41 Средства защиты гидросферы

Методы и технологическое оборудование для очистки гидросферы можно выбрать, зная виды примесей, а также допустимые концентрации этих примесей в очищенных сточных водах. В соответствии с видами процессов, реализуемых при очистке, существуют механические, физико-химические и биологические методы очистки.

1. Механическая очистка – процеживание, отстаивание, обработка в поле действия центробежных сил и фильтрование. Процеживание производят в решетках и волокноуловителях с перфорированными дисками в виде движущихся сеток с нанесенным слоем волокнистой массы. Песколовки используют для очистки вод от частиц металла и песка размером более 0,25 мм. Отстойники используют для очистки сточных вод от механических частиц размером более 0,1 мм, а также от частиц нефтепродуктов.

Очистку сточных вод в поле действия центробежных сил осуществляют в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах.

Для очистки больших расходов сточных вод от мелкодисперсных твердых примесей применяют зернистые фильтры, обладающие большой фильтрационной поверхностью, простотой конструкции и высокой эффективностью.

2. Физико-химические методы очистки используют для очистки от растворенных примесей и от взвешенных веществ.

Флотация – для интенсификации процесса всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками газа, подаваемого в сточную воду.

Экстракция основана на перераспределении примесей в смеси с двух взаимно нерастворимых жидкостей.

Нейтрализация (водно-реагентная, фильтрационная, полусухая) предназначена для выделения и жидких отходов кислот, щелочей, солей металлов на основе кислот и щелочей.

Сорбция применяется для очистки жидких отходов от растворимых примесей с применением мелкодисперсных материалов.

Ионная очистка – для обессоливания и очистки жидких отходов от ионов металлов и других примесей ионитами (синтетическими ионообменными смолами).

Электрохимическая очистка осуществляется электролизом.

Гиперфильтрация реализуется разделением растворов путем фильтрования их через мембраны, поры которых пропускают лишь молекулы воды.

3. Биологическая очистка применяется для выделения тонкодисперсных и растворенных органических веществ и основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в жидких отходах органические вещества. Применяются биофильтры с принудительной и естественной подачей воздуха. В качестве фильтра используют шлаки, щебень, керамзит, пластмассу, гравий и др. Аэро-тенки используют для очистки больших расходов жидких отходов. Окситенки обеспечивают более интенсивный процесс окисления органических примесей.

22. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

Источником загрязнения атмосферы могут быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (в основном микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количестве выше естественных. Под атмосферным загрязнением понимают присутствие газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения.

По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, часто аномальными, процессами в природе, и антропогенные, связанные с деятельностью человека.

На антропогенные загрязнения приходится большая доля в загрязнении атмосферы. Они связаны с развитием производственной деятельности человека и подразделяются на локальные и глобальные. Локальные загрязнения связаны с городами и промышленными регионами. Глобальные загрязнения влияют на биосферные процессы на Земле и распространяются на огромные расстояния, так как воздух находится в постоянном движении. Глобальные загрязнения атмосферы усиливаются из‑за того, что вредные вещества из нее попадают в почву, водоемы, а затем снова поступают в атмосферу.

Источники загрязнения атмосферы разделяют на механические, физические и биологические. Механические загрязнения – пыль, фосфаты, свинец, ртуть, образующиеся при сжигании органического топлива и в процессе производства строительных материалов. Физические загрязнения – тепловые,

световые, шумовые, электромагнитные, радиоактивные. Биологические загрязнения являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности.

Распространенные токсичные вещества, загрязняющие атмосферу:

1) оксид углерода (образуется при лесных пожарах, окислении терпенов и др.);

2) диоксид серы (образуется при вулканических извержениях, окислении серы и сульфатов, рассеянных в море; сжигании топлива в промышленных установках);

3) оксид азота (его источниками являются лесные пожары; автотранспорт, теплоэлектростанции);

4) углеводороды (его источники – лесные пожары, природный метан и природные терпены; автотранспорт, сжигание отходов, холодильная техника, химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы);

5) пыль (возникает в результате вулканических извержений, пылевых бурь, лесных пожаров; сжигания топлива в промышленных установках и т. п.).

23. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ

Основными источниками загрязнения и засорения гидросферы (водоемов) является недостаточное очищение сточных вод промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников; сбросы водного и железнодорожного транспорта; пестициды и т. д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые проявляются в изменении химического состава воды, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

Производственные сточные воды загрязнены отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав зависит от отрасли промышленности и ее технологических процессов. Отходы делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси (в том числе и токсические) и содержащие яды. К первой группе относятся сточные воды содовых, обогатительных фабрик свинцовых, никелевых руд, в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие заводы, предприятия органического синтеза и др.

В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и т. п. Вредоносность действия сточных вод этой группы заключается в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем. Рост населения, возникновение новых городов увеличивают поступление бытовых стоков во внутренние водоемы, загрязняя их и болезнетворными бактериями.

Все вышеперечисленные факторы приводят к сбою биологического и физического режимов водоемов.

Для очистки сточных вод применяют механический, химический, физико‑химический и биологический методы. Когда они применяются вместе, метод очистки и обезвреживания сточных вод является комбинированным. Механический метод позволяет удалить из бытовых сточных вод до 60–75 % нерастворимых примесей, а из промышленных – до 95 %; химический метод – до 95 % нерастворимых примесей и до 25 % – растворимых. Физико‑химический метод позволяет удалить тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушить органические и плохо окисляемые вещества. Существует несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды.

7 вопрос

Почваявляется важным компонентом биосферы, неотъемлемой частью любого наземногобиогеоценоза. При этом она выполняет ряд экологических функций, в том числе глобальных биосферных, обеспечивающих стабильность биосферы и саму возможность существования жизни на Земле.

Почвенный покров, являясь неотъемлемым компонентом биосферы, выполняет ряд биосферных функций:

1) это среда обитания – аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши;

2) сопряжение большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности;

3) регулирование химического состава атмосферы и гидросферы;

4) защитный барьер биосферы;

5) обеспечение существования жизни на Земле. Кроме экологических функций, по отношению непосредственно к человеку почва осуществляет еще одну функцию – сельскохозяйственную. На плодородие почв оказывает негативное влияние загрязнение ее различными веществами. Загрязнение и химическое отравление почв бывают нескольких видов:

1) промышленное загрязнение почв– результат осаждения паров, аэрозолей, пыли и растворенных соединений поллютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками;

2) сельскохозяйственное загрязнение почв– результат неправильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм;

3) радиоактивное загрязнение почв– природное или антропогенное накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных материалов, захоронение отходов атомной промышленности.

Значительное загрязнение почв происходит при выпадении кислотных дождей.

Прямое поступление вредных веществ через почву в организм человека невелико, оно ограничено немногими случаями прямого контакта с ней (игра детей в песочницах или на земле, употребление в пищу немытых овощей и т. д.). Вредные химические вещества, попавшие в почву, поступают в организм человека в основном через контактирующие с почвой среды: воду (миграционный водный показатель вредности), воздух (миграционный воздушный показатель вредности) и растения (транслакационный показатель вредности).

Степени загрязнения почв сельскохозяйственных угодий оценивают по транслокационному показателю вредности, в наибольшей степени отражающему уровень возможного накопления токсикантов в пищевых продуктах. При избыточном внесении азотных удобрений в почву происходит накопление нитратов в овощах и других сельхозпродуктах, что приводит к пищевым отравлениям.

8 вопрос (в тетради)

9 вопрос (тетрадь)

10. ПРОИЗВОДСТВЕННО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И комплексные нормативы качества и их характеристика

Производственно-хозяйственные нормативы качества устанавливают требования к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность определенной пороговой величиной Возглавляют эту группу нормативы выбросов вредных веществ К этой же группе нормативов могут относиться и другие требования, например, разделы технологических строительных норм и правил, касающиеся охраны окружающей природной среды.

С помощью этой группы нормативов качества осуществляется контроль за промышленными и другими выбросами и сбросами в окружающую среду вредных веществ, микроорганизмов, биологических веществ, загрязняющих атмосферный воздух, воды и почвы.

Используя нормативы ПДК, оценивают экологическое и санитарно-гигиеническое состояние окружающей природной среды Контроль за источником вредного действия, регулирование его поведения выполняют путем применения нормативов предельно допустимых выбросов (сбросов) вредных веществ (ПДВ).

Под выбросами понимается поступление вредных веществ в атмосферу.

Сброс — поступление вещества вместе со сточными водами в водные объекты.

ПДВ определяют по каждому источнику выбросов (сбросов), которых может быть несколько на одном предприятии.

Социально-общественный и юридический смысл ПДВ заключается в том, что вред, причиненный здоровью человека и природной среде, является следствием превышения допустимых норм концентрации вредных веществ в атмосфере, в водоемах или почве. Превышение ПДК есть следствие превышения ПДВ источниками выбросов, сбросов вредных веществ. Поэтому задача органов экологического контроля и надзора состоит в выявлении предприятий — загрязнителей окружающей природной среды и привлечении их руководителей к эколого-правовой ответственности.

К сожалению, практика не всегда следует здравому смыслу. Статистика носит противоречивый характер. В нормативы ПДВ укладывается сейчас 15-20% загрязняющих производств. Значительная доля предприятий загрязняет среду на основе лимитных выбросов и сбросов, которые определяются по фактическому выбросу и сбросу на определенном временном отрезке.

Проблема не решается из-за того, что ни одно предприятие-загрязнитель нельзя привлечь ни к уголовной, ни к административной ответственности, так как они действуют на основе разрешений на выброс (сброс), выдаваемых органами охраны окружающей природной среды. Единственной формой ответственности является возмещение вреда, возлагаемое на предприятие-загрязнитель. Причем такое возмещение осуществляется независимо от степени вины и, следовательно, принимает форму платежей за загрязнение.

Не менее сложен вопрос о регулировании выбросов передвижными источниками загрязнения. По данным научных исследований, 50~60% загрязнений атмосферы происходит от автотранспортных средств. Регулирование выбросов вредных веществ автомобилями ведется по трем направлениям:

• совершенствование и разработка нормативов выбросов вредных веществ и выхлопных газов автомобиля;

• повышение экономичности двигателя;

• внедрение малотоксичного, экологически чистого топлива. К сожалению, промышленность России в решении этих вопросов пока не достигла уровня мировых стандартов.

Комплексные нормативы качества. Среди данной группы нормативов наиболее разработанными являются предельно допустимые нормы нагрузки на окружающую природную среду (ПДН) и нормативы санитарных и защитных зон. При строительстве промышленных и сельскохозяйственных предприятий, развитии населенных пунктов, формировании территориально-производственных комплексов проектировщики и местная администрация руководствуются ПДН на окружающую природную среду с учетом ее потенциальных возможностей, рационального использования природных ресурсов, обеспечения благоприятных условий жизни населения, недопущения необратимых изменений в окружающей природе.

ПДН — это допустимые размеры антропогенного воздействия на природные ресурсы или природные комплексы, не приводящие к нарушению экологических функций природной среды. Для определения таких нагрузок важным является такое понятие, как емкость природной среды. Ее показатели свидетельствуют о потенциальных возможностях природной среды.

Цель разработки и применения норм ПДН — обеспечение рационального сочетания хозяйственной и рекреационной деятельности с охраной среды. Различают отраслевые и региональные нормы ПДН.

Отраслевые нормы ПДН относятся к отдельным видам природных ресурсов, например:

• оптимальное число охотников, приходящихся на число диких животных или единицу охотничьих угодий;

• предельное число домашнего скота, приходящееся на единицу пастбищных угодий;

• предельные нормы посетителей, пребывающих единовременно на экскурсии в заповеднике.

Региональные нормы ПДН разрабатываются с учетом хозяйственной деятельности или рекреационной нагрузки на природные комплексы. Например, известны нормы допустимых воздействий на экосистему озера Байкал, которые устанавливают экологические ограничения на использование водных ресурсов, рыбных запасов, лесных богатств, развитие хозяйственной деятельности. Эти ограничения увязывают с интересами сохранения в целостности экосистемы озера.

Нормативы ПДН утверждают и разрабатывают, как правило, отраслевые и местные экологические организации. Так, ПДН по лесам устанавливают органы лесного хозяйства; по заповедникам, национальным паркам — администрации этих организаций. Чаще всего такие нормы определяются с учетом научных рекомендаций. Они могут меняться в ту или иную сторону в зависимости от состояния окружающей природной среды и ее отдельных ресурсов.

Актуальность разработки и применения показателей ПДН очевидна. Пренебрежение подобными требованиями чревато серьезными последствиями. Нерациональное размещение химических и нефтеперегонных предприятий в городах Уфа, Стерлитамак привело к негативным экологическим последствиям — загрязнению атмосферного воздуха и воды водоемов этих регионов. Нежелание считаться с объективными нормами нагрузки скота на единицу пастбищных угодий в Калмыкии явилось причиной опустынивания земель.

Закон не предусматривает какой-либо особой ответственности. Виновные в несоблюдении ПДН предприятия, должностные лица должны нести ответственность в виде возмещения причиненного ущерба, если они не докажут, что вред наступил в результате стихийного бедствия или если причи-нитель вреда не мог знать о вредных последствиях своих действий по объективным обстоятельствам.

Нормативы санитарных и защитных зон устанавливают с целью охраны водоемов, источников водоснабжения, курортных и лечебно-оздоровительных зон, населенных пунктов и других территорий от загрязнений и других вредных воздействий.

Нормативы санитарных и защитных зон определяются характером их целей и задач. Эти зоны выполняют основные взаимосвязанные функции — охранительные и оздоровительные. К числу санитарных и оздоровительных зон относятся зоны вокруг заповедников, памятников природы, национальных парков, защитные зоны вокруг рек и водоемов, зоны экологического бедствия, зоны чрезвычайных экологических ситуаций и катастроф. В рамках охранно-оздоровительных функций каждая из существующих зон имеет свои задачи.

Так, санитарная и защитная зона водоемов определяется как территория или акватория, на которой устанавливается особый санитарно-эпидемиологический режим для предотвращения ухудшения качества воды в источниках центрального хозяйственного и питьевого водоснабжения и охрана водопроводных сооружений.

Для улучшения гидрологического режима, благоустройства рек, озер, водохранилищ, их прибрежных территорий создается водоохранная зона, в рамках которой устанавливается специальный режим охраны от загрязнения, истощения, засорения, заиления вод. Ее длина зависит от протяженности русла реки, и ее ширина колеблется от 100 до 500 м

После аварии на Чернобыльской АЭС территория в зависимости от степени поражения и строгости режима разделена на четыре зоны: отчуждения, отселения, проживания с правом отселения, проживания с льготным социально-экономическим статусом.