Вступ
Водні ресурси
— це поверхневі і підземні води, придатні для використання в народному господарстві. Водні ресурси є одним з життєво важливих компонентів гідросфери земної кулі та необхідною підвалиною соціально-економічного розвитку в цілому, задоволення основних потреб людей, діяльності у галузі виробництва продовольства, збереження екосистем. Частина користувачів (промисловість, сільське і комунальне господарства) безповоротно забирають воду з рік, озер, водосховищ, водоносних горизонтів. Інші використовують не саму воду, а її енергію, водну поверхню або водоймище загалом (гідроенергетика, водний транспорт, рибництво). Водойми мають велике значення для відпочинку, туризму, спорту.
Незважаючи на неухильне зростання споживання води внаслідок швидкого збільшення чисельності народонаселення, головною проблемою став не брак питної води в більшості країн світу, а прогресуюче забруднення річок, озер і підземних вод. Значне зростання промисловості призвело до різкого збільшення обсягів технічних відходів, що скидаються, у вигляді неочищених або недостатньо очищених стічних вод у водоймища. Нині забруднення води в басейнах великих рік практично на всій території України досягло критичних показників. Деякі річки практично перетворені на стічні канави. Виносами річок забруднені прибережні зони Азовського та Чорного морів.
Отже, предметом мого дослідження є стан водних ресурсів – найбільш розповсюдженої сполуки на нашій планеті, встановлення їх проблем та забруднення, шляхи їх очищення, та охорона водних ресурсів. Я вважаю, цю проблему досить актуальною в наш час. Оскільки вода – основа всіх живих процесів. Адже з неї все і зароджувалось, розвивалося на Землі. В минулі роки проблема чистої прісної води не була настільки поширеною, як зараз. В наш час вона стала глобальною. Метою моєї роботи є з`ясування в результаті чого забруднюються водоймища. Що сприяє цьому. Чому в наш час досить поширеним став такий процес як «цвітіння води». Як впливають сучасні підприємства та сільське господарство на стан водоймищ.
Гідросфера
Гідросфера, або водяна оболонка Землі, - це її моря й океани, крижані шапки приполярних районів, річки, озера й підземні води.
Космонавти кажуть, що коли дивитися на землю з висоти космічної орбіти, то око розрізняє переважно два кольори: білий колір хмар і крижаних полярних шапок і блакитний колір Світового океану, що вкриває 71 % поверхні нашої планети; морська вода – найпоширеніша на Землі речовина.
Вода виконує дуже важливі екологічні функції:
- вода – це головна складова частина всіх живих організмів;
- за участю води здійснюється численні процеси в екосистемах(наприклад, обмін речовин, тепла);
- вода – один із найважливіших видів мінеральної сировини, основний природний ресурс ,що споживається людством.
Величезну роль відіграє гідросфера у формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку екзогенних процесів, в перенесенні хімічних речовин, у тому числі й забруднювачів довкілля.
Для багатьох організмів вода – це середовище їхнього життя. Хімічний склад морської води дуже схожий на склад плазми крові людини: містить ті самі хімічні елементи й приблизно в тих самих пропорціях. Це один із доказів того, що предки людини, як і решти ссавців, колись жили в морі.
Підземні води за своїм хімічним складом дуже різноманітні : від прісних, що використовуються для пиття й водопостачання, до мінералізованих і навіть до ропи із солоністю 600% ; деякі мінералізовані підземні води мають лікувальні властивості.
Основне джерело водопостачання для людини – річковий стік. Перше місце за цим показником посідає Бразилія з її гігантською повноводою річкою Амазонкою. Він розподіляється по території нашої держави нерівномірно: 70% стоку припадає на Північно-Західний економічний район. Де мешкає лише 40% населення. А на Донецько-Придніпровський і Південний економічні райони, де живе 60% населення й зосереджені найбільш водоємкі галузі господарства, припадає тільки 30% стоку.. У зв`язку з цим у багатьох районах півдня України відчувається гострий дефіцит води, для ліквідації якого доводиться перекидати її каналами, будувати водосховища тощо.
Головне джерело води для України – річка Дніпро. Крім того, потреби у воді забезпечуються річками Дунай. Дністер, Південний Буг, Тиса, Прут та ін.. Стан води й повноводність цих артерій залежать в основному від стану їхніх приток – малих річок, яких в Україні налічується близько 63 тис. Їхня роль величезна: досить згадати, що 90% населених пунктів нашої країни розташовані саме в долинах малих річок і користуються їхньою водою. Однак стан малих річок України сьогодні викликає велику тривогу. Понад 20 тис. їх уже зникло, пересохло. Це невідворотно веде до деградації великих річок. Тому проблема їх збереження та оздоровлення – одна з найгостріших для нашої молодої держави.
Підземні води України мають не менше значення для забезпечення водою населення: близько 70% населення сіл і селищ міського типу задовольняють свої потреби в питній воді за рахунок ґрунтових вод чи глибших водоносних горизонтів . Стан підземних вод України в цілому кращий, ніж поверхневого стоку , хоча місцями вони забруднюються стоками промислових підприємств, тваринницьких комплексів тощо. В деяких промислових районах розробка шахт і кар`єрів негативно впливає на якість і запаси підземних вод. У результаті багаторічного відкачування води з цих об`єктів рівень дуже понизився, а з деяких водоносних горизонтів вода зникла зовсім.
Отже , Гідросфера – це саме та оболонка, яка охоплює в своєму складі всі моря, океани, річки, озера. Як з`ясувалося, що вода має теж свої функції для людей, цілющі властивості, тому й людство повинно дбати про водні ресурси. Проблема нестачі водних ресурсів, забруднення водоймищ торкнулося навіть України, стан річок і морів України на даний час не є задовільним, в кращому стані перебувають лише підземні води України, хоча їхній стан і не найкращий.
Споживання прісної води
.
Всі галузі господарства стосовно водних ресурсів поділяються на споживачів і користувачів. Споживачі забирають воду з джерела водопостачання, використовують її для виготовлення продукції. А потім повертають, але вже в меншій кількості й іншої якості. Користувачі воду не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт тощо) або як джерело енергії (ГЕС). Протей вони можуть змінювати якість води (наприклад водний транспорт забруднює воду).
Промисловість використовує близько 20 % води, споживаної людством. Кількість води, що споживається підприємством, залежить від того, яку продукцію воно випускає, від системи водопостачання (прямоточна чи оборотна) та від інших причин.
За прямоточної системи вода з джерела надходить на промисловий об`єкт, використовується в процесі виготовлення продукції, потім піддається очищенню й після цього скидається у водостік чи водойму. За оборотної системи відпрацьована вода після очищення не повертається у водойму, а знову використовується в процесі виробництва. Витрата води за такої системи набагато нижча.
Кількість води, необхідної для виробництва 1 т продукції
, називають водоємкістю виробництва.
За цим показником різні виробництва дуже відмінні. До найбільших споживачів води в промисловості належать атомні електростанції. Так, Хмельницька АЕС, розташована у верхів`ях річки Горинь, «випиває» всю в воду з цієї річки, яка колись була основним джерелом водопостачання населення й промисловості Рівненської області.
Основний же споживач води – сільське господарство. Це зумовлено передусім збільшенням площ зрошуваного землеробства. Зрошувані землі набагато продуктивніші від незрошуваних. Сьогодні в світі площа зрошуваних земель становить 15% загальної площі сільськогосподарських угідь, а дають ці землі понад 50% усієї продукції.
Питоме водоспоживання під час зрошення залежить від виду вирощуваних сільськогосподарських культур, клімату, технічного стану зрошуваних систем і способів поливу.
Більша частина води (20-60%). Що використовується для зрошення, безповоротно втрачається (випаровується), певна ї ї кількість повертається назад у водойми у вигляді так званих поворотних вод, сильно забруднених солями.
Водопостачання населення( близько 10% усієї споживаної людством води) задовольняє потреби в питній воді й комунально-побутові потреби (робота підприємств побутового обслуговування, поливання вулиць і зелених насаджень, протипожежні заходи тощо). Є поняття питоме водоспоживання, тобто добовий об`єм води, необхідний для задоволення потреб одного жителя міста або села.
Можемо підвести підсумок про те , що основними джерелами забруднення води є підприємства , які забирають близько 20% води на свої потреби та сільське господарство, яке інтенсивно використовує воду для зрощення полів, більшість цієї води все ж таки повертається у вогляді так званих поворотних вод, але вони сильно забруднені і потребують очищення.
Забруднення води.
В результаті діяльності людей гідросфера змінюється : кількісно( зменшення кількості води, придатної для використання) та якісно (забруднення).
Серед забруднень розрізняють фізичне, хімічне, біологічне й теплове.
Фізичне забруднення води
відбувається внаслідок: накопичення в ній нерозчинних домішок – піску, глини, мулу в результаті змивання дощовими водами з розораних ділянок (полів); надходження суспензій з підприємств гірничорудної промисловості; потрапляння пилу, що переноситься вітром у суху погоду тощо. Тверді частинки знижують прозорість води, пригнічують розвиток водних рослин, забивають зябра риб та інших водяних тварин, погіршують смакові якості води, а іноді роблять її взагалі непридатною для споживання
Хімічне забруднення
відбувається через надходження у водойми зі стічними водами різних шкідливих домішок, неорганічного(нафта й нафтопродукти, мийні засоби, пестициди тощо) складу. Шкідлива дія токсичних речовин , що потрапляють у водойми, посилюється за рахунок так званого кумулятивного ефекту (прогресуюче збільшення вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці трофічного ланцюга). Так, у фітопланктоні концентрація шкідливої сполуки часто виявляється в декілька разів вищою, ніж у воді, у зоопланктоні (личинки, дрібні рачки тощо) – в десятки разів вищою, ніж у фітопланктоні, в рибі, яка харчується зоопланктоном, – ще в десятки разів вищою. А в організмі хижих риб ( таких, як щука чи судак) концентрація отрути збільшується ще в десять разів і, отже, буде в десять тисяч разів вищою, ніж у воді.
Особливої шкоди водоймам завдають нафта й нафтопродукти
, які утворюють на поверхні води плівку, що перешкоджає газообмінові між водою та атмосферою й знижує вміст у воді кисню. В результаті розливу 1 т нафти плівкою покривається 12 км кВ. води. Згустки мазуту, осідаючи на дно, вбивають донні мікроорганізми, які беруть участь у процесі самоочищення води. Внаслідок гниття осадів, забруднених органічними речовинами виділяються шкідливі сполуки, зокрема сірководень, що отруюють усю воду в річці чи озері.
До основних забруднювачів води
належать хімічні, нафтопереробні й целюлозно-паперові комбінати, великі тваринницькі комплекси, гірничорудна промисловість. Серед забруднювачів води особливе місце посідають синтетичні мийні засоби. Ці речовини надзвичайно стійкі, зберігаються у воді роками.
Забруднення води речовинами, що містять фосфор, сприяє бурхливому розмноженню синьо-зелених водоростей і «цвітінню» водойм , яке супроводжується різким зниженням у воді вмісту кисню, «заморами» риби, загибеллю інших водяних тварин. Під час «цвітіння» Каховського та інших «рукотворних» морів на Дніпрі стоїть сморід, а хвилі викидають на берег трупи риби, що задихнулася.
Біологічне забруднення
водойм полягає в надходженні до них зі стічними водами різних мікроорганізмів ( бактерій. вірусів) , спор грибів, яєць гельмінтів і т.д. , багато з яких є хвороботворними для людей , тварин і рослин. Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки ( особливо, якщо вони не очищені або очищені недостатньо) , а також стоки цукрових заводів , м`ясо комбінатів,підприємств з обробки шкір, деревообробних комбінатів. Особливо небезпечне біологічне забруднення водойм у місцях масового відпочинку людей( курортні зони узбереж морів). Через поганий стан каналізаційних систем та очисних споруд останніми роками нерідко закривалися пляжі в Одесі, Маріуполі та інших містах на узбережжях Чорного та Азовського морів, оскільки в морській воді було виявлено збудників таких небезпечних захворювань, як холера, дизентерія, вірусний гепатит та ін.
Теплове забруднення
води відбувається внаслідок спускання у водойми підігрітих вод від ТЕС, АЕС та інших енергетичних об`єктів. Тепла вода змінює термічний і біологічний режим водойм і шкідливо впливає на їхніх мешканців. Як показали дослідження гідробіологів, вода нагріта до температури 26-30 градусів, діє на риб та інших мешканців водойм пригнічуючи. А якщо температура води піднімається до 36 градусів, то риба гине. Найбільшу кількість теплої води скидають у водойми атомні електростанції.
До основних джерел забруднення водоймищ відносять:
- атмосферні опади, що містять забруднюючі речовини промислового походження, які вимиваються з атмосфери;
- міські стічні води (побутові, каналізаційні стоки, що містять шкідливі для здоров`я синтетичні миючі засоби та ін.);
- промислові стічні води;
- сільськогосподарські стічні води (відходи тваринницьких комплексів, змив з полів пестицидів дощами і весняними талими водами та ін.).
Найбільш значущу частку забруднення водоймищ становлять промислові стічні води, половина обсягу яких скидається у водоймища без очищення, а велика частина другої половини – в недостатньо очищеному вигляді. Тому майже всі річки забруднені нафтопродуктами, важкими металами, органічними і мінеральними сполуками. Сільськогосподарські стічні води несуть у річки та озера величезну кількість добрив і пестицидів. Скидання стічних вод у водоймища супроводжується накопиченням забруднюючих речовин у донних осадках у великих концентраціях, що може призводити до різкого підвищення рівня забруднення, пов`язаного з утворенням нових хімічних сполук.
Морські води також піддаються забрудненню. З ріками і стоками прибережних промислових і сільськогосподарських підприємств щорічно виносяться в моря мільйони тонн хімічних відходів , а з комунальними стоками і органічних з`єднань. Через аварії танкерів і нафтовидобувних установок в океан попадає по різним джерелам не менше 5 млн. тонн нафти в рік, що викликає загибель багатьох водних тварин, морських птахів. Хвилювання викликають захоронення ядерних відходів на дні морів, кораблі, які потонули з ядерними реакторами і ядерною зброєю.
Отже, можна відмітите те, що найбільш небезпечними для водоймищ є фізичне, хімічне, біологічне і теплове забруднення. Вони призводять не тільки до погіршення якості води , але й до того, що починають з`являтися трупи риб, що в наш час не є несподіванкою, окрім цього забруднення водоймищ згубно впливає і на саму людину. Оскільки може призводити до таких страшних хвороб як холера, дизентерія, вірусний гепатит та ін. Забруднюються не тільки річки , а й моря, вони теж часто забруднюються нафтою та нафтопродуктами, що має найбільш згубний вплив. Поширилося так зване «цвітіння води», яке супроводжується різким зниженням у воді вмісту кисню, «заморами» риби, загибеллю інших водяних тварин.
Екологічні проблеми Дніпра, Чорного й Азовського морів
У минулому Дніпро – одна з найбільших річок Європи був чистоводним, зі стабільною екосистемою, яка нормально функціонувала тисячоліттями, поїла й годувала мільйони людей.
Сьогодні через грубі порушення людиною всіх правил і принципів раціонального природокористування екосистеми Дніпра деградують, зламані вертикальні та горизонтальні зв’язки біотичного й абіотичного оточення.
Основні причини кризової ситуації, що склалася:
- будівництво на Дніпрі каскаду водосховищ, які докорінно змінили динаміку стоку;
- великомасштабна меліорація;
- спорудження численних промислових комплексів у басейні річки;
- величезні об`єми водозабору для потреб промисловості та зрощення;
- дуже сильне забруднення.
Річковий режим Дніпра штучно трансформовано в озерний, водообмін різко сповільнився, утворилися зони застою, прискорилися темпи евтрофікації. Водосховища істотно погіршилися стан прилеглих територій: підвищився рівень ґрунтових вод навіть на чималих відстанях від берегів, посилилося засолення ґрунтів і зменшився вміст у них гумусу, майже в 10 разів збільшився об`єм підземного стоку басейну, змінився водно-сольовий режим у зонах іригації, посилилася ерозія берегової зони.
У донних відкладення Дніпра постійно збільшується концентрація радіонуклідів, особливо в Київському водосховищі, у водах і мулах Дніпродзержинського та Дніпропетровського водосховищ стрімко зростає концентрація заліза, ціанідів, хлоридів, хрому, міді, кобальту, свинцю, цинку, кадмію, фенолів, нафтопродуктів.
В Азовському морі стався також беззвучний біологічний вибух. Десятиліття тому з експериментальних кошів у море вийшла далекосхідна риба пеленгас витісняє чимало аборигенних видів азовської іхтіофауни й уже став одним із основних промислових видів цього моря.
Види Азова здавна славилися цілющими властивостями. Нині ж у результаті антропогенного забруднення ці властивості втрачені. Так іще в 1987 р. концентрація пестицидів збільшилася в 20 разів. Сьогодні в донних відкладеннях моря вміст отрутохімікатів і важких металів у багато разів перевищує норму.
У 70-х роках у таганрозькій затоці було зареєстровано перші великі спалахи токсичного «цвітіння» води синьо-зеленими водоростями. У 80-х роках вони стали регулярними. В 1997 в «цвітіння» спостерігалося вже на відкритих акваторіях моря й охоплювало не тільки його східну, найзабрудненішу частину, а й західну.
Різко погіршилася санітарно-епідеміологічна ситуація на узбережжі Азова. Щороку великі курортні зони періодично оголошуються закритими через невідповідність санітарно-гігієнічним нормам, спалахи особливо небезпечних інфекційних захворювань, наприклад холери
Головні причини екологічної кризи Азова:
- хижацький вилов риби підприємствами Мінрибгоспу колишнього СРСР , який розпочався в 50-х роках способом потужного океанічного лову за допомогою величезних тралів, кошів, механічних драг, замість традиційних невеликих сіток, спеціальних снастей, невеликих баркасів, розрахованих на глибини моря 5-8 м;
- будівництво гребель і водосховищ на основних річках, що живлять море, – Дону та Кубані, й перетворення цих водосховищ на гігантські промислові відстійники;
- впровадження в басейнах стоку в море зрошуваного землеробства та інтенсивних технологій вирощування рису замість вирощування традиційних культур, що призвело до пере хімізації та засолення ґрунтів, забруднення вод, істотного скорочення стоку річок Дону та Кубані;
- збільшення кількості неочищених викидів підприємствами хімічної та металургійної промисловості містах Маріуполь, Ростов-на-Дону, Таганрог, Комиш-Бурун;
- інтенсивне будівництво на узбережжі й морських косах численних пансіонатів і баз відпочинку й, як наслідок, – скидання в море побутових відходів і каналізаційних стоків.
Екологічна ситуація в басейні Чорного моря
дещо краща, чому сприяють його розміри і глибина. Проте в Чорне море впадають Дніпро, Південний Буг, Дністер, Дунай, які щорічно приносять мільйони кубометрів стоків, що містять токсиканти десятків найменувань. У воді й донних відкладеннях значно підвищилася концентрація радіонуклідів. Шельф забруднюють побутові й каналізаційні стоки, супровідні індустрії туризму. Через це останнім часом десятки разів закривалися пляжі Ялти, Феодосії, Євпаторії, Алушти, Одеси. В південно-західній частині Чорного моря у зв`язку з розробкою підводних нафтогазових родовищ почалось інтенсивне забруднення води нафтопродуктами. В цьому ж регіоні дедалі частіше виникають зони замору. Величезну небезпеку становлять потужні припортові заводи та Південний порт поблизу Одеси. Тут, зокрема, виготовляються й концентруються величезні об`єми рідкого аміаку, експлуатується потужний аміакопровід Одеса-Тольяті. Ця вкрай шкідлива речовина перевозиться танкерами місткістю 50-120 тис. т. Навіть одна аварія на заводі, в порту чи на такому танкері може мати тяжкі екологічні та економічні наслідки.
Через порушення регіонального гідродинамічного, гідрохімічного та теплового балансів водних мас моря ,поступово підвищується межа насичених сірководнем глибинних вод, якщо раніше вона проходила на глибині 150-200м , то тепер піднялася до 80-110м.
Кризова ситуація розвивається в чорноморських лиманах – Дніпровсько-Бузькому, Дністровському, в Каламітській і Каркінітській затоках , а в лимані-озері Сасик вона оцінюється як катастрофічні. В лиманах спостерігається токсичні «цвітіння» синьо-зеленими водоростями , а з початку 80-х років як у лиманах, так і на відкритих акваторіях моря з`явилися «цвітіння», подібні до сумнозвісних «червоних припливів» . У всьому світі саме це «цвітіння» вважається найшкідливішим, бо водорості, що його спричиняють, здатні виділяти у воду токсин – смертельну отруту кураре.
Отже, можна сказати про те, що стан однієї з найбільших річок Європи Дніпра в наш час розцінюється як дуже критичний, цьому перш за все сприяє діяльність людини, її байдужість до цієї водної артерії нашої країни. Критичним є стан і Чорного та Азовського морів. В минулому цілющі води Азовського моря привертали увагу багатьох відпочиваючих не тільки з України, а й з-за кордону ,та наш час ця ситуація не є найкращою: зменшується кількість риби в морі, закриваються пляжі, різко погіршилася санітарно-епідеміологічна ситуація. Стан Чорного моря є трішечки кращим, але антропогенна діяльність торкнулася і його, вода його стала не такою чистою, часто спостерігається «цвітіння води».
Вплив забруднень на життєдіяльність організмів і здоров`я людей
Забруднення рік, озер, морів і океанів набуває загрозливого характеру і в багатьох районах перевищує їх здатність до самоочищення. У результаті зменшуються ресурси прісної води. Вже нині в багатьох країнах та південних районах України спостерігається її нестача. Незадовільне водозабезпечення населення часто є наслідком істотного погіршення якості води, зумовленого антропогенним забрудненням патогенними мікроорганізмами та різними ксенобіотиками господарсько-побутового й техногенного походження. За даними ООН, у світі щороку виробляють до 100 тис. нових хімічних сполук, серед яких близько 15 тис. є потенційними токсикантами. Внаслідок непродуманих рішень створюються загрозливі та катастрофічні екологічні ситуації на багатьох акваторіях. До них належать забруднення вод найбільшого прісноводного озера Байкал, катастрофічне обміління озера Арал внаслідок надмірного використання річкових стоків Амудар`ї й Сирдар`ї для поливу бавовняних полів тощо.
Забруднення вод Світового океану нафтою порушує тепло - і волого обмін між атмосферою і океаном, становить загрозу для розвитку флори і фауни. Так, локальні забруднення в Середземному та Південному морях призводять до загибелі сотень тисяч морських птахів, риб, тюленів та інших тварин.
Дуже небезпечні наслідки має біологічне забруднення, особливо в місцях масового відпочинку людей (курортні й рекреаційні зона узбережжя озер, морів та інших водойм). Упродовж останніх років багаторазово закривалися пляжі Чорного та Азовського морів та на багатьох інших водоймах внаслідок виявлення у воді збудників холери, дизентерії, вірусного гепатиту та інших інфекцій.
Вживання мешканцями японської затоки Мінамата риби й крабів, виловлених у забруднених пестицидами водах, спричинило хронічне захворювання центральної нервової системи (хвороба «Мінамата» ). Так само, в Японії, забруднення вод кадмієм на рисових плантаціях викликало масове захворювання «ітай-ітай» , пов`язане з ураженням кісткової системи людини. Щороку від таких хвороб, як холера, дизентерія, більгарціоз, онхоцеркоз та ін. , що передаються через воду. У світі вмираю до 50 тис. чоловік. Спалахи холери відмічалися в країнах Африки. Встановлено, що близько 80% хвороб у світі зумовлено незадовільною якістю води. Від хвороб, пов`язаних з водою, потерпає близько половини населення планети.
Отже, можна підвести підсумок про те, що забруднення води згубно впливає на життєдіяльність організмів, а особливо на здоров`я людини. Забруднена риба, яка споживається людиною спричиняє багато тяжких хвороб. У результаті забруднення водойм гинуть живі організми. Які мешкають у водоймах, птахи. Багато хвороб, як наприклад, більгарціоз, онхоцеркоз та ін. передаються через воду. Ця проблема є глобальною в усьому світі і потребує негайного вирішення.
Самоочищення води
У природних водоймах, розташованих далеко від населених пунктів, розвиваються типові для певних місцевостей біоценози: водорості, бактерії, гриби, найпростіші, вищі, рослини й тварини. Ці біоценози перебувають у певній біологічній рівновазі, властивій даним кліматичним та екологічним умовам. Стічні води, що потрапляють до водойм, призводять до зміни умов середовища і біологічного складу. Якщо хімічний склад та інші властивості стічних вод сталі, у водоймі складається співтовариство організмів, що відповідає новим екологічним умовам. Різні групи організмів поетапно розкладають органічні речовини . У результаті складних біохімічних процесів бактерії та інші мікроорганізми розкладають вуглеводи , білки та жири на простіші сполуки. Водорості за наявності сонячного випромінювання засвоюють вуглекислий газ і виділяють кисень, який використовується для окиснення органічних сполук.
Дуже важливу роль у процесі самоочищення відіграють нижчі види тварин: найпростіші одноклітинні та ракоподібні. Вони живляться водоростями, грибами й бактеріями, запобігаючи надмірному розвитку останніх і можливості вторинного забруднення. Дрібні тварини поїдаються рибами, а риба використовується в їжу людиною та більшими тваринами, так замикається ланцюг біологічних змін, пов`язаних із самоочищенням водойм . Якщо розкладання органічних речовин відбувається повністю, а його продукти використовуються для побудови нової органічної матерії, надлишок її постійно видаляється з води. У водоймі встановлюється біологічна рівновага, наслідком якої є чиста вода.
Однією з найважливіших умов , необхідних для перебігу біологічних та біохімічних процесів у напрямку самоочищення води, є наявність у ній розчиненого кисню. Якщо кількість кисню достатня для біологічних перетворень органічних забруднень, процес самоочищення води відбувається безперервно з підтриманням у середовищі достатньо вмісту кисню. Якщо ж кисню у воді міститься недостатньо, його може не вистачити для підтримання життєвих процесів: аеробне середовище в такому разі перетворюється на анаеробне. Органічні сполуки замість окиснення зазнають анаеробного розкладання з виділенням гідроген сульфіду, метану. водню, оксиду карбону, що призводить до вторинного забруднення водойми.
Отже, самоочищення води є дуже складним і водночас корисним процесом, в якому беруть участь нижчі види тварин, важливе місце в цьому посідає й сонячна енергія та кисень. Самоочищення відбувається безперервно, але обов`язково при цьому повинен бути задіяний кисень, його нестача у воді призводить до негативних наслідків.
Основні заходи охорони і раціонального використання води
Охороні вод сприяє раціональне водокористування –
комплекс заходів, спрямованих на зниження забору свіжої води промисловими, сільськогосподарськими та іншими об`єктами та технологічно виправдане зменшення загальної витрати у виробничих процесах.
У технологічних процесах необхідно впроваджувати замкнений цикл
водокористування –
багатократне використання води в одному й тому ж виробничому процесі без скидання у природні водні об`єкти стічних вод.
Для зменшення витрат води на зрошення застосовується комплекс заходів: максимальна економія зрошуваної води, протифільтраційні покриття, застосування стаціонарних і мобільних установок з малою інтенсивністю «дощу», систем крапельного зрошування та ін..
Охороні водних ресурсів сприяють меліоративні заходи:
- лісова меліорація –
вирощування дерев`янистої і чагарникової рослинності в межах верхньої і середньої частин річкових басейнів із метою зменшення поверхневого стоку і ослаблення процесів водної ерозії;
- агротехнічна меліорація –
правильне ведення сільськогосподарських робіт;
- гідротехнічна меліорація –
регулювання водно-повітряного режиму ґрунтів при вирощуванні різних сільськогосподарських культур.
Для охорони морів від забруднення морські судна,судноремонтні бази і порти обладнуються пристроями, які попереджують забруднення води баластними, промивними та іншими водами, а також відходами.
На суднах і портах проводяться роботи , які забезпечують виконання положень Міжнародної конвенції щодо запобігання забруднення моря нафтою.
Для ліквідації осередків нафтового забруднення застосовують такі методи:
- спалювання плаваючої нафти;
- механічне збирання і видалення нафти з поверхні води;
- абсорбційне поглинання з наступним механічним збиранням або спалюванням плаваючої нафти;
- обробка плаваючої нафти дисперсантами;
- поглинання нафти тонучими абсорбентами;
Перед скиданням у природні водойми забруднені промислові та комунальні стічні води піддають очищенню. Застосовують три методи очищення механічний, фізико-хімічний і біологічний.
Метод механічного очищення
полягає в механічному видаленні зі стічних вод нерозчинних домішок, для чого застосовують спеціальні споруди. Видалення різнорідних домішок при цьому здійснюється за допомогою різноманітних пристроїв: решіток і сит, жиро- , масло- , нафтовловлювачів. У відстійниках відбувається осадження важких часток, а легкі речовини спливають на поверхню води відстійників.
Метод фізико-хімічного очищення
заснований на реагентній коагуляції, нейтралізації кислот і лугів, екстракції, перегонці з водяною парою, сорбції та обробці води хлором. Деякі нерозчинні речовини перетворюються на нешкідливі розчинні. Фізико-хімічний метод дає змогу зменшити кількість нерозчинних забруднювачів стічних вод до 95% і розчинних до 25%. На цьому етапі очищення видаляються за стічних вод сполуки, які містять азот і фосфор. Саме ці елементи викликають евтрофікацію природних водойм.
Метод біологічного очищення
дозволяє провести природний процес руйнування органічних речовин. Біологічне очищення може бути природним і штучним. Штучне проводять на полях фільтрації, там планується зрошувальна мережа магістральних і розподільних каналів, по яких розливаються стічні води. Очищення забруднень відбувається в процесі фільтрації води через ґрунт.
Для біологічного очищення використовують також біологічні ставки, в яких відбуваються ті ж процеси, що й при самоочищення водойм.
Для штучного біологічного очищення застосовують споруди – біологічні фільтри.
Знезараження води
. Останньою стадією підготовки води для питних потреб є її знезараження – знищення в ній хвороботворних мікроорганізмів за допомогою хлору, фтору або озону. Через воду можуть розповсюджуватись такі страшні інфекційні захворювання, як холера, черевний тиф, гепатит і т. ін.. Тривалий час знезараження води здійснювали хлоруванням. Проте в 80-ті роки в багатьох країнах перейшли до обробки води фтором, виявилось, що це менш шкідливо.
Очищення води від солей
. Є декілька методів демінералізації природних і стічних вод:
- дистиляція;
- вимороження;
- мембранні методи;
- іонний обмін;
Видалення залишкових органічних речовин.
Після очищення в стічних водах можуть залишитися органічні речовини. Кращий спосіб їх видалення – адсорбція активованим вугіллям. Адсорбція використовується для очищення побутових стоків від рідких відходів перегонки нафти, фенолів та інших ароматичних сполук.
Сумарні витрати на очищення стічних вод складають 10-15%, а іноді 20-25% загальної вартості промислових підприємств. Висока вартість споруд для очищення стічних вод, а також той факт, що за допомогою очисних споруд не завжди можна вирішити проблему захисту навколишнього середовища від забруднення, ведеться пошук більш ефективних способів охорони вод.
Для вирішення проблеми дефіциту прісної води вдаються до різних заходів і розглядають різноманітні проекти.
В останні десятиліття в багатьох країнах значна увага приділяється оцінці ресурсів підземних вод як важливого і надійного джерела водопостачання населення прісною і екологічно чистою водою.
Значний інтерес до підземних вод визначається тим, що саме вони як джерело господарсько-питного водопостачання мають ряд істотних переваг порівняно з поверхневими водами. Як правило, вони більш якісні за складом, краще захищені від забруднення і зараження , менше зазнають сезонних коливань, більш рівномірно розміщені по території. Важливим є й економічний аспект:введення в дію водозаборів підземних вод може здійснюватися поступово зі зростанням потреби у воді, в той час як будівництво крупних гідротехнічних споруд на річках потребує значних витрат.
Для охорони від забруднення підземних горизонтів встановлюють зони санітарної охорони підземного джерела водопостачання: для надійно захищених горизонтів – не менше 30 м, для незахищених горизонтів і інфільтраційних водозаборів – не менше 50 м.
Для опріснення води використовується ряд методів. При термічній дистиляції
( перегонці) знесолюється вода будь-якого складу. Зараз працюють установки термодистиляції з продуктивністю до кількох сотень кубометрів води за добу.
В основі опріснення води методом зворотного осмосу
лежить процес «продавлювання» води з розчиненими солями через напівпроникну мембрану, яка затримує всі розчинені солі.
Метод іонного обміну здійснюється на спеціальних установках, де воду пропускають через фільтри з катіоно-аніонообмінними смолами.
Прісну воду отримують методом електродіалізу
, який заснований на застосування обмінних мембран, які пропускають тільки аніони чи катіони.
Існують й інші методи знесолення води, наприклад одночасні дія магнітного поля і ультрафіолетового випромінювання на воду, виморожування, геліоопріснення.
До заходів ощадливого і раціонального використання водних ресурсів також належать:
- водокористування (із циклом повного очищення відпрацьованих вод);
- розробка і впровадження науково обґрунтованих норм зрошення (поливу);
- заміна водяного охолодження агрегатів повітряним; зменшення в структурі
- господарства України частки водоємних виробництв; проведення комплексу
- заходів щодо охорони поверхневих і підземних вод від забруднення тощо.
Отже, слід замислитись над тим, що нашим обов`язком є збереження водним масивів,їх охорона. Якщо кожна людина буде ставити забруднення водоймищ як одну з основних проблем, то ми зможемо покращити стан наших річок, морів, океанів. Зараз заходи щодо очищення, збереження водоймищ вже починають діяти,створюються різні методи по очищенню водоймищ, але я вважаю,що цього не зовсім достататньо. Кожна людина нашої планети повинна слідкувати за станом водоймищ і охороняти їх, не забруднювати їх продуктами своє діяльності, доцільним буде введення раціонального використання води в промисловості і в сільському господарстві. Лише власними силами ми можемо зробити щось корисне!
Література:
1.Білявський Г.О та ін. Основи екологічних знань. – К.:Либідь, 200.–336 с.
2.Бойчук Ю.Д. , Солошенко Е.М., Бугай О.В. Екологія і охорона навколишнього середовища:Навчальний посібник. – Суми:ВТД «Університетська книга». 2002.–264с.
3.Бойчук. Ю.Д., Шульга М.В., Цалін Д.С., Дем`яненко В.І..; За заг. Ред.. Ю.Д, Бойчука і М.В. Шульги. –2-ге вид., випр.. і доп.–Суми:ВТД «Університетська книга»; К.:Видавничий дім «Княгиня Ольга», 2005.–386 с.
4.Запольський, АК, Салюк А.І. «Основи екології» К:Вища шк, 2001– 358 с.
5.Ситник К.М. «Ми і природа» – К:Т-во «Знання» 1990 – 48 с.
6. Степаносвких А.С. «Общая экология» М.: Юнити-Дана, 2001 –510с.
7.Федоренко О.І., Бондар О.І., Кудін А.В. Основи екології:Підручник.–К.: Знання, 2006.–543 с.