экология. Вырубка тропических лесов Западной Африки приводит к уменьшению количества атмосферных осадков над оставшейся частью леса утверждается в исследовании Университета Лидса, опубликованном в журнале
 Скачать 201.5 Kb.
|
Принципы рационального использования водных ресурсов. Способы очистки сточных водД  ля того, чтобы сохранить гидросферу нашей планеты от окончательного загрязнения и истощения, необходимо перейти к рациональному использованию водных ресурсов. Оно должно базироваться на трех основных принципах: строгой экономии водовитрат; эффективному очистке сточных вод; санитарной охране поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения.Применение на производстве замкнутых циклов водопользования, замена на предприятиях существующих водосодержащих технологий на более прогрессивные, совершенствование технологии ирригационных работ, эффективное очищение и широкое использование для орошения и для производства сточных вод, замена старой аварийной системы водоснабжения населенных пунктов современные, установка счетчиков, введение платы за воду - все эти меры должны уменьшить объемы использования воды для хозяйственных и бытовых нужд. Существует большое количество способов очистки сточных вод и различные виды их классификации. Среди способов очистки распространенные механический, физико-химический и биологический. Каждый из них предусматривает целый ряд методов. Применение того или иного способа или метода очистки вод определяется в зависимости от агрегатного состояния, состава и концентрации загрязняющих веществ. При заборе воды для хозяйственно-бытовых нужд, очистку осуществляют на водоочистных станциях. Выбор способов и методов очистки зависит от качества воды и ее назначения. Перед подачей воды в водопровод ее проясняют, т.е. удаляют из нее взвешенные коллоидные частицы, обеззараживают и обесцвечивают, а при необходимости - смягчают, дегазируют, дезодорирующие и дезактивируют. Осветления воды осуществляется в результате отстаивания, фильтрации и коагуляции. Обеззараживание воды происходит посредством воздействия жидкого хлора, хлорной извести или озона. Наряду с обеззараживанием при действии данных соединений происходит обесцвечивание воды. Умягчение воды происходит в результате действия извести на избыток солей кальция и магния. Такой метод называется реагентного (пропускание воды через ионитные фильтры катионитовых методом смягчения воды). Уменьшение содержания железа в воде достигается аэрацией - обогащением воды воздухом, вследствие чего кислород воздуха окисляет растворенные в воде соли двухвалентного железа (Fe2 +) до трехвалентного (Fe3 +). Дегазация происходит посредством аэрации и фильтрации воды через слой активного оксида аммония. Таким методом выделяют из воды сероводород метан, избыток фтора, углекислого и других газов. Выделение из воды веществ, которые придают ей определенного вкуса и запаха (дегазация), осуществляют с помощью активированного угля, озона, диоксида хлора или перманганата калия. Очистка сточных вод требует специальных очистительных сооружений и агрегатов, с помощью которых выделяют, обеззараживают или обезвреживают загрязняющие примеси. Бытовые сточные воды очищают механическим и биологическим способами. Производственные сточные воды очищают с домашними, но если концентрация загрязняющих веществ превышает допустимую или сточные воды содержат высокотоксичные вещества, то такие воды предварительно очищают на очистных сооружениях соответствующих предприятий, учреждений и только после этого снимают в общие очистные сооружения. Перед сбросом очищенных сточных вод в водоемы их обязательно обеззараживают. Механическая очистка служит для удаления из сточных вод нерастворимых веществ. Оно обеспечивается с помощью таких методов, как процеживания, отстаивания, фильтрования и центрифугирования. Процеживания сточных вод обеспечивает задержания сравнительно крупных частей загрязнений, размеры которых превышают 15-20 мм. Фильтрация вод используют для задержания мелких нерастворимых частиц загрязнений, находящихся во взвешенном состоянии. Для этого применяют песчано-гравийные фильтры или специальные сетки. Очистка сточных вод от механических примесей осуществляют также с помощью гидроциклона - агрегата, который в процессе вращения цистерны с водой вследствие действия центробежных сил изымает из воды взвешенные частицы загрязняющих веществ (центрифугирования). С целью интенсификации процесса механической очистки бытовых сточных вод проводят их аэрацию, или аэрацию совмещают с отстаиванием в просвитлювачи или биокоагуляторы. Физико-механический способ подразделяют на химический, физико-химический и биохимический зависимости от того, какой метод очистки преобладает. Во время химической очистки в сточные воды добавляют химические реагенты, которые в результате реакции с загрязняющими веществами способствуют выпадению последних в осадок или их испарению. В химической очистки относят коагуляцию и нейтрализацию. Коагуляция - процесс добавления в сточных вод веществ-коагулянтов, способствующих ускоренному выделению нерастворимых и частично растворимых веществ, которые при отстаивании не выпадают в осадок. Коагуляция приводит постепенное оседание дисперсных частиц и выделения их из раствора в виде осадка. Этот процесс называют седиментацией. Нейтрализация - реакция, что приводит к уничтожению кислотных свойств раствора с помощью щелочей, а щелочных - с помощью кислот. Физико-химические и биологические методы очистки вод делятся на две группы: регенеративные и деструктивные. Первые позволяют изымать и утилизировать из сточных вод ценные элементы и вещества. Деструктивные методы предусматривают разрушение загрязняющих веществ или их обезвреживания. В регенеративных методов очистки относятся: сорбция, экстракция, евапорация, флотация, ионный обмен, электролиз, кристаллизация, испарение и т.д.. Сорбция - процесс, в результате которого происходит поглощение определенным веществом (телом) из сточных вод газов, паров и растворимых веществ. Экстракция - это процесс перевода веществ из водной фазы в органическую. Евапорация - процесс испарения летучих загрязняющих веществ в результате пропускания пара через нагретые до 100 ° С сточные воды. Флотация - процесс изъятия из сточных вод загрязняющих веществ вместе с пузырьками воздуха, которые поднимаются на поверхность. Ионный обмен. Этот метод широко применяется для технологического и аналитического разделения смесей неорганических ионов. Электролиз заключается в том, что пропускают ток через погруженные в воде электроды, усиливают растворения материала электродов и образование сгустков коагулята, что способствует осадка загрязнений. Кристаллизация основывается на образовании кристаллов загрязняющих веществ в результате естественного или искусственного ускоренного испарения жидкости. Испарение применяется при очистке радиоактивно загрязненных вод, преимущественно являются стоками атомных электростанций. Деструктивная очистка сточных вод заключается в окислении органических веществ, содержащихся в сточных водах. Окисление и минерализация органических загрязняющих веществ в результате аэробных биохимических процессов составляют суть биохимического способа очистки сточных вод. Биологическая очистка происходит в естественных условиях: на полях орошения, полях фильтрации, биологических прудах или в искусственных условиях - биологических фильтрах. 1. Эвтрофикация водоемов 1. Эвтрофикацией называется процесс ухудшения качества воды из-за избыточного поступления в водоем так называемых «биогенных элементов», в первую очередь соединений азота и фосфора. Эвтрофикация — нормальный природный процесс, связанный с постоянным смывом в водоемы биогенных элементов с территории водосборного бассейна. Однако в последнее время на территориях с высокой плотностью населения или с интенсивно ведущимся сельским хозяйством интенсивность этого процесса увеличилась многократно из-за сброса в водоемы коммунально-бытовых стоков, стоков с животноводческих ферм и предприятий пищевой промышленности, а также из-за смыва избыточно внесенных удобрений с полей. Механизм воздействия эвтрофикации на экосистемы водоемов следующий. 1. Повышение содержания биогенных элементов в верхних горизонтах воды вызывает бурное развитие растений в этой зоне (в первую очередь фитопланктона, а также водорослей – обрастателей) и увеличение численности питающегося фитопланктоном зоопланктона. В результате прозрачность воды резко снижается, глубина проникновения солнечных лучей уменьшается, и это ведет к гибели донных растений от недостатка света. После отмирания донных водных растений наступает черед гибели прочих организмов, которым эти растения создают места обитания или для которых они являются вышерасположенным звеном пищевой цепи. 2. Сильно размножившиеся в верхних горизонтах воды растения (особенно водоросли) имеют намного большую суммарную поверхность тела и биомассу. В ночные часы фотосинтез в этих растениях не идет, тогда как процесс дыхания продолжается. В результате в предутренние часы теплых дней кислород в верхних горизонтах воды оказывается практически исчерпанным, и наблюдается гибель обитающих в этих горизонтах и требовательных к содержанию кислорода организмов (происходит так называемый «летний замор»). 3. Отмершие организмы рано или поздно опускаются на дно водоема, где происходит их разложение. Однако, как мы отметили в пункте 1, донная растительность из-за эвтрофикации погибает, и производство кислорода здесь практически отсутствует. Если же учесть, что общая продукция водоема при эвтрофикации увеличивается (см. пункт 2), между производством и потреблением кислорода в придонных горизонтах наблюдается дисбаланс, кислород здесь стремительно расходуется, и все это ведет к гибели требовательной к кислороду донной и придонной фауны. Аналогичное явление, наблюдающееся во второй половине зимы в замкнутых мелководных водоемах, называется «зимним замором». 4. В донном грунте, лишенном кислорода, идет анаэробный распад отмерших организмов с образованием таких сильных ядов, как фенолы и сероводород, и столь мощного «парникового газа» (по своему эффекту в этом плане превосходящего углекислый газ в 120 раз), как метан. В результате процесс эвтрофикации уничтожает большую часть видов флоры и фауны водоема, практически полностью разрушая или очень сильно трансформируя его экосистемы, и сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества его воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения. 2. Способы предотвращения недостатка пресной воды |