2. 2. 3. Нормування і контроль забруднення водних об'єктів

Недолік води в даний час випробовує 1/3 населення Землі.

Наприклад, Алжір живе повністю на воді, що привезла. Гонконг (4 млн. чіл.) отримують воду по трубопроводу з Китаю. У Донбасі також відчувається недолік прісної води.

Тому водним законодавством передбачається охорона водних ресурсів від забруднення, засмічення і виснаження.

Найважливішою складовою частиною охоронних заходів є контроль якості і гігієнічні нормативи якості.

Основний нормативний документ, що регламентує якість води -" Правила охорони поверхневих вод від забруднень стічними водами" N 1166-74.

Згідно цим правилам всі водні об'єкти підрозділяються на наступні категорії:

I і II - господарсько-питного і культурно-побутового призначення;

III і IV - рибогосподарського призначення.

Для вказаних категорій водоймищ встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК): гігієнічні (для водоймищ I і II категорій) і рибогосподарські (для III і IV категорій).

Гігієнічна ГДК - це така концентрація речовини у воді (мг/мЗ), при якій не спостерігається функціональних змін в організмі людини при тривалому вживанні води.

Рибогосподарські ГДК - це такі концентрації шкідливих речовин у воді, які не викликають загибелі риб і кормової бази.

В даний час визначені і встановлені ГДК 600 речовин для водоймищ I і II категорій і 150 для рибогосподарських водоймищ.

Якщо у водоймище поступають одночасно декілька речовин з однаковими показниками шкідливості, то повинна виконуватися умова:

,

де Ci, Пдкi - фактична і гранично допустима концентрація i-го речовини.

Значення ГДК різних речовин приведені в санітарних нормах С Н 245-71.

2. 2. 4. Методи очищення стічних вод

Вода природних водоймищ і водостоків володіє унікальною властивістю -способностью до самоочищення. Самоочищення води відбувається за рахунок сонячної енергії, водоростями, грибками і бактеріями.

При самоочищенні відбувається процес мінералізації органічних речовин і відмирання внесених бактерій.

В ході бактерійного самоочищення через 24 години залишається не більше 50% бактерій, а через 96 годин - 0, 5%.

Проте стійкість водних систем по відношенню до зростаючих потоків забруднювачів не безмежна і для захисту водного басейну потрібні штучні методи очищення забруднених вод.

Вибір ефективного методу очищення стічних вод від домішок залежить від властивостей і складу самих стоків.

По физико-хімічних властивостях стічні води підрозділяються на 4 групи:

1) суспензії;

2) колоїдні (гетерогенні) розчини;

3) молекулярні розчини;

4) дійсні (гомогенні) розчини.

Очищення стічних вод включає різноманітні методи: відділення домішок, їх скріплення, нейтралізацію і знищення. Відомі наступні методи очищення води:

1) механічні;

2) хімічні;

3) физико-хімічні;

4) біологічні.

Механічне очищення води. Заснована на використанні гравітаційних сил і направлена на очищення від механічних нерозчинних домішок.

Механічне очищення включає наступні процеси: відстоювання, освітлення, фільтрацію і флотацію.

Відстоювання є першою стадією очищення від механічних суспензій і її ефективність складає 40 - 60% при тривалості 1, 0... 1, 5 ч. Конструктивні типи відстійників можуть бути вертикальні, горизонтальні і радіальні.

Різновидом відстійників є і освітлювачі, в яких вода одночасно з відстоюванням фільтрується через пористий шар. Як шар, що фільтрує, використовується грубозернистий пісок, щебінь, гравій, металева сітка.

Флотація застосовується для видалення із стічних вод масел, жирів, нафтопродуктів, гідроксидів. Ефект флотації може досягати 85... 90%.

Процес флотації полягає в застосуванні частинок домішок до повітряних бульбашок з утворенням аэрофокул, які спливають на поверхню і у вигляді піни віддаляються механічним способом.

Хімічне очищення вод. З численних хімічних методів очищення найчастіше застосовуються три види: нейтралізація кислотності або лужності, зменшення жорсткості води, хімічне знесолювання.

Для нейтралізації кислот у воду додають гашене вапно, соду, доламає, магнезит.

Суть методу знесолювання полягає у введенні спеціальних хімічних реагентів в забруднену воду, яка вступаючи в реакцію з домішками (солями) води, нейтралізують солі.

Физико-хімічний метод очищення. Цей метод застосовується для очищення забруднених вод від важко окислюваних речовин з складною молекулярною будовою, - фарбників, розчинників і так далі

Відомі наступні види очищення: адсорбційна, іонообмінна, екстракція, электродиолиз і ін.

Біохімічні методи очищення. Основні здібності мікроорганізмів засвоювати деякі органічні і неорганічні речовини як їжу.

Процеси біохімічного очищення можуть відбуватися в природних умовах (біологічних ставках) і в спеціальних біофільтрах. Проте ці методи поки не розроблені і дорогі.

Істотне скорочення забруднення водоймищ пов'язане з вдосконаленням технологій виробництва і створенням схем, при яких повністю виключається скидання стічних вод. Це досягається заміною водяного охолоджування повітряним, повторним використанням очищених вод, тобто створенням водооборотньгх схем.

2. 3. Літосфера

Вплив літосфери на життєзабезпечення людини слід розглядати в двох аспектах:

1. Літосфера, як мінеральна і сировинна основи біосфери;

2. Грунтовий покрив літосфери як основи сільськогосподарського виробництва.

Мінеральні ресурси планети відносяться до категорії непоновлюваних ресурсів.

Природні ресурси витрачаються в наступних напрямах:

1. Руди різних металів служать сировиною для виготовлення промислової продукції;

2. Пальні копалини використовуються як джерела енергії;

3. Багато гірських гірських порід використовуються як будівельні матеріали.

Більшість ресурсів мають множинне значення: нафта, вугілля і газ - як джерело енергії і сировина для хімічної промисловості.

В цілому надра землі на 100% забезпечують кольорову і чорну металургію, на 75% хімічну і так далі

Світова здобич найважливіших корисних копалини в 80-90 рр. складала:

1. Вугілля - 3, 5 млрд. тонн;

2. Нафта - 3, 5 млрд. тонн;

3. Залізняк - 700 млн. тонн;

4. Мідна руда - 3, 5 млн. тонн;

5. Руди рідкісних металів - 1, 3 млн. тонн.

У 90-і роки людство отримувало енергію за рахунок спалювання нафти - 36%, газу - 24%, вугілля - 24%, деревини і торфу - 5%, на АЕС - 6% і гідростанціях - 5%.

По прогнозах на 2000 рік на атомних і гідростанціях вироблятиметься 15-20% енергій, решта енергії буде - отримана за рахунок спалювання палива.

По розрахунках загальні запаси горючих корисних копалини складають 7000 -12500 млрд. тонн умовного палива:

5000... 11000 млрд. тонн вугілля;

800... 1200 млн. тонн умовного палива рідких вуглеводнів;

600... 800 млн. тонн умовного палива газу.

Цих запасів людству вистачить на 150-200 років. Проте дефіцит на нафту і газ відчуватиметься вже через 50 років.

Кількість нерудних матеріалів, що щорічно переробляються, складає 120 млрд. тонн.

Донбас є справжній коморі корисних копалини. Тільки у Донецькій області відкрито близько 50 родовищ корисних копалини.

Загальні запаси вугілля в Донецькому басейні перевищують 85 млрд. тонн, з них балансові - 43 млрд. тонн. Останніми роками відкриті родовища вугілля в Харківській, Сумській, Чернігівській і Полтавській областях. Ці території включені до великого Донбасу.

В даний час на Україні діють 243 шахти. У Донецькій області близько 145 шахт. Щорічний видобуток вугілля в Україні складає 140 млн. тонн, в Донецькій області - 80 млн. тонн.

У Донецькій області є залізорудні родовища. У Першотравневом відкрито Маріупольське родовище площею 150 км2, запаси руди складають 300 млн. тонн, планується відкрита розробка з глибиною кар'єрів до 500 метрів.

У районі Горловки розробляється найбільше на Україні родовище ртуті; відкрито два нові родовища ртуті -Константиновское і Слов'янське.

У області здобувається 85% республіканській солі на Артемовськом, Слов'янському і Ново-Карфагені родовищах.

Поклади кам'яної солі виявлені між Часов-яром і Краматорськом, запаси складають близько 1 мільярда тонн; глибина розробки 750... 1200 метрів.

Загальні запаси солі в Україні залишають 25 мільярдів тонн.

У Волновахськом районі відкрито родовище алюмінієвих руд, під Артемовськом - мідні руди; у області є родовища нікелю, вісмуту, хрому, молібдену, золота і ін. мінералів.

У області відомо 8 родовищ доломіту, флюсів і доломитизированньгх вапняків.

У аспекті охорони природних ресурсів слід виділити наступні проблеми:

1. Повнота витягання корисних копалини. Так при шахтному видобутку вугілля втрати складають 20... 45%; руд кольорових і чорних металів - 15... 25%;

гірничохімічної сировини - 20... 60% і так далі

2. Комплексного витягання цінних супутніх елементів, цінність яких у ряді випадків наближається або перевершує вартість основної продукції.

Наприклад, при збагаченні мідних руд втрачається 30% міді, а супутні елементи срібло, золото, молібден та інші не витягуються зовсім.

3. Намітилася тенденція переходу від підземної до відкритого видобутку корисних копалин: залізняку з 50% в 50-і роки до 80% в 90-і роки; вугілля - з 10 до 40%; руди кольорових металів - до 80%.

Видобуток корисних копалин відкритим способом приводить до ряду негативних процесів: порушується природний ландшафт, виводяться з обороту орні землі, осушуються грунти, відвали є джерелом пилу і ін.

У аспекті охорони природи особливе місце займає грунтовий покрив, який є основою сільськогосподарського виробництва і життєзабезпечення людини.

Картина розподілу грунтів за якістю може бути представлена в наступному вигляді:

ліси 28%;

луги і пасовища 17%;

оброблювані землі 10%;

пустелі, напівпустелі, міста, гори 45%.

Загальна господарська освоенность суші наближається до 28... 30%.

В середньому по планеті на одну людину доводиться 0, 5 га орних земель, по країнах СНД - 0, 93 гектари, в Україні - 0, 68 га, в Донецькій області - 0, 32 га (найнижчий показник по країні).

Особливу тривогу викликає постійне скорочення оброблюваних земель.

За останнє сторіччя виведено з ладу 2, 0 млрд. га, що складає 27% земель активного землі використання.

Основними причинами скорочення орних земель є:

1. Ерозія грунтів;

2. Видобуток корисних копалин відкритим способом;

3. Будівництво міст, залізних і автомобільних доріг, нафто- і газопроводів.

Грунт є рихлим поверхневим шаром земної кори, що утворився в умовах тривалої взаємодії атмосфери, літосфери і біосфери під впливом фізичних, хімічних і біологічних процесів.

У природі грунт займає проміжне положення між неорганічною природою і миром живих організмів.

Якість грунту визначається її родючістю - це здатність грунту забезпечувати рослини, тварин і людей живильними речовинами.

Товщина верхнього родючого шару грунту рідко перевищує 20 див. На утворення цього шару витрачене 2... 7 тисяч років.

Однією з причин руйнування грунтів є ерозія (роз'єднання).

Ерозія - це багатообразні процеси руйнування і зносу грунтового покриву потоками вітру і води. Тому розрізняють вітрову і водну ерозію.

Природна геологічна ерозія грунту протікає поволі і майже непомітно.

Прискорена або руйнівна ерозія виникає під впливом діяльності людини.

Причини прискореної ерозії: інтенсивне землеробство в степовій смузі, відкриття легкоэрозируемых грунтів, непомірний випас худоби, вирубка лісів і ін.

В результаті ерозії на Землі щодня втрачається 3200 га.

Зниження родючості грунтів пов'язане із забрудненням її промисловими відходами. Основні речовини, що забруднюють грунт: метали і їх з'єднання, радіоактивні речовини, добрива і пестициди.

Грунт погано самоочищається, процеси забруднення превалюють, що приводить до накопичення токсичних речовин, поступової зміни хімічного складу грунту і порушення єдності геохімічного середовища і живих організмів, погіршується структура грунту і її родючість.

З грунту токсичні речовини потрапляють в рослини і в організми тварин і людини.

Дослідження рівня забруднення грунту Донецької області показують, що вся територія забруднена хромом в концентраціях тих, що перевищують 500 ГДК. У Константіновке, Дружковке і Краматорську виявлені зони забруднення ванадієм.

У даних осіданнях річок виявлені концентрації важких металів:

свинцю - до 250 ГДК;

хрому - до 100 ГДК;

ртуть - до 5 ГДК;

мідь - до 1000 ГДК.

Сучасний Донбас є полігоном країни, де індустріальне навантаження на природу і людину перевищує допустимі санітарні норми в десятки і сотні разів.

Свідоцтвом тому є безперервне зростання захворюваності і смертності населення. Екологічне неблагополуччя в Донбасі підтверджують наступні цифри:

- щорічні втрати робочого часу складають 9, 37 дня на одну людину, по Україні - 7, 97;

- рівень дитячої смертності в області 15, 6 на тих, що 1000 народилися, по Україні -14, у США - 10, Швеції - 6, в Японії - 5;

- за останніх десять роки на 1/3 виросли захворювання раком і на 25% смертність від раки.