Загрязнение водной среды

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.Антропогенное загрязнение водной среды
2. Проблема загрязнения водной среды в России
3. Методы очистки сточных вод
Заключение
Список использованной литературы

Загрязнение водной среды

сельскохозяйственными стоками, содержащими фосфор, азот, органические вещества, которые вызывают эвтрофикацию морских акваторий (Черное море, Балтийское море, Мексиканский залив). Загрязняются остатками удобрений и пестицидов, которые приносят реки, Азовское и Каспийское моря. Опасность представляют остатки пестицидов, смываемых в моря2.
Радиоактивное загрязнение морей. До 1984 г. практиковалось захоронение в морях радиоактивных отходов (США, Великобритания, Россия, Япония). С 1967 по 1976 гг. в океане захоронено 46 тыс. т радиоактивных отходов, основная часть которых сбрасывалась на глубину около 4500 м примерно в 1000 км от побережья Европы. За 40 лет (до 1992 г.) СССР затопил в водах Северного Ледовитого океана 15 реакторов, отслуживших свой срок на атомных подводных лодках , топливные элементы с атомохода « Ленин» и 13 аварийных реакторов с подводных лодок ( при этом из шести затопленных реакторов не было выгружено ядерное топливо). Море приняло в свои глубины упавшие атомные бомбы, самолеты и подводные лодки с ядерным оружием . Общее число затонувших подводных лодок с ядерными реакторами составляет 5.
2. Проблема загрязнения водной среды в России
Территория России покрыта сетью рек, от малых − длиной менее 100 км до больших, длиной более 2000 км. В России 7 больших рек, которые входят в число 34 крупнейших рек мира − это Енисей, Лена, Амур, Обь, Волга, Колыма, Оленек. Наиболее подвержены антропогенному воздействию малые реки, сток которых составляет более 1/3 суммарного многолетнего стока, а в Центральной России и на Северном Кавказе достигает 60-80%.
90% общего годового объема речного стока дают бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего годового объема речного стока3.
Распределение речного стока по территории очень неравномерно и не соответствует численности населения и размещению промышленности. Недостаточно обеспечены собственными водными ресурсами Ростовская, Астраханская, Липецкая, Воронежская, Белгородская, Курская области, Калмыкия. Продолжается прогрессирующее истощение водных ресурсов южных рек страны под влиянием хозяйственного использования. Уменьшение годового стока крупных южных рек России под влиянием антропогенной деятельности в среднем составляет от 10% (Волга) до 25-40% (Дон, Кубань, Терек, Сулак).
Антропогенное влияние на водные ресурсы проявляется как в истощении запасов вследствие увеличения водопотребления, так и в росте объема и степени загрязнения сточных вод. Степень загрязнения вод прогрессирует по мере развития химической, нефтехимической, горно-рудной, целлюлозно-бумажной и др. отраслей промышленности, а также с/х производства. Загрязнение воды приносит огромный ущерб природе и народному хозяйству.
Наиболее распространенными загрязнителями поверхностных вод являются нефтепродукты, фенолы, органические вещества, соединения меди, цинка, аммонийный и нитратный азот, анилин, фосфаты и др.
Волжские водохранилища загрязнены фенолами на уровне 1-3 ПДК, а также соединениями меди, аммонийным и нитратным азотом, нефтепродуктами.
Сильно загрязнена р. Ока от Серпухова до Коломны. Чрезвычайно высока загрязненность рек Кольского полуострова, где среднегодовые концентрации меди и никеля превышают ПДК в десятки и сотни раз.
По гидробиологическим показателям 12% обследованных водных объектов относятся к условно чистым (фоновым). 32% умеренно загрязнены, остальные 56% представляют загрязненные водные объекты, экосистемы которых находятся в состоянии экологического регресса.
На территории России выявлено около 2000 участков загрязнения подземных вод, в том числе 78% находятся в Европейской России. Наиболее крупные очаги загрязнения выявлены в Московской области (г.Лыткарино), на площади отработанных шахтных полей буроугольных месторождений Тульской области, на месторождениях нефти в Татарстане, Пермской области, Башкирии, в районах городов Волгограда, Волжского, Магнитогорска, Кемерово.
Подземные воды загрязняются, в основном, сульфатами, хлоридами
нитратным и аммонийным азотом, нефтепродуктами, фенолами, медью, цинком, свинцом, кадмием, ртутью. Треть подземных вод имеет загрязнение на уровне 10-100 ПДК, в 12% подземных вод загрязнение превышает 100 ПДК по тому или иному токсиканту.
3. Методы очистки сточных вод
Современное состояние промышленности и экологическая ситуация в России требует развития нового подхода к правильному и быстрому выбору схем очистки сточных вод и газовых выбросов. Особенно это актуально для больших мегаполисов. Например, Москва в списке городов РФ числится одним из городов с высокой степенью загрязнения воздуха, воды и почвы. На территории города расположено свыше 5 тысяч промышленных предприятий и организаций, в том числе около 2,5 тысяч автотранспортных хозяйств, 13 тепловых электростанций и их филиалов (ТЭЦ), 63 тепловых районных квартальных станций (РТС и КТС), 103 отопительных котельных, более 1200 промышленных и коммунально-бытовых котельных (КБК). Их стоки и выбросы различны и многообразны. По этой причине выдача рекомендаций по их очистке или утилизации очень затруднительна. Данную проблему невозможно решить, используя глобальный и единый подход. Решение возможно только на базе всестороннего изучения состава стоков, их классификации, а затем подбора соответствующего очистного оборудования.
Исследования в данной области ведется во многих высших учебных заведениях, научно-исследовательских институтах, центрах.
В Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева разработана и опробована технология изготовления керамических мембранных фильтрующих элементов. Фильтры ФМКэ и установки мембранной очистки, оснащенные керамическими фильтрующими элементами, неподвержены воздействию гидролиза, радиации, высоких и низких температур, химическому и биологическому разрушению. Мембранные установки обеспечивают практически 100%-ное разделение нефтесодержащих вод на воду, отвечающую нормативным требованиям на сброс и нефтяную фазу4. Также здесь ведется работа над созданием информационной системы, обобщающей методы и оборудование для очистки сточных вод. Информационная система поможет посредством INTERNET-технологии инженерам и ученым, работающим на различных предприятиях, рассмотреть существующее и выбрать необходимое оборудование для очистки сточных вод. У департаментов промышленности, транспорта, энергетики появится возможность доступа к новым технологиям и образцам российского оборудования, что позволит провести сравнение с западными образцами и оценить экономическую эффективность в случае отказа от закупки дорогостоящего оборудования по импорту.
На Казахском газоперерабатывающем заводе Е.Ж. Айбасовым и Д.Ж. Идрисовой разрабатывается цеолитная технология очистки сточных вод от нефтепродуктов5.
Рассмотрим методы очистки сточных вод. С целью создания замкнутых систем водоснабжения промышленные сточные воды очищаются до необходимого качества различными методами: физико-химическими, механическими, химическими, термическими и биологическими. Данные методы очистки принято подразделять на рекуперационные и деструктивные. При рекуперационных методах предусматривается извлечение из сточных вод и дальнейшая переработка всех ценных веществ. Когда используются деструктивные методы, то загрязняющие вещества разрушают путем окисления или восстановления, а продукты разрушения удаляются из воды в виде газов или осадков.
Основные методы очистки различной природы применяются как для очистки сточной воды от суспендированных и эмульгированных примесей, так и для очистки от растворенных примесей. Первая группа очистки гетерогенных систем подразделяется на методы очистки от грубодисперсных примесей. Сюда относятся способы отстаивания, процеживания и фильтрации, флотации, центробежного осаждения; и на методы очистки от мелкодисперсных примесей путем коагуляции, флокуляции и электрофлотации.
К первой группе также можно отнести методы устранения и уничтожения примесей путем закачки в скважины, захоронения и термического уничтожения.
Вторая группа представлена методами очистки воды от минеральных примесей путем дистилляции, ионного обмена, обратного осмоса, электролиза; сода относят также методы очистки от органических примесей, включающие регенеративные способы экстракции, ректификации, адсорбции, обратного осмоса и ультрафильтрации, и деструктивные способы: биохимические, жидко- и парофазного окисления, радиационного и электрохимического окисления; а также методы очистки от растворенных газов, включая способы отдувки, нагрева и реагентные.
Механические методы удаления взвешенных частиц из сточных вод основываются на законах гидромеханических процессов.
Для удаления из сточных вод тонкодисперсных твердых и жидких взвешенных частиц, растворимых газов, минеральных и органических веществ используют физико-химические методы очистки. Механизмы этих методов основаны на использовании законов физико-химической гидромеханики, физической и коллоидной химии, электрохимии, процессов химической технологии.
Для удаления растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения служат химические методы. Биохимические методы применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от растворенных органических и неорганических веществ. Процесс биохимической очистки основан на способности микроорганизмов использовать загрязняющие вещества для своего питания в процессе жизнедеятельности.
Термические методы применяют для обезвреживания сточных вод, содержащих минеральные соли.
Выбор метода очистки производится с учетом санитарных и технологических требований к качеству очищенных вод, количества сточных вод, наличия необходимых энергетических и материальных ресурсов, эффективности процесса обезвреживания6.
В настоящее время многие промышленные предприятия не имеют достаточного оснащения очистными сооружениями либо имеют морально и физически устаревшие сооружения. Выпускаемое водоочистное оборудование зачастую не обеспечивает требуемую нормативами степень очистки сточных вод. Строительство капитальных очистных сооружений обходится дорого и не под силу многим предприятиям. Таким образом, проблема создания локальных очистных сооружений по очистке промышленных и ливневых сточных вод, особенно с оборотным водоснабжением, имеет в настоящее время не только большое практическое и экономическое значение, но и является мощным фактором к снижению экологической нагрузки на окружающую среду. Эти проблемы имеют инженерно-технологические решения, некоторые варианты которых предлагает ЗАО «Институт экологической безопасности» (ИНСТЭБ).
В институте сконструирован унифицированный ряд высокоэффективных малогабаритных флотационных установок с двух- и четырехступенчатой очисткой производительностью до 40 м3/час в сочетании с самотечными и напорными фильтрами для извлечения из сточных вод нефтепродуктов, масел, жиров, взвешенных и органических веществ, ПАВ, ионов тяжелых металлов и т. д., а также для очистки ливневых вод, создания оборотных систем водоснабжения для моек автомобилей.
Особенность конструкции установок напорной флотации, выпускаемых институтом, − обеспечение всех функций от одного насоса и возможности 12-кратного рецикла воды, чем и достигается высокая степень очистки: по взвешенным веществам − 90-95%; жирам − 80-95%; нефтепродуктам − до 98-99%. Флотационные установки просты по устройству и в обслуживании, малоэнергоемки, обеспечивают оборотное водоснабжение, не требуют много места и больших капитальных вложений. Работают как локальные установки, так и в составе очистных сооружений.
В последние годы разработаны новые водоочистные установки серии «СЕЙМ» и «СОЛОВЕЙ» с применением методов пенной и струйной флотации, позволяющие удалять из воды растворенные и трудноокисляемые органические примеси. Установка «СЕЙМ»-1/4.2 М» представляет собой разборный моноблок с 4-мя ступенями очистки, сочетающий:
две ступени флотации (с принудительным шламоудалением);
фильтровальную ступень очистки;
адсорбционную ступень очистки.