Самоочищение воды

Министерство  науки и образования РФ

Югорский  Государственный университет

Институт  природопользования

Кафедра экологии и природопользования

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине ''Гидрологические аспекты природопользования''

 

Тема: Самоочищение воды.

 

 

 

Выполнил: студент 2 курса

группы 2712

Исаченко А.В.

 

Преподаватель: Болотнов В.П.

 

 

 

г. Ханты-Мансийск, 2012 г.

 

Самоочищение  водоемов

 

Интереснейшими  явлениями природы являются способность  водоемов к самоочищению и установление в них так называемого биологического рав-новесия. Оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их ор-ганизмов: бактерий, водорослей и высших водных растений, различных бес-позвоночных животных. Поэтому одна из важнейших природоохранитель-ных задач состоит в том, чтобы поддерживать эту способность.        Каждый водоем — это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоян-но размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси, то в условиях девственной природы процесс самоочище-ния протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биоло-гические. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультарафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.

 

Из химических факторов самоочищения водоемов следует  отметить окисление органических и  неорганических веществ. В процессе самоочищения водоема участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Двустворчатые моллюски — постоянные обитатели водоемов — являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.

 

Водоемы обладают свойством под влиянием естественных факторов постепенно очищаться от попавших в них загрязнений: взвешенных частиц, бактерий, растворенных органических и неорганических веществ. Механизм С. в. от органических загрязнений складывается из: 1) сортировки твердых частиц по их уд. весу (оседание их на дно), 2) распределения загрязнения в массе воды водоема, что ведет к более тесному соприкосновению загрязнения с растворенным в воде 02, который является одним из существенных агентов в процессе минерализации органического вещества, 3) биохимич. процессов разрушения органических веществ в результате жизнедеятельности бактерий и прочих представителей флоры и фауны водоема, гл. образ, их низших форм, и 4) хим. процессов обмена и окисления продуктов распада органического вешества. В результате биохим. процессов распада органическое вещество разрушается и дает ряд конечных соединений—свободную угольную кислоту я ее соли, азотистые, сернокислые и фосфорнокислые соединения, к-рые в дальнейшем вовле- каются в кругооборот веществ растительным населением и микробами водоема.—К факторам, понижающим содержание бактерий в воде, принадлежат: 1) седиментация их при осаждении взвешенных в воде частиц на дно; 2) разведение воды притекающими массами более чистых вод; 3) отмирание бактерий под воздей-' ствием на них прямого солнечного света; 4) общая убыль в воде питательных для бактерий органических веществ и 5) пожирание бактерий Protozoa. Особенно интенсивно Protozoa поглощают те бактериальные виды, которые не принадлежат к нормальным обитателям воды, а именно патогенные микроорганизмы и из них холерный вибрион, тифозную, кишечную, синегнойную палочки и др.—При загрязнении водоема вода в нем изменяет свой состав, изменяется и флора и фауна водоема, но в дальнейшем, в результате процессов самоочищения, нормальная картина водоема постепенно восстанавливается. В зоне максимального загрязнения река характеризуется большим содержанием свежих органических веществ. Эта зона бедна растворенным 02. Заселена она гетеротрофными организмами (питающимися растворенными и взвешенными в воде органическими веществами).

 

Источники 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.

 

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   электростанций.

 

           Основными источниками загрязнения   и засорения водоемов  являются   недостаточно  очищенные  сточные   воды  промышленных  и   коммунальных      предприятий, крупных животноводческих  комплексов, отходы  производства      при разработке рудных ископаемых; воды  шахт,  рудников,  обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и  железнодорожного  транспорта;      отходы  первичной  обработки  льна,  пестициды  и  т.д.   Загрязняющие      вещества,  попадая  в  природные  водоемы,  приводят  к   качественным изменениям  воды,  которые,  в  основном,  проявляются   в   изменении  физических свойств воды, в частности,  появление  неприятных  запахов,  привкусов и т.д.; в изменении химического состава воды,  в  частности, появление в ней  вредных  веществ,  в  наличии  плавающих  веществ  на      поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

 

Производственные  сточные воды загрязнены, в основном, отходами  и  выбросами производства.  Количественный  и  качественный  состав  их  разнообразен   и зависит от отрасли промышленности, ее технологических  процессов;  их  делят на  две  основные  группы:  содержащие  неорганические  примеси,  в  т.ч.  и токсические, и содержащие яды.

 

К первой группе относятся сточные воды содовых,  сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д.,  в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы  тяжелых металлов  и др.  Сточные воды этой группы, в основном изменяют физические свойства воды.

 

Сточные    воды    второй    группы    сбрасывают     нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического  синтеза,  коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты,  аммиак,  альдегиды,  смолы, фенолы и другие вредные вещества.  Вредоносное  действие  сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах,  вследствие которых   уменьшается   содержание   в   воде    кислорода,    увеличивается биохимическая потребность в нем,  ухудшаются  органолептические показатели воды. Нефть   и   нефтепродукты   на   современном   этапе   являются    основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая  в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую  на  воде  нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде  нефтепродукты,  осевшие  на дно тяжелые фракции  и  т.д.  При  этом  изменяется  запах,  вкус,  окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды,  уменьшается  количество  кислорода, появляются  вредные  органические  вещества,  вода  приобретает  токсические свойства и представляет угрозу не только для человека.  12  г  нефти  делают непригодной для употребления тонну воды.

 

Довольно  вредным  загрязнителем  промышленных  вод   является   фенол.   Он содержится в сточных водах  многих  нефтехимических  предприятий.  При  этом резко снижаются биологические процессы водоемов,  процесс  их  самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.

 

На жизнь  населения  водоемов пагубно влияют сточные воды  целлюлозно-бумажной промышленности.  Окисление древесной   массы   сопровождается   поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели  икры,  мальков  и взрослых рыб. Волокна  и  другие  нерастворимые  вещества  засоряют  воду  и ухудшают  ее  физико-химические  свойства.  На  рыбах  и  на  их   корме   -беспозвоночных  -  неблагоприятно  отражаются  молевые  сплавы.  Из гниющей древесины и коры выделяются в воду различные  дубильные  вещества.  Смола  и другие экстрактивные  продукты  разлагаются  и  поглощают  много  кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и  икры.  Кроме  того,  молевые  сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая  рыб

 

 

нерестилищ  и  кормовых мест.

 

Атомные   электростанции   радиоактивными    отходами    загрязняют    реки. Радиоактивные    вещества    концентрируются    мельчайшими     планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим  животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи  раз  выше,

 

чем воды, в которой  они живут. Сточные воды, имеющие  повышенную радиоактивность (100 кюри на 1 л и  более), подлежат  захоронению  в  подземные  бессточные   бассейны   и   специальные резервуары.

 

Рост населения, расширение старых и возникновение  новых городов  значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и  гельминтами. В еще большей степени  загрязняют  водоемы  моющие  синтетические  средства, широко  используемые  в  быту.  Они  находят  широкое  применение  также   в промышленности  и  сельском  хозяйстве.  Содержащиеся   в   них   химические вещества,  поступая  со  сточными  водами  в   реки   и   озера,   оказывают значительное  влияние  на  биологический  и  физический  режим  водоемов.  В результате, снижается способность вод к насыщению  кислородом,  парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

 

Вызывает  серьезное  беспокойство   загрязнение   водоемов  пестицидами   и минеральными  удобрениями,  которые попадают  с полей вместе  со  струями дождевой и талой воды. В результате исследований,  например,  доказано,  что

 

инсектициды,  содержащиеся  в  воде  в  виде   суспензий,   растворяются   в нефтепродуктах,  которыми  загрязнены  реки  и  озера.  Это   взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций  водных  растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе  и  по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно  как  на отдельные органы, так и на организм в целом.

 

В связи с  интенсификацией животноводства все  более дают о себе  знать  стоки  предприятий данной отрасли сельского  хозяйства.

 

Сточные воды,  содержащие  растительные  волокна,  животные  и  растительные жиры,  фекальную  массу,  остатки  плодов  и  овощей,  отходы  кожевенной  и целлюлозно-бумажной  промышленности,  сахарных   и   пивоваренных   заводов, предприятий  мясо-молочной,  консервной   и   кондитерской   промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

 

В сточных водах  обычно около 60 %  веществ  органического  происхождения,  к этой же категории  органических относятся  биологические  (бактерии,  вирусы, грибы,  водоросли)  загрязнения  в  коммунально-бытовых,   медико-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.

 

Нагретые  сточные  воды  тепловых  электростанций   и   других   производств  причиняют  “тепловое  загрязнение”,  которое  угрожает  довольно  серьезными последствиями:  в  нагретой  воде   меньше   кислорода,   резко   изменяется

 

термический режим, что отрицательно влияет на флору  и  фауну  водоемов,  при этом возникают благотворные условия  для массового развития в  водохранилищах сине-зеленых водорослей, так называемого “цветения воды”. Загрязняются  реки и во время  сплава,  при  гидроэнергетическом  строительстве,  а  с  началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

 

Основная причина  загрязнения водоисточников сброс  в водоемы неочи-щенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными  пред-приятиями, а также предприятиями  коммунального и сельского хозяйства. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное веде-ние сельского хозяйства: остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Хотя потери воды во многих производственных процессах (из-за испарения и утечки) невелики, по суммарно промышленные предприятия расхо-дуют огромное количество воды, причем часть ее теряется безвозвратно или не подвергается никакой очистке.

 

  Современное  сельскохозяйственное  производство, как и промышленность, может быть  источником загрязнения. Вымываемые  с орошаемых земель минеральные  соли загрязняют водоемы, зачастую  бесконтрольно применяются ядохимикаты, фосфорные и азотные удобрения. Излишки химикатов отравляют животный и растительный мир водоемов. К тому же химические вещества способны накапливаться в продукции, представляя тем самым немалую угрозу здоровью человека.