхневим стоком з сільськогосподарських угідь. Для запобігання потрапляння забруднюючих стоків у водойми необхідний комплекс заходів, що включають: 1) дотримання норм і строків внесення добрив і отрутохімікатів; 2) очаговую і стрічкову обробку пестицидами замість суцільної; 3) внесення добрив у вигляді гранул і по можливості разом з полівнойводой; 4) заміну отрутохімікатів біологічними способами за щити рослин, і т. Д.

Дуже складна утилізація тваринницьких стоків, що згубно діють на водні екосистеми. В даний час найбільш економічної визнана технологія, при якій шкідливі стоки поділяють за допомогою центрифугування на тверду і рідку фракції. При цьому тверда: частина перетворюється в компост і її вивозять на поля. Рідка частина (гнойова жижа) концентрацією до 18% проходить через реактор і перетворюється в гумус. При розкладанні органіки виділяються метан, двоокис вуглецю і сірководень. Енергію цього біогазу використовують для виробництва тепла та енергії.

Одним з перспективних способів зменшення забруднення поверхневих вод є закачування стічних вод в глибокі водоносні горизонти через систему поглинаючих свердловин (підземне поховання) (рис. 2). При цьому способі про падає необхідність у дорогій очищенню і знешкодженні стічних вод і в спорудженні очисних споруд.

Мал. 2. Схема «поховання» промислових стічних вод в глибокі водоносні горизонти: 1 - накопичувальна ємність; 2 - нагнітальна свердловина; 3 - спостережні свердловини; 4 - зона активного водообміну (прісні води); 5 - зона уповільненої водообміну; 6 - зона застійного режиму (солоні води); 7 - закачані промислові стоки.

Однак, на думку багатьох провідних фахівців, даний метод доцільний для ізоляції лише невеликих кількостей високотоксичних стічних вод, що не піддаються очищенню існуючими технологіями. Ці побоювання пов'язані з тим, що дуже важко оцінити можливі екологічні наслідки посиленого заводнення навіть добре ізольованих глубокозалегающих горизонтів підземних вод. До того ж технічно дуже складно повністю виключити можливість проникнення видаляються високотоксичних промислових стоків на поверхню землі або в інші водоносні горизонти через затрубний простір свердловин.

Все більшого значення в охороні поверхневих вод від забруднення і засмічення набувають агролісомеліорація і агротехнічні заходи. З їх допомогою можна запобігати замулення і заростання озер, водосховищ та малих річок, а також утворення ерозій, зсувів, обвалення берегів т. Д. Виконання комплексу цих робіт дозволить зменшити обсяг, забрудненого поверхневого стоку, і буде сприяти чистоті водойм. У зв'язку з цим велике значення надається зниженню процесів евтрофікації водойм, зокрема водосховищ, гідротехнічних каскадів. Ширина водоохоронної зони річок може становити від 0,1 до 1,5-2,0 км, включаючи заплаву річки, тераси і схил корінного берега. Призначення водоохоронної зони дозволяє запобігти забрудненню, засміченню та виснаження водного об'єкта. У межах водоохоронних зон забороняється розорювання земель, випасання худоби, застосування отрутохімікатів і добрив, виробництво будівельних робіт і ін.

Поверхнева гідросфера органічно пов'язана з атмосферою, підземної гідросферою, літосферою і з іншими компонентами навколишнього природного середовища. З огляду на нерозривний взаємозв'язок всіх її екосистем, неможливо забезпечити чистоту поверхневих водойм та водотоків без захисту від забруднення атмосфери, ґрунтів, підземних вод та ін.

Для захисту поверхневих вод від забруднення в ряді випадків необхідно вдатися до радикальних заходів: закриття або перепрофілювання забруднюючих виробництв, повний переклад стічних вод на замкнутий цикл водоспоживання і т. Д. Так, наприклад, кардинальне вирішення проблеми запобігання забруднення Байкалу полягає не в тому, щоб скидати в нього навіть добре очищені, але все ж згубні для водних організмів промстоки і пилогазові викиди, а в тому, щоб повністю виключити їх попадання в озеро і в атмосферу.

Основні заходи щодо захисту підземних вод, що проводяться в даний час, полягають в запобіганні виснаження запасів підземних вод і захисту їх від забруднення. Як і для поверхневих вод, ця велика і складна проблема може бути успішно вирішена лише в нерозривному зв'язку з охороною всієї навколишнього природного середовища.

Для боротьби з виснаженням запасів прісних підземних вод, придатних для цілей питного водопостачання, передбачають різні заходи, в тому числі: регулювання режиму водовідбору підземних вод; більш раціональне розміщення водозаборів по площі; визначення величини експлуатаційних запасів як межі їх раціонального використання; введення кранового режиму експлуатації самовиливних артезіанських свердловин.

В останні роки для попередження виснаження підземних вод все частіше застосовують штучне поповнення їх запасів шляхом перекладу поверхневого стоку в підземний. Поповнення здійснюється шляхом інфільтрації (просочування) води з поверхневих джерел (річки, озера, водосховища) в водоносні пласти. Підземні води отримують при цьому додаткове харчування, що дозволяє збільшувати продуктивність водозаборів без виснаження природних запасів.

Заходи боротьби з забрудненням підземних вод: підрозділяють на: 1) профілактичні та 2) спеціальні, завдання яких - локалізувати або ліквідувати осередок забруднення.

Ліквідувати вогнище забруднення, т. Е. Отримати від підземних вод і гірських порід забруднюючі речовини, вельми складно, на це можуть піти багато років. Тому профілактичні заходи є головними в природоохоронних заходах. Запобігти забрудненню підземних вод можна різними шляхами. Для цього вдосконалюють методи очищення стічних вод, щоб виключити потрапляння забруднених стоків в підземні води. Впроваджують виробництва з бессточной технологією, ретельно екранують чаші басейнів з промисловими стоками, знижують небезпечні газодимових викиди на підприємствах, регламентують використання пестицидів і добрив на сільськогосподарських роботах і т. Д.

Найважливішою заходом попередження забруднення підземних вод в районах водозаборів є пристрій навколо них зон санітарної охорони.

Зони санітарної охорони (ЗСО) - це території навколо водозаборів, створювані для виключення можливості забруднення підземних вод. На їх території забороняється розміщення будь-яких об'єктів, що можуть викликати хімічну або бактеріальне забруднення (шламосховища, тваринницькі комплекси, птахофабрики і т. Д.). Забороняється також використання мінеральних добрив і пестицидів, промислова рубка лісу. Обмежується або забороняється і інша виробнича і господарська діяльність людини.

Спеціальні заходи щодо захисту підземних вод від забруднення спрямовані на ізоляцію джерел забруднення від іншої частини водоносного горизонту (завіси, протифільтраційні стінки), а також на перехоплення забруднених підземних вод за допомогою дренажу. Для ліквідації локальних вогнищ забруднення ведуть тривалі відкачування забруднених підземних вод зі спеціальних свердловин.

Заходи щодо захисту підземних вод від виснаження і забруднення проводяться в загальному комплексі природоохоронних заходів.