Способы сохранения водных ресурсов
Как мы знаем, Россия обладает одним из самых больших водных запасов в мире. Важнейшая составная часть водных ресурсов России — реки.
Однако в настоящее время из-за загрязнения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения. В результате около половины населения пьют загрязненную недоброкачественную воду. Вид ео 33.
На долю уникального озера Байкал приходится 23 % запасов пресной воды нашей страны. Однако, как известно, увеличение антропогенного воздействия на Байкальскую природную территорию в последние годы загрязняет и его воды. Основными источниками загрязнения воды являются промышленные и бытовые сточные воды. Ежегодно в реки и водоемы России сбрасывается 17 кубических километров неочищенных сточных вод. Вместе с ними, по оценкам Росприроднадзора, в воду попадает более 12 миллионов тонн загрязняющих веществ/ Одной из наиболее активных природоохранных общественных организаций, Гринписом, регулярно проводятся заборы воды из разных рек на анализ загрязняющих их веществ. Видео 34.
Так, при обследовании акватории Санкт-Петербурга в 2011 г. были отобраны пробы из 9 выпусков, через которые сбрасываются сточные воды в Неву, Охту, Оккервиль, Славянку, Ижору и Карповку. Во всех пробах были обнаружены токсичные вещества в концентрациях, значительно превышающих безопасные уровни. В воде были обнаружены ртуть, свинец, нефтепродукты, хлороформ, фенолы и другие опасные вещества.
В России есть законы, которые запрещают предприятиям напрямую сбрасывать опасные вещества в водоемы. Тем не менее это регулярно происходит, поскольку отсутствует система эффективного государственного экологического контроля.
Даже если предприятия сбрасывают свои стоки не в реки, а в общую систему городской канализации, то это все равно не решает проблему их эффективной очистки. Трудность заключается в том, что отходы каждого предприятия содержат весьма специфические загрязняющие вещества. Их легко извлечь по отдельности, но когда сотни этих веществ, смешавшись, попадают в общегородские коллекторы, то зачастую справиться с ними невозможно. Городская канализация предназначена для очистки бытовых, а не промышленных отходов. В то же время, в Петербурге более 70% грязных стоков попадает в реки именно через коллекторы Водоканала. Таким образом загрязненная вода постоянно попадает в Неву — единственный источник питьевой воды для миллионов жителей города, символ Санкт-Петербурга. Сходная ситуация в Москве, Ярославле и других городах.
Каковы возможные пути решения этой проблемы?
С одной стороны, можно идти по пути сокращения расхода воды во всех сферах деятельности человека. С другой стороны, можно снижать наступление промышленных загрязнителей, либо изменяя технологию производства, либо совершенствуя способы очистки сточных вод.
Так, потребление и загрязнение природных вод можно значительно сократить, если шире вводить замкнутые циклы (т.е. многократно использовать воду в одном и том же производственном цикле без сброса в водоемы), повторно использовать сточные воды, а также переходить на технологии, основанные на меньшем потреблении воды.
По оценкам ученых Института водных проблем РАН, возможностей экстенсивного роста потребления водных ресурсов в мире осталось всего на 10-15 лет. Кроме того, согласно выводам недавнего доклада экспертов ООН, в ближайшие годы существенно вырастет потребность в технической воде, а к 2070 году дефицит водных ресурсов будут ощущать 44 миллиона человек в Центральной и Южной Европе.
Как осуществляется очистка сточных вод в городах?
Она обычно состоит из нескольких этапов:
дезинфекция сточных вод (не всегда)
Знаете ли Вы, как работают очистные сооружения в Вашей местности?
Танк-отстойник первичной очистки
Посмотрите, как происходит очистка сточных вод в Санкт-Петербурге, где она признана одной из наиболее эффективной в России.
Однако, к сожалению, даже достаточно прогрессивная по сравнению с другими городами эта система очистки сточных вод не в состоянии сделать воду достаточно чистой для поступления обратно в реки.
Это связано с тем, что, как мы уже говорили, системы очистки предназначены для очистки именно бытовой канализации. Качественно очистить сточные воды сотен городских предприятий эти станции не могут. И дело не в том, что станции несовершенны, а в том, что технически организовать очистку огромного объема воды, если в ней присутствует такое количество различных опасных соединений, невозможно (как печально шутят в Гринписе — это под силу лишь магическим фильтрам Петрика).
Поэтому во всех городах, где успешно решается эта проблема, предприятия сами обеспечивают чистоту своих вод — переходят на безопасные технологии производства, используют более экологичные материалы, внедряют замкнутый водооборот или современные локальные очистные сооружения. Все это обеспечивает чистое производство и уже успешно развивается в Европе. Однако ответственность за охрану воды лежит не только на промышленных предприятиях и государстве, но и на всех нас.
Возможности для улучшения качества воды связаны с нашим интересом к этой проблеме, неравнодушием, поддержкой работы общественных организаций, старающихся улучшить ситуацию с водой как на государственном, там и местном уровнях.
Что можем сделать мы для сбережения воды в своей повседневной деятельности в быту? Подумайте и назовите как можно больше областей применения воды в нашей повседневной жизни.
На практике существуют лишь два способа реализовать наше ответственное отношение к водным ресурсам в быту — экономия воды и ее охрана от загрязнения.
Надо сказать, что в некоторых городах проблема сбережения воды, ввиду их географического положения (например, в Петербурге), не стоит остро. В других она очень существенна. Однако, потребление воды необходимо ограничивать в любом случае. Подготовка питьевой воды — трудоемкий, ресурсоемкий процесс, связанный со значительными финансовыми затратами, он является существенной частью антропогенной нагрузки на природу региона. Будем помнить, что у нас, к сожалению, в отличие от большинства граждан Европы и США, нет сложившейся традиции водосбережения, и ее надо постепенно создавать и культивировать различными способами — техническими, организационно-финансовыми, путем изменения привычек и сознания человека.
Как известно, одним из эффективных способов экономии воды является установка в квартирах счетчиков холодной и горячей воды. Простыми правилами для экономии воды являются уменьшение струи воды, использование водосберегающих насадок. Разумеется, надо следить, чтобы из крана не капала вода. Иногда кажется, что в этом случае потери ничтожны. Но даже при потере одной капли в минуту за месяц это составит около 500 литров — полтонны чистой, пригодной для питья воды. Текущий кран — потери воды и дополнительная нагрузка на очистные сооружения, неоправданный расход энергии, затрачиваемой на доставку воды и ее очистку.
Сэкономить воду можно также с помощью небольших изменений наших привычек
Например, во время чистки зубов кран можно открывать только на то время, когда моется щетка и полощется рот. В среднем эта процедура у большинства людей занимает около 3 минут, в это время вода течет из крана со скоростью 2 литра в минуту. Если придерживаться правил экономии, то при чистке зубов тратится не больше 1 литра воды. То же самое касается мужчин, бреющихся механическими бритвами.
Возможно использование дважды одной и той же воды. Первый раз — для приготовления пищи, мытья посуды, умывания, принятия душа, ванны. Второй раз — для уборки дома, использования в туалете, полива растений, мытья придомовой территории и машин.
Для экономии воды можно соблюдать еще несколько простых правил.
Перед мытьем грязной посуды надо хорошо очистить ее от остатков еды. Посуду лучше мыть не при постоянно открытом кране, воду для этого можно наливать в раковину с закрытым стоком или в тазик. Так на мытье посуды будет сэкономлено около 50% необходимой для этого воды. При мойке овощей и фруктов также раковину лучше закрыть пробкой.
Надо стараться использовать стиральную машину преимущественно при ее максимальной загрузке бельем. При этом целесообразно сильно загрязненную одежду предварительно замачивать в емкости со специальным моющим средством. Балконы и наружные поверхности дома лучше мыть в дождливую погоду.
А какие Вы используете способы экономии воды?
Люди придумывают различные технические способы экономии воды в быту. Посмотрите, например, как поставленная на кухне педаль для управления подогревом воды и ее подачи позволяет осуществлять экономию воды. Видео 36.
Согласитесь, было бы хорошо, чтобы подобный опыт отдельных энтузиастов-умельцев распространялся, люди узнавали о нем и старались его применять. Существуют резервы экономии воды и в системе оплаты за ее потребление — введение лимита ее потребления на каждого человека и установление платы по более высокому тарифу за его превышение.
Для контроля за потреблением воды в доме целесообразно установить централизованное управление ресурсами. С его помощью можно без труда обнаружить аварии в системе водоснабжения — для этого достаточно сформировать статистику расхода воды в разное время суток, и если окажется, что расход воды значительный по сравнению со средними показателями на это время суток, то путем анализа показаний датчиков во всем доме можно локализовать и предотвратить аварию. В то же время будут своевременно и качественно ремонтироваться трубопроводы, чтобы сократить потери воды от утечек.
Как можно беречь воду от загрязнения в домашних условиях?
Не все знают, что вода, сливаемая из раковин, ванны или унитаза в канализацию, которую многие считают основным источником загрязнения, на самом деле не является большой проблемой для природы. Множество микроорганизмов перерабатывают органические отходы. Основные проблемы загрязнения воды связаны с синтетическими моющими средствами (стиральными порошками и чистящими составами) для чистки и уборки. Эти химические соединения смешиваются с другими бытовыми сточными водами и в таком виде попадают на очистные сооружения. Там они убивают микроорганизмы, разлагающие органические отходы деятельности человека.
По этой причине качество очистки резко ухудшается, и в водоемы из очистных сооружений попадают недоочищенные стоки.
Важно понимать, что абсолютно безвредных для природы синтетических моющих или чистящих средств сегодня не существует. Все они загрязняют ее в большей или меньшей степени. Поэтому лучшее, что можно сделать, — это использовать их разумно и правильно, предпочитая такие, на упаковке которых указано, что они относительно более безопасны и содержат вещества, менее вредные для природной среды.
Сделаем выводы.
Нерациональное использование воды и ее возрастающее загрязнение становятся день ото дня все более и более серьезными проблемами, которые способны довести человечество до катастрофы. Жизненно необходимо осознание каждым человеком личной и социальной ответственности за сохранение водных ресурсов и овладение практическими способами сбережения и улучшения качества воды.
Наши возможности в обеспечении себя необходимой для здоровья и жизни чистой водой заключаются, прежде всего, в наших собственных экологически целесообразных действиях в быту, а также в поддержке тех общественных организаций (Гринписа и других), которые добиваются от властей конкретных действий по усилению государственного контроля за сбросами, уменьшению нагрузки на городские очистные сооружения, развитию чистого производства и в результате — доведения качества воды в наших реках до безопасного для человека и природы уровня.
Махатма Ганди сказал: «Если ты хочешь перемену в будущем — стань этой переменой в настоящем». Каждый из нас может изменить свой образ жизни, чтобы помочь воде. Начать можно с малого, постепенно переходя к более серьёзным шагам, и мы внесём свой вклад в общее дело сохранения воды.
Источник
Водные ресурсы и проблемы их сохранения
Необходимые для жизнедеятельности всего живого водные ресурсы – это соленая вода океанов, морей и пресная вода озер, рек и подземных источников. Гигантское количество воды сосредоточено в ледниках, общий объем которых составляет около 30 млн кубометров. Существенная доля водяных паров образуется при естественном испарении поверхностных вод. Чрезвычайно быстрое испарение воды происходит при попадании вулканической лавы в море или океан. При этом образуются громадные облака горячего водяного пара (см. рис. 10.6).
Пресная вода в значительной степени подвержена воздействию человека при ее бытовом и промышленном потреблении. Исследования, проведенные в континентальных районах США, показали, что около 1% водоносных слоев в той ил иной степени загрязнены. Данный показатель загрязнения относительно не высок, но если учесть, что приблизительно половина населения США пользуется колодцами как источниками питьевой воды, то становится понятно, что даже такое загрязнение весьма значительно.
Наша страна, как никакая другая, богата водными ресурсами. Прежде всего это реки, многие из которых, к сожалению, несут непомерную нагрузку. Можно было бы говорить обо всех реках, но остановимся на одной из них – Волге. Проблемы Волги – это проблемы не только всех рек и всей России, но и всей планеты в целом.
По данным Института литосферы РАН, большая часть волжского бассейна находится в критическом состоянии. Ежегодно в Волгу поступает более 300 млн т минеральных веществ, 64 тыс. т фенола, более 100 тыс. т соединений железа, более 6 млн. т сульфата, свыше 10 млн т хлоридов и т. д. В бассейн Волги в 1990 г. было сброшено 23,3 км 3 сточных вод. Из них совершенно неочищенных – 1,9, мало очищенных – 9,6, так называемых нормативно очищенных, а на самом деле тоже недостаточно очищенных – 1,6 км 3 . Основная масса загрязненных вод, как ни странно, поступает через сети коммунального хозяйства. Надолго промышленных отходов приходится меньше половины. Сокращение объема пресноводного стока с завершением строительства Нижнекамского и Куйбышевского водохранилищ и загрязнение воды привели к тому, что за последние 35 лет годовой лов рыбы в Волго-Каспийском регионе снизился в восемь раз. Судака стало меньше в 24, леща в 4,5, сельди – в 16 раз. Рыба гибнет в основном из-за того, что количество фенола, ионов меди, цинка, нефтепродуктов и пестицидов в волжской воде в последние годы превышает допустимые нормы в десятки и сотни раз. А с конца 70-х годов резко повысилось содержание азота, фосфора и органики.
Очевидно, если вода в Волге будет чистой, то и рыба в ней не переведется. Многие ли знают, что для рыб вода должна быть чище, чем питьевая? Воду, не пригодную для рыбы, люди в соответствии с нормами ГОСТа пить могут. И мы должны стремиться к тому, чтобы для нас установили те же нормы, что и для рыб.
Еще недавно радостно звучали слова популярной песни: «Волга, Волга, мать родная, отныне в памяти моей ты не река, а цепь сквозная каналов, шлюзов и морей». Теперь многие понимают, что превращение реки в цепь каналов оборачивается серьезными бедствиями. Каков же материальный ущерб, нанесенный Волге строительством ГЭС? Ежегодные потери оцениваются из-за недополучения продукции при затоплении более 1 млн гектаров сельскохозяйственных земель – в 16 млрд долл. и из-за потери рыбных запасов – в 4–6 млрд долл. Если учесть эти потери, то по себестоимости электроэнергии действующие ГЭС станут невыгодными по сравнению, например, даже с ТЭЦ. Но спустить воду невозможно – энергия нужна всем. Значит, надо искать способы реконструировать ГЭС таким образом, чтобы они приносили минимальный ущерб.
Подвергаются загрязнению и подземные воды. Основной источник загрязнения – отходы. Применяемые в течение длительного времени способы захоронения бытовых и промышленных отходов основывались на том, что миграция отходов маловероятна и что со временем содержащиеся в них соединения окисляются, гидролизуются или перерабатываются бактериями в безвредные продукты. Однако результаты исследований показали, что некоторые виды отходов слабо разлагаются и способны мигрировать, а часть их перерабатываются бактериями не в безвредные, а в токсичные вещества. Загрязняющие вещества от различных источников могут распространяться в поверхностных слоях земли на большие расстояния от источников загрязнения (см. рис. 10.7) и проникать в водоносные пласты.
Восстановление сильно загрязненных водоносных пластов требует весьма внушительных финансовых вложений. Так, стоимость работ по локализации загрязнений, проводимых в Скалистых горах шт. Колорадо, составляет около 100 млн долл., а полное устранение загрязнений в данной местности стоит примерно 1 млрд долл. Такая чудовищная стоимость восстановительных работ непременно должна способствовать обдуманному и научно-обоснованному подходу в решении весьма непростой проблемы захоронения отходов. Вынужденное захоронение всех видов отходов в грунте требует предварительных и сопутствующих физических, химических и биологических исследований, результаты которых позволят представить реальную картину миграции составляющих отходы соединений, а также их процесс разложения. Только при таком подходе ненужные и вредные отходы могут нанести минимальный ущерб окружающей среде. При достаточно глубоком изучении данной проблемы различные отходы могут использоваться как вторичное сырье, т. е. оказаться полезными.
За последние десятилетия резко возрос объем пластиковых отходов, которыми засоряются не только огромные площади суши, но и моря, и океаны. Пластиковые отходы в конце концов разрушаются, но очень медленно – некоторые из них в течение нескольких десятков лет. Но все же усилиями химиков выход найден – синтезированы с особой структурой и свойствами пластики, отходы от которых наносят минимальный ущерб окружающей среде. В такие пластики внедряются светочувствительные молекулярные группы, способные поглощать солнечное излучение, приводящее к расщеплению полимера.
Можно выделить несколько способов сохранения водных ресурсов:
– оптимальная комбинация химической и биологической чистки сточных вод;
– применение дополнительных средств очистки сточных вод, содержащих особо стойкие вещества;
– внедрение процесса озонирования;
– окисление загрязняющих веществ при высокой температуре и высоком давлении;
– высокотемпературное сжигание отходов и обработка их адсорбентами и ионообменными смолами;
– циклическое применение воды при теплоотводе от различных механизмов и агрегатов;
– возвращение в производственный цикл ценных веществ, например, металлов, вызывающих загрязнение почвы и воды;
– создание быстроразлагающихся заменителей пестицидов, широко применяемые как средство борьбы с болезнями и вредителями растений.
Успешное решение проблемы сохранения окружающей среды зависит не только от ученых, специально занимающихся данной проблемой, но во многом и от всех людей, бережно относящихся к природе, в том числе и к водным ресурсам.
Источник
