Охорона і раціональне використання поверхневих та підземних вод

Скачати реферат з екології у форматі doc:

1. Антропогенний вплив на гідросферу та його негативні наслідки
     Господарська діяльність людського суспільства, що посилюється з кожним роком, різко негативно впливає на гідросферу нашої планети. Цей негативний вплив проявляється у вигляді виснаження ненормованими водовідборами джерел водопостачання; порушення гідрологічного та гідрогеологічного режимів на значних територіях; забруднення і засмічення поверхневих та підземних вод.
     Розвиток людської цивілізації потребує все більшої й більшої кількості прісної води. У містах та інших населених пунктах залежно від ступеня благоустрою добові витрати води на побутові потреби досягають від 125 до 400 л на одну особу. Крім того, внаслідок неякісної водогінної системи губиться на шляху від водозаборів до споживачів величезна кількість води.
     Дуже велика кількість води іде на промислові потреби. Близько 50-80 % води, яка подається на зрошення, або надто швидко профільтровується через ґрунт, або стікає з полів, не зволожуючи коріння рослин, тобто використовується вкрай неефективно.
     Щоб вийти з скрутного становища, слід встановити режим суворої економії для споживання води, запровадити у виробництво та іригаційні роботи низьководоємкі технології, ввести замкнуті цикли водоспоживання - циркуляційне закриті системи, більш широко використовувати стічні води. Однак людство здебільшого іде шляхом найменшого опору, безоглядно збільшуючи відбір води з навколишнього середовища. Зовсім не береться до уваги, що, хоч вода належить до відновлюваних ресурсів, але якщо водовідбори перевищують здатність до відновлення поверхневих або підземних вод, це спричинює обміління й пересихання водотоків та водоймищ і до виснаження підземних водоносних горизонтів. Суттєво порушує гідрологічний режим водотоків видобуток з їхніх русел піску.
     До погіршення гідрологічного, гідрогеологічного та кліматичного режиму цілих регіонів призводить також нераціональне екстенсивне ведення сільського господарства. Прагнучи розорати і використати під сільськогосподарські угіддя якомога більше площ, здійснюють спрямлення русел річок, проводять широкомасштабні осушувальні меліоративні роботи, які супроводжуються значним пониженням рівня підґрунтових вод, осушуванням річкових заплав та боліт. При цьому забувають, що болота виконують незамінну роль у природній рівновазі, є регуляторами річкового стоку, накопичуючи надлишок вологи під час повеней і віддаючи його поступово під час посушливого періоду.
     Бездумне осушення боліт порушує динамічну рівновагу екосистем на величезних площах, призводить до обезводнювання цілих районів, заливні луки перетворюються на безплідні солончаки, висохлі торфовища розвіюються вітрами, позбавляються ґрунтової вологи орні землі, погіршується стан і родючість ґрунтів, гинуть молоді лісонасадження, зріджується трав'яний покрив, погіршується стан водотоків та водоймищ, скорочується кількість цінних видів місцевої фауни. Особливо погано впливає подібна осушувальна меліорація на водність малих річок. Осушення боліт і заболочених земель на водозаборах малих річок веде до зменшення їхнього стоку на 30-40 % і більше, що зумовлює обміління і навіть повне пересихання їх. 
     Так само до негативних наслідків призводить і надмірне зрошування полів у посушливих зонах, що обумовлює розчинення у підґрунті солей лужних металів, які внаслідок інсоляції поступають у ґрунт і засолюють його при інтенсивному випаровуванні ґрунтової вологи.
     Багато шкоди завдають навколишньому середовищу і людському суспільству численні водоймища, які необачно були створені на рівнинних річках, зокрема в Україні (на Дніпрі, Дністрі, Південному Бузі тощо). Внаслідок цього були затоплені величезні площі родючих земель, на місці яких виникли мілководні басейни з гнилою водою, переповненою мікроскопічними синьозеленими водоростями. Відмираючи у колосальних кількостях, ці водорості отруюють воду шкідливими продуктами свого розкладу, риба гине, вода у водоймищах стає непридатною не лише для пиття, але й для технічних потреб. Створення Дніпровського каскаду водосховищ викликало підняття рівня підґрунтових вод у широких прибережних смугах і призвело до підтоплення сотень й тисяч населених пунктів та промислових об'єктів. У зонах водосховищ активізувалися зсуви та обвали берегів, засмічуються ґрунти, забруднюються підземні води, погіршуються санітарні умови.
     До найбільш небезпечних видів негативного антропогенного впливу на гідросферу Землі належить забруднення та засмічення поверхневих і підземних вод відходами господарської діяльності. Під забрудненням води розуміють викликані антропогенною діяльністю зміни її фізичних, хімічних та біохімічних властивостей у порівнянні з природним станом, які роблять воду частково або цілком непридатною для використання. Забруднення підземних вод відбувається внаслідок просочування вглиб гірських порід з поверхні землі рідких відходів виробництва та забруднених атмосферних опадів. У підземні водоносні горизонти полютанти надходять шляхом: а) фільтрації рідких стоків підприємств та атмосферних опадів, що промивають тверді відходи; б) фільтрації з полів, зрошуваних забрудненими стічними водами та оброблюваних отрутохімікатами і хімдобривами; в) проникнення через колодязі, свердловини та карстові порожнини; г) бокової та вертикальної фільтрації забруднених річкових і озерних вод; д) інфільтрації забруднених атмосферних опадів.
 
2.Стадії, види та джерела забруднення поверхневих і підземних вод.
     Розрізняють три стадії забруднення природних вод.
     Початкова стадія. Концентрація полютантів (забруднювачів) у воді вища за фонову, але менша за ГДК (гранично допустимої концентрації). Властивості води в межах норми. Зміни, що спостерігаються, не є перепоною для використання води для господарсько-питних потреб, але вказують на наявність джерела забруднення.
     Небезпечна стадія. Концентрація полютантів досягає ГДК або трохи перевищує її. Площа забрудненої ділянки (для підземних вод) становить 0,02-0,5 км2.
     Дуже небезпечна стадія. Вміст полютантів значно (на порядок) перевищує ГДК. Площа забрудненої ділянки (для підземних вод) становить 0,5-1,0 км2 і більше. 
     До основних видів забруднення поверхневих та підземних вод належать: хімічне, бактеріальне, теплове і радіоактивне.
     Хімічне забруднення. Проявляється у збільшенні загальної мінералізації й концентрації макро- та мікрокомпонентів, появі у водах невластивих їм мінеральних сполук. Часто супроводжується появою запаху, забарвлення та підвищення температури.
     Бактеріальне (мікробне) забруднення. Полягає в появі у воді патогенних організмів, зокрема бактерій групи кишкової палички. Бактерії живуть від 30 до 400 діб, тому таке забруднення локалізується на порівняно невеликій ділянці і є тимчасовим.
     Теплове забруднення. Виявляється у підвищенні температури води. Його супроводжує зміна хімічного та газового складу води, зменшення кількості кисню, “цвітіння” води, збільшення вмісту в ній мікроорганізмів.
     Радіоактивне забруднення. Пов'язане з підвищенням у воді вмісту радіоактивних речовин. Через те що час напіврозпаду різних радіонуклідів триває від кількох годин до тисяч років, радіоактивне забруднення води є дуже стійким і може зберігатися тривалий час. Багато радіонуклідів сорбується гірськими породами і тому локалізуються. У відкритих водоймах вони осідають на дно.
     Потужним джерелом хімічного (як неорганічного, так і органічного) забруднення гідросфери є промислові підприємства Рідкі неочищені або погано очищені промислові стоки підприємств забруднюють поверхневі, а відтак і підземні води. Крім того, газопилові викиди промислових підприємств та ТЕС в атмосферу забруднюють дощову воду або осідають на рослинно-грунтовому покриві й також стають причиною забруднення поверхневих та підземних вод. Забруднюються і води, що фільтрується крізь товщу промислових відходів. Щорічно при спалюванні вуглецевого палива в атмосферу надходить до 150 млн т оксиду сірки (IV). Сполучаючись з водою атмосфери, ця сполука утворює сірчану кислоту і зумовлює появу кислотних дощів, які не лише згубно впливають на наземну рослинність, а й суттєво погіршують стан водоймищ та водотоків.
     При рН = 7,0 зменшується вміст кальцію у воді, гинуть ікринки окремих земноводних; при рН = 6,0 - гинуть молюски, прісноводні креветки, ікра всіх земноводних; при рН = 6,0-5,5 з донних відкладів починається вилуговування отруйних металів: алюмінію, ртуті, свинцю, кадмію, олова, берилію, нікелю тощо і внаслідок цього швидко зменшуються видовий склад та кількість водних організмів. Коли рН досягає 4,5, в озері чи річці не залишається нічого живого, крім анаеробних бактерій, які виділяють вуглекислий газ, метан та сірководень.
     Інтенсивно забруднюються поверхневі та підземні води при розвідці та збагачуванні корисних копалин. Свердловини та гірничі виробки нерідко порушують суцільність водотривких шарів і внаслідок цього – ізольованість водоносних горизонтів. Шахтні, рудничні води й супутні води нафтових та газових родовищ часто мають підвищену мінералізацію і містять великі кількості полютантів. Скидання таких вод на земну поверхню призводить до забруднення поверхневих, підґрунтових та близьких до поверхні міжпластових вод. Крім того, в свердловинах може відбуватися перетікання мінералізованих вод і нафти в горизонти з чистою питною водою. При розробці уранових родовищ крім хімічного відбувається радіоактивне забруднення навколишніх поверхневих та підземних вод. Джерелами радіоактивного забруднення води виступають також атомні електростанції, небезпечний вплив яких різко зростає при аваріях.
     У місцях видобутку та збагачення корисних копалин часто накопичуються потужні відвали гірських порід, збагачених піднятими з глибин Землі і шкідливими для живих організмів хімічними елементами та сполуками, які згодом розмиваються атмосферними опадами і потрапляють у поверхневі, а згодом і у приповерхневі підземні води. Особливо небезпечними для людини є важкі метали. 
     До головних джерел хімічного та бактеріологічного забруднення гідросфери належить також сучасне сільське господарство, в якому широкомасштабно застосовуються отрутохімікати (пестициди) для боротьби з шкідниками та мінеральні добрива. Особливо небезпечною виявляється хімізація сільського господарства при порушеннях технологічних норм зберігання та застосування хімічних речовин. Найбільш поширеними групами пестицидів є гербіциди, що вживаються для боротьби з бур'янами, інсектициди - препарати для знищення шкідливих комах у сільськогосподарських культурах та фунгіциди - засоби проти грибних захворювань рослин. Ще більше поступає в ґрунт мінеральних добрив. При розмиванні дощовими водами шкідливі хімічні речовини інфільтруються у ґрунт і підґрунтя, забруднюють підґрунтові води, змиваються у поверхневі водоймища та водотоки. Деякі пестициди дуже стійкі і зберігаються у ґрунті понад 10 років.
     Забруднення отрутохімікатами та мінеральними добривами пверхневих вод відбувається кількома шляхами. Вони потрапляють у воду при змиві з рослинно-грунтового покриву, при обприскуванні та обпиленні ланів отрутохімікатами та при надходженні у водоймища забруднених підґрунтових вод. Забруднення вод добривами та пестицидами особливо небезпечне своєю повсюдністю. Забруднення води пестицидами понад гранично допустимі норми особливо поширене в районах з постійним застосуванням зрошування. 
     Крім хімічного неорганічного забруднення природних вод, сільське господарство сприяє їхньому органічному та бактеріальному забрудненню. Збагачені органікою та хвороботворними бактеріями тваринницькі стоки безперешкодно потрапляють у поверхневі та підземні води. Евтрофікація водоймищ, коли збільшення у водоймищах біогенних речовин, зокрема тих, що містять багато азоту і фосфору, порушує в них нормальний біологічний кругообіг, викликає загнивання їх, зменшення вмісту кисню і зрештою – загибель водних організмів. Бактеріальне забруднення поверхневих та підземних вод спричинює спалахи епідемій важких інфекційних хвороб.
Не менш небезпечними є побутові комунальні стоки, які в недостатньо очищеному або й зовсім неочищенному стані поступають з населених пунктів у річки, озера, моря та на поля фільтрації. Крім різноманітних хімічних шкідливих речовин ці стоки містять збудників різноманітних інфекційних захворювань, таких як паратиф, дизентерія, вірусний гепатит, туляремія тощо.
     Останнім часом у побутові стоки все більше потрапляє дуже шкідливих синтетичних мийних речовин. Навіть незначна кількість їхніх домішок викликає неприємний смак і запах води, а утворення піни на поверхні відкритих водоймищ утруднює доступ атмосферного кисню і веде до замору і загибелі водяних організмів.
     Одним із суттєвих джерел забруднення гідросфери є водний (й частково наземний) транспорт. Особливо великої шкоди завдають їй танкери, що доставляють нафту водним шляхом у різні пункти земної кулі. При аваріях, ремонтах та очистці їх величезна кількість нафтопродуктів потрапляє у воду морів та океанів, викликаючи справжні екологічні катастрофи й масову загибель морських мешканців. Крім того, у воду в значних кількостях потрапляє бензин, гас, мазут, мастильні речовини і різне сміття з кораблів та моторних човнів, щo заполонили весь Світовий океан, стан забрудненості якого погіршується з кожним роком.
     Велику небезпеку для річок становить сплав лісу розсипом, особливо заздалегідь обробленого сильнодіючими отрутохімікатами, що застосовуються в лісовій промисловості для обробки необкорованої деревини. Вода стає непридатною для споживання і життя у ній. Крім того, при сплаві розсипом багато деревини тоне і загниває на дні, що також призводить до пригнічення життєдіяльності і вимирання водяних організмів. 
 
 
3. Самоочищення води в природі
     Забрудненню поверхневих та підземних вод протидіють здатність водних екосистем до самоочищення та процеси природного очищення води під час її кругообігу в атмосфері, літосфері та гідросфері. У водних екосистемах самоочищення відбувається головним чином завдяки життєдіяльності бактерій, водяних рослин та безхребетних тварин. Серед численних факторів самоочищення водойм виділяють фізичні, хімічні та біологічні. До перших відносять розчинення, розведення, перемішування, осідання забруднень, що надходять у водойму. Знезаражування води відбувається під дією ультрафіолетових променів, що згубно діють на бактерії, спори і віруси. До хімічних факторів належить окислення органічних і мінеральних речовин. Про ступінь хімічного самоочищення води свідчать зміни вмісту легкоокислювальних органічних речовин, які визначаються за біохімічною потребою кисню, або зміною загального вмісту органіки, що визначаються за хімічною потребою кисню.
     Очищенню води від мікрофлори сприяють деякі хімічні речовини, які крім патогенних бактерій і вірусів можуть згубно вплинути і на ті мікроорганізми, які сприяють самоочищенню водойм. У процесах самоочищення беруть участь водорості та представники тваринного світу - молюски, амеби тощо.
     Хімічне забруднення водойм несприятливе для процесів самоочищення, бо гальмує процеси окислення, викликає відмирання мікроорганізмів. Негативний вплив на здатність водойм до самоочищення мають біогенні хімічні сполуки, що надходять з добривами, скидання термальних вод теплоелектростанцій. Розклад нафтопродуктів у водоймах сприяє зростанню бактеріальної флори, збільшенню вмісту розчинних органічних речовин, зокрема таких токсичних, як феноли, нафтоли, ароматичні сполуки.
     Швидкість самоочищення водних екосистем залежить як від характеру самої екосистеми, так і від особливостей і вмісту полютантів. Якщо забруднення води перевищує гранично допустиму межу, регенераційні механізми екосистеми руйнуються, самоочищення припиняється і екосистема гине. 
 
 4. Принципи раціонального використання водних ресурсів
     Для того щоб уберегти гідросферу нашої планети від остаточного забруднення і вичерпання, необхідно повсюдно перейти до раціонального використання водних ресурсів. Раціональне водокористування повинне базуватися на трьох основних принципах: суворій економії водовитрат; ефективному очищенні стічних вод; санітарній охороні поверхневих та підземних вод від забруднення та виснаження.
     Широкомасштабне застосування на виробництвах замкнених циклів водокористування, заміна на підприємствах існуючих водоємких технологій на більш прогресивні маловодоємкі, вдосконалення технології іригаційних робіт, ефективне очищення і широке використання для зрошування та для виробництва стічних вод, заміна старої аварійної водогінної системи водопостачання населених пунктів на сучасну більш надійну, повсюдне встановлення у водокористувачів лічильників, заміна дотеперішньої суто номінальної плати за воду досить високою платою, що відповідає її реальній цінності, все це дасть змогу різко скоротити обсяги використання води для господарських та побутових потреб.
     У багатьох розвинутих країнах очищені стічні води широко використовуються для господарських потреб. Отже, дуже перспективним є створення в територіально-виробничих комплексах замкнених систем водокористування.
5. Очищення стічних вод
     Стічні води є головним джерелом забруднення гідросфери. Тому одним з основних напрямів боротьби з забрудненням поверхневих та підземних вод є очищення стічних вод. Методи, що застосовуються для цього, поділяються на три групи: механічні, фізико-хімічні та біологічні.
     Методи механічного очищення полягають у механічному вилученні із стічних вод грубодисперсних нерозчинних домішок шляхом проціджування, відстоювання та фільтрування. Використовуючи фізико-хімічні методи, у забруднену воду вводять реагенти, які сприяють більш повному виділенню нерозчинних сполук, переводу розчинних сполук у нерозчинні або перетворенню шкідливих сполук у нешкідливі. Біологічні методи очищення базуються на життєдіяльності мікроорганізмів, які сприяють окисленню або відновленню органічних речовин, що перебувають у стічних водах у вигляді суспензій, колоїдів та розчинів і є для мікроорганізмів джерелом харчування. Механічне очищення забезпечує розділення рідкої і твердої фаз. Рідка фаза стічних вод піддається біологічному очищенню, природному або штучному. Перше здійснюється на полях фільтрації, полях зрошення, біологічних ставках тощо. Друге пов'язане із застосуванням біологічних фільтрів, аеротенків (великих резервуарів, у яких стічні води продувають потоком повітряних бульбашок і очищають активним, штучно створеним мулом). Такі системи здатні очищати сотні тисяч кубічних метрів стічних вод за добу. Ця вода може повторно використовуватись для промислового водопостачання, зрошення.
     Специфічні властивості радіоактивних відходів вимагають застосування спеціальних методів переробки (концентрування відходів або максимального розсіювання їх у навколишньому середовищі так, щоб не перевищити при цьому ГДК радіоактивних ізотопів). Концентрування можна застосовувати до стічних вод з високим рівнем радіоактивності і з великим періодом напіврозпаду радіонуклідів. Після концентрування радіоактивні відходи зберігають у спеціальних резервуарах або переводять у твердий стан.
     Засоби очищення радіоактивних стічних вод поділяються на фізико-хімічні (осадження, коагулювання, сорбція, іонообмін, екстрагування, випаровування, дистиляція), електролітичні (електроліз, електродіаліз) та біологічні. Під час очищення радіоактивних стоків методом осаджування до них додають у достатній кількості нерадіоактивний ізотоп цього елемента Метод коагулювання з наступним осадженням застосовують при наявності у воді радіоактивних колоїдів. 
     Методи біологічної очистки використовують для обробки побутових стічних вод, що містять невеликі кількості радіоактивних речовин. Цей метод базується на здатності радіоізотопів сорбуватися на завислих частинках речовин і вибірково біологічно засвоюватися біоценозами.
     При очищенні природних та стічних вод особливу увагу приділяють знешкодженню пестицидів, що є дуже токсичними речовинами. Для цього застосовують методи коагулювання, окислення хлором, озонування та сорбції активованим вугіллям.
     З евтрофікацією водойм борються шляхом видалення з води азоту й фосфору, що викликають біологічну активність водних організмів, а також збільшенням у воді кисню за допомогою аераційних пристроїв.
 
 
6. Контроль за станом водного середовища і організація його охорони
     Турбота про стан прісних вод на планеті стимулювала започаткування в 1977 р. робіт за міжнародною програмою UNEP/Water (United Nation Environment Protection - Охорона навколишнього середовища ООН), яка передбачає моніторинг забруднень води в системі глобального моніторингу навколишнього середовища - GEMS (Global Environment Monitoring System). Система базується на 344 станціях, з яких 240 - на ріках, 43 - на озерах і 61 - на джерелах підземних вод. Якість води визначається характеристикою 50 замірів води, включаючи фенольні колі-форми, біохімічну потребу кисню (ВПК), нітрати, фосфор, зважені у воді частинки, важкі метали, органічні мікрозабруднювачі, кислотність (рН), солоність.
     Станції розташовано так, щоб збирати дані з незабрудненого гідрохімічного фону і біля промислових та урбанізованих територій, де води забруднені. Ці дані акумулюються в Канадському центрі континентальних вод (м. Барлінгтон, провінція Онтаріо) з метою вивчення стану забруднень і розробки світових стандартів чистої води. До системи UNEP/Water входять не всі великі озера і ріки світу. 
     Встановлено, що якість води за рівнем забруднень у різних країнах неоднакова. 
     Система UNEP/Water повинна допомогти слаборозвинутим країнам і країнам, що розвиваються, уникнути в процесі їх індустріалізації тих негативних явищ, що супроводжували науково-технічний прогрес у країнах Північної Америки і Західної Європи. Україна не входить до числа країн-учасниць програми GEMS/Water, тому потрібно або розробити власну державну комплексну програму охорони поверхневих та підземних вод, або підключитися до міжнародної.
 
 
7. Правова охорона водних ресурсів
     Відповідно до Водного кодексу України, водні об'єкти (води) становлять водний фонд, до якого входять ріки, озера, водосховища інші поверхневі водойми і водні джерела, води каналів і ставків; підземні води; внутрішні моря та інші внутрішні морські води; територіальні води.
     Оскільки один і той же водний об'єкт може використовуватись для різноманітних потреб промисловості, сільського, рибного господарства, транспорту, в законодавстві встановлений принцип npіоритету питтєвого і побутового водокористування. Це означає, що питтєві і побутові потреби задовольняються в першу чергу, для цих потреб надаються водні об'єкти, якість яких відповідає встановленим санітарним вимогам. Водні об'єкти надаються у користування при дотриманні встановлених законом вимог і умов для задоволення питтєвих, побутових, лікувальних, курортних, оздоровчих та інших потреб населення.
     З метою охорони вод законодавство обмежує скидання у водні об'єкти виробничих і побутових відходів, забороняє забруднення вод отрутохімікатами та мінеральними добривами, передбачає необхідність встановлення округів і зон санітарної охорони та проведення інших водоохоронних міроприємств.
     На водокористувачів покладається обов'язок дбати про економне використання вод, відновлення та поліпшення їхньої якості. Вони повинні вживати заходи до повного припинення скидання у водні об'єкти неочищених і незнешкоджених стічних вод, ефективно використовувати очисні споруди.
     Всі води підлягають охороні від забруднення, засмічення і виснаження, бо ці процеси можуть заподіяти шкоду здоров'ю населення, зумовити зменшення рибних запасів, погіршення умов водокористування та інші шкідливі наслідки. 3 цією метою встановлюються зони (смуги) санітарної оборони зі спеціальним режимом, тобто території, на яких суворо обмежена господарська діяльність, що може шкідливо впливати на стан водних об'єктів.
Водне законодавство забороняє введення в експлуатацію нових і реконструйованих підприємств та інших об'єктів, не забезпечених очисними пристроями, які попереджають забруднення і засмічення вод та шкідливу дію їх.
     За забруднення, засмічення вод та інші порушення водного законодавства може наступати адміністративна, кримінальна або цивільна відповідальність. За самовільне поступання правом на водокористування, а також укладання інших угод, які в прямій або прихованій формі порушують право державної власності на води; самовільне захоплення водних об'єктів або самовільне водокористування; забруднення і засмічення вод; пошкодження водогосподарських споруд громадяни і службові особи караються штрафом. Кримінальна відповідальність, що передбачає позбавлення волі терміном до 5 років, встановлена за забруднення річок, озер та інших водних об'єктів неочищеними і незнешкодженими стічними водами, покидьками та відходами промислових і комунальних підприємств, що може, заподіяти шкоду здоров'ю людей, сільськогосподарському виробництву або рибним запасам, а також за забруднення моря речовинами, шкідливими для здоров'я людей чи для живих ресурсів моря або іншими відходами і матеріалами. Цивільна відповідальність полягає у відшкодуванні збитків, заподіяннях порушенням водного законодавства, які визначаються за спеціальною методикою.
 
Список використаної літератури
1. Г.О. Бачинський. Основи соціо-екології. Київ “Вища школа”, 1995р.
 
Скачати реферат з екології у форматі doc:

Види навчальних матеріалів: 
Оцінка: 
0
No votes yet