Miljøproblemer - vannforurensning. Kilder til vannforurensning

Introduksjon: essensen og betydningen av vannressurser……………………….… 1

1. Vannressurser og deres bruk………………………………………….. 2

2. Vannressurser i Russland ………………………………………………………… 4

3. Kilder til forurensning…………………………………………………... 10

3.1. Generelle kjennetegn ved forurensningskildene……………………………… 10

3.2. Oksygensult som en faktor i vannforurensning………… 12

3.3. Faktorer som hindrer utviklingen av akvatiske økosystemer ………………… 14

3.4. Avløpsvann……………………………………………………………………………………… 14

3.5. Konsekvenser av at avløpsvann kommer inn i vannforekomster………………..…… 19

4. Tiltak for å bekjempe vannforurensning………………………… 21

4.1. Naturlig rensing av vannforekomster …………………………………..…… 21

4.2. Metoder for behandling av avløpsvann………………………………………….…… 22

4.2.1. Mekanisk metode………………………………………………….… 23

4.2.2. Kjemisk metode……………………………………………………………………….….23

4.2.3. Fysisk-kjemisk metode……………………………………………… 23

4.2.4. Biologisk metode………………………………………………………………....... 24

4.3. Avløpsfri produksjon ………………………………………………………………… 25

4.4. Overvåking av vannforekomster ………………………………………………… 26

Konklusjon……………………………………………………………………………………………….. 26

Introduksjon: essensen og betydningen av vannressurser

Vann er den mest verdifulle naturressursen. Det spiller en eksepsjonell rolle i metabolske prosesser som danner grunnlaget for livet. Vann er av stor betydning i industri- og landbruksproduksjon; dens nødvendighet for de daglige behovene til mennesker, alle planter og dyr er velkjent. Det fungerer som et habitat for mange levende skapninger.

Veksten av byer, den raske utviklingen av industrien, intensiveringen av jordbruket, en betydelig utvidelse av irrigerte områder, forbedring av kulturelle og levekår og en rekke andre faktorer kompliserer i økende grad problemene med vannforsyning.

Etterspørselen etter vann er enorm og øker hvert år. Det årlige vannforbruket på kloden for alle typer vannforsyning er 3300-3500 km 3 . Samtidig brukes 70 % av alt vannforbruk i jordbruk.

Mye vann forbrukes av kjemisk industri og tremasse- og papirindustri, jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi. Energiutbygging fører også til en kraftig økning i vannbehovet. En betydelig mengde vann brukes til husdyrnæringens behov, så vel som til husholdningsbehovet til befolkningen. Det meste av vannet, etter å ha blitt brukt til husholdningsbehov, returneres til elver i form av avløpsvann.

Mangelen på rent ferskvann er allerede i ferd med å bli et globalt problem. Industriens og landbrukets stadig økende behov for vann tvinger alle land og forskere rundt om i verden til å lete etter ulike måter å løse dette problemet på.

På moderne scene følgende retninger for rasjonell bruk av vannressurser bestemmes: mer fullstendig bruk og utvidet reproduksjon av ferskvannsressurser; utvikling av nye teknologiske prosesser for å hindre forurensning av vannforekomster og minimere forbruket av ferskvann.

1. Vannressurser og deres bruk

Vannskallet på jorden som helhet kalles hydrosfæren og er en samling av hav, hav, innsjøer, elver, isformasjoner, grunnvann og atmosfærisk vann. Det totale arealet av jordens hav er 2,5 ganger større enn landområdet.

De totale vannreservene på jorden er 138,6 millioner km 3 . Omtrent 97,5% av vannet er salt eller sterkt mineralisert, det vil si at det krever rensing for en rekke bruksområder. Verdenshavet står for 96,5% av planetens vannmasse.

For en klarere ide om skalaen til hydrosfæren, bør man sammenligne dens masse med massen til andre skjell på jorden (i tonn):

Hydrosfære - 1,50x10 18

Jordskorpen - 2,80 x 10"

Levende materie (biosfære) - 2,4 x10 12

Atmosfære - 5,15x10 13

En ide om verdens vannreserver er gitt av informasjonen presentert i tabell 1.

Tabell 1.

Navn på objekter	Utbredelsesområde i millioner kubikkkm	Volum, tusen kubikkmeter km	Andel i verdensreservene,
Verdenshavet
Grunnvannet
Inkludert underjordisk
ferskvann
Jordfuktighet
Isbreer og permanent snø
Underjordisk is
Innsjøvann.
fersk
salt
Sumpvann
Elvevann
Vann i atmosfæren
Vann i organismer
Totale vannreserver
Totale ferskvannsreserver

For øyeblikket er tilgjengelig vann per person per dag i forskjellige land verden er annerledes. I en rekke land med utviklede økonomier er trusselen om vannmangel overhengende. Mangelen på ferskvann på jorden øker eksponentielt. Imidlertid er det lovende kilder til ferskvann - isfjell født fra isbreene i Antarktis og Grønland.

Som du vet, kan en person ikke leve uten vann. Vann er en av de viktigste faktorene som bestemmer plasseringen av produktive krefter, og svært ofte et produksjonsmiddel. Økningen i vannforbruket i industrien er ikke bare assosiert med dens raske utvikling, men også med en økning i vannforbruket per produksjonsenhet. For eksempel for produksjon av 1 t bomullsstoff fabrikker forbruker 250 m 3 vann. Kjemisk industri krever mye vann. Dermed krever produksjonen av 1 tonn ammoniakk ca 1000 m 3 vann.

Moderne store termiske kraftverk forbruker enorme mengder vann. Bare én stasjon med en kapasitet på 300 tusen kW forbruker opptil 120 m 3 /s, eller mer enn 300 millioner m 3 per år. Brutto vannforbruk for disse stasjonene vil øke ca. 9-10 ganger i fremtiden.

En av de viktigste vannforbrukerne er landbruket. Det er den største vannforbrukeren i vannforvaltningssystemet. Å dyrke 1 tonn hvete krever 1 500 m 3 vann i vekstsesongen, 1 tonn ris krever mer enn 7 000 m 3 . Den høye produktiviteten til irrigerte land har stimulert til en kraftig økning i arealet over hele verden - det er nå lik 200 millioner hektar. Utgjør omtrent 1/6 av det totale avlingsarealet, gir vanningsarealer omtrent halvparten av landbruksproduktene.

En spesiell plass i bruken av vannressurser er okkupert av vannforbruk for befolkningens behov. Husholdnings- og drikkeformål i vårt land står for omtrent 10 % av vannforbruket. Samtidig er uavbrutt vannforsyning, samt streng overholdelse av vitenskapelig baserte sanitære og hygieniske standarder, obligatoriske.

Bruk av vann til økonomiske formål er et av leddene i vannets kretsløp i naturen. Men den menneskeskapte koblingen til syklusen skiller seg fra den naturlige ved at under fordampningsprosessen går en del av vannet som brukes av mennesker tilbake til den avsaltede atmosfæren. Den andre delen (som for eksempel utgjør 90 % for vannforsyning til byer og de fleste industribedrifter) slippes ut i vannforekomster i form av avløpsvann forurenset med industriavfall.

I følge Statens vannmatrikkel i Russland utgjorde det totale vanninntaket fra naturlige vannforekomster i 1995 96,9 km 3 . Inkludert for behovene Nasjonal økonomi over 70 km 3 ble brukt, inkludert på:

Industriell vannforsyning – 46 km 3 ;

Vanning – 13,1 km 3;

Landbruksvannforsyning – 3,9 km 3 ;

Øvrige behov – 7,5 km 3 .

Industriens behov ble dekket med 23 % ved å hente vann fra naturlige vannforekomster og med 77 % ved et system med resirkulering og re-sekvensiell vannforsyning.

2. Vannressurser i Russland

Hvis vi snakker om Russland, er grunnlaget for vannressursene elvestrømmen, som i gjennomsnitt er 4262 km 3 når det gjelder årlig vanninnhold, hvorav omtrent 90% faller i de arktiske og arktiske bassengene. Stillehavet. Bassengene i Det Kaspiske hav og Azovhavet, hvor over 80 % av Russlands befolkning bor og dets viktigste industri- og landbrukspotensial er konsentrert, står for mindre enn 8 % av den totale elvestrømmen. Den gjennomsnittlige langsiktige totale strømmen av Russland er 4270 kubikkmeter. km/år, inkludert 230 kubikkmeter som kommer fra tilstøtende territorier. km.

Den russiske føderasjonen som helhet er rik på ferskvannsressurser: det er 28,5 tusen kubikkmeter per innbygger. m per år, men fordelingen over hele territoriet er ekstremt ujevn.

Til dags dato er nedgangen i den årlige strømmen av store elver i Russland under påvirkning av økonomisk aktivitet i gjennomsnitt fra 10% (Volga-elven) til 40% (Don, Kuban, Terek-elvene).

Prosessen med intensiv nedbrytning av små elver i Russland fortsetter: nedbrytning av elveleier og siltasjon.

Det totale volumet av vanninntak fra naturlige vannforekomster var 117 kubikkmeter. km, inkludert 101,7 kubikkmeter. km ferskvann; tap er lik 9,1 kubikkmeter. km, brukt på gården 95,4 kubikkmeter. km, inkludert:

For industrielle behov - 52,7 kubikkmeter. km;

For vanning -16,8 kubikkmeter. km;

For husholdningsdrikkevann - 14,7 kubikk km;

Us/landbruksvannforsyning - 4,1 kubikk km;

For andre behov - 7,1 kubikk km.

I Russland som helhet er det totale volumet av ferskvannsinntak fra vannkilder om lag 3 %, men i en rekke elvebassenger, inkl. Kuban, Don, mengden vannuttak når 50 % eller mer, noe som overstiger det miljømessig akseptable uttaket.

I offentlige tjenester er vannforbruket i gjennomsnitt 32 liter per dag per person og overstiger standarden med 15-20%. Den høye verdien av spesifikt vannforbruk skyldes tilstedeværelsen store tap vann, som utgjør opptil 40 % i noen byer (korrosjon og slitasje på vannforsyningsnett, lekkasje). Spørsmålet om kvaliteten på drikkevannet er akutt: en fjerdedel av offentlige vannforsyningssystemer og en tredjedel av avdelingene leverer vann uten tilstrekkelig rensing.

De siste fem årene har vært preget av høy vannstand, noe som har ført til en reduksjon på 22 % av vannet til vanning.

Utslippet av avløpsvann til overvannsforekomster i 1998 utgjorde 73,2 kubikkkm, inkludert forurenset avløpsvann - 28 kubikkkm, standard rent vann (uten behov for behandling) - 42,3 kubikkmeter.

Store mengder avfallsvann (samler-drenering) i landbruket slippes ut i vannforekomster fra irrigerte land - 7,7 kubikk km. Til nå er disse vannet konvensjonelt klassifisert som rent. Faktisk er hoveddelen av dem forurenset med giftige kjemikalier, plantevernmidler og rester av mineralgjødsel.

Vannkvaliteten til reservoarer og bekker vurderes ved hjelp av fysiske, kjemiske og hydrobiologiske indikatorer. Sistnevnte bestemmer vannkvalitetsklassen og graden av forurensning: veldig rent - klasse 1, rent - klasse 2, moderat forurenset - klasse 3, forurenset - klasse 4, skittent - klasse 5, veldig skittent - klasse 6. I følge hydrobiologiske indikatorer er det praktisk talt ingen vann i de to første klassene av renhet. Sjøvannet i Russlands indre og marginale hav opplever et intenst menneskeskapt press, både i selve vannområdene og som et resultat av økonomiske aktiviteter i dreneringsbassengene. De viktigste kildene til sjøvannsforurensning er elveavrenning, avløpsvann fra bedrifter og byer og vanntransport.

Den største mengden avløpsvann fra russisk territorium kommer inn i Det Kaspiske hav - omtrent 28 kubikkmeter. km drenering, inkl. 11 kubikkkm forurenset, Azov - ca 14 kubikkkm avrenning, inkl. 4 kubikk km forurenset.

Til havstrender Utviklingen av slitasjeprosesser er karakteristisk; mer enn 60 % av kystlinjen opplever ødeleggelse, erosjon og flom, som er en ekstra kilde til forurensning av det marine miljøet. Tilstanden til sjøvann er preget av 7 kvalitetsklasser (ekstremt skittent - klasse 7).

Reservene og kvaliteten på naturlig vann er ekstremt ujevnt fordelt over hele Russland. Diagram 1 gjenspeiler nivået på territoriets tilbud med rennende vann fra overflatekilder .

De rikeligste vannressursene er de nedre delene av Ob, Ob-Yenisei interfluve, de nedre delene av Yenisei, Lena og Amur. Økt nivå vanntilgjengelighet er typisk for det europeiske nord, Sentral-Sibir, Fjernøsten og de vestlige Ural. Av føderasjonens emner har Krasnoyarsk-territoriet og Kamchatka-regionen (uten autonome distrikter), Sakhalin-regionen og den jødiske autonome regionen de høyeste indikatorene. I sentrum og sør i den europeiske delen av landet, hvor hovedbefolkningen i Russland er konsentrert, er sonen med tilfredsstillende vannforsyning begrenset til Volga-dalen og fjellområdene i Kaukasus. Av de administrative enhetene er den største mangelen på vannressurser observert i Kalmykia og Rostov-regionen. Situasjonen er litt bedre i Stavropol-territoriet, de sørlige regionene i det sentrale territoriet, i Chernozemny-regionen og de sørlige Trans-Uralene.

Skjema 2 karakteriserer volumene av vann tatt fra naturlige vannforekomster for husholdnings-, drikke-, industri- og andre (vanning, injeksjon i brønner, etc.) behov .

Volumet av vanninntak per økonomisk aktiv innbygger er høyt i gruppen av regioner i det sentrale Sibir (Irkutsk-regionen, Krasnoyarsk-regionen med Taimyr-distriktet, Khakassia, Tuva, Kemerovo-regionen). Vannintensiteten til økonomien her er basert på det kraftige Angara-Yenisei vannsystemet. Økonomien i Sør-Russland fra Orenburg-regionen til Krasnodar-regionen er enda mer vannkrevende. Maksimalt vannforbruk per innbygger er observert i Karachay-Cherkessia, Dagestan og Astrakhan-regionen. I resten av det europeiske territoriet i landet er lokale soner med økt vannintensitet karakteristiske for de økonomiske kompleksene i Leningrad, Arkhangelsk, Perm, Murmansk-regionene og spesielt Kostroma- og Tver-regionene (i sistnevnte tilfelle, konsekvensene av langdistanse vanninntak for behovene til Moskva er sannsynligvis manifestert). Minimum vannforbruk for behovene til det økonomiske komplekset observeres i underutviklede autonomier - Evenkia, Nenets og Komi-Permyak-distriktene.

Analyse av ubalanser i vannbruk i henhold til kriteriet ressurskonsentrasjon/bruksintensitet indikerer at for de fleste regioner av landet, inkludert det industrialiserte midt-Ural, sentrum og nordvest for den europeiske delen, er vannforbruket harmonisert med kapasiteten. av det ytre miljøet.

Den relative knappheten på vannressurser har en alvorlig begrensende effekt i regionene som ligger sør for Kursk-Ufa-linjen. Her reflekterer økningen i forholdet mellom vanninntak og volumet av vannressurser direkte proporsjonalt økningen i nødvendige restriksjoner på omfattende vannbruk. I det vannknappe sør i det europeiske Russland er mange områder av livet ekstremt avhengige av klimatiske svingninger. Klimatologer på nesten alle skoler er enige om at i nær fremtid vil den våte fasen av klimaet i Eurasia endres til en tørr, og i en sekulær skala, som vil være enda tørrere enn den forrige sekulære tørken på 30-tallet. I følge ulike estimater vil begynnelsen av dette stadiet skje i 1999 - 2006, og avviket på 7 år for slike prognoser er svært ubetydelig. Tørke vil ha en mer akutt påvirkning i områder med utilstrekkelig fuktighet, høy forurensning av vannforekomster og vannkrevende produksjonstyper. Ved å bruke data om regionale vannreserver, mengder forurenset avløpsvann og husholdningsvanninntak, er det mulig å forutsi graden av påvirkning av fremtidige klimaendringer på naturlige komplekser, menneskelig helse og russisk økonomi.

De tørreste områdene i Russland, Kalmykia og Orenburg-regionen, vil lide mest. Stavropol-territoriet, Dagestan, Astrakhan, Rostov og Belgorod-regionene vil få noe mindre skade. Den tredje gruppen, i tillegg til det tørre Krasnodar-territoriet, Volgograd, Voronezh, Lipetsk, Penza, Novosibirsk-regionene, inkluderer også Chelyabinsk- og Moskva-regionene, hvor vannforsyningen allerede er ganske anstrengt. I andre regioner vil tørke først og fremst føre til en nedgang i jordbruksproduktiviteten og forverre problemer i byer med anstrengt vannforsyning. Miljømessig vil konsentrasjonene av forurensninger øke i nesten alle vannforekomster. Den største sannsynligheten for en økonomisk resesjon under en tørke i Russland er i regionene i Ciscaucasia (Krasnodar og Stavropol-territoriene, Dagestan, Rostov og Astrakhan-regionene). Fallende jordbruksproduktivitet og økonomisk lønnsomhet, kombinert med svekket vannforsyning, vil forverre sysselsettingsproblemer i denne allerede eksplosive regionen. Endringen fra den våte klimatiske fasen til den tørre vil føre til en endring i tegnet på bevegelsen i det Kaspiske hav - det vil begynne å falle. Som et resultat vil situasjonen i de tilstøtende regionene (Dagestan, Kalmykia, Astrakhan-regionen) være mer akutt, siden det vil være nødvendig å gjenoppbygge fra moderne tiltak for å overvinne konsekvensene av økningen i nivået i Det Kaspiske hav til en system med tiltak for å overvinne konsekvensene av fallet, inkludert restaurering av mange gjenstander som er oversvømmet siden 1978 G.

Under dagens forhold er det mest presserende å utvikle en regional vannbruksstrategi for Sør- og Sentral-Russland. Hovedmålet er å stimulere til resirkulering av vannbruk og samtidig redusere direkte vanninntak, noe som innebærer et sett med tiltak for å transformere vann til en økonomisk viktig ressurs for alle økonomiske enheter, inkludert landbruket og befolkningen. Den allestedsnærværende og spredningen av vannbruk gjør strategien med sentralisert styring av distribusjonen og forbruket lite lovende, og det er grunnen til at reelle endringer bare kan gis av daglige insentiver for å spare vann. Faktisk vi snakker om om betaling for vannbruk og den prioriterte overgangen i offentlige tjenester og landbruk i Sør-Russland til regnskap for alle typer vannforbruk.

3. Kilder til forurensning

3.1. Generelle kjennetegn ved forurensningskilder

Kilder til forurensning er gjenkjent som gjenstander som slipper ut eller på annen måte kommer inn i vannforekomster av skadelige stoffer som forringer kvaliteten på overflatevann, begrenser bruken av dem, og som også påvirker tilstanden til bunn- og kystvannforekomstene negativt.

Beskyttelse av vannforekomster mot forurensning utføres ved å regulere aktivitetene til både stasjonære og andre forurensningskilder.

På Russlands territorium er nesten alle vannforekomster utsatt for menneskeskapt påvirkning. Vannkvaliteten i de fleste av dem oppfyller ikke forskriftskrav. Langtidsobservasjoner av dynamikken i overflatevannkvaliteten har avdekket en tendens til økt forurensning. Antall nettsteder med høy level vannforurensning (mer enn 10 MPC) og antall tilfeller av ekstremt høy forurensning av vannforekomster (over 100 MPC).

De viktigste kildene til forurensning av vannforekomster er bedrifter innen jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi, kjemisk og petrokjemisk industri, tremasse og papir og lett industri.

Mikrobiell vannforurensning oppstår som følge av inntrengning i vannforekomster patogene mikroorganismer. Det er også termisk forurensning av vann som følge av tilstrømningen av oppvarmet avløpsvann.

Forurensninger kan deles inn i flere grupper. Basert på deres fysiske tilstand, skiller de mellom uløselige, kolloidale og løselige urenheter. I tillegg er forurensninger delt inn i mineralske, organiske, bakterielle og biologiske.

Graden av fare for plantevernmiddeldrift under behandling av jordbruksland avhenger av påføringsmetoden og stoffets form. Med grunnforedling er risikoen for å forurense vannforekomster mindre. Under luftbehandling kan stoffet fraktes hundrevis av meter med luftstrømmer og avsettes på ubehandlede områder og overflaten av vannforekomster.

Nesten alle overflatevannsforsyninger har vært utsatt for skadelig menneskeskapt forurensning de siste årene, spesielt elver som Volga, Don, Nord-Dvina, Ufa, Tobol, Tom og andre elver i Sibir og Fjernøsten. 70 % av overflatevann og 30 % av undergrunnsvann har mistet drikkeverdien og flyttet inn i kategoriene forurensning - "betinget rent" og "skittent". Nesten 70% av befolkningen i den russiske føderasjonen bruker vann som ikke er i samsvar med GOST "Drikkevann".

I løpet av de siste 10 årene har volumet av finansiering for vannforvaltningsaktiviteter i Russland blitt redusert 11 ganger. Som et resultat ble forholdene for vannforsyning til befolkningen forverret.

Prosessene med nedbrytning av overflatevannforekomster øker på grunn av utslipp av forurenset avløpsvann til dem fra bedrifter og anlegg for boliger og kommunale tjenester, petrokjemisk industri, olje, gass, kull, kjøtt, skogbruk, trebearbeiding og trebearbeiding og tremasse- og papirindustri. som jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi, kloakkoppsamling - dreneringsvann fra irrigerte land forurenset med giftige kjemikalier og plantevernmidler.

Uttømmingen av elvevannsressurser fortsetter under påvirkning av økonomiske aktiviteter. Mulighetene for irreversibelt vannuttak i bassengene til Kuban, Don, Terek, Ural, Iset, Miass og en rekke andre elver er praktisk talt oppbrukt. Tilstanden til små elver er ugunstig, spesielt i områder med store industrisentre. Betydelig skade på små elver er forårsaket i landlige områder på grunn av brudd på det spesielle regimet for økonomisk aktivitet i vannbeskyttelsessoner og kystbeskyttelsesstriper, noe som fører til elveforurensning, samt tap av jord som følge av vannerosjon.

Forurensning av grunnvann som brukes til vannforsyning øker. Rundt 1200 kilder til grunnvannsforurensning er identifisert i Russland, hvorav 86% er lokalisert i den europeiske delen. Forringelse av vannkvaliteten ble notert i 76 byer og tettsteder, ved 175 vanninntak. Mange underjordiske kilder, spesielt de som gir store byer Sentrale, sentrale svarte jorda, Nord-Kaukasus og andre regioner er alvorlig utarmet, noe som fremgår av en reduksjon i sanitærvannstanden, noen steder som når titalls meter.

Det totale forbruket av forurenset vann ved vanninntak er 5-6 % av totalt antall grunnvann som brukes til husholdnings- og drikkevannsforsyning.

Rundt 500 steder er oppdaget i Russland hvor grunnvann er forurenset med sulfater, klorider, forbindelser av nitrogen, kobber, sink, bly, kadmium og kvikksølv, hvor nivåene er titalls ganger høyere enn den maksimalt tillatte konsentrasjonen.

På grunn av økt forurensning av vannkilder er tradisjonelt brukte vannbehandlingsteknologier i de fleste tilfeller utilstrekkelig effektive. Effektiviteten til vannbehandling påvirkes negativt av mangelen på reagenser og det lave utstyrsnivået til vannstasjoner, automatisering og kontrollenheter. Situasjonen forverres av det faktum at 40% av de indre overflatene til rørledningene er korrodert og dekket med rust, derfor forverres vannkvaliteten ytterligere under transport.

3.2. Oksygensult som en faktor i vannforurensning

Vannkretsløpet består som kjent av flere stadier: fordampning, skydannelse, nedbør, avrenning til bekker og elver, og igjen fordampning. Gjennom hele veien er vannet selv i stand til å rense seg fra forurensninger som kommer inn i det - produkter av forfall av organiske stoffer, oppløste gasser og mineraler og suspendert fast materiale.

På steder hvor det er store konsentrasjoner av mennesker og dyr er naturlig rent vann vanligvis ikke nok, spesielt hvis det brukes til å samle opp kloakk og transportere det vekk fra befolkede områder. Hvis det ikke kommer mye kloakk i jorda, behandler jordorganismer det, gjenbruker næringsstoffer, og det siver ut i nærliggende vassdrag. rent vann. Men hvis kloakk umiddelbart kommer inn i vannet, råtner det, og oksygen forbrukes for å oksidere det. Det såkalte biokjemiske oksygenbehovet (BOD) skapes. Jo høyere dette behovet er, jo mindre oksygen blir det igjen i vannet for levende mikroorganismer, spesielt fisk og alger. Noen ganger, på grunn av mangel på oksygen, dør alle levende ting. Vannet blir biologisk dødt - bare anaerobe bakterier er igjen i det; de trives uten oksygen og produserer hydrogensulfid i løpet av livet. Det allerede livløse vannet får en råtten lukt og blir helt uegnet for mennesker og dyr. Dette kan også skje når det er et overskudd av stoffer som nitrater og fosfater i vannet; de kommer inn i vann fra landbruksgjødsel på åkre eller fra avløpsvann forurenset med vaskemidler. Disse næringsstoffene stimulerer veksten av alger, som begynner å konsumere mye oksygen, og når det blir utilstrekkelig, dør de. Under naturlige forhold eksisterer en innsjø i omtrent 20 tusen år før den siler til og forsvinner. år. Overskudd av næringsstoffer akselererer aldringsprosessen, eller introfiering, og reduserer levetiden til innsjøen, noe som gjør den også uattraktiv. Oksygen er mindre løselig i varmt vann enn i kaldt vann. Noen anlegg, spesielt kraftverk, bruker enorme mengder vann til kjøling. Det oppvarmede vannet slippes tilbake i elvene og forstyrrer ytterligere den biologiske balansen i vannsystemet. Lavt oksygeninnhold hindrer utviklingen av noen levende arter og gir en fordel for andre. Men disse nye, varmekjære artene lider også sterkt så snart vannoppvarmingen stopper.

3.3. Faktorer som hindrer utviklingen av akvatiske økosystemer

Organisk avfall, næringsstoffer og varme blir en hindring for normal utvikling av ferskvannsøkologiske systemer bare når de overbelaster disse systemene. Men de siste årene har økologiske systemer blitt bombardert med enorme mengder helt fremmede stoffer, som de ikke har beskyttelse mot. Plantevernmidler brukt i landbruket, metaller og kjemikalier fra industrielt avløpsvann har klart å komme inn i den akvatiske næringskjeden, noe som kan få uforutsigbare konsekvenser. Arter i begynnelsen av næringskjeden kan akkumulere disse stoffene i farlige konsentrasjoner og bli enda mer sårbare for andre skadevirkninger.

3.4. Avløpsvann

Dreneringssystemer og strukturer er en av typene ingeniørutstyr og forbedring av befolkede områder, boliger, offentlige og industrielle bygninger som gir de nødvendige sanitære og hygieniske forhold for arbeid, liv og rekreasjon for befolkningen. Vannavhendings- og behandlingssystemer består av et sett med utstyr, nettverk og strukturer designet for å motta og fjerne husholdningsindustrielt og atmosfærisk avløpsvann gjennom rørledninger, samt for rensing og nøytralisering før utslipp til et reservoar eller deponering.

Gjenstandene for vannavhending er bygninger for ulike formål, samt nybygde, eksisterende og rekonstruerte byer, tettsteder, industribedrifter, sanitæranleggskomplekser, etc.

Avløpsvann er vann som brukes til husholdnings-, industri- eller andre behov og er forurenset med ulike urenheter som har endret sin opprinnelige kjemiske sammensetning og fysiske egenskaper, samt vann som strømmer fra territoriet til befolkede områder og industribedrifter som følge av nedbør eller gatevanning.

Avhengig av opprinnelsen til typen og sammensetningen er avløpsvann delt inn i tre hovedkategorier:

husholdning (fra toaletter, dusjer, kjøkken, bad, vaskerier, kantiner, sykehus; de kommer fra boliger og offentlige bygninger, samt fra husholdninger og industribedrifter);

industriell (vann brukt i teknologiske prosesser som ikke lenger oppfyller kravene til deres kvalitet; denne kategorien vann inkluderer vann pumpet til jordens overflate under gruvedrift);

atmosfærisk (regn og smelte; sammen med atmosfærisk vann fjernes vann fra gatevanning, fontener og drenering).

I praksis brukes også begrepet kommunalt avløpsvann, som er en blanding av husholdnings- og industriavløp. Husholdnings-, industri- og atmosfærisk avløpsvann slippes ut både samlet og separat. De mest brukte er alllegerte og separate dreneringssystemer. Med et generelt legeringssystem slippes alle tre kategoriene avløpsvann gjennom ett felles nettverk av rør og kanaler utenfor byområdet til renseanlegg. Separate systemer består av flere nettverk av rør og kanaler: ett av dem bærer regn og uforurenset industriavløpsvann, og det andre eller flere nettverk fører husholdnings- og forurenset industriavløpsvann.

Avløpsvann er en kompleks heterogen blanding som inneholder urenheter av organisk og mineralsk opprinnelse, som er i uoppløst, kolloidal og oppløst tilstand. Graden av avløpsvannforurensning vurderes etter konsentrasjon, d.v.s. masse urenheter per volumenhet mg/l eller g/kub.m. Sammensetningen av avløpsvann analyseres jevnlig. Sanitære og kjemiske analyser utføres for å bestemme COD-verdien (total konsentrasjon av organiske stoffer); BOD (konsentrasjon av biologisk oksiderbare organiske forbindelser); aktiv reaksjon av miljøet; fargeintensitet; grad av mineralisering; konsentrasjoner av næringsstoffer (nitrogen, fosfor, kalium), etc. Sammensetningen av avløpsvann fra industribedrifter er den mest komplekse. Dannelsen av industrielt avløpsvann påvirkes av typen råvarer som behandles, produksjonsprosessen, reagensene som brukes, mellomprodukter og produkter, sammensetningen av kildevannet, lokale forhold osv. Å utvikle en rasjonell ordning for avløpsdeponering og vurdere muligheten for gjenbruk av avløpsvann, sammensetningen og modusen for avhending av avløpsvann studeres ikke bare det generelle avløpet til en industribedrift, men også avløpsvann fra individuelle verksteder og apparater.

I tillegg til å bestemme de viktigste sanitære og kjemiske indikatorene i produksjonen avløpsvann konsentrasjonene av spesifikke komponenter bestemmes, hvis innhold er forhåndsbestemt av de teknologiske produksjonsforskriftene og nomenklaturen til stoffene som brukes. Siden industrielt avløpsvann utgjør den største faren for vannforekomster, vil vi se nærmere på det.

Industrielt avløpsvann er delt inn i to hovedkategorier: forurenset og uforurenset (betinget rent).

Forurenset industriavløpsvann deles inn i tre grupper.

1. Primært forurenset med mineralske urenheter (metallurgisk, maskinteknikk, malm- og kullgruveindustri; fabrikker som produserer syrer, byggeprodukter og materialer, mineralgjødsel, etc.)

2. Forurenset hovedsakelig med organiske urenheter (kjøtt, fisk, meieri, mat, tremasse og papir, mikrobiologisk, kjemisk industri; fabrikker for produksjon av gummi, plast, etc.)

3. Forurenset med mineralske og organiske urenheter (bedrifter innen oljeproduksjon, oljeraffinering, tekstil, lett, farmasøytisk industri; fabrikker for produksjon av sukker, hermetikk, organiske synteseprodukter, etc.).

I tillegg til de ovennevnte 3 gruppene av forurenset industriavløpsvann er det utslipp av oppvarmet vann til reservoaret, som er årsaken til den såkalte termiske forurensningen.

Industrielt avløpsvann kan variere i konsentrasjon av forurensninger, grad av aggressivitet osv. Sammensetningen av industriavløpsvann varierer mye, noe som krever en nøye begrunnelse for valg av en pålitelig og effektiv rensemetode i hvert enkelt tilfelle. Innhenting av designparametere og teknologiske forskrifter for behandling av avløpsvann og slam krever svært langvarig vitenskapelig forskning både i laboratorie- og semi-industrielle forhold.

Mengden industrielt avløpsvann bestemmes avhengig av bedriftens produktivitet i henhold til integrerte standarder for vannforbruk og avløpsvann for ulike bransjer. Vannforbruksraten er den rimelige mengden vann som kreves for produksjonsprosessen, fastsatt på grunnlag av vitenskapelig baserte beregninger eller beste praksis. Den konsoliderte vannforbrukssatsen inkluderer alt vannforbruk ved virksomheten. Forbruksstandarder for industrielt avløpsvann brukes ved utforming av nybygde og rekonstruere eksisterende avløpssystemer til industribedrifter. Integrerte standarder gjør det mulig å vurdere rasjonaliteten i vannbruken ved enhver driftsbedrift.

Som regel inkluderer verktøyene til en industribedrift flere dreneringsnettverk. Uforurenset oppvarmet avløpsvann strømmer til kjøleanlegg (sprutdammer, kjøletårn, kjøledammer) og går deretter tilbake til vanngjenvinningssystemet.

Forurenset avløpsvann kommer inn i renseanlegg, og etter behandling tilføres en del av det rensede avløpsvannet til resii de verkstedene hvor sammensetningen tilfredsstiller forskriftskrav.

Effektiviteten av vannbruken i industribedrifter vurderes av slike indikatorer som mengden resirkulert vann som brukes, utnyttelsesgraden og prosentandelen av tapene. For industribedrifter utarbeides en vannbalanse, inkludert kostnader for ulike typer tap, utslipp og tillegg av kompenserende vannkostnader til systemet.

Utformingen av nybygde og rekonstruerte vannavløpssystemer for bosetninger og industribedrifter bør utføres på grunnlag av behørig godkjente ordninger for utvikling og plassering av nasjonale økonomiske sektorer, industrier og ordninger for utvikling og plassering av produktive krefter i økonomiske regioner . Ved valg av avløpssystemer og ordninger bør det tas hensyn til tekniske, økonomiske og sanitære vurderinger av eksisterende nettverk og konstruksjoner, og det bør legges til rette for mulighet for å intensivere arbeidet.

Når du velger et system og en ordning for drenering av industribedrifter, er det nødvendig å vurdere:

1) krav til kvaliteten på vann som brukes i ulike teknologiske prosesser;

2) mengden, sammensetningen og egenskapene til avløpsvann fra individuelle produksjonsverksteder og bedriften som helhet, samt vannavhendingsregimer;

3) muligheten for å redusere mengden forurenset industrielt avløpsvann ved å rasjonalisere produksjonsprosessene;

4) muligheten for å gjenbruke industrielt avløpsvann i et resirkulerende vannforsyningssystem eller for de teknologiske behovene til annen produksjon, der det er tillatt å bruke vann av lavere kvalitet;

5) muligheten for å utvinne og bruke stoffer som finnes i avløpsvann;

6) muligheten og gjennomførbarheten for felles disponering og behandling av avløpsvann fra flere nærliggende industribedrifter, samt muligheten for en integrert løsning for rensing av avløpsvann fra industribedrifter og befolkede områder;

7) muligheten for å bruke renset husholdningsavløpsvann i den teknologiske prosessen;

8) muligheten og gjennomførbarheten for å bruke husholdnings- og industriavløpsvann til vanning av landbruks- og industriavlinger;

9) gjennomførbarheten av lokal avløpsvannbehandling av individuelle verksteder i bedriften;

10) reservoarets selvrensende evne, betingelsene for utslipp av avløpsvann til det og nødvendig grad av rensing;

11) muligheten for å bruke en bestemt rengjøringsmetode.

Ved alternativ utforming av dreneringssystemer og behandlingsanlegg, blir det optimale alternativet vedtatt basert på tekniske og økonomiske indikatorer.

3.5. Konsekvenser av at avløpsvann kommer inn i vannforekomster

Som et resultat av utslipp av avløpsvann endres de fysiske egenskapene til vannet (temperaturen øker, gjennomsiktigheten reduseres, farge, smak og lukt vises); flytende stoffer vises på overflaten av reservoaret, og sediment dannes i bunnen; den kjemiske sammensetningen av vann endres (innholdet av organiske og uorganiske stoffer øker, giftige stoffer vises, oksygeninnholdet reduseres, den aktive reaksjonen til miljøet endres, etc.); Den kvalitative og kvantitative bakteriesammensetningen endres, og patogene bakterier vises. Forurensede vannforekomster blir uegnet til drikke, og ofte for teknisk vannforsyning; miste sin fiskerimessige betydning, etc.

De generelle betingelsene for utslipp av avløpsvann av en hvilken som helst kategori til overflatevannforekomster bestemmes av deres nasjonaløkonomiske betydning og arten av vannbruk. Etter utslipp av avløpsvann tillates en viss forringelse av vannkvaliteten i magasiner, men dette bør ikke påvirke levetiden og muligheten for videre bruk av magasinet som vannforsyningskilde, til kultur- og idrettsarrangementer, eller for fiskeformål.

Overvåking av oppfyllelsen av vilkårene for utslipp av industrielt avløpsvann i vannforekomster utføres av sanitær-epidemiologiske stasjoner og bassengavdelinger.

Vannkvalitetsstandarder for vannforekomster for husholdnings-, drikke- og kultur- og husholdningsvannbruk fastsetter vannkvaliteten for reservoarer for to typer vannbruk: den første typen inkluderer områder med reservoarer som brukes som kilde for sentralisert eller ikke-sentralisert husholdnings- og drikkevann forsyning, samt for vannforsyning til næringsmiddelindustribedrifter; til den andre typen - områder med reservoarer som brukes til svømming, sport og rekreasjon av befolkningen, så vel som de som ligger innenfor grensene til befolkede områder.

Tildelingen av reservoarer til en eller annen type vannbruk utføres av Statens sanitærtilsyn, under hensyntagen til utsiktene for bruk av reservoarer.

Vannkvalitetsnormene for magasiner gitt i reglene gjelder lokaliteter som ligger på rennende magasin 1 km over nærmeste vannbrukspunkt nedstrøms, og på ikke-rennende magasiner og magasiner 1 km på begge sider av vannbrukspunktet.

Mye oppmerksomhet rettes mot forebygging og eliminering av forurensning av kystområder i havet. Kvalitetsstandarder sjøvann, som skal sikres ved utslipp av avløpsvann, relaterer seg til vannbruksområdet innenfor de angitte grensene og til lokaliteter i en avstand på 300 m til sidene fra disse grensene. Ved bruk av kystområder i havet som resipient for industrielt avløpsvann, bør innholdet av skadelige stoffer i havet ikke overstige de maksimalt tillatte konsentrasjonene fastsatt av sanitærtoksikologiske, generelle sanitære og organoleptiske begrensende fareindikatorer. Samtidig er kravene til avløpsutslipp differensiert i forhold til vannbrukens art. Havet regnes ikke som en kilde til vannforsyning, men som en terapeutisk, helseforbedrende, kulturell og hverdagslig faktor.

Forurensninger som kommer inn i elver, innsjøer, reservoarer og hav gjør betydelige endringer i det etablerte regimet og forstyrrer likevektstilstanden til akvatiske økologiske systemer. Som et resultat av prosessene med transformasjon av stoffer som forurenser vannforekomster, som skjer under påvirkning av naturlige faktorer, gjennomgår vannkilder en fullstendig eller delvis restaurering av deres opprinnelige egenskaper. I dette tilfellet kan det dannes sekundære forfallsprodukter av forurensninger, som har en negativ innvirkning på vannkvaliteten.

På grunn av det faktum at avløpsvann fra industribedrifter kan inneholde spesifikke forurensninger, begrenses deres utslipp til byens avløpsnett av en rekke krav. Industrielt avløpsvann som slippes ut i avløpsnettet må ikke: forstyrre driften av nettverk og strukturer; ha en destruktiv effekt på materialet til rør og elementer i behandlingsanlegg; inneholde mer enn 500 mg/l suspenderte og flytende stoffer; inneholde stoffer som kan tette nettverk eller avsettes på rørvegger; inneholder brennbare urenheter og oppløste gassformige stoffer som kan danne eksplosive blandinger; inneholder skadelige stoffer som forstyrrer den biologiske behandlingen av avløpsvann eller utslipp til en vannmasse; ha en temperatur over 40 C. Industrielt avløpsvann som ikke oppfyller disse kravene må forbehandles og først deretter slippes ut i byens avløpsnett.

4. Tiltak for å bekjempe vannforurensning

4.1. Naturlig rengjøring av vannforekomster

Forurenset vann kan renses. Under gunstige forhold skjer dette naturlig gjennom det naturlige vannets kretsløp. Men forurensede bassenger (elver, innsjøer osv.) tar mye lengre tid å komme seg. For at naturlige systemer skal komme seg, er det først og fremst nødvendig å stoppe den videre strømmen av avfall til elver. Industrielle utslipp tetter ikke bare, men forgifter også avløpsvann. Og effektiviteten til dyre enheter for rensing av slikt vann er ennå ikke studert tilstrekkelig. Til tross for alt foretrekker noen urbane husholdninger og industribedrifter fortsatt å dumpe avfall i nærliggende elver og er svært motvillige til å forlate dette først når vannet blir helt ubrukelig eller til og med farlig.

I sin endeløse sirkulasjon fanger og transporterer vannet mange oppløste eller suspenderte stoffer, eller renses for dem. Mange av urenhetene i vannet er naturlige og kommer dit gjennom regn eller grunnvann. Noen av forurensningene knyttet til menneskelige aktiviteter følger samme vei. Røyk, aske og industrigasser legger seg til bakken sammen med regn; kjemiske forbindelser og kloakk tilsatt jorda med gjødsel kommer inn i elver med grunnvann. Noe avfall følger kunstig anlagte stier som dreneringsgrøfter og kloakkrør. Disse stoffene er vanligvis mer giftige, men deres frigjøring er lettere å kontrollere enn de som føres gjennom den naturlige vannsyklusen. Globalt vannforbruk for økonomiske og innenlandske behov er omtrent 9 % av den totale elvestrømmen. Derfor er det ikke direkte vannforbruk av vannressurser som forårsaker mangel på ferskvann i visse regioner på kloden, men deres kvalitative utarming.

Avløpsvannbehandling er behandling av avløpsvann for å ødelegge eller fjerne skadelige stoffer fra det. Å fjerne avløpsvann fra forurensning er en kompleks prosess. Den har, som all annen produksjon, råvarer (avløpsvann) og ferdige produkter(renset vann).

Metoder for behandling av avløpsvann kan deles inn i mekanisk, kjemisk, fysisk-kjemisk og biologisk når de brukes sammen, kalles metoden for avløpsrensing og nøytralisering kombinert. Bruken av en eller annen metode, i hvert enkelt tilfelle, bestemmes av arten av forurensning og graden av skadelighet av urenheter.

4.2.1. Mekanisk metode

Essensen av den mekaniske metoden er at mekaniske urenheter fjernes fra avløpsvannet ved sedimentering og filtrering. Grove partikler, avhengig av størrelse, fanges opp av rister, sikter, sandfang, septiktanker, gjødselfanger av ulike utforminger, og overflateforurensning - av oljefeller, bensinoljefeller, bunnfellingstanker osv. Mekanisk behandling gjør det mulig å separer opptil 60-75% av uløselige urenheter fra husholdningsavløpsvann, og fra industrielt avløpsvann - opptil 95%, hvorav mange, som verdifulle urenheter, brukes i produksjonen.

4.2.2. Kjemisk metode

Den kjemiske metoden går ut på å tilsette ulike kjemiske reagenser til avløpsvann, som reagerer med forurensninger og utfeller dem i form av uløselige sedimenter. Kjemisk rengjøring oppnår en reduksjon av uløselige urenheter med opptil 95 % og løselige urenheter med opptil 25 %

4.2.3. Fysisk-kjemisk metode

Med den fysisk-kjemiske behandlingsmetoden fjernes fint dispergerte og oppløste uorganiske urenheter fra avløpsvannet og organiske og dårlig oksiderte stoffer ødelegges oftest blant fysisk-kjemiske metoder. Elektrolyse er også mye brukt. Det innebærer å bryte ned organisk materiale i avløpsvann og utvinne metaller, syrer og andre uorganiske stoffer. Elektrolytisk rensing utføres i spesielle anlegg - elektrolysatorer. Avløpsvannbehandling ved hjelp av elektrolyse er effektivt i bly- og kobberanlegg, i maling og lakk og enkelte andre industriområder.

Forurenset avløpsvann renses også ved hjelp av ultralyd, ozon, ionebytterharpiks og høytrykksrensing ved klorering har vist seg.

4.2.4. Biologisk metode

Blant avløpsvannbehandlingsmetoder bør en stor rolle spilles av biologisk metode, basert på bruken av lovene om biokjemisk og fysiologisk selvrensing av elver og andre vannmasser. Det finnes flere typer biologiske avløpsvannbehandlingsapparater: biofiltre, biologiske dammer og luftetanker.

I biofiltre ledes avløpsvann gjennom et lag av grovt materiale belagt med en tynn bakteriefilm. Takket være denne filmen skjer biologiske oksidasjonsprosesser intensivt. Det er hun som tjener aktivt prinsipp i biofiltre. I biologiske dammer deltar alle organismer som bor i dammen i behandling av avløpsvann. Aerotanks er enorme tanker laget av armert betong. Her er renseprinsippet aktivert slam fra bakterier og mikroskopiske dyr. Alle disse levende skapningene utvikler seg raskt i luftetanker, noe som tilrettelegges av organisk materiale avløpsvann og overflødig oksygen kommer inn i strukturen gjennom strømmen av tilført luft. Bakteriene holder seg sammen til flak og skiller ut enzymer som mineraliserer organiske forurensninger. Slammet med flak legger seg raskt og skiller seg fra det rensede vannet. Ciliater, flagellater, amøber, hjuldyr og andre bittesmå dyr, fortærende bakterier (ikke klistrer sammen til flak) forynger bakteriemassen til slam.

Før biologisk behandling blir avløpsvann utsatt for mekanisk behandling, og etter det, for å fjerne sykdomsfremkallende bakterier, utsettes det for kjemisk behandling, klorering med flytende klor eller blekemiddel. Andre fysiske og kjemiske teknikker (ultralyd, elektrolyse, ozonering, etc.) brukes også til desinfeksjon.

Den biologiske metoden gir flotte resultater ved rensing av kommunalt avløpsvann. Den brukes også til rensing av avfall fra oljeraffinering, tremasse- og papirindustri, og produksjon av kunstfiber.

4.3. Avløpsfri produksjon

Tempoet i industriutviklingen i dag er så høyt at engangsbruk av ferskvannsreserver til produksjonsbehov er en uakseptabel luksus.

Derfor er forskere opptatt med å utvikle nye avløpsfrie teknologier, som nesten fullstendig vil løse problemet med å beskytte vannforekomster mot forurensning. Utviklingen og implementeringen av avfallsfrie teknologier vil imidlertid kreve litt tid. For å fullt ut akselerere etableringen og implementeringen av prinsippene og elementene i fremtidens avfallsfri teknologi i nasjonal økonomisk praksis, er det nødvendig å løse problemet med en lukket syklus av vannforsyning til industribedrifter. I de første stadiene er det nødvendig å introdusere vannforsyningsteknologi med minimalt ferskvannsforbruk og utslipp, samt å bygge behandlingsanlegg i et akselerert tempo.

Når du bygger nye foretak, brukes noen ganger en fjerdedel eller mer av kapitalinvesteringene på sedimenteringstanker, luftere og filtre. Det er selvfølgelig nødvendig å bygge dem, men en radikal løsning er å radikalt endre vannbrukssystemet. Vi må slutte å se på elver og reservoarer som søppelsamlere og overføre industrien til lukket kretsteknologi.

Med lukket teknologi returnerer bedriften brukt og renset vann til sirkulasjon, og fyller kun opp tap fra eksterne kilder.

I mange bransjer, inntil nylig, ble ikke avløpsvann differensiert, det ble kombinert til en felles strøm, og lokale behandlingsanlegg for avfallshåndtering ble ikke bygget. For tiden har en rekke bransjer allerede utviklet og delvis implementert lukkede vannsirkulasjonsordninger med lokal rengjøring, som vil redusere spesifikke vannforbruksstandarder betydelig.

4.4. Overvåking av vannforekomster

Den 14. mars 1997 godkjente regjeringen i den russiske føderasjonen "Forskrifter om innføring av statlig overvåking av vannforekomster."

Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring overvåker forurensning av landoverflatevann. Den russiske føderasjonens sanitær- og epidemiologiske tjeneste er ansvarlig for sanitær beskyttelse reservoarer. Det er et nettverk av sanitærlaboratorier ved virksomheter for å studere sammensetningen av avløpsvann og kvaliteten på vann i reservoarene.

Det skal bemerkes at tradisjonelle metoder for observasjon og kontroll har en grunnleggende ulempe - de er ikke operative og karakteriserer i tillegg sammensetningen av forurensning i naturmiljøobjekter kun på prøvetakingstidspunktet. Man kan bare gjette hva som skjer med en vannforekomst i periodene mellom prøvetaking. I tillegg tar laboratorietester mye tid (inkludert det som kreves for å levere prøven fra observasjonspunktet). Disse metodene er spesielt ineffektive i ekstreme situasjoner, i tilfelle ulykker.

Utvilsomt er vannkvalitetskontroll utført ved hjelp av automatiske enheter mer effektiv. Elektriske sensorer måler kontinuerlig forurensningskonsentrasjoner for å lette raske beslutninger i tilfelle uheldig innvirkning på vannforsyningen.

Konklusjon

Rasjonell bruk av vannressurser er for tiden et ekstremt presserende problem. Dette er først og fremst beskyttelse av vannrom mot forurensning, og siden industriavfall inntar førsteplassen når det gjelder volum og skader de forårsaker, er det først og fremst nødvendig å løse problemet med å dumpe dem i elver. Spesielt er det nødvendig å begrense utslipp til vannforekomster, samt forbedre produksjons-, behandlings- og deponeringsteknologier. Et annet viktig aspekt er innkreving av gebyrer for utslipp av avløpsvann og forurensninger og overføring av innsamlede midler til utvikling av nye ikke-avfallsteknologier og behandlingsanlegg. Det er nødvendig å redusere betalingen for miljøforurensning til virksomheter med minimale utslipp og utslipp, som i fremtiden vil prioriteres for å opprettholde et minimumsutslipp eller redusere det. Tilsynelatende ligger måter å løse problemet med vannforurensning i Russland først og fremst i utviklingen av et utviklet lovverk som vil gjøre det mulig å virkelig beskytte miljøet mot skadelige menneskeskapte påvirkninger, samt å finne måter å implementere disse lovene i praksis (som , under forholdene i russiske realiteter, vil sannsynligvis støte på betydelige vanskeligheter).

Bibliografi

1. Yu. V. Novikov "Økologi, miljø og mennesker." Moskva 1998

2. I. R. Golubev, Yu. V. Novikov "Miljø og dets beskyttelse."

3. T. A. Khorunzhaya "Metoder for å vurdere miljøfarer." 1998

4. Nikitin D.P., Novikov Yu.V. "Miljø og menneske." – M.: 1986.

5. Radzevich N.N., Pashkang K.V. "Beskyttelse og transformasjon av naturen." – M.:

Opplysning, 1986.

6. Alferova A.A., Nechaev A.P. "Lukket vannstyringssystemer for industribedrifter, komplekser og distrikter." – M.: Stroyizdat, 1987.

7. "Metoder for å beskytte innlandsvann mot forurensning og utarming" / Red. I.K. Gavitsj. – M.: Agropromizdat, 1985.

8. «Beskyttelse av naturmiljøet» / Red. G.V. Duganova. – K.: Vyshcha skole, 1990.

9. Zhukov A.I., Mongait I.L., Rodziller I.D. "Metoder for behandling av industriavløpsvann" M.: Stroyizdat, 1999.

Introduksjon: essensen og betydningen av vannressurser……………………….… 1

1. Vannressurser og deres bruk………………………………………….. 2

2. Vannressurser i Russland ………………………………………………………… 4

3. Kilder til forurensning…………………………………………………... 10

3.1. Generelle kjennetegn ved forurensningskildene……………………………… 10

3.2. Oksygensult som en faktor i vannforurensning………… 12

3.3. Faktorer som hindrer utviklingen av akvatiske økosystemer ………………… 14

3.4. Avløpsvann……………………………………………………………………………………… 14

3.5. Konsekvenser av at avløpsvann kommer inn i vannforekomster………………..…… 19

4. Tiltak for å bekjempe vannforurensning………………………… 21

4.1. Naturlig rensing av vannforekomster …………………………………..…… 21

4.2. Metoder for behandling av avløpsvann………………………………………….…… 22

4.2.1. Mekanisk metode………………………………………………….… 23

4.2.2. Kjemisk metode……………………………………………………………………….….23

4.2.3. Fysisk-kjemisk metode……………………………………………… 23

4.2.4. Biologisk metode………………………………………………………………… 24

4.3. Avløpsfri produksjon ………………………………………………………… 25

4.4. Overvåking av vannforekomster ………………………………………… 26

Konklusjon……………………………………………………………………………………………….. 26

Introduksjon: essensen og betydningen av vannressurser

Etterspørselen etter vann er enorm og øker hvert år. Det årlige vannforbruket på kloden for alle typer vannforsyning er 3300-3500 km 3 . Dessuten brukes 70 % av alt vannforbruk i landbruket.

Den kjemiske industrien og tremasse- og papirindustrien, jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi bruker mye vann. Energiutbygging fører også til en kraftig økning i vannbehovet. En betydelig mengde vann brukes til husdyrnæringens behov, så vel som til husholdningsbehovet til befolkningen. Mesteparten av vannet, etter å ha blitt brukt til husholdningsbehov, returneres til elver i form av avløpsvann.

På det nåværende stadiet bestemmes følgende retninger for rasjonell bruk av vannressurser: mer fullstendig bruk og utvidet reproduksjon av ferskvannsressurser; utvikling av nye teknologiske prosesser for å hindre forurensning av vannforekomster og minimere forbruket av ferskvann.

1. Vannressurser og deres bruk

For en klarere ide om hydrosfærens skala, bør man sammenligne dens masse med massen til andre jordskjell (i tonn):

Hydrosfære - 1,50x10 18

Jordskorpen - 2,80 x 10"

Levende materie (biosfære) - 2,4 x10 12

Atmosfære - 5,15x10 13

En idé om verdens vannreserver er gitt av informasjonen presentert i tabell 1.

Tabell 1.

	Navn på objekter	Utbredelsesområde i millioner kubikkkm	Volum, tusen kubikkmeter km	Andel i verdensreservene,
	Verdenshavet
	Grunnvannet
	Inkludert underjordisk
ferskvann
	Jordfuktighet
	Isbreer og permanent snø
	Underjordisk is
	Innsjøvann.


	Sumpvann

	Vann i atmosfæren
	Vann i organismer
	Totale vannreserver
	Totale ferskvannsreserver

For tiden varierer tilgjengeligheten av vann per person per dag i forskjellige land i verden. I en rekke land med utviklede økonomier er trusselen om vannmangel overhengende. Mangelen på ferskvann på jorden øker eksponentielt. Imidlertid er det lovende kilder til ferskvann - isfjell født fra isbreene i Antarktis og Grønland.

Som du vet, kan en person ikke leve uten vann. Vann er en av de viktigste faktorene som bestemmer plasseringen av produktive krefter, og svært ofte et produksjonsmiddel. Økningen i vannforbruket i industrien er ikke bare assosiert med dens raske utvikling, men også med en økning i vannforbruket per produksjonsenhet. For eksempel bruker fabrikker 250 m 3 vann for å produsere 1 tonn bomullsstoff. Kjemisk industri krever mye vann. Dermed krever produksjonen av 1 tonn ammoniakk ca 1000 m 3 vann.

En av de viktigste vannforbrukerne er landbruket. Det er den største vannforbrukeren i vannforvaltningssystemet. Å dyrke 1 tonn hvete krever 1500 m3 vann i vekstsesongen, 1 tonn ris krever mer enn 7000 m3. Den høye produktiviteten til irrigerte land har stimulert til en kraftig økning i arealet over hele verden - det er nå lik 200 millioner hektar. Utgjør omtrent 1/6 av det totale avlingsarealet, utgjør vanningsarealer omtrent halvparten av landbruksproduktene.

I følge Statens vannmatrikkel i Russland utgjorde det totale vanninntaket fra naturlige vannforekomster i 1995 96,9 km 3 . Mer enn 70 km 3 ble brukt til behovene til den nasjonale økonomien, inkludert for:

Industriell vannforsyning – 46 km 3 ;

Vanning – 13,1 km 3;

Landbruksvannforsyning – 3,9 km 3 ;

Øvrige behov – 7,5 km 3 .

Industriens behov ble dekket med 23 % ved å hente vann fra naturlige vannforekomster og med 77 % ved et system med resirkulering og re-sekvensiell vannforsyning.

2. Vannressurser i Russland

Hvis vi snakker om Russland, er grunnlaget for vannressursene elveavrenning, som i gjennomsnitt er 4262 km 3 per år, hvorav omtrent 90% faller på bassengene i Arktis og Stillehavet. Bassengene i Det Kaspiske hav og Azovhavet, hvor over 80 % av Russlands befolkning bor og dets viktigste industri- og landbrukspotensial er konsentrert, står for mindre enn 8 % av den totale elvestrømmen. Den gjennomsnittlige langsiktige totale strømmen av Russland er 4270 kubikkmeter. km/år, inkludert 230 kubikkmeter som kommer fra tilstøtende territorier. km.

Den russiske føderasjonen som helhet er rik på ferskvannsressurser: det er 28,5 tusen kubikkmeter per innbygger. m per år, men fordelingen over hele territoriet er ekstremt ujevn.

Til dags dato er nedgangen i den årlige strømmen av store elver i Russland under påvirkning av økonomisk aktivitet i gjennomsnitt fra 10% (Volga-elven) til 40% (Don, Kuban, Terek-elvene).

Prosessen med intensiv nedbrytning av små elver i Russland fortsetter: nedbrytning av elveleier og siltasjon.

For industrielle behov - 52,7 kubikkmeter. km;

For vanning -16,8 kubikkmeter. km;

For husholdningsdrikkevann - 14,7 kubikk km;

Us/landbruksvannforsyning - 4,1 kubikk km;

For andre behov - 7,1 kubikk km.

I Russland som helhet er det totale volumet av ferskvannsinntak fra vannkilder om lag 3 %, men i en rekke elvebassenger, inkl. Kuban, Don, mengden vannuttak når 50% eller mer, noe som overstiger det miljømessig tillatte uttaket.

I offentlige tjenester er vannforbruket i gjennomsnitt 32 liter per dag per person og overstiger standarden med 15-20%. Den høye verdien av spesifikt vannforbruk skyldes tilstedeværelsen av store vanntap, som utgjør opptil 40% i noen byer (korrosjon og slitasje på vannforsyningsnettverk, lekkasje). Spørsmålet om kvaliteten på drikkevannet er akutt: en fjerdedel av offentlige vannforsyningssystemer og en tredjedel av avdelingene leverer vann uten tilstrekkelig rensing.

De siste fem årene har vært preget av høy vannstand, noe som har ført til en reduksjon på 22 % av vannet til vanning.

Utslippet av avløpsvann til overvannsforekomster i 1998 utgjorde 73,2 kubikkkm, inkludert forurenset avløpsvann - 28 kubikkkm, standard rent vann (uten behov for behandling) - 42,3 kubikkmeter.

Sjøkysten er preget av utviklingen av slitasjeprosesser, mer enn 60 % kystlinje opplever ødeleggelse, erosjon og flom, som er en ekstra kilde til havforurensning. Tilstanden til sjøvann er preget av 7 kvalitetsklasser (ekstremt skittent - klasse 7).

Reservene og kvaliteten på naturlig vann er ekstremt ujevnt fordelt over hele Russland. Diagram 1 gjenspeiler nivået på territoriets tilbud med rennende vann fra overflatekilder .

De rikeligste vannressursene er de nedre delene av Ob, Ob-Yenisei interfluve, de nedre delene av Yenisei, Lena og Amur. Et økt nivå av vanntilgjengelighet er typisk for det europeiske nord, Sentral-Sibir, Fjernøsten og de vestlige Ural. Av føderasjonens emner har Krasnoyarsk-territoriet og Kamchatka-regionen (uten autonome distrikter), Sakhalin-regionen og den jødiske autonome regionen de høyeste indikatorene. I sentrum og sør i den europeiske delen av landet, hvor hovedbefolkningen i Russland er konsentrert, er sonen med tilfredsstillende vannforsyning begrenset til Volga-dalen og fjellområdene i Kaukasus. Av de administrative enhetene er den største mangelen på vannressurser observert i Kalmykia og Rostov-regionen. Situasjonen er litt bedre i Stavropol-territoriet, de sørlige regionene i det sentrale territoriet, i Chernozemny-regionen og de sørlige Trans-Uralene.

Skjema 2 karakteriserer volumene av vann tatt fra naturlige vannforekomster for husholdnings-, drikke-, industri- og andre (vanning, pumping i brønner, etc.) behov .

Volumet av vanninntak per økonomisk aktiv innbygger er høyt i gruppen av regioner i det sentrale Sibir (Irkutsk-regionen, Krasnoyarsk-regionen med Taimyr-distriktet, Khakassia, Tuva, Kemerovo-regionen). Vannintensiteten til økonomien her er basert på det kraftige Angara-Yenisei vannsystemet. Økonomien i Sør-Russland fra Orenburg-regionen til Krasnodar-regionen er enda mer vannkrevende. Maksimalt vannforbruk per innbygger er observert i Karachay-Cherkessia, Dagestan og Astrakhan-regionen. I resten av det europeiske territoriet i landet er lokale soner med økt vannintensitet karakteristiske for de økonomiske kompleksene i Leningrad, Arkhangelsk, Perm, Murmansk-regionene og spesielt Kostroma- og Tver-regionene (i sistnevnte tilfelle, konsekvensene av langdistanse vanninntak for behovene til Moskva er sannsynligvis manifestert). Minimalt vannforbruk for behovene til det økonomiske komplekset observeres i underutviklede autonomier - Evenkia, Nenets og Komi-Permyak-distriktene.

Den relative knappheten på vannressurser har en alvorlig begrensende effekt i regionene som ligger sør for Kursk-Ufa-linjen. Her reflekterer økningen i forholdet mellom vanninntak og volumet av vannressurser direkte proporsjonalt økningen i nødvendige restriksjoner på omfattende vannbruk. I det vannknappe sør i det europeiske Russland er mange områder av livet ekstremt avhengige av klimatiske svingninger. Klimatologer på nesten alle skoler er enige om at i nær fremtid vil den våte fasen av klimaet i Eurasia endres til en tørr, og i en sekulær skala, som vil være enda tørrere enn den forrige sekulære tørken på 30-tallet. I følge ulike estimater vil begynnelsen av dette stadiet skje i 1999 - 2006, og avviket på 7 år for slike prognoser er svært ubetydelig. Tørke vil ha en mer akutt påvirkning i områder med utilstrekkelig fuktighet, høy forurensning av vannforekomster og vannkrevende produksjonstyper. Ved å bruke data om regionale vannreserver, mengder forurenset avløpsvann og økonomisk vanninntak, er det mulig å forutsi graden av innvirkning av fremtidige klimaendringer på naturlige systemer, menneskers helse og den russiske økonomien.

De tørreste områdene i Russland, Kalmykia og Orenburg-regionen, vil lide mest. Stavropol-territoriet, Dagestan, Astrakhan, Rostov og Belgorod-regionene vil lide noe mindre skade. Den tredje gruppen, i tillegg til det tørre Krasnodar-territoriet, Volgograd, Voronezh, Lipetsk, Penza, Novosibirsk-regionene, inkluderer også Chelyabinsk- og Moskva-regionene, hvor vannforsyningen allerede er ganske anstrengt. I andre regioner vil tørke først og fremst føre til en nedgang i jordbruksproduktiviteten og forverre problemer i byer med anstrengt vannforsyning. Miljømessig vil konsentrasjonene av forurensninger øke i nesten alle vannforekomster. Den største sannsynligheten for en økonomisk resesjon under en tørke i Russland er i regionene i Ciscaucasia (Krasnodar og Stavropol-territoriene, Dagestan, Rostov og Astrakhan-regionene). Fallende jordbruksproduktivitet og økonomisk lønnsomhet, kombinert med svekket vannforsyning, vil forverre sysselsettingsproblemer i denne allerede eksplosive regionen. Endringen fra en våt klimafase til en tørr fase vil føre til en endring i tegnet på bevegelsen i det kaspiske havnivå - den vil begynne å falle. Som et resultat vil situasjonen i de tilstøtende regionene (Dagestan, Kalmykia, Astrakhan-regionen) være mer akutt, siden det vil være nødvendig å gjenoppbygge fra moderne tiltak for å overvinne konsekvensene av økningen i nivået i Det Kaspiske hav til en system med tiltak for å overvinne konsekvensene av fallet, inkludert restaurering av mange gjenstander som er oversvømmet siden 1978 G.

Den andre gruppen når det gjelder faren for konsekvensene av den tørre fasen av klimaet kan inkludere den tørre Orenburg-regionen med vannintensiv produksjon, Moskva-regionen, som kombinerer spenningen i vannforsyningen og vannintensiteten i produksjonen, den tørreste i Russland, men har lavvannsintensiv produksjon Kalmykia, tørre Volga Gradskaya, Voronezh, Saratov-regioner, samt Bashkiria, Tver, Leningrad, Perm, Sverdlovsk og Chelyabinsk-regionene, hvis gårder forbruker mye vann.

Under dagens forhold er det mest presserende å utvikle en regional vannbruksstrategi for Sør- og Sentral-Russland. Hovedmålet er å stimulere til resirkulering av vannbruk og samtidig redusere direkte vanninntak, noe som innebærer et sett med tiltak for å transformere vann til en økonomisk viktig ressurs for alle økonomiske enheter, inkludert landbruket og befolkningen. Den allestedsnærværende og spredningen av vannbruk gjør strategien med sentralisert styring av distribusjonen og forbruket lite lovende, og det er grunnen til at reelle endringer bare kan gis av daglige insentiver for å spare vann. Faktisk snakker vi om betaling for vannbruk og den prioriterte overgangen i offentlige tjenester og landbruk i Sør-Russland til regnskap for alle typer vannforbruk.

3. Kilder til forurensning

3.1. Generelle kjennetegn ved forurensningskilder

Beskyttelse av vannforekomster mot forurensning utføres ved å regulere aktivitetene til både stasjonære og andre forurensningskilder.

På Russlands territorium er nesten alle vannforekomster utsatt for menneskeskapt påvirkning. Vannkvaliteten i de fleste av dem oppfyller ikke forskriftskrav. Langsiktige observasjoner av dynamikken i overflatevannkvaliteten har avdekket en tendens til økt forurensning. Hvert år øker antallet områder med høye nivåer av vannforurensning (mer enn 10 MPC) og antall tilfeller av ekstremt høy forurensning av vannforekomster (over 100 MPC).

De viktigste kildene til forurensning av vannforekomster er bedrifter innen jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi, kjemisk og petrokjemisk industri, tremasse og papir og lett industri.

Mikrobiell vannforurensning oppstår som et resultat av at patogene mikroorganismer trenger inn i vannforekomster. Det er også termisk forurensning av vann som følge av tilstrømningen av oppvarmet avløpsvann.

Uttømmingen av elvevannsressurser fortsetter under påvirkning av økonomiske aktiviteter. Mulighetene for irreversibelt vannuttak i bassengene til Kuban, Don, Terek, Ural, Iset, Miass og en rekke andre elver er praktisk talt oppbrukt. Tilstanden til små elver er ugunstig, spesielt i områdene til store industrisentre. Betydelig skade på små elver er forårsaket i landlige områder på grunn av brudd på det spesielle regimet for økonomisk aktivitet i vannbeskyttelsessoner og kystbeskyttelsesstriper, noe som fører til elveforurensning, samt tap av jord som følge av vannerosjon.

Forurensning av grunnvann som brukes til vannforsyning øker. Omtrent 1200 foci av grunnvannsforurensning er identifisert i den russiske føderasjonen, hvorav 86% er lokalisert i den europeiske delen. Forringelse av vannkvaliteten ble notert i 76 byer og tettsteder, ved 175 vanninntak. Mange underjordiske kilder, spesielt de som forsyner store byer i Central, Central Black Earth, Nord-Kaukasus og andre regioner, er alvorlig utarmet, noe som fremgår av en reduksjon i sanitærvannstanden, som noen steder når titalls meter.

Det totale forbruket av forurenset vann ved vanninntak er 5-6 % av den totale mengden grunnvann som brukes til husholdnings- og drikkevannsforsyning.

Rundt 500 områder er oppdaget i Russland hvor grunnvann er forurenset med sulfater, klorider, forbindelser av nitrogen, kobber, sink, bly, kadmium og kvikksølv, hvor nivåene er titalls ganger høyere enn den maksimalt tillatte konsentrasjonen.

På grunn av økt forurensning av vannkilder, er tradisjonelt brukte vannbehandlingsteknologier i de fleste tilfeller utilstrekkelig effektive. Effektiviteten til vannbehandling påvirkes negativt av mangelen på reagenser og det lave utstyrsnivået til vannstasjoner, automatisering og kontrollenheter. Situasjonen forverres av det faktum at 40% av de indre overflatene til rørledningene er korrodert og dekket med rust, derfor forverres vannkvaliteten ytterligere under transport.

3.2. Oksygensult som en faktor i vannforurensning

På steder hvor det er store konsentrasjoner av mennesker og dyr er naturlig rent vann vanligvis ikke nok, spesielt hvis det brukes til å samle opp kloakk og transportere det vekk fra befolkede områder. Hvis det ikke kommer mye avfall i jorda, jordorganismer de resirkulerer dem, gjenbruker næringsstoffene, og rent vann siver inn i nærliggende vassdrag. Men hvis kloakk kommer direkte i vannet, råtner det, og oksygen forbrukes for å oksidere det. Det såkalte biokjemiske oksygenbehovet (BOD) skapes. Jo høyere dette behovet er, jo mindre oksygen blir det igjen i vannet for levende mikroorganismer, spesielt fisk og alger. Noen ganger, på grunn av mangel på oksygen, dør alle levende ting. Vannet blir biologisk dødt - bare anaerobe bakterier er igjen i det; de trives uten oksygen og produserer hydrogensulfid i løpet av livet. Det allerede livløse vannet får en råtten lukt og blir helt uegnet for mennesker og dyr. Dette kan også skje hvis det er et overskudd av stoffer som nitrater og fosfater i vannet; de kommer inn i vann fra landbruksgjødsel på åkre eller fra avløpsvann forurenset med vaskemidler. Disse næringsstoffene stimulerer veksten av alger, som begynner å konsumere mye oksygen, og når det blir utilstrekkelig, dør de. Under naturlige forhold eksisterer en innsjø i omtrent 20 tusen år før den siler til og forsvinner. år. Overskudd av næringsstoffer akselererer aldringsprosessen, eller introfiering, og reduserer levetiden til innsjøen, noe som gjør den også uattraktiv. Oksygen er mindre løselig i varmt vann enn i kaldt vann. Noen anlegg, spesielt kraftverk, bruker enorme mengder vann til kjøling. Det oppvarmede vannet slippes tilbake i elvene og forstyrrer ytterligere den biologiske balansen i vannsystemet. Lavt oksygennivå hindrer utviklingen av noen levende arter og gir en fordel for andre. Men disse nye, varmekjære artene lider også sterkt så snart vannoppvarmingen stopper.

3.3. Faktorer som hindrer utviklingen av akvatiske økosystemer

3.4. Avløpsvann

Gjenstandene for vannavhending er bygninger for ulike formål, samt nybygde, eksisterende og rekonstruerte byer, tettsteder, industribedrifter, sanitæranleggskomplekser, etc.

Avløpsvann er vann som brukes til husholdnings-, industri- eller andre behov og er forurenset med forskjellige urenheter som har endret sin opprinnelige kjemiske sammensetning og fysiske egenskaper, samt vann som strømmer fra territoriet til befolkede områder og industribedrifter som følge av nedbør eller gatevanning.

Avhengig av opprinnelsen til typen og sammensetningen er avløpsvann delt inn i tre hovedkategorier:

husholdning (fra toaletter, dusjer, kjøkken, bad, vaskerier, kantiner, sykehus; de kommer fra boliger og offentlige bygninger, samt fra husholdninger og industribedrifter);

industriell (vann brukt i teknologiske prosesser som ikke lenger oppfyller kravene til deres kvalitet; denne kategorien vann inkluderer vann pumpet til jordens overflate under gruvedrift);

atmosfærisk (regn og smelte; sammen med atmosfærisk vann fjernes vann fra gatevanning, fontener og drenering).

I tillegg til å bestemme de viktigste sanitære og kjemiske indikatorene i industrielt avløpsvann, bestemmes konsentrasjonene av spesifikke komponenter, hvis innhold er forhåndsbestemt av de teknologiske forskriftene for produksjon og utvalget av stoffer som brukes. Siden industrielt avløpsvann utgjør den største faren for vannforekomster, vil vi se nærmere på det.