Реферат: Рациональное использование водных ресурсов

Истощение ресурсов гидросферы.Загрязнение воды. Нормирование параметров качества воды.

Гидросфера — одна из важнейших составляющих нашей планеты, объединяющая все свободные воды.Она занимает около 70% поверхности земного шара. Общие запасы воды в свободномсостоянии составляют 1386 млн. км3. Если бы этой водой равномернопокрыть земной шар, то ее слой составил бы 3700 м. В то же время 97-98% воды — это соленые воды морей и океанов. И лишь 2-3% — пресная вода,необходимая для жизни. 75% пресной воды на Земле находится в виде льда,значительную часть ее составляют подземные воды, и лишь 1% доступен для живыхорганизмов.

Вода входит в состав всех элементовбиосферы. Это составная часть не только водоемов, но и воздуха, почвы, живыхсуществ.

Вода — это источник жизни, без нееневозможно существование ни животных, ни растений, ни человека. Она входит всостав клеток и тканей любого животного и растения. Сложнейшие реакции вживотных и растительных организмах могут протекать только при наличии воды. Телочеловека на 65% состоит из воды. Тела животных содержат, как правило, не менее50% воды. Растения также содержат много воды: картофель — 80%, помидор — 95% ит.д.

Под влиянием солнечной энергии и силгравитации воды Земли могут переходить из одного состояния в другое и находятсяв непрерывном движении. Круговорот воды увязывает воедино все части биосферы,образуя в целом замкнутую систему; океан — атмосфера — суша.

Гидросфера играет решающую роль вформировании особых черт планеты. Она имеет большое значение в процессах обменакислородом и углекислым газом с атмосферой, способствует поддержаниюотносительно неизменного климата, что позволило жизни воспроизводиться втечение более 3 млрд. лет. Климат на Земле во многом зависит от водныхпространств и содержания водяного пара в атмосфере. Океаны и моря оказываютсмягчающее, регулирующее воздействие на температуру воздуха, накапливая теплолетом и отдавая его атмосфере зимой. В океане происходит циркуляция иперемешивание теплых и холодных вод.

В гидросфере протекает основноеколичество химических реакций, обусловливающих производство биомассы ихимическую очистку биосферы. Факторы самоочищения водоемов многочисленны имногообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химическиеи биологические.

Среди физических факторов первостепенноезначение имеют разбавление, растворение и перемешивание веществ. Этомуспособствует интенсивное течение рек. Кроме того, на процесс очистки влияютоседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод.Важным физическим фактором самоочищения является ультрафиолетовое излучениеСолнца. Под его влиянием гибнут бактерии, вирусы, микробы.

Из химических факторов самоочищенияследует отметить окисление органических и неорганических веществ кислородом,растворенным в воде.

Активную роль в самоочищении гидросферыиграет совокупная деятельность всех населяющих водоемы организмов. В процессахжизнедеятельности они окисляют (разлагают) органические загрязнители.

Кроме всего указанного выше, гидросфераявляется важным источником продовольствия для людей и других обитателей суши,источником получения ценного сырья и топлива. Океаны, моря, реки и другиеводоемы представляют собой природные пути сообщения и имеют рекреационноезначение.

Водоемкость всего человеческогохозяйства в XX столетии увеличилась в12 раз и достигла около 5 тыс. км в год. Это почти 14% годового стока всех рекмира. Реки остаются преобладающим источником водоснабжения в мире.

Около 70% мирового водопотребленияприходится на сельское хозяйство, 13% — на промышленность, 10?/о — накоммунально-бытовые нужды, 7% — на собственные нужды водного хозяйства(гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство и др.).

Главными источниками антропогенногозагрязнения гидросферыслужат:

•   сточныеводы промышленных Предприятий;

•   сточныеводы коммунального хозяйства городов и других населенных пунктов;

•   стокисистем орошения, поверхностные стоки с полей и других сельскохозяйственныхобъектов;

•   атмосферныевыпадения загрязнителей на поверхность водоемов и водосборных бассейнов;

•   преднамеренноезахоронение на дне морей и океанов различных токсических отходов (в том числерадиоактивных);

•   утечкаи аварийные выбросы загрязняющих веществ с судов и из подводных трубопроводов.

Сточные воды — это воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды изагрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химическийсостав и физические свойства, а также воды, стекающие с территорий населенныхпунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадковили поливки улиц,

В зависимости от происхождения, вида исостава они подразделяются на три основные категории:

•  бытовые;

•  производственные:

•  атмосферные(поверхностные).

Ежегодно в водоемы сбрасывается 160 км3промышленных стоков, в почвы вносится свыше 500 млн. т минеральных удобрений иоколо 3 млн. т ядохимикатов, треть которых смывается поверхностными стоками вводоемы. 30% поверхности океана покрыто нефтепродуктами, которые затрудняютпоступление кислорода из атмосферы в воду. Сюда же в огромных количествахпопадают хлорорганические токсины, радионуклиды, тяжелые металлы.

Около 1,3 млрд. человек пользуются вбыту только загрязненной водой, В результате — эпидемии холеры, тифа и другихинфекционных заболеваний. Загрязнение рек и морей сопровождается размножениеммикроорганизмов, массовой гибелью рыб и других водных животных и растений.

Общая масса загрязнителей гидросферыогромна — около 15 млрд. т. в год. К наиболее опасным загрязнителям относятсясоли тяжелых металлов, фенолы, пестициды и другие органические яды,нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и другиемоющие средства, минеральные удобрения.

Кроме химического загрязнения,определенное значение имеют также механическое, тепловое, радиоактивное ибиологическое загрязнения.

Нормирование качества воды рек, озери водохранилищ проводится в соответствии с санитарными правилами и нормамиохраны поверхностных вод от загрязнения СанПиН № 4630-88. Согласно указаннымправилам, все водоемы делятся на две категории:

1) водоемы питьевого икультурно-бытового назначения;

2) водоемы рыбохозяйственногоназначения.

Правила устанавливают нормируемыезначения для следующих параметров воды водоемов:

• содержаниеплавающих примесей и взвешенных веществ,

• органолептическиепоказатели (запах, привкус, окраска),

• температураводы,

• значениерН,

• состави концентрации минеральных примесей,

• количестворастворенного в воде кислорода,

• биохимическаяпотребность воды в кислороде,

• химическаяпотребность воды в кислороде,

• состави предельно допустимая концентрация ядовитых, вредных веществ и болезнетворныхбактерий.

ПДКв (г/м3) — предельнодопустимая концентрация вещества в воде водоемов питьевого и культурно-бытовоговодопользования. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенноговлияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующихпоколений, а также не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

Органолептическими показателями,характеризующими качество воды водоемов, являются запах, привкус, окраска.

Значение рН характеризует кислотныесвойства среды. Нейтральными считаются воды с рН, находящейся в пределах от 6,5до 8,5.

Общий уровень загрязнения водоемов можетхарактеризоваться количеством кислорода, расходуемым на окислениезагрязнителей. При этом различают биохимическую (БПК) и химическую (ХПК)потребности в кислороде.

Под БПК (мг О2/л) понимаетсятакое количество кислорода в воде, которое требуется живым организмам дляокисления органических загрязнителей, присутствующих в воде, за определенныйпромежуток времени. Процесс биохимического окисления протекает медленно,поэтому БПК записывается с индексом, обозначающим количество суток, в течениекоторых шло окисление: БПК5, БПК10 и т.д. Причем, БПК5< БПК 10.

С увеличением индекса БПК стремится ккакой-то предельной величине, Эту максимальную величину называют полнойбиохимической потребностью (БПКп). Под ХПК понимается величина,характеризующая общее содержание в воде восстановителей, реагирующих с сильнымиокислителями. ХПК выражается количеством кислорода, эквивалентным количествурасходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей,содержащихся в воде. На практике в качестве окислителя могут использоватьсяхлор, озон и другие вещества.

Экологические факторы: абиотические,биотические, антропогенные факторы.

Экологические факторы — это такие свойства компонентов экосистемы и ее внешней среды, которыеоказывают непосредственное действие на живые организмы, а также на характер ихотношений друг с другом и особями других популяций.

По природе источников и характерудействия факторы среды разделяются на: абиотические, биотические иантропогенные.

Абиотические факторы — это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живыеорганизмы. К ним относятся физические и химические факторы.

Физические факторы, в свою очередь,включают космические, климатические, почвенно-грунтовые, геологические,физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующую ипроникающую радиацию, движение сред (акустические колебания, волны, течения,приливы), суточные и сезонные изменения в природе.

Космические факторы — это поступающая отСолнца энергия и периодическая смена освещенности по времени суток и года,космическая пыль, метеоритное вещество, астероиды, вещества и волныгалактического пространства.

Климатические факторы — температура,влажность и прозрачность атмосферного воздуха, движение воздушных масс,атмосферное давление, количество осадков и т.п.

К почвенно-грунтовым факторам относятсяпочвы различной плодородности и вода различной степени прозрачности,кислотности и наличия растворенных веществ.

Химические факторы — это компонентныйсостав воздуха, воды, почвы, примеси промышленного происхождения.

Биотические факторы — это вся совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие.Воздействие происходит как внутри видов, так и между видами. Каждый организмпостоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ,вступает в связь с представителями своего вида и других видов, зависит от них исам оказывает воздействие. К этому типу факторов относятся совместная охота изащита от врагов, борьба за пищу и территорию, хищничество, симбиоз и т.п.

Особую роль в биосфере играют антропогенныефакторы, порожденные деятельностью человека и человеческого общества вцелом. Часть их связана с хозяйственным изъятием природных ресурсов, нарушениеместественных ландшафтов — это вырубка лесов, промысел растений, рыб, птиц изверей, замена природных комплексов сооружениями, коммуникациями, свалками ипустырями. Другие антропогенные воздействия обусловлены загрязнением природнойсреды (воздуха, водоемов, земли) побочными продуктами, отходами производства ипотребления.

Преобладающая часть антропогенныхфакторов, связанная с производством, применением техники, машин, с влияниемпромышленности, транспорта, строительства на природные экологические системы,носит название техногенных факторов. Нетехногенная часть антропогенных факторовсвязана, в основном, бытом и поведением человека в природе. Следуетподчеркнуть, что значимость разнообразия для природных систем в значительноймере действительна и для социальных структур. Всякое стремление к упрощениюсоциальной структуры общества, перевод ее на однообразие, авторитаризм можетдать кратковременный положительный результат, за которым неминуемо проявляютсяотрицательные последствия.

Рациональное использование водныхресурсов. Защита гидросферы от загрязнений.

Санитарные правила и нормы охраны поверхностныхвод от загрязнения запрещают сбрасывать в водоемы сточные воды, если этогоможно избежать, используя более рациональную технологию, безводные процессы исистемы повторного и оборотного водоснабжения, а также если сточные водысодержат ценные отходы, которые можно утилизировать. Широкое распространениеполучило повторное (последовательное) использование водных ресурсов, Приэтой системе водоснабжения вода используется последовательно в несколькихпроизводственных процессах или в оборудовании без дополнительной обработки иочистки или после соответствующей очистки (рис,8а). Особенно часто такой способвстречается в отделочном производстве при промывке или крашении продукции. Вряде отраслей промышленности 90-95% сточных вод используется в системах оборотноговодообеспечения (рис. 86), предназначенных для многократного использования водыв технологических процессах. При оборотном водоснабжении предусматриваетсяочистка сточной воды, охлаждение оборотной воды, обработка и повторноеиспользование сточной воды. Применение оборотного водоснабжения позволяет в10-50 раз уменьшить потребление природной воды.

Основным направлением уменьшения сбросасточных вод и загрязнения ими водоемов является создание замкнутых системводного хозяйства. Под замкнутой системой водного хозяйствапромышленного предприятия понимается система, в которой вода используется впроизводстве многократно без очистки или после соответствующей обработки,исключающей образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем (рис.8в). Создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения — наиболееперспективный путь уменьшения потребления свежей воды. Для защиты гидросферы отзагрязнения применяют различные методы очистки производственных и бытовыхсточных вод. Их можно разделить на пять групп; механические, биохимические(биологические), физико-химические, химические, термические.

Загрязнение и деградация почв.Классификация твердых отходов

Почва — главный фундамент жизни. Этоуникальное и, в тоже время, легкоуязвимое природное образование. Человекразрушает почву на глубину 1 см всего за 3 года. Основные причины потерь идеградации почв;

•ветроваяи водная эрозия при механической обработке;

•отведениеземель под строительство городов, предприятий, дорог и т.п.;

•затоплениепри строительстве ГЭС;

•загрязнениеотходами производства и быта;

•закислениекислотными дождями;

•засолениепри неграмотной агротехнике и мелиорации;

•химическоеи радиационное загрязнение;

потери при авариях.

Загрязнение земель может осуществлятьсяпутем непосредственного внесения в них избыточного количества минеральныхудобрений, ядохимикатов, твердых отходов, а также опосредованно через воздушнуюили водную сред) выхлопными газами автотранспорта, осадками, сточными водами и т.п.Актуальной проблемой для Беларуси является радиоактивное загрязнение местности,вызванное аварией на Чернобыльской АЭС, которому подвержено 22% территорииреспублики.

/>

Рис. 1. Схемы водообеспеченияпромышленных предприятий:

а) повторно-последовательная; б)оборотная; в) замкнутая ПП — производственный процесс: ОС — очистныесооружения; ОУ — охладительные установки; QИст-вода, подаваемая от источника; Qпот-вода, безвозвратно потребляемая предприятием; Qшл— вода, удаляемая сошламом; Qсбр — вода, сбрасываемая в водоем: Qоб1-оборотная вода после очистки; Qоб2-оборотная вода после охладительных установок; Qподпитки — вода, подаваемая от источника на восполнение ее потерь в процессеиспользования; Qзамк.1 — вода, возвращаемая в процесс после очистки; Qзамк.2-вода, возвращаемая в процесс после охлаждения

Поверхность земли испытывает самуюзначительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку. Ежегодно на землюпопадает примерно 85 млрд. т антропогенных отходов. Преобладающая часть этогоколичества химически инертна. Однако, чтобы разместить его на земле, требуетсяуничтожить природные экосистемы на значительной площади.

На каждого жителя Земли приходится всреднем за год 0,12 т отходов потребления и около 14 т отходов переработки сырья,По РБ эти цифры несколько отличаются от мировых: отходов потребления наодного человека приходится около 0,2 т, отходов производства — 2,3 т.

Согласно классификации, все твердыеотходы делятся на отходы производства, отходы потребления и опасные (токсичные)отходы.

Отходы производства — остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, образующиеся в процессепроизводства продукции или выполнения работ и утратившие полностью или частичноисходные потребительские свойства, а также сопутствующие вещества, образующиесяв процессе производства и не находящие применения в производстве.

Отходы потребления — изделия и материалы, утратившие свои потребительские качества вследствиефизического либо морального износа. К отходам потребления принадлежат и твердыебытовые отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности людей.

Опасные отходы — отходы, которые в результате реакционной способности или токсичности создаютнепосредственную или потенциальную опасность  для здоровья человека илисостояния окружающей среды самостоятельно либо при вступлении в контакт сдругими веществами (отходами) и окружающей средой.   

Опасные отходы, в свою очередь, включаюттоксичные и радиоактивные отходы.

Основные положения концепциибезотходного производства. Основные направления создания безотходныхпроизводств.

Безотходная технология — это такой способ производства (процесс, предприятие,территориально-производственный комплекс), при котором наиболее рационально икомплексно используется сырье и энергия в цикле: сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные сырьевые ресурсы таким образом, чтолюбые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормальногофункционирования, связи с этим можно выделить следующие основные положенияконцепции безотходного производства.

I.Безотходная технология должна быть практически замкнутой системой,организованной по аналогии с природными экологическими системами. Основубезотходного производства должен составлять сознательно организованный ирегулируемый человеком техногенный круговорот сырья, продукции и отходов. Общаясхема названного круговорота представлена на рисунке 1.

/>

Рис. 2. Техногенный круговорот сырья,продукции и отходов.

С — первичное сырье, П — продукция. Р — рассеивание в окружающей среде газообразных и жидких отходов, О — твердыеотходы, BMP ~ вторичныематериальные ресурсы, ВС -вторичное сырье, НО — неутилизируемые отходы.

Вторичные материальные ресурсы — совокупность отходов производства и потребления.

Вторичное сырье — часть вторичных материальных ресурсов, которая в настоящее время можетповторно использоваться в хозяйстве.

Неутилизируемые отходы — часть вторичных материальных ресурсов, для которой в настоящее времяотсутствуют условия использования.

2. Основой безотходных производствявляется комплексная переработка сырья с использованием всех его компонентов. Приэтом должно быть обеспечено максимально возможное использование потенциалаэнергетических ресурсов.

Сырье следует использовать полностью.Между «основным» и «побочным» продуктами не должно быть принципиальных отличий

3. Составной частью концепциибезотходного производства является сохранение или ненарушение нормальногофункционирования окружающей среды.

Теория безотходного производства врамках основных законов природопользования базируется на 2-х предпосылках:

1) исходные природные ресурсы должныдобываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз дляотдельных;

2) создаваемые продукты послеиспользования по прямому назначению должны относительно легко превращаться висходные элементы нового производства. Определение безотходной технологииподразумевает не только производственный процесс, но затрагивает и конечнуюпродукцию, которая должна характеризоваться:

*        долгим сроком службы изделий;

•        возможностью многократногоиспользования;

*        простотой ремонта;

•        легкостью возвращения впроизводственный цикл или перевода в эко логически безопасную форму послевыхода из строя.

Создание безотходного производства — длительный процесс, требующий решения сложнейших взаимосвязанныхтехнологических, экономических, организационных, психологических и другихзадач. Поэтому в качестве промежуточного этапа для практических целейиспользуется понятие малоотходного производства.

Малоотходная технология — это такой способ производства (процесс, предприятие,территориально-производственный комплекс), при котором вредное воздействие наокружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническиминормами; при этом по техническим, организационным, экономическим или другимпричинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется надлительное хранение или захоронение.

Основные направления созданиябезотходных производств.

1.Разработка ивнедрение принципиально новых технологических процессов и совершенствованиесуществующих технологических процессов получения традиционных видов продукции,позволяющих исключить или сократить технологические стадии, на которыхпроисходит образование основного количества отходов.

2.Повышениекомплексности использования материальных и топливно-энергетических ресурсов,разработка и внедрение систем переработки отходов производства и потребления,которые рассматриваются как вторичные материальные ресурсы.

3.Разработка ивнедрение замкнутых водо- и газооборотных циклов.

Комбинированиеи кооперирование производств на базе комплексной переработки сырья ииспользования отходов; организация и развитие территориально-производственныхкомплексов.

/>ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1.       Шимова,О.С. Основы экологии и экономика природопользования:
Учебник / О.С. Шимова, Н. К. Соколовский. — Мн.: БГЭУ, 2001 -367 с.

2.      Акимова,Т.А. Экология: Учебник для вузов / Т.А. Акимова, ВЛЗ. Хаскин. — М: ЮНИТИ, 1998,- 445 с.

З.Маврищев,В.В. Основы общей экологии: Учеб. пособие / В.В, Маврищев. — Мн.: Выш. шк.,2000, — 317 с.

4.Экология: Учебное пособие / Общая ред. С.А. Боголюбова. — М: Знание, 1997.-288с.

5.Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов / Под ред.Л.А. Муравья. — М. ЮНИТИ-ДАНА, 2000. — 447 с.

6.КормилицынВ.И. Основы экологии: Учеб, пособие / В.Ц. Кормилицын. — М.: Интерстиль. 1997.- 368 с.

7.Реймерс, Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник /Н.Ф. Реймерс. — М: Просвещение, 1992. — 320 с,

8.Охрана окружающей среды: Учеб, для техн. спец, вузов / Под ред. СЗ. Белова.- М.: Высшая школа, 1991. — 319 с.

Дополнительная:

1.Маглыш, С.С. Основы экологии и экономикаприродопользования: Пособие / С.С. Маглыш. — Гродно: ГрГУ, 2002 ~ 126 с.

2.Шимова,О.С. Основы экономики природопользования: Учеб. пособие / О.С. Шимова, Н.К.Соколовский. -Мн: НКФ «Экоперспектива'\ 1995. — 127 с.

3.Шимова,О.С. Эколого-экономическое регулирование: Учеб. пособие / О.С. Шимова. — -Мн.,1998. -НО с.

4.Бобылев,С.Н. Экономика природопользования: Учеб. пособие / С.Н. Бобылев, А.Ш. Ходжаев.- М: ТЕИС, 1997. — 272 с.

5.Неверов,А.В. Экономика природопользования: Учеб. пособие для вузов инж.-экон спец. /А.В, Неверов. — Мн., 1990. — 215с.

6.Экономикаприродопользования: Учебник / Под ред. Т.С. Хачатурова. -М/. Изд. МГУ,1991.-271 с,

Т.Глухов,В.В. Экономические основы экологии: Учебник / В.В. Глухов. -СПб: Специальнаялитература, 1997. — 304 с.

8.Боголюбов,С.А. Экологическое право: Учебник для вузов / С.А, Боголюбов. — М.: НОРМА:ИНФА.,1999. — 448 с.

9.      Челноков,А.А. Основы промышленной экологии: Учеб. пособие / А.А, Челноков, Л.Ф, Ющенко.- Мн.: Выш, шк,, 2001. — 343 с.

10.    Донской. Н.П.Основы экологии и экономика природопользования:
Учеб. пособие для экон. спец. вузов / Н.П. Донской, С А. Донская. — Мн.: УП
«Технопринт», 2000. — 308 с