Гидросфера. Защита гидросферы.

1. Источники загрязнения поверхностных (природных) вод.

2. Сточные воды. Характеристика загрязнителей сточных вод.

3. Очистка сточных вод. Методы очистки (механический, физико – химический, химический и биологический).

Гидросферой называют водную оболочку земли, представляющую собой совокупность океана, морей, озер, рек, прудов, болот, подземных вод.

Качество воды – это совокупность физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность воды для использования воды в промышленном производстве, в быту и т.д.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

· Атмосферные воды, несущие массы, вымываемых из воздуха политантов промышленного возникновения; особенно опасны стоки с городских улиц и промышленных площадок; несущие массы нефтепродуктов.

· Городские сточные воды, которые включают преимущественно бытовые стоки, содержащие поверхностно – активные моющие средства, микроорганизмы, в том числе и патогенные.

· Промышленные сточные воды, образуются в самых разнообразных отраслях производства, а наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперабатывающая промышленность.

· Сельское хозяйство (животноводство, ядохимикаты, минеральные удобрения).

Источник, носящий поверхностные или подземные воды, загрязняющий воду вещества микроорганизмы или теплоту называется источником загрязнения.

Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды (установленные значения показателей качества воды по видам водопользования) называется загрязняющим веществом. В результате поступления в водоемы патогенных микроорганизмов, происходит микробное загрязнение вод, в результате поступления теплоты выделяют также тепловое загрязнение вод.

Основная причина загрязнения поверхностных водных бассейнов - это сброс в водоёмы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальных и сельских хозяйством.

2.Сточные воды – это воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека.

Загрязнение, поступающее в сточные воды условно можно разделить на несколько групп:

· По физическому состоянию выделяют: нерастворимые, коллоидные и растворенные примеси.

· Минеральные

· Органические

· Бактериальные

· Биологические

Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочи и другими веществами.

Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Растительные органические загрязнения представляют собой остатки растений, плодов, овощей и злаков. Загрязнения животного происхождения – это физеологические выделения, остатки тканей животных и т.д.

Бактериальное и биологическое загрязнения свойственны главным образом бытовым сточным водам и стокам некоторых промышленных предприятий – это бойни, кожевенные заводы, фабрики первичной обработки шерсти, меховые производства, биофабрики, предприятия микробиологической промышленности.

Бытовые сточные воды включают воды кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, хозяйственные воды, которые образуются при мытье помещений и другие.

3.Очистка сточных вод – это разрушение или удаление из них определенных веществ.

Обеззараживание сточных вод – это удаление из них патогенных микроорганизмов.

С целью защиты поверхностных вод от загрязнения предусматриваются следующие эко защитные мероприятия:

· Развитие безотходных и безводных технологий, внедрение систем оборотного водоснабжения

· Очистка сточных вод (промышленных, коммунально – бытовых и т.д.)

· Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты

· Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей

Главным загрязнителем поверхностных вод являются сточные воды, поэтому разработка и внедрение эффективным методов очистки сточных вод является актуальной и экологически важной задачей….. Является разработка и внедрение безводной и безотходной технологии производства, начальным этапом которой является создание оборотного водоснабжения.

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико – химический, биологический, химический и другие. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким – либо одним способом или комплексом методов. В процессе очистки также предусматривают обработку осадка или избыточной биомассы, а также

При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалина и так далее), из бытовых сточных вод до 60% для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на поверхности сточных вод: смолы, масла, полимеры, жиры, задерживают нефте и маслоуловителями.

Химические и физико - химичекие методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод. К основным химических способам относят: нейтрализацию и окисление. Для нейтрализации кислот и щелочей сточные воды вводят специальные реагенты, такие как известь, аммиак, соду. Для окисления используют различные окислители, с их помощь сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.

При физико – химической очистке используются:

· Коагуляция, то есть введение в сточные воды коагулянтов, таких как соли аммония. Для образования хлопко видных осадков, которые легко удаляются

· Сорбция, то есть способность некоторых веществ, таких как бентонитовые глины, активированный уголь, силикагель, торф поглощать загрязнения. Этим методов возможно извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующая их утилизация.

· Флотация – пропуск через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно – активные вещества: нефть, масла, другие загрязнения и образуют на поверхности воды легкоудаляемый пенообразный слой.

Для очистки коммунально – бытовых, промышленных стоков целлюлозно-бумажных, пищевых предприятий широко используют биологический (биохимический) метод. Он основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и так далее). Очистку ведут с помощью естественных методов таки как поля орошения, поля фильтраций, биологические круги и искусственных методов, используя аэротанки, метатанки и биофильтры, а также циркуляционные окислительные каналы.

После осветления сточных вод образуется осадок, который сбраживают в железо – бетонных резервуарах (метантанков), затем удаляют на иловые площадки для подсушивания, подсушенный осадок обычно используется как удобрение. Но в последние годы в сточных годах стали обнаруживаться многие вредные вещества, в частности тяжелые металлы, что исключает такой способ утилизации осадков. Осветленная часть сточных вод очищается в аэротанках, специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки, обогащённые кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофным микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесень, дрожжей, водных грибов, а также твердого субстрата).

После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора и других сильных окислителей. При хлорировании уничтожаются патогенные микроорганизмы, а также патогенные бактерии, вирусы. В системах очистки сточных вод биологический метод является завершающим и после его применения сточные воды можно использовать в оборотном водоснабжении, либо сбрасывать в поверхностные водоемы.

В последнее время активно разрабатываются новые эффективные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод, в частности:

1. Мембранные методы очистки (ультрафильтры)

2. Магнитная обработка, позволяющая улучшить флотацию взвешенных частиц

3. Радиационная очистка воды, позволяющая в кротчайшие сроки повергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению

4. Озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы

5. Внедрение новых селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования.

Значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, которые смываются поверхностным стоком сельхозугодий. Для предотвращения попаданий стоков необходим следующий комплекс мероприятий:

1. Соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов.

2. Должна применяться очаговая и ленточная обработка пестицидами вместо сплошной.

3. Внесение удобрений в виде гранул и по возможности вместе с поливной водой

4. Заменить ядохимикаты биологическими способами защиты растений

Очень сложной является утилизация животноводческих стоков, губительно действующая на водные экосистемы. В последние годы наиболее экономичной признана технология, при которой вредные стоки с помощью центрифугирования разделяют на твердую и жидкую фракции. Твердая часть превращается в компост и её вывозят на поля, жидкая часть в концентрации до 18% проходит через реактор и превращается в гумус. При разложении органики выделяется метан, диоксид углерода и сероводород. Энергию этого биогаза можно использовать для производства тепла и энергии.

23.10.13. Экологические факторы среды и их действие.

Экологический фактор – это любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития. Фактор от латинского слова «делающий, производящий» движущая сила, причина какого – либо процесса, явления. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор специфичными приспособительными реакциями. Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории:

· факторы не живой природы (абиотические или абиогенные)

· факторы живой природы (биотические или биогенные)

· антропогенные

Классификация экологических факторов среды (по И. Н. Пономарёвой 1975г).

Абиотические:

1. климатические: свет, температура, влага, движение воздуха, давление.

2. орографические: рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона.

3. эдафогенные (от греческого слова «эдафос» почва): механический состав, влагоёмкость, воздухопроницаемость, плотность.

4. химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов.

Биотические:

1. фитогенный: растительные организмы (воздействие растений)

2. зоогенные: животные (воздействие животных)

3. микробиогенные или микробогенные: вирусы, простейшие, бактерии (воздействие микробов)

4. антропогенные: деятельность человека

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают: физические, химические и эдофические.

Физические факторы – это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и т.д.). В качестве примера: температура если высокая, вызывает ожог, если низкая, то обморожение.

Химические факторы – это те, которые происходят от химического состава среды. В качестве примера: солёность воды.

Эдофические факторы (почвенные) – это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, то есть те для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений.

Хорошо известно влияние химических компонентов: температуры, влажности, структуры почв, содержание гумуса и т.п. на рост и развитие растений.

Не только абиотические факторы влияют на организмы. Организмы образуют сообщества, где им приходится бороться за пищевые ресурсы, за обладание определенными пастбищами или территорий охоты, то есть вступать в конкурентную борьбу между собой. При этом проявляются хищничества, паразитизм и другие сложные взаимоотношения, как на внутривидовом, так и особенно на межвидовом уровнях. Это уже факторы живой природы или биотические факторы.

Биотические факторы – это совокупность влияний, жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания, то есть существует способность самих организмов в определенной степени влиять на условия обитания. Примеры: в лесу под влиянием растительного покрова создается особый микроклимат или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой температурно – влажностный режим, в частности зимой здесь на несколько градусов теплее, летом прохладнее и влажнее. Особая микросреда создается также в дуплах, норах, пещерах. Условия микросреды под снежным покровом имеют уже чисто абиотическую природу, в результате действия снега, которая наиболее эффективна при его толщине от 50 до 70 см, примерно в пятисантиметровом слое живут зимой мелкие животные грызуны, так как температурные условия для них здесь очень благоприятны.

Внутривидовые взаимодействия между особями одного и того же вида складываются из группового и массового эффектов и внутривидовой конкуренции. Групповой и массовый эффекты обозначают объединение животных одного вида в группы по две или более особей, и эффект вызванный перенаселением среды. В настоящее время чаще всего эти эффекты называются демографическими факторами. Они характеризуют динамику численности и плотность групп организмов на популяционном уровне, в основе которой лежит внутривидовая конкуренция, которая отличается от межвидовой. Внутривидовая конкуренция проявляется в основном в территориальном поведении животных, которые защищают места своих гнездовий и известную площадь в округе (многие птицы и рыбы).

Межвидовые взаимоотношения более разнообразны. Два живущие рядом вида могут вообще никак не влиять друг на друга, могут влиять благоприятно или неблагоприятно.

Возможные типы комбинаций отражают различные виды взаимоотношений:

· нейтрализм: оба вида независимы и не оказывают никакого действия друг на друга

· конкуренция: каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное воздействие

· мутуализм: виды не могут существовать друг без друга

· протокооперация (содружество): оба вида образуют сообщество, но могут существовать и раздельно, хотя сообщество приносит им обоим пользу

· коменсализм: один вид – коменсал, извлекает пользу из сожительства, а другой вид – хозяин не имеет никакой выгоды, возникает взаимная терпимость

· аменсализм: один вид – аменсал, испытывает от другого угнетение роста и размножение

· паразитизм: паразитический вид тормозит рост и размножение своего хозяина и даже может вызвать его гибель

· хищничество: хищный вид питается своей жертвой

Межвидовые отношения лежат в основе существования биотических сообществ – биоценозов.

Антропогенные факторы – это факторы порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду (это загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов и так далее).

Факторы, изменение которых во времени повторяется регулярно называются периодические. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические, то есть приливы, отливы, некоторые океанские течения. Факторы,возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника) называются непериодическими.

Подразделением факторов на периодические и непериодические имеют очень важное значение при изучении приспособленности организмов к условиям жизни. Подразделение факторов на периодические и непериодические предложил ученый Мончатский.

Дата добавления: 2015-09-02