Химическое загрязнение природных вод

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский  государственный горный университет

 
 

                                                        Кафедра экологии 
 

                                                                 Реферат 
 
 

                            По дисциплине:                                       Экология

                          (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) 
 

                           ТЕМА: «Химическое загрязнение природных вод» 
 
 
 
 

Выполнил: студент    гр. ЭГ-11-2          ______________                        /Малышева В..Р./

                                                                                                                                         ^{(подпись)                                                                                     (Ф.И.О.)}    
 

Проверил:        доцент                         ____________                                /.../

                                                        ^{(должность)                                                             (подпись)                                                                                     (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2011

 
 
 
 
 
 
 
 

                                              

                                            СОДЕРЖАНИЕ 
 
 
 

Тема: «Химическое  загрязнение природных вод»……………………….1

Введение………………………………………………………………….………3

Факторы, влияющие на формирование химического состава  воды…………

Основные виды загрязнения природных вод………………………………….

Виды очистки  сточных вод…………………………………………………..

Список использованной литературы……………………………. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                 Вода, у тебя нет ни вкуса,  ни цвета, ни запаха, 

                                                    тебя невозможно описать, тобой  наслаждаются

                                                  не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты

                                               необходима для жизни: ты - сама  жизнь. Ты

                                      наполняешь нас радостью, которую  не 

                                           объяснить нашими чувствами…Ты самое

                      большое богатство на свете... 

                                                                                        (Антуан де Сент-Экзюпери). 
 
 
 

                                                   Введение  
 
 
 

Любое химическое загрязнение – это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I.Факторы, влияющие на формирование химического состава природных вод 

а) Атмосферные воды

Основой, первоисточником  всех природных вод является Мировой  океан. В результате испарительных  процессов под воздействием энергии  солнечного излучения громадные объемы воды поднимаются в атмосферу и переносятся на огромные расстояния. Атмосферные воды являются первой стадией формирования поверхностных и подземных вод. Атмосферные воды относятся к наименее изученным, но можно сказать, что испарившаяся вода содержит незначительное количество примесей и является практически пресной.

Общая минерализация  ее составляет 10-20 мг/л. Однако это могут  быть растворы сильных кислот. Известно, что кислотные дожди наносят  непоправимый вред природе. Образуются они в результате взаимодействия атмосферной влаги и газов - окислов серы и азота, в огромных количествах выделяющихся при сжигании органического топлива - мазута, угля, торфа и т. п. В результате растворения этих газов в атмосферной воде ее водородный показатель достигает значений рН 3-4. Эта атмосферная влага фактически является слабым раствором серной, азотной и некоторых других кислот. В атмосфере могут также находиться вредные примеси, попадающие в нее в результате техногенных катастроф. При растворении в атмосферной влаге они могут переноситься на огромные расстояния и загрязнять природные воды далеко от места аварии. Всем памятны радиоактивные выбросы в Чернобыле, когда огромные европейские пространства оказались загрязнены радионуклидами. В таком случае атмосферные воды непосредственно влияют на химический состав и качество природных вод, а антропогенные факторы оказывают влияние на атмосферные воды. 

б) Климат местности 

Одним из основных факторов формирования химического  состава воды является климат местности. Выпавшие атмосферные осадки, как правило, уменьшают минерализацию поверхностных и подземных вод. В то же время в результате испарения поверхностных вод минерализация их увеличивается. Климат является одной из географических характеристик той или иной местности Земли и изучается в рамках науки климатологии. На климат местности оказывают воздействие такие географические факторы, как широта, высота над уровнем моря, распределение морей, равнинных пространств и горных массивов, растительный и снежный покров. Антропогенные факторы также непосредственно влияют на климат. Рукотворные водоемы, регулирование речных стоков, тепловое, газовое и аэрозольное загрязнение атмосферы, тепловое загрязнение гидросферы, вырубка лесов и т. д. - все эти факторы приводят к глобальному изменению климата. 

в) Залегающие горные породы и их выщелачивание 

К ведущим факторам формирования минералогического состава  природных вод можно отнести  и залегающие горные породы. Подземные  реки, протекающие в осадочных  и коренных породах, обогащаются различными ионами хорошо растворимых минералов, содержащихся в этих породах. Главнейшими растворимыми минералами, которые в основном и определяют химический состав природных вод, являются галит и каменная соль NaСl, гипс СаSO4, кальцит СаСО3 и доломит СаСО х МgCO3. Химический состав природных вод в значительной степени определяется процессами выщелачивания, или химического выветривания горных пород

Осадочные и  метаморфические горные породы, оказывающие  основное влияние на формирование химического  состава природных вод, составляют не более 5%.

Гидрокарбонатно-кальциевые воды образуются при протекании подземных  вод через известняки. Сульфатные кальциевые воды образуются при растворении  минералов, содержащих гипс. Хлоридные  натриевые воды образуются при выщелачивании каменной соли, а формирование химического состава природных вод основное влияние оказывают осадочные породы, точнее, хорошо растворимые минералы осадочных пород.

Окислительно-восстановительные  и кислотно-щелочные реакции, в результате которых происходит формирование природных вод, оказывают большое влияние на химический состав воды. В зависимости от содержания в атмосфере окислов серы, азота и диоксида углерода (углекислого газа) природные воды имеют различную активную реакцию. В более кислых природных водах, как правило, лучше растворяется большинство химических элементов. Растворение химических соединений природных минералов под воздействием химических реакций носит название химического выщелачивания минералов.

Окислительно-восстановительные  реакции в природных водах определяются наличием в них окислителей, например кислорода, и восстановителей, например водорода. Окислением называется процесс отдачи электронов, а восстановлением - процесс их приобретения. Поскольку процесс окисления химического элемента сопровождается восстановлением окислителя, эта реакция и носит название окислительно-восстановительной.

Многие элементы (железо, марганец, хром, сера, кобальт  и др.) способны изменять свою валентность, поэтому реакции окисления и  восстановления играют значительную роль, переводя растворимые "соединения в нерастворимые и наоборот.

В процессах  растворения почвенных минералов  значительная роль принадлежит микроорганизмам. В процессе своей жизнедеятельности  они используют энергию окислительно-восстановительных реакций, поэтому процесс называется биологическим выщелачиванием минералов. 
 

г) Смешение природных вод 

При смешении различных  природных вод происходит значительное изменение их химического состава. Так, в результате образования нерастворимых  соединений и выпадения осадка получаются воды, химический состав которых не совпадает с химическим составом исходной воды.

Почвы обогащают  природные воды газами, органическими  веществами, ионами электролитов. В  результате прохождения через почвенные  слои вода насыщается продуктами разложения органических остатков. Это высокомолекулярные органические, гумусовые и фульвокислоты. В свою очередь, из почвы вымываются комплексные коллоидные соединения вида SiO2 х Аl2О3. При формировании химического состава природных вод в почвенной среде активно протекают процессы ионного обмена между водой и структурными составляющими почвы. 

д) Антропогенные факторы 

Одним из основных антропогенных факторов, оказывающих  непосредственное влияние на химический состав природных вод, являются сточные воды. Хозяйственно-бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды могут содержать весь перечень природных и созданных человеком химических элементов и веществ. Поскольку полностью очистить сточные воды не представляется возможным, то все эти вещества оказываются в почве, воде, атмосфере. Сточные воды приводят также к термическому загрязнению природных вод и уменьшению концентрации кислорода, что снижает окислительный потенциал воды.

Интенсивное развитие сельскохозяйственного производства способствует изменению химического состава природных вод (поступление в водоемы нитратов, нитритов, пестицидов, нефтепродуктов, фенолов). Использование оросительного земледелия приводит к усилению засоленности почв. Свалки и захоронения твердых и жидких отходов, отвалы шлаков и пепла, хранилища минеральных удобрений, животноводческие комплексы, пыль и стоки автомобильных дорог, аэрозоли городов и т.д. - все это способствует изменению химического состава природных вод. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II.Методы определения степени загрязнения 

Существует несколько  методов определения степени  загрязнения водоемов:

 

1. Прямое измерение  концентраций загрязнителей,  например  солей Ме в степени n+;   

2. Определение  загрязнения по   методу БПК  (биохимическое потребление кислорода)  –  количеству кислорода,  поглощенного определенным объемом воды за 5  суток при температуре +18…+20 градусов C, поскольку   при загрязнении водоемов органическими веществами потребление О2 для дыхания организмов и окислительных процессов возрастает;

при бактериологическом анализе определяют количество бактерий в 1 см3 воды при выращивании колоний  на питательных средах в лаборатории;

 

3. Для биологической  диагностики степени загрязнения  воды используются метод биотестирования,  учитывающий,  что загрязнение воды по-разному сказывается на видовом разнообразии водных биоценозов. Одни виды нуждаются в органических веществах, другие не могут жить в их присутствии.  Около 800  обитателей пресных водоемов очень чувствительны к присутствию в воде органических веществ,  они служат индикаторами благополучия водных экосистем.