1
Содержание
загрязнение гидросфера очистка
Введение
1. Источники загрязнения гидросферы
1.1 Загрязнение рек и водоемов
1.2 Загрязнение озер
1.3 Загрязнение морей
2. Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов?
2.1 Нейротоксичное воздействие
2.2 Канцерогенный эффект
2.3 Генотоксичность загрязнителей воды
2.4 Репродуктивные нарушения
2.5 Нарушение энергообмена
2.6 Воздействие загрязнений гидросферы на флору, фауну и человека
3. Средства защиты гидросферы
3.1 Механическая очистка
3.2 Физико-химическое
3.3 Биологические методы очистки
Заключение
Список использованных источников
Введение
Вода - это одно из наиболее важных составляющих Землю веществ, от которого зависит состояние животного и растительного мира. Также это самая распространенная неорганическая составляющая живой материи. У человека вода составляет большую часть массы тела, а именно 63%, у грибов - 80%, у медуз - 98%, в растениях содержится до 95% воды. К формам замедленной жизни можно отнести семена растений, содержание воды в которых не превышает 10%. Такое же явление - ангидробиоз - наблюдается у некоторых видов беспозвоночных, которые при ужасных внешних условиях могут потерять большую часть воды из своих тканей и сохранить жизнеспособность.
Вода в природе находится в непрерывном круговороте - все время расходуется и возобновляется.
Именно вода играет существенную роль как в биологических процессах, так и в климатических. Вода является одним из универсальных растворителей химических веществ. Значительная роль воды на планете обусловлена ее физическими свойствами.
Вода обладает большой теплоемкостью 4,18 Дж/г·К (теплоемкость воздуха 1,009 Дж/г·К). В природных условиях вода долго остывает и медленно нагревается, являясь регулятором температуры на Земле.
Плотность воды максимальна при 3,98°C и составляет 1,0 г/см3. Плотность воды уменьшается как при повышении, так и при понижении температуры. Эта аномалия обусловливает возможность биологической жизни в водоемах, замерзающих в зимнее время. Так как лед легче воды (его плотность ниже), он находится на поверхности и защищает лежащие ниже слои воды от промерзания. При дальнейшем понижении температуры увеличивается толщина слоя льда, но температура воды подо льдом остается на уровне ~4°C, что позволяет водным организмам существовать и сохранять жизнь.
Цель данного реферата заключается в описании средств защиты гидросферы от опасностей техносферы.
Задачи реферата заключаются в доказательстве значимости гидросферы, описании источников её загрязнения и видов защиты.
1. Источники загрязнения гидросферы
Загрязнение вод проявляется во многом в изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Подсчитано, что ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3 сточных и грязных вод.
Различают загрязнители гидросферы по трём аспектам, а именно по природе: минеральные (около 42%), органические (около 58%), биологические (бактериальные); по объекту: промышленные, хозяйственно-бытовые, фекальные; по растворимости: нерастворимые, растворимые и т.п.
К минеральным загрязнителям относят песок, глину, шлак, соли, кислоты, щелочи, минеральные масла и т. п., содержащиеся в сливных водах металлургической и машиностроительной промышленности, отходах нефтяной и перерабатывающей промышленности.
Органические загрязнители по происхождению делят на растительные: трава, растительные и пищевые остатки, бумага, нефтепродукты; животные: загрязнения животноводческих ферм, выделения животных, стоки боен скота, кожевенных заводов, биофабрик.
Источники загрязнения гидросферы -- это объект или субъект, вносящий в воду загрязняющие вещества, а также микроорганизмы или теплоту. Ими являются атмосферные и талые воды городов, бытовые и промышленные сточные воды, животноводческие стоки и грунтовые воды, загрязненные удобрениями и пестицидами. Ежегодно в водоемы сбрасывается около 30 млрд. м3 неочищенных, грязных вод. Основная причина загрязнения морских вод -- нефтяные разливы. Загрязнение водных систем более опасно, чем загрязнение атмосферы, из-за того, что процессы очищения воды протекают значительно медленнее.
1.1 Загрязнение рек и водоемов
Реки и водоемы загрязняются сточными водами промышленных и коммунальных хозяйств; водами шахт, рудников, нефтепромыслов; атмосферными загрязненными осадками; сбросами транспорта; продуктами сельскохозяйственной деятельности и обработки технических культур; отходами производств; отходами древесины при заготовке и сплаве леса. К загрязнителям также относятся: поверхностно-активные вещества, синтетические моющие средства, пестициды и другие химические соединения, фекальные спуски и т. д.
Во многих густонаселенных территориях интенсивно загрязняются реки. Воду из таких рек не только пить нельзя, но и купаться в ней тоже не допускается. Нил -- древняя река человечества, за год принимает в себя около 100 млн. м3 ядовитых отходов и вредных веществ. В индии с 1940 по 1950 г. Фекальные инфекции от загрязненных вод привели к смерти около 27 млн. чел. Рейн превращен в сточный водоём Европы. Лишь один промышленный гигант «Байор» сбрасывает в него ежегодно до 3000 т отравленных веществ. В Майн ядовитые сливы в количествах более 800 т поставляет известная фирма «Фарбверх Хехст». В крупнейшую реку европейской России Волгу поступает около 25 км3/год сточных вод при потоке воды у Волгограда в 240 км3/год. Разбавление стоков на данный период составляет менее 1/10, тогда как по нормам оно должно составлять от 1/20 до 1/30.
1.2 Загрязнение озер
Пример тому -- Аральское море-озеро, которое умирает из-за уменьшения поступления воды в связи с постройкой каракумского канала и роста расхода воды таких рек, как Амударьи и Сырдарьи на полив. Одним из великих озер Америки является озеро Эри, которое превращается в сточный водоем, в который ежегодно сбрасывается 6 тыс. м3 сточных вод и до 40 млн м3 промышленных сливов. Загрязняются, преимущественно стоками целлюлозных комбинатов, озеро Ладога и чистейшее озеро мира -- Байкал.
Загрязняются и опустошаются подземные запасы вод. Даже ледники загрязняются при выпадении осадков. Во льдах Гренландии содержание свинца в 1969 г. в сравнении с 1953 г. повысилось в 20 раз и превышает естественный уровень чистых льдов в 500 раз.
1.3 Загрязнение морей
Загрязнение морей происходит: благодаря промышленной, сельскохозяйственной и бытовой деятельности людей, которая приводит к загрязнению рек, впадающих в моря; из-за непосредственных сбросов в моря отходов и грязных стоков; из-за разлива нефти из танкеров при их крушении. Некоторые из сбросов удобряют прибрежные части морей и океанов, создавая обилие фитопланктона, рост сине-зеленых водорослей и, как следствие, заполнение ими огромного количества акваторий и гибели других живых организмов моря. Сейчас это дошло до такой степени, что море, несмотря на значительные резервные функции самоочищения, уже не способно восстановить свои природные качества, если ему не помочь. В первую очередь это касается внутренних водоемов: Каспийского, Средиземного, Балтийского, Красного, Аральского и других морей. По заключению ж.-и. Кусто, без неотложных мер по восстановлению вод средиземного моря оно станет мертвым всего через 40 лет.
На первом месте среди загрязнителей моря находится нефть. Так, авария на скважине у Санта-Барбары в Калифорнии в 1969 г. Сопровождалась суточным сбросом в море до 100 тыс. л нефти. Авария супертанкера «Торри-Карион» у южной оконечности Англии привела к загрязнению моря более 17 тыс. т нефти. И этих примеров целое множество. Из-за разливов нефти первичная продукция моря только за последние 25 лет уменьшилась на 15-25%. Другими загрязнителями морских вод являются пестициды, отходы металлургических и химических производств, особенно содержащие три тяжелых металла: ртуть, медь свинец. Так, в морскую среду ежегодно попадает около 5 тыс. т ртути.
2. Чем опасно загрязнение гидросферы для живых организмов?
Результаты загрязнения гидросферы невозможно недооценить. Воздействие загрязнения представляет собой огромную опасность и его последствия на организмы разделяют на 5 аспектов:
Нейротоксичными;
Канцерогенными;
Генотоксичное;
Ведут к сбою репродуктивной функции;
Нарушают энергообмен.
2.1 Нейротоксичное воздействие
Отравление организма тяжелыми металлами вредит в первую очередь нервной системе животного. Как следствие - неадекватное поведение, психические и нервные расстройства. Которые могут привести к необъяснимой агрессии, суициду животных. Известны примеры массовых выбросов на берег дельфинов, китов.
2.2 Канцерогенный эффект
Существование любого живого организма невозможно без воды. Употребление грязной воды может стать причиной развития опасной болезни, а именно раковой опухоли в организме. Из-за воздействия токсинов здоровые клетки перерождаются в злокачественные.
2.3 Генотоксичность загрязнителей воды
Генотоксичность - поломки в структуре ДНК, появившиеся под воздействием отравляющих веществ загрязнителей. Мутация генов может передаваться по наследству будущим поколениям.
2.4 Репродуктивные нарушения
Вследствие изменения свойств воды в водоемах загрязнители могут привести к гибели целых видов и популяций живых организмов. Под воздействием токсичных веществ они могут потерять способность к размножению. Репродуктивные функции будут потеряны.
2.5 Нарушение энергообмена
В некоторых случаях загрязнение воды может привести к неспособности организма вырабатывать энергию за счет угнетения митохондрий клеток. Последствия этих изменений приводят к замедлению жизненных процессов в организме его обитателей, вплоть до полной остановки и, как следствие, летального исхода.
2.6 Воздействие загрязнений гидросферы на флору, фауну и человека
Кислотные дожди, которые производятся продуктами сгорания природных углей и нефтяных продуктов, убивают растительность, портят качество грунтовых вод. Рекордное повышение кислотности воды до рн 2,4 было зафиксировано в шотландском городе Питлохри. На севере Скандинавии образовались «кислотные» озера. В Австрии в 1983 г. было подвержено заболеванию 200 тыс. га лесных массивов. Гибель леса приводит к эрозии горных склонов, возрастает опасность лавин и обвалов. Леса становятся каменистой пустошью.
От сбросов неочищенных вод в водоемы гибнет рыба и водная растительность. Постоянное употребление человеком воды, содержащей концентрации вредных примесей больше пдк в несколько раз, приводит к хроническим заболеваниям кожи, желудка, печени. При большом превышении пдк возможны отравления и смерть. Появление в воде болезнетворных микроорганизмов может вызвать эпидемию, например, холеры.
Особую опасность для живых организмов представляет загрязнение морей и прибрежной зоны при разливе нефти из потерпевших крушение танкеров (около 10 млн. т/год), при авариях на морских буровых платформах, при промывке танкеров (около 2 млн т/год). Обычно такие аварии вызывают экологическую катастрофу в местах попадания нефти в воду, поскольку нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы, в первую очередь на исходный продукт питания большинства морских организмов -- планктон.
3. Средства защиты гидросферы
Методы и технологическое оборудование для очистки гидросферы можно выбрать, зная виды примесей, а также допустимые концентрации этих примесей в очищенных сточных водах. В соответствии с видами процессов, реализуемых при очистке, существуют механические, физико-химические и биологические методы очистки.
3.1 Механическая очистка
Механическая очистка - процеживание, отстаивание, обработка в поле действия центробежных сил и фильтрование. Процеживание производят в решетках и волокноуловителях с перфорированными дисками в виде движущихся сеток с нанесенным слоем волокнистой массы. Песколовки используют для очистки вод от частиц металла и песка размером более 0,25 мм. Отстойники используют для очистки сточных вод от механических частиц размером более 0,1 мм, а также от частиц нефтепродуктов.
Водоочистное оборудование выпускается промышленностью. Расчет аппаратов выполняется в соответствии с требованиями СНИПОВ.
Для процеживания используются такие типы решеток: вертикальные рммв-1000; наклонная МГТ; комбинированные решетки-дробилки типа рд-200; подвижные металлические сетки с ячейками 0,5ґ0,8 мм, натянутые на вращающийся барабан. Конструкция барабанной сетки аналогична микрофильтрам. Барабанные сетки используют для предварительной очистки стоков с полидисперсными примесями.
Для задерживания волокнистых примесей используют волокноуловители различных типов, к примеру типа шу-3; «ВАКО» или БСФ (барабанный сетчатый фильтр). Все они работают по принципу фильтрации стоков через сетку с фильтрующим подслоем. Причем иногда в качестве фильтра используются волокнистые примеси, содержащиеся в сточных водах.
Влажность снимаемых с фильтров осадков составляет 94-97 %. Эффективность очистки 80-90 %. Производительность в зависимости от типа составляет, например, для волокноуловителя типа шу-3 примерно 120-140 м3 /ч.
Более высокий эффект очистки сточных вод методом процеживания или фильтрации достигается после предварительной коагуляции или флотации примесей, содержащихся в стоках. В качестве коагулянта широко используют глинозем в количестве до 100 г (в пересчете на восемнадцативодный сульфат алюминия) на 1 м3 обрабатываемой сточной воды.