Охрана водоисточников от загрязнений

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ОХРАНА ВОДОИСТОЧНИКОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
1. ФАКТОРЫ РИСКА
2. ВОЗМОЖНОСТИ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
3. СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ РИСКА
4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Охрана водоисточников от загрязнений

Со сточными водами и поверхностным стоком в водные объекты попадает ряд органических загрязнений, таких как диоксины, фенолы, нефтепродукты, СПАВ, пестициды, амины. Методы удаления из воды органических веществ различных типов: природных и попадающих с различными сточными водами. Для этой цели используют методы адсорбции, биоутилизации, деструкции, мембранной фильтрации, флотации. Особенно хорошие результаты достигаются с применением адсорбции на активированном угле – порошкообразном или гранулированном. [12, C. 17] В последнее десятилетие получил практическое применение новый эффективный метод удаления различных примесей, в том числе органических, – мембранная фильтрация. [10, C. 21]
Тяжелые металлы и радионуклиды
Еще одна группа методов используется для удаления опасных элементов, таких как радионуклиды, тяжелые металлы и другие металлы и металлоиды. Можно выделить три формы существования: связанные с органическим веществом, минеральные и ионные. Для их удаления используют коагуляцию, мембранную фильтрацию, окисление, реагентное осаждение, ионный обмен. Способы удаления тяжелых металлов, радионуклидов и других опасных элементов зависят от их химических форм.[2, C. 22]
Биогенные элементы
Азот и фосфор, входящие в состав органических соединений, удаляются коагуляционной обработкой и применением угольных сорбентов. Неорганический азот снимается в проточных биореакторах, заселенных азотфиксирующими и денитрифицирующими бактериями.
Ультрафильтрация (размер пор менее 0,2 мкм) убирает нитриты – почти в 2 раза (с 0,20 до 0,12 мг/л), аммонийный азот – более чем в 2 раза (с 0,61 до 0,28 мг/л), фосфаты – примерно в 7 раз (с 0,36 до 0,05 мг/л). Для удаления различных ингредиентов из воды возможно также применение нанофильтрации. Уже существует ряд водопроводных станций, использующих мембранную технологию для получения питьевой воды.
Побочные продукты обработки воды
Как уже отмечалось выше, некоторые методы обработки воды могут привести к образованию опасных побочных продуктов. Так, коагуляция приводит к появлению остаточного алюминия или железа в зависимости от типа применяемого коагулянта. Хлорирование вызывает образование хлороформа и других хлорсодержащих соединений. Озонирование генерирует формальдегид и другие опасные соединения.[4, C. 16] Методы снижения образования побочных продуктов и их удаления – сорбция активированными углями, предварительное (перед хлорированием) удаление органического вещества, например, с помощью коагуляционной обработки, использование УФ-облучения вместо хлорирования, применение бытовых фильтров для коррекции качества водопроводной воды.
3.  Способы снижения риска
Проведенный выше анализ показывает, что имеется широкий спектр методов обработки для получения воды питьевого качества. Однако на действующих водопроводных станциях применяется довольно ограниченный набор методов, кроме того, существующие дляих реализации технологические сооружения, реагенты, дозаторы и пр. не всегда способны справиться с нарастающим ухудшением качества воды в водоисточнике.
При наличии реальной угрозы попадания патогенных микроорганизмов в водоисточник надо предусмотреть дополнительные меры по снижению их концентрации и удалению вредных продуктов обработки:
1) коагулирование повышенными дозами с добавлением флокулянта для понижения мутности воды до 0,1 мг/л, поскольку частицы мутности являются носителями микроорганизмов;
2) хлорирование более высокими дозами;
3) УФ-облучение воды для инактивации патогенных микроорганизмов;
4) удаление остаточного алюминия – побочного продукта коагулирования – на фильтрах;
5) снижение концентрации хлорорганических соединений на сорбционных фильтрах.
Не все из перечисленных мер надо применять одновременно, их набор и порядок выполнения может варьироваться в зависимости от состава технологических сооружений и качества обрабатываемой воды. Водопроводная станция должна быть заранее подготовлена к таким действиям, т.е. иметь соответствующие сооружения и запас реагентов, а также обеспечить возможность дозирования высоких доз реагентов.
При угрозе загрязнения водоисточника нефтепродуктами, фенолами, диоксинами и другими органическими ксенобиотиками необходимо предусмотреть использование сорбционных фильтров, возможно с предозонированием.
При опасности попадания тяжелых металлов в исходную воду необходимо использовать аэрацию или озонирование для перевода металлов из ионной формы в гидроксидную с последующим удалением в процессе коагуляционной очистки.[4, C. 15] При наличии органических комплексов металлов надо дополнить технологию углеванием перед фильтрами или стадией доочистки на фильтрах со слоем гранулированного активированного угля.
4. Восстановление и охрана водных объектов
Загрязнение водных объектов - источников питьевого водоснабжения при недостаточной барьерной роли действующих водоочистных сооружений, резко обострило проблему водообеспечения многих регионов России питьевой водой и создает серьёзную опасность для здоровья населения, обуславливает высокий уровень заболеваемости кишечными инфекциями, гепатитом, повышает степень риска воздействия на организм человека канцерогенных и мутагенных факторов.
От загрязнения водных объектов населению, отраслям экономики и окружающей среде ежегодно наносится ущерб в размере 70,0 млрд. руб., в том числе 62 млрд. руб. от сброса в водные объекты загрязненных сточных вод промышленностью, коммунальным хозяйством, сельскохозяйственным производством, и 8 млрд. руб. - судоходством, гидроэнергетикой и другими отраслями (сплав древесины, коммуникации, добыча полезных ископаемых).[2, C. 23]
В июле 2001 года на заседании Межведомственной комиссии Совета Безопасности Российской Федерации по экологической безопасности был рассмотрен вопрос "О проблемах техногенного загрязнения открытых и подземных источников водоснабжения и мерах по обеспечению населения России питьевой водой".
Межведомственная комиссия Совета Безопасности Российской Федерации по экологической безопасности отмечала, что состояние большинства водных объектов, являющихся источниками питьевого водоснабжения на территории Российской Федерации, не обеспечивает их экологически безопасное использование. Загрязнение водных объектов влечет за собой ухудшение качества подаваемой потребителям питьевой воды и создает серьезную опасность для здоровья населения во многих регионах России.
В результате неудовлетворительного состояния каждый второй житель вынужден использовать для питьевых целей воду, не соответствующую гигиеническим требованиям, население ряда регионов страдает от недостатка питьевой воды и связанных с этим отсутствием надлежащих санитарно - бытовых условий.
Органы государственного контроля за использованием и охраной водных объектов Минприроды России осуществляют свою деятельность во взаимодействии с Росгидрометом, Минздравом России, Минсельхозом России, Росземкадастром, Госгортехнадзором России в пределах их компетенции.
Анализ материалов и актов контрольных проверок показал, что основное количество нарушений водного законодательства Российской Федерации связано с несоблюдением режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах водных объектов, массовой застройкой водоохранных зон и прибрежных полос, несоблюдением условий лицензий на водопользование, нарушением правил эксплуатации водохозяйственных и иных сооружений, сверхлимитным забором и (или) сбросом сточных вод, превышением нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ, нарушением ведения первичного учета используемых вод, отсутствием водоизмерительной аппаратуры и др.[2, C. 24]
В последние годы государственная наблюдательная сеть Росгидромета на водных объектах сокращена в несколько раз, что не способствует обеспечению достоверности гидрологических прогнозов, затрудняет оперативное регулирование водохозяйственных систем и своевременное предупреждение чрезвычайных ситуаций.
Существующая сеть мониторинга на поверхностных водных объектах всех ведомств крайне недостаточна и нуждается в расширении и совершенствовании.[2, C. 25]
В 2001 году МПР России разработан проект Государственной стратегии в области использования, восстановления и охраны водных объектов на период до 2010 г., в котором предусмотрено поэтапное осуществление комплекса последовательных мер (организационно-экономических, законодательных, нормативных), направленных на децентрализацию управления, формирование публичных институтов управления водными ресурсами на бассейновом уровне, активное подключение муниципальных образований, водопользователей и граждан к решению вопросов использования и охраны водных объектов.
За последние годы удалось несколько улучшить финансирование водохозяйственных работ за счет средств платы за пользование водными объектами. Объем финансирования за счет средств федерального бюджета в 2007 году возрос в 5,5 раза по сравнению с 2003 годом. Это позволило возобновить строительство ряда важных водохозяйственных объектов, увеличить объем работ по реконструкции и капитальному ремонту гидросооружений, предотвращению вредного воздействия вод, техническому перевооружению водохозяйственных организаций.[11, C. 28]
С января 2002 года вступило в силу постановление Правительства Российской Федерации от 28 ноября 2001 года № 826 "Об утверждении минимальных и максимальных ставок платы за пользование водными объектами по бассейнам рек, озер, морям и экономическим районам" в соответствии с которыми ставки платы за пользование водными объектами повышаются в 2 и более раза (по гидроэнергетике в 6 раз).
В федеральном бюджете на 2008 год предусмотрено выделение 675,85 млн. рублей на финансирование мероприятий по регулированию, использованию и охране водных ресурсов. а также 314,0 млн. рублей на обеспечение безопасности гидротехнических сооружений и другие водохозяйственные мероприятия капитального характера. Предусмотрено также бюджетное финансирование в размере 152,0 млн. рублей в рамках реализации подпрограммы "Водные ресурсы и водные объекты" федеральной целевой программы "Экология и природные ресурсы России". Однако этих средств явно недостаточно для улучшения ситуации в водном хозяйстве.
Сложность процедуры пересмотра уровня ставок платы за пользование водными объектами не позволяет добиться существенного сокращения разрыва между нормативно обоснованными потребностями в финансовых ресурсах и возможностями их удовлетворения за счет средств от собирания этой платы. Ликвидация Федерального фонда восстановления и охраны водных объектов затрудняет формирование эффективного механизма целевого использования части средств от платы за пользование водными объектами для финансирования водохозяйственных мероприятий федерального и межрегионального значения.[8, C. 30]
Указанные обстоятельства делают актуальной постановку вопроса о дальнейшем совершенствовании экономического механизма использования и восстановления водных объектов.
Заключение
Анализ различных методов охраны и обработки показывает, что при ухудшении качества воды в водоисточнике к действующей технологии должны подключаться дополнительные методы. Это удорожает охрану и очистку, поскольку связано с крупными капиталовложениями на реконструкцию имеющихся сооружений или строительство новых.
Возрастают также эксплуатационные расходы, обусловленные ростом доз реагентов: коагулянта, флокулянта, озона, активированного угля и др. Наиболее дорого обходится применение активированного угля.
С ростом микробиологического и химического загрязнения водоисточника необходимо вводить в эксплуатацию все новые методы обработки воды, добавляя их к базовому набору, включающему фильтрацию и хлораммонизацию. Затем шаг за шагом добавляются следующие методы обработки воды: коагуляция, флокуляция, отстаивание или осветление во взвешенном слое, адсорбция порошкообразным активированным углем, озонирование, адсорбция при фильтрации через слой гранулированного активированного угля, УФ-облучение и, наконец, мембранная фильтрация.[12, C. 18]
Включение каждого нового метода требует больших капиталовложений, что соответствует резкому подъему кривой стоимости. Рост доз реагентов, необходимый для компенсации ухудшения качества исходной воды, выглядит как постепенный рост кривой стоимости за счет текущих затрат. Рост стоимости получения питьевой воды в конце приводимой кривой по отношению к ее началу может составлять десятки раз.