Загрязнение воды

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРОФСОЮЗОВ

Факультет конфликтологии 

Реферат

По экологии. 
 

Загрязнение воды. 
 

Студент: Шульман Артем Сергеевич

Курс 1, факультет  Конфликтологии

Группа: ДФ11К0031

Научный руководитель:

Урбан Валентина  Геннадиевна

Дата: 17.03.2012 
 
 
 

Санкт-Петербург

2012 год

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. Источники загрязнения 6

§1. Населенные пункты 6

§2. Промышленность 6

§3. Сельское хозяйство 7

ГЛАВА 2. Влияние загрязнения 9

§1. Уменьшение содержания кислорода 9

§2. Способность к биологическому разложению 11

§3. Образование газов 12

§4.Тепловое загрязнение 13

§6. Накопление токсичных органических веществ 15

§7.Радиоактивное загрязнение 16

§8. Влияние токсичных металлов 17

ГЛАВА 3. Контроль и очистка 18

Очистка сточных вод 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнение воды – это изменения химического и физического состояния или биологических характеристик воды, ограничивающие дальнейшее ее употребление.

В настоящее  время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых  вод и т.д.) является одной из самых актуальных.

Всем известно выражение - «вода - это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток.

Но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. 

Вода  составляет большую часть любых  организмов, как растительных, так и животных. В частности, у человека на её долю приходится 60-80% массы тела.

Вода  является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ, растворяет, выщелачивает горные породы и минералы и транспортирует их из одних мест в другие. 

Науке известно более 2,5 тыс. загрязнителей  природных вод. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет  к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных, а также к  гибели растительного мира водоёмов. При этом не только ядовитые химические и нефтяные загрязнения, избыток  органических и минеральных веществ, поступающих со смывом удобрений  с полей, опасны для водных экосистем. Очень важным аспектом загрязнения  водного бассейна Земли является тепловое загрязнение, которое представляет собой сброс подогретой воды с промышленных предприятий и тепловых электростанций в реки и озера. 

Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного  производства и орошения, не хватает  во многих районах мира. Нельзя не обращать внимания на эту проблему, т.к. на следующих  поколениях скажутся все последствия  антропогенного загрязнения воды. Уже  сейчас из-за диоксинового загрязнения  водоемов в России ежегодно погибает десятки тысяч человек. Примерно столько же россиян смертельно заболевает раком кожи в результате разрушения озонового слоя в стратосфере. Вследствие проживания в опасно отравленной среде обитания распространяются раковые и другие экологически зависимые заболевания различных органов. Следовательно, эту проблему надо решать как можно скорее и радикально пересмотреть вопрос очищения промышленных сбросов. 

 

ГЛАВА 1. Источники загрязнения

§1. Населенные пункты

Наиболее  известным источником загрязнения  воды, которому традиционно уделяется  главное внимание, являются бытовые (или коммунальные) сточные воды. Водопотребление городов обычно оценивают на основе среднего суточного  расхода воды на одного человека, в  США равного примерно 750 л и  включающего воду питьевую, для приготовления  пищи и личной гигиены, для работы бытовых сантехнических устройств, а также для полива лужаек и  газонов, тушения пожаров, мытья  улиц и других городских нужд. Почти  вся использованная вода поступает  в канализацию. Поскольку ежедневно  в сточные воды попадает огромный объем фекалий, главной задачей  городских служб при переработке  бытовых стоков в коллекторах  очистных установок является удаление патогенных микроорганизмов. При повторном  использовании недостаточно очищенных  фекальных стоков содержащиеся в  них бактерии и вирусы могут вызвать  кишечные заболевания (тиф, холеру и  дизентерию), а также гепатит и  полиомиелит.

В растворенном виде в сточных водах присутствуют мыло, синтетические стиральные порошки, дезинфицирующие средства, отбеливатели и другие вещества бытовой химии. Из жилых домов поступает бумажный мусор, включая туалетную бумагу и детские подгузники, отходы растительной и животной пищи. С улиц в канализацию  стекает дождевая и талая вода, часто с песком или солью, используемыми для ускорения таяния снега и льда на проезжей части улиц и тротуарах.

§2. Промышленность

В индустриально  развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. Промышленные стоки в реки по объему в 3 раза превышают  коммунально-бытовые.

Вода  выполняет разные функции: например, служит сырьем, обогревателем и охладителем в технологических процессах, кроме того, транспортирует, сортирует и промывает разные материалы. Вода также выводит отходы на всех стадиях производства – от добычи сырья, подготовки полуфабрикатов до выпуска конечной продукции и ее расфасовки. Поскольку гораздо дешевле выбрасывать отходы разных производственных циклов, чем перерабатывать и утилизировать, с промышленными стоками сбрасывается громадное количество разнообразных органических и неорганических веществ. Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства). Из-за растущего объема промышленных отходов нарушается экологическое равновесие многих озер и рек, хотя большая часть стоков нетоксична и несмертельна для человека. ¹

§3. Сельское хозяйство

Вторым  основным потребителем воды является сельское хозяйство, использующее ее для  орошения полей. Стекающая с них  вода насыщена растворами солей и  почвенными частицами, а также остатками  химических веществ, способствующих повышению  урожайности. К ним относятся  инсектициды; фунгициды, которые распыляют  над фруктовыми садами и посевами; гербициды, знаменитое средство борьбы с сорняками; и прочие пестициды, а также органические и неорганические удобрения, содержащие азот, фосфор, калий  и иные химические элементы.

Кроме химических соединений, в реки попадает большой объем фекалий и других органических остатков с ферм, где  выращиваются мясо-молочный крупный рогатый скот, свиньи или домашняя птица. Много органических отходов также поступает в процессе переработки продукции сельского хозяйства (при разделке мясных туш, обработке кож, производстве пищевых продуктов и консервов и т.д.).

 

ГЛАВА 2. Влияние загрязнения

Чистая  вода прозрачна, бесцветна, не имеет  запаха и вкуса, населена множеством рыб, растений и животных. Загрязненные воды мутные, с неприятным запахом, не пригодны для питья, часто содержат огромное количество бактерий и водорослей. Система самоочистки воды (аэрация  проточной водой и осаждение  на дно взвешенных частиц) не срабатывает  из-за переизбытка в ней антропогенных  загрязнителей.

§1. Уменьшение содержания кислорода

Органические  вещества, содержащиеся в сточных  водах, разлагаются ферментами аэробных бактерий, которые поглощают растворенный в воде кислород и выделяют углекислый газ по мере усвоения органических остатков. Общеизвестными конечными продуктами распада являются углекислый газ и вода, но могут образовываться и многие другие соединения. Например, бактерии перерабатывают азот, содержащийся в отходах, в аммиак (NH3), который, соединяясь с натрием, калием или другими химическими элементами, образует соли азотной кислоты – нитраты. Сера преобразуется в сероводородные соединения (вещества, содержащие радикал -SH или сероводород H2S), которые постепенно переходят в серу (S) или в сульфат-ион (SO4–), также образующий соли. ²

В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие  с предприятий пищевой промышленности, бумажные волокна и остатки целлюлозы  от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада  органических остатков является уменьшение содержания кислорода, растворенного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени – от солености и давления. Пресная вода при 20° C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворенного кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при ее охлаждении – увеличивается. По нормативам, действующим при проектировании муниципальных очистных сооружений, для распада органических веществ, содержащихся в одном литре коммунальных сточных вод обычного состава при температуре 20°С, требуется примерно 200 мг кислорода в течение 5 дней. Это значение, называемое биохимической потребностью в кислороде (БПК), принято в качестве стандарта при расчетах количества кислорода, необходимого для очистки данного объема стоков. Величина БПК сточных вод предприятий кожевенной, мясообрабатывающей и сахарорафинадной промышленности гораздо выше, чем коммунальных стоков.

В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворенных в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах  веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И наоборот, в водоемах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьезные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определенного уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема разлагающейся органики.

Большая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие – и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, т.е. растворенного в ней углекислого газа, становится кислой).

В водах, испытывающих тепловое загрязнение, часто  создаются условия, приводящие к  гибели рыб. Там снижается содержание кислорода, так как он слабо растворяется в теплой воде, однако потребность  в кислороде резко возрастает, поскольку увеличиваются темпы  его потребления аэробными бактериями и рыбами. Добавление кислот, например серной, с дренажными водами из угольных шахт также существенно снижает  способность некоторых видов  рыб извлекать из воды кислород.

§2. Способность к биологическому разложению

Искусственные материалы, которые разлагаются  биологическим путем, увеличивают  нагрузку на бактерии, что, в свою очередь, влечет рост потребления растворенного  кислорода. Эти материалы специально создаются таким образом, чтобы  они могли легко перерабатываться бактериями, т.е. разлагаться. Естественные органические вещества обычно биоразлагаемы. Чтобы этим свойством обладали и искусственные материалы, химический состав многих из них (например, моющих и чистящих средств, бумажных изделий и пр.) был соответствующим образом изменен.³ Первые синтетические моющие средства были устойчивы к биологическому разложению. Когда огромные клубы мыльной пены стали скапливаться у муниципальных очистных сооружений и нарушать работу некоторых водоочистных станций из-за насыщенности патогенными микроорганизмами или плыли вниз по течению рек, к этому обстоятельству было привлечено внимание общественности. Производители моющих средств разрешили проблему, сделав свою продукцию биоразлагаемой. Но такое решение спровоцировало и негативные последствия, поскольку привело к повышению БПК водотоков, принимающих сточные воды, а, следовательно, ускорению темпов расхода кислорода.