1 Загрязнение гидросферы и его последствия. Очистка сточных вод

В результате деятельности людей гидросфера меняется: количественно (уменьшение количества воды, пригодной для использования) и качественно (загрязнения).

Среди загрязнений различают физическое, химическое, биологическое и тепловое.

Физическое загрязнение воды происходит вследствие: накопление в ней нерастворимых примесей - песка, глины, ила в результате смывания дождевыми водами с распаханных участков (полей); поступления взвесей из предприятий горнорудной промышленности; попадания пыли, переносится ветром в сухую погоду и т.д.. Твердые частицы снижают прозрачность воды, подавляют развитие водных растений, забивают жабры рыб и других водных животных, ухудшают вкусовые качества воды, а иногда делают ее вообще непригодной для потребления.

Химическое загрязнение происходит за поступления в водоемы со сточными водами различных вредных примесей неорганического и органического состава. Вредное воздействие токсичных веществ, попадающих в водоемы, усиливается за счет так называемого кумулятивного эффекта (прогрессирующее увеличение содержания вредных соединений в каждой следующей звене трофической цепи.

Особого вреда водоемам наносят нефть и нефтепродукты, которые образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой и снижает содержание кислорода в воде. В результате разлива 1 т нефти покрывается 12 км кв. Воды. Сгустки мазута, оседая на дно, убивают донные микроорганизмы, которые участвуют в процессе самоочищения воды. Вследствие гниения донных осадков, загрязненных органическими веществами, выделяются вредные соединения, в частности сероводород, отравляющих всю воду в реке или озере.

К основным загрязнителям воды относятся химические, нефтеперерабатывающие и целлюлозно-бумажные комбинаты, крупные животноводческие комплексы горнорудная промышленность. Среди загрязнителей воды особое место занимают синтетические моющие средства. Эти вещества чрезвычайно устойчивы, сохраняются в воде годами.

Загрязнение воды веществами, содержащими фосфор, способствует бурному размножению сине-зеленых водорослей и "цветению" водоемов, которое сопровождается резким снижением в воде содержания кислорода, "замор" рыбы, гибелью других водных животных. Во время "цветения" Каховского и других рукотворных "морей на Днепре стоит вонь, а волны выбрасывают на берег трупы рыбы задохнулась.

Биологическое загрязнение водоемов заключается в поступлении к ним со сточными водами различных микроорганизмов (бактерий, вирусов), спор грибов, яиц гельминтов и т.д., многие из которых являются болезнетворными для людей, животных и растений. Среди биологических загрязнителей первое место занимают коммунально-бытовые стоки, а также стоки сахарных заводов, мясокомбинатов, предприятий по обработке кожи, деревообрабатывающих комбинатов. Особенно опасно биологическое загрязнение водоемов в местах массового отдыха людей. За плохого состояния канализационных систем и очистных сооружений в последние годы нередко закрывались пляжи на побережьях Черного и Азовского морей, поскольку в морской воде было обнаружено возбудителей таких опасных заболеваний, как холера, дизентерия, вирусный гепатит и др.

Тепловое загрязнение воды происходит вследствие спуска в водоемы подогретых вод от ТЭС, АЭС и других энергетических объектов. Теплая вода изменяет термический и биологический режимы водоемов и вредно влияет на их жителей. Как показали исследования гидробиологов, вода, нагретая до температуры 26-30 градусов, действует на рыб и других обитателей водоемов угнетающее, а если температура воды поднимается до 36 градусов, рыба погибает. Наибольшее количество теплой воды сбрасывают в водоемы атомные электростанции.

Очистка сточных вод. Все естественные водоемы способны самоочищаться. Самоочищения воды - это нейтрализация сточных вод, выпадение в осадок твердых загрязнителей, химические, биологические и другие природные процессы, способствуют удалению из водоема загрязнителей и возврата воды в ее первоначального состояния.

Однако способность водоема к самоочищению имеет свои пределы. Сегодня в водоемы поступает такое большое количество сточных вод, столь загрязненных токсичными для их жителей веществами, много водоемов начали деградировать. Поэтому человечество должно немедленно принимать специальные меры для очистки загрязненных вод и возврата источников водоснабжения до такого состояния, при котором они стали. пригодными для использования.

Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них загрязнителей и уничтожение в них болезнетворных микробов (стерилизация). Сегодня применяются два метода очистки сточных вод: в искусственных условиях (в специально созданных сооружениях) и в естественных (на полях орошения, в биологических прудах и т.д.). Загрязненные сточные воды последовательно подвергают механическому, химическому и биологическому очищению.

Механическая очистка заключается в удалении из сточных вод нерастворенных веществ (песка, глины, ила), а также жиров и смол. Для этого используются отстойники, сита, фильтры, центрифуги и т.д.. Современные передовые методы с применением лучших зарубежных установок позволяют удалять из сточных вод до 95% твердых нерастворимых загрязнителей.

Химическая очистка сточных вод осуществляется после их механической очистки. В загрязненную различными соединениями воду добавляют специальные вещества-реагенты. Эти вещества, вступая в реакцию с загрязнителями, образуют безвредные вещества, которые выпадают, которые выпадают в осадок и удаляются.

Биологическая очистка сточных вод, как правило, завершающий этап. Органическое вещество, содержащееся в сточной воде, окисляется аэробными бактериями до углекислого газа и воды, а также потребляется гетеротрофами-консументами. Чем больше в очистительной воде является гидробионтов-гетеротрофов и чем выше их биологическая активность, тем интенсивнее происходит процесс очистки. Кроме того, организмы-фильтраторы, поглощая и впоследствии осаждая различные суспензии, способствуют их захоронению на дне и освещают воду. Биологическая очистка осуществляют в специальных гидротехнических сооружениях и установках - на так называемых полях орошения, на полях фильтрации, на биофильтрах, в аэротенках. Иногда эти сооружения и установки искусственно заселяют специально подобранными или выведенными штаммами бактерий и культурами простейших и водорослей. Комплекс организмов, участвующих в процессах биологической очистки, называют активным илом.

Некоторые особо токсичные сточные воды химических предприятий вообще не поддаются очистке никакими современными методами. Их приходится закачивать в подземные хранилища, например в отработанные нефтяные месторождения. Таким образом создаются опасные объекты, поскольку никто не может дать стопроцентной гарантии, что ядовитые воды не попадут когда в подземные водоносные горизонты. Иногда неядовитые сточные воды подвергают испарению в отстойниках, чтобы уменьшить массу и объем отходов, которые необходимо похоронить.