22. Качество и безопасность водных ресурсов планеты, их комплексное использование.

Вода является одним из самых распространённых природных соединений и важных элементов окружающей среды, она необходима для жизни человека, животных и растений.

Все водные запасы на Земле объединяются понятием гидросфера. (Гидросфера включает в себя океаны, моря, реки, озёра, водохранилища, болота, подземные воды, ледники и капельно-жидкую воду в атмосфере.)

Гидросфера регулирует климат планеты, обеспечивает хозяйственную и промышленную деятельность людей, входит в состав живых организмов.

Основными проблемами гигиены, связанными с гидросферой планеты, являются условия обеспеченности населения водой, её качество и возможности его повышения.

Все водные запасы на Земле можно разделить на жидкую(солёную и пресную),твёрдую(пресную) игазообразную(пресную) воду.

Около 94% воды сосредоточено в морях и океанах, пресные воды составляют около 6%, большая часть из них представлена ледниками Антарктиды, Арктики и Гренландии. Только 0,2-0,3% реально использовать для питьевых целей.

С хозяйственной деятельностью человека связано понятие «водные ресурсы», означающее все пригодные для хозяйственного использования запасы поверхностных и подземных вод, включая почвенную и атмосферную влагу.

Человечество, развиваясь, меняло подходы к назначению воды.

• Первоначально преобладало ее прямое использование для питья, приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях.

• Постепенно возросло значение рек и морей как путей сообщения, мест ловли рыбы, добычи соли и других видов хозяйственной деятельности.

• Наше время характеризуется быстрым ростом водопотребления, прежде всего - в сельскохозяйственном производстве, а также и в других сферах: в промышленном производстве, расход воды на коммунально-бытовые нужды.

По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делятся на водопотребителей и водопользователей.

При водопотреблении вода изымается из ее источников и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению.

Водопользование связано с процессами, когда используют не воду как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развиваются гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресурсам разные требования, поэтому водохозяйственное строительство наиболее целесообразно вести комплексно, учитывая особенности каждой отрасли, а также изменения в режиме подземных и поверхностных вод, возникающие при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений, которые нарушают экологические системы.

Комплексное использование водных ресурсов позволяет наиболее рационально удовлетворять потребности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить средства на строительство водохозяйственных сооружений.

Потребление воды растет огромными темпами, и население многих стран и регионов мира стало ощущать недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом. Особенно остро стоит проблема нехватки питьевой воды, к которой предъявляются особые требования.

Вода питьевая должна(согласно СанПиНу):

• Иметь благоприятные органолептические свойства

• Быть безвредной по своему химическому составу

• Быть безопасной в эпидемическом отношении

• Быть безопасной в радиационном отношении

(В чём заключаются эти требования, будет раскрыто позднее)

Источники воды, пригодной для питья, распределены неравномерно, с этим связан её дефицит в отдельных регионах

Нехватка пресной воды также связана с её загрязнениеммикроорганизмами и химическими веществами при поступлении хозяйственно-фекальных, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод в водоёмы.

Пути уменьшения «водного голода»

1) Сохранение качества природных вод

* Эффективная очистка хозяйственно-бытовых сточных вод перед сбросом в водоёмы

* Совершенствование способов очистки промышленных сточных вод (применение оборотного водоснабжение, т.е. многократного повторного использования очищаемой воды в технологических целях)

2) Рациональное использование и увеличение естественных запасов воды.

* Экономия питьевой воды для бытовых и производственных нужд

* Создание искусственных водохранилищ, аккумулирующих запасы воды

* Использование ледниковой воды

* Опреснение солёных вод морей и океанов

23. Эколого-гигиеническая характеристика источников загрязнения водоемов. Учебники/Румянцев, с.133-139

Природные воды загрязняют в первую очередь бытовые хозяйственно-фе­кальные сточные воды. Образуются в результате гигиенических процедур и хозяйственной деятельности человека, в них 60% всех загрязнений составляют органические вещества. Кроме того, содержат огромное количество (до нескольких млн/мл) как непатогенных, так и патогенных микроорганизмов и жизнеспособных яиц гельминтов.

Хозяйственно­-фекальные воды перед спуском в водоем должны проходить полную биологи­ческую очистку = аэробное биохимическое окисление и обеззараживание. Одновременно в бытовых сточных водах содержится большое количество поверхностно-активных веществ, прежде всего синтетических моющих средств, которые не устраняет механическая и биологическая очистка. Они очень стойкие и долго не распадаются в природных водоемах.

Вторым источником загрязнения водоемов являются промышленные сто­чные воды. Они оказывают выраженное негативное влияние на состояние природных вод и играют ведущую роль в ухудшении состояния водоемов.

Промышленные сточные воды формируются в результате использования воды для технологических целей, поэтому их состав полностью определяется конкретным производственным процессом. Существует более 140 видов технологических процессов, каждый из которых определяет специфический со­став сточных вод.

В промышленных стоках присутствуют самые разнообраз­ные токсичные вещества — фенолы, цианиды, соединения мышьяка, меди, свинца, ртути, кадмия, полициклические углеводороды, пестициды, техни­ческие масла, а также радионуклиды, создающие угрозу отравления водных организмов, людей и домашних животных. Наиболее стабильные радионукли­ды и химические вещества, например пестициды, соединения тяжелых метал­лов, могут распространяться по биологическим цепочкам (вода — моллюс­ки — рыбы — человек; вода — растения — животные — человек), кумулиро­вать и достигать высоких концентраций в продуктах питания.

Опасность промышленных сточных вод усугубляется также тем, что, поми­мо токсического действия, присутствующие в них вещества могут давать отда­ленные эффекты — канцерогенные, мутагенные, аллергенные, гонадотокси­ческие и тератогенные.

В сточных водах мясокомбинатов, кожевенных заводов, сахарных и других предприятий пищевой промышленности содержится много органических ве­ществ животного и растительного происхождения и микроорганизмов. Высо­кую опасность в этом отношении представляют сточные воды предприятий микробиологической промышленности и инфекционных больниц.

С точки зрения избыточного развития фитопланктона неблагоприятно поступление в водоемы так называемых термальных вод электростанций, в том числе атомных. Поступление таких стоков способствует бурному развитию микроорганизмов, цветению и загниванию воды водоемов даже в тех климатических районах, где обычно этих явлений не наблюдается.

Еше одним важным источником загрязнения природных вод служит воз­душная среда, особенно в промышленно развитых странах и крупных городах. (!важная роль - кислотные дожди и кислотный снег!)

Загрязнение водоемов в результате осадков стало международной проблемой в связи с тем, что токсичные и радиоактивные вещества распространяют­ся в верхних слоях атмосферы со скоростью более 100 км/ч и за короткое время преодолевают тысячи километров.

Важную роль в загрязнении водоисточников играет судоходство (сброс хозяйственно-фекальных сточных вод с судов, не оборудованных биотуалетами + горюче-смазочные материалы).

Высокую опасность в отношении загрязнения воды водоемов, равно как и других сред биосферы, создают аварийные ситуации на предприятиях промышленности, энергетики и на водном транспорте, когда практически одно­моментно в водоемы поступает огромное количество химических или радио­активных веществ. (Важно - многочисленные аварии на танкерах с выбросом в моря и океаны десятков и сотен тысяч тонн горю­че-смазочных материалов и нефти-сырца, которые глубоко нарушают флору и фауну водных объектов, значительно ухудшают условия жизни населения и наносят колоссальный экономический ущерб).

Большое количество загрязнителей поступает в водоемы с ливневыми сто­ками и особенно с водами ливневой канализации в крупных городах в весен­ний паводковый период. Воды ливневой канализации, как правило, не под­вергаются биологической очистке и обеззараживанию.

Сточные воды сельскохозяйственного производства можно разделить на два вида:

1. стоки с полей, содержащие химические вещества в виде минеральных удобрений и ядохимикатов, а также органические соединения, микроорганизмы и гельминты, источником которых являются продукты гниения навоза. Указанные компоненты могут не только смываться в открытые водоемы при обильных осадках, но и проникать в грунтовые воды при их запахивании в почву.

2. жидкие отходы животноводства и птицеводства – в них много органических веществ и микроорганизмов, в том числе условно-патоген­ных и патогенных. Необходим полный комплекс меха­нической обработки, биологической очистки и обеззараживания этих стоков.

Нередко источниками загрязнения водоисточников становятся свалки бытового и промышленного мусора, особен­но несанкционированные, которые появляются стихийно и располагаются без учета особенностей подстилающей земной поверхности. Рыхлость грунта и высокое стояние фунтовых вод способствуют загрязнению первого водонос­ного горизонта.

Еще одним возможным путем загрязнения подземных источников является сброс сточных вод в глубокие подземные горизонты через поглощающие ко­лоты и скважины. В настоящее время в России в скважины глубиной до 3700 м во многих регионах закачиваются промышленные стоки, содержащие щелочи, кислоты, хроматы, нитраты, суль­фаты, фосфаты, а также радиоактивные вещества. Недостаточная изученность данного способа чре­вата необратимым загрязнением высококачественных вод обширных водонос­ных горизонтов.

24. Природоохранные мероприятия по предупреждению загрязнения водоемов Учебники/Румянцев, с.139-140

Интенсивность и уровень современного загрязнения природных вод требу­ют охраны водных источников:

1. законодательные и админист­ративные меры - разработка гигиенических нормативов токсичных ве­ществ и строгий контроль над их соблюдением (Госсанэпиднадзор). В соответствии с современными требованиями проводится контроль содержания более 1000 токсичных агентов — солей тяжелых металлов, полициклических углеводородов, пестицидов и др. Санитарное законодательство одновременно учитывает бактериальный состав и физические свойства воды.

2. контроль обработки и сброса в водоемы городских хозяйственно­-фекальных сточных вод. Бытовые стоки должны проходить полную обработ­ку — механическую фильтрацию, биологическую очистку и при необходимос­ти обеззараживание препаратами, выделяющими свободный хлор, в первую очередь хлорной известью. Кроме того, при сбросе в водоемы обработанных стоков следует учитывать сезонный дебит водоема и его способность к само­очищению. В отдельных случаях практикуется аккумулирование наиболее заг­рязненных сточных вод в накопителях и опорожнение их во время паводка для максимального разбавления.

3. охрана водоемов от промышленных сточных вод – правильный выбор строительной площадки для промышленного объекта с учетом строения грунта (чтобы грунт мог защитить подземные воды от загрязнения). Территория предприятия должна допускать строительство очистных сооружений, без вво­да таких сооружений в эксплуатацию объект не может быть принят органами Госсанэпиднадзора.

Решающим условием экологической безопасности промышленного пред­приятия является его технологическое совершенство. Процесс производства должен быть современным, эффективным и при этом обеспечивать снижение потерь сырья и уменьшение загрязнения сточных вод или их полную ликвида­цию. В этом направлении приоритет отдается безотходным технологиям и оборотному водоснабжению. Повторное использование слабо загрязненных или достаточно очищенных сточных вод широко применяется в металлурги­ческой, угледобывающей промышленности и других отраслях производства.

В любом случае решающая роль в предотвращении загрязнения окружающей среды принадле­жит химической очистке промышленных сточных вод. Можно выделить наиболее часто встречающиеся принципы химической очистки промышленных стоков — ней­трализацию, сорбцию, экстракцию, восстановление, окисление, диазотирование, ионообменные процессы и др. В последние годы разработаны и внедря­ются методы электрохимического окисления и восстановления, а также эф­фективные методы электрокоагуляции и электрофлотации для разрушения эмульсий, содержащих жиры. В некоторых случаях для обезвреживания особо токсичных веществ (цианиды, акрилонитрил и некоторые другие) в качестве сильного окислителя используется озон, обладающий также способностью обесцвечивать сточные воды.

Тем не менее наиболее распространены биологическая очистка и хлорирование, которые можно осу­ществлять после сброса предварительно обработанных промышленных сточ­ных вод в городскую канализацию в общей массе хозяйственно-бытовых сто­ков.

4) разработка использования высокоочищенных сточных вод в сельском хозяйстве для полива растений, а очищенных хозяйственно-бытовых стоков в промышленности в качестве технической воды. После научной проработки этот метод использо­вания сточных вод может стать весьма перспективным.