Поверхностная гидросфера
Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод превращают путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод. Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверх-ггных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются ^дующие экозащитные мероприятия:
— развитие безотходных и безводных технологий; внедре-- ние систем оборотного водоснабжения;
— очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
— закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;
— очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.
Cпособы очистки сточных вод
Главный загрязнитель поверностных вод — сточные воды, этому разработка и внедрение эффективных методов очи-си сточных вод представляется весьма актуальной и экологически важной задачей. Наиболее действенным способом за-ты поверхностных вод от загрязнения их сточными водами яется разработка и внедрение безводной и безотходной тех-огии производства, начальным этапом которой являетсясоз-ие оборотного водоснабжения.При организации системы оборотного водоснабжения в нее ночают ряд очистных сооружений и установок, что позволя-юздать замкнутый цикл использования производственных ытовых сточных вод. При таком способе водоподготовкилные воды все время находятся в обороте и попадание их верхностные водоемы полностью исключено.Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физический, химический, химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточныхвод может производиться каким-либо одним способом иликомплексом методов (комбинированный способ). В процессеочистки предусматривают обработку осадка (или избыточноймассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их вводоем. При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаля-ются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод — до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов (рис. 20.5). Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают.Химические и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод.
К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором — различные окис
Поверхностные воды
Осветленная часть сточных вод очищается в аэротенках — специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесени, дрожжей, водных грибов, коловраток и др.), а также твердого субстрата. Важно правильно подбирать температуру, рН, добавки, условия перемешивания, окислитель (кислород), чтобы в максимальной степени способствовать интенсификации гидробиоценоза, составляющего активный ил.После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора или других сильных окислителей. При этом способе (хлорировании) уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы. В системах очистки сточных вод биологический (биохимический) метод является завершающим и после его применения сточные воды можно использовать в оборотном водоснабжении либо сбрасывать в поверхностные водоемы.Известно, что значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, смываемые поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий. Для предотвращения попадания загрязняющих стоков в водоемы необходим комплекс мероприятий, включающих: 1) соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов; 2) очаговую и ленточную обработку пестицидами вместо сплошной; 3) внесение удобрений в виде гранул и по возможности вместе с поливной водой; 4) замену ядохимикатов биологическими способами защиты растений, и т. д.Очень сложна утилизация животноводческих стоков, губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время наиболее экономичной признана технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции. При этом твердая фркция превращается в компост и ее вывозят на поля. Жидкая(навозная жижа) концентрацией до 18% проходит через Фактор и превращается в гумус. При разложении ганики выделяются метан, двуокись углерода и сероводород.нергию этого биогаза используют для производства тепла и ергии.
Схема «захоронения» промышленных сточных вод
В глубокие водоносные горизонты (по Н. В. Тарасовой): 1 — накопительная емкость; 2 — нагнетательная скважина; 3 — наблюдательные скважины; 4 — зона активного водообмена (пресные воды); 5 — зона замедленного водообмена (солоноватые воды); 6 — зона застойного режима (соленые воды); 7— закаченные промышленные стоки
щем такое решение экологических проблем неизбежно, как наименьшее зло.
Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Недостаточно очищенные питьевые воды опасны как с экологической, так и с социальной точек зрения.Начиная с 1896 г. и до настоящего времени метод обеззараживания воды хлором является в нашей стране наиболее распространенным способом борьбы с бактериальным загрязнением.
Однако оказалосьх что хлорирование воды несет в себе зную опасность для здоровья людей. Исключить этот опас-для здоровья людей эффект и добиться снижения содер-ия канцерогенных веществ в питьевой воде возможно пу-замены первичного хлорирования на озонирование или об-,тку ультрафиолетовыми лучами, а также и применением патентных методов предочистки на биологических реакто-(Государственный доклад «Вода питьевая», 1995). Следует заметить, что обработка воды озоном или ультра-летовыми лучами практически полностью вытеснила хлопание на станциях очистки воды во многих странах Запад-Европы. В нашей стране применение этих экологически Активных технологий ограничено из-за высокой стоимости оборудования водоочистных станций.Временная технология очистки питьевой воды от другихюгически опасных веществ — нефтепродуктов, СПАВ, пестицыдов, хлорорганических и других соединений основывается:спользовгшии сорбционных процессов с применением активированных углей или их аналогов — графитминеральных 5HTOB.
Большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвратить заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек,так же образование эрозии, оползней, обрушение берегов и выполнение комплекса этих работ позволит уменьшить зненный поверхностный сток и будет способствовать чистоте водоемов. В этой связи огромное значение придается снижению(ю процессов эвтрофикации водоемов, в частности водохранилищ таких гидротехнических каскадов, как Волго-Кама и др. Важную защитную функцию на любом водном объекте вышлют водоохранные зоны. Ширина водоохранной зоны рек ет составлять от 0,1 до 1,5—2,0 км, включая пойму реки, полосы и склон коренного берега. Назначение водоохранной I — предотвратить загрязнение, засорение и истощение вод-объекта. В пределах водоохранных зон запрещается распашка земель, выпас скота, применение ядохимикатов и удоб^ рений, производство строительных работ и др.
Поверхностная гидросфера органично связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и с другими компонентами окружающей среды. Учитывая неразрывную взаимосвязь всех ее экосистем, невозможно обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без защиты от загрязнения атмосферы, почв, подземных вод и др.
Для защиты поверхностных вод от загрязнения в ряде случаев необходимо идти на радикальные меры: закрытие или перепрофилирование загрязняющих производств, полный)перевод сточных вод на замкнутый цикл водопотребления и т. д. Так, например, по мнению Г. И. Галазия (1990), кардинальное решение проблемы предотвращения загрязнения Байкала состоит не в том, чтобы сбрасывать в него даже хорошо очищенные, но все же губительные для водных организмов промстоки и пылегазовые выбросы, а в том, чтобы полностью исключить их попадание в озеро и в атмосферу. Постановление Правительства Российской Федерации (1995), которым предусматривалось перепрофилирование Байкальского целлюзно-бумаж-ного комбината и перевод его сточных вод на замкнутый цикл водопотребления, до сих пор полностью не реализовано.
Еще большая опасность для озера Байкал возникла в последнее время в связи с намерением компании «Транснефть» построить нефтепровод «Восточная Сибирь — Тихий океан» в непосредственной близости (менее 800 м) от озера. Тем самым грубо нарушалась граница водоохранной зоны озера Байкал, объявленного в 1996 г. ЮНЕСКО всемирным наследием. По мнению специалистов, в случае аварии, землетрясения (в зоне Байкала возможны 10-балльные землетрясения), оползневых смещений с разрывом трубопровода и т.д., десятки тонн нефти достигнут озера за 20—30 минут.
По заявлению Президента РФ В.В. Путина в мае2006 г., «если есть хоть ничтожная доля опасности загрязнения Байкала, мы должны сделать все, чтобы эту опасность исключить». Принято решение в ближайшее время определить новый маршрут нефтепровода. Предположительно он пройдет севернее озера Байкал, вне водозаборной зоны озера.