Защита гидросферы. Способы очистки сточных вод

Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод превращают путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод. Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверх-ггных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются ^дующие экозащитные мероприятия:

— развитие безотходных и безводных технологий; внедре-- ние систем оборотного водоснабжения;

— очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

— закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

— очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

способы очистки сточных вод

Главный загрязнитель поверностных вод — сточные воды,

этому разработка и внедрение эффективных методов очи-си сточных вод представляется весьма актуальной и экологически важной задачей. Наиболее действенным способом за-ты поверхностных вод от загрязнения их сточными водами

яется разработка и внедрение безводной и безотходной тех-огии производства, начальным этапом которой являетсясоз-ие оборотного водоснабжения.

I При организации системы оборотного водоснабжения в нее ночают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать замкнутый цикл использования производственных бытовых сточных вод. При таком способе водоподготовки

сточные воды все время находятся в обороте и попадание их в

поверхностные водоемы полностью исключено.

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физический, химический, химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных

вод может производиться каким-либо одним способом или

комплексом методов (комбинированный способ). В процессе

очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной

массы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в

водоем. При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаля-ются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод — до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов (рис. 20.5). Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо выжигают.

Химические и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод.

К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором — различные окислители.

Для очистки коммунально-бытовых промстоков целлюлоз-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий

используют биологический (биохимический) метод. Метод

основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.). Очистку ведут с помощью естественных (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды и др.) и искусственных методов (аэротенки, метантенки, биофильтры, циркуляционные длительные каналы).

После осветления сточных вод образуется осадок, который аживают в железобетонных резервуарах (метантенках), а затем удаляют на иловые площадки для подсушивания. Подсушенный осадок обычно используется как удобрение.

 

17. Почва. Её состав, строение, свойства. Экологические проблемы.

Почва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов.[1] Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (то есть биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем.

Почва - рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в результате длительного воздействия на литосферу атмосферы, воды, животных и растений. Почва состоит из хорошо выраженных слоев, называемых почвенными горизонтами, различающихся по структуре, составу и цвету (рис.). Верхний горизонт А, гумусовый, населенный многочисленными видами растений, животных, микроорганизмов, содержит отмершие части растений, трупы животных. За счет процессов гумификации Горизонт А подразделяется на подслои: А0 - подстилка, А, - собственно гумусовый, А2 - выщелоченная светлоокрашенная почва. Следующий горизонт В состоит в основном из минеральной части почвы. Органические вещества переработаны здесь редуцентами и равномерно перемешаны с мелкозернистой материнской породой. Горизонт С представляет собой слабо измененную материнскую породу.

Последовательность почвенных горизонтов называют почвенным профилем. Почвенный профиль и толщина горизонтов варьируются в зависимости от каждой природно-климатичсской зоны и определенного рельефа местности.

Свойства почвы зависят от состава и особенностей твердой, жидкой, газообразной и живой ее частей. Так как почва является продуктом жизнедеятельности многих организмов: растений, животных, микроорганизмов, то их обилие, соотношение групп определяют свойства почвы. Самым важным из них является ее плодородие.

Основу почвенной биоты составляют микроорганизмы.

Важную роль в почвообразовательных процессах играют организмы, разлагающие органические вещества. От обилия органических веществ, их разрушения микроорганизмами с образованием гумусовых соединений зависят структура и плодородие почвы.

К мезофауне почвы относятся нематоды, энхитреиды, микроартроподы (клещи и ногохвостки). Микроартроподы и энхитреиды исчисляются тысячами на 1 м2, нематоды - миллионами.

К макрофауне принадлежат крупные насекомые и их личинки, дождевые черви. Наибольшими по биомассе компонентами почвы являются корни растений. К макрофауне относятся также роющие позвоночные: кроты, суслики, слепушонки, мыши, полевки и др.

В почве есть болезнетворные организмы, становящиеся причиной заболеваний и сельскохозяйственных животных и человека.

Влияние на состояние здоровья человека химический состав почвы оказывает через воду, растения и животных.

Экологические проблемы почвы.

Эрозия почв, разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия - смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1-2°. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50% площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы ранее плодородных земель. Особое место среди почв занимают пахотные угодья, т. е. земли, обеспечивающие питание человека. По заключению ученых и специалистов, для питания одного человека следует обрабатывать не менее 0,1 га почвы. Рост численности жителей Земли напрямую связан с площадью пахотных земель, которая неуклонно сокращается. Так в РФ за последние 27 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 12,9 млн. га, из них пашни - на 2,3 млн. га, сенокосов - на 10,6 млн. га. Причинами этого являются нарушение и деградация почвенного покрова, отвод земель под застройку городов, посёлков и промышленных предприятий.

На больших площадях происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса, запасы которого за последние 20 лет сократились в РФ на 25-30%, а ежегодные потери составляют 81,4 млн. т. Земля сегодня может прокормить 15 млрд. человек. Бережное и грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальной проблемой.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия.

 

18. Состав атмосферы и ее экологические проблемы.

Атмосфе́ра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.

Состав воздуха в приземном слое

Компонент

Содержание в мольных %

Молярная масса

Азот N2 78,04 28,013

Кислород O2 20,948 31,998

Аргон Ar 0,934 29,948

Диоксид углерода CO2 0,033 44,009

Неон Ne 0,001818 20,183

Гелий He 0,000524 4,003

Метан CH4 0,0002 16,043

Криптон Kr 0,000114 83,800

Водород H2 0,00005 2,0159

Оксид азота (1) N2O 0,00005 44,013

Ксенон Xe 0,0000087 131,300

Примечание. Озон O3, диоксид серы SO2, оксид азота NO2, аммиак NH3, оксид углерода СО присутствуют в качестве примесей, и их содержание может меняться.

Экологические проблемы:

- вымывание из атмосферы кислот

– «кислотные дожди»;

- утончение и перфорация слоя стратосферного озона, который защищает земную жизнь от ультрафиолетового излучения Солнца и появление озоновых дыр;

- потепление климата, вызванное накоплением в атмосфере газов, поглощающих инфракрасное излучение и препятствующих его рассеянию,

- «парниковый эффект»;

- фотохимический смог в городах и т.д.

Кислотные осадки (дожди, туманы, снег) - это осадки, кислотность которых выше нормальной. Мерой кислотности является значение pH (водородный показатель). Шкала значения pH идет от 02 (крайне высокая кислотность), через 7 (нейтральная Среда) до 14 (щелочная среда), причем нейтральная точка (чистая вода) имеет pH=7. Дождевая вода в чистом воздухе имеет pH=5,6. Чем ниже значение pH, тем выше кислотность. Если кислотность воды ниже 5,5, то осадки считаются кислотными. На обширных территориях промышленно развитых стран мира выпадают осадки, кислотность которых превышает нормальную от 10 - 1000 раз (рН= 5-2,5).

Озон это кислород (О2), который на высоте от 12 до 50 километров под воздействием солнечных лучей ионизируется, приобретая при этом еще один атом кислорода, в результате чего и получается озон (О3). Озоновый слой есть скопление молекул озона в верхних слоях атмосферы,этот слой и предохраняет жизнь на земле от опасных ультрафиолетовых лучей. Обширные зоны, где наблюдается снижение концентрации озона в верхних слоях атмосферы, получили названия Озоновые дыры.

парниковый эффект представляет собой явление, при котором способность атмосферы пропускать необходимое ей количество солнечной энергии – ультрафиолетовых лучей, существенно снижается. Благодаря подобному явлению на поверхности нашей планеты, в нижних слоях атмосферы происходит значительное потепление, большее, чем в том случае, если бы атмосферы не было совсем. По мнению ученых, без атмосферы температура поверхности Земли составляла бы -17 градусов, в настоящее же время она составляет 15 градусов.

Фотохимический смог

Оксид азота (IV) является серьезным загрязнителем атмосферы. Основным источником его попадания в воздух являются выхлопы автомобилей. Под действием яркого солнечного света он реагирует с кислородом воздуха с образованием озона и оксида азота(II):

NO2 + O2 = O3 + NO

Озон — сильный окислитель-оксидант. При его взаимодействии с продуктами неполного сгорания бензина образуются органические перекиси. Фотооксиданты (озон и органические перекиси) вызывают старение и разрушение клеток. Они раздражают слизистые оболочки органов зрения, дыхания и желудочно-кишечного тракта, а так же вызывают онкологические заболевания. С ростом числа автомобилей фотохимический смог можно наблюдать в солнечные безветренные дни в крупных городах (таких как Лос-Анджелес, Токио, Вашингтон, Москва).