Условия, вызывающие загрязнение водоемов. охрана воды – биология

Загрязнение водоёмов (4)

Сохрани ссылку в одной из сетей:

План

– Загрязнение водоёмов

– Очистные сооружения водоёмов

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Термин «экология» (от греч. oikos – жилище, обитель, дом и logos – слово, учение) ввел в 1866 г Эрнст Геккель (1834–1919) – немецкий зоолог, он означает «знание, учение о доме, обители, месте обитания».

Антропоцентрический, технологический, технократический подход к решению вопроса о взаимоотношениях Человека и Природы. Согласно этому подходу человек не включается как цивилизация в число организмов природы.

Считается, что законы, управляющие жизнью сообществ растений и животных в природе не распространяются на человека (или играют подчиненную роль по отношению к законам жизни людей). Живая природа и человеческое общество рассматриваются как 2 разные системы, внутренние связи в каждой из которых сильнее и существеннее, чем связи между ними.

При таком подходе взаимоотношения человека и природы строятся по правилам, которые устанавливает сам человек. Возникшие проблемы окружающей среды считаются следствием неправильного ведения хозяйства, высокой отходности и ресурсоемкости, несовершенства технологий.

Потому эти проблемы выглядят принципиально устранимыми технологическим путем, а законы природы не могут и не должны мешать экономическому росту, научно-техническому и социальному прогрессу человечества.

Сегодня уже каждый знает слово «экология». В последнее время оно применяется довольно часто. Оно стало модным. Его упоминают политики и учёные, писатели и философы, активисты общественного движения и просто обыватели.

Важность экологии как науки для человека заключается в том, что она изучает его непосредственное природное окружение.

По мере своего эволюционного развития человек, наблюдая природу и присущую ей гармонию, невольно стремился ввести гармонию в свою жизнь.

Это желание стало особенно острым лишь сравнительно недавно, после того, как стали очень заметными последствия неразумной хозяйственной деятельности, приводящие к разрушению природной среды. А это в конечном итоге оказало неблагоприятное влияние на самого человека. Вот почему термин «экология» получил такое широкое распространение.

Загрязнение водоёмов

Круговорот воды, этот долгий путь ее движения, состоит из нескольких стадий: испарения, образования облаков, выпадения дождя, стока в ручьи и реки и снова испарения, На всем своем пути вода сама способна очищаться от попадающих в нее загрязнений – продуктов гниения органических веществ, растворенных газов и минеральных веществ, взвешенного твердого материала. В местах большого скопления людей и животных природной чистой воды обычно не хватает, особенно если ее используют для сбора нечистот и переноса их подальше от населенных пунктов.

Если нечистот в почву попадает не много, почвенные организмы перерабатывают их, заново используя питательные вещества, и в соседние водотоки просачивается уже чистая вода. Но если нечистоты попадают сразу в воду, они гниют, и на их окисление расходуется кислород. Создается так называемая биохимическая потребность в кислороде.

Чем выше эта потребность, тем меньше кислорода остается в воде для живых микроорганизмов, особенно для рыб и водорослей. Иногда из-за недостатка кислорода гибнет все живое.

Вода становиться биологически мертвой – в ней остаются только анаэробные бактерии ; они процветают без кислорода и в процессе своей жизнедеятельности выделяют сероводород – ядовитый газ со специфическим запахом тухлых яиц. И без того безжизненная вода приобретает гнилостный запах и становится совсем непригодной для человека и животных.

Подобное может произойти и при избытке в воде таких веществ, как нитраты и фосфаты; они попадают в воду из сельскохозяйственных удобрений на полях или из сточных вод, загрязненных моющими средствами. Эти биогенные вещества стимулируют рост водорослей, водоросли начинают потреблять много кислорода, а когда его становится недостаточно, они гибнут.

В природных условиях озеро, прежде чем заилиться и исчезнуть, существует около 20тыс. лет. Избыток биогенных веществ ускоряет процесс старения, или интрофикацию, и уменьшает срок жизни озера, делая его к тому же малопривлекательным. В теплой воде кислород хуже растворяется, чем в холодной.

Некоторые предприятия, особенно электростанции, потребляют огромное количество воды на охлаждение. Нагретая вода сбрасывается обратно в реки и еще больше нарушает биологическое равновесие водной системы. Пониженное содержание кислорода препятствует развитию одних живых видов и дает преимущество другим.

Но эти новые, теплолюбивые виды тоже сильно страдают, как только прекращается подогрев воды. Органические отбросы, биогенные вещества и тепло становятся помехой для нормального развития пресноводных экологических систем только тогда, когда они перегружают эти системы.

Но в последние годы на экологические системы обрушились огромные количества абсолютно чужеродных веществ, от которых они не знают защиты. Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве, металлы и химикалии из промышленных сточных вод сумели проникнуть в пищевую цепь водной среды, что может иметь непредсказуемые последствия.

Виды, стоящие в начале пищевой цепи, могут накапливать эти вещества в опасных концентрациях и становятся еще более уязвимыми для других вредных воздействий. Загрязненную воду можно очистить. При благоприятных условиях это происходит естественным путем в процессе природного круговорота воды. Но загрязненным бассейнам – рекам, озерам и т.п.

– для восстановления требуется значительно больше времени. Чтобы природные системы сумели восстановиться, необходимо, прежде всего, прекратить дальнейшее поступление отходов в реки. Промышленные выбросы не только засоряют, но и отравляют сточные воды. А эффективность дорогостоящих приспособлений для очистки таких вод пока еще недостаточно изучена. Несмотря ни на что, некоторые городские хозяйства и промышленные предприятия все еще предпочитают сбрасывать отходы в соседние реки и весьма неохотно отказываются от этого только тогда, когда вода становится совсем непригодной или даже опасной. В своем нескончаемом кругообороте вода то захватывает и переносит множество растворенных или взвешенных веществ, то очищается от них.

Многие из примесей в воде являются природными и попадают туда вместе с дождем или грунтовыми водами. Тот же путь проходят и некоторые из загрязняющих веществ, связанных с деятельностью человека.

Дым, пепел и промышленные газы вместе с дождем оседают на землю; химические соединения и нечистоты, внесенные в почву с удобрениями, попадают в реки с грунтовыми водами. Некоторые отходы следуют по искусственно созданным путям -дренажным канавам и канализационным трубам.

Эти вещества обычно более ядовиты, но их сброс легче контролировать, чем тех, которые переносятся в процессе природного круговорота воды.

Общемировое водопотребление на хозяйственные и бытовые нужды составляет примерно 9% суммарного стока рек. Поэтому не прямое водопотребление гидроресурсов вызывает нехватку пресных вод в тех или иных регионах земного шара, а их качественное истощение.

За последние десятилетия все более значительную часть круговорота пресных вод стали составлять промышленные и коммунальные стоки. На промышленные и бытовые нужды потребляется около 600-700куб. км воды в год. Из этого объема безвозвратно расходуется 130-150куб. км, а около 500куб.

км отработанных, так называемых сточных вод сбрасывается в реки, озера и моря.

Очистные сооружения водоёмов

Важное место в предохранении гидроресурсов от качественного истощения принадлежит очистным сооружениям. Очистные сооружения бывают разных типов в зависимости от основного способа обезвреживания нечистот.

При механическом методе нерастворимые примеси удаляют из сточных вод через систему отстойников и разного рода ловушек. В прошлом этот способ находил самое широкое применение для очистки промышленных стоков. Сущность химического метода заключается в том, что на очистных станциях в стоки вносят реагенты.

Они вступают в реакцию с растворенными и нерастворенными загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в отстойниках, откуда их удаляют механическим путем. Но этот способ непригоден для очистки стоков, содержащих большое количество разнородных загрязнителей.

Для очистки промышленных стоков сложного состава применяют электролитический (физический) метод. При этом способе электрический ток пропускают через промстоки, что приводит к выпадению большинства загрязняющих веществ в осадок.

Электролитический способ очень эффективен и требует относительно небольших затрат на сооружение очистных станций. У нас в стране в городе Минске целая группа заводов с помощью этого метода добилась очень высокой степени очистки стоков.

При очистки бытовых стоков наилучшие результаты дает биологический метод. В этом случае для минерализации органических загрязнений используют аэробные биологические процессы, осуществляемые с помощью микроорганизмов. Биологический метод применяют как в условиях, приближенных к естественным, так и в специальных биоочистных сооружениях.

В первом случае хозяйственно – бытовые стоки подаются на поля орошения. Здесь сточные воды фильтруются через почвогрунты и при этом проходят бактериальную очистку. На полях орошения скапливается огромное количество органических удобрений, что позволяет выращивать на них высокие урожаи.

Сложную систему биологической очистки загрязненных рейнских вод для целей водоснабжения ряда городов страны разработали и применяют голландцы. На Рейне построены насосные станции с фильтрами частичной очистки. Из реки вода закачивается в неглубокие канавы на поверхность речных террас. Через толщу алмовиальных отложений она фильтруется, пополняя грунтовые воды.

Грунтовые воды подаются по скважинам на дополнительную очистку и затем поступают в водопровод.

Очистные сооружения решают проблему сохранения качества пресных вод лишь до определенной стадии развития экономики конкретных географических регионов. Затем наступает момент, когда местных гидроресурсов уже не хватает для разбавления возросшего количества очищенных стоков. Тогда начинается прогрессирующее загрязнение гидроресурсов, наступает их качественное истощение.

Кроме того, на всех станциях очистки по мере роста стоков встает проблема размещения значительных объемов отфильтрованных загрязняющих веществ. Таким образом, очистка промышленных и коммунальных стоков дает лишь временное решение местных задач охраны вод от загрязнения.

Кардинальные пути защиты от загрязнения и разрушения природноаквальных и сопряженных с ними природных территориальных комплексов заключается в уменьшении или даже полном прекращении сброса в водоемы отработанных, в том числе и очищенных сточных вод. Совершенствование технологических процессов постепенно решает эти задачи.

На все большем числе предприятий применяют замкнутый цикл водообеспечения. В этом случае отработанные воды проходят лишь частичную очистку, после которой они снова могут быть использованы в ряде отраслей промышленности.

Полное осуществление всех мер, направленных на прекращение сбросов нечистот в реки, озера и водохранилища, возможно только в условиях сложившихся территориально – производственных комплексов. В пределах производственных комплексов для организации замкнутого цикла водоснабжения можно использовать сложные технологические связи между различными предприятиями.

В будущем очистные сооружения не будут сбрасывать отработанные воды в водоемы, а станут одним из технологических звеньев цепи замкнутого водообеспечения.

Прогресс техники, тщательный учет местных гидрологических, физико – и экономико -географических условий при планировании и формировании территориально -производственных комплексов позволяет в перспективе обеспечить количественное и качественное сохранение всех звеньев круговорота пресной воды, превратить ресурсы пресных вод в неисчерпаемые. Все чаще для пополнения ресурсов пресных вод используются другие части гидросферы. Так, разработана достаточно эффективная технология опреснения морских вод. Технически проблема опреснения морской воды решена. Однако для этого требуется много энергии, и поэтому опресненная вода еще очень дорога. Значительно дешевле опреснять солоноватые подземные воды. С помощью гелиоустановок эти воды опресняют на юге США, на территории Калмыкии, Краснодарском крае, Волгоградской области. На международных конференциях по проблемам водных ресурсов обсуждаются возможности переброски пресной воды, законсервированной в виде айсбергов. Впервые предложил использовать айсберги для водоснабжения засушливых районов земного шара американский географ и инженер Джон Айзекс. По его проекту от берегов Антарктиды айсберги должны транспортироваться судами в холодное Перуанское течение и далее по системе течений к берегам Калифорнии. Здесь они прикрепляются к берегу, и пресная вода, образующаяся при таянии, будет подаваться по трубам на материк. Причём за счёт конденсации на холодной поверхности айсбергов количество пресной воды окажется на 25% большим, чем содержится в них самих.

Водные ресурсы не бесконечны и загрязняя их они со временем истощаются и становятся болотами. Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства – одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения.

В России широко существляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются а многократно используются в технологических процессах.

Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь. В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект.

Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод. Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов.

Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой

производственных сточных вод. В ближайшей перспективе намечается внедрение

мембранных методов для очистки сточных вод.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4% национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты составляют (в %) : охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов – 48,0, ликвидация твердых отходов – 15,0, снижение шума – 0,7, прочие – 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат – затраты на охрану водоемов. Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов – это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

В скором будущем очистные сооружения не будут сбрасывать отработанные воды в водоемы, а станут одним из технологических звеньев цепи замкнутого водообеспечения.

4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Муравей Л. А. «Экология и безопасность жизнедеятельности». – М.: Издательство ЮНИТИ-ДАНА, 2004г. – 224с

2.Коробкин В. И., Передельский Л. В. «Экология для студентов вузов.» Ростов-на-Дону, «Феникс», 2001г. – 320с.

Источник: http://works.doklad.ru/view/wRP_FwMD3Ws.html

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.

Источник: http://eco.bobrodobro.ru/9779

Причины и смертельные последствия загрязнения воды

Долгое время проблема загрязнения воды не была острой для большинства стран. Имеющихся ресурсов хватало для того, чтобы удовлетворять потребности местного населения. По мере роста промышленности, увеличения количества используемой воды человеком ситуация кардинально изменилась. Теперь вопросами её очистки и сохранения качества занимаются на международном уровне.

Способы определения степени загрязнения

Под загрязнением воды принято понимать изменение её химического или физического состава, биологических характеристик. Это определяет ограничения при дальнейшем использовании ресурса. Большого внимания заслуживает загрязнение пресных вод, потому что их чистота неразрывно связана с качеством жизни и здоровьем человека.

Для того чтобы определить состояние воды, измеряется целый ряд показателей. Среди них:

цветность;
степень мутности;
запах;
pH уровень;
содержание тяжёлых металлов, микроэлементов и органических веществ;
титр кишечной палочки;
гидробиологические показатели;
количество растворённого в воде кислорода;
окисляемость;
наличие патогенной микрофлоры;
химическое потребление кислорода и др.

Практически во всех странах существуют надзорные органы, которые должны с определённой периодичностью в зависимости от степени важности пруда, озера, реки и пр. определять качество из содержимого. В случае обнаружения отклонений выявляются причины, которые могли спровоцировать загрязнение воды. Затем принимаются меры к их устранению.

Что провоцирует загрязнение ресурсов?

Причин, которые могут вызвать загрязнение воды, очень много. Это не всегда связано с деятельностью человека или промышленных предприятий. Природные катаклизмы, которые происходят периодически на различных территориях, также могут нарушить условия среды. Наиболее распространёнными причинами принято считать:

Бытовые и промышленные сточные воды. Если они не проходят систему очистки от синтетических, химических элементов и органических веществ, то, попадая в водоёмы, способны провоцировать водно-экологическую катастрофу.
Кислотные дожди. Об этой проблеме говорят не так часто, чтобы не провоцировать социальную напряжённость. Но отработанные газы, попадающие в атмосферу после выбросов автомобильного транспорта, промышленных предприятий, вместе с дождями оказываются на земле, загрязняя окружающую среду.
Твёрдые отходы, которые способны не только изменить состояние биосреды в водоёме, но и само течение. Часто это приводит к разливам рек и озёр, затруднению течения.
Органические загрязнения, связанные с деятельностью человека, естественным разложением умерших животных, растений и т. д.
Промышленные аварии и техногенные катастрофы.
Наводнения.
Тепловое загрязнение, связанное с производством электрической и прочей энергии. В некоторых случаях происходит нагрев воды до 7 градусов, что вызывает гибель микроорганизмов, растений и рыб, для которых нужен иной температурный режим.
Сходы лавин, селей и т. д.

В некоторых случаях природа способна сама со временем произвести очистку водных ресурсов. Но период химических реакций будет большим. Чаще всего гибель жителей водоёмов и загрязнение пресных вод невозможно предотвратить без вмешательства человека.

Процесс перемещения загрязнителей в воде

Если речь не идёт о твёрдых отходах, то во всех остальных случаях загрязнители могут существовать:

в растворённом состоянии;
во взвешенном состоянии.

Они могут представлять собой капельки или мелкие частицы. Биозагрязнители наблюдаются в виде живых микроорганизмов или вирусов.

Если в воду попадают твёрдые частицы, то необязательно они осядут на дне. В зависимости от течения, штормовых явлений они способны подниматься на поверхность. Дополнительным фактором является состав воды. В морской подобным частицам опуститься на дно практически невозможно. В результате течения они легко перемещаются на большие расстояния.

Эксперты обращают внимание на то, что из-за смены направлений течения в прибрежных зонах традиционно уровень загрязнения выше.

Независимо от типа загрязнителя, он способен попасть в организм рыб, которые обитают в водоёме, или птиц, ищущих себе пропитание в воде. Если это не приводит к прямой гибели существа, то способно сказаться на дальнейшей пищевой цепочке. Существует высокая вероятность того, что именно так загрязнение воды отравляет людей и ухудшает состояние их здоровья.

Основные результаты влияния загрязнённости на окружающую среду

Независимо от того, попадает ли загрязнитель в организм человека, рыбы, животного, срабатывает защитная реакция. Некоторые виды токсинов могут быть обезврежены иммунными клетками. В большинстве случаев живому организму требуется помощь в виде лечения, чтобы процессы не приняли серьёзный характер и не привели к гибели.

Учёные определяют в зависимости от источника загрязнения и его влияния следующие показатели отравления:

Генотоксичность. Тяжёлые металлы и другие микроэлементы способы повредить и изменить структуру ДНК. В результате наблюдаются серьёзные проблемы в развитии живого организма, повышается риск заболеваний и т. д.
Канцерогенность. Проблемы онкологии тесно связаны с тем, какую воду употребляет человек или животные. Опасность заключается в том, что клетка, превратившись в раковую, способна быстро переродить остальные в организме.
Нейротоксичность. Многие металлы, химические вещества способны влиять на нервную систему. Всем известно явление выброса китов, которое провоцируется подобными загрязнениями. Поведение морских и речных обитателей становится неадекватным. Они не только способны убить себя, но и начать пожирать тех, кто раньше им был неинтересен. Попадая с водой или пищей из таких рыб и животных в организм человека, химические вещества могут провоцировать замедление реакции мозга, разрушение нервных клеток и т.д.
Нарушение энергообмена. Воздействуя на клетки митохондрии, загрязнители способны изменять процессы выработки энергии. В результате организм перестаёт осуществлять активные действия. Недостаток энергии может вызвать смерть.
Репродуктивная недостаточность. Если гибель живых организмов загрязнение воды вызывает не так часто, то повлиять на состояние здоровья оно способно в 100 процентах случаев. Учёные особенно озабочены тем, что утрачивается их способность воспроизводить новое поколение. Решить эту генетическую проблему бывает непросто. Требуется искусственное обновление водной среды.

Как работает контроль и очистка вод?

Понимая, что загрязнение пресных вод ставит под угрозу существование человека, государственные органы на национальном и международном уровне создают требования к осуществлению деятельности предприятий и поведению людей. Эти рамки находят отражение в документах, регламентирующих процедуры контроля воды и работы систем очистки.

Выделяют следующие способы очистки:

Механическая или первичная. Её задача – предотвратить попадание в водоёмы крупных предметов. Для этого на трубах, по которым идут стоки, устанавливают специальные решётки и фильтры, задерживающие их. Требуется своевременно проводить очистку труб, иначе засор может стать причиной аварии.
Специализированная. Призвана улавливать загрязнители какого-то одного типа. Например, существуют ловушки для жиров, нефтяных пятен, хлопьевидных частиц, которые осаждаются с помощью коагулянтов.
Химическая. Подразумевает, что сточные воды будут использованы повторно в замкнутом цикле. Поэтому, зная их состав на выходе, подбирают химические вещества, которые способны вернуть воду в первоначальное состояние. Обычно это техническая вода, а не питьевая.
Третичная очистка. Чтобы воду можно было использовать в быту, сельском хозяйстве, в пищевой промышленности, её качество должно стать безупречным. Для этого её обрабатывают специальными составами или порошками, способными в процессе многоэтапной фильтрации задержать тяжёлые металлы, вредные микроорганизмы и другие вещества.

В быту всё больше людей старается устанавливать мощные фильтры, которые избавляют от загрязнения, причиной которого становятся старые коммуникации и трубы.

Болезни, которые может провоцировать грязная вода

Пока не стало понятно, что с водой в организм могут попадать возбудители инфекций и бактерии, человечество сталкивалось с глобальными проблемами. Ведь эпидемии, наблюдавшиеся периодически в той или иной стране, уносили жизни сотен тысяч людей.

К наиболее распространённым заболеваниям, к которым может привести плохая вода, относятся:

тиф;
холера;
энтеровирус;
лямблиоз;
шистосомоз;
амебиаз;
врождённые уродства;
психические аномалии;
кишечные расстройства;
гастрит;
поражение кожи;
ожоги слизистых;
онкологические заболевания;
снижение репродуктивной функции;
эндокринные нарушения.

Приобретение бутилированной воды и установка фильтров является средством профилактики заболеваний. Некоторые используют серебряные предметы, которые также частично обеззараживают воду.

Загрязнение воды способно изменить планету и сделать качество жизни совершенно другим.

Именно поэтому вопрос сохранения водоёмов постоянно поднимается экологическими организациями и научно-исследовательскими центрами.

Это позволяет привлечь внимание предприятий, общественности, государственных органов к существующим проблемам и простимулировать начало активных действий по предотвращению катастрофы.

Источник: https://legkopolezno.ru/ekologiya/prirodnye-resursy/zagryazneniye-vody/

Ответы@Mail.Ru: причины загрязнения водоемов? СРОЧНО ПОМОГИТЕ!

различные выбросы *фабрик, заводом, или человеческого поселения* Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т. д.

в основном, антропогенные. так называемая эвтрофикация. но может быть и биогенное – когда в экосистеме (пруд, озеро и т. д) появляются не встречавшиеся там ранее виды, которые начинают активно осваивать местность.

В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Есть несколько природных загрязнителей.

Находящиеся в земле соединения алюминия попадают в систему пресных водоёмов в результате химических реакций. Паводки вымывают из почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам. Однако объём естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с производимыми человеком.

Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжелых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома) , пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВы) .

Как известно, ежегодно в моря и океаны попадает до 12 млн тонн нефти. Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению содержания в воде ионов тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот воды в природе попадают радиоактивные отходы.

Сброс неочищенных сточных вод в водные источники приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80 % заболеваний в мире вызваны неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды.

В сельской местности проблема качества воды стоит особенно остро — около 90 % всех сельских жителей в мире постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой. Загрязнение воды – это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение вод.

Сточные воды Промышленные стоки, содержащие неорганические и органические отходы, нередко спускаются в реки и моря. Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ, действие которых на окружающую среду заранее не известно. Сотни из этих веществ представляют собой новые соединения.

Хотя промышленные стоки во многих случаях подвергаются предварительной очистке, они все-таки содержат токсичные вещества, которые трудно обнаружить имеет много причин. Очистка сточных вод не дает необходимого эффекта, поскольку позволяет удалять из воды только твердые вещества и лишь небольшую долю растворенных в ней питательных веществ.

Большую озабоченность вызывает также повышение уровня нитратов, наблюдаемое в питьевой воде. Высказывается мнение, что высокое содержание нитратов в воде может приводить к возникновению рака желудка и являться причиной повышенной детской смертности. Утечка нефти Только в США ежегодно происходит приблизительно 13000 случаев утечки нефти.

В морскую воду ежегодно попадает до 12 млн. т нефти. В Великобритании ежегодно выливается в канализацию свыше 1 млн. т использованного машинного масла. Нефть, пролитая в морскую воду, оказывает много неблагоприятных воздействий на жизнь моря. Прежде всего гибнут птицы, тонут, перегреваются на солнце или лишаются пищи.

Нефть ослепляет живущих в воде животных-тюленей, нерпу. Она уменьшает проникнование света в замкнутые водоемы и может повышать температуру воды. Это особенно губительно для организмов, способных существовать только в ограниченном интервале температур. Нефть содержит токсичные компоненты, например ароматические углеводороды, которые губительно действуют на некоторые формы водной жизни даже в таких концентрациях, как несколько миллионных долей.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т. д.

Сточные воды Бытовые сточные воды нередко содержат синтетические моющие средства, которые попадают в реки и моря. Скопления неорганических веществ влияет на водных обитателей, и уменьшают количество кислорода воде, что приводит к образованию так называемых «мертвых зон», которых в мире уже около 400.

Нередко промышленные стоки, содержащие неорганические и органические отходы, спускаются в реки и моря. Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ, действие которых на окружающую среду заранее не известно. Многие из них представляют собой новые соединения.

Хотя промышленные стоки во многих случаях подвергаются предварительной очистке, они все-таки содержат токсичные вещества, которые трудно обнаружить.

Кислотные дожди Кислотные дожди возникают в результате попадания в атмосферу отработанных газов, выпускаемых металлургическими предприятиями, тепловыми электростанциями, нефтеперерабатывающими заводами, а также другими промышленными предприятиями и автомобильным транспортом.

Эти газы содержат оксиды серы и азота, которые соединяются с влагой и кислородом воздуха и образуют серную и азотную кислоты. Затем эти кислоты выпадают на землю – иногда на расстоянии многих сотен километров от источника загрязнения атмосферы. В таких странах, как Канада, США, ФРГ тысячи рек и озер остались без растительности и рыбы.

Твердые отходы Если в воде находится большое количество взвешенных твердых веществ, они делают ее непрозрачной для солнечного света и тем самым препятствуют процессу фотосинтеза в водных бассейнах. Это в свою очередь вызывает нарушения в цепи питания в таких бассейнах.

Кроме того, твердые отходы вызывают заиливание рек и судоходных каналов, что приводит к необходимости частого проведения дноуглубительных работ. Утечка нефти Только в США ежегодно происходит приблизительно 13000 случаев утечки нефти. В морскую воду ежегодно попадает до 12 млн. т нефти. В Великобритании ежегодно выливается в канализацию свыше 1 млн.

т использованного машинного масла. Нефть, пролитая в морскую воду, оказывает много неблагоприятных воздействий на жизнь моря. Прежде всего, гибнут птицы: тонут, перегреваются на солнце или лишаются пищи. Нефть ослепляет живущих в воде животных-тюленей, нерпу. Она уменьшает проникновение света в замкнутые водоемы и может повышать температуру воды.

Неопределенные источники Часто сложно установить источник загрязнения воды – это может быть несанкционированный выброс вредных веществ предприятием, или загрязнение, обусловленное сельскохозяйственными или промышленными работами. Это приводит к загрязнению воды нитратами, фосфатами, токсичными ионами тяжелых металлов и пестицидами.

Тепловое загрязнение воды Тепловое загрязнение воды вызывается тепловыми или атомными электростанциями. Тепловое загрязнение вносится в окружающие водоемы отработанной охлаждающей водой. В результате повышение температуры воды в этих водоемах приводит к ускорению в них некоторых биохимических процессов, а также к уменьшению содержания кислорода, растворенного в воде. Происходит нарушение тонко сбалансированных циклов размножения различных организмов. В условиях теплового загрязнения, как правило, наблюдается сильное разрастание водорослей, но вымирание других живущих в воде организмов.

Источник: https://touch.otvet.mail.ru/question/36230824

Способ регулирования биологического загрязнения водоемов

Изобретение относится к охране вод от биологического загрязнения и улучшению санитарно-биологического состояния водоемов.

Ответной реакцией различных водных экосистем на обогащение биогенными и органическими веществами является интенсификация развития водорослей как первичного фотосинтезирующего звена, утилизирующего избыток питательных элементов в виде растительной продукции.

Исходя из законов экологии эту реакцию водной системы можно рассматривать как приспособительную, как стремление экосистемы выжить и стабилизировать биотический круговорот, который непрерывно нарушается экзогенными экстремальными воздействиями.

В этом направлении действуют естественные пути регуляции экологического равновесия, по этой линии идет эволюция экосистемы.

Поскольку происходит чрезмерное обогащение водоема биогенными элементами, то, в первую очередь, нужно прекратить или резко сократить их приток. Если последнее на данном этапе невозможно, то необходимо встраиваться в биотический круговорот экосистемы и научиться утилизировать образующийся избыток вещества и энергии в виде биологической продукции.

В результате эвтрофирования водных объектов (повышение содержания в воде биогенных и органических веществ) происходит снижение степени кислородного насыщения, особенно в придонных слоях.

Это, с одной стороны, вызывает заморы рыб, с другой стороны, способствует накоплению восстановленных форм биогенных и органических веществ (азота в виде аммиака и аммонийных ионов, серы в виде сульфидов и др.). Как известно, в состав живого организма азот и сера входят в виде восстановленных соединений – аминных и сульфгидрильных групп.

Поэтому усвоение и включение в процессы метаболизма экзогенных восстановленных соединений требуют значительно меньших энергетических затрат, чем окисленных.

В эвтрофировании природных водоемов особое место занимает фосфор. Это связанно с тем, что фосфор в клетках растений непосредственно участвует в процессах фотосинтеза и дыхания, азотном, углеводном и липидном обменах, активировании ферментных систем. Фосфор входит в состав протоплазмы и ядра клетки.

При снижении степени кислородного насыщения придонных слоев воды соединения фосфора переходят из донных отложений в растворимую форму.

Поскольку сине-зеленные водоросли периодически мигрируют в придонные слои воды (в ночное время), они аккумулируют восстановленный фосфор природных слоев и таким образом полностью обеспечивают свои потребности в фосфоре даже при его дефиците в водной толще (Л.А.Сиренко, М.Я.Гавриленко. «Цветение» воды и эвтрофирование. Киев «Наукова Думка» 1978 с.60, 64, 113, 117, 172).

Известен способ борьбы с биологическим загрязнением водохранилищ.

Согласно способу в ночное время, начиная с 22-24 часов гидроагрегаты гидроэлектростанций переводятся с турбинного в насосно-двигательный режим работы.

В течение 2-8 часов перекачивают воду из нижнего бьефа в верхнее водохранилище. При этом происходит активное перемещение водных масс, исчезает температурная стратификация (SU 1569325, С02F 1/74, опубл. 07.06.90).

Однако способ применим только на действующих гидроузлах гидроэлектростанций, имеющих возможность работы в насосно-двигательном режиме.

Кроме того, способ приводит к образованию течений и волнений, создающих крупномасштабную турбулентность, что оказывает вредное влияние на гидробионты: механическое повреждение, угнетение шумом, заболевание рыбы при наличии в водоеме больших пузырьков воздуха.

Известен способ борьбы с «цветением» воды сине-зелеными водорослями, предусматривающий зарыбление водоемов растительноядными рыбами и альголизацию водоема в зимний период суспензией Chlorella vulgaris, штамм BIN (RU 2263141, С12N 1/12, опубл. 10.02.2005 г.).

Способ был осуществлен в Пензенском водохранилище. «Цветение» воды в исследуемый период было вызвано сине-зеленой водорослью Merismopedia tenuissima, которая предпочитает прибрежную зону и не продуцирует токсины.

Технический результат – разработка высокоэффективного способа, позволяющего регулировать и поддерживать процесс размножения сине-зеленных водорослей на уровне, исключающем «цветение» воды.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, предусматривающем альголизацию водоема путем внесения в качестве альголизанта суспензии зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris, согласно изобретению в качестве альголизанта используют суспензию Chlorella vulgaris штамм ИФР № С-111, альголизацию проводят после сбора сине-зеленных водорослей, который проводят в определенный период их развития, а именно по окончании фазы логарифмического роста – наступления фазы линейного роста в утренние часы с 4х до 6 часов.

При этом дополнительно проводят искусственную аэрацию: биологическую – в зимний период при ледоставе путем очищения льда от снега от 1/3 до 50% площади водоема без повреждения ледового покрова и гидромеханическую – в зимний период при отсутствии ледостава и весной с интервалом 3-4 недели. Гидромеханическую аэрацию проводят в количестве не менее 2-х раз.

Окончание фазы логарифмического роста и наступление фазы линейного роста определяют по установлению постоянной величины удельной скорости роста биомассы сине-зеленых водорослей или ее снижению.

Сбор сине-зеленых водорослей проводят периодически при достижении концентрации сине-зеленных водорослей в поверхностном горизонте в утренние часы 0,05 мг/л и более.

Альголизант вносят в количестве 15-25 л на 1 млн м3 воды в глубоководной части и 15-25 л/га в мелководной части водоема с глубиной не более 5 метров.

Искусственную аэрацию водоема проводят в мелководной части водоема с глубиной не более 5 метров.

С точки зрения физиологии, развитие водорослей вообще и сине-зеленых, в частности, проходит следующие фазы: I – лаг-фаза, которая длится до начала активного размножения клеток; II – логарифмическая фаза, характеризуется максимальным темпом генерации; III – фаза линейного роста; IV – фаза замедленного роста; V – стационарная фаза; VI – фаза отмирания.

В каждой фазе своего развития водоросли размножаются с определенной скоростью роста:

где х – биомасса

t – время роста

Максимальную скорость роста водоросли имеют в логарифмической фазе. Наступление фазы линейного роста характеризуется постоянной величиной удельной скорости роста или снижением.

Начиная со второй декады мая, необходимо измерять удельную скорость роста μ, которая определяется часовым приростом биомассы и рассчитывается по формуле:

Установление постоянной величины μ или ее снижение характеризуется окончанием фазы логарифмического роста и наступлением фазы линейного роста, что является сигналом для сбора водорослей.

Это обусловлено тем, что удаление биомассы водорослей в период логарифмического роста стимулирует процессы клеточного деления и увеличение численности клеток.

В то же время биомасса не достигает критических пределов и водоросли выполняют положительную функцию, а именно в процессе фотосинтеза продуцируют кислород, который повышает уровень кислородного насыщения воды и минерализацию органических веществ.

Удаление водорослей в период линейного роста не стимулирует клеточного деления, как это происходит при сборе водорослей в фазе логарифмического роста. При этом уменьшаются запасы органического вещества и фосфора, аккумулированного клетками водорослей, находящихся на уровне высокой жизненной активности.

Измерение удельной скорости роста биомассы водорослей достаточно проводить в пробах поверхностного горизонта воды (0-30 см) в предутренние часы – время максимального скопления сине-зеленных водорослей в поверхностном горизонте воды.

Способ осуществляют следующим образом.

В зимний период при ледоставе очищают лед от снега, например, воздушным потоком от 1/3 до 50% площади водоема без повреждения ледового покрова, преимущественно в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м.

В зимний период в отсутствие ледостава и весной проводят гидромеханическую аэрацию в количестве не менее 2-х аэраций, преимущественно в феврале и марте с интервалом 3-4 недели, тоже в мелководной части водоема.

Начиная с апреля, три раза в месяц отбирают пробы воды в различных точках водоема для определения общей численности и биомассы водорослей и сине-зеленых водорослей в том числе.

Начиная с мая, берут пробы воды поверхностного горизонта (0-30 см) в утренние чесы с 4 до 6 часов и определяют удельную скорость ростаμ сине-зеленых водорослей.

При установлении постоянной величины μ или ее снижении начинают сбор водорослей поверхностного горизонта в утренние часы с 4 до 6 часов.

После сбора сине-зеленых водорослей вносят суспензию зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris штамм ИФР № С-111 в количестве 15-25 л на 1 млн м3 воды в глубоководной части и 15-25 л/га в мелководной части водоема.

Сбор сине-зеленых водорослей проводят периодически при достижении концентрации в поверхностном горизонте воды 0,05 мг/л и более. После каждого сбора водорослей проводят альголизацию водоема.

Аэрацию водоема можно проводить с помощью гидромеханических аэраторов, например, «Стрела-4» (В.А.Акимов, B.C.Гуенко, Ю.Н.Савченко. Технические средства аэрации рыбоводных прудов. М. 1990, С.13-16, 41-45). Аэратор может эксплуатироваться в зимний и ранневесенний периоды.

Устройство представляет собой катамаран, на котором смонтирована дизельная моторная станция. От выходного фланца центробежного насоса насосной станции идет напорная магистраль в виде трубопровода с коллектором, выполненным из стальной сварной тонкостенной трубы РТШ-180. Коллектор оборудован двумя патрубками, от которых отходят резинотканевые рукава с металлическими спиралями.

К рукавам с помощью угольников присоединены аэрационные насадки, состоящие каждый из камеры смешения длиной 400 мм, выполненной из трубы, внутренним диаметром 100 мм и воздухозаборника диаметром 50 и длиной 1000 мм. С помощью фланцевого соединения внутри камеры смешения монтируется сопло эжектора длиной 120 мм.

Забор воды осуществляется через всасывающую магистраль, оборудованную рыбозаградителем.

После запуска двигателя насосной станции вода по напорной магистрали поступает к аэрационным насадкам.

При движении струи воды из коллектора через сопло эжектора в камере смешения снижается давление и по трубе воздухозаборника из атмосферы в нее поступает воздух.

Атмосферный воздух дробится на мельчайшие пузырьки, активно перемешивается с водой и в виде водовоздушной струи движется под водой.

Барботаж воздушных пузырьков обеспечивает дальнейшую аэрацию и перемешивание нижних слоев воды с поверхностными, более богатыми кислородом. Интенсивность аэрации можно регулировать задвижкой на напорной магистрали или изменением частоты вращения двигателя на насосной станции.

Углы наклона аэрационных насадков в зависимости от глубины водоема регулируются системой заглубления.

При наступлении фазы развития сине-зеленых водорослей – фазы линейного роста (на основании показателей μ) в нижней носовой части катамарана присоединяют устройство для сбора водорослей. Устройство для сбора водорослей может быть выполнено, например, в виде сетчатой транспортерной ленты с закрепленными на ней чередующимися рядами режущих элементов и захватывающих игл.

Аэрация водоема повышает степень кислородного насыщения воды, что исключает, во-первых, заморы рыб, во-вторых, ускоряет минерализацию органических веществ, снижает интенсивность размножения сине-зеленых водорослей. Это в свою очередь снижает эвтрофирование водоема.

Сбор сине-зеленых водорослей, находящихся на уровне высокой жизненной активности, способствует максимальному удалению, прежде всего фосфора, а также других биогенных элементов, входящих в состав клеток водорослей именно в этот период.

Это также способствует снижению степени эвтрофирования водоема.

Альголизация водоема зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris путем внесения в качестве альголизанта штамма ИФР № С-111, обладающего выраженными антагонистическими свойствами к сине-зеленым водорослям, способствует снижению их биомассы не только в исследуемый год, но и в последующие годы.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет предотвратить «цветение» воды путем поддержания биомассы сине-зеленых водорослей значительно ниже критических пределов.

Кроме того, вместе с водорослями удаляются загрязнения, находящиеся в поверхностной пленке, такие как нефтяные загрязнения, пестициды.

Поверхностная пленка водоемов обладает высокой биологической активностью и является средой обитания для большого числа гидробионтов, играющих важную роль в процессах самоочищения.

Концентрирование загрязнений в поверхностной пленке приводит к значительно большему их накоплению в организме гидробионтов за счет передачи по пищевым цепям, чем при равномерном распределении в толще воды, что вызывает гибель гидробионтов.

Применение предлагаемого способа позволяет регулировать и поддерживать процесс размножения сине-зеленых водорослей на уровне, когда доминирует их положительная функция в процессах самоочищения.

Удаление сине-зеленых водорослей, как продукта водной экосистемы, улучшает санитарно-биологическое состояние водных объектов.

Применение способа позволяет снизить концентрацию сине-зеленых водорослей, не используемых гидробионтами в качестве корма. В то же время увеличение концентрации зеленых водорослей, в том числе Chlorella vulgaris с высокими кормовыми показателями, значительно улучшает кормовую базу в целом.

Способ регулирования биологического загрязнения водоемов, предусматривающий альголизацию водоема путем внесения в качестве альголизанта суспензии зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris, отличающийся тем, что в качестве альголизанта используют штамм ИФР №С-111, альголизацию проводят после сбора синезеленых водорослей, который проводят в определенный период их развития, а именно по окончании фазы логарифмического роста – наступлении фазы линейного роста в утренние часы с 4 до 6 ч, при этом дополнительно проводят искусственную аэрацию: биологическую – в зимний период, при ледоставе, путем очищения льда от снега от 1/3 до 50% площади водоема без повреждения ледового покрова, гидромеханическую – в зимний период, при отсутствии ледостава и весной с интервалом 3-4 недели, гидромеханическую аэрацию проводят в количестве не менее двух раз.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окончание фазы логарифмического роста и наступление фазы линейного роста определяют по установлению постоянной величины удельной скорости роста биомассы синезеленых водорослей или снижению этой величины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сбор синезеленых водорослей проводят периодически при достижении их концентрации в поверхностном горизонте воды в утренние часы 0,05 мг/л и более.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что альголизант вносят в количестве 15-25 л на 1 млн м3 воды в глубоководной части и 15-25 л/га в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что искусственную аэрацию проводят в мелководной части водоема с глубиной не более 5 м.

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/235/2350570.html