Способы защиты гидросферы кратко

Безопасность жизнедеятельности: конспект лекций.

2. Средства защиты гидросферы.

В 1995 г. был принят закон, разработанный специалистами-экологами РФ, который регулирует правовые отношения в области использования и охраны водных объектов. Закон направлен на охрану вод от загрязнения, засорения и истощения. Разработка этого закона была обусловлена рядом причин, одна из которых – рост объемов сточных вод, точечных и площадных источников загрязнения компонентов гидросферы (поверхностных и подземных вод), приводящих к качественному истощению пресных вод.

К средствам защиты компонентов гидросферы в первую очередь относится комплекс водоохранных мероприятий, включая очистные сооружения с каскадом отстойников и высокоэффективными фильтрами. Кроме этого, в настоящее время все шире используются специальные лесные насаждения для перехвата и последующей очистки вод (в природных условиях), поступающих с определенных территорий – с полей, дорог, населенных пунктов. Для этих целей наиболее приемлемы высоко продуктивные, с мощной лесной подстилкой и многоярусные (с кустарниками) хвойно-лиственные лесонасаждения. Такие лесонасаждения способны аккумулировать, очищать, а затем переводить в подземный сток огромные массы воды. Искусственные лесонасаждения по берегам рек, водоемов препятствуют размыву почвы после дождей или во время весенних паводков, предохраняя от загрязнения компоненты гидросферы.

Аналогичные искусственные лесонасаждения производятся и вблизи родников, истоков малых рек. При этом любая хозяйственная деятельность людей, населения в таких лесонасаждениях запрещена, а также и при наличии естественных, природных лесов.

Большой вред природе в течение последних 50–60 лет нанесли войны, начиная со Второй мировой, кончая локальными в разных частях Земли (в 1950 г. война в Корее, в 1960-е г. война во Вьетнаме с применением США химического и бактериологического оружия).

Защита компонентов гидросферы – водоемов всех видов – напрямую зависит от состояния загрязнения атмосферного воздуха. Как известно, кислотные дожди выпадают не только над полями и лесами, но и над водоемами, а в сухую погоду производственная пыль от выбросов промышленных предприятий (содержащая загрязняющие вещества) оседает также на поверхность водоемов.

Исходя из взаимосвязанности загрязнения атмосферного воздуха и компонентов гидросферы в России в 2002 г. был разработан и принят Закон РФ «Об охране окружающей природной среды».

Этот закон предусматривает проведение комплекса мероприятий по защите гидросферы с внедрением новейших технологий и оборудования по очистке сточных вод. Из бюджетов всех уровней на указанные мероприятия выделяются необходимые финансовые средства. Водопользование имеет замкнутый цикл (без сбросов в водоемы).

Источник

Защита гидросферы

Ты — величайшее в мире богатство, но и самое непрочное — ты, столь чистая в недрах земли. Можно умереть подле источника, если в нем есть примесь магния. Можно умереть в двух шагах от солончакового озера. Можно умереть, хоть и есть два литра росы, если в нее попали какие-то соли. Ты не терпишь примесей, не выносишь ничего чужеродного, ты — божество, которое так легко спугнуть…
Но ты даешь нам бесконечно простое счастье. (Антуан де Сент-Экзюпери Планета людей, VII. В сердце пустыни. Пер. с фр. Норы Галь)

Вода – одно из наиболее важных веществ на Земле, от которого зависит состояние животного и растительного мира. Это самая распространенная неорганическая составляющая живой материи. У человека вода составляет 63% массы тела, у грибов – 80%, у медуз – 98%, в растениях содержится до 95% воды. Семена растений, в которых содержание воды не превышает 10%, представляют собой формы замедленной жизни. Такое же явление – ангидробиоз – наблюдается у некоторых видов беспозвоночных, которые при неблагоприятных внешних условиях могут потерять большую часть воды из своих тканей и сохранить жизнеспособность.

Вода в природе находится в непрерывном круговороте – все время расходуется и возобновляется.

Роль воды

Вода играет существенную роль как в биологических процессах, так и в климатических. Вода является универсальным растворителем химических веществ. Значительная роль воды на планете обусловлена ее физическими свойствами.

Вода обладает большой теплоемкостью 4,18 Дж/г·К (теплоемкость воздуха 1,009 Дж/г·К). В природных условиях вода медленно остывает и медленно нагревается, являясь регулятором температуры на Земле.

Плотность воды максимальна при 3,98°C и составляет 1,0 г/см 3 . Плотность воды уменьшается как при повышении, так и при понижении температуры. Эта аномалия обусловливает возможность жизни в водоемах, замерзающих в зимнее время. Так как лед легче воды (его плотность ниже), он располагается на поверхности и защищает лежащие ниже слои воды от промерзания. При дальнейшем понижении температуры увеличивается толщина слоя льда, но температура воды подо льдом остается на уровне

4°C, что позволяет водным организмам сохранять жизнь.

Основные источники загрязнения гидросферы

Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Подсчитано, что ежегодно в мире сбрасывается более 420 км 3 сточных вод.

Основными источниками загрязнения гидросферы являются:

• промышленные сточные воды;
• хозяйственно-бытовые сточные воды;
• дренажные воды с орошаемых земель;
• сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы;
• водный транспорт.

Все загрязнители сточных вод подразделяются на три группы:

1. биологические загрязнители: микроорганизмы – вирусы, бактерии; растения – водоросли; дрожжи, плесневые грибки;
2. химические загрязнители: наиболее распространенными загрязнителями являются нефть и нефтепродукты, СПАВ, пестициды, тяжелые металлы, диоксины, фенолы, аммонийный и нитритный азот и др.;
3. физические загрязнители: радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, шлам, песок, ил, тепло и др.

Виды загрязнения воды

Химическое загрязнение может быть органическим (фенолы, пестициды), неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (ртуть, мышьяк, кадмий, свинец), нетоксичным. Эвтрофикация – явление, связанное с поступлением в водоемы большого количества биогенных элементов (соединений азота и фосфора) в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства.

В России концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК во многих водных объектах (табл. 6). При осаждении на дно водоемов вредные вещества сорбируются частицами пород, окисляются – восстанавливаются, выпадают в осадок. Однако, как правило, полного самоочищения не происходит.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и т.д.

Физическое загрязнение может быть радиоактивным, механическим, тепловым.

Очень опасно содержание в воде радиоактивных веществ даже в малых концентрациях. Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов и т.д. В подземные воды радиоактивные элементы попадают в результате их выпадения с осадками на поверхность земли и последующего просачивания вглубь земли, либо в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (шлам, песок, ил и др.), которые могут значительно ухудшать органолептические показатели.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры природных вод в результате их смешивания с технологическими водами. Температура сточных вод ТЭС, АЭС выше температуры окружающих водоемов на 10ºC. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, выделению ядовитых газов – Н₂S, СН₄. Происходит цветение воды, ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны.

Экозащитные мероприятия

Для защиты поверхностных вод от загрязнения предусматриваются следующие экозащитные мероприятия.

• Развитие безотходных и безводных технологий, внедрение систем оборотного водоснабжения – создание замкнутого цикла использования производственных и бытовых сточных вод, когда сточные воды все время находятся в обороте, и попадание их в поверхностные водоемы исключено.
• Очистка сточных вод.
• Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод – сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод является актуальной и экологически важной задачей.

Способы очистки сточных вод

• Механическая очистка
• Физико-химическая очистка
• Биологическая очистка

Механическая очистка

Используется для удаления из сточных вод взвешенных веществ (песок, глинистые частицы, волокна и т.д.). В основе механической очистки лежат четыре процесса:

• процеживание,
• отстаивание,
• обработка в поле действия центробежных сил,
• фильтрование.

Процеживание реализуют в решетках и волокноуловителях. Применяют для удаления из сточных вод крупных и волокнистых включений (сточные воды целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности). Ширина зазоров составляет 10–20 мм.

Отстаивание основано на свободном оседании примесей с плотностью ρ > ρ воды или всплытии примесей с ρ Пестов Сергей 2013 (c)

Источник

Защита гидросферы. Методы и средства защиты

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный индустриальный университет»

Кафедра безопасности жизнедеятельности и промышленной экологии

Реферат

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Безопасность жизнедеятельности»

на тему «Защита гидросферы от вредных сбросов»

Студент Половинкина А.В.

Наук, доцент Осипов Е.А

1. Введение.Гидросфера _______________________________________стр.1

2.Загрязнение водных ресурсов. Типы загрязнения _____________стр.2

3. Защита гидросферы. Методы и средства защиты _____________стр.3-7

Введение.Гидросфера

Гидросфера представляет собой одну из геологических оболочек нашей планеты. Она включает в себя океаны, моря, все водные объекты суши (реки, озера, болота и водохранилища), подземные воды, ледники и снежный покров. Основным компонентом гидросферы является вода.

За прошлый век потребление человечеством воды выросло более чем в 10 раз. Такое потребление может приводить к обмелению рек и озер. Так понизился уровень Аральского моря, так как впадающие в него реки Амударья и Сырдарья стали менее полноводными из-за использования их вод для орошения полей.

Большую опасность, чем дефицит воды, представляет собой загрязнение гидросферы. Человечество превращает огромное количество чистой воды в сточные воды, загрязненные его бытовыми, промышленными и сельско-хозяйственными отходами. Постройка очистных сооружений во многом решает эту проблему, однако по-прежнему происходят сбросы в реки, озера, моря и океаны. В Мировом океане наибольшему загрязнению подверглись прибрежные зоны и судоходные пути.

Загрязнение водных ресурсов. Типы загрязнения

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

Водоемы загрязняются поверхностными стоками (смывы с земной поверхности) и сточными водами. Основными источниками загрязне­ний являются жилищно-коммунальное хозяйство, промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

механическое — повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;

химическое — наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;

бактериальное и биологическое — наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

радиоактивное — присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;

тепловое — выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

Защита гидросферы. Методы и средства защиты

Задача очистки вредных сбросов не менее, а даже более сложна и масштабна, чем очистки промышленных выбросов.

В отличие от рассеивания выбросов в атмосфере разбавление и снижение концентраций вредных веществ в водоемах происходит хуже, водная среда более ранима и чувствительна к загрязнениям.

Для защиты гидросферы от вредных сбросов применяются сле­дующие методы и средства:

* рациональным размещением источников сбросов и организацией водозабора и водоотвода;

* разбавлением вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций с применением специально организованных и рассредоточенных выпусков;

* использованием средств очистки стоков.

Методы очистки сточных вод можно подразделить на:

1.Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка). Обезвоженный песок при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются для регулирования состава и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.

Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.

Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.

Механическая очистка сточных вод от взвешенных веществ (твердых частиц, частиц масло-, жиро- и нефтепродуктов) осуществля­ется :

* обработкой в поле центробежных сил;

-Процеживание применяют для удаления из сточной воды крупных и волокнистых выделений. Процесс реализуют на вертикальных и на­клонных решетках с шириной прозоров 15*20 мм и на волокноуловителях в виде ленточных и барабанных сит.

-Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) приме­сей с плотностью, большей (меньшей) плотности воды. Процесс отстаи­вания реализуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях.

-Очистка сточных вод в поле центробежных сил реализуется в гидроциклонах. Механизм действия гидроциклонов аналогичен меха­низму действия газоочистных циклонов. Под действием центробежной силы, возникающей во вращающемся потоке, происходит более интенсивное отделение взвешенных частиц от потока воды.

— Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей как на начальной, так и конечной стадиях очистки.

Часто используют зернистые фильтры из несвязанных или связанных между собой частиц.

В зернистых фильтрах в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т. п.

-Флотация заключается в обволакивании частиц примесей мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на по­верхность, где образуется слой пены. В зависимости от способа образо­вания пузырьков различают флотацию пневматическую (напорную, ва­куумную),

пенную, химическую, вибрационную, биологическую, элек­трофлотацию.

На практике наибольшее распространение получила пневматическая, которая основывается на уменьшении растворимости газа в воде при снижении его давления.

При резком снижении давления происходит выделение из воды излишнего воздуха в виде пузырьков.

Если вода с атмосферным давлением направляется в камеру под вакуумом, такая флотация называется вакуумной; если из −под напора в открытую камеру, − напорной.

Флотация осуществляется во флотационных камерах.

2.Физико-химические методы применяют для удаления из сточной воды растворимых примесей (солей тяжелых металлов, цианидов, фтори­дов и др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей.

Как правило, физико­-химическим методам предшествует стадия очистки от взвешенных ве­ществ. Из физико-химических методов наиболее распространены электрофлотационные, коагуляционные, реагентные, ионообменные и а также метод с использованием электролиза и др.

Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях — электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

-Электрофлотация находит широкое применение наряду с пневматической флотацией для удаления маслопродуктов и мелкодисперсных взвесей.

Она осуществляется путем пропускания через сточную воду электрического тока, возникающего между парами электродов (железные, стальные, алюминиевые).

В результате электролиза воды образуются пузырьки газа, прежде всего легкого водорода, а также кислорода, которые обволакивают частички взвесей и способствуют их быстрому всплытию на поверхность.

Электрофлотация осуществляется в электрофлотационных установках.

-Коагуляция — это физико-химический процесс укрупнения мель­чайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил мо­лекулярного

притяжения. В качестве веществ-коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа (II) и др.

В результате коагулирования устраняется мутность воды.

В качестве веществ − коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа, сульфат железа и др.

Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами в камерах, откуда вода направляется в отстойники, где хлопья отделяются отстаиванием. Необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа иногда получают электрохимическим путем.

-Сущность реагентного метода заключается в обработке сточных вод химическими веществами — реагентами, которые, вступая в химиче­скую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют не­токсичные или нерастворимые соединения. Последние затем могут быть удалены одним из описанных выше методов удаления взвесей и освет­ления воды. Этот метод находит применение для очистки сточных вод от солей металлов, цианидов, хлоридов, фторидов и т.д.

Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализации сточных вод.

-Ионообменная очистка заключается в пропускании сточных вод через ионообменные смолы, которые подразделяются на катионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену катионы (чаще всего водо­рода Н+), и анионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену анионы (чаще всего гидроксильную группу ОН ). При прохождении сточной воды через смолу подвижные ионы смолы заменяются на ионы соответствующего знака токсичных примесей.

-Биологическая очистка широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Биологическим путем очищаются многие виды органических соединений городских и производственных сточных вод.

Биологическую очистку ведут или в естествен­ных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пру­ды), или в специальных сооружениях: аэротенках, биофильтрах, биологических прудах.

В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

Аэротенки представляют собой открытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с актив­ным илом, который затем отделяется от воды в отстойниках.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Биофильтр— это сооружение, заполненное загрузочным (крупнозернистым) материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается био­логическая пленка, состоящая из прикрепленных форм микроорганизмов.

Одна из наиважнейших нынешних задач человечества – охрана природы, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Миру нужна устойчивая практика управления водными ресурсами, однако мы еще недостаточно быстрыми темпами движемся в правильном направлении. Китайская пословица гласит: «Если мы не изменим курс, то можем прийти туда, куда направляемся». Если не изменить направление движения, многие районы будут по-прежнему испытывать нехватку воды, многие люди будут по-прежнему страдать, будут продолжаться конфликты из-за воды и новые площади ценных сильно увлажненных земель будут уничтожены.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства – одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

5.Список используемой литературы:

1. А. О. Селиванов. Изменчивая гидросфера Земли. Москва, Знание, 1990.

2. Ю. В. Новиков. Экология, окружающая среда и человек. Москва, Фаир, 1999.

3. Алферова А.А., Нечаев А.П. «Замкнутые системы водного хозяйствапромышленных предприятий, комплексов и районов» Москва: Стройиздат, 1987 г. 4. Хотунцев Ю.Л. «Человек, технологии, окружающая среда» Москва:Устойчивый мир, 2001 г.

5. Константинов В.М. Охрана природы – М.: Академия, 2000, с. 75-99.

6. «Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков» Под

редакцией Соколова В.Н. Москва: Стройиздат, 1992 г.

7. Пузанова Т. А. Экология. Экономика, 2010.

8. Константинов В.М., Челидзе Ю.Б. Экологические основы природопользования. – М.: Академия, 2001, с. 58-76.

9. Проблемы охраны окружающей природной среды и природопользования/Под ред. Буркова Н.А., Ширяева В.В.- Киров, 1998, с. 98-118

10. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. «Предельно допустимые концентрациихимических веществ в окружающей среде» Ленинград: Химия, 1987 г.

Источник