Споживання води 2

Назва реферату: Споживання води
Розділ: Екологія

Спо$живання води

Світові запаси води на Землі величезні. Проте, це пере­важно солона вода Світового океану. Запаси прісної води, потреба лю­дей у якій є особливо великою, незначні (35029,21 тис. км3) і вичерпні. У багатьох місцях планети відчувається нестача її для зрошення, потреб промисловості, пиття та інших побутових потреб.

Більшість прісної води сконцентрована в льодовиках Антарктиди та Гренландії. Кригою вкри­то 16 млн. км2 суходолу. Третє за величиною$ джерело води — підземні води. Вони залягають на глибині 150- 200 м. Загальний їх об’єм приблизно в 100 разів більший за об’єм поверхневих прісних вод річок, озер, боліт.

Протягом останніх років за приблизними підрахунками потреба у воді зросла в 10 разів. Сучасне місто використовує води з розрахунку на одну людину 300-500 л/добу$, що значною мірою перевищує мінімальну потребу у воді однієї людини (25 л/добу). Протягом сто­ліття витрати води в таких містах, як Париж, Нью-Йорк, Москва, зросли більш як у 100 разів. У багатьох країнах виникли проблеми з постачан­ням води у великі міста. Особливо багато води йде на п$отреби промислових об’єктів (рис.8).

Споживання води 2

Рис. 8. Норми витрат води

Найбільшим споживачем води є сільське господарство. Тут найвищі безповоротні втрати води — 80 %. Досить зазначити, що для ут$ворення 1 кг рослинної маси різні рослини в різних умовах використовують від 150-200 до 800-1000 м3 води.

На вирощування 1 кг зерна жита потрібно 75$0 л води. Гектар посіву кукурудзи за вегетаційний період «випиває» її 3 мли л і стільки ж 1 га капусти, а 1 га рисового посіву – 12-30 млн. л. Гектар зрошу на­пої землі щосекунди поглинає 1 л води.

У промисловості вода використовується для виго­товлення розчинів, охолодження і нагрівання рідин та газів, очищення розчинів і газових сумішей, для транспортування сировини, теплоенерге­тичних потреб, видалення відходів, миття обладнання, тари, приміщень тощо. Якість води, яка використовується $у виробництві, встановлюється у кожному конкретному випадку у залежності від призначення води і вимог технологічного процесу.

Розрізняють кілька категорій водоспоживання (Табл.4).

Таблиця 4

Вплив на довкілля різних категорій водоспоживання

$

Категорія водоспоживання Сп$осіб використання води Вплив на навколишнє середовище
Пряме Без вилучення води з водойм (гідро­енергетика, водний транспорт, ри-баль­ство) Не призводить до змен­шення водних ресурсів, слабко забруднює воду
Поворотне 3 вилуч$енням води з водойм і част­ковим поверненням зі стічними та дренажними водами Зменшує водні ресурси, забруднює воду
Безповоротне 3 вилученням з водойм без повернен­ня у цей водозбір Зменшує водні ресурси

Забруднення гідросфери

Розрізняють не тільки штучне (антропогенне) забруднення води, але й природне. Відомо, що навіть у малозаселених районах (Аляска, Амазонія тощо) чистота води зменшується, а кількість мулу, домішок всіх вид$ів збільшується від витоку в горах до місця з’єднання з морем чи океаном.

Таблиця 5.

Типи забруднення поверхневих і підземних вод

$

Типи забруднення Заб$руднюючі речовини
Фізичне Нерозчинні домішки: глина, пісок, намул, пил тощо.
Хімічне Важкі метали, кислоти, луги, мінеральні солі, нафта і нафтопродукти, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР), мийні засоби, канцерогени, мінеральні добрива, пестициди
Біологічне Різні мікроорганізми (бактерії, віруси), яйця гельмінтів, спори грибів
Радіоактивне Радіонукліди (цезій-137, стронцій-90, калій-40 та ін.)
Теплове Підігріті води ТЕС та АЕС

$

Суттєвою є та обставина, що у водібіологічне забруднення набирає особливого значення, подекуди за небезпекою навіть випереджаючи хімічні. Це трапляється найчастіше тоді, коли вода стає життєвим середовищем для патогенних мікроорганізмів, кількість яких у ній весь час зростає. Якщо перед використанням для пиття така вода не дезінфікується, то й мінімальна її кількість може спричинити вибух тих хвороб$, що легко передаються саме через воду (див. біологічне забруднення).

Джерел забруднення води багато, основними з них є:

· стічні води промислових підприємств;

· побутових стоках комунального господарства;

· стічні води сільс$ького господарства;

· води шахт, нафтопромислів, рудників;

· відходи виробництв при видобут­ку різних корисних копалин;

· відходи деревини в деревообробній про­мисловості;

· скиди водного і залізничного транспорту тощо.

З усіх джерел забруднення води основне значення мають виробничі стічні води. Найбільшими забрудниками поверхневих і $підземних вод є:

· хімічна промисловість,

· чорна металургія;

· кольорова металургія;

· коксохімія;

· важке, енергетичне і транспортне машинобудування;

$

· кому­нальне і сільське господарство.

Забруднення природних вод

Основними джерелами забруднення природних вод є:

· Атмосферні води, які несуть значні кількості полютантів (забрудню­вачів), що вимиваються з повітря і мають переважно промислове поход­ження. При стіканні по схилах, атмосферні та талі води додатково захоплюють з собою значну кількість речовин. Особливо небезпечні стоки з міських вулиць та промислових м$айданчиків, які несуть значну кількість нафтопродуктів, сміття фенолів, різних кислот.

· Міські стічні води, що включають переважно побутові стоки, які містять фекалії, детергенти $(поверхнево-активні речовини), мікроорган­ізми, у тому числі патогенні.

· Промислові стічні води, що утворюються у самих різноманітних галузях виробництва, серед яких найбільш активно споживає воду чорна металургія, хімічна, лісохімічна, нафтопереробна промисло$вості. При технологічних процесах утворюються такі основні види стічних вод, а саме:

− реакційні води, що утворюються у процесі реакцій з виділенням води, забруднені як вихідними речовинами, так і продуктами реакцій,

− води, що містяться у сировині та вихідних продуктах (вільна або зв’язана вода),

− промивні води після миття сировини, продуктів, тари, обладнання, маточні водні розчини,

− водні екстрагени та адсорбенти,

− $охолоджені води, що не контактують з технологічними продуктами, а використовуються у системах зворотного водопостачання,

− побутові води — води їдалень, душових, туалетів, пралень тощо,

− атмосферні опади, що стікають з території промислових підприємств.

Антропогенний вплив на ґрунтові води

За останні декілька десятків років ґрунтові води стали одним із найважливіших ресурсів. В$они є джерелом значної кількості питної води, яка вик$ористовується у побуті, а також іде на зрошення. Звичайно, ґрунтові води раніше володіли достатньо високими якостями і без очищення задовольняли вимоги до питної води, але випадки забруднення високоякісних ґрунтових вод отруйними речовинами стають все більш частими. Ґрунтові во$ди вимивають із ґрунтів значну кількість забрудню­вачів, які грунт не може затримати,

Головними джерелами забруднення і забруднюючими речовинами ґрунтових вод вважають:

· неправильно розташовані звалища та інші сховища отруйних речовин;

· підземні резервуари та трубопроводи (особливу небезпеку станов­лять втрати бензину на АЗС);

· пестициди, що застосовуються на полях, у садах, на газонах тощо;

· сіль, якою посипають тротуари і вулиці під час ожелед$і;

· мазут на дорогах для зв’язування пилу;

· надлишки стічних вод та каналізаційного мулу.

Таким чином, забруднення вод$них екосистем є більшою небезпекою, ніж забруднення атмосфери з наступних причин:

· процеси регенерації або самоочищення протікають у водному середовищі набагато повільніше, ніж у повітряному;

· джерела забруднення водойм більш різноманітні;

· природні процеси, які відбуваються у водному середовищі і підда­ються впливу забруднень, більш чутливі самі по собі й мають більше значення для забезпечення життя на Землі, ніж атмосферні.

$

Наслідки забруднення гідросфери

Найважливішим наслідком забруднення води є те, що, потрапляючи у во­дойми, забруднювальні речовини спричинюють зниження її якості.

Якість води — це сукупність фізичних, хімічних, біологічних та бактеріологічних показників, які обумовлюють придатність води для використання у промисловому виробництві, побуті тощо.

Це виявляється у зміні її фізичних властивостей (прозорості, зап$аху, при­смаку) та хімічного складу (кислотності, кількості органічних та міне­ральних домішок, вмісту отруйних речовин тощо), у зменшенні вмісту у воді кисню, зміні кількості і видового складу мікроорганізмів, появі хвороботворних бактерій. Отже, забрудненн$я природних вод може при­звести до того, що вони стають непридатними для пиття, купання, а інко­ли і для технічних потреб. Як правило, забруднена вода непридатна і для використання у промисловості, оскільки пору$шує нормальний хід технологічного процесу, знижує якість вироблюваної продукції.

Природна вода, забруднена побутовими стоками, непридатна для во­допостачання населення, бо шкідливі речовини та збудники хвороб, що містяться в ній, завдають великої шкоди здоров’ю $людей, можуть викли­кати різні інфекційні захворювання (дизентерія, інфекційний гепатит, холера та ін.).

Екологічні наслідки забруднення Світового океану біогенними елементами, біотичними та абіотичними факторами зображено на схемі:

Споживання води 2

Рис.9. Екологічні наслідки забруднення Світового океану

Кінце$вим результатом збільшення антропогенного тиску на екологі­чну систему океану є поступова деградація морських біоценозів з на­ступними несприятливими наслідками для здоров’я людини.

Дуже небезпечними для природних водних екосисте$м є стоки, що утворюються на підприємствах целюлозно-паперової промисловості. Останні скидають у водойми як целюлозні волокна, так і значну кількість органічних і неорганічних отруйних речовин. У стоках цих підприємств розчинені вуглеводи, жири $та смоли, які легко окиснюються за участю аеробних мікроорганізмів, що спричиняє активне поглинання розчиненого у воді кисню та пересичення водойм органікою.

Значну небезпеку для морських та океанічних акваторій становить перевезення нафти та нафтопродуктів танкерами. У результаті аварій суден, промивання резервуарів, неминучих втрат нафти при видобутку у шельфовій зоні, при завантаженні і розвантаженні суден щор$ічно у води Світового океану потрапляє 12-15 млн. т нафти.

Кожна тонна нафти вкриває тонкою плівкою приблизно 12 км2 водної поверхні і забруднює близько мільйона тонн морської води. Нафтова плівка викликає загибель заплідненої ікри, порушує процеси фотосинтезу і виділення кисню, тобто порушує газообмін між атмосферою і гідросферою. Ліквідація нафти диспергаторами, зде­більшого ПАР (по$верхнево-активними речовинами), екологічно не має сенсу, оскільки вони отруйніші за нафту.

Тривалість перебува$ння решток нафти на берегах залежить від прибою хвиль. На скелястих та піщаних берегах вона неве­лика (2—3 міс), на ватах і солончаках дуже довга (понад 5 років). Деякі дво­стулкові мушльові молюски у випадку по­криття моря нафтою можуть закрити свої стулки і порівняно з незахищеними орга­нізмами здобути селекційну перевагу. Для птахів, котрі сідають на воду, як біль­шість м$артинів, це особливо небезпечно. Птахи, що пірнають (гагарка, топірець), плутають нафтові плями з їжею і отрую­ються. Нафта склеює пір’я, теплоізоляція порушу­ється. Для підтримки температури тіла стає інтенсивнішим обмін речовин, через що витрачаються жирові резерви. Птах гине від виснаження. В процесі очищення нафта поширюється на пір’я і потрапляє до трав­ної системи.

Моря та океани забруднюються не тільки нафтопродуктами. До них потрапляють промислові $і побутові відходи, які містять солі різних металів, отрути, значну кількість пестицидів, добрив, миючих засоб$ів, радіоактивних речовин. Вважають, що у водойми надходить більше 500 тис. різноманітних речовин. Важкі метали стоків (свинець, ртуть, цинк, мідь, кадмій) активно накопичуються у харчових ланцюгах, кінцеву ланку в яких займає людина. Тому відомі випадки масового$ отруєння людей ртуттю, що містилась у рибі, а також кадмієм при використанні недоброякісної води.

Стічні води, які містять органічні речовини, мають значну кількість біогенів. Вони здатні утримуватись часточками глини та гумусу і підвищувати родючість ґрунту. Після надходження біогенів до водних екосистем відбувається масове розмноження організмів фітопл$анктону. Внаслідок їх бурхливого росту та розмноження збільшується і кількість органічних решток (відмерлі особини), що веде до збільшення загальної маси органічної речовини у водоймі. Інтенсивний розвиток фітопланктону зумовлює помутніння води, а, отже, і погіршення умов для росту бентосних рослин. Зменшується також насичення води киснем, особливо у бентосній частині. Усі ці процеси погіршують умови для проживання водних тварин. Вода стає неп$ридатною для життя, у ній починають переважати анаеробні процеси, накопичення отруйних для багатьох тваринних організмів речовин. Відбувається евтрофікація — підвищення біологічної продуктивності водних екосистем внаслідок на­к$опичення у воді біогенних елементів, які надійшли до водойми природ­ним шляхом або у результаті діяльності людини (антропогенне). Евтро­фікація призводить до заростання водоймища, обміління, зниження рибної продуктивності і утворення на місці водойми болота.

Охорона водних ресурсів

Генеральна стратегія в галузі охорони водних ресурсів в усіх краї­нах світу передбачає: підпорядкування інтересів окремих водокористу­вачів загально-національним інт$ересам; застосування екологічно чистих («зелених») технологій у виробництві д$ля поліпшення якості вод, запо­бігання їх забрудненню і перегріванню; можливість позитивних змін у навколишньому середовищі з урахуванням альтернативних варіантів водопостачання і водоспоживання.

Забезпечення екологічної рівноваги та повне задоволення потреб насе­лення і суспільного го$сподарства водою можливі при поліпшенні якості води та водного режиму річок, раціональному використанні води підприєм­ствами всіх галузей суспільного господарства та відтворенні водних ре­сурсів.

Усі промислові й сільськогосподарські підприємства зобов’язані:

· про­водити заходи щодо економного використання водних ресурсів;

$· засто­совувати сучасні ефективні й досконалі технічні засоби і технології, щоб запобігти великим втратам і забрудненню води;

· контролювати якість і кількість скинутих у водні об’єкти промислових стоків тощо.

Чинним в Україні водним законодавством регламентується викорис­тання води певної якості. Не дозволяється, зокрема, застосовувати пит­ну воду для охолодження блоків ТЕС, скидати у водойми стічні води із вмістом цінних відходів, які можна вилучити за допомогою спеціальних технологій. На підприємства$х ефективним вважається зворотне водокористування, коли їх власні стічні води після локального очищення (на місці) повторно використовуються в технологічному циклі, і з$а­бруднені стоки взагалі не потрапляють у водойми.

Вода має надзвичайно цінну властивість — постійно самопоновлюватися під впливом сонячної радіації та самоочищення. Останнє полягає в перемішуванні забрудненої води з усією її масою у водному джерелі і подальшому процесі мінералізації органічної ре$човини та відмиранні бактерій. У природному самоочищенні води беруть участь бактерії, гри­би, водорості. Встановлено, що в процесі бактеріального самоочищення через 24 год. залишається не більше 50 % бактерій, через 96 год. — 0,5 %. Для самоочищення забрудненої води необхідне багаторазове роз­бавляння її чистою водою. У разі сильного забруднення самоочищення вод$и не відбувається, тому потрібні спеціальні заходи і методи щодо ліквідації забруднень, які надійшли із стічними водами.

Методи очистки стічних вод

Очистка стічних вод — це руйнування або вилучення з них окремих забруднюючих речовин.

Існує скл$адна система класифікації очистки стічних вод, які зводяться до трьох загальних:

Споживання води 2

При механічному очищенні із стоків видаляють тверді нерозчинні часточки (пісок, грунт, мул, каміння тощо). Для цього використовують різні відстійники-накопичувачі, $фільтри, цептрифуги. На тваринниць­ких комплексах і великих фермах розділяють відходи на тверду і рідку фракції. Рідку знезаражують і використовують для поливу, а твердий осад — як добрива.

Хімічним способом очищають механічно очищені стоки. Для цього и них вносять хімічні реагенти, які вступають у реакції із забруднюва$ль­ними речовинами стічних вод. Сполуки, що утворюються, випадають в осад,і їх видаляють.

Після механічного і хімічного провод$ять біологічне, очищення стоків за допомогою спеціальних мікроорганізмів. Останні живляться органіч­ними домішками, що містяться в стічних водах, розкладаючи їх до не­шкідливих сполук (мінеральних солей, вуглекислого газу, води).

У сільському господарстві стоки тваринницьких комплексів і ферм також компостують з торф’яною кришкою та органічними відходами землеробства у спеціальних сховищах з наступним використанням утво­реного компосту як органічного добрива.

Використання води в Україні$

На території України нараховується близько 73 тис. річок, переважно невели­ких, лише 125 в них мають довжину понад 100 км. На кожен квадратний кіломе$тр території України припадає 250 м річок.

Водозабезпеченість України ресурсами місцевого стоку з розрахунку на 1 лю­дину становить 1000 м3 на рік, причому у Південно-Західному економічному районі вона майже у 7 разів вища, ніж у Південному, і у 3 рази вищ$а, ніж у Донецько-Придністровському.

Головним водним джерелом України є Дніпро. Водні ресурси його басейну становлять 80 % усіх водних ресурсів України. Середній багаторічний об’єм його стоку в гирлі дорівнює 53 км3. У маловодні роки він зменшується до 43,5 км3, а в дуже маловодні — до 30 км3. Дніпро забезпечує водою не тільки водоспожпвачів у межах свого басейну, а і є головним, а інколи і єдиним джерелом водопостачання великих промис­лов$их центрів півдня і південного сходу України.

Для системи водопостачання в басейні Дніпра використовуються поверхневі і підземні води. Основним джерелом поверхневих вод є малі річки, яких у басейні Дніпра налічується 15380 загальною довжиною 67 156 км. Розподіл водних ресурсів тут дуже нерівномірний. Найкра­ще забезпечена водою верхня частина басейну, де в сере$дній за водністю рік її припадає 219 тис. м3. Для регулювання річкового стоку в часі й просторі в басейні Дніпра створено штучні водойми — шість великих водосховищ із загальним об’ємом води 44 км3. Об’єм підземних вод в у$країнській частині басейну становить 12,8 км3/рік (35 млн м3/добу). Експлуатаційні запаси підземних вод, тобто розвіданих і затверджених до використання, становлять лише 2,6 км3/рік. Максимальна кількість підземних вод зосереджена в Чернігівській обл$асті, проте частка розві­даних водних підземних ресурсів тут незначна — 6 %.

Найбільші споживачі води в Україні показані на рис. 10.

Споживання води 2

Рис.10. Найбільші споживачі води в Укр$аїні

Найбільшими забруднювачами вод України є (% від всього обсягу зливу в ріки):

· електроенергетика — 43%;

· комунальне господарство — 19,5%;

· сільське господарство — 16,6%;

· чорна металургія — 9%;

· хімія і нафтохімія — 3%;

· інші — 8,9%.

Встановлено, що стан водних ресурсів для 44 % з числа басейнових річок Дніпровської системи є катастрофічним. Якість води у більшості річок класифікується як$ забруднена і брудна за хімічними та бакте­ріальними показниками. Перевищення граничне допустимих концен­трацій забруднювальних речовин у водних об’єктах спостерігається прак­тично на всій території Дніпровської системи, в багатьох з них стан екологічних систем визначають як початок екологічного регресу.

Дуже забруднені також басейни річок Західного Б$угу, Приазов’я, Сіверського Дінця. Середньорічний вміст забруднювальних речовин у воді цих річок значно перевищує граничне допустимий рівень (ГДК), а за деякими інгредієнтами сягає 10 ГДК і більше.

Зростає також вплив інтенсивної господарської діяльності людини на підземні води. Найбільші порушення в гідрогеохімічній обстановці спостерігаються в економічно розвинених $районах Дніпропетровської та Запорізької областей з високим рівнем розвитку промисловості та великою густотою населення. Головними джерелами забруднення є накопичувачі промислових та побутових рідких і твердих відходів, міне­ралізовані шахтні та рудникові води, мінеральні $добрива, засоби захис­ту рослин, накопичувачі відходів на тваринницьких комплексах і фер­мах. З накопичувачів$ у підземні води потрапляють розчини різних со­лей, нафтопродукти, ароматичні речовини та ін.

У ґрунтових водах Дон­басу виявлено значні перевищення концентрацій (до 60 ГДК) арсену і свинцю, в Придністров’ї — високотоксичного талію – 500-1000 ГДК. В цілому в Україні існує 193 стабільних осередки забруднення підзем­них вод. Найбільші з них у районах:

· Дніпропетровська — Дніпродзержинська — стічними водами об’єктів хімічної і металургійної промисловості;

· Новомосковська — Павлограда — шахтними водами та$ стоками тва­ринницьких комплексів;

· Кривого Рогу — шахтними $водами та стічними водами металургій­них заводів;

· Житомира — Рівного — стічними водами підприємств хімічної і лег­кої промисловості та господарсько-побутовими.

Проблема Чорного моря. Інтенсивна господарська діяльність у басейні Чорного моря призвела до виникнення складних екологічних проблем. Це, насамперед, синд­ром морської евтрофікції, пов’язаний з інт$енсивним надходженям з річковим стоком біогенних елементів, що спричинило масове «цвітіння» водоростей, зменшення вмісту розчиненого кисню, заги­бель бентосних організмів. Постійним явищем стали «червоні при­пливи» в прибережних водах.

Значним стало забруднення $акваторії Чорного моря шкідливими ре­човинами, особливо нафтопродуктами. Після катастрофи на Чорно­бильській АЕС відбулося забруднення вод Чорного моря радіонуклідами. Хімічне та інші види забруднення негативно позначилися на його біоті, що призвело до зменшення запасів промислових риб, а їхню екологічну нішу зайняла медуза аурелія. Значна кількість поживи та відсутність конкурентів надало їй можливість швидко збільшити чисельність по­пуляції. Навесні 1988 р. в районі узбережжя Чорного моря поширився чужоморець, а$ктивний хижак — гребінник мнеміопсис, занесений з ба­ластними водами з портів атлантичного узбережжя. СІЛА. Він жи­виться дрібними рачками, личинками та ікрою риб. З його появою кількість фіто- і зоопланктону зменшилася в 10—20 разів, що значно підірвало кормову базу риб. Так, у 1989 р. в$илови ставриди зменшили­ся з 115 до 3 тис. т, значно зменшився вилов хамси тощо.

Останніми роками $в Чорному морі спостерігається негативна тен­денція підвищення межі сірководневої зони, яка за останні три деся­тиріччя піднялася в середньому на 40 м, що може дуже негативно позначитися на усій екосистемі Чорного моря.

Проблема Азовського моря. Азовське море сьогодні є зоно$ю екологічної катастрофи. Ще 40-50 років тому в ньому виловлювали риби в 35 разів більше, ніж у Чорному морі, і в 12 разів більше, ніж у Балтійському. Раніше тут водилася риба 114 видів, загаль­ний вилов її у сприятливі роки становив понад 300 тис. т на рік, переважно цінних порід. Тепер він зменшився в 6 разів. Риба, яку виловлюють, настільки забруднена хімікатами, що споживати її небезпечно.

Post Comment