Понятно, что все виды загрязнений, которые существуют, присутствуют и в водной среде. Это достаточно обширный список. Во многом решение проблемы загрязнения будет зависеть от его вида. Многие из них, попадая в организм человека, оказывают на него пагубное воздействие, приводящее к сильному отравлению, смерти. Такие вещества называют ксенобиотиками, то есть элементами, которые чужды живому организму. К классу ксенобиотиков относят такие элементы, как кадмий, никель, свинец, ртуть и многие другие. Известны источники загрязнений воды данными веществами.
Основные причины загрязнения воды Основные факторы, которые влияют на загрязнение можно поделить на следующие группы: Промышленные отходы. Сброс промышленных вод в окружающую среду Промышленные аварии и техногенные катастрофы. Крупные аварии и утечки на производстве ведут к загрязнению воды.
Блог компании Toshiba Научно-популярное Экология Будущее здесь Мы уже описывали путь, который преодолевает речная вода на пути в наши стаканы, превращаясь из приготовленного природой «биохимического супа» в важнейший напиток человечества. Однако чтобы и в будущем сохранить пресноводные ресурсы, нам нужно бережно относиться к той воде, которую сам человек превращает в «суп», прежде чем вернуть её в реки после использования в быту, промышленности и сельском хозяйстве. Круг задач широкий — от ликвидации нищеты до мира во всем мире. Почему человечество озаботилось этим? Около 1,8 млрд человек используют источники питьевой воды, заражённые фекальными бактериями. Последствия исчисляются миллионами смертей ежегодно и процентами ВВП огромных континентов типа Африки и населённых стран, таких как Индия. Как это происходит?
Орегон, США , стал вырабатывать больше электричества, чем было необходимо для собственных нужд. Здесь это проблема стоит острее, но ресурсов для её решения — меньше. Эти вещества в процессе своего разложения дают жизнь многочисленным патогенным микроорганизмам. Источник: Fondriest Environmental, Inc. Всякий раз, когда вы используете пластик, убедитесь, что его возможно перерабатать.
Животные отходы; Утечка подземного хранилища. Основная их масса содержит токсичные химические и загрязняющие вещества. Они способны вызвать загрязнение окружающей среды, содержат такие опасные для живых организмов вещества, как свинец, ртуть, сера, асбест, нитраты и многие другие вредные химические вещества. Многие отрасли промышленности не имеют надлежащей системы управления отходами и сбрасывают отходы в пресную воду, которая поступает в реки, каналы, а затем в море. Токсичные химические вещества способны изменять цвет воды, увеличивать количество минералов, также известных как эвтрофикация, изменять температуру воды и представлять серьезную опасность для водных организмов.
Ежегодно в реки поступает около 160 км3 промышленных сточных вод, которые загрязняют 4 тыс. км3 чистой речной воды (более 10 % стока всех рек мира и около 25 % стока рек в наиболее развитых экономических районах). Одна из важнейших проблем, связанных с рациональным ведением водного хозяйства, – сохранение требуемого качества воды во всех водных источниках. Однако большинство рек, протекающих в зонах крупных и средних промышленных центров, испытывают высокое антропогенное воздействие из-за поступления в них со сточными водами значительного количества загрязняющих веществ.
Установки по сбору нефти способны очищать море от плавающих нефтепродуктов и мусора даже в небольшой шторм. Боны для локализации нефтяных пятен производят из стеклопластика, устойчивого к сильным ветрам и морским течениям. Иногда целесообразно предотвращать растекание нефти не с помощью механических заграждений, а физико-химическими методами. При крупных утечках для локализации пятна применяют комбинацию механических и химических технологий.
Создан препарат пенопластовой группы, полностью обволакивающий нефтяную пленку при соприкосновении. После отжима материал-сорбент может использоваться многократно.
Пенопласты, полученные на основе сложных полиэфиров, способны за 5 минут поглотить количество нефти, в 20 раз превышающее их массу. Сорбент должен быть непотопляемым и захватывать большой объем нефтепродукта. Часть сорбентов регенерируется и используется повторно, другая часть утилизируется, используется вторично, например, в качестве сырья для производства битума. Оставшаяся после сорбции тонкая нефтяная пленка удаляется диспергированием — разбрызгиванием разрушающих препаратов.
Диспергенты не извлекаются из воды, поэтому их биологическая безопасность должна быть подтверждена. Для удаления нефтяного пятна используют особый полипропилен, притягивающий жировые частицы.
На катере устанавливают «штору», концы которой свисают в воду. Вместе этого мы используем биореактор населённый анаэробами, способными использовать для жизни другие вещества.
Попадая в реактор, сточная вода очищается от органических примесей флотацией при низком давлении. Результатом их пиршества становится вода, метан и углекислый газ, а также радикальное снижение биохимического и химического потребления кислорода основные критерии загрязнённости воды — уровни БПК и ХПК.
Сгенерированный реактором биогаз при этом можно использовать как источник электричества, тепла или в будущем биотоплива для заправки автомобилей или генераторов. Базовая система метанового брожения. Источник: Toshiba Система адаптируется практически под любые стандарты допустимой биологической загрязнённости реки, которые могут отличаться в разных странах.
Для этого достаточно увеличивать или уменьшать число ступеней очистки, а точнее — количество метановых резервуаров. Источник: Toshiba В мире уже есть примеры очистных сооружений, которые не просто снизили потребление, а стали полностью энергонезависимыми за счёт преобразования биогазов в электричество.
В 2015 году завод по переработке сточных вод, обслуживающий 114 тыс. Орегон, США , стал вырабатывать больше электричества, чем было необходимо для собственных нужд. Местные власти довольны: ежегодно они экономят 500 тыс. Однако очистка рек в развивающихся странах проходит не так гладко, как в развитых. Здесь это проблема стоит острее, но ресурсов для её решения — меньше. Тяжёлый случай: как интернет вещей помогает чистить Ганг На берегах реки Ганг живут 600 млн индийцев, и несмотря на то, что этот народ создал одну из древнейших мировых цивилизаций, важнейшая река Индии сегодня не в лучшем состоянии.
Ежедневно в главную водную артерию Индостана сбрасывается 1 млн килолитров загрязнённых вод. Причём этот сброс происходит неконтролируемо и практически без каких-либо попыток снизить вред. Именно поэтому компании Toshiba построила целую систему из очистных фабрик, которые контролируют и очищают стоки вдоль берегов Ганга.
Очистные сооружение, установленные в районе города Аллахабад шт. Уттар-Прадеш в районе слияния рек Ганг и Ямуна. Источник: Toshiba На сегодняшний день Toshiba создала вдоль берегов Ганга сеть очистных сооружений общей протяжённостью 110 км. Чтобы связать воедино все узловые элементы этой системы и снизить стоимость её использования, все эти мощности оснащены IoT-датчиками. Это позволяет управлять всей сетью удалённо в режиме реального времени, сокращая тем самым расходы на персонал и управления на каждой из фабрик очистки.
И всё-таки, хотя эффективность мер по очистке воды растёт, темпы загрязнения будут повышаться вслед за ростом экономики. Поэтому важно не только эффективно чистить, но и меньше загрязнять реки. Причём речь идёт не только о биологическом, но и химическом загрязнении, ведь все химудобрения рано или поздно смываются с полей или попадают через грунтовые воды в реки. Особенно вредны азотные удобрения, которые поглощаются растениями не полностью. Остатки либо испаряются, либо попадают в близлежащие реки и озера, вызывая в них эвтрофикацию — чрезмерное насыщение биогенными элементами, которые способствуют росту микроорганизмов и растений.
При этом сколько нужно азотных удобрений растению никогда точно не известно — фермеры руководствуются принятыми нормативами. Чтобы решить эту проблему в американском штате Небраска в 2015 году стартовал проект SENSE Sensors for Efficient Nitrogen Use and Stewardship of the Environment , который предполагал проведение замеров реального уровня азота, накапливающегося в растениях, с целью контроля расхода азотных удобрений. Такие вещества называют ксенобиотиками, то есть элементами, которые чужды живому организму.
К классу ксенобиотиков относят такие элементы, как кадмий, никель, свинец, ртуть и многие другие. Известны источники загрязнений воды данными веществами. Это прежде всего металлургические предприятия, автомобильные заводы. Естественные процессы на планете тоже могут способствовать загрязнению. Например, вредные соединения в большом количестве содержатся в продуктах вулканической активности, которые время от времени попадают в озера, загрязняя их.
Но, безусловно, антропогенный фактор здесь имеет решающее значение. Радиоактивными веществами Развитие ядерной промышленности нанесло существенный вред всему живому на планете, в том числе и водоемам с пресной водой. Все они способны нанести живым существам непоправимый вред, так как при попадании в организм данные элементы повреждают его клетки и способствуют развитию онкологических заболеваний.
Источниками загрязнений могут служить: атмосферные осадки, выпадающие в районах, где проводятся ядерные испытания; сточные воды, сбрасываемые в водоем предприятиями ядерной промышленности. Итог — хроническая усталость, сонливость и постоянные головные боли. Нейротоксичное воздействие Тяжёлые металлы — главный враг нервной системы. Для больного характерна потеря памяти, развитие психических заболеваний.
Наиболее опасным считается свинец. В больших дозах он приводит к задержке развития у детей. В океанах происходит следующее: нефть и нефтепродукты разрушают жировой слой на перьях птиц, от чего те гибнут от холода; рыбы поедают мелкий мусор вместо корма и погибают; температура воды в водоёмах повышается, что негативно сказывается на состоянии рыб и животных, привыкших к холоду; цветение водорослей уничтожает кислород в водоёме, в результате чего рыбы задыхаются.
Около 400 видов животных оказались на грани вымирания. Кислотные дожди Испаряясь, токсичные соединения из воды попадают в атмосферу, где смешиваются с влагой.
Такой круговорот приводит к выпадению токсичных дождей. Схема образования кислотных дождей.
Часть этой воды испаряется в процессе использования, часть загрязняется (см. видео). Таким образом, под воздействием антропогенной нагрузки значительные территории иссушаются . Другой важной проблемой является загрязнение вод . До начала промышленной революции основной проблемой были бытовые отходы. Сейчас главный загрязнитель – это отходы промышленных предприятий . Многие технологические схемы предусматривают проточное использование воды, которая забирается из водоемов, а затем сбрасывается обратно. Сброшенная вода сильно загрязнена. К основным загрязнителям относятся тяжелые металлы, нефтепродукты, кислоты и низкомолекулярные органические вещества .
Собранный в воде и на побережье пластик направляется на вторичную переработку или превращается в электроэнергию. Из старых синтетических рыболовных сетей производят ковролин и даже скейтборды. Энтузиастами океанского спорта создана Global Alert — картографическая программа для рыбаков и путешественников. Далее рассмотрим кратко, какие используются пути решения глобальной экологической проблемы загрязнения водных систем и приведем конкретные примеры, какие существуют меры борьбы с последствиями.
Меры по ликвидации Результаты многолетних наблюдений показали, что малозаметные, но постоянные утечки нефтепродуктов например, с расположенных в береговой зоне нефтеперерабатывающих заводов и терминалов , опаснее для водных экосистем, чем получающие широкую огласку крупные аварии.
Существуют малые суда, оснащенные установками для сбора нефти с поверхности воды. Их доставляют по воздуху к месту аварии танкера. Каждое такое судно закачивает до 1,5 тыс. Для постоянной очистки акваторий от случайных нефтяных загрязнений используются плавучие нефтесборщики и боновые заграждения. Установки по сбору нефти способны очищать море от плавающих нефтепродуктов и мусора даже в небольшой шторм.
Боны для локализации нефтяных пятен производят из стеклопластика, устойчивого к сильным ветрам и морским течениям. Иногда целесообразно предотвращать растекание нефти не с помощью механических заграждений, а физико-химическими методами. При крупных утечках для локализации пятна применяют комбинацию механических и химических технологий. Создан препарат пенопластовой группы, полностью обволакивающий нефтяную пленку при соприкосновении. После отжима материал-сорбент может использоваться многократно.
Пенопласты, полученные на основе сложных полиэфиров, способны за 5 минут поглотить количество нефти, в 20 раз превышающее их массу. Сорбент должен быть непотопляемым и захватывать большой объем нефтепродукта. Часть сорбентов регенерируется и используется повторно, другая часть утилизируется, используется вторично, например, в качестве сырья для производства битума. Оставшаяся после сорбции тонкая нефтяная пленка удаляется диспергированием — разбрызгиванием разрушающих препаратов.
Диспергенты не извлекаются из воды, поэтому их биологическая безопасность должна быть подтверждена. Для удаления нефтяного пятна используют особый полипропилен, притягивающий жировые частицы. На катере устанавливают «штору», концы которой свисают в воду. Как только катер проходит по пятну, нефть прочно прилипает к полимеру. Загрязненный полипропилен пропускают через валики устройства, которое отжимает собранную нефть в резервуар.
Оригинальный способ удаления нефтяных утечек американских ученых заключается в следующем. Под нефтяное пятно на определенную глубину опускается керамическая пластина с подключенной акустической установкой. От вибрации нефтяные фракции начинают собираться толстым слоем над местом установки керамического блока, а затем смешиваются с водой и фонтанируют.
Электроток высокого напряжения поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает. Как предотвратить загрязнение водных систем? Океан был и остается зоной больших и малых экологических катастроф, связанных с перевозкой опасных грузов. Серьезные бедствия зафиксированы: в 1987 году судно «Кэрен Би», на борту которого находилось 2000 т токсичных отходов ; в 1992 году судно «Акацуки-мару», транспортировавшим большую партию радиоактивного плутония из Европы в Японию для переработки.
Сейчас подписано немало важных международных соглашений, регламентирующих использование ресурсов Мирового океана и нефтедобычи.
Действующая и в наши дни Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года — комплекс мер по предупреждению загрязнения морей и океанов нефтью, сточными водами, отходами с судов. Согласно требованиям Конвенции, каждое судно должно иметь сертификат, подтверждающий, что корпус и оборудование исправны и не загрязняют море. Соответствие состояния судов данным сертификатов проверяется инспекцией при заходе в порт.
Конвенцией установлены жесткие нормы концентрации нефти в сбрасываемой танкерами воде. В отдельных зонах полностью запрещен слив нефтесодержащих вод, они должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Эти сооружения не только очищают судовые воды от механических включений, но еще и регенерируют тысячи тонн нефти.
Транспортные суда оснащаются сепарационным оборудованием для очистки сточных вод, а танкеры — устройствами для мойки оборудования и корпуса без слива нефтяных остатков в море. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод предусмотрены электрохимические установки, аппараты для уничтожения шламов, отходов и мусора. Для предотвращения утечек нефти усовершенствованы конструкции нефтеналивных судов.
Супертанкеры с вместимостью 150 тыс. При повреждении одной оболочки нефть не выльется, ее задержит второй слой. В портах и на судах, стоящих на рейдах, стоки отводятся в общегородскую канализационную сеть — через сливные устройства и ассенизационные суда. Твердые отходы собираются в емкости на борту судна, затем транспортируются на берег для утилизации и обезвреживания.
Эксперты считают, что имеющихся мер по предупреждению гидросферы недостаточно и предлагают: Строго запретить сброс всех радиоактивных веществ, ДДТ, полихлорных бифенилов, других синтетических органических материалов, которые обладают токсичными свойствами и против которых морские организмы не имеют естественной защиты. Развивать международное сотрудничество в направлении запрета сбросов с судов отходов, нефтепродуктов, балластной воды. Широко применять вторичное промышленное использование пресной воды в замкнутых ресурсосберегающих, безотходных процессах, для капельного орошения в сельском хозяйстве, для городских технических нужд.
Очистка сточных вод Основные пути загрязнения водоемов сточными водами — сбросы предприятий: черной и цветной металлургии; целлюлозно-бумажной; легкой промышленности. Существует немало технологий очистки сточных вод и они постоянно совершенствуются, становясь все более эффективными.
Обработка стоков проводится с целью разрушения или удаления из них вредных примесей. Способы очистки можно разделить на:.
Рекомендации экологов. Проблему загрязнения воды можно решить совместными действиями и слаженной работой. Текущая ситуация в мире. Загрязнение воды в мире давно стало актуальной проблемой. На её решение брошены все силы государства. В России. Статистика в России неутешительна — ежегодно в России фиксируется около 3 тысяч случаев загрязнения водоёмов. Наиболее заражёнными считаются реки Обь, Волга и Амур, на которые приходится 70% всех отходов. Хуже всего ситуация в Свердловской, Московской и Нижегородской области. Основные источники загрязнения в России
Загрязнение воды – большая экологическая проблема, однако современные способы очистки не решают ее. Очистка воды. Ряд мероприятий позволяют привести к необходимым стандартам загрязненную воду в процессе очистки. Как же решить проблему загрязнения водной среды и предотвратить дальнейшую потерю водных ресурсов? Например, во Франции был принят закон, жестко регламентирующий забор воды и отведение стоков для промышленности. Морское побережье регулярно патрулируют. Загрязнение воды является достаточно мощной проблемой, чтобы поставить мир на грань разрушения. В первую очередь непосредственно страдают.