Vandens tarša yra rimta Žemės ekologijos problema. Ir tai turėtų būti sprendžiama tiek dideliu mastu - valstybių ir įmonių lygmeniu, tiek mažu mastu - kiekvieno žmogaus lygmeniu. Juk nepamirškite, kad atsakomybė už Ramiojo vandenyno šiukšlių pleistrą gula ant visų tų, kurie nemeta šiukšlių į šiukšlių dėžę, sąžinės.
Buitinėse nuotekose dažnai yra sintetinių ploviklių, kurie patenka į upes ir jūras. Neorganinių medžiagų sankaupos veikia vandens gyvybes, mažina deguonies kiekį vandenyje, todėl susidaro vadinamosios „negyvos zonos“, kurių pasaulyje jau yra apie 400.
Gana dažnai pramoninės nuotekos, kuriose yra neorganinių ir organinių atliekų, patenka į upes ir jūras. Kasmet į vandens šaltinius patenka tūkstančiai cheminių medžiagų, kurių poveikis aplinkai iš anksto nežinomas. Daugelis jų yra nauji junginiai. Nors pramoninės nuotekos daugeliu atvejų iš anksto išvalomos, jose vis tiek yra sunkiai aptinkamų toksinių medžiagų.
rūgštūs lietūs
Rūgštus lietus atsiranda dėl išmetamųjų dujų, kurias į atmosferą išleidžia metalurgijos įmonės, šiluminės elektrinės, naftos perdirbimo įmonės, taip pat kitos pramonės įmonės ir kelių transportas. Šiose dujose yra sieros ir azoto oksidų, kurie, susijungę su oro drėgme ir deguonimi, sudaro sieros ir azoto rūgštis. Tada šios rūgštys nukrenta ant žemės, kartais už šimtų kilometrų nuo oro taršos šaltinio. Tokiose šalyse kaip Kanada, JAV, Vokietija tūkstančiai upių ir ežerų liko be augmenijos ir žuvies.
kietosios atliekos
Jei vandenyje yra daug skendinčių kietųjų dalelių, jos daro jį nepermatomą saulės šviesai ir taip trukdo fotosintezės procesui vandens baseinuose. Tai savo ruožtu sukelia maisto grandinės sutrikimus tokiuose telkiniuose. Be to, dėl kietųjų atliekų dumblėja upės ir laivybos kanalai, todėl reikia dažnai gilinti.
alyvos nuotėkis
Vien JAV kasmet išsilieja apie 13 000 naftos. Kasmet į jūros vandenį patenka iki 12 milijonų tonų naftos. Didžiojoje Britanijoje kasmet į kanalizaciją išpilama daugiau nei 1 mln. tonų panaudotos variklinės alyvos.
Į jūros vandenį išsiliejusi nafta turi daug neigiamų padarinių jūros gyvūnijai. Pirmiausia paukščiai žūva: skęsta, perkaista saulėje ar netekę maisto. Aliejus apakina vandenyje gyvenančius gyvūnus – ruonius, ruonius. Tai sumažina šviesos prasiskverbimą į uždarus vandens telkinius ir gali padidinti vandens temperatūrą.
Neaiškūs šaltiniai
Dažnai sunku nustatyti vandens taršos šaltinį – tai gali būti neleistinas įmonės kenksmingų medžiagų išleidimas arba tarša dėl žemės ūkio ar pramonės veiklos. Dėl to vanduo užteršiamas nitratais, fosfatais, toksiškais sunkiųjų metalų jonais ir pesticidais.
Terminių vandenų tarša
Terminio vandens taršą sukelia šiluminės ar atominės elektrinės. Šiluminė tarša į aplinkinius vandens telkinius patenka aušinimo nuotekomis. Dėl to šiuose rezervuaruose kylant vandens temperatūrai paspartėja kai kurie biocheminiai procesai juose, taip pat sumažėja vandenyje ištirpusio deguonies kiekis. Pažeidžiami smulkiai subalansuoti įvairių organizmų dauginimosi ciklai. Šiluminės taršos sąlygomis, kaip taisyklė, stipriai auga dumbliai, tačiau išnyksta kiti vandenyje gyvenantys organizmai.
Jei jums patiko ši medžiaga, mes siūlome jums geriausių mūsų svetainės medžiagų pasirinkimą, pasak mūsų skaitytojų. Čia galite rasti TOP įdomių faktų ir svarbių naujienų iš viso pasaulio ir apie įvairius svarbius įvykius ten, kur jums patogiausiaKaip žmogus teršia hidrosferą, sužinosite iš šio straipsnio.
Kaip žmonės teršia vandenį?
Hidrosfera yra vandens aplinka, apimanti požeminius ir paviršinius vandenis. Šiandien žmogaus veikla sukėlė didžiulę vandens taršą.
Pagrindinės taršos rūšys:
- Tarša naftos produktais ir nafta. Naftos dėmės neleidžia saulės šviesai patekti į vandens stulpelį ir sulėtina fotosintezės procesą.
- Nuotekų tarša dėl mineralinio ir organinio dirvožemio tręšimo bei pramoninės gamybos. Dumbliai vandens telkiniuose pradeda aktyviai daugintis ir veda prie kitų ekosistemų užpelkėjimo ir žūties.
- Užteršimas sunkiųjų metalų jonais.
- Rūgštūs lietūs.
- radioaktyvioji tarša.
- Šiluminė tarša. Atominių elektrinių ir šiluminių elektrinių emisijos prisideda prie melsvadumblių vystymosi ir vandens žydėjimo.
- mechaninė tarša.
- Biologinė ir bakterinė tarša prisideda prie patogeninių organizmų ir grybų vystymosi.
Kaip žmogus teršia vandenyną ir jūras?
Kasmet į vandenyną patenka daugiau nei 10 milijonų tonų naftos. Šiandien apie 20% jos ploto yra padengta alyvos plėvele. Ypač aktuali taršos pramoninėmis ir buitinėmis atliekomis problema. Dažnai jūrų gyventojai praryja plastiką, maišelius ir miršta arba uždusti, arba nuo to, kad ši šiukšlė įstrigo kūne. Didelė grėsmė aplinkai vandenynams ir jūroms yra žmonių užkasamas radioaktyviąsias atliekas ir radioaktyviųjų skystųjų atliekų išmetimas.
Kaip žmonės teršia upes ir ežerus?
Žmonių pramoninės veiklos metu į ežerų ir upių vandenis patenka daug naftos produktų, nuotekų, radioaktyvių skystų medžiagų. Pesticidai yra ypač pavojingi. Patekę į vandenį jie akimirksniu išsisklaido ir pasiekia didžiausią koncentracijos laipsnį. Branduolinio kuro atliekos ir ginklams tinkamas plutonis naikina šių vandens telkinių fauną.
Kaip žmonės teršia požeminį vandenį?
Jie labai kenčia nuo naftos telkinių, filtravimo telkinių, kasybos pramonės, šlako akumuliatorių, cheminių trąšų ir atliekų saugyklų, metalurgijos gamyklų sąvartynų, kanalizacijos. Dėl to gruntinis vanduo užterštas fenoliais, variu, cinku, naftos produktais, nikeliu, gyvsidabriu, sulfatais, chloridais.
Tikimės, kad iš šio straipsnio sužinojote, kaip žmogus teršia vandenį.
Durakhanovas Suna Dzhalalovna
Mūsų mini tyrimo tikslai yra šie:
Mūsų kaimo apylinkėse esančių vandens objektų būklės analizė;
Neracionalaus vandens naudojimo priežasčių nustatymas;
Galimi situacijos ištaisymo būdai.
Parsisiųsti:
Peržiūra:
PASAULINĖ VANDENS DIENA
TYRIMAI
NUOTEKŲ TARŠA:
PROBLEMOS SPRENDIMO BŪDAI
Užbaigė: Durakhanova Suna Dzhalalovna,
studentas 9 a klasės Mikrahskajos vidurinė mokykla
Dagestano Dokuzparinsky rajonas
Vadovas: Radjabovas Ruslanas Radjabovičius,
biologijos mokytojas Mikracho vidurinėje mokykloje
2012 metai
TRUMPA SANTRAUKA
Kalbėti apie vandens vertę ir reikšmę visai gyvybei Žemėje yra beprasmiška, visi tai žino. Tačiau net ir suvokdami vandens vaidmens svarbą gyvenime, žmonės ir toliau eksploatuoja vandens telkinius, negrįžtamai keisdami savo natūralų režimą išmetimais ir atliekomis. Be to, daugeliui gyvų būtybių vanduo taip pat tarnauja kaip buveinė. Vanduo yra labai svarbus pramoninėje ir žemės ūkio gamyboje. Gerai žinoma, kad ji reikalinga kasdieniams žmogaus, visų augalų ir gyvūnų poreikiams. Vandens naudojimo problemas vis labiau apsunkina gyventojų skaičiaus augimas, žemės ūkio intensyvėjimas, žymus drėkinamos žemės plotų išplėtimas, kultūros ir gyvenimo sąlygų gerėjimas bei daugybė kitų veiksnių. Vandens poreikis yra didžiulis ir kasmet didėja. Didžioji dalis vandens panaudojus buitinėms reikmėms nuotekų pavidalu grąžinama į upes.
TIKSLAI
Mūsų mini tyrimo tikslai yra šie:
- mūsų kaimo apylinkėse esančių vandens telkinių būklės analizė;
- neracionalaus vandens naudojimo priežasčių nustatymas;
- galimi situacijos ištaisymo būdai.
1. VANDENS VARTOJIMO DIDĖJIMAS
Mūsų skaičiavimais, apie 70% viso vandens suvartojama žemės ūkyje. Nemažai vandens sunaudojama buitinėms gyventojų reikmėms. Didžioji dalis vandens panaudojus buitinėms reikmėms nuotekų pavidalu grąžinama į upes.
Gėlo vandens trūkumas jau tampa pasauline problema. Tačiau kalnuotuose ir priekalnių regionuose, įskaitant ir mūsų regioną, ši problema nepastebima. Pirma, todėl, kad mūsų gamta yra gana dosni šaltiniais, upeliais, mažomis upėmis ir kitais gėlo vandens šaltiniais. Antra, jų atsargos neišsenka, nes maitinasi atmosferos krituliai, kurių čia iškrenta gausiai, o vasarą – ledynai. Tačiau turėti nereiškia, kad su šia neįkainojama gamtos dovana turėtume elgtis neapgalvotai, o ne dalykiškai.
Anksčiau visai šeimai iš kelių žmonių visai dienai pakakdavo vos kelių ąsočių vandens. Vanduo, kaip ir jį atnešusių moterų darbas, buvo vertinamas. Dabar situacija pasikeitė. Pastaraisiais metais kiekvienas kaimo namų ūkis buvo aprūpintas vandeniu iš čiaupo. Buvo pastatytos pirtys, baseinai su motorinėmis transporto priemonėmis, kieme pastatytos plovyklos. Kasmet vandentiekio vamzdžių skersmuo didėja, tačiau vandens vartojimo kultūra mažėja. Beje, apsirūpinę vandens čiaupais, nedaug kas pagalvojo, kur tada nutekės šis vanduo. Dėl to ir taip neišvaizdūs keliai ir gatvės žiemą virsta ekstremalia čiuožykla, o vasarą pilna balų ir purvo. Mūsų krašte drėgmę mėgstančių kultūrų (pirmiausia kopūstų) plotai nuolat didėja. Dėl to žymiai padidėja vandens išteklių suvartojimas. Todėl, prasidėjus laistymo sezonui, nekontroliuojami laistymo vandens srautai keliais kanalais tiesiogine to žodžio prasme plūstels link žemės ūkio paskirties žemių. Išsitraukiant vandenį iš Chahichay upės aukštupio, jo netenkama tūkstančiuose hektarų dirbamos žemės. Dėl to kaime padaugėjo nuošliaužų ir potencialiai pavojingų vietovių.
Dramatiška situacija slypi ir tame, kad niekas nieko nedaro, kad išspręstų šią problemą. Priešingai, rajono ir vietos administracijoms gyventojų skundų nebuvimas ir piliečių aprūpinimas geriamuoju bei drėkinamuoju vandeniu yra labiau pasididžiavimas, o ne problema.
2. GALIMOS PASEKMĖS
Didėjant drėkinamų žemių plotui, didėja drenažo (nuotekų) kiekis. Jie susidaro dėl periodinio drėkinimo, kai yra vandens perteklius. Dideli kiekiai drenažo vandens išleidžiami į Chahichay ir Samur upes. Kita problema – dirvožemio išplovimas (gėlinimas). Tokiais atvejais didėja upių vandenų mineralizacija. Reikėtų nepamiršti, kad biogeninės medžiagos, pesticidai ir kiti cheminiai junginiai, darantys žalingą poveikį natūraliems vandenims, atliekami su drenažo vandeniu, kuris įteka į upes. Daugelis vandenyje esančių priemaišų yra natūralios ir patenka su lietumi arba požeminiu vandeniu. Kai kurie su žmogaus veikla susiję teršalai eina tuo pačiu keliu. Dūmai, pelenai ir pramoninės dujos kartu su lietumi krenta ant žemės; su trąšomis į dirvą patekę cheminiai junginiai ir nuotekos su gruntiniu vandeniu patenka į upes.
Didelės žmonių ir gyvūnų koncentracijos vietose natūralaus švaraus vandens dažniausiai neužtenka, ypač jei jis naudojamas nuotekoms surinkti ir išvežti toliau nuo gyvenviečių. Jei į dirvožemį nepatenka daug nuotekų, dirvožemio organizmai jas apdoroja, pakartotinai panaudodami maistines medžiagas, o jau švarus vanduo prasiskverbia į gretimus vandens telkinius. Bet jei nuotekos iš karto patenka į vandenį, jos pūva, o jų oksidacijai sunaudojamas deguonis. Sukuriamas vadinamasis biocheminis deguonies poreikis. Kuo didesnis šis poreikis, tuo mažiau deguonies lieka vandenyje gyviems mikroorganizmams, ypač žuvims ir dumbliams. Kartais dėl deguonies trūkumo miršta visi gyviai. Vanduo tampa biologiškai negyvas – jame lieka tik anaerobinės bakterijos; jie klesti be deguonies ir savo gyvenimo eigoje išskiria vandenilio sulfidą – nuodingas dujas, turinčias specifinį supuvusių kiaušinių kvapą. Jau negyvas vanduo įgauna puvimo kvapą ir tampa visiškai netinkamas žmonėms ir gyvūnams. Taip gali nutikti ir esant medžiagų, tokių kaip nitratai ir fosfatai, perteklius vandenyje; į vandenį jie patenka iš laukuose esančių žemės ūkio trąšų arba plovikliais užterštos nuotekų. Šios maistinės medžiagos skatina dumblių augimą, kurie pradeda vartoti daug deguonies, o kai jo tampa nepakankamai, jie žūva. Organinės atliekos, maistinės medžiagos tampa kliūtimi normaliam gėlo vandens ekologinių sistemų vystymuisi. Tačiau pastaraisiais metais ekologinės sistemos buvo bombarduojamos didžiuliais kiekiais absoliučiai svetimų medžiagų, nuo kurių jos nežino jokios apsaugos. Žemės ūkio pesticidai, metalai ir cheminės medžiagos iš pramoninių nuotekų sugebėjo patekti į vandens maisto grandinę su nenuspėjamomis pasekmėmis. Maisto grandinės viršuje esančios rūšys gali kaupti šias medžiagas pavojingu lygiu ir tapti dar labiau pažeidžiamos kitų žalingų poveikių.
3. PROBLEMOS SPRENDIMO BŪDAI
Užterštą vandenį galima išvalyti. Vandens ciklas, šis ilgas jo judėjimo kelias, susideda iš kelių etapų: išgaravimo, debesų susidarymo, kritulių, nutekėjimo į upelius ir upes ir vėl išgaravimo. Per visą savo kelią vanduo pats sugeba apsivalyti nuo į jį patenkančių teršalų – organinių medžiagų skilimo produktų, ištirpusių dujų ir mineralų bei skendinčių kietųjų dalelių. Tačiau užteršti baseinai (upės, ežerai ir kt.) atsigauna daug ilgiau. Begaliniame cikle vanduo arba sulaiko ir perneša daug ištirpusių ar suspenduotų medžiagų, arba iš jų išvalomas. Pramoninės emisijos ne tik užkemša, bet ir nuodija nuotekas. O brangių aparatų tokiems vandenims valyti kol kas nėra.
Norint išvalyti drenažo vandenį, būtina organizuoti jų demineralizaciją kartu išvalant nuo kenksmingų priemaišų.
Plėtojant drėkinimą, būtina pagrįsti vandenį taupančią drėkinimo technologiją, kuri prisideda prie staigaus tokio melioracijos efektyvumo padidėjimo. Tačiau iki šiol drėkinimo tinklo efektyvumas išlieka žemas, vandens nuostoliai sudaro apie 30% viso jo suvartojamo tūrio.
Esminis normalizuoto drėgmės naudojimo rezervas yra teisingas
įvairių žemės ūkio naudmenų drėkinimo būdų parinkimas ir racionalus naudojimas. Išsivysčiusiose šalyse vandens taupymui naudojamas laistymas purkštuvu, kuris leidžia sutaupyti beveik 50 % vandens.
Kad natūralios sistemos galėtų atsistatyti, pirmiausia reikia sustabdyti tolesnį atliekų tekėjimą į upes. Norint apsaugoti vandenį nuo taršos, būtina žinoti galimo žalingo taršos pobūdį ir intensyvumą esant tam tikroms koncentracijoms, o ypač vandens užterštumo leistinų koncentracijų (DLK) ribą. Pastarosios neturėtų būti viršytos, kad nebūtų pažeistos normalios kultūrinio ir buitinio vandens naudojimo sąlygos ir nebūtų pakenkta gyventojų, esančių pasroviui nuo nuotekų išleidimo vietos, sveikatai.
Nuotekų valymo įrenginiai yra įvairių tipų, priklausomai nuo pagrindinio nuotekų šalinimo būdo. Mechaniniu būdu netirpios priemaišos pašalinamos iš nuotekų per nusodintuvų ir įvairių rūšių gaudyklių sistemą. Praeityje šis metodas buvo plačiausias pritaikymas pramoninėms nuotekoms valyti. Cheminio metodo esmė slypi tame, kad į nuotekų valymo įrenginius įvedami reagentai. Jie reaguoja su ištirpusiais ir neištirpusiais teršalais ir prisideda prie jų nusodinimo į nuosėdas, iš kurių jie mechaniškai pašalinami. Tačiau šis metodas netinka nuotekoms, kuriose yra daug nevienalyčių teršalų, valyti.
Valant buitines nuotekas geriausius rezultatus duoda biologinis metodas. Šiuo atveju organinių teršalų mineralizacijai naudojami aerobiniai biologiniai procesai, atliekami mikroorganizmų pagalba. Biologinis metodas gali būti naudojamas tiek artimomis gamtinėms sąlygomis, tiek specialiuose biologinio valymo įrenginiuose.
4. NAUDOTOS LITERATŪROS SĄRAŠAS
1.Avakyanas A.B., Širokovas V.M. „Racionalus vandens išteklių naudojimas“. Jekaterinburgas: „Viktoras“, 1994 m.
2. Cherkinskiy S.N. Sanitarinės sąlygos nuotekoms išleisti į vandens telkinius.
Maskva: Stroyizdat, 1977 m.
Įvadas
1. Švaraus vandens problemos esmė
1.1 Gėlo vandens išteklių mažinimas
1.2 Vandens tarša buitinėmis, žemės ūkio ir pramonės nuotekomis
1.3 Terminių vandenų tarša
1.4 Vandenynų tarša nafta
1.5 Kita vandens tarša
2. Galimi sprendimai
2.1 Vandens valymas
2.2 Vandens perdirbimas
2.3 Sūrus vandens gėlinimas
Išvada
Naudotų šaltinių sąrašas
Priedas
ĮVADAS
Galbūt taip galima sakyti
asmens tikslas
yra
sunaikinti savo šeimą
iš anksto pagamintas gaublys
netinkamas gyventi.
J.-B. Lamarkas
Kadaise žmonės tenkinosi vandeniu, kurį rado upėse, ežeruose, upeliuose ir šuliniuose. Tačiau vystantis pramonei ir augant gyventojų skaičiui, atsirado būtinybė daug atidžiau tvarkyti vandens tiekimą, kad būtų išvengta žalos žmonių sveikatai ir aplinkai.
Anksčiau neišsenkantis išteklius – gėlas švarus vanduo – išsenka. Šiandien vandens, tinkamo gerti, pramoninei gamybai ir drėkinimui, trūksta daugelyje pasaulio šalių. Net ir dabar Rusijoje dėl vandens telkinių taršos dioksinais kasmet miršta 20 tūkst.
Mano pasirinkta tema dabar kaip niekad aktuali, nes jei ne mes, tai mūsų vaikai tikrai pajus visą antropogeninės aplinkos taršos poveikį. Tačiau laiku atpažinus problemą ir vadovautis jos sprendimo būdais, ekologinės katastrofos galima išvengti.
Šio darbo tikslas – susipažinti su švaraus vandens problema kaip pasauline aplinkosaugos problema. Didelis dėmesys bus skiriamas šios problemos priežastims, pasekmėms aplinkai ir galimiems sprendimo būdams.
1. Švaraus vandens problemos esmė
Tarp cheminių junginių, su kuriais žmogui tenka susidurti kasdieniame gyvenime, vanduo bene labiausiai pažįstamas ir tuo pačiu keisčiausias. Nuostabios jo savybės visada traukė mokslininkų dėmesį, o pastaraisiais metais, be to, tapo pretekstu įvairioms beveik mokslinėms spėlionėms. Vanduo nėra pasyvus tirpiklis, kaip paprastai manoma, jis yra aktyvi medžiaga molekulinėje biologijoje; kai jis užšąla, jis plečiasi, o ne traukiasi kaip dauguma skysčių ir pasiekia didžiausią tankį 4°C temperatūroje. Iki šiol nė vienas iš teoretikų, dirbančių su bendra skysčių teorija, nepriartėjo prie jos keistų savybių apibūdinimo.
Atskiro paminėjimo nusipelno silpni vandenilio ryšiai, kurių dėka vandens molekulės trumpam sudaro gana sudėtingas struktūras. 2004 m. Larso Petterssono ir jo kolegų iš Stokholmo universiteto mokslo straipsnis sukėlė daug triukšmo. Jame visų pirma buvo teigiama, kad kiekviena vandens molekulė yra sujungta vandeniliniais ryšiais su lygiai dviem kitais. Dėl to susidaro grandinės ir žiedai, kurių ilgis siekia šimtus molekulių. Būtent šiuo keliu tyrinėtojai tikisi rasti racionalų vandens keistumo paaiškinimą.
Tačiau mūsų planetos gyventojams vanduo pirmiausia nėra įdomus: be švaraus geriamojo vandens jie visi tiesiog išmirs, o jo prieinamumas bėgant metams tampa vis problemiškesnis. Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) duomenimis, šiuo metu 1,2 milijardo žmonių jo neturi reikiamu kiekiu, milijonai žmonių kasmet miršta nuo ligų, kurias sukelia vandenyje ištirpusios medžiagos. 2008 metų sausį Šveicarijoje vykusiame JT Pasaulio ekonomikos forumo metiniame susirinkime 2008 buvo įrodinėjama, kad iki 2025 metų daugiau nei pusės pasaulio šalių gyventojams trūks švaraus vandens, o iki 2050 metų – 75 proc.
Švaraus vandens problema kyla iš visų pusių: pavyzdžiui, mokslininkai teigia, kad per ateinančius 30 metų ledynų (vieno iš pagrindinių gėlo vandens atsargų Žemėje) tirpimas sukels stiprius daugelio didelių upių lygio šuolius. , pavyzdžiui, Brahmaputra, Gangas, Huang He, dėl kurių Pietryčių Azijoje pusantro milijardo žmonių gresia geriamojo vandens trūkumas. Tuo pačiu metu net ir dabar vandens srautas, pavyzdžiui, iš Geltonosios upės, yra toks didelis, kad periodiškai nepasiekia jūros.
1.1 Gėlo vandens kiekio mažinimasvandenyse
Gėlo vandens ištekliai egzistuoja dėl amžinojo vandens ciklo. Dėl garavimo susidaro milžiniškas vandens tūris, kuris per metus siekia 525 tūkst. km3. 86% šio kiekio patenka į sūrius Pasaulio vandenyno ir vidaus jūrų vandenis – Kaspijos, Aralo ir kt.; likusi dalis išgaruoja sausumoje, pusė iš jų yra dėl augalų pernešamos drėgmės. Kasmet išgaruoja apie 1250 mm storio vandens sluoksnis. Dalis jo su krituliais vėl patenka į vandenyną, o dalį vėjai nuneša į sausumą ir čia maitina upes ir ežerus, ledynus ir gruntinius vandenis. Natūralus distiliuotojas minta Saulės energija ir atima apie 20% šios energijos.
Tik 2% hidrosferos sudaro gėlas vanduo, tačiau jie nuolat atsinaujina. Atsinaujinimo greitis lemia žmonijos turimus išteklius. Didžioji dalis gėlo vandens (85%) yra susitelkę poliarinių zonų ir ledynų lede. Vandens apykaitos greitis čia yra mažesnis nei vandenyne ir yra 8000 metų. Paviršinis vanduo sausumoje atsinaujina apie 500 kartų greičiau nei vandenyne. Dar greičiau, maždaug per 10-12 dienų, upių vandenys atsinaujina. Gėlus upių vanduo turi didžiausią praktinę vertę žmonijai.
Upės visada buvo gėlo vandens šaltinis. Tačiau šiuolaikinėje eroje jie pradėjo vežti atliekas. Atliekos baseine teka upių vagomis į jūras ir vandenynus. Didžioji dalis panaudoto upių vandens nuotekų pavidalu grąžinama į upes ir rezervuarus. Iki šiol nuotekų valymo įrenginių augimas atsiliko nuo vandens suvartojimo augimo. Ir iš pirmo žvilgsnio tai yra blogio šaknis. Tiesą sakant, viskas yra daug rimčiau. Net ir taikant pažangiausią valymą, įskaitant biologinį valymą, visos ištirpusios neorganinės medžiagos ir iki 10% organinių teršalų lieka išvalytose nuotekose. Toks vanduo vėl gali tapti tinkamas vartoti tik pakartotinai praskiedus grynu natūraliu vandeniu. O čia žmogui svarbus absoliutaus nuotekų kiekio, net jei jos ir išvalytos, ir upių vandens tėkmės santykis.
Pasaulinis vandens balansas parodė, kad 2200 km vandens per metus išleidžiama visoms vandens rūšims. Beveik 20% pasaulio gėlo vandens išteklių naudojama nuotekoms skiesti. 2000 m. skaičiavimai, darant prielaidą, kad vandens suvartojimas sumažės, o valymas apims visas nuotekas, parodė, kad nuotekoms praskiesti kasmet vis tiek reikės 30-35 tūkst. km3 gėlo vandens. Tai reiškia, kad visos pasaulio upės tėkmės ištekliai bus beveik išnaudoti, o daugelyje pasaulio vietų jie jau išnaudoti. Juk 1 km3 išvalytų nuotekų „sugadina“ 10 km3 upės vandens, o nevalytų – 3–5 kartus daugiau. Gėlo vandens kiekis nemažėja, tačiau jo kokybė smarkiai krenta, jis tampa netinkamas vartoti.
Žmonija turės pakeisti vandens naudojimo strategiją. Būtinybė verčia mus atskirti antropogeninį vandens ciklą nuo natūralaus. Praktiškai tai reiškia perėjimą prie recirkuliacinio vandens tiekimo, prie mažai vandens ar mažai atliekų, o po to prie „sausos“ arba be atliekų technologijos, kartu su staigiu vandens suvartojimo ir išvalytų nuotekų kiekio sumažėjimu. .
Gėlo vandens atsargos gali būti didelės. Tačiau bet kurioje pasaulio vietoje jie gali išeikvoti dėl netvaraus vandens naudojimo ar taršos. Tokių vietų daugėja, apimančių ištisas geografines sritis. Vandens poreikio nepatenkina 20 % pasaulio miestų ir 75 % kaimo gyventojų. Suvartoto vandens kiekis priklauso nuo regiono ir gyvenimo lygio ir svyruoja nuo 3 iki 700 litrų per dieną vienam žmogui.
Vandens suvartojimas pramonėje taip pat priklauso nuo vietovės ekonominės plėtros. Pavyzdžiui, Kanadoje pramonė sunaudoja 84% viso vandens suvartojimo, o Indijoje - 1%. Daug vandens sunaudoja plieno, chemijos, naftos chemijos, celiuliozės ir popieriaus bei maisto pramonės šakos. Jie sunaudoja beveik 70% viso pramonėje naudojamo vandens (žr. priedą). Vidutiniškai pramonė suvartoja apie 20% viso pasaulyje suvartojamo vandens. Pagrindinis gėlo vandens vartotojas yra žemės ūkis: jo reikmėms sunaudojama 70-80% viso gėlo vandens. Drėkinama žemės ūkis užima tik 15-17% žemės ūkio paskirties žemės ploto ir sudaro pusę visos produkcijos. Beveik 70% pasaulio medvilnės pasėlių yra palaikoma drėkinant.
Bendras NVS (SSRS) upių nuotėkis per metus yra 4720 km. Tačiau vandens ištekliai pasiskirstę itin netolygiai. Labiausiai apgyvendintuose regionuose, kuriuose gyvena iki 80% pramonės produkcijos ir yra 90% žemės ūkiui tinkamos žemės, vandens išteklių dalis sudaro tik 20%. Daugelis šalies dalių nėra pakankamai aprūpintos vandeniu. Tai yra NVS europinės dalies pietuose ir pietryčiuose, Kaspijos žemumos, Vakarų Sibiro ir Kazachstano pietuose bei kai kurie kiti Vidurinės Azijos regionai, Užbaikalės pietuose, Centrinė Jakutija. Geriausiai vandeniu aprūpina šiauriniai NVS regionai, Baltijos šalys, kalnuoti Kaukazo regionai, Centrinė Azija, Sajanų kalnai ir Tolimieji Rytai.
Upių tėkmė skiriasi priklausomai nuo klimato svyravimų. Žmogaus įsikišimas į natūralius procesus jau paveikė upių nuotėkį. Žemės ūkyje didžioji vandens dalis negrąžinama į upes, o išleidžiama garavimui ir augalų masės formavimuisi, nes fotosintezės metu vandenilis iš vandens molekulių pereina į organinius junginius. Nevienodai ištisus metus upių tėkmės reguliavimui pastatyta 1500 telkinių (jie reguliuoja iki 9 % bendro debito). Tolimųjų Rytų, Sibiro ir europinės šalies dalies šiaurės upių nuotėkis dar nebuvo paveiktas žmogaus ūkinės veiklos. Tačiau labiausiai apgyvendintose vietovėse jis sumažėjo 8%, o prie tokių upių kaip Terekas, Donas, Dniesteris ir Uralas - 11-20%. Vandens nuotėkis Volgoje, Syr Darjoje ir Amudarjoje pastebimai sumažėjo. Dėl to vandens įtekėjimas į Azovo jūrą sumažėjo 23%, į Aralo jūrą - 33%. Aralo lygis nukrito 12,5 m.
Dėl taršos gėlo vandens tiekimas yra ribotas ir netgi ribotas. Paprastai teršalai skirstomi į kelias klases, priklausomai nuo jų pobūdžio, cheminės struktūros ir kilmės.
1.2 buitinė vandens taršaovymi, žemės ūkio irPramoninės atliekos.
Organinės medžiagos gaunamos iš buitinių, žemės ūkio ar pramonės nuotekų. Jų skilimas vyksta veikiant mikroorganizmams ir kartu sunaudojamas vandenyje ištirpęs deguonis. Jei vandenyje pakanka deguonies, o atliekų kiekis nedidelis, tai aerobinės bakterijos jas greitai paverčia gana nekenksmingomis liekanomis. Priešingu atveju nuslopsta aerobinių bakterijų veikla, smarkiai sumažėja deguonies kiekis, vystosi irimo procesai. Kai deguonies kiekis vandenyje yra mažesnis nei 5 mg 1 litre, o neršto vietose - mažesnis nei 7 mg, daugelis žuvų rūšių žūsta.
Patogeninių mikroorganizmų ir virusų randama prastai išvalytose arba visai nevalytose gyvenviečių ir gyvulininkystės ūkių nuotekose. Patogeniniai mikrobai ir virusai, patekę į geriamąjį vandenį, sukelia įvairias epidemijas, tokias kaip salmoneliozės protrūkiai, gastroenteritas, hepatitas ir kt. Išsivysčiusiose šalyse epidemijų plitimas per viešąjį vandens tiekimą šiuo metu yra retas. Gali būti užteršti maisto produktai, pavyzdžiui, daržovės, auginamos laukuose, tręšiamos buitinių nuotekų valymo dumblu (iš vok. Schlamme – pažodžiui purvas). Vandens bestuburiai, tokie kaip austrės ar kiti moliuskai, iš užteršto vandens telkinių dažnai buvo vidurių šiltinės protrūkių priežastimi.
Maistinės medžiagos, daugiausia azoto ir fosforo junginiai, į vandens telkinius patenka su buitinėmis ir žemės ūkio nuotekomis. Padidėjęs nitritų ir nitratų kiekis paviršiniame ir požeminiame vandenyje sukelia geriamojo vandens užteršimą ir tam tikrų ligų vystymąsi, o dėl šių medžiagų augimo vandens telkiniuose didėja jų eutrofikacija (padidėja maistinių ir organinių medžiagų atsargos). , todėl sparčiai vystosi planktonas ir dumbliai, kurie sugeria visą vandenyje esantį deguonį).
Neorganinėms ir organinėms medžiagoms taip pat priskiriami sunkiųjų metalų junginiai, naftos produktai, pesticidai (toksinės cheminės medžiagos), sintetiniai plovikliai (plovikliai), fenoliai. Į vandens telkinius patenka su pramoninėmis, buitinėmis ir žemės ūkio nuotekomis. Daugelis jų vandens aplinkoje arba visai nesuyra, arba labai lėtai ir gali kauptis mitybos grandinėse.
Dugno nuosėdų padidėjimas yra viena iš hidrologinių urbanizacijos pasekmių. Jų skaičius upėse ir rezervuaruose nuolat didėja dėl dirvožemio erozijos dėl netinkamos žemdirbystės, miškų naikinimo ir upių tėkmės reguliavimo. Dėl šio reiškinio pažeidžiama vandens sistemų ekologinė pusiausvyra, o bentoso organizmai daro žalingą poveikį.
1.3 Terminių vandenų tarša
Šiluminės taršos šaltinis yra šildomos šiluminių elektrinių ir pramonės nuotekos. Padidėjus natūralių vandenų temperatūrai, keičiasi natūralios sąlygos vandens organizmams, sumažėja ištirpusio deguonies kiekis, keičiasi medžiagų apykaitos greitis. Daugelis upių, ežerų ar telkinių gyventojų žūva, kitų vystymasis nuslopsta.
Prieš kelis dešimtmečius užteršti vandenys buvo tarsi salos gana švarioje gamtinėje aplinkoje. Dabar vaizdas pasikeitė, susidarė solidūs užterštų teritorijų masyvai.
1.4 naftos taršaPasaulisvandenynas
Vandenynų tarša nafta neabejotinai yra labiausiai paplitęs reiškinys. Nuo 2 iki 4% Ramiojo ir Atlanto vandenynų vandens paviršiaus nuolat yra padengta naftos dėmėmis. Kasmet į jūros vandenis patenka iki 6 milijonų tonų naftos angliavandenilių. Beveik pusė šios sumos yra susijusi su indėlių transportavimu ir vystymu lentynoje. Kontinentinė naftos tarša į vandenyną patenka per upių nuotėkį.
Pasaulio upės kasmet į jūros ir vandenynų vandenis išneša daugiau nei 1,8 mln. tonų naftos produktų.
Jūroje tarša nafta būna įvairių formų. Jis gali padengti vandens paviršių plona plėvele, o išsiliejus alyvos dangos storis iš pradžių gali siekti kelis centimetrus. Laikui bėgant susidaro emulsija „aliejus vandenyje“ arba „vanduo aliejuje“. Vėliau susidaro sunkios frakcijos naftos gabalėliai, naftos agregatai, kurie gali ilgai plūduriuoti jūros paviršiuje. Prie plūduriuojančių mazuto luitų prikimba įvairūs smulkūs gyvūnai, kuriais noriai minta žuvys ir baliniai banginiai. Kartu su jais jie ryja aliejų. Vienos žuvys nuo to žūva, kitos permirksta aliejumi ir dėl nemalonaus kvapo bei skonio tampa netinkamos valgyti. .
Visi naftos komponentai yra toksiški jūrų organizmams. Nafta veikia jūrų gyvūnų bendruomenės struktūrą. Esant taršai nafta, kinta rūšių santykis, mažėja jų įvairovė. Taigi, mikroorganizmų, mintančių naftos angliavandeniliais, vystosi gausiai, o šių mikroorganizmų biomasė yra nuodinga daugeliui jūrų gyvūnų. Įrodyta, kad ilgalaikis lėtinis net ir mažos koncentracijos aliejaus poveikis yra labai pavojingas. Tuo pačiu metu pirminis biologinis jūros produktyvumas palaipsniui mažėja. Aliejus turi dar vieną nemalonią šalutinę savybę. Jo angliavandeniliai geba ištirpinti daugybę kitų teršalų, tokių kaip pesticidai, sunkieji metalai, kurie kartu su nafta susitelkę paviršiniame sluoksnyje ir dar labiau jį nuodija. Aromatinėje aliejaus frakcijoje yra mutageninio ir kancerogeninio pobūdžio medžiagų, tokių kaip benzpirenas. Dabar gauta daug įrodymų apie užterštos jūros aplinkos mutageninį poveikį. Benzpirenas aktyviai cirkuliuoja per jūrų maisto grandines ir patenka į žmonių maistą.
Didžiausi naftos kiekiai yra susitelkę ploname paviršiniame jūros vandens sluoksnyje, kuris atlieka ypač svarbų vaidmenį įvairiems vandenyno gyvenimo aspektams. Jame susitelkę daug organizmų, šis sluoksnis daugeliui populiacijų atlieka „darželio“ vaidmenį. Paviršinės naftos plėvelės sutrikdo dujų mainus tarp atmosferos ir vandenyno. Keičiasi deguonies, anglies dioksido, šilumos perdavimo tirpimo ir išsiskyrimo procesai, keičiasi jūros vandens atspindys (albedas).
Labiausiai kenčiu nuo paukštienos aliejaus, ypač kai užterštos pakrančių vandenys. Aliejus suklijuoja plunksną, praranda šilumą izoliuojančias savybes, be to, aliejumi išteptas paukštis nemoka plaukti. Paukščiai sušąla ir nuskęsta. Net plunksnų valymas tirpikliais neišsaugo visų aukų. Likę jūros gyventojai kenčia mažiau. Daugybė tyrimų parodė, kad į jūrą patekusi nafta nesukelia jokio nuolatinio ar ilgalaikio pavojaus vandenyje gyvenantiems organizmams ir juose nesikaupia, todėl jos patekimas į žmones per mitybos grandinę yra pašalinamas.
Naujausiais duomenimis, didelė žala augalijai ir gyvūnijai gali būti padaryta tik atskirais atvejais. Pavyzdžiui, iš jo pagaminti naftos produktai – benzinas, dyzelinas ir pan. – yra daug pavojingesni už žalią naftą. Pavojingos didelės naftos koncentracijos pajūryje (potvynių ir atoslūgių zonoje), ypač smėlėtoje pakrantėje, šiais atvejais naftos koncentracija išlieka aukšta ilgą laiką ir tai daro daug žalos. Bet, laimei, tokie atvejai yra reti.
Paprastai tanklaivių avarijų metu nafta greitai išsisklaido per vandenį, praskiedžiama ir pradeda irti. Įrodyta, kad naftos angliavandeniliai gali prasiskverbti per jų virškinamąjį traktą ir net per audinius nepakenkdami jūros organizmams: tokie eksperimentai buvo atlikti su krabais, dvigeldžiais, įvairių rūšių smulkiomis žuvimis, o kenksmingo poveikio eksperimentiniams gyvūnams nenustatyta.
1.5 Kita vandens tarša
Chlorinti angliavandeniliai, plačiai naudojami kaip kovos su kenkėjais priemonė žemės ūkyje ir miškininkystėje su infekcinių ligų nešiotojais, jau daugelį dešimtmečių kartu su upių nuotėkiu ir per atmosferą patenka į Pasaulio vandenyną. DDT ir jo dariniai, polichlorinti bifenilai ir kiti stabilūs šios klasės junginiai dabar randami visuose pasaulio vandenynuose, įskaitant Arktį ir Antarktidą. Jie lengvai tirpsta riebaluose, todėl kaupiasi žuvų, žinduolių, jūros paukščių organuose. Būdami ksenobiotikai, t.y., visiškai dirbtinės kilmės medžiagos, tarp mikroorganizmų neturi savo „vartotojų“, todėl natūraliomis sąlygomis beveik nesuyra, o tik kaupiasi Pasaulio vandenyne. Kartu jie yra ūmiai toksiški, veikia kraujodaros sistemą, slopina fermentinį aktyvumą, stipriai veikia paveldimumą.
Kartu su upių nuotėkiu į vandenyną patenka ir sunkieji metalai, kurių daugelis turi toksiškų savybių. Bendras upės nuotėkis – 46 tūkst. km vandens per metus. Kartu su juo į Pasaulio vandenyną patenka iki 2 milijonų tonų švino, iki 20 tūkstančių tonų kadmio ir iki 10 tūkstančių tonų gyvsidabrio. Pakrančių vandenyse ir vidaus jūrose yra didžiausias užterštumo lygis. Atmosfera taip pat vaidina svarbų vaidmenį vandenynų taršoje. Pavyzdžiui, iki 30 % viso gyvsidabrio ir 50 % švino kasmet patenka į vandenyną per atmosferą. Dėl savo toksinio poveikio jūrų aplinkai gyvsidabris yra ypač pavojingas. Mikrobiologinių procesų įtakoje toksiškas neorganinis gyvsidabris virsta daug toksiškesnėmis organinėmis gyvsidabrio formomis. Metilgyvsidabrio junginiai, susikaupę dėl bioakumuliacijos žuvyse ar vėžiagyviuose, kelia tiesioginį pavojų žmonių gyvybei ir sveikatai. Prisiminkime, pavyzdžiui, liūdnai pagarsėjusią „minamato“ ligą, kuri savo pavadinimą gavo iš Japonijos įlankos, kur taip smarkiai pasireiškė vietinių gyventojų apsinuodijimas gyvsidabriu. Jis pareikalavo daugybės gyvybių ir pakenkė sveikatai daugelio žmonių, kurie valgė jūros gėrybes iš šios įlankos, kurios dugne iš netoliese esančios gamyklos atliekų susikaupė daug gyvsidabrio. Gyvsidabris, kadmis, švinas, varis, cinkas, chromas, arsenas ir kiti sunkieji metalai ne tik kaupiasi jūros organizmuose, taip nuodydami jūrinį maistą, bet ir labiausiai kenkia jūros gyventojams. Toksiškų metalų kaupimosi koeficientai, t.y., jų koncentracija masės vienete jūros organizmuose jūros vandens atžvilgiu, labai skiriasi – nuo šimtų iki šimtų tūkstančių, priklausomai nuo metalų prigimties ir organizmų rūšių. Šie koeficientai parodo, kaip kenksmingos medžiagos kaupiasi žuvyse, moliuskuose, vėžiagyviuose, planktone ir kituose organizmuose. Jūrų ir vandenynų produktų taršos mastai yra tokie dideli, kad daugelyje šalių buvo nustatyti sanitariniai standartai tam tikrų kenksmingų medžiagų kiekiui juose. Įdomu pastebėti, kad tik 10 kartų didesnė už natūralią gyvsidabrio koncentraciją vandenyje, austrių užterštumas jau viršija kai kuriose šalyse nustatytas ribas. Tai rodo, kaip artima jūros taršos riba, kurios negalima peržengti be žalingų pasekmių žmonių gyvybei ir sveikatai.
2. Galimi sprendimai
Siekiant išvengti vandens krizės, kuriamos naujos vandens valymo ir dezinfekavimo, jo gėlinimo technologijos, pakartotinio panaudojimo būdai. Tačiau, be mokslinių tyrimų, reikia efektyvių metodų organizuojant šalių vandens išteklių kontrolę: deja, daugumoje valstijų su vandens išteklių naudojimu ir planavimu užsiima kelios organizacijos (pavyzdžiui, JAV daugiau nei dvidešimt su tuo dalyvauja įvairios federalinės agentūros). Ši tema tapo mokslo žurnalo „Nature“ 2007 m. kovo 19 d. numerio tema. Visų pirma Markas Shannonas ir jo kolegos iš Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign (JAV) apžvelgė naujus mokslo pasiekimus ir naujos kartos sistemas šiose srityse: vandens dezinfekcija ir patogenų pašalinimas nenaudojant per daug cheminių medžiagų ir formavimo. toksiškų šalutinių produktų. mažos koncentracijos teršalų aptikimas ir pašalinimas; pakartotinis vandens naudojimas, taip pat jūros ir vidaus vandenų gėlinimas. Svarbu tai, kad šios technologijos turėtų būti palyginti nebrangios ir tinkamos naudoti besivystančiose šalyse.
2.1 Vandens valymas
Dezinfekcija ypač svarbi besivystančiose Pietryčių Azijos ir Afrikos į pietus nuo Sacharos šalyse, kur vandens patogenai dažniausiai sukelia masines ligas. Kartu su patogenais – tokiais kaip helmintai (kirmėlės), vienaląsčiai pirmuonys, grybai ir bakterijos, virusai ir prionai kelia padidėjusį pavojų. Laisvasis chloras – labiausiai paplitusi pasaulyje (taip pat pigiausia ir viena efektyviausių) dezinfekantų – puikiai susidoroja su žarnyno virusais, tačiau yra bejėgė prieš viduriavimą sukeliančią Cryptosporidium C. parvum ar mikobakterijas. Situaciją apsunkina tai, kad daug ligų sukėlėjų gyvena plonose bioplėvelėse ant vandens vamzdžių sienelių.
Nauji veiksmingi dezinfekcijos metodai turėtų būti sudaryti iš kelių barjerų: pašalinimo naudojant fizikines ir chemines reakcijas (pavyzdžiui, koaguliaciją, sedimentaciją ar filtravimą membranoje) ir neutralizavimą naudojant ultravioletinę spinduliuotę ir cheminius reagentus. Palyginti neseniai regimojo spektro šviesa vėl buvo naudojama fotocheminiam patogenų neutralizavimui, o kai kuriais atvejais UV derinys su chloru ar ozonu yra efektyvus. Tiesa, toks požiūris kartais sukelia kenksmingų šalutinių medžiagų atsiradimą: pavyzdžiui, ozono veikimas vandenyje, kuriame yra bromido jonų, gali sukelti kancerogeninį bromatą.
Indijoje, kur vandens dezinfekcijos poreikis jaučiamas gana aštriai, tam naudojamas sultys.
Besivystančiose šalyse naudojama technologija, skirta dezinfekuoti vandenį polietileno tereftalato (PET) buteliuose, naudojant, pirma, saulės šviesą ir, antra, natrio hipochloridą (šis metodas daugiausia naudojamas kaimo vietovėse). Chloro dėka pavyko sumažinti sergamumą virškinimo trakto ligomis, tačiau vietose, kur vandenyje yra amoniako ir organinio azoto, metodas neveikia: chloras su šiomis medžiagomis sudaro junginius ir tampa neaktyvus.
Daroma prielaida, kad ateityje dezinfekcijos metodai apims ultravioletinių ir nanostruktūrų veikimą. Ultravioletinė spinduliuotė veiksmingai kovoja su vandenyje gyvenančiomis bakterijomis, su pirmuonių cistomis, tačiau neveikia virusų. Tačiau ultravioletinė šviesa gali suaktyvinti fotokatalizatorių junginius, tokius kaip titanas (TiO2), kurie savo ruožtu gali sunaikinti virusus. Be to, nauji junginiai, tokie kaip TiO2 su azotu (TiON) arba su azotu ir kai kuriais metalais (paladžiu), gali būti aktyvuojami matoma šviesa, o tai reikalauja mažiau energijos nei ultravioletinė ar net saulės šviesa. Tiesa, tokie įrenginiai dezinfekcijai pasižymi itin mažu našumu.
Kitas svarbus vandens valymo uždavinys – kenksmingų medžiagų pašalinimas iš jo. Yra didžiulis toksinių medžiagų ir junginių kiekis (tokių kaip arsenas, sunkieji metalai, halogeninti aromatiniai junginiai, nitrozaminai, nitratai, fosfatai ir daugelis kitų). Neva sveikatai kenksmingų medžiagų sąrašas nuolat auga, o daugelis jų net nedideliais kiekiais yra toksiški. Sunku ir brangu aptikti šias medžiagas vandenyje, o paskui jas pašalinti, kai yra kitų, netoksiškų priemaišų, kurių kiekis gali būti eilės tvarka didesnis. Ir visų pirma, ši vieno toksino paieška gali trukdyti aptikti kitą, pavojingesnį. Teršalų monitoringo metodai neišvengiamai susiję su sudėtingos laboratorinės įrangos naudojimu ir kvalifikuoto personalo dalyvavimu, todėl labai svarbu, kur tik įmanoma, rasti nebrangius ir gana paprastus taršos nustatymo būdus.
Čia taip pat svarbi tam tikra „specializacija“: pavyzdžiui, arseno trioksidas (As-III) yra 50 kartų toksiškesnis nei pentoksidas (As-V), todėl būtina matuoti jų kiekį ir kartu, ir atskirai, kad vėliau būtų galima. neutralizavimas arba pašalinimas. Esami matavimo metodai turi žemą tikslumo ribą arba reikalauja kvalifikuotų specialistų.
Mokslininkai mano, kad daug žadanti kenksmingų medžiagų aptikimo metodų kūrimo kryptis yra molekulinio atpažinimo metodas (molekulinio atpažinimo motyvas), pagrįstas sensorinių reagentų (kaip iš mokyklos pažįstamo lakmuso popieriaus) naudojimu kartu su mikro- arba nanofluidine kontrole. (mikro / nanofluidinis manipuliavimas) ir telemetrija. Panašūs biosensoriniai metodai gali būti taikomi vandenyje gyvenantiems patogenams. Tačiau šiuo atveju būtina stebėti anijonų buvimą vandenyje: jų buvimas gali neutralizuoti gana efektyvius – kitomis sąlygomis – metodais. Taigi, apdorojant vandenį ozonu, bakterijos žūva, tačiau jei vandenyje yra Br-jonų, įvyksta oksidacija į BrO3-, tai yra, vienos rūšies tarša keičiasi į kitą.
vandens priešingoje pusėje. Pagal hidrostatikos dėsnius vanduo prasiskverbia pro membraną, išvalydamas kelią. Apskritai su kenksmingomis medžiagomis galima susidoroti dviem būdais – poveikis mikroteršalui cheminių ar biocheminių reagentų pagalba, kol jis pereis į nepavojingą formą, arba jo pašalinimas iš vandens. Šis klausimas sprendžiamas priklausomai nuo srities. Pavyzdžiui, Bangladeše šuliniuose naudojama Sono filtravimo technologija, o JAV gamyklose atvirkštinis osmosas išspręstų tą pačią problemą – arseno pašalinimas iš vandens.
JAV naudojama atvirkštinio osmoso sistema: vandens slėgis toje sintetinės membranos pusėje, kurioje yra teršalai, viršija švaraus vandens slėgį priešingoje pusėje. Pagal hidrostatikos dėsnius vanduo prasiskverbia pro membraną, išvalydamas kelią.
Šiuo metu vandenyje esančios organinės kenksmingos medžiagos reakcijų būdu bando jas paversti nekenksmingu azotu, anglies dioksidu ir vandeniu. Rimti anijoniniai teršalai, tokie kaip nitratai ir perchloratai, pašalinami naudojant jonų mainų dervas ir atvirkštinį osmosą, o toksiški sūrymai išpilami į saugyklas. Ateityje šių sūrymų mineralizavimui gali būti naudojami bimetaliniai katalizatoriai, taip pat aktyvūs nanokatalizatoriai membranose anijonams transformuoti.
2.2 Pakartotinis vandens naudojimas
Gamtosaugininkai dabar aistringai svajoja pakartotinai panaudoti pramonines ir komunalines nuotekas, anksčiau atvestas į geriamojo vandens kokybę. Tačiau šiuo atveju jūs turite susidurti su daugybe visų rūšių teršalų ir patogenų, taip pat organinių medžiagų, kurios turi būti pašalintos arba paverstos nekenksmingais junginiais. Todėl visos operacijos tampa brangesnės ir sudėtingesnės.
Miesto nuotekos dažniausiai valomos nuotekų valymo įrenginiuose, kuriuose suspenduojami mikrobai, pašalinant organines medžiagas ir maisto likučius, o vėliau – nusodinimo rezervuaruose, kur atskiriamos kietosios ir skystosios frakcijos. Vanduo po tokio valymo gali būti išleidžiamas į paviršinio vandens telkinius, taip pat naudojamas ribotam drėkinimui ir kai kuriems gamyklos poreikiams. Šiuo metu viena iš aktyviai diegiamų technologijų yra membraniniai bioreaktoriai (Membrane Bioreactor). Ši technologija apjungia vandenyje suspenduotos biomasės (kaip ir įprastuose nuotekų valymo įrenginiuose) bei vandens mikro ir itin plonų membranų naudojimą vietoj nusodinimo rezervuarų. Vanduo po MBR gali būti laisvai naudojamas drėkinimui ir gamyklos reikmėms.
MBR taip pat gali būti labai naudingas besivystančiose šalyse, kuriose yra prastos sanitarijos sąlygos, ypač sparčiai augančiuose megapoliuose, nes nuotekas galima valyti tiesiogiai, atskiriant iš jų naudingas medžiagas, švarų vandenį, azotą ir fosforą. MBR taip pat naudojamas kaip atvirkštinio osmoso vandens paruošimas; jei tada apdorosite UV (arba fotokatalizatoriais, kurie reaguoja į matomą šviesą), tada jis bus tinkamas gerti. Gali būti, kad ateityje „vandens perdirbimo“ sistemas sudarys tik du etapai: MBR su nanofiltravimo membrana (tai nereikės atvirkštinės osmoso stadijos) ir fotokatalizinio reaktoriaus, kuris tarnaus kaip barjeras. patogenams ir sunaikinti mažos molekulinės masės organinius teršalus. Tiesa, viena iš rimtų kliūčių yra greitas membranos užsikimšimas, o šios vandens valymo srities plėtros sėkmė labai priklauso nuo naujų membranų modifikacijų ir savybių.
Aplinkosaugos įstatymai taip pat yra didelė kliūtis: daugelyje šalių griežtai draudžiama pakartotinai naudoti vandenį viešajam naudojimui. Tačiau dėl vandens išteklių trūkumo tai taip pat keičiasi: pavyzdžiui, JAV pakartotinis vandens panaudojimas kasmet didėja 15 proc.
2.3 Sūrus vandens gėlinimas
Gėlo vandens tiekimo didinimas gėlinant jūrų, vandenynų ir druskingų vidaus vandenų vandenis yra labai viliojantis tikslas, nes šios atsargos sudaro 97,5 % viso vandens Žemėje. Gėlinimo technologijos pažengė į priekį, ypač pastarąjį dešimtmetį, tačiau jos vis dar reikalauja daug energijos ir kapitalo investicijų, o tai stabdo jų plitimą. Greičiausiai sumažės didelių įprastų (terminių) gėlinimo įrenginių dalis: jie sunaudoja per daug energijos ir labai kenčia nuo korozijos.
Daroma prielaida, kad ateitis priklauso mažoms gėlinimo sistemoms, skirtoms vienai ar kelioms šeimoms (tai daugiausia taikoma besivystančioms šalims).
Šiuolaikinės gėlinimo technologijos naudoja atvirkštinio osmoso membraninį atskyrimą ir terminį distiliavimą. Kaip jau minėta, gėlinimo plėtrą ribojantys veiksniai yra didelės energijos sąnaudos ir eksploatavimo sąnaudos, greitas augalų membranų užsiteršimas, taip pat sūrymo šalinimo problema ir mažos molekulinės masės teršalų likučių, tokių kaip boras, buvimas. vanduo.
Šios krypties tyrimų perspektyvas pirmiausia lemia savitųjų energijos sąnaudų mažėjimas, ir čia yra tam tikra pažanga: jei devintajame dešimtmetyje jie vidutiniškai siekė 10 kWh/m3, tai dabar sumažėjo iki 4 kWh/m3. Tačiau yra ir kitų svarbių sėkmių: naujų medžiagų membranoms kūrimas (pavyzdžiui, iš anglies nanovamzdelių), taip pat naujų valymo biotechnologijų kūrimas.
Belieka tikėtis, kad ateinančiais metais mokslas ir technologijos tikrai žengs didelį žingsnį į priekį – juk, net ir daugeliui likdama beveik nematoma, vandens krizės šmėkla jau seniai persekioja ne tik Europą, bet ir visą pasaulį. .
IŠVADA
Tinkamo vandens kiekio ir kokybės užtikrinimo problema yra viena iš svarbiausių ir pasaulinės svarbos.
Šiuo metu žmonija kasmet sunaudoja 3,8 tūkst. km3 vandens, o suvartojimą galima padidinti iki 12 tūkst. km3. Esant dabartiniam vandens suvartojimo augimo tempui, to pakaks ateinantiems 25–30 metų. Išsiurbiant požeminį vandenį nusėda dirvožemis ir pastatai (Meksikas, Bankokas) ir požeminio vandens lygis sumažėja dešimtimis metrų (Maniloje).
Pasaulyje didėjant gyventojų skaičiui, didėja ir švaraus gėlo vandens poreikis. Jau šiuo metu gėlo vandens trūksta ne tik teritorijose, iš kurių gamta atėmė vandens išteklius, bet ir daugelyje regionų, kurie dar neseniai buvo laikomi šiuo požiūriu klestinčiais. Šiuo metu gėlo vandens poreikio nepatenkina 20 % planetos miestų ir 75 % kaimo gyventojų.
Ribotas gėlo vandens tiekimas dar labiau sumažėja dėl taršos.
Pagrindinį pavojų kelia nuotekos (pramoninės, žemės ūkio ir buitinės). Pastarieji, patekę į paviršinius ir požeminius vandens šaltinius, užteršia juos kenksmingomis toksinėmis, pavojingomis žmonių sveikatai priemaišomis, dėl ko sumažėja ir taip ribotos gėlo vandens atsargos. Žmogui reikia švaraus, kokybiško gėlo vandens ir tik jo galioje išlaikyti jo atsargas.
SĄRAŠASNAUDOTAŠALTINIAI
1. Mokslo žurnalo Gamta medžiaga 2007 m
2. Artamonov, V. I. Augalai ir natūralios aplinkos švara. - M.: Nauka, 1986 m. - 206 p.
3. Nikoladze, G. I. Natūralių vandenų valymo technologija. - M.: Aukštoji mokykla, 1987. - 132 p.
4. Podosenova, E. V. Techninės aplinkos apsaugos priemonės. - M., 1980. - 158 p.
5. Voronkovas, N. A. Ekologija. - M.: Agaras, 2000 m. - 257 p.
Vanduo yra pats vertingiausias gamtos išteklius. Jo vaidmuo yra dalyvavimas visų medžiagų, kurios yra bet kurios gyvybės formos pagrindas, metabolizmo procese. Neįmanoma įsivaizduoti pramonės ir žemės ūkio įmonių veiklos be vandens naudojimo, jis yra būtinas žmogaus kasdienybėje. Vandens reikia visiems: žmonėms, gyvūnams, augalams. Kai kuriems tai yra buveinė.
Sparti žmogaus gyvenimo raida, neefektyvus išteklių naudojimas lėmė tai, kad e aplinkos problemos (įskaitant vandens taršą) tapo pernelyg aštrios. Jų sprendimas pirmiausia yra žmonijai. Mokslininkai, aplinkosaugininkai visame pasaulyje skambina pavojaus varpais ir bando rasti pasaulio problemos sprendimą
Vandens taršos šaltiniai
Taršos priežasčių yra daug, ir ne visada kaltas žmogiškasis faktorius. Stichinės nelaimės taip pat kenkia švariems vandens telkiniams, sutrikdo ekologinę pusiausvyrą.
Dažniausi vandens taršos šaltiniai yra:
branduolinių ginklų bandymai;
radioaktyviųjų atliekų išmetimas;
didelės avarijos (laivai su branduoliniais reaktoriais, Černobylis);
laidojimo vandenynų dugne, radioaktyviųjų atliekų jūrose.
Pramoninės, buitinės nuotekos. Nepraėję valymo nuo cheminių kenksmingų medžiagų sistemos, jie, patekę į rezervuarą, išprovokuoja ekologinę katastrofą.
Tretinis valymas. Vanduo apdorojamas milteliais, specialiais junginiais, filtruojamas daugeliu etapų, naikina kenksmingus organizmus ir sunaikina kitas medžiagas. Jis naudojamas gyventojų buitinėms reikmėms, taip pat maisto pramonėje, žemės ūkyje.
- vandens radioaktyvioji tarša
Pagrindiniai vandenynus teršiantys šaltiniai yra šie radioaktyvieji veiksniai:
Aplinkos problemos ir vandens tarša yra tiesiogiai susiję su radioaktyviųjų atliekų užterštumu. Pavyzdžiui, Prancūzijos ir Didžiosios Britanijos atominės elektrinės užkrėtė beveik visą Šiaurės Atlantą. Mūsų šalis tapo Arkties vandenyno taršos kaltininke. Trys požeminiai branduoliniai reaktoriai, taip pat Krasnojarsko-26 gamyba užkimšo didžiausią Jenisejaus upę. Akivaizdu, kad radioaktyvūs produktai pateko į vandenyną.
Pasaulio vandenų tarša radionuklidais
Vandenynų taršos problema yra opi. Trumpai išvardinkime į jį patenkančius pavojingiausius radionuklidus: cezis-137; ceris-144; stroncis-90; niobis-95; itris-91. Visi jie pasižymi dideliu bioakumuliaciniu pajėgumu, juda maisto grandinėmis ir telkiasi jūrų organizmuose. Tai kelia pavojų tiek žmonėms, tiek vandens organizmams.
Arkties jūrų akvatorijos yra labai užterštos įvairiais radionuklidų šaltiniais. Žmonės nerūpestingai meta pavojingas atliekas į vandenyną, paversdami jas negyvomis. Žmogus turėjo pamiršti, kad vandenynas yra pagrindinis žemės turtas. Jis turi galingų biologinių ir mineralinių išteklių. Ir jei norime išgyventi, turime skubiai imtis priemonių jį išgelbėti.
Sprendimai
Racionalus vandens vartojimas, apsauga nuo taršos yra pagrindiniai žmonijos uždaviniai. Vandens taršos aplinkos problemų sprendimo būdai lemia tai, kad visų pirma daug dėmesio reikėtų skirti pavojingų medžiagų išleidimui į upes. Pramoniniu mastu būtina tobulinti nuotekų valymo technologijas. Rusijoje būtina įvesti įstatymą, kuris padidintų rinkliavų už išleidimą rinkimą. Pajamos turėtų būti skirtos naujų aplinkosaugos technologijų kūrimui ir statybai. Už mažiausią emisiją mokestis turėtų būti sumažintas, tai bus motyvacija palaikyti sveiką aplinkos situaciją.
Svarbų vaidmenį sprendžiant aplinkosaugos problemas atlieka jaunosios kartos auklėjimas. Nuo mažens vaikus būtina mokyti pagarbos, meilės gamtai. Įkvėpti juos, kad Žemė yra mūsų dideli namai, už tvarką, kuria kiekvienas žmogus yra atsakingas. Vanduo turi būti apsaugotas, nepilti neapgalvotai, stengtis, kad į kanalizaciją nepatektų pašalinių daiktų ir kenksmingų medžiagų.
Išvada
Baigdamas norėčiau pasakyti tai Rusijos aplinkos problemos ir vandens tarša rūpi, ko gero, visi. Neapgalvotas vandens išteklių švaistymas, upių šiukšlinimas įvairiomis šiukšlėmis lėmė, kad švarių, saugių kampelių gamtoje liko labai mažai.Ekologai tapo daug akylesni, imamasi daug priemonių tvarkai aplinkoje atkurti. Jei kiekvienas pagalvotume apie savo barbariško, vartotojiško požiūrio pasekmes, situaciją galima ištaisyti. Tik kartu žmonija galės išsaugoti vandens telkinius, Pasaulio vandenyną ir, galbūt, ateities kartų gyvybes.