Характеристика водных объектов Челябинской области и источники их загрязнения
Содержание
1. Источники загрязнения воды
2. Меры по очистке и охране вод
3. Характеристика водных объектов Челябинской области и источники их загрязнения
4. Регулирование, использование и охрана водных ресурсов
5. Санитарное состояние источников питьевого водоснабжения населения области
6. Санитарное состояние систем централизованного хозяйственного-питьевого водоснабжения
Выводы
Список литературы
Источники загрязнения воды
Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды различные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения. Вещество, нарушающее нормы качества воды, — загрязняющим. Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на группы. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами — тонкими пленками из коллодия Или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.
|
|
|
Вода может иметь загрязнения биологического характера: бактерии, вирусы, водоросли, простейшие, черви и т. д. Бактерии образуют устойчивые взвеси, а водоросли — целые «подводные луга», на дне водоемов может быть много червей.
В 90-х годах XX столетия антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.
Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.
Годовой объем промышленных коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков в мире достиг 6,7%, или около 2,5 тыс. км3 естественного речного стока на планете, а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним. Антропогенные загрязнения воды по сравнению с природными водами (растворы и взвеси) более опасны и во много раз сильнее снижают ее качество.
|
|
|
Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, радионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная органика, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т. д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд. тонн в год. Большая часть этих загрязнителей приходится на реки, где средняя их концентрация достигла 400 мг/л.
Наибольшая нагрузка из крупных речных бассейнов как по водопотреблению, так и по загрязнению приходится на Волгу, Днепр, Дунай и Рейн в Европе; Урал, Миасс, Исеть, Тобол на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.
Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека.
Биогены, поступающие в водоемы со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофизацией.
|
|
|
Водоросли окрашивают воду в различные цвета и поэтому данный процесс называют и «цветением» водоемов. Под влиянием водорослей изменяется вкус воды, приобретается неприятный запах. В водоеме при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, создавая тем самым его дефицит в водоеме. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. В процессе разложения отмирающие водоросли выделяют также фенол, индол и другие ядовитые вещества. От недостатка кислорода, пищи и убежищ гибнут рыба, моллюски, ракообразные. Вода в таких водоемах становится непригодна для питья и даже для купания.
К одному из видов загрязнения природных вод относится и тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции нередко сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, например, водорослей.
|
|
|
С повышением температуры в загрязненной воде наблюдается бурное размножение болезнетворных микроорганизмов и вирусов.
Важным источником пресной воды в ряде регионов России являются подземные воды. Однако подземные воды в последние годы также подвергаются техногенному загрязнению из-за сильного загрязнения земли и наземных водотоков. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них непригодна для питья.
Меры по очистке и охране вод
Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических веществ и отмирании внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 часа остается не более 50% бактерий, через 96 часов — 0,5%. Однако следует учитывать, что для обеспечения самоочищения загрязненных вод необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства для очистки загрязнений, поступающих со сточными водами, с отходами сельскохозяйственного производства. Сточные воды очищаются механическим, физико-химическим, биологическим и другими методами.
Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание или дезинфекция сточных вод. Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. В зависимости от размеров грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения — нефтеловушками, маслоуловителями, смолоуловителями и т. д. Механической очисткой можно достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60% нерастворимых примесей, а из производственных — до 95%.
Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные и искусственные материалы. Естественные—это глины, торф, а искусственные — активированные угли. Из физико-химических методов широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием.
Хлор — наиболее эффективное средство для обеззараживания воды. Он убивает микроорганизмы и вступает в реакцию с аммиаком. Оставшийся в избытке хлор растворяется в воде, защищая тем самым воду от любого нового источника загрязнения.
Физико-химический метод очистки дает возможность уменьшить количество нерастворенных загрязняющих веществ сточных вод до 95% и растворенных до 25%.
Загрязненные сточные воды очищают также электролитическим методом (пропусканием электрического тока через загрязненные воды), с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления.
Механический и физико-химический методы являются первыми этапами очистки сточных вод, после чего они направляются на биологическую очистку.
Метод биологической очистки заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. После биологической очистки вода становится прозрачной, незагнивающей, содержащей растворенный кислород и нитраты. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, аэротенки и биологические пруды. В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Эта пленка является действующим началом в биофильтрах. Благодаря ей интенсивно протекают процессы биохимического окисления.
Аэротенки — это железобетонные резервуары, обычно больших размеров, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом.
Очищающее начало аэротенков — активный ил из бактерий и микроскопических животных. Источниками питания и бурного развития организмов активного ила служат загрязнения сточных вод органическими веществами и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Мельчайшие животные (инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и др.), пожирая бактерии, не слипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила. Следует отметить, что уже через несколько минут после контакта ила со сточной водой обычно концентрация в ней органических веществ снижается более чем наполовину. В целом содержание органического вещества в стоках в результате прохождения через аэротенки. сокращается на 90%.
В естественных условиях для биологической доочистки сточных вод используют биологические пруды и поля орошения или поля фильтрации.
Биологические пруды — это неглубокие земляные резервуары, обычно 0,5—1 м, в которых происходят те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Они работают при температуре не менее 6°С. Обычно их устраивают в виде 4—5 серий на местности, имеющей уклон. Располагают ступенями так, что вода из верхнего пруда самотеком направляется в нижерасположенный. Поля фильтрации предназначены только для биологической доочистки (очистки) сточных вод. На полях орошения одновременно с очисткой вод производится выращивание кормовых сельскохозяйственных культур или трав.
Выбор схемы очистки в конкретных условиях определяется показателями очищаемых вод, возможностью утилизации примесей и повторного использования очищенной воды для нужд производства. Отдельные виды промышленных сточных вод нуждаются в захоронении. Предоставление недр для захоронения вредных веществ, отходов производства и сброса сточных вод допускается в исключительных случаях и при соблюдении специальных требований.
Рассматривая меры по охране водных ресурсов, следует еще раз подчеркнуть, что сохранение в количественном и качественном отношении природных водоисточников является фундаментальным требованием, определяющим тактику и стратегию водохозяйственной деятельности.
Решение проблемы предотвращения загрязнения водоемов сточными водами состоит в создании безотходных технологических процессов. Под термином «безотходная технология» понимают комплекс мероприятий, до минимума сокращающий количество вредных выбросов. Одним из главных потребителей и загрязнителей воды является сельскохозяйственное производство. Вода — один из факторов урожая. Отсюда на орошаемых землях необходимо всеми силами и средствами беречь и экономить воду, сохранять при этом реки и озера в чистоте. Не допускать смыва почвы, поступления агрохимикатов в реки и озера, следует вести борьбу с фильтрацией и другими потерями воды.
На неорошаемых землях применение высокой агротехники имеет особо важное значение в сохранении чистоты водных ресурсов. Правильно проведенная пахота и в целом обработка почвы применительно к конкретным условиям, агролесомелиоративные мероприятия способствуют накоплению влаги в почве и обеспечивают чистоту воды. В сохранении чистоты водоемов в сельскохозяйственных предприятиях должно уделяться внимание организации водопоя домашних животных, строительству животноводческих и других сельскохозяйственных помещений, утилизации навоза и т. д. Все большее значение на промышленных предприятиях приобретает применение оборотной системы водоснабжения или повторного использования воды.
В 1985 году удельный вес оборотной и последовательно используемой воды на производственные нужды составлял 237,6 км3, или 71 % от всей необходимой для производственных процессов. На предприятиях Оренбуржья введение оборотной системы водоснабжения дало возможность повторно использовать 1 млрд. 900 миллионов кубометров воды в год. Река Урал стала чище.
Внедрение в Челябинске оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях позволило резко сократить потребление речной воды с 8,8 до 5,5 тыс. м3/сутки и уменьшить сброс сточных вод в канализацию.
Важным источником воды являются подземные воды. Как уже было отмечено, запасы подземных вод в России значительны. Так, подземные воды к востоку от Коркино, Еманжелинска и Красногорска в Челябинской области на протяжении многих десятилетий служили источником их водоснабжения. Эти воды с успехом могут использоваться и для орошения.
На Южном Урале для орошения полей целесообразно использовать воды шахт, подземные воды от откачки вод при добыче полезных ископаемых.
Стратегия эффективного и неразрушительного для природной среды водопользования диктует и тактику современной водохозяйственной деятельности: научное обоснование и долгосрочное прогнозирование водного хозяйства города, области, региона и связанных с этим изменений в природной среде; оптимальное планирование и последовательное осуществление разумного водохозяйственного строительства; системный подход к решению вопросов. Значительную и весьма положительную роль в осуществлении этих задач играют математическое моделирование, мониторинг и прогнозирование.
Характеристика водных объектов Челябинской области и источники их загрязнения
По территории Челябинской области протекает 3602 реки общей протяженностью 17,925 тыс. км, находится 467 прудов и водохранилищ, 3170 озер общей площадью 2125 км2 (из них 1340 учтенных озер общей площадью водной поверхности свыше 1500 км2), принадлежащих бассейнам Каспийского моря (реки бассейнов Камы и Урала) и Карского моря (бассейна р. Тобол).
Среднегодовой объем стока по области относительно мал и составляет всего 6,34 км3, а в маловодный год 95-процентной обеспеченности он снижается в 2,5 раза – до 2,56 км3. На бассейн р. Тобол приходится 19 %, на бассейн р. Урал – 10 %, на бассейн р. Кама – 71 % всего стока. Основная часть стока (до 85 %) приходится на период весеннего половодья. Pеки в большинстве маловодны. Из пpотекающих по территории области 3602 pек 90 % относятся к очень малым, длиной менее 10 км.
Более половины рек (55 %) приходится на западную горную часть области, где протекают реки бассейна Камы: Уфа, Ай, Юрюзань, Сим и др. со своими притоками.
На территории Челябинской области расположено 3170 озер общей площадью 2125 км2 (из них 1340 учтенных озер общей площадью водной поверхности свыше 1500 км2). При этом в бассейнах рек Урала и Камы озера очень немногочисленны. Большая часть озер (среди них 12 крупных с площадью зеркала не менее 25 км2) расположена в бассейне Тобола, в основном это небольшие водоемы, занимающие бессточные впадины. Вообще многочисленные озера области невелики (свыше 90 % озер имеют площадь зеркала менее 1 км2). Наиболее крупные – Увильды (68,1 км2), Уелги (60,3 км2), Шаблиш (32,0 км2), Иткуль (30,1 км2), Тургояк (26,4 км2), Тишки (25,5 км2), Синара (24,4 км2), Б. Куяш (24,1 км2), Смолино (21,7 км2), Таватуй (21,2 км2). Сложная физико-географическая обстановка на территории Южного Урала способствует значительным вариациям минерализации озерных вод и, следовательно, неравноценности многих озер как объектов водопотребления. В горно-лесной зоне распространены пресные озера с минерализацией от 25 до 400 мг/л, т.к. в этой зоне достаточное увлажнение, а подстилающие горные породы малорастворимы. Они имеют высокую прозрачность, служат излюбленными объектами рекреации, некоторые из них (Увильды, Тургояк, Б. Кисегач, Иткуль и др.) объявлены памятниками природы и входят в курортные зоны федерального значения. В лесостепной и степной зонах минерализация озерных вод в результате недостаточного увлажнения и засолености почвогрунтов достигает от 400 до 6000 мг/л. Некоторые из таких озер (Смолино, Горькое, Сладкое, Б. Шантропай и др.) также являются памятниками природы, т.к. их воды и донные отложения (грязи) имеют высокое бальнеологическое значение.
По состоянию на 01.01.06 на территории Челябинской области учтено 467 гидротехнических сооружений (ГТС) – прудов и водохранилищ, из них поднадзорных Управлению Росприроднадзора – 460, в т.ч. 455 ГТС прудов-водохранилищ и пять накопителей жидких отходов. Подавляющая часть ГТС расположена в бассейне Тобола – 351 объект.
Водохранилищ объемом свыше 10 млн м3 – 32, или около 5 % от общего количества сооружений. Их общий объем 3,3 км3, или 60 % зарегулированного стока. Водохранилища, в основном, многолетнего регулирования, комплексного назначения, предназначены для водоснабжения крупных промузлов и населенных пунктов и для срезки пиков паводков и половодий.
Водохранилищ единичной емкостью от 500 тыс. м3 до 10 млн м3 – 157, или 30 % гидротехнических сооружений. Из общего количества прудов и водохранилищ 279, или более 60 % – сельскохозяйственного назначения единичной емкостью менее 500 тыс. м3. 30 ГТС относятся к категории прудов-накопителей, шламохранилищ, хвостохранилищ.
Ввиду многочисленности и разнообразия водных объектов на территории Челябинской области значительная их часть в разное время получила статус особо охраняемых природных территорий (ООПТ), памятников природы регионального значения. Всего на территории области находится 67 водоемов-ООПТ, это, главным образом, объекты естественного происхождения (крупнейшие озера, реки), однако некоторые из ООПТ относятся к категории гидротехнических сооружений и могут рассматриваться также как памятники материальной культуры.
Главнейшие водные объекты, имеющие статус ООПТ – озера Увильды (крупнейшее озеро области, глубокий олиготрофный водоем с чистой водой, имеющий важное рекреационное и научное значение, в т.ч. для сохранения биоразнообразия), Иткуль (рекреационное и научное значение), Большой Шантропай (рекреация, бальнеология), Аракуль (рекреация), Серебры (научное значение), Тургояк (рекреационное и научное значение), Большой Еланчик (рекреация), Кара-Чура (сохранение биоразнообразия водоплавающих птиц), Сладкое (бальнеология), Смолино (рекреация, научное значение, сохранение биоразнообразия), Еловое (рекреация), Большой Кисегач (рекреация), Горько-Соленое (бальнеология) и другие; водохранилища Аргазинское (представляет интерес как крупнейший водоем области, источник питьевого водоснабжения Челябинска, важный объект научных исследований в области гидрологии и гидробиологии), Иремельское (источник водоснабжения г. Миасса), Киалимское (источник водоснабжения гг. Миасса и Карабаша); пруды-водохранилища Миньярский и Симский (рекреация, научное и историко-культурное значение, сохранение биоразнообразия); реки Куштумга, Большой Киалим, Атлян, Ай, Шумга, Аша и другие, имеющие большое значение для развития туризма ввиду высокого рекреационного, эстетического значения.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 434; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!