Охрана литосферы и гидросферы от химического загрязнения. Особенность охраны гидросферы
Мероприятия по охране воды от загрязнения
Охрана воды от загрязнения проводится в соответствии с СанПиН №4630-88 «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения». Установлены предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воде.
Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения вредными веществами предусматривает комплекс мер: разработку соответствующих законодательных актов; организацию мониторинга водных объектов; охрану поверхностных и подземных вод; подготовку воды, используемой в питьевых и хозяйственных целях; государственный контроль над использованием и охраной водных ресурсов.
Главная роль в охране вод играет государственный учёт поверхностных и подземных вод, который осуществляется в целях текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. Своды систематизированных данных о водных объектах, водных ресурсах, режиме, качестве и использованию вод, а также о водопользователях включается в водный кадастр . Важной и сложной проблемой является защита поверхностных вод от загрязнения .
Поверхностные воды охраняются от засорения, истощения и загрязнения. Для предупреждения засорения осуществляют мероприятия, которые исключают попадание в них мусора, твердых отходов и других предметов, отрицательно воздействующих на качество вод и условия обитания гидробионтов. Строгий контроль за минимально допустимым стоком вод, ограничение их нерационального потребления способствуют защите гидросферы от истощения.
С целью защиты поверхностных вод от загрязнения предусматривается ряд мероприятий: мониторинг водных объектов; создание водоохранных зон; развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения; очистка промышленных и бытовых сточных вод; очистка и обеззараживание поверхностных и подземных вод, используемых для питьевых целей; наличие водоохранных лесных насаждений (до 50% хвойные породы, липа, тополь).
Мероприятия технологического характера
Меры технологического характера имеют целью разработку и применение безотходных производственных технологий, максимальное осуществление утилизации различных компонентов сырья и побочных продуктов производства. На промышленных предприятиях проводится замена токсичных продуктов на менее токсичные, внедряется бессточное производство. Перед сбросом сточных вод в водоемы предусматривается устройство очистных сооружений, сбросы осуществляются в разное время суток.
Существует несколько перспективных путей снижения количества загрязненных сточных вод: разработка и внедрение безводных технологических процессов; усовершенствование существующих процессов; разработка и внедрение более совершенного оборудования; внедрение аппаратов воздушного охлаждения; повторное использование очищенных сточных вод.
Наиболее рациональный способ сокращения объема сточных вод - создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающих сброс воды в водоемы. При таком водоснабжении предусматривается необходимая очистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторное использование. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 20-50 раз уменьшить потребление природной воды. Создание замкнутых систем технического водоснабжения с извлечением данных компонентов предусматривается при строительстве новых и реконструкции старых производств.
Организация зон санитарной защиты
Важное место в охране воды от загрязнения принадлежит организации и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения. Водоохранными зонами являются территории, примыкающие к акватории рек, водохранилищ и других поверхностных водных объектов. Зоны санитарной охраны устанавливаются в целях охраны водных объектов, используемых для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также содержащих природные лечебные ресурсы и организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима), второй (пояс ограничений для защиты от возможного микробного загрязнения), третий (пояс ограничений для защиты от возможного химического загрязнения). Границы поясов и комплекс проводимых мероприятий устанавливаются в зависимости от вида водоисточников, степени их защищенности, возможности загрязнения, особенности санитарного состояния.
Пояс строгого режима включает территорию водозабора, водоподъемные устройства, головные сооружения, водопроводящий канал. Он предназначен для защиты места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения или повреждения.
Первый пояс ограждается и охраняется. Границы первого пояса водопровода из водоисточника устанавливается в радиусе 30-50 м. Первый пояс водопровода из открытого проточного водоема устанавливается на расстоянии 200 м вверх по течению, 100 м вниз по течению, 100 м по прилегающему к водозабору берегу от линии уреза воды.
Пояса ограничений включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения. Размещение на этой территории различных объектов контролируется органами санитарно-эпидемиологической службы. В пределах второго и третьего поясов ограничивается строительство, спуск сточных вод, не разрешается использование водоема в спортивных и прочих целях.
Граница второго пояса поверхностных источников на водоеме должна быть удалена по акватории во все стороны от водозабора на 3-5 км, а боковые границы должны быть расположены на расстоянии 500-1000 м от уреза воды при летне-осенней межени. Граница третьего пояса на водоеме совпадает с границей второго пояса.
Размеры второго пояса для подземных источников определяются гидродинамическими расчетами, исходя из условий, что микробное загрязнение, поступающее в водоносный пласт за пределами второго пояса, не достигает водозабора. Основным параметром, определяющим границы второго пояса, является время продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору. Это время зависит от типа водозабора, гидрологических условий, степени защищенности подземных вод. Граница третьего пояса также определяется гидродинамическими расчетами с учетом времени продвижения химического загрязнения к водозабору.
Очистка бытовых сточных вод
При очистке сточных вод производится разрушение или извлечение из них вредных веществ.
Очистка бытовых сточных вод осуществляется канализацией – комплексом инженерно-технических сооружений и санитарных мероприятий, которые обеспечивают сбор, удаление, очистку, обеззараживание и обезвреживание сточных вод механическими и биологическими методами. При механической очистке сточные воды разделяют на жидкую и твердую части. Жидкая далее подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка осуществляется на земледельческих полях орошения и фильтрации, а также в биологических прудах. Искусственная биологическая очистка проводится на специальных сооружениях (биофильтрах, аэротенках). Образующийся при этом ил обрабатывают на иловых площадках или в специальных устройствах – метатенках. Биологические пруды предназначены для глубокой очистки бытовых и производственных сточных вод, предварительно прошедших очистку на локальных очистных сооружениях. Различают пруды с естественной и искусственной аэрацией. В окислительных процессах большую роль играет водная растительность, которая способствует снижению биогенных элементов и регулирует кислородный режим водоема.
В основе биологической очистки лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), который включает множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов - водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).
При суточных расходах бытовых сточных вод до 20 - 30 тыс. м 3 /сут широкое применение находят биофильтры, представляющие собой резервуар, который заполняется загрузочным материалом (гравий, керамзит, шлак). Сточная вода подается выше поверхности загрузочного материала; равномерно над ней распределяется через загрузочный материал, на поверхности которого образуется биологическая пленка (биоценоз), аналогичный активному илу в аэротенке.
Обеззараживание сточных вод , прошедших и не прошедших стадию биологической очистки, проводят газообразным хлором, хлорной известью и гипохлоритом натрия. Внедряется также обеззараживание озоном, УФ-лучами и электроимпульсным разрядом.
Место выпуска сточных вод должно быть расположено ниже его границы по течению водотока.
Очистка производственных сточных вод
Методы очистки производственных сточных вод подразделяются на механические, химические, физико-химические и биологические.
Для механической очистки применяются решетки, на которых задерживаются грубые примеси размером больше 5 мм; сита, задерживающие примеси размером до 5 мм; песколовки, служащие для задержания минеральных загрязнений; жироловки, маслоловушки, нефтеловушки, смолоуловители для улавливания соответствующих загрязнений, более легких, чем вода; отстойники для осаждения взвешенных веществ с удельным весом больше единицы.
При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляется до 90 % нерастворимых механических примесей различного характера (песок, глинистые частицы, окалина и другие), а из бытовых - до 60 %.
В целях очистки сточных вод от нефтепродуктов также широко применяется метод отстаивания, который в данном случае основан на способности самопроизвольного разделения воды и нефтепродуктом
Частицы последних под действием сил поверхностного натяжения приобретают сферическую форму, и их размеры находятся в диапазоне от 2 до 3х10 2 мкм. В основе процесса отстаивания лежит принцип выделения нефтепродуктов под действием разности плотностей воды и частиц масла. Содержание нефтепродуктов в стоках находится в широких пределах и составляет в среднем 100 мг/дм 3 .
Выделение нефтепродуктов производится в нефтеловушках. Грязная вода подается в приемную камеру и, пройдя под перегородкой, попадает в отстойную камеру, где и происходит процесс разделения воды и нефтепродуктов. Очищенная вода выводится из нефтеловушки, а нефтепродукты образуют пленку на поверхности воды и удаляются специальным устройством. Подобным образом устроены жироловушки, маслоловушки и смололовушки, использующие принцип разности плотности воды и загрязнений, более легких (например, масло), чем вода.
Основными приемами химических методов являются нейтрализация, окисление и восстановление. Они могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими.
В целях нейтрализации кислых вод применяют щелочные реагенты: известь СаО, гашеную известь Са(ОН) 2 , кальцинированную соду Na 2 CO 3 , каустическую соду NaOH, аммиачную воду, а также фильтрование через нейтрализующие материалы (известняк, доломит, магнезит, мел).
Для нейтрализации щелочных вод наиболее часто применяются кислоты: серная, соляная, азотная, реже уксусная. Возможно использование для этих целей также дымовых газов, содержащих СО 2 , SО 2 , NO X .
Сточные воды, содержащие окисленные переменновалентные элементы (Cr 6+ , Cl - , C1 5+ , N 3+ , N 5+ и др.), обезвреживаются в две ступени. На первой элементы, находящиеся в высшей (или высокой) степени окисления, восстанавливаются до низшей (или промежуточной) валентности, при которой данный элемент на второй ступени очистки может быть выделен из жидкой фазы в виде осадка, газа или переведен в малотоксичную форму.
К физико-химическим методам относятся коагуляция, флокуляция, флотация, сорбция, адсорбция, экстракция, ионный обмен.
Коагуляция – процесс укрупнения коллоидных частиц в жидкости за счет электростатических сил межмолекулярного взаимодействия. Коагуляция не только приводит к слипанию частиц, но и нарушает агрегативную устойчивость полидисперсной системы, в результате чего происходит разделение твердой и жидкой фаз.
Флотацией называется процесс выделения из воды в пенный слой взвешенных и эмульгированных загрязнений в результате прилипания к пузырькам газа, подаваемого снизу в очищаемой жидкости.
Сорбция представляет собой метод глубокой очистки производственных сточных вод от растворенных органических и некоторых неорганических загрязнений. В процессах водообработки она может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими биологическими, химическими методами. Сорбция позволяет не только выделить и сконцентрировать загрязнения, но и утилизировать их в технологическом процессе, а очищенные воды использовать в оборотном водоснабжении.
Механизм адсорбции заключается в переходе молекулы растворенного вещества из объема жидкости на поверхность твердого сорбента под действием его силового поля. В качестве сорбентов используют различные естественные и искусственные материалы: золу, коксовую мелочь, торф, цеолиты, активные глины и др. Особенно широко для этих целей применяются активированные угли, удельная поверхность адсорбции достигает 400 - 900 м 2 /г.
Для концентрированных сточных вод, содержащих органические загрязнения, представляющие техническую ценность, эффективным методом очистки является экстракция. Она основана на смешивании двух взаимонерастворимых жидкостей (одна из которых сточная вода) и распределении в них, согласно растворимости, загрязненного вещества.
Ионный обмен - извлечение катионов и анионов из растворенных в сточных водах загрязнений при помощи ионитов, являющихся твердыми природными или искусственными материалами (например, искусственные ионообменные смолы). Извлеченные при помощи ионного обмена вещества в дальнейшем утилизируются или уничтожаются. Катиониты вступают в обмен с катионами, аниониты - с анионами.
Гидросферой называют водную оболочку Земли, представляющую собой совокупность океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, прудов, болот, подземных и почвенных вод, ледников. 70% земной поверхности покрыто водой. Общее количество воды на Земле оценивается в 1386 млн. км. Максимальный объем воды - 95% от общих запасов - приходится на долю Мирового океана. Средняя соленость океанической воды составляет 35 г/л, пресная вода должна содержить не более 1 г/л солей. По этой причине океаническая вода не используется на хозяйственные нужды. Запасы пресной воды на планете составляют всего 2,5% мировых ресурсов (около 35 млн. км3) и представлены они водами рек, озер и подземными (грунтовыми) водами. 70% запасов пресной воды сосредоточено в ледниках и вечных снегах. Естественными «кладовыми» пресной воды являются озеро Байкал, на долю которого приходится 1/5 мирового объема питьевой воды, Великие озера Северной Америки, финское Озерное плато, насчитывающее 60 тыс. озер и подземное озеро Лост-Си в пещере Крэгхед (США).
Вода - единственное вещество на Земле, существующее в природе одновременно в трех агрегатных состояниях, благодаря чему происходит большой круговорот воды (гидрологический цикл). Он связывает воедино все части самой гидросферы и обеспечивает ее взаимодействие с атмосферой, литосферой и биосферой. Ежегодно с поверхности Земли испаряется около 525 тыс. км воды, 86% из которой - это соленая вода Мирового океана. Конденсируясь, атмосферный пар дает начало и подпитку пресной воде рек, озер, ледников, а также почвенной влаге и подземным водам. Таков механизм непрерывного естественного опреснения воды в процессе ее круговорота. водный ресурс загрязнение гидросфера
Вода является одним из важнейших неисчерпаемых природных ресурсов, обеспечивая существование живых организмов на Земле. Без нее невозможно развитие процессов жизнедеятельности, поскольку она входит в состав всех клеток и тканей любого животного или растительного организма, осуществляя транспорт веществ и протекание окислительновосстановительных реакций.
Вода формирует земную кору Земли, рельеф и береговую линию, благодаря ей осуществляется дрейф континентов, деятельность вулканов и т. д. Климат и погода на Земле определяются наличием водных просторов и количеством водяного пара в атмосфере. Океаны и моря, благодаря большой теплоемкости, способны формировать циклоны и антициклоны, влияя на погоду. Кроме того, растворяя газы атмосферы, океан является регулятором состава воздуха.
Отличительной чертой 20 века стал быстрый рост водопотребления, который в 2,5 раза превышал рост народонаселения. Огромное количество воды расходуется и сегодня. Население планеты ежесуточно потребляет 7-8 км3 пресной воды - это столько, сколько всех ископаемых природных ресурсов используется за целый год.
На первом месте по объему потребления стоит мировое сельское хозяйство, которое забирает около 60% от общего объема на орошение земель и нужды животноводства. Так, для производства 1 кг мяса необходимо затратить 25 т воды, для получения 1 кг молока - 4 тонны.
Около 30% воды потребляется промышленностью, где она используется для растворения, смешивания, очищения, охлаждения оборудования и т. п. Об объемах потребления пресной воды на производстве говорят следующие цифры: для выплавки 1 т чугуна расходуется
от 50 до 150 м3, 1 т пластмасс - от 500 до 1000 м3 , 1 т бумаги - свыше 1000 м3, а получение 1 т искусственных тканей требует до 6000 м3 воды.
Предприятиям теплоэнергетики требуются значительные объемы воды - для ТЭЦ мощностью в 2,5 МВт необходимо 1,5х10 м воды, а развитие гидроэнергетики идет по пути сооружения каскадов ГЭС.
Активными потребителями водных ресурсов являются такие отрасли народного хозяйства как водный транспорт и рыбное хозяйство.
На коммунально-бытовые нужды в разных странах мира уходит от 10 до 30% общего потребления воды. В развивающихся странах обеспеченность водой в расчете на 1 человека в сутки не превышает 150-200л, в высокоразвитых странах - в 2-3 раза больше. Анализ структуры потребления воды жителями городов показывает, что основной процент расхода воды приходится на ватерклозеты (до 50%), 30-35% - гигиенические процедуры, мытье посуды - 6%, приготовление пищи - 5%, стирка - 4%, уборка - 3%.
Изучение состояния водных ресурсов в связи с неуклонным ростом их потребления в мире, показало, что во многих странах с развитой экономикой возникла проблема дефицита пресной воды. Проблема нехватки водных ресурсов возникла по следующим причинам:
интенсивное водопотребление, связанное с высоким ростом народонаселения планеты;
развитие отраслей народного хозяйства, требующих значительных затрат водных ресурсов;
потеря воды вследствие сокращения водоносности рек;
загрязнение водных объектов промышленными, бытовыми и с.-х. сточными водами.
Эксперты ООН говорят о том, что более половины крупнейших рек мира серьезно истощены и загрязнены, в результате чего подвергается опасности здоровье и жизнь, по крайней мере, 3 млрд. жителей Земли. Самыми загрязненными реками являются Хуанхэ,
Амударья, Сырдарья, Колорадо, Нил, Ганг и Волга. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что на планете от потребления воды низкого качества ежегодно умирает около 5 млн. человек и это, в основном, дети, а получают разной степени отравления или заболевания свыше 500 миллионов.
Источники загрязнения гидросферы. Основными источниками загрязнения природных вод являются:
- 1. Атмосферные воды, несущие массу вымываемых из атмосферы загрязнителей промышленного и бытового происхождения. Кроме того, стекая по склонам, атмосферные и талые воды дополнительно увлекают за собой с городских улиц, авто- и железных дорог, промышленных территорий мусор, нефтепродукты, фенолы, соли, тяжелые металлы.
- 2. Городские сточные воды - канализация и бытовые стоки. Особая опасность заключается в том, что с такими водами передается ряд тяжелых инфекционных заболеваний, таких как дизентерия, гепатит, холера, паратиф.
- 3. Промышленные сточные воды, образующиеся в таких отраслях производства, как черная металлургия, машиностроение, химическая и лесохимическая, нефтеперерабатывающая и т.д.
- 4. Смыв пестицидов и удобрений с сельскохозяйственных и лесных угодий.
Основным источником загрязнения поверхностных вод в Республике Беларусь являются бытовые сточные воды, на долю которых приходится более 60% от объема всех образующихся сточных вод. Затем стоят промышленные сточные воды и сельское хозяйство.
Особую озабоченность вызывает загрязненность грунтовых вод, которые в Беларуси характеризуются неглубоким залеганием и наличием повышенного количества ионов марганца и железа природного происхождения. В зонах городов и пригородов, свалок, животноводческих комплексов и полей фильтрации отмечается увеличение минерализации, фиксируется наличие содержания тяжелых металлов, в том числе свинца, фенолов, нефтепродуктов. Особая опасность заключается в накоплении в воде нитратов, нередко содержание которых превышает норму в 5-10 раз.
Из перечисленных выше источников в природные водоемы поступают различные химические соединения и элементы. К числу наиболее опасных и распространенных загрязняющих веществ относится нефть и нефтепродукты. Так, ежегодно в Мировой океан попадает 13-14 млн. т нефти, 97% из которых приходится на сброс береговых и плавучих объектов (прежде всего за счет аварий танкеров и работы судовых дизелей). Каждая тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, образует пленку из масел на площади 12 км2. В резуль
тате затрудняется газообмен с атмосферой, гибнут растения и животные вследствие токсического отравления продуктами разложения нефти и нехваткой кислорода.
Не менее опасно для живых водных обитателей смывание с полей химических средств, применяемых в сельском хозяйстве. С талыми и паводковыми водами в ближайших водоемах оказываются не только минеральные удобрения, но и пестициды, буквально уничтожающие биоценозы рек и озер. Ученые считают, что именно пестициды привели к сокращению поголовья тюленей в Балтийском море и промысловой рыбы в Атлантическом океане. Сточные воды животноводства, содержащие большое количество азота, приводят к «цветению» воды вследствие бурного роста сине-зеленых водорослей. Этот процесс называется ав- трофикацией (эвтрофикацией). Автрофикация сопровождается интенсивным потреблением кислорода, недостаток которого влечет за собой гибель остальных обитателей водоемов.
В последнее время в воде все чаще встречаются тяжелые металлы - свинец, ртуть, цинк, медь, олово и многие другие. Накапливаясь в организме водных обитателей, они по пищевым цепочкам попадают в продукты питания человека. Токсиканты класса тяжелых металлов, как правило, вызывают у человека серьезные заболевания, а также изменение процессов жизнедеятельности водных организмов.
Тепловые и атомные электростанции, используя воду в качестве охлаждающего агента, приводят к тепловому загрязнению вод. Сбросовые воды на 8-10 о С выше естественной температуры водоемов, что приводит к интенсивному развитию планктона. В результате вода «цветет», ухудшаются ее санитарно-гигиенические показатели (цвет, вкус, запах).
Источниками радиоактивных веществ в водных объектах являются заводы по очистке урановой руды, переработке ядерного горючего для атомных реакторов, АЭС, захоронение радиоактивных отходов и, конечно, атомный морской флот.
Одно из проблемных загрязнений рек связано с заготовкой, обработкой и сплавом леса. Перед сплавом древесина обрабатывается ядохимикатами, плывущий лес ранит рыбу, кора, сучья, ветки засоряют дно, из древесины в воду выделяются смола и вредные вещества. В результате гниения и разложения древесины поглощается кислород из воды, размножаются оорганизмы, вызывая болезни и гибель многих видов рыб.
Охрана гидросферы:
- 5. Организация прибрежных защитных и водоохранных зон в соответствии с Водным кодексом, в соответствии с которым в водоохранных зонах запрещены любые работы (распашка земли, выпас скота), а также вырубка насаждений, применение пестицидов, размещение жилых домов, предприятий и ферм.
- 6. Запрет на применение высокотоксичных пестицидов, и, прежде всего, хлорсодержащих.
- 7. Уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет снижения водоемкости производства и применения оборотных (замкнутых или полузамкнутых) систем водоснабжения.
- 8. Разделение и очистка перед сбросами в водоемы промышленных и хозяйственнобытовых стоков.
- 9. Снижение опасности загрязнения водоемов нефтью и нефтепродуктами за счет повышения надежности добычи с морского дна и транспортировки морским путем.
- 10. Совершенствование организационно- правовых мер.
Инженерные мероприятия включают различные методы очистки сточных вод - механические, физико-химические, биологические и комбинированные.
Механические методы - удаление из сточных вод нерастворенных примесей путем их отстаивания и фильтрации. Отстаивание является наиболее распространенным способом, для чего используются специальные емкости - отстойники. Грубые примеси задерживаются на решетках, более мелкие улавливаются ситами. Для удаления поверхностных загрязнителей используют различные специальные ловушки (нефтеловушки, жироловки и т. д.).
При физико-химических методах из сточных вод удаляют тонкодисперсные и растворенные неорганические загрязнители, а также частично органические. Для этих целей используют добавление специальных химических реактивов, которые вступают в реакцию с загрязнителями и способствуют их осаждению (например, хлорирование). Также применяют электролитический метод и озонирование воды.
Биологические методы, как правило, используют на заключительном этапе очистки. Среди биологических устройств различают биофильтры, биологические пруды и аэротенки. Биофильтры основаны на пропускании сточных вод через слой крупнозернистого материала, покрытого биологической пленкой, которая способствует биохимической фильтрации. Биологические пруды являются самым распространенным методом очистки сточных вод на предприятиях РБ. Биологические пруды используют для очистки в естественных условиях. Они представят собой неглубокие (до 1 м) резервуары, которые устраивают сериями на местности, имеющей уклон, и через которые самотеком медленно проходит вода, подвергаясь процессу отстаивания и воздействию естественных факторов очищения (солнечный свет, кислород, температура, биологические организмы). Их действие основано на способности воды к самоочищению под влиянием физических и биологических факторов.
Аэротенки представляют собой специальные резервуары с принудительной аэрацией. В аэротенках сточные воды смешиваются со специальным бактериальным илом. Бактерии выделяют ферменты, способствующие осаждению загрязнителей, прежде всего органических, и
выпадению их на дно в виде нерастворимых комплексов. Таким образом осуществляется очистка воды.
Для проведения качественной очистки сточных вод необходима многоступенчатая система. На первом этапе - это фильтрация и отстаивание, на втором - химическая очистка, на третьем - биологическая очистка. Как правило, в Республике Беларусь используется двухступенчатая очистка. При таких методах на заключительном этапе необходимо 7-10-кратное разбавление воды, которая сбрасывается в природные пруды-приемники.
Одной из серьезных проблем является утилизация осадка сточных вод. Для этой цели используют различные методы химического обеззараживания, высушивание, компостирование, брикетирование, термическое сжигание (инсинерация), в зависимости от класса опасности содержащихся в осадке вредных веществ.
МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАКЗЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
КИЕВСКАЯ ОСНОВНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА
«ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ОХРАНА ГИДРОСФЕРЫ»
Методическая разработка
Учитель географии
Тема: Загрязнение и охрана ГИДРОСФЕРЫ
Класс : 6
Тип урока: комбинированный, конструирование способа действия на ФГОС.
Планируемые результаты : выявить источники загрязнения гидросферы, а также меры по охране гидросферы, работать в паре, излагать свою точку зрения, создать коллективный мини проект.
Предметные результаты обучения: знать географическую номенклатуру по теме объекты гидросферы, географические объекты.
Метапредметные результаты обучения: умение организовать свою деятельность, определять цели урока, умения работать в коллективе, высказывать свои суждения, делать выводы.
Универсальные учебные действия:
Личностные: выявление причинно-следственных связей, высказывать суждения.
Регулятивные: оценивать работу одноклассников, работать в соответствии с поставленными целями, сравнивать полученные результаты с ожидаемыми.
Коммуникативные: умение общаться и взаимодействовать с друг другом.
Познавательные: проявление учебно-познавательного процесса к географической науке.
Цель урока:
Расширить и углубить знания о значении, загрязнении гидросферы, а также выявить последствия загрязнения гидросферы и меры по охране водной оболочки Земли.
Задачи:
Образовательные:
1. Выявить взаимосвязи вода-человек.
2. Показать последствия воздействия человека на гидросферу.
3. Создать условия для навыков проектной деятельности.
Воспитательные:
1. Познакомиться с источниками загрязнения гидросферы, выявить пути решения источников загрязнения гидросферы.
Развивающие:
1. Способствовать формирование и развитие экологических качеств личности.
2. Развитие интереса учащихся к глобальным проблемам современности.
План урока:
1. Организационный момент.
2. Работа над пройденным материалом.
3 Формулирование темы и цели урока.
4. Значение гидросферы.
5. Физкультминутка.
6. Работа над проектом.
Цель: выявить причины загрязнения гидросферы и меры по охране водной оболочки Земли.
Этапы проекта:
Выявление основных источников загрязнения гидросферы;
Меры по охране;
Создание агидплакатов;
7. Итог урока.
8. Рефлексия.
9. Домашнее задание.
ХОД УРОКА
1. Организационный момент.
Приветствие. Организация на урок.
2. Работа над пройденным материалом.
--- Мы с вами подошли к заключительной теме большого раздела, который называется ……….ответы детей (гидросфера).
На проверку усвоения пройденного материала я предлагаю вам провести игру «Географическое лото».
Проводиться игра
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
3 Формулирование темы и цели урока.
--- Послушайте стихотворение:
Вода-это божий источник,
Вода-это солнечный свет!
Воде задаём мы вопросы,
С водой получаем ответ.
Водой очищаем мы тело,
В воде плещет наша душа.
Когда говоришь ты с водою,
То надо шептать не спеша.
Водой умываем ребёнка,
Чтобы смылась беда.
Вода это чудо природы,
И нам без воды не прожить.
Вода-достояние народа!
Водой мы должны дорожить!!!
Ребята на основе прослушанного стихотворения скажите, о чем пойдет речь сегодня на уроке…………… ответы детей (о значении воды)
--- Послушайте еще одно стихотворение:
Речушка вдоль околицы текла.
Негромкая.
Но мы ее любили,
Ведь она для нас первою была,
И значит лучшею на свете.
Сейчас в ней всякий хлам,
И ржавь и слизь зеленая,
И хвощ болотный вылез.
Как будто люди целью задались
Убить - ее
И своего добились.
О чем еще пойдет речь сегодня на уроке ……ответы детей (о загрязнении воды)
Давайте сформулируем тему урока ……ответы детей (значение и загрязнении гид-ры)
Теперь давайте сформулируем цель нашего урока…. ответы детей
4. Значение гидросферы.
--- Вода – бесценный дар природы.
Вода – одно из главных богатств на Земле.
Жизнь без воды невозможна!
Вода растекается по всей Земле огромными океанами и маленькими лужами.
Вода входит в состав всех живых организмов. Да и сами мы, больше чем на половину состоим из воды.
Вода дороже золота, утверждали бедуины всю жизнь кочевавших в песках. Они знали, что никакие богатства не спасут путника в пустыни, если иссякнет запас воды.
Ребята, каково еще значение воды……… ответы детей .
В воде мы моемся, купаемся, катаемся на санках, коньках, лыжах. Пьем. Необходима для растений, животных, птиц.
Человек может прожить без воды всего несколько дней.
Вот она какая вода!
Воду используют для отраслей хозяйства, как транспортные пути, для отдыха, рыболовства.
- бытовой мусор
- нефть
- вырубка лесов вдоль водоемов
Ребята а к чему может привести загрязнение гидросферы?
………ответы детей
1. гибель живых существ
2. истощение пресной воды
3. заболеваниям.
4. пересыхание рек и озер.
2 группа: Меры по охране.
- не мыть машины на берегах водоемов
- не захламлять мусором берега
- не кидать в водоемы мусор
3 группа: Создание агидплаката.
7. Итог урока.
--- Составление памятки:
ПАМЯТКА
1. Не загрязняйте реки и озера!
2. Бережно относиться к питьевой воде!
3. Очищать промышленные и бытовые воды!
4. Соблюдать правила транспортировки грузов!
5. Соблюдать правила отдыха на побережье водоемов!
6. Соблюдать правила по ловле рыбы!
А закончить урок я хочу такими словами:
Пусть на Земле и не умирают реки
Пусть стороной обходят их беда
Пусть чистой остается в них на веки
Студеная и чистая вода!
8. Рефлексия.
Интересно ли вам было сегодня на уроке?
Узнали вы что-нибудь важное, нужное на уроке?
Считаете ли вы, что проблема охраны воды столь важна для человека?
Какие меры по охране воды могут предпринять жители нашего поселка, чтобы сохранить воду чистой?
Я предлагаю заполнить вам лист самоконтроля.
Лист самоконтроля:
Ф. И.______________
Попробуйте определить собственные знания и умения следующим образом:
Поставьте знак + в одном из утверждений
1. «Я все понял, смогу объяснить этот материал другому»
2. «Я понял материал, могу объяснить другому, но при некоторой помощи учителя»
3. «Я понял материал частично»
4. «Я ничего не понял»
Попытайтесь объективно оценить свою работу и поставить себе оценку:
Ставлю себе________
Оценка учителя_____
9. Домашнее задание.
Заполнить таблицу «Путеводитель»
Приложение
«Географическое лото»
Вопросы для учащихся:
1. Вдающаяся в сушу часть океана, моря или озера.
2. Начало реки.
3. Река, впадающая в другую реку.
4. Искусственный водоем.
5. Величайшее море-озеро.
6. Великая река России.
8. Место где река впадает в море.
9. Самый большой океан.
11. Самое глубокое озеро мира.
13. Самый маленький океан.
14. Группа близлежащих островов.
Правила игры:
Учащиеся поочередно отвечают на вопрос и закрывают фишкой.
Используемые ресурсы
Используемые ресурсы
nsportal. ru/shkola/geografiya... копия
mirgeografii. ru/zagryaznenie... копия
do. gendocs. ru/docs/index-10370.html копия
knowledge. allbest. ru/ecology... копия
Введение
1.1 Мероприятия по охране вод морей и Мирового океана
1.2 Охрана водных ресурсов от загрязнения и истощения
2. Особенности загрязнения Мирового океана и поверхности вод суши
2.1 Органические и минеральные загрязнения
2.2 Органические жидкости и газы, канцерогенные вещества
3. Проблемы пресной воды
3.1 Ресурсы пресной воды
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу - одну из мощных сфер нашей планеты. Гидросфера, литосфера, атмосфера и биосфера взаимосвязаны, проникают одна в другую и находятся в постоянном, тесном взаимодействии. Все сферы в своем составе имеют воду. Водные ресурсы слагаются из статических (вековых) запасов и возобновляемых ресурсов. Гидросфера объединяет Мировой океан, моря, реки и озера, болота, пруды, водохранилища, полярные и горные ледники, подземные воды, почвенную влагу и пары атмосферы.
Вода - одна из наиболее важных
жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли.
Она является составной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных
свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико-химические и биологические
процессы.
1. Гидросфера и ее охрана от загрязнения
Загрязнение - видимое или невидимое, на суше, воздухе или воде - является в настоящее время нежелательной, но так хорошо знакомой частью нашей жизни. Загрязнение может быть описано как внесение человечеством веществ или материалов, которые ухудшают качество окружающей среды. Эти вещества (поллютанты) вносятся в окружающую среду человеком, а не в результате естественных высачиваний нефти или извержений вулканов, которые могут быть названы естественными поллютантами. Многие поллютанты являются синтетическими веществами, чуждыми, а поэтому опасными для нас и других организмов.
Воздействие человека на живые ресурсы биосферы, в том числе Мирового океана, в наше время не ограничивается только изъятием биопродукции, культивированием и изменением состава и численности популяций. На протяжении последних десятилетий особенно быстро нарастает и расширяется влияние индустриализации и урбанизации современного общества, интенсификации и химизации сельского хозяйства и иных атрибутов научно-технического прогресса, которые сопряжены с загрязнением биосферы и появлением новых экологических факторов. Особое место в этой сложной и многоплановой проблеме занимают вопросы загрязнения Мирового океана. Многие, если не большинство, из токсических веществ, вышедших из-под контроля человека на суше, попадают в конечном счете в морскую среду, создавая ситуацию локального, регионального или глобального загрязнения морей и океанов.
За последнее время большую тревогу вызывает загрязнение морей и Мирового океана в целом (фоновое загрязнение). Глобальное (фоновое) загрязнение гидросферы определяется главным образом атмосферным переносом и выведением загрязняющих веществ из атмосферы. За исключением сырой нефти, все загрязняющие вещества поступают в Мировой океан в значительной мере через атмосферу. Ежегодно сжигается и выбрасывается в атмосферу свыше 109 тонн твердых, паро- и газообразных соединений. В атмосферных аэрозолях и выпадениях на океан обнаружены в заметных количествах такие продукты как ДДТ, полихлорированные бифенилы, ртуть, свинец, зола.
Основные источники загрязнения - бытовые и промышленные сточные воды (в прибрежных районах сосредоточено 60% крупных городов), нефть и нефтепродукты, радиоактивные вещества. Особо опасны загрязнения нефтью и радиоактивными веществами. Предприятия приморских городов выбрасывают в море тысячи тонн различных, как правило, неочищенных отходов, в том числе канализационные стоки. В моря выносятся загрязненные речные воды. Нефть и нефтепродукты попадают в воду в результате промывки цистерн, емкостей, в которых транспортируется нефть. Огромное количество нефти попадает в океан и в моря при авариях танкеров, нефтепроводов на нефтепромыслах, при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений в зоне материковых шельфов. При авариях нефтяных скважин в море выбрасываются многие тысячи тонн нефти.
Загрязнение является причиной гибели морских животных, ракообразных и рыб, водоплавающих птиц, тюленей. Известны случаи гибели около 30 тыс. морских уток, массовой гибели морских звезд в начале 1990-х в Белом море. Нередки случаи закрытия пляжей в связи с опасными концентрациями загрязняющих веществ в морской воде.
1.1 Мероприятия по охране вод морей и Мирового океана
Мероприятия по охране вод морей
и Мирового океана заключаются в устранении причин ухудшения качества и
загрязнения вод. Особые меры по предупреждению загрязнения морской воды следует
предусматривать при разведке и освоении нефтяных и газовых месторождений на
материковых шельфах. Необходимо ввести запрет на захоронение токсичных веществ
в океане, сохранять мораторий на испытания ядерного оружия под водой. Следует
предпринимать быстрые меры по ликвидации последствий аварий и катастроф, при
которых в океан попадают токсичные продукты. Проблема охраны вод Мирового
океана является глобальной, она касается всех государств планеты. Для охраны
вод Мирового океана необходимы совместные усилия всех государств мирового
сообщества, ООН и ее подразделений. В значительной степени такие меры могут
иметь успех при участии государств в международных природоохранных программах,
которые разработаны и предлагаются соответствующими конвенциями, предусмотрены
международными соглашениями.
1.2 Охрана водных ресурсов от загрязнения и истощения
Масштабы загрязнения и истощения водных ресурсов в настоящее время приняли угрожающий характер. Остро встала проблема нехватки пресной воды в густонаселенных районах, крупных промышленных центрах, в местах орошаемого земледелия. Отсутствие чистой питьевой воды, загрязнение водоемов являются причиной многих заболеваний человека, губительно сказываются на животном и растительном мире Земли. Во многих местах загрязнение пресных вод переходит из разряда локального в региональный.
Охрана водных ресурсов как составная часть охраны окружающей природной среды представляет собой комплекс мер (технологических, биотехнических, экономических, административных, правовых, международных, просветительных и т.д.), направленных на рациональное использование ресурсов, их сохранение, предупреждение истощения, восстановление природных взаимосвязей, равновесия между деятельностью человека и средой.
Принципы охраны вод.
Важными принципами охраны вод являются:
профилактика - предупреждение негативных последствий возможного истощения и загрязнения вод;
комплексность водоохранных мер - конкретные водоохранные меры должны быть составной частью общей природоохранной программы;
повсеместность и территориальная деффиринцированность;
ориентированность на специфические условия, источники и причины загрязнения;
научная обоснованность и наличие действенного контроля за эффективностью водоохранных мероприятий.
Важнейшими технологическими мерами охраны водных ресурсов являются совершенствование технологий производства, внедрение безотходных технологий. В настоящее время применяется и совершенствуется оборотная система водоснабжения, или повторное использование воды.
Поскольку избежать полностью загрязнения воды невозможно, применяются биотехнические меры охраны водных ресурсов - очистка сточных вод от загрязнения. Основные методы очистки - механические, химические и биологические.
При механической очистке сточных вод нерастворимые примеси удаляются при помощи решеток, сит, жироловок, маслоловушек и т.д. Тяжелые частицы осаждают в отстойниках. Механической очисткой удается освободить воду от нерастворимых примесей на 60-95%.
При химической очистке применяются реагенты, переводящие растворимые вещества в нерастворимые, связывают их, осаждают и удаляют из сточных вод, которые очищаются еще на 25-95%.
Биологическая очистка проводится двумя способами. Первый - в естественных условиях - на специально подготовленных полях фильтрации (орошения) с оборудованными картами, магистральными и распределительными каналами. Очистка происходит естественным способом путем фильтрации воды через почву. Органический фильтрат подвергается бактериальному разложению, воздействию кислорода, солнечных лучей и используется в дальнейшем в качестве удобрения. Используется также каскад прудов-отстойников, в которых естественным путем происходит самоочищение воды. Второй - ускоренный способ очищения сточных вод - производится в специальных биофильтрах через пористые материалы из гравия, щебня, песка и керамзита, поверхность которых покрыта пленкой микроорганизмов. Процесс очистки сточных вод на биофильтрах происходит интенсивнее, чем на полях фильтрации. В настоящее время практически ни один горд не обходится без очистных сооружений, причем все указанные способы применяются в комплексе. Это дает хороший эффект.
Во многих странах проблемой
охраны вод от загрязнения начали заниматься на уровне правительств, на ее
решение были выделены большие средства. Однако некоторые индустриальные страны
подошли к наведению порядка на своих внутренних водоемах весьма своеобразно. Они,
с одной стороны, разработали меры по предотвращению или ликвидации загрязнения,
вложив в это крупные средства, с другой - стали переводить предприятия,
наиболее сильно загрязняющие водные объекты, в развивающиеся страны. Это
помогло улучшить ситуацию в самых индустриальных странах, но не сняло проблему
на планете в целом, поскольку началось катастрофическое загрязнение рек и
водоемов в развивающихся странах, продолжалось загрязнение Мирового океана.
2. Особенности загрязнения Мирового океана и поверхности вод суши
Источниками загрязнения Мирового океана являются многие объекты хозяйственной деятельности человека. Основные загрязняющие вещества: промышленные и коммунальные отходы, нефть и нефтепродукты, выбросы автотранспорта, отходы сельского хозяйства и животноводческих комплексов, в том числе пестициды и минеральные удобрения, радиоактивные вещества.
Основными видами загрязнений считаются: физическое (определяемое по запаху, цвету); химическое (повышенная минерализация - наличие хлоридов, сульфатов, нитратов, ионов тяжелых металлов, растворенного сероводорода и других газов); органическое (углеводороды - нефть и нефтепродукты, фенол); биологическое (кишечная палочка, бактерии и другие микроорганизмы); радиоактивное, тепловое, механическое (мутность, наличие несмешивающихся жидкостей). Следует учитывать, что многие вещества накапливаются в организмах, увеличивается их концентрация у животных, находящихся на вершинах трофических пирамид.
Загрязняющие вещества можно
разделить на минеральные и органические или, что более логично на: органические
нетоксичные, минеральные и органические токсичные (включая радиоактивные), смешанные.
2.1 Органические и минеральные загрязнения
К органическим нетоксичным загрязнениям относятся фекальные стоки, отходы лесосплава, целлюлозные волокна в сбросах бумажных комбинатов и некоторые другие. Они могут вызывать гибель гидробионтов через ухудшение кислородного режима, образование сероводорода или вследствие механического воздействия.
Наибольшее распространение в качестве загрязнителей поверхностных, а в ряде случаев и подземных вод получили ртуть и свинец. В Швеции многие из пресноводных и морских рыб содержат ртуть в пределах 200-1000 нг/кг. Отмечено повышенное содержание ртути в форменных элементах и плазме крови и волосах людей, питавшихся рыбой. Обнаружена ртуть в мясе орлов, фазанов и других животных. Установлено возрастание ртути по звеньям пищевой цепи. Реки ежегодно вынося в океаны около 5000 т ртути и ее соединений, из которых, например, метилртуть обладает более высокой токсичностью и интенсивно накаливается в тканях гидробионов. Средняя концентрация ртути в морской воде в наши дни составляет 0,03 мкг/л, а донные отложения обогащены ртутью еще больше.
Важную роль в загрязнении воды играет также свинец. Только дожди ежегодно вымывают из атмосферы 250 000 т свинца над океаном и 100 000 т над сушей. Из почв ежегодно поступает 150 000 т свинца. В связи с этим за 45 лет содержание свинца в морской воде возросло с 0,01-0,02 до 0,07 мг/кг.
В значительном количестве в водоемы попадают и другие металлы - цинк, никель, кадмий, хром. При их участии происходит нейтрализация активных центров ряда ферментов, деструктурирование некоторых белков. Возникают сердечно-сосудистые заболевания.
Огромнейшее значение в
загрязнении водоемов имеют радиоактивные изотопы, или радионуклиды. Излучения
радионуклидов способны перемещать электроны с одних атомов на другие, в
результате чего каждый из них приобретает заряд. О величине загрязнения
водоемов радионуклидами можно судить по тому, что только США сбросили в Тихий и
Атлантический океаны с 1946 по 1963 г. по нескольку десятков тысяч кюри отходов.
Радиоактивное загрязнение водоемов происходит и в результате осаждения
радионуклидов из атмосферы. Поверхность воды - в 1,5-2 раза более эффективный
коллектор радиоактивных аэрозолей, чем суша.
2.2 Органические жидкости и газы, канцерогенные вещества
Кроме общеизвестных групп глобальных токсикантов (нефть и нефтепродукты, тяжелые металлы, хлорорганические соединения), следует упомянуть еще два типа веществ, выделение которых в окружающую среду приняло весьма широкие масштабы, - органические жидкости и газы (дихроэтан, фреоны, растворители) и канцерогенные вещества, обладающие бластомогенными свойствами (полициклические ароматические углеводороды типабензопирена).
Нельзя забывать также о процессах эвтрофикации, связанных с выносом в прибрежные воды органических веществ, удобрений, детергентов и иных соединений фосфора и азота, приводящих к интенсивному развитию фитопланктона и некоторых видов донных водорослей и вторичному загрязнению моря продуктами их метаболизма и распада.
В последнее десятилетие наряду с эвтрофированием значительно усилилось загрязнение как поверхностных, так и подземных вод в результате попадания в них токсических компонентов, чужеродных для водных экосистем глубоко нарушающих их нормальное функционирование. Опасность загрязнения связана не только с прямым отрицательным влиянием токсикантов на функционирование гидробионтов, но и тем, что в водной среде токсические компоненты трансформируются, образуют комплексы металлогранических и неорганических соединений, превращаются в другие вещества, зачастую более токсичные, чем исходные. Например, металлы в виде ионов в ряде случаев оказываются менее токсичными по отношению к гидробионтам, чем их металлорганические соединения, имеющие метильные, этильные или фенильные радикалы. Аналогичные изменения в водной среде происходят и с полифенолами, которые превращаются в хиноны, более токсичные, чем исходные соединения.
Не менее важную роль в загрязнении континентальных водоемов и Мирового океана играет нефть и нефтепродукты. Количество поступающей в Мировой океан нефти оценивается в 5-10 млн т в год.
К числу существенных факторов загрязнения природных водоемов относят пестициды (хлорированные углеводороды, включая группу ДДТ, органические фосфаты, мышьяксодержащие препараты и карбаматы), поступающие в водоемы с поверхностным и внутрипочвенным стоком, а также сточными водами.
Нельзя не упомянуть бытовые отходы, которые наряду с эвтрофирующим влиянием могут вызвать и загрязнение природных вод. Так, в США ежегодно в канализацию сбрасывается 15 кг твердых отходов на человека.
Следовательно, не смотря на
гигантские объемы водных масс нашей планеты, человек стал одним из существенных
звеньев формирования их качественных, а зачастую и количественных показателей.
3. Проблемы пресной воды
Проблема обеспечения пресной водой в настоящее время относится к актуальнейшим вопросам, так как дефицит воды в ряде случаев становится лимитирующим фактором в процессе технического прогресса и от решения его в значительной степени зависит будущее человечества.
Интенсивное использование водных запасов поверхностных и подземных источников в промышленном, хозяйственно-питьевом водоснабжении, их загрязнение, эвтрофирование, отепление приводят к сокращению имеющихся на земном шаре сравнительно небольших ресурсов чистой пресной воды (3% всей земной влаги), резкому ухудшению ее качества и нарастанию водного дефицита. При современных масштабах антропогенного влияния на биосферу качество природных вод формируется не только в результате функционирования естественных экосистем, но и за счет производственной деятельности общества, причем влияние человека на гидросферу многогранно, существенно и зачастую носит отрицательный характер.
В результате чего уже сегодня более 200 млн. человек в мире вообще лишены чистой питьевой воды.
Общий запас воды на земном шаре
составляет свыше 1370 млн. км3 и слагается в основном из воды Мирового Океана. Объем
пресных вод составляет лишь 32,2 млн. км 3 , в том числе ледников (25
млн. км 3), грунтовых и подземных вод (3720 тыс. км 3),
почвенной влаги (90 тыс. км 3), озер (120 тыс. км3), рек (12 тыс. км3)
и паров атмосферы (14 тыс. км 3).
3.1 Ресурсы пресной воды
Имеющиеся запасы водных ресурсов и ряд грандиозных технических решений водных проблем позволяют на сегодня обеспечить мировое водоснабжение почти в необходимом объеме при одновременном сбросе в реки и озера 450 км3 сточных вод, для разбавления которых необходимо более 5500 км3 чистой речной воды, т о есть 1/7 мировых запасов.
Пресные воды составляют
ничтожную (около 2% гидросферы) долю от общих запасов воды в природе. Пресная
вода, доступная для использования, находится в реках, озерах и подземных водах.
Ее доля от всей гидросферы составляет 0,3%. Ресурсы пресной воды распределены
крайне неравномерно, часто обилие воды не совпадает с районами повышенной
хозяйственной деятельности. В этой связи возникает проблема недостатка пресной
воды. Она усугубляется все возрастающими объемами ее использования. Сейчас
потребление воды в народном хозяйстве в количественном отношении превышает
суммарное использование всех иных природных ресурсов, так как производство в
основных отраслях промышленности затрачивает огромное количество пресной воды. Так,
для переработки 1 т нефти необходимо затратить около 60 т воды, для
изготовления 1 т условной тканевой продукции - 1100 т, синтетического волокна -
до 5000 т воды. Для выращивания и получения 1 т зерна пшеницы затрачивается 2
т, а риса - свыше 25 т воды. Вода превращается в самое драгоценное сырье, заменить
которое невозможно. Запасы и доступность водных ресурсов диктуют размещение
новых производств, а проблема водоснабжения становится одной из важных в жизни
и развитии человеческого общества.
3.2 Причины недостатка пресной воды
Проблема недостатка пресной воды возникает по нескольким причинам, основные из которых: неравномерное распределение воды во времени и пространстве, рост ее потребления человечеством, потери воды при транспортировке и использовании, ухудшение качества воды и ее загрязнение. К антропогенным причинам истощения и загрязнения пресной воды относятся следующие: отбор поверхностных и подземных вод; водослив из шахт, штолен; разработка месторождений - твердых полезных ископаемых, нефти и газа, промышленных вод, выплавка серы; урбанизация - жилая застройка, энергетические объекты (АЭС, ТЭЦ). Сильно загрязняют пресные воды предприятия промышленности: химической, пищевой, целлюлозно-бумажной, черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей, строительных материалов, машиностроительной. Загрязнения в водоемы поступают при строительстве котлованов, тоннелей, метро, гидротехнических сооружений, при дренажных работах. Загрязняют воды транспорт, водо-, тепло-, газокоммуникации, канализация, ЛЭП. Важнейшим загрязнителем вод является сельскохозяйственное производство: земледелие, мелиорация земель, животноводство. Опасность загрязнения пресных вод связана со складированием сырья, бытовых, промышленных и радиоактивных отходов, минеральных удобрений, ядохимикатов, нефтепродуктов. Загрязнение происходит при закачке в недра газов и жидкостей, заводнения нефтяных залежей. Захоронения высокотоксичных отходов. Не учитывают возможного загрязнения пресных вод грандиозные проекты преобразования природы: переброска стока рек, мелиорация, полезащитные лесополосы. Загрязнение пресных вод связано с военными учениями, испытаниями и ликвидацией ядерного, химического и других видов оружия.
Рост потребления пресной воды населением на планете определяется 0,6-2% в год. В начале XXI века общий водозабор ожидается в объеме 12-24 тыс. км3. Потребление воды увеличивается в связи с ростом благосостояния, это видно на следующем примере. Потребление воды одним городским жителем южных районов России составляет: в доме без канализации 75, в доме с канализацией 120, с газовым водонагревателем 210 и со всеми удобствами 275 л/сут. Для города в средней полосе России норма потребления воды согласно "Нормам хозяйственно-питьевого потребления для населенных пунктов" (СНиП-II.31 - 74) составляет: в домах без ванн 125-160, с ваннами и нагревателями 160-230 и при центральном горячем водоснабжении 250-350 л/сут.
Потери пресной воды растут с ростом ее потребления на душу населения и связаны с использованием воды на хозяйственные нужды. Чаще всего это объясняется несовершенством технологии промышленного, сельскохозяйственного производства и коммунальных служб. Потери воды из водонесущих коммуникаций в городах России составляют 30-35%ю В городах областного значения потери воды составляют примерно 10-15 млн т в год и удваиваются через каждые 5 лет. Большие потери пресной воды происходят при разработке месторождений полезных ископаемых, при строительном осушении городских территорий. Потери воды во многом связаны с недостаточным знанием природных условий (геолого-литологических и гидрогеолитологических, климатических и метеорологических, биологических свойств), внутренних закономерностей и механизмов развития экосистем. При создании водохранилищ не всегда учитываются увеличение фильтрации в их борта и увеличение испарения при увеличении водной поверхности. Создание каскада прудов на реках наносит ущерб речному стоку. Осушение болот ведет к уменьшению запасов подземных вод, нарушает веками установившийся баланс влаг и ее циркуляцию, изменяет видовой состав биоценозов и т.п. Строительство и использование каналов способствует резкому засолению почв, заболачиванию и огромным потерям пресной воды.
Ухудшение качества воды связано с попаданием продуктов деятельности человека как непосредственно в воду из рек и другие поверхностные водоемы, подземные воды, так и через атмосферу и почвы. Ухудшение качества пресных вод наиболее опасно и становится угрожающим для здоровья людей и распространения жизни на Земле. Его крайним состоянием является катастрофическое загрязнение вод.
Ухудшение качества и загрязнение
воды, истощение водных ресурсов происходит постоянно. Это объясняется
соприкосновением с водой и переносом различных веществ. Изменения носят
циклический, реже спонтанный характер: они связаны с извержениями вулканов,
землетрясениями, цунами, наводнениями и другими катастрофическими явлениями. В
антропогенных условиях такие изменения состояния воды носят однонаправленный
характер: инородные вещества, попавшие в воду, накапливаются в ней, ухудшая ее
органолептические свойства. Загрязнение воды происходит, когда количество
содержащихся в воде инородных веществ, особенно тех, которые оказывают
неблагоприятное влияние на человека, животных и растения, достигает критических
значений.
Заключение
Каким можно ожидать ближайшее будущее для Мирового океана, для важнейших морей?
В целом для Мирового океана ожидается на ближайшие 20-25 лет рост его загрязнения в 1,5-3 раза. Соответственно этому будет ухудшаться и экологическая ситуация. Концентрации многих токсических веществ могут достигнуть порогового уровня, затем наступит деградация естественной экосистемы. Ожидается, что первичная биологическая продукция океана может понизиться в ряде крупных районов на 20-30% по сравнению с нынешней.
Сейчас уже ясен путь, который позволит людям избежать экологического тупика. Это безотходные и малоотходные технологии, превращение отходов в полезные ресурсы. Но потребуются десятилетия для воплощения идеи в жизнь.
Будущее биологических ресурсов
Мирового океана находится под серьезной угрозой и нуждается в эффективных мерах
по его охране от загрязнений. Мировой океан должен быть ареной международного
сотрудничества в области рационального использования и охраны его ресурсов,
предполагающего участие в международных программах всех государств,
заинтересованных в сохранении Мирового океана в качестве важнейшей экосистемы
мира.
Список использованной литературы
1. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 248 с.
2. Елькин А.В. Загрязнение вод и проблемы их охраны // http://elkin52. narod.ru
3. Константинов А.С. Общая гидробиология. М.: Высшая школа, 1967. - 432 с.
4. Константинов В.М. Охрана природы: Учеб. Пособие для студ. Высш. Пед. Учеб. Заведений. - М.: Академия, 2000. - 240 с.
5. Костин С.Н. Проблемы загрязнения окружающей среды // http://www.ecosystema.ru
6. Патин С.А. Химическое загрязнение и его влияние на гидробионтов // Биология океана. Т.2. Биологическая продуктивность океана / под ред. М.Е. Виноградова. - М.: Наука, 1977. - С.322-331.
7. Сиренко Л.А., Гавриленко М.Я. "Цветение" воды и эвтрофирование. - Киев: Наукова думка, 1978. - 232 с.
Охрана гидросферы - это система организационных, технических, экономических, мелиоративных и юридических мер, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения и истощения вод.
Деятельность человеческого общества немыслима без воды. Использование ее в зависимости от целевой направленности делят на водопользование и водопотребление. При водопользовании вода, оставаясь в водоемах или водотоках, используется как среда или механический источник энергии. Основными водопользователями являются водный транспорт, лесосплав, рыбное хозяйство, гидроэнергетика. Водопотребление связано с забором воды из водоемов и водотоков. Водопотребителями являются коммунально-бытовые организации, промышленность, транспорт, строительство, сельское хозяйство. По мере роста народонаселения и городов увеличивается потребление воды на коммунально-бытовые нужды.
При сбросе 1 куб. м неочищенных вод портится 40-60 куб. м природных чистых вод. Чтобы очищенные сточные воды стали пригодными для вторичного использования, требуется 7-14 кратное их разбавление.
Важное значение приобретают комплексное и рациональное использование поверхностных и подземных водных ресурсов и борьба с загрязнением водной среды. Основными мероприятиями по охране вод от загрязнений являются следующие:
1. Разработка и исполнение норм, правил и требований к качеству, составу и свойствам воды у пунктов питьевого и культурно-бытового водопользования.
2. Разработка новых технологий и совершенствование существующих технологий, при которых возможно полностью исключить сброс сточных вод (замкнутый цикл водопользования, использование "сухих" технологических процессов, замена водяного охлаждения воздушным и др.).
3. Проведение на используемых территориях гидромелиоративных, лесомелиоративных, агротехнических и санитарных мероприятий, улучшающих водный режим и исключающих возможность вредного воздействия вод на почву.
4. Создание и эффективное использование очистных устройств с искусственной или естественной очисткой на всех предприятиях, сбрасывающих в водоемы сточные воды.
5. Использование водных источников, не допуская превышения установленных норм, бережно расходовать поливные, грунтовые и артезианские воды.
6. Внедрение современных систем обезвреживания и обеззараживания сточных вод.
7. Создание сети глобального, регионального и локального контроля и мониторинга за качеством и состоянием воды и водоемов.
8. Обеспечение санитарно-оздоровительных мероприятий и санитарной охраны у водозаборных сооружений.
4.6. Основные принципы охраны литосферы
Огромное значение имеет также охрана литосферы - твердой оболочки Земли как одного из важнейших компонентов биосферы, на котором базируется жизнедеятельность человечества. Быстрый рост городских агломераций и других видов поселений, в связи с ростом населения Земли, увеличение густоты дорожной сети, возведение промышленных и энергетических объектов, горнорудных предприятий, интенсификация сельскохозяйственного производства, появление антропогенных ландшафтов приводят к значительным преобразованиям не только рельефа земли, но и природных условий приповерхностной части литосферы, ее состава и строения.
Существо процессов хозяйственной деятельности человека нарушающих поверхность Земли, состоит в том, что верхний плодородный слой (почвы) снимается и погружается на неопределенно длительное время в глубины грунта, а нижние слои, нередко безжизненные и токсичные, выносятся наружу.
Почва - основной компонент любых наземных экосистем, в ней протекают разнообразные физические, химические и биологические процессы, ее населяет множество живых организмов. Важнейшим свойством почвы является плодородие. Оно создается в процессе почвообразования и воздействия на почву человека. Почва - основа для получения урожая сельхозяйственных культур, главное богатство, от которого зависит наше существование.
Почва требует ухода, и эксплуатация ее должна осуществляться на научной основе. Хорошая обработка, своевременное внесение удобрений, задержка влаги и чередование сельскохозяйственных культур препятствуют истощению почвы. Разрушение почвы обычно идет за счет обеднения ее питательными веществами, ухудшения структуры и вследствие ее эрозии, т.е. физического уничтожения. Изношенные и истощенные почвы "заболевают". Они утрачивают плодородность, и для их полного "выздоровления" требуется значительное время. Истощенная земля легче поддается эрозии, так как, теряя гумус, она теряет способность поглощать и удерживать воду.
Во всем мире проводится огромная работа по охране земель, при этом основными мероприятиями являются:
Борьба с ветровой и водной эрозией;
Рекультивация земель, нарушенных промышленными работами;
Предупреждение и предотвращение оползней и селевых потоков;
Вовлечение малопродуктивных и бросовых земель в сельскохозяйственное производство;
Восполнение сельскохозяйственным предприятиям изъятых у них для промышленных целей сельскохозяйственных угодий за счет ввода в действие неиспользуемых земель и создания орошаемых участков;
Предупреждение вторичного засоления почв и рассоление их путем глубокого дренажа;
Засыпка оврагов или другие виды работ в целях приведения их в состояние, пригодное для использование в сельском хозяйстве;
Защита (обвалование) зон мелководий в водохранилищах;
Ввод в сельскохозяйственный оборот земель, освобождающихся при укрупнении сельских населенных пунктов.
Для облегчения борьбы с негативными явлениями при разработке недр, извлечения и обогащения полезных ископаемых необходимы тщательные расчеты параметров вредных влияний и определение путей их преодоления. Необходимо предусмотреть: места размещения отвалов, возможность их самовозгорания и пылеобразования; разнос вредных и токсичных веществ водой и ветром; пригодность отвалов, терриконов, хвосто- и шлакохранилищ для биологической рекультивации или вторичного использования; влияния откачки воды из шахт и карьеров на уровень грунтовых вод и растительность; возможность предупреждения и устранения просадочных явлений и провалов; последующее использование временно занимаемых при добыче полезных ископаемых земель для сельского, лесного и рыбного хозяйства, а также рекреационных целей.
Таким образом, основными принципами охраны литосферы , почвы и грунтов должны быть следующие:
1. Обязательная рекультивация надземных и подземных выработок после завершения добычи минерального, энергетического и рудного сырья.
2. Реализация мероприятий по нейтрализации вредного воздействия захороняемых отходов на литосферу.
3. При проведении сельскохозяйственной деятельности реализация мероприятий по недопущению эрозии и засоления почв.
4. Выполнение оптимальных архитектурно-планировочных, инженерно-строительных и инженерно-геологических мероприятий по минимизации антропогенных воздействий на застраиваемой территории.