Caracteristici de protecție a hidrosferei. Întrebări și sarcini de testare Ce trebuie făcut pentru a proteja hidrosfera
Hidrosferă numită învelișul de apă al Pământului, care este o colecție de oceane, mări, râuri, lacuri, rezervoare, iazuri, mlaștini, ape subterane și din sol și ghețari. 70% din suprafața pământului este acoperită cu apă. Cantitatea totală de apă de pe Pământ este estimată la 1386 milioane km. Volumul maxim de apă - 95% din rezervele totale - revine ponderii Oceanului Mondial. Salinitatea medie a apei oceanului este de 35 g/l apa dulce nu trebuie să conțină mai mult de 1 g/l de săruri. Din acest motiv, apa oceanului nu este folosită pentru nevoi economice. Rezerve apă dulce de pe planetă reprezintă doar 2,5% din resursele lumii (circa 35 milioane km3) și sunt reprezentate de apele râurilor, lacurilor și apelor subterane (subterane). 70% din rezervele de apă dulce sunt concentrate în ghețari și zăpadă veșnică. „Depozitele” naturale de apă dulce sunt Lacul Baikal, care reprezintă 1/5 din apa potabilă din lume, Marele Lacuri. America de Nord, Podișul Lacului Finlandez, în număr de 60 de mii de lacuri și lacul subteran Lost Sea din Pestera Craghead (SUA).
Apa este singura substanță de pe Pământ care există în natură simultan în trei stări de agregare, datorită căruia are loc un ciclu mare al apei (ciclul hidrologic). Leagă împreună toate părțile hidrosferei în sine și asigură interacțiunea acesteia cu atmosfera, litosfera și biosfera. În fiecare an, aproximativ 525 mii km de apă se evaporă de pe suprafața Pământului, din care 86% este apă sărată Oceanul mondial. Prin condensare, aburul atmosferic dă naștere și reîncarcă apă dulce din râuri, lacuri, ghețari, precum și umiditatea solului și apele subterane. Acesta este mecanismul de desalinizare naturală continuă a apei în procesul de circulație a acesteia. hidrosfera poluării resurselor de apă
Apa este una dintre cele mai importante resurse naturale inepuizabile, asigurând existența organismelor vii pe Pământ. Fără ea, dezvoltarea proceselor de viață este imposibilă, deoarece face parte din toate celulele și țesuturile oricărui organism animal sau vegetal, efectuând transportul de substanțe și apariția reacțiilor redox.
Apa formează scoarța terestră, relieful și linia de coastă, datorită derivei continentale, activității vulcanice etc. Clima și vremea de pe Pământ sunt determinate de prezența apei și de cantitatea de vapori de apă din atmosferă. Oceanele și mările, datorită capacității lor mari de căldură, sunt capabile să formeze cicloni și anticicloni, influențând vremea. În plus, prin dizolvarea gazelor atmosferice, oceanul reglează compoziția aerului.
O trăsătură distinctivă a secolului al XX-lea a fost rapiditatea creșterea consumului de apă, care a fost de 2,5 ori mai mare decât creșterea populației. O cantitate imensă de apă se consumă și astăzi. Populația planetei consumă 7-8 km3 de apă dulce în fiecare zi - aceasta este atât cât sunt folosite toate resursele naturale fosile într-un an întreg.
Pe primul loc în ceea ce privește consumul se află agricultura mondială, care preia aproximativ 60% din volumul total pentru irigarea terenurilor și nevoile de creștere a animalelor. Astfel, pentru a produce 1 kg de carne este necesar să cheltuiți 25 de tone de apă, pentru a produce 1 kg de lapte - 4 tone.
Aproximativ 30% din apă este consumată de industrie, unde este folosită pentru dizolvarea, amestecarea, curățarea, echipamentele de răcire etc. Următoarele cifre indică volumul consumului de apă proaspătă în producție: 1 tonă de fontă se consumă la topire.
de la 50 la 150 m3, 1 tonă de materiale plastice - de la 500 la 1000 m3, 1 tonă de hârtie - peste 1000 m3, iar producția a 1 tonă de țesături artificiale necesită până la 6000 m3 de apă.
Întreprinderile de energie termică necesită volume semnificative de apă - o centrală termică cu o capacitate de 2,5 MW necesită 1,5x10 m de apă, iar dezvoltarea hidroenergiei se deplasează pe calea construcției de cascade de centrale hidroelectrice.
Consumatorii activi ai resurselor de apă sunt sectoare ale economiei naționale precum transportul pe apă și pescuitul.
Nevoile gospodăriilor din diferite țări ale lumii consumă între 10 și 30% din consumul total de apă. În țările în curs de dezvoltare, aprovizionarea cu apă per persoană pe zi nu depășește 150-200 de litri, în țările foarte dezvoltate - de 2-3 ori mai mult. O analiză a structurii consumului de apă de către locuitorii orașului arată că procentul principal al consumului de apă este pentru dulapuri (până la 50%), 30-35% pentru procedurile de igienă, spălatul vaselor - 6%, gătit - 5%, spălat. - 4%, curățare - 3%.
Un studiu al stării resurselor de apă în legătură cu creșterea constantă a consumului acestora în lume a arătat că în multe țări cu economii dezvoltate a apărut o problemă de deficit de apă dulce. Problemă lipsa resurselor de apă a apărut din următoarele motive:
consumul intensiv de apă asociat cu creșterea mare a populației de pe planetă;
dezvoltarea sectoarelor economiei naționale care necesită cheltuieli semnificative cu resursele de apă;
pierderi de apă din cauza debitului redus de apă în râuri;
poluarea corpurilor de apă de către industrial, casnic şi agricol. ape uzate.
Experții ONU spun că mai mult de jumătate dintre cele mai mari râuri ale lumii sunt grav epuizate și poluate, punând în pericol sănătatea și viața a cel puțin 3 miliarde de oameni de pe pământ. Cele mai poluate râuri sunt râul Galben,
Amu Darya, Syr Darya, Colorado, Nil, Gange și Volga. Organizația Mondială a Sănătății (OMS) notează că aproximativ 5 milioane de oameni mor anual pe planetă din cauza consumului de apă de calitate scăzută, în mare parte copii, iar peste 500 de milioane suferă de diferite grade de otrăvire sau îmbolnăvire.
Surse de poluare a hidrosferei. Principalele surse de poluare naturală a apei sunt:
- 1. Apele atmosferice care transportă o masă de poluanți industriali și casnici scoși din atmosferă. În plus, curgând pe versanți, apele atmosferice și de topire transportă în plus gunoiul, produsele petroliere, fenolii, sărurile și metalele grele de pe străzile orașului, drumuri, căi ferate și zone industriale.
- 2. Ape uzate municipale - canalizare si ape uzate menajere. Un pericol deosebit este că astfel de ape transmit o serie de boli infecțioase grave, cum ar fi dizenteria, hepatita, holera și paratifoidul.
- 3. Ape uzate industriale generate în industrii precum metalurgia feroasă, inginerie mecanică, industria chimică și chimică forestieră, rafinarea petrolului etc.
- 4. Clătirea pesticidelor și îngrășămintelor de pe terenurile agricole și forestiere.
Principala sursă de poluare a apelor de suprafață din Republica Belarus este apele uzate menajere, care reprezintă mai mult de 60% din volumul tuturor apelor uzate generate. Apoi sunt apele uzate industriale și agricultura.
O preocupare deosebită este contaminarea apelor subterane, care în Belarus se caracterizează prin apariția superficială și prezența unor cantități crescute de ioni de mangan și fier de origine naturală. În zonele orașelor și suburbiilor, gropile de gunoi, complexele zootehnice și câmpurile de filtrare, se remarcă o creștere a mineralizării și se înregistrează prezența metalelor grele, inclusiv plumb, fenoli și produse petroliere. Un pericol deosebit constă în acumularea de nitrați în apă, adesea al căror conținut depășește norma de 5-10 ori.
Diverse surse intră în rezervoare naturale din sursele enumerate mai sus. compuși chimiciși elemente. Cei mai periculoși și răspândiți poluanți includ petrolul și produsele petroliere. Astfel, anual 13-14 milioane de tone de petrol intră în Oceanul Mondial, din care 97% provin din deversări de la obiecte de coastă și plutitoare (în primul rând din cauza accidentelor cu cisterne și a funcționării motoarelor diesel marine). Fiecare tonă de ulei, răspândită pe suprafața apei, formează o peliculă de uleiuri pe o suprafață de 12 km2. Ca urmare
Atunci schimbul de gaze cu atmosfera devine dificil, plantele și animalele mor din cauza otrăvirii toxice din produsele de descompunere a petrolului și a lipsei de oxigen.
Nu mai puțin periculos pentru viața acvatică este spălarea de pe câmpuri. chimicale, folosit în agricultură. Apele de topire și inundații ajung nu numai în corpurile de apă din apropiere îngrășăminte minerale, dar și pesticide care distrug literalmente biocenozele râurilor și lacurilor. Oamenii de știință cred că pesticidele au fost cele care au dus la reducerea numărului de foci în Marea Baltică și a peștilor comerciali din Oceanul Atlantic. Apele uzate ale animalelor care conțin cantități mari de azot duc la înflorirea apei datorită creșterii rapide a algelor albastre-verzi. Acest proces se numește autotrofizare (eutrofizare). Autrofizarea este însoțită de un consum intens de oxigen, a cărui lipsă duce la moartea altor locuitori ai corpurilor de apă.
Recent, metalele grele - plumb, mercur, zinc, cupru, staniu și multe altele - au devenit din ce în ce mai frecvente în apă. Acumulându-se în corpul locuitorilor acvatici, ei intră în hrana umană prin lanțurile trofice. Toxicanții din clasa metalelor grele, de regulă, provoacă boli grave la oameni, precum și modificări ale proceselor vitale ale organismelor acvatice.
Centralele termice și nucleare, folosind apa ca agent de răcire, duc la poluarea apei termale. Apele de evacuare sunt cu 8-10 o C mai mari decât temperatura naturală a corpurilor de apă, ceea ce duce la dezvoltarea intensivă a planctonului. Ca urmare, apa „înflorește” și indicatorii ei sanitari și igienici (culoare, gust, miros) se deteriorează.
Sursele de substanțe radioactive din corpurile de apă sunt instalațiile pentru purificarea minereului de uraniu, procesarea combustibilului nuclear pentru reactoare nucleare, centralele nucleare, eliminarea deșeurilor radioactive și, bineînțeles, flota nucleară marină.
Una dintre poluarea râului problematică este asociată cu exploatarea lemnului, prelucrarea și raftingul lemnului. Înainte de rafting, lemnul este tratat cu pesticide, lemnul plutitor rănește peștii, scoarța, crengile și ramurile înfundă fundul, iar rășina și substanțele nocive sunt eliberate din lemn în apă. Ca urmare a putregaiului și descompunerii lemnului, oxigenul este absorbit din apă, organismele se înmulțesc, provocând îmbolnăvirea și moartea multor specii de pești.
Protecția hidrosferei:
- 5. Organizarea zonelor costiere de protecție și de protecție a apelor în conformitate cu Codul apelor, conform căruia orice lucrare (arat teren, pășunat), precum și tăierea copacilor, folosirea pesticidelor, amplasarea clădirilor rezidențiale, întreprinderilor și ferme este interzisă în zone de protectie a apei.
- 6. Interzicerea utilizării pesticidelor foarte toxice și, mai ales, a celor care conțin clor.
- 7. Reducerea deversărilor de la întreprinderile industriale prin reducerea intensității apei de producție și utilizarea sistemelor de alimentare cu apă circulante (închise sau semiînchise).
- 8. Separarea și epurarea înainte de evacuarea apelor uzate industriale și menajere în corpurile de apă.
- 9. Reducerea riscului de poluare a corpurilor de apă cu petrol și produse petroliere prin creșterea fiabilității producției de pe fundul mării și a transportului pe mare.
- 10. Îmbunătățirea măsurilor organizatorice și legale.
Inginerie activitățile includ diverse metode tratarea apelor uzate - mecanică, fizico-chimică, biologică și combinată.
Metode mecanice -îndepărtarea impurităților nedizolvate din apele uzate prin sedimentare și filtrare. Decantarea este cea mai comună metodă, pentru care se folosesc containere speciale - rezervoare de decantare. Impuritățile grosiere sunt reținute pe grătare, în timp ce cele mai fine sunt captate de site. Pentru eliminarea poluanților de suprafață se folosesc diverse capcane speciale (capcane de ulei, capcane de grăsimi etc.).
La metode fizice si chimice Poluanții anorganici fini și dizolvați, precum și cei parțial organici, sunt îndepărtați din apele uzate. În aceste scopuri, ei folosesc adăugarea de reactivi chimici speciali care reacţionează cu poluanţii şi favorizează precipitarea acestora (de exemplu, clorarea). Se folosește și metoda electrolitică și ozonarea apei.
metode biologice, folosit de obicei în etapa finală a curățării. Dispozitivele biologice includ biofiltre, iazuri biologice și rezervoare de aerare. Biofiltrele se bazează pe trecerea apei uzate printr-un strat de material grosier acoperit cu o peliculă biologică, care favorizează filtrarea biochimică. Iazurile biologice sunt cea mai comună metodă de tratare a apelor uzate la întreprinderile din Republica Belarus. Iazurile biologice sunt folosite pentru curățare în condiții naturale. Sunt rezervoare de mică adâncime (până la 1 m), care sunt dispuse în serie pe teren cu pantă și prin care apa curge încet prin gravitație, supuse procesului de decantare și influenței factorilor naturali de purificare ( lumina soarelui, oxigen, temperatură, organisme biologice). Acțiunea lor se bazează pe capacitatea apei de a se autopurifica sub influența factorilor fizici și biologici.
Tancuri aero Sunt rezervoare speciale cu aerare forțată. În rezervoarele de aerare, apele uzate sunt amestecate cu nămol bacterian special. Bacteriile secretă enzime care favorizează precipitarea poluanților, în primul rând organici, și
precipitarea lor la fund sub formă de complexe insolubile. Așa se purifică apa.
Pentru a efectua tratarea apelor uzate de înaltă calitate, este necesar un sistem în mai multe etape. Prima etapă este filtrarea și sedimentarea, a doua este tratarea chimică, iar a treia este tratarea biologică. De regulă, purificarea în două etape este utilizată în Republica Belarus. Cu astfel de metode, în etapa finală este necesar să se dilueze apa de 7-10 ori, care este descărcată în iazurile naturale receptoare.
Una dintre problemele grave este eliminarea nămolului de epurare. În acest scop, se folosesc diverse metode de dezinfecție chimică, uscare, compostare, brichetare, ardere termică (incinerare), în funcție de clasa de pericol a substanțelor nocive conținute în nămol.
INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT MUNICIPAL KAZEN
ŞCOALA DE ÎNVĂŢĂMÂNT DE BAZĂ Kiev
„POLUAREA ȘI PROTECȚIA HIDROSFEREI”
Dezvoltare metodologică
Profesor de geografie
Subiect: Poluarea și protecția HIDROSFEREI
Clasă: 6
Tip de lecție: combinate, proiectând un mod de acțiune pe standardul educațional de stat federal.
Rezultate planificate: identificați sursele de poluare a hidrosferei, precum și măsurile de protecție a hidrosferei, lucrați în perechi, exprimați-vă punctul de vedere, creați un mini-proiect colectiv.
Rezultatele învățării subiectului: cunoaşte nomenclatura geografică pe tema obiectelor hidrosferei, obiectelor geografice.
Rezultatele învățării meta-subiectelor: capacitatea de a-și organiza activitățile, de a determina obiectivele lecției, abilitatea de a lucra în echipă, de a-și exprima judecățile și de a trage concluzii.
Activități de învățare universală:
Personal: identificarea relațiilor cauză-efect, emiterea de judecăți.
de reglementare: evaluați munca colegilor de clasă, lucrați în conformitate cu obiectivele stabilite, comparați rezultatele obținute cu cele așteptate.
Comunicativ: capacitatea de a comunica și de a interacționa unul cu celălalt.
Cognitiv: manifestarea procesului educațional și cognitiv în știința geografică.
Obiectivul lecției:
Extindeți și aprofundați cunoștințele despre importanța poluării hidrosferei, precum și identificați consecințele poluării hidrosferei și măsurile de protecție a învelișului de apă a Pământului.
Sarcini:
Educațional:
1. Identificați relația dintre apă și oameni.
2. Arătați consecințele impactului uman asupra hidrosferei.
3. Creați condiții pentru abilitățile de activitate de proiect.
Educațional:
1. Familiarizați-vă cu sursele de poluare a hidrosferei, identificați modalități de rezolvare a surselor de poluare a hidrosferei.
Educațional:
1. Contribuie la formarea și dezvoltarea calităților de mediu ale individului.
2. Dezvoltarea interesului elevilor pentru problemele globale ale timpului nostru.
Planul lecției:
1. Moment organizatoric.
2. Lucrați la materialul acoperit.
3 Formularea temei și a scopului lecției.
4. Importanța hidrosferei.
5. Minutul de educație fizică.
6. Lucrați la proiect.
Scop: identificarea cauzelor poluării hidrosferei și a măsurilor de protecție a învelișului de apă al Pământului.
Etapele proiectului:
Identificarea principalelor surse de poluare a hidrosferei;
masuri de securitate;
Creare de afise promotionale;
7. Rezumatul lecției.
8. Reflecție.
9. Tema pentru acasă.
PROGRESUL LECȚIEI
1. Moment organizatoric.
Salutări. Organizarea lecției.
2. Lucrați la materialul acoperit.
--- Am ajuns la subiectul final al unei mari secțiuni numite ………. răspunsurile copiilor(hidrosferă).
Pentru a vă testa stăpânirea materialului acoperit, vă sugerez să jucați jocul Geographic Lotto.
Joc în curs de desfășurare
ANEXA 1.
3 Formularea temei și a scopului lecției.
--- Ascultă poezia:
Apa este sursa lui Dumnezeu
Apa este lumina soarelui!
Adresăm întrebări la apă,
Cu apă primim răspunsul.
Curățăm corpul cu apă,
Sufletul nostru stropește în apă.
Când vorbești cu apa,
Apoi trebuie să șoptești încet.
Spălăm copilul cu apă,
Pentru a spăla necazul.
Apa este un miracol al naturii
Și nu putem trăi fără apă.
Apa este proprietatea oamenilor!
Trebuie să prețuim apa!!!
Băieți, după poezia pe care ați ascultat-o, spuneți-mi despre ce vom vorbi azi la clasă......... răspunsurile copiilor(despre sensul apei)
--- Ascultă o altă poezie:
Un pârâu curgea de-a lungul periferiei.
Linişti.
Dar noi o iubeam
La urma urmei, ea a fost prima pentru noi,
Și asta înseamnă cel mai bun din lume.
Acum sunt tot felul de gunoaie în el,
Și rugina și slime verde,
Și a ieșit coada-calului.
Parcă oamenii și-ar fi stabilit un obiectiv
Omoară-o
Și și-au atins scopul.
Despre ce mai vorbim azi la clasa...... răspunsurile copiilor(despre poluarea apei)
Să formulăm subiectul lecției...... răspunsurile copiilor(semnificația și poluarea hidrei)
Acum haideți să formulăm scopul lecției noastre... răspunsurile copiilor
4. Importanța hidrosferei.
--- Apa este un dar neprețuit al naturii.
Apa este una dintre principalele resurse de pe Pământ.
Viața fără apă este imposibilă!
Apa se răspândește pe Pământ în oceane uriașe și bălți mici.
Apa face parte din toate organismele vii. Și noi înșine suntem făcuți mai mult de jumătate din apă.
Apa este mai valoroasă decât aurul, au spus beduinii, care și-au petrecut întreaga viață rătăcind prin nisipuri. Ei știau că nicio bogăție nu ar salva un călător în deșert dacă rezervele de apă se epuizează.
Băieți, care este celălalt sens al apei……… răspunsurile copiilor.
Ne spălăm, înotăm, cu sania, patinăm și schiăm în apă. Bem. Necesar pentru plante, animale, păsări.
O persoană poate trăi fără apă doar câteva zile.
Aceasta este apa!
Apa este folosită pentru sectoare economice, ca rute de transport, pentru recreere și pentru pescuit.
- deseuri menajere
- ulei
- defrișări de-a lungul corpurilor de apă
Băieți, la ce poate duce poluarea hidrosferei?
………răspunsurile copiilor
1. moartea ființelor vii
2. epuizarea apei proaspete
3. boli.
4. uscarea râurilor şi lacurilor.
Grupa 2: Măsuri de securitate.
- nu se spala masinile pe malurile corpurilor de apa
- nu împrăștiați băncile cu gunoi
- nu aruncați gunoiul în căile navigabile
Grupa 3: Crearea unui poster de propagandă.
7. Rezumatul lecției.
--- Întocmirea unei note:
MEMENTO
1. Nu poluați râurile și lacurile!
2. Atenție la apa potabilă!
3. Purificați apele industriale și menajere!
4. Respectați regulile pentru transportul mărfurilor!
5. Urmați regulile de recreere pe malul corpurilor de apă!
6. Respectați regulile pentru pescuit!
Și vreau să închei lecția cu aceste cuvinte:
Lasă râurile de pe Pământ să nu moară niciodată
Lasă-le necazurile să treacă pe lângă ei
Să rămână curat în ei pentru totdeauna
Apă rece și limpede!
8. Reflecție.
Ți s-a părut interesant în clasă astăzi?
Ați învățat ceva important de care aveți nevoie în timpul lecției?
Credeți că problema protecției apei este atât de importantă pentru oameni?
Ce măsuri de conservare a apei pot lua locuitorii satului nostru pentru a menține apa curată?
Vă sugerez să completați o fișă de autocontrol.
Fișa de autocontrol:
F.I.____________
Încercați să vă definiți propriile cunoștințe și abilități după cum urmează:
Pune semnul + într-una dintre afirmații
1. „Înțeleg totul, pot explica acest material altcuiva”
2. „Înțeleg materialul, îl pot explica altcuiva, dar cu ajutorul profesorului.”
3. „Am înțeles parțial materialul”
4. „Nu am înțeles nimic”
Încercați să vă evaluați în mod obiectiv munca și să vă evaluați:
imi dau ________
Evaluarea profesorului _____
9. Tema pentru acasă.
Completați tabelul „Ghid”.
Aplicație
"Loto geografic"
Întrebări pentru studenți:
1. O parte a oceanului, a mării sau a lacului care iese în pământ.
2. Începutul râului.
3. Un râu care se varsă într-un alt râu.
4. Iaz artificial.
5. Cel mai mare lac de mare.
6. Râul Mare Rusia.
8. Locul în care râul se varsă în mare.
9. Cel mai mare ocean.
11. Cel mai adânc lac din lume.
13. Cel mai mic ocean.
14. Un grup de insule din apropiere.
Regulile jocului:
Elevii răspund pe rând la întrebare și o acoperă cu un contor.
Resurse folosite
Resurse folosite
nsportal. ru/shkola/geografiya... copie
mirgeografie. ru/zagryaznenie... copie
do. gendocs. ru/docs/index-10370.html copie
cunoştinţe. toate cele mai bune. ru/ecologie... copie
Protecția hidrosferei este un sistem de măsuri organizatorice, tehnice, economice, de reabilitare și juridice care vizează prevenirea și eliminarea consecințelor poluării și epuizării apei.
Activitățile societății umane sunt de neconceput fără apă. Utilizarea sa, în funcție de orientarea țintei, este împărțită în consumul de apă și consumul de apă.
La folosirea apei, apa, rămasă în rezervoare sau pâraie, este folosită ca sursă medie sau mecanică de energie. Principalii utilizatori de apă sunt transportul pe apă, raftingul cu lemn, pescuitul și energia hidroelectrică.
Consumul de apă este asociat cu aportul de apă din rezervoare și pâraie. Consumatorii de apă sunt utilitățile publice, industria, transporturile, construcțiile și agricultura. Pe măsură ce populația și orașele cresc, consumul de apă pentru nevoile casnice crește. Când aruncați 1 cu. m de apă netratată strică 40-60 de metri cubi. m de ape naturale curate. Pentru a face apele uzate tratate adecvate pentru reciclare, este nevoie de o diluare de 7-14 ori. Utilizarea integrată și rațională a resurselor de apă de suprafață și subterană și lupta împotriva poluării apei devin importante.
1. Elaborarea și implementarea normelor, regulilor și cerințelor privind calitatea, compoziția și proprietățile apei în punctele de consum și utilizare culturală și menajeră a apei.
2. Dezvoltarea de noi tehnologii și îmbunătățirea tehnologiilor existente, în care este posibilă eliminarea completă a deversării apelor uzate (ciclu închis de utilizare a apei, utilizarea proceselor tehnologice „uscate”, înlocuirea răcirii cu apă cu răcirea cu aer etc.) .
3. Efectuarea măsurilor de hidroacurare, reabilitare a pădurilor, agrotehnice și sanitare în teritoriile folosite care îmbunătățesc regimul apei și elimină posibilitatea efectelor nocive ale apei asupra solului.
4. Creația și utilizare eficientă aparate de epurare cu epurare artificială sau naturală la toate întreprinderile care deversează ape uzate în corpurile de apă.
5. Folosirea surselor de apă, fără a depăși standardele stabilite, folosiți cu grijă apele de irigare, subterane și arteziene.
6. Introducerea sistemelor moderne de neutralizare si dezinfectare a apelor uzate.
7. Crearea unei rețele de control și monitorizare globală, regională și locală a calității și stării apei și a rezervoarelor.
8. Asigurarea masurilor sanitare si sanitare si protectie sanitara la structurile de captare a apei.
4.6. Principii de bază ale protecției litosferei
De mare importanță este și protecția litosferei - învelișul dur al Pământului ca una dintre cele mai importante componente ale biosferei, pe care se bazează viața omenirii. Creșterea rapidă a aglomerărilor urbane și a altor tipuri de așezări, ca urmare a creșterii populației Pământului, a creșterii densității rețelei de drumuri, a construcției de instalații industriale și energetice, a întreprinderilor miniere, a intensificării producției agricole, a apariției a peisajelor antropice duc la transformări semnificative nu numai ale topografiei terenului, ci și ale condițiilor naturale ale părții apropiate de suprafață a litosferei, compoziția și structura acesteia.
Esența proceselor activității economice umane care perturbă suprafața Pământului este aceea că stratul fertil superior (solul) este îndepărtat și scufundat pentru o perioadă nedeterminată de timp în adâncurile solului, iar straturile inferioare, adesea lipsite de viață și toxice. , sunt efectuate.
Solul este componenta principală a oricărui ecosistem terestru au loc în el o varietate de procese fizice, chimice și biologice și este locuit de multe organisme vii. Cea mai importantă proprietate a solului este fertilitatea. Este creat în procesul de formare a solului și impactul uman asupra solului. Solul stă la baza obținerii culturilor agricole, principala bogăție de care depinde existența noastră.
Solul necesită îngrijire și exploatarea lui trebuie efectuată pe baze științifice.
O bună cultivare, aplicarea în timp util a îngrășămintelor, reținerea umidității și rotația culturilor împiedică epuizarea solului. Distrugerea solului are loc de obicei din cauza epuizării sale în nutrienți, a deteriorării structurii sale și ca urmare a eroziunii sale, de exemplu. distrugere fizică. Solurile uzate și epuizate „se îmbolnăvesc”. Ei își pierd fertilitatea, iar „recuperarea” lor completă necesită timp considerabil. Solul epuizat este mai ușor de erodat deoarece, pierzând humusul, își pierde capacitatea de a absorbi și reține apa.
În întreaga lume se lucrează mult pentru a proteja pământul, în timp ce
evenimentele principale
sunt:
Combaterea eroziunii eoliene și a apei;
Recuperarea terenurilor deranjate de lucrări industriale;
Prevenirea și prevenirea alunecărilor de teren și a curgerii de noroi;
Implicarea terenurilor neproductive și deșeuri în producția agricolă;
Refacerea terenurilor agricole preluate de la acestea în scop industrial de către întreprinderile agricole prin punerea în funcțiune a terenurilor nefolosite și crearea de suprafețe irigate;
Prevenirea salinizării și desalinizării secundare a solului prin drenaj profund;
Pentru a facilita lupta împotriva fenomenelor negative în timpul dezvoltării subsolului, extracției și îmbogățirii mineralelor, sunt necesare calcule atente ale parametrilor influențelor nocive și determinarea modalităților de depășire a acestora.
Este necesar să se prevadă: locațiile haldelor, posibilitatea arderii lor spontane și formării de praf; răspândirea substanțelor nocive și toxice prin apă și vânt; adecvarea haldelor, haldelor de deșeuri, sterilului și haldelor de zgură pentru recuperare sau reciclare biologică; impactul pompării apei din mine și cariere asupra nivelului apei subterane și asupra vegetației; capacitatea de a preveni și elimina fenomenele de subsidență și eșecurile;
folosirea ulterioară a terenurilor ocupate temporar în timpul exploatării miniere pentru agricultură, silvicultură și pescuit, precum și în scopuri recreative.
Astfel,
principiile de bază ale protecției litosferei
, solurile și solurile ar trebui să fie după cum urmează:
1. Reabilitarea obligatorie a lucrărilor supraterane și subterane după finalizarea exploatării materiilor prime minerale, energetice și minereuri. 2. Implementarea măsurilor de neutralizare a efectelor nocive ale deșeurilor îngropate asupra litosferei. 3. La desfășurarea activităților agricole, implementați măsuri de prevenire a eroziunii și salinizării solului.
4. Implementarea unor măsuri optime de arhitectură, planificare, inginerie, construcție și geotehnice pentru minimizarea impactului antropic în zona dezvoltată.
Amploarea poluării și epuizarea resurselor de apă a devenit acum alarmantă. Problema penuriei de apă dulce a devenit acută în zonele dens populate, marile centre industriale și în zonele de agricultură irigată. Lipsa apei potabile curate și poluarea corpurilor de apă sunt cauza multor boli umane și au un efect dăunător asupra lumii animale și vegetale de pe Pământ. În multe locuri, poluarea apei proaspete trece de la local la regional.
Protecția resurselor de apă ca parte integrantă a protecției mediului natural este un ansamblu de măsuri (tehnologice, biotehnice, economice, administrative, juridice, internaționale, educaționale etc.) care vizează utilizarea rațională a resurselor, conservarea acestora, prevenirea epuizării, restabilirea relațiilor naturale, echilibrul între activitatea umană și mediu.
Principii de protecție a apei.
Principiile importante ale protecției apei sunt:
prevenire - prevenirea consecințelor negative ale posibilei epuizări și poluări a apei;
exhaustivitatea măsurilor de protecție a apei - măsurile specifice de protecție a apei ar trebui să fie parte integrantă a programului general de mediu;
ubicuitatea și diferențierea teritorială;
concentrarea asupra condițiilor, surselor și cauzelor specifice ale poluării;
validitatea științifică și disponibilitatea controlului efectiv asupra eficacității măsurilor de protecție a apei.
Cele mai importante măsuri tehnologice pentru protecția resurselor de apă sunt îmbunătățirea tehnologiilor de producție și introducerea tehnologiilor fără deșeuri. În prezent, sistemul de alimentare cu apă de reciclare, sau reutilizarea apei, este utilizat și îmbunătățit.
Deoarece este imposibil să se evite complet poluarea apei, se folosesc măsuri biotehnice pentru protecția resurselor de apă - tratarea apelor uzate din poluare. Principalele metode de curățare sunt mecanice, chimice și biologice.
În timpul epurării mecanice a apelor uzate, impuritățile insolubile sunt îndepărtate folosind grătare, site, capcane de grăsime, capcane de ulei etc. Particulele grele se depun în rezervoarele de decantare. Purificarea mecanică face posibilă eliberarea apei de impuritățile insolubile cu 60-95%.
În timpul tratamentului chimic se folosesc reactivi care transformă substanțele solubile în insolubile, le leagă, le precipită și le elimină din apa uzată, care se epurează cu încă 25-95%.
Tratamentul biologic se realizează în două moduri. Primul - in conditii naturale - pe terenuri de filtrare (irigatii) special pregatite cu harti echipate, canale principale si de distributie. Purificarea are loc în mod natural prin filtrarea apei prin sol. Filtratul organic este supus la descompunere bacteriană, expunere la oxigen, lumina soarelui și ulterior este folosit ca îngrășământ. Se folosește și o cascadă de iazuri de decantare, în care autopurificarea apei are loc în mod natural. A doua, o metodă accelerată de purificare a apelor uzate, este produsă în biofiltre speciale prin materiale poroase de pietriș, piatră zdrobită, nisip și argilă expandată, a căror suprafață este acoperită cu o peliculă de microorganisme. Procesul de tratare a apelor uzate pe biofiltre are loc mai intens decât pe câmpurile de filtrare. În prezent, aproape niciun oraș nu se poate lipsi de instalațiile de tratament și toate aceste metode sunt utilizate în combinație. Acest lucru dă un efect bun.
În multe țări, problema protejării apei de poluare a început să fie abordată la nivel de guvern și au fost alocate fonduri mari pentru a o rezolva. Cu toate acestea, unele țări industriale au abordat stabilirea ordinii în apele lor interioare într-un mod cu totul unic. Pe de o parte, au dezvoltat măsuri pentru prevenirea sau eliminarea poluării, investind sume mari de bani în aceasta, iar pe de altă parte, au început să transfere întreprinderile care poluează cel mai puternic corpurile de apă în țările în curs de dezvoltare. Acest lucru a ajutat la îmbunătățirea situației din cele mai industrializate țări, dar nu a rezolvat problema planetei în ansamblu, deoarece poluarea catastrofală a râurilor și rezervoarelor a început în țările în curs de dezvoltare, iar poluarea Oceanului Mondial a continuat.
Protecția hidrosferei
Resursele de apă.
Apa, ocupând 71% din suprafața Pământului, este cea mai abundentă și valoroasă resursă. Rezervele de apă ale lumii sunt uriașe - aproximativ 1389 milioane km 3 . Dacă ar fi distribuite în mod egal, atunci ar fi 280 de miliarde de litri pentru fiecare locuitor al planetei. Cu toate acestea, 97% din resursele de apă provin din oceane și mări unde apa este prea sărată. Restul de 3% este apă dulce. Acestea sunt distribuite după cum urmează:
Gheață polară și ghețari
Apa reprezintă între 50-97% din greutatea tuturor plantelor și animalelor și aproximativ 70% din greutatea corpului uman.
Din toată apa dulce, omenirea poate folosi doar 0,003%, deoarece... fie este puternic poluat, fie se află la adâncimi mari și nu poate fi recuperat la prețuri rezonabile, fie este conținut în aisberguri, gheață polară, în atmosferă și în sol.
Apa este într-un ciclu constant, Fig. 1. Acest proces natural de reciclare are loc până când consumul de apă devine mai intens decât rezervele sale sunt completate și până când volumul de deșeuri este depășit, făcând apa inutilizabilă. Există două surse de apă dulce: apa de suprafață și apa subterană.
Orez. 1. Ciclul apei în biosferă.
Apa de suprafață este apă dulce care curge dintr-o anumită zonă în pâraie, lacuri, mlaștini și rezervoare. Zona din care apa de suprafață, care poate transporta sedimente și poluanți, se varsă în râul principal și afluenții săi se numește deversor sau bazin de drenaj. Dar numai o parte din debitul anual poate fi utilizată.
O parte din scurgerea curge cu o viteză atât de mare încât este imposibil să-l rețină, în timp ce cealaltă parte trebuie lăsată în râuri pentru a menține viața în ele. În anii secetoși, volumul total de scurgere este redus semnificativ.
Apele subterane. O parte din precipitațiile atmosferice se infiltrează în pământ și se acumulează acolo sub formă de apă din sol, umplând porii solului și ai solului. În cele din urmă, cea mai mare parte a umidității solului se evaporă și revine în atmosferă.
Sub influența gravitației, o parte din apă se mișcă mai adânc și umple porii și crăpăturile în straturi de nisip, pietriș și gresie. Zona în care toți porii sunt umpluți cu apă se numește zonă de saturație. Sedimentele permeabile, saturate cu apă, se numesc acvifere, iar apa conținută în ele se numește apă subterană. Dacă rata cu care apa este retrasă dintr-un acvifer depășește rata cu care este stocată, apa subterană va trece de la a fi o resursă lent regenerabilă la o resursă neregenerabilă pe parcursul unei vieți umane.
Apele subterane poate fi fără presiune și presiune. Apele subterane neconfinate se găsesc deasupra unui strat de rocă sau argilă impermeabilă. Pentru colectarea apelor subterane cu curgere liberă se folosesc foraje și puțuri, iar apa este extrasă cu pompe.
Apa subterană sub presiune se formează între două straturi impermeabile (de exemplu, argilă) și se află sub presiune în exces. La deschiderea puțurilor, apa poate curge spontan la suprafață. Astfel de fântâni se numesc fântâni arteziene. În alte puțuri presiunea este mai mică și apa trebuie să fie pompată.
Utilizarea apei. Criteriile de utilizare a apei sunt indicatorii aportului de apă și consumului de apă. Aproape trei sferturi din apa lumii este folosita pentru irigatii, restul este folosita in industrie si utilitati publice, pentru echipamente de răcire la centrale electrice etc.
Cultivarea unei tone de grâu necesită 1.500 de tone de apă, o tonă de orez necesită mai mult de 7.000 de tone, iar o tonă de bumbac necesită 10.000 de tone.
Sunt necesare cantități uriașe de apă pentru producția de alimente și diverse produse industriale. Înainte ca un borcan de un litru de conserve de fructe sau legume să apară în magazin, se vor cheltui 40 de litri de apă. Pentru a produce cantitatea zilnică de hrană per persoană este nevoie de aproximativ 6 m 3 ape.
Probleme cu apa
Lipsa de apă. Problema furnizării populației cu o cantitate suficientă de apă dulce este relevantă pentru multe zone ale lumii. În fiecare an, aproximativ 25 de milioane de oameni suferă de secetă, dintre care aproximativ 20 de mii mor. Secete severe, care duc la foamete și boli, apar periodic în 80 de țări, majoritatea în Asia și Africa, care găzduiesc 40% din populația lumii. Aproape 150 dintre cele 214 cele mai mari râuri ale lumii sunt împărțite de două sau mai multe țări. În aceste state apar dispute și conflicte cu privire la utilizarea apei.
Excesul de apă. Precipitațiile în exces duc la inundații. În India, de exemplu, 90% din precipitații cad din iunie până în septembrie. În anii 1980, aproximativ 15 milioane de oameni au fost afectați de inundații severe. Aproximativ 5.000 de oameni au murit anual, iar pagubele materiale s-au ridicat la zeci de miliarde de dolari. Inundațiile și secetele sunt considerate dezastre naturale. Cu toate acestea, începând cu anii 1960, activitatea umană a fost responsabilă pentru creșterea bruscă a numărului de decese cauzate de inundații. Distrugerea vegetației și a solurilor care rețin umiditatea, construcția de drumuri și alte structuri contribuie la drenarea rapidă a apei pluviale.
Apă de băut contaminată. În 1983, Organizația Mondială a Sănătății (OMS) estima că 61% din populația rurală și 26% din populația urbană din țările în curs de dezvoltare, i.e. 1,5 miliarde de oameni folosesc apă murdară. În fiecare an, aproximativ 5 milioane de oameni mor din cauza holerei, dizenteriei și a altor boli transmise de apă (în medie 13.700 de persoane pe zi).
Principalele surse de poluare a apei. Din volumul total de apă extras, doar 1/4 este folosită irevocabil, 3/4 din apă este returnată cu apă uzată. Chiar și după tratare, apele uzate trebuie diluate cu apă curată. La nivel mondial, 5.500 km sunt cheltuiți pentru tratarea apelor uzate 3 apă curată, adică 30% din scurgerea planetei. Principalele surse de poluare a apei sunt prezentate în Fig. 2
Poluarea poate fi împărțită în mai multe grupuri. În funcție de starea lor fizică - insolubil, coloidal și solubil. Compozitie: minerala, organica, bacteriana si biologica.
Mineralele sunt reprezentate de nisip, argilă, săruri minerale, soluții de acizi, alcaline etc.
Organic - poate fi de origine vegetală sau animală, și conține, de asemenea, ulei și produse derivate din acesta, agenți tensioactivi sintetici (surfactanți).
Poluarea bacteriană și biologică – ape uzate din alimente și industria ușoară, deșeuri menajere (apa de la toalete, bucătărie, dușuri, spălătorii, cantine etc.). La multe întreprinderi industriale, apa este folosită ca lichid de răcire, solvent, este inclusă în produse și este folosită pentru spălarea, îmbogățirea și purificarea materiilor prime și a produselor.
În plus, multe procese tehnologice folosesc surfactanți sintetici (surfactanți). În prezent este unul dintre cei mai comuni poluanți chimici și este greu de controlat. Agenții tensioactivi pot avea un impact negativ asupra calității apei, asupra capacității de auto-purificare a corpurilor de apă, a corpului uman și, de asemenea, pot spori efectele adverse ale altor substanțe.
O sursă importantă de poluare sunt pesticidele care intră în corpurile de apă odată cu ploaie și topesc apa de la suprafața solului. În timpul cultivării în aer a câmpurilor, drogurile sunt transportate de curenții de aer și depuse pe suprafața rezervorului.
O sursă semnificativă de poluare a corpurilor de apă cu petrol și produse petroliere este industria petrolului. Uleiul intră în corpurile de apă atunci când produsele petroliere vărsate pe suprafața pământului sunt spălate de ploaie și apa de topire, atunci când conductele de petrol se sparg, cu apele uzate de la întreprinderi etc.
Ploaia acidă reprezintă un mare pericol pentru corpurile de apă.
Influența uleiului asupra unui rezervor.
Apele uzate care conțin ulei tratate slab contribuie la formarea unei pelicule de ulei de 0,4-1 mm grosime pe suprafața rezervorului.
O tonă de petrol poate acoperi între 150 și 210 de hectare dintr-un rezervor. În prezența unei pelicule de ulei, cantitatea de oxigen dizolvată în apă scade brusc, deoarece oxigenul conținut în apă este cheltuit pentru oxidarea produselor petroliere, iar noua porțiune nu se dizolvă.
Scăderea O2 afectează dramatic viața organismelor și a peștilor. Inhibarea respirației peștilor se observă la conținutul de O 2 4,5 mg/l, iar unele chiar la 6-7,5 mg/l.
Din pelicula de ulei de pe suprafața unui rezervor, fracțiile ușoare se evaporă, fracțiile solubile în apă se dizolvă în apă, iar fracțiile grele se lipesc de particulele solide suspendate în apă și se depun pe fund și se acumulează acolo.
Reziduurile grele care s-au scufundat la fund continuă să deprima durata de viață a rezervorului: unele dintre ele se descompun la fund, poluând apa cu produse de degradare solubile, iar altele sunt din nou transportate la suprafață cu gazele eliberate din fund. Fiecare bulă de gaz de fund, care iese la suprafața apei, izbucnește, formând o pată de petrol.
Formarea sedimentului de fund duce la otrăvirea zoo- și fitoplancton, care servește ca hrană pentru pești.
Uleiul și produsele petroliere conferă apei un miros și un gust uleios, drept urmare apa din rezervor devine nepotrivită pentru alimentarea cu apă.
Daca in apa sunt 0,2-0,4 mg/l ulei, apa capata un miros uleios, care nu se elimina nici prin filtrare si clorinare. Mirosul de ulei parcurge distanțe mai mari decât orice alt poluant.
Fracțiunile ușoare de ulei, în special hidrocarburile aromatice, sunt cele mai toxice pentru pești. Ele sunt capabile să se acumuleze în țesuturile peștilor și, atunci când intră în corpul uman, provoacă formarea unui complex proteic cancerigen în celulele adipoase. Alevinii eclozați din ouăle de pești contaminați au tulburări mutagene (absența branhiilor, două capete etc.)
Impactul ploii acide asupra corpurilor de apă
Apa de ploaie are o reacție neutră (PH=7). Dar din moment ce chiar și cel mai curat aer conține dioxid de carbon, dizolvându-l, apa capătă un pH de 5,6 - 5,7. Prin spălarea componentelor acide din atmosfera poluată, în special a oxizilor de azot și sulf, ploaia devine acidă.
Într-un rezervor proaspăt, apa are adesea o reacție nu neutră, ci o reacție alcalină (PH = 8) din cauza mineralelor îndepărtate din sol și a descompunerii reziduurilor organice. Toți locuitorii râurilor și lacurilor s-au adaptat acestei compoziții.
Când cade ploaia acide, al cărei pH poate ajunge la 2 - 3, apa păstrează o reacție alcalină pentru ceva timp, datorită capacității de a neutraliza acidul care intră în ea. Încetul cu încetul, lacul începe să se acidifice. La pH = 7, când apa devine neutră, conținutul ei de calciu începe să scadă. Ouăle mor pe locurile de depunere a icrelor, care necesită o anumită doză de calciu pentru formarea embrionilor. La pH = 6,6, melcii mor, la pH = 6, creveții dispar, ouăle altor amfibieni mor, la pH = 5,5, diversitatea speciilor viețuitoare este redusă. Pe măsură ce bacteriile care descompun materia organică din rezervor mor, încep să se acumuleze reziduuri acide moarte și alte reziduuri organice, care formează baza hranei pentru ihtiofauna. Un echilibru dezechilibrat de calciu la unii pești perturbă transferul ionilor în membranele branhiale, în timp ce în alții duce la o pierdere a capacității de a forma ouă. Metalele toxice (aluminiu, mercur, plumb, cadmiu, beriliu, nichel) încep să se scurgă din sedimentele de fund și din solurile din jur. Ele se dovedesc adesea a fi mai periculoase decât aciditatea ridicată în sine. La pH = 5,5, mușchii acizi și ciupercile se dezvoltă rapid. Când pH-ul ajunge la 4,5, nu mai rămân pești în rezervor, amfibieni și multe insecte mor. Apa din lac pare curată și transparentă, deoarece toate microorganismele s-au stins și reziduurile organice zac neatinse pe fund. Mușchiul de sphagnum, unele alge și ciupercile formează un covor dens care împiedică fluxul de nutrienți. Sub acest covor, rezervele de oxigen se usucă treptat și încep să se dezvolte bacterii - anaerobi care eliberează dioxid de carbon, metan și hidrogen sulfurat.
Standardizarea poluării în corpurile de apă
Baza pentru reglementarea calității apei în corpurile de apă este un set de valori admisibile ale indicatorilor compoziției și proprietăților apei (MPC ale substanțelor nocive dintr-un corp de apă), în care siguranța pentru sănătatea umană și condițiile normale pentru apă utilizare sunt menținute.
Standardizarea se bazează pe trei criterii de nocive: Ele sufocă restul vegetației.
a) impact asupra regimului sanitar general al corpului de apă;
b) influenţa asupra organolepticului proprietățile apei,
c) impact asupra sănătăţii publice.
Impactul asupra regimului sanitar general se evaluează prin capacitatea rezervorului de a se autoepura; intensitatea proceselor de mineralizare a compușilor care conțin azot; intensitatea dezvoltării și moartea algelor.
Proprietățile organoleptice (culoare, miros, gust) sunt ușor de detectat de simțurile umane și reduc drastic utilizarea sursei. Ele nu sunt eliminate prin metode convenționale de curățare.
Se stabilește impactul poluării asupra sănătății experimente pe termen lung asupra animalelor.
După studierea tuturor criteriilor, concentrația maximă admisă este stabilită în funcție de cel mai semnificativ indicator (limitator) de pericol.
Se stabilesc standarde pentru calitatea apei de suprafață pentru consumul domestic, municipal și pentru pescuit.
Apa potabilă menajeră include utilizarea corpurilor de apă în scopuri casnice și întreprinderile din industria alimentară.
Utilizarea apei municipale - utilizarea corpurilor de apă pentru înot, sport și recreere a populației.
Cursurile de apă și rezervoarele de pescuit sunt utilizate pentru reproducerea, pescuitul și migrarea peștilor, nevertebratelor și mamiferelor acvatice.
De regulă, un corp de apă este poluat de mai multe ingrediente. Prin urmare, sunt evaluate efectele combinate ale poluării. În acest caz, suma raporturilor concentrațiilor de poluanți (C i ) la MPC-ul lor ar trebui să fie mai mic sau egal cu unu.
MPC-urile pentru pescuit se bazează pe studii complete ihtiologice, hidrobiologice, microbiologice și chimice.
Concentrația maximă admisă pentru pescuit este o astfel de concentrație de substanțe nocive, în prezența constantă a căreia rezervorul rămâne practic curat: 1- nu există cazuri înregistrate de moarte a peștilor și a organismelor lor alimentare; 2- nu există o dispariție constantă a anumitor specii de pești; 3 - nu există daune asupra calității comerciale a peștelui; 4 - nu există condiții în lac de acumulare care ar putea duce la moartea peștilor în anumite anotimpuri.
La dezvoltarea MPC-urilor pentru pescuit, se efectuează un studiu cuprinzător în condiții de laborator și de teren asupra peștilor și asupra organismelor nevertebrate alimentare.
Pe baza sensibilității lor relative la poluare, peștii sunt împărțiți în trei grupuri:
foarte sensibile (somon, pește alb, sturion, biban);
sensibilitate medie (biban, miros, știucă);
insensibil si neadecvat pentru studii toxicologice (crap, caras, gupia).
Principalii indicatori sunt: supraviețuirea, reproducerea, rata de creștere, gustul și mirosul neplăcut, acumularea de toxice și agenți patogeni.
Indicatori de calitate a apei
Principalii indicatori ai apei din diverse surse sunt: fizici, chimici, biologici si bacteriologici
Indicatorii fizici sunt caracterizați ca sanitari generali. Acestea includ:
Cromaticitatea (culoarea) se evaluează în unități arbitrare;
Gustul și mirosul sunt determinate de săruri dizolvate, gaze, compuși organici și se apreciază în puncte (organoleptice) sau prin pragul de diluție.
Indicatorii chimici sunt împărțiți în mod convențional în cinci grupe: ioni principali, gaze dizolvate, nutrienți, oligoelemente, substanțe organice.
Ioni majori – anionii cei mai des întâlniți în apele naturale sunt HCO- 3, S02-4, CI-, CO2-3, HSiO-3 şi cationi Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+ , ele alcătuiesc 90-95% din conținutul total.
Gaze dizolvate: O 2, C02, H2 S etc. Conținutul de oxigen din apă este determinat de alimentarea sa din aer și de formarea sa ca urmare a fotosintezei. Solubilitatea oxigenului depinde de temperatura apei. Iarna este mai puțin. CO 2 se găsește atât sub formă dizolvată, cât și sub formă de dioxid de carbon. Principalele surse de CO 2 sunt procese biochimice de descompunere a substanțelor biochimice. H 2 S poate fi de origine organică (produs de descompunere) și anorganică (dizolvarea sărurilor minerale). H 2 S dă apei un miros neplăcut și provoacă coroziunea metalului.
Nutrienți. Această grupă include compușii de azot și fosfor necesari vieții organismelor acvatice și formați în timpul procesului metabolic.
Microelementele sunt elemente al căror conținut în apă este mai mic de 1 mg/l. Cele mai importante sunt iodul și fluorul.
Substanţele organice sunt prezente sub formă de compuşi humici formaţi în timpul descompunerii reziduurilor vegetale şi compuși organici venind cu scurgerea. Ele sunt determinate de indicatori. COD (cererea chimică de oxigen) și BOD (cererea biologică de oxigen). COD este cantitatea de oxigen care intră în oxidarea chimică a materiei organice în prezența unui catalizator (sulfat de argint sau dicromat de potasiu), mg/l. BOD este cantitatea de oxigen care intră în oxidarea materiei organice în mod natural (oxidarea biologică a substanțelor), mg/l.
Reacția activă a pH-ului. pH-ul este logaritmul negativ al concentrației ionilor de hidrogen dintr-o soluție.
Indicatorii biologici ai calității apei sunt hidrobionții și hidroflora.
Hidrobioții sunt locuitori de la fund până la suprafață.
Hydroflora - vegetație macro și microfită. Macrofitele sunt cea mai înaltă formă de vegetație. Microfite - alge. Când macrofitele mor, apa devine îmbogățită cu substanțe organice care înrăutățesc caracteristicile organoleptice. Microfitele - produc oxigen.
Indicatori bacteriologici - prezența microorganismelor patogene (Escherichia coli). Conținutul de bacterii coliforme într-un litru de apă determină indicele de coli. cel mai mic volum de apă (ml) la 1 E. coli se numește coli-titru.
Cerințele de calitate a apei depind de scopul utilizării acesteia. În tabel sunt date cerințe pentru calitatea apei potabile.
Pentru apa utilizată în scopuri industriale sunt impuse cerințe mai puțin stricte. Mai mult, ele provin din tehnologie (pentru cazane - soft etc.).
Toate rezervoarele, în funcție de scopul utilizării apei, sunt împărțite în scopuri menajere și potabile, municipale și de pescuit (Tabel).
Indicatori
Condiții de evacuare a apelor uzate în corpurile de apă
Condițiile de evacuare a apelor uzate în corpurile de apă sunt reglementate de „Regulile pentru protecția apelor de suprafață împotriva poluării cu apele uzate”. Aceste reguli includ prevederile de bază pentru protecția apelor de suprafață împotriva poluării, standardele de calitate a apei pentru corpurile de apă utilizate în scopuri menajere, potabile, municipale și de pescuit; specificatii tehnice eliminarea apelor uzate în rezervoare, proceduri de aprobare și control. Regulile se aplică întreprinderilor proiectate, reconstruite, extinse și în funcțiune.
La determinarea condițiilor de evacuare a apelor uzate într-un rezervor, se iau în considerare în primul rând următoarele posibilități:
Îmbunătățirea tehnologiei de producție care vizează reducerea consumului de apă și deversarea apelor uzate în rezervor (până la eliminarea acestuia); utilizarea apelor uzate în sistemele de alimentare cu apă de reciclare, precum și reducerea gradului de poluare a apelor uzate.
Utilizarea apelor uzate municipale purificate și neutralizate în alimentarea cu apă de proces a întreprinderilor.
Utilizarea apelor uzate de la această întreprindere pentru alimentarea tehnică cu apă a altor întreprinderi.
Tratarea și neutralizarea în comun a apelor uzate dintr-o întreprindere dată cu ape uzate de la alte întreprinderi și cu apele uzate municipale.
Autocurățare și eliminarea apelor uzate.
Evacuarea apelor uzate nu este permisă
Când o întreprindere este situată pe un rezervor de putere redusă, atunci când posibilitatea de a dilua apa uzată în el și de auto-purificare este limitată.
Dacă în apele uzate există substanțe foarte toxice, ale căror concentrații maxime admise în rezervor sunt extrem de scăzute.
Când există alte obiecte situate pe rezervor care creează un nivel ridicat de poluare în rezervor.
Un indicator al cantității sigure de apă uzată evacuată este debitul maxim admisibil (MPD). Se calculeaza:
PDS=q.
unde q este debitul maxim de apă uzată, m 3 /oră;
Cu pds - concentrația admisibilă de poluanți în canalizare, g/m 3. Cu pds = n.
(C mpc – S f ) + S f , unde C f
– concentrația de fond a poluanților în cursul de apă.
Tratarea apelor uzate
Apele uzate din întreprinderile industriale sunt împărțite în:
– gospodărie și fecale (din spații sanitare, dușuri, toalete, cantine etc.),
– ape pluviale (de la spălarea podelei, ploaie, zăpadă, apă din șantierele industriale) – producție (de la procese tehnologice
), care la rândul lor sunt împărțite în condiții curate (de la frigidere, schimbătoare de căldură etc.) și contaminate. Drenuri diferite tipuri
, de regulă, sunt evacuate în sistemul lor de canalizare. Toate apele uzate, cu excepția apelor uzate condiționat pur, trebuie tratate înainte de utilizare sau evacuare.
Apa curată condiționat trebuie trimisă pentru răcire sau încălzire și returnată la ciclul de reciclare.
Principalele metode de tratare a apelor uzate sunt prezentate în Fig.
Metodele de tratare a apelor uzate sunt împărțite în mecanice, fizico-chimice, electrochimice și biochimice.
Curățare mecanică.
Strecurare. Pentru a îndepărta impuritățile mari și a evita înfundarea țevilor și canalelor, se folosesc grătare.
Pentru îndepărtarea particulelor mai mici în suspensie se folosesc site, ale căror deschideri depind de impuritățile captate (0,5-1 mm).
Pentru îndepărtarea impurităților grosiere se folosește sedimentarea în capcane de nisip, rezervoare de decantare, capcane de ulei, limpezitoare etc.
Capcanele de nisip sunt concepute pentru a elimina impuritățile mecanice mai mari de 250 de microni (nisip, sol). Principiul de funcționare al capcanei de nisip se bazează pe modificarea vitezei de mișcare a particulelor solide grele într-un flux lichid. Capcanele de nisip pot fi de diferite modele (cu mișcare orizontală, verticală sau circulară a apei).
Diametrul particulelor îndepărtate este de 0,2-0,25 mm, durata curgerii apei nu este mai mare de 30 de secunde, adâncimea capcanelor de nisip este de 0,25-1 m, lățimea este determinată prin calcul.
Capcane de ulei. Sunt folosite pentru a separa produsele petroliere, uleiurile și grăsimile din apele uzate. Principiul de funcționare se bazează pe plutirea particulelor cu o densitate mai mică decât apa (Fig.).
Filtrare. Este folosit pentru a separa particulele solide și lichide fin dispersate din apele uzate care nu se depun (Fig.). Ca materiale filtrante se folosesc plasele metalice, filtrele din material (bumbac, sticla si fibra artificiala), ceramica si uneori materiale granulare (nisip, pietris, turba, carbune etc.). Acesta este, de regulă, un rezervor, în partea inferioară a căruia există un sistem de drenaj pentru îndepărtarea apei purificate. Viteza de filtrare 0,1-0,3 m/oră. Filtrele sunt curățate prin suflare de aer sau spălare.
Hidrociclonii purifică apa reziduală a particulelor în suspensie sub acțiunea forței centrifuge (Fig.). Apa este alimentată tangenţial în hidrociclon cu viteză mare. Când lichidul se rotește în el, forțele centrifuge acționează asupra particulelor, aruncând particule grele la periferia fluxului. Cu cât diferența de densitate este mai mare, cu atât separarea este mai bună.
Metode de curățare fizico-chimică.
Flotația este utilizată pentru a îndepărta impuritățile dispersate insolubile din apele uzate care nu se depun bine. Pentru a face acest lucru, aerul sub presiune este furnizat apei prin conducte perforate cu orificii mici. Când se deplasează printr-un strat de lichid, bulele de aer se îmbină cu particulele de contaminanți și le ridică la suprafața apei, unde se adună sub formă de spumă. Efectul de curățare depinde de dimensiunea bulelor de aer, care ar trebui să aibă o dimensiune de 10-15 microni. Gradul de purificare este de 95-98%. Pentru a crește gradul de purificare, în apă pot fi adăugați coagulanți. Uneori, oxidarea se realizează simultan în flotator, apoi apa este saturată cu aer îmbogățit cu oxigen sau ozon. În alte cazuri, pentru a elimina oxidarea, flotarea se realizează cu gaze inerte. Flotația poate fi presiune și vid.
Purificarea prin adsorbție (curățarea cu adsorbanți solizi) se folosește pentru epurarea în profunzime a apelor uzate cu o concentrație scăzută de poluanți, dacă nu se biodegradează sau sunt otrăvuri puternice (fenoli, erbicide, pesticide, compuși aromatici și nitro, agenți tensioactivi, coloranți etc.) .
Adsorbția poate fi reactivă, adică cu extragerea unei substante din adsorbant si distructiv, cu distrugerea substantei extrase odata cu adsorbantul. Eficiența de curățare, în funcție de adsorbantul utilizat, este de 80-95%. Carbonul activat, cenușa, zgura, adsorbanții sintetici, argilele, gelurile de silice, gelurile de aluminiu și hidrații de oxid de metal sunt utilizați ca adsorbanți. Cei mai versatili sunt carbonii activați cu o rază a porilor de 0,8-5 nm. Procesul de adsorbție se realizează fie prin amestecare intensivă a adsorbantului cu apă, urmată de decantare, fie prin filtrare printr-un strat de adsorbant. Adsorbantul uzat este regenerat cu abur supraîncălzit sau gaz inert încălzit.
Purificarea prin schimb de ioni este utilizată pentru extragerea metalelor (Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cl, Va, Mn etc.), precum și a compușilor de arsenic, fosfor, compuși de cianuri și substanțe radioactive din apele uzate. Metoda permite recuperarea substanțelor valoroase. Esența metodei este că există substanțe naturale și sintetice (schimbătoare de ioni), insolubile în apă, care, amestecate cu apă, își schimbă ionii cu ionii conținuti în apă. Schimbătorii de ioni capabili să absoarbă ioni pozitivi din apă se numesc schimbători de cationi, iar ionii negativi se numesc schimbători de anioni. Schimbătorii de ioni care schimbă atât cationi, cât și anioni se numesc amfoteri. Schimbătorii de ioni naturali anorganici includ zeoliți, minerale argiloase, feldspați și diverse mici. Cele sintetice anorganice includ silicageluri, oxizi puțin solubili și hidroxizi ai unor metale (aluminiu, crom, zirconiu etc.).
Schimbătorii de ioni naturali organici sunt acizi humici din sol și cărbuni. Cele organice artificiale includ mica schimbătoare de ioni. Într-un mod simplificat, formula schimbătorului de cationi poate fi scrisă ca RH, iar schimbătorul de anioni ca ROH, unde R este un radical complex.
Reacția de schimb ionic se desfășoară după cum urmează:
la contactul cu schimbătorul de cationi
RH+NaCl - RNa+HCI,
la contactul cu schimbătorul de anioni
RО H+NaCI - RCl+NaOH.
Procesele de tratare a apelor uzate cu schimb de ioni se desfășoară în instalații discontinue și continue (Fig.).
Extracția este utilizată pentru purificarea apelor uzate care conțin fenoli, uleiuri, acizi organici, ioni metalici etc. Extracția este profitabilă dacă costul substanțelor extrase compensează costurile implementării acesteia. La o concentrație de 3-4 g/l, extracția este mai avantajoasă decât adsorbția.
Extracția se realizează în 3 etape:
amestecarea intensivă a apei uzate cu extractant (solvent organic). În acest caz, se formează două faze lichide; o faza este un extract care contine substante extrase si un extractant, cealalta este zahar rafinat - apa reziduala si un extractant;
separarea extractului și a rafinatului;
regenerarea extractantului din extract și rafinat.
Agentul de extracție este separat de extract prin evaporare, distilare, reacție chimică și precipitare.
Ultrafiltrarea este procesul de filtrare a soluțiilor prin membrane semipermeabile sub presiune care depășește presiunea osmotică. Membranele permit trecerea moleculelor de solvent, reținând substanțele dizolvate, dimensiune =
Metode chimice.
LA metode chimice Tratarea apelor uzate include neutralizarea, coagularea și flocularea, oxidarea și reducerea. Tratarea chimică se efectuează ca tratare suplimentară a apei înainte sau după tratarea biologică.
Neutralizare. Apele uzate care conțin acizi sau alcali sunt neutralizate înainte de a fi evacuate în corpurile de apă sau înainte de utilizarea tehnologică. Apele cu un pH de 6,5...8,5 sunt considerate practic neutre. Pentru neutralizarea apelor uzate acide, se folosesc alcalii, iar acizii sunt folosiți pentru neutralizarea apelor uzate alcaline.
Neutralizarea poate fi efectuată în diferite moduri: prin amestecarea apelor uzate acide și alcaline, adăugarea de reactivi și filtrarea prin materiale de neutralizare. Pentru neutralizarea apelor acide, alcaline (NaOH, KOH), sodă (Na 2 CO 3 ), apă cu amoniac (NH 3 OH), carbonați de calciu și magneziu (CaCO 3 și MgC03), dolomit (CaC03 și MgC03 ), ciment. Cu toate acestea, cel mai ieftin reactiv este laptele de var (Ca(OH) 2 ).
Pentru neutralizarea apelor uzate alcaline, se folosesc magnezitul, dolomita, calcarul, zgura, cenușa și se folosesc și gazele de eșapament care conțin CO 2, S02, NO2, N2O3 etc. În același timp, gazele de ardere sunt purificate din componentele acide.
Coagularea este procesul de mărire a particulelor dispersate în timpul interacțiunii lor și combinarea în agregate. În tratarea apelor uzate, este utilizat pentru a accelera procesul de sedimentare a impurităților fin dispersate și a substanțelor emulate. Coagulantele din apă formează flocuri de hidrați de oxizi metalici, care se depun rapid sub influența gravitației și captează particulele coloidale și în suspensie.
Flocularea este procesul de agregare a particulelor în suspensie atunci când se adaugă în apa uzată cu un nivel ridicat compuși moleculari numite floculanti. Spre deosebire de coagulare, agregarea are loc nu numai ca urmare a contactului, ci și ca urmare a interacțiunii dintre floculant și substanța extrasă. Pentru curățare se folosesc floculanti naturali și sintetici (poliacrilamidă, amidon, celuloză).
Purificare prin oxidare și reducere.
Pentru tratarea apelor uzate se folosesc următorii agenți oxidanți: clor gazos și lichefiat, dioxid de clor, înălbitor, hipocloriți de calciu și sodiu, permanganat de potasiu, dicromat de potasiu, peroxid de hidrogen, oxigen din aer, ozon etc.
În timpul oxidării, contaminanții toxici se transformă în alții mai puțin toxici și sunt ulterior îndepărtați din apă. Purificarea prin oxidare presupune un consum mare de reactivi, astfel încât oxidarea este utilizată atunci când contaminanții sunt greu de îndepărtat prin alte mijloace.
Oxidare cu clor. Clorul și substanțele care conțin clor activ sunt cei mai des întâlniți agenți oxidanți. Ele sunt folosite pentru purificarea apelor uzate din hidrogen sulfurat, fenoli, cianuri și bacterii.
Când apa este dezinfectată, cianura este oxidată în azot și dioxid de carbon.
Când apa este clorurată, bacteriile din apă mor ca urmare a oxidării substanțelor care alcătuiesc protoplasma celulelor.
Oxidarea cu oxigen din aer este utilizată în purificarea apei din fier, pentru oxidarea fierului feros în fier feric și separarea ulterioară a hidroxidului de fier.
Purificarea prin reducere se folosește în cazurile în care apa conține substanțe ușor de redus (compuși de mercur, crom, arsen). În acest proces, ele sunt reduse la metale și apoi îndepărtate prin filtrare sau flotație.
Metode electrochimice curatenie. Pentru a purifica apa din diverse impurități dizolvate și dispersate, se utilizează oxidarea anodică, reducerea catodă, electrocoagularea, electroflotația și electrodioliza. Toate aceste procese au loc pe electrozi atunci când un curent electric continuu este trecut prin apa uzată.
Metode biochimice de curățare.
Metodele de tratare biochimică sunt utilizate pentru purificarea apelor uzate menajere și industriale din organice și unele compuși anorganici(hidrogen sulfurat, sulfuri, amoniac, nitrați etc.). Procesul de purificare se bazează pe faptul că anumite microorganisme folosesc contaminanți în alimente. Oxidarea biochimică este posibilă dacă raportul (BOD P / COD) 100 >= 50%, apele uzate nu conțin impurități toxice ale metalelor grele, iar concentrația de substanțe biologic neoxidabile nu depășește anumite valori.
Sunt cunoscute metode aerobe și anaerobe de tratament biochimic. Metoda aerobă folosește microorganisme care necesită oxigen și o temperatură de 20-40 pentru a trăi. 0 C.
Metodele anaerobe procedează fără oxigen și sunt utilizate în principal pentru dezinfectarea sedimentelor.
Nămolul activat este format din organisme vii și substrat solid. Organismele vii sunt reprezentate în principal de 12 tipuri de microorganisme și protozoare (viermi, ciuperci mucegăite, drojdie, acumulare de bacterii, crustacee etc.). Compoziția chimică nămolul activ poate fi scris C m H n O k N c S i .
Biodegradabilitatea apelor uzate este caracterizată prin indicatorul biochimic BOD P / COD. Apele uzate menajere au un indicator > 0,5, ape uzate industriale (0,05-0,3).
Potrivit indicatorilor biochimici, apele uzate sunt împărțite în patru grupe:
indicator biochimic > 0,2 – apele sunt bine purificate biochimic (fabrici alimentare, petrochimie);
indicator biochimic 0,1-0,02 - apa după epurare mecanică poate fi trimisă pentru oxidare biochimică;
BP – 0,01-0,001 – apele uzate pot fi trimise spre epurare biochimică după epurare mecanică și locală fizico-chimică.
BP
Pentru o oxidare biochimică de succes, N, P, K, S, Mg, Ca, NaCl, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Cu trebuie să fie prezente în apele uzate.
Metode aerobe de purificare biochimică.
Tratamentul aerobic poate avea loc în structuri naturale și artificiale. În condiții naturale, purificarea are loc în câmpurile de irigare, câmpurile de filtrare și iazurile biologice. Filtrele artificiale sunt biofiltre, rezervoare de aerare și rezervoare de oxigen.
Alegerea instalațiilor de tratare a apei depinde de condițiile climatice, de volumul și compoziția apei uzate și de concentrația de poluanți.
În structurile artificiale, curățarea se desfășoară mai repede decât în condiții naturale.
Câmpuri de irigare. Apa uzată este folosită pentru irigarea culturilor agricole și plantarea de arbori și arbuști.
Iazurile biologice sunt o cascadă de iazuri în 3-5 etape prin care apa prepurificată se mișcă cu viteză mică. Iazurile vin cu aerare naturală și artificială. Cu aerare naturală, iazurile au o adâncime mică (0,5-1 m) și sunt locuite de organisme acvatice. Cu aerare artificială, iazurile sunt aerate prin agitare mecanică sau suflare de aer.
Biofiltrele sunt structuri în care apa uzată este filtrată printr-un material de încărcare acoperit cu o peliculă biologică formată din colonii de microorganisme. Microorganismele din biofilm oxidează substanțele organice, folosindu-le ca hrană și energie. Pelicula moartă este spălată cu apă reziduală și îndepărtată din corpul biofiltrului. Oxigenul aerului necesar procesului biochimic intră în grosimea încărcăturii prin ventilația naturală și artificială a filtrului. Ca material de încărcare se utilizează o încărcare volumetrică (pietriș, zgură, argilă expandată, piatră zdrobită) și o încărcare plată (plastice, azbociment, ceramică, metal, țesături etc.).
Aerotancurile sunt rezervoare în care apa uzată purificată și nămolul activ sunt saturate cu aer și amestecate. Pentru a asigura funcționarea normală, aerul este furnizat continuu. După purificare, apa se depune. Nămolul activat este separat și parțial furnizat unui nou tratament și parțial evacuat în locurile de nămol.
Uneori se folosește oxigenul tehnic în loc de aer pentru oxidare. Aceste structuri se numesc oksitenki.
Metode anaerobe de tratament biochimic.
Metodele anaerobe sunt utilizate pentru digestia nămolului format în timpul epurării biochimice a apelor uzate industriale, precum și pentru tratarea apelor uzate industriale concentrate cu DBO. deplin >4-5 g/l. Produșii finali ai fermentației sunt alcoolii, acizii, gazele de fermentație (CO 2, H2, CH4).
Fermentarea metanului este utilizată pentru tratarea apelor uzate.
Procesul de fermentare se desfășoară în digestoare - rezervoare închise ermetic dotate cu dispozitive pentru introducerea sedimentului nefermentat și îndepărtarea sedimentului fermentat (Fig.). Înainte de a fi introdus în digestor, nămolul trebuie deshidratat cât mai mult posibil.
Dezinfectarea apelor uzate. Înainte de a fi evacuate în corpurile de apă, apele uzate trebuie dezinfectate (dezinfectate). Eficacitatea dezinfectării este determinată de titrul coli (cel mai mic volum în mm de apă uzată care conține o E. coli). Apa cu un titru coli de 0,001 este considerată dezinfectată.
Dezinfecția se efectuează cu clor lichid, hipoclorit de sodiu sau potasiu, înălbitor, ozon, etc. Durata contactului apei cu clorul este de 30 de minute. Consum de clor de la 3 la 10 g/m 3 . Ozonul are un efect bactericid mai mare decât clorul. Ozonul, concomitent cu dezinfecția, îmbunătățește parametrii fizico-chimici și organoleptici ai apei. Ozonul se obține din aer în instalații speciale. Pentru a obține 1 kg de ozon sunt necesari 50-60 m 3 aer.
Tratarea namolului.
După tratarea biochimică, se formează o cantitate mare de sediment. Pentru dezinfectarea acestora se foloseste digestia anaeroba in digestoare, stabilizare, conditionare, deshidratare sau tratament termic. Stabilizarea sedimentelor se efectuează pentru a distruge partea biodegradabilă a materiei organice în dioxid de carbon, metan și apă. Se efectuează cu ajutorul microorganismelor în condiții aerobe și anaerobe. În condiții anaerobe, fermentația se desfășoară în fose septice, rezervoare de decantare cu două niveluri, limpezitoare, supraîncălzitoare și digestoare.
