Материал: Инженерные способы защиты окружающей среды. Сафонова Л.Б., Звягина Л.Н

ми технологическими водами. Повышение температуры в водоеме приводит к снижению количества кислорода, нарушению экологического равновесия, к бурному размножению болезнетворных микроорганизмов и вирусов.

В соответствии с СанПиН 2.1.5.980–00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет. Те-

пловая нагрузка на водоем не должна быть больше, чем 12 – 17 кДж/м3.

Основными источниками загрязнения поверхностных вод являются: 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) дымовые и газовые выбросы; 4) утечка нефти и нефтепродуктов.

Сточные воды представляют собой воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности людей.

Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также загрязнение коммунально-бытовыми стоками вызывает эвтрофикацию водоемов. Эвтрофикация – это обогащение водоемов питательными веществами, приводящее к чрезмерному развитию цианобактерий и водорослей. Повышение концентрации органических веществ вызывает нарушение экологического равновесия в водоёме. Вначале в таком водоёме повышается количество цианобактерий. С увеличением первичной продукции возрастает количество ракообразных, рыб и других консументов. Затем происходит отмирание большого количества организмов. На разложение их остатков расходуются все запасы кислорода, содержащегося в воде, и накапливается сероводород. В результате этого водоем может стать непригодным для существования организмов.

Сточные воды тепловой электростанции содержат органические вещества, серную кислоту, хлориды, фосфаты, взве-

46

шенные частицы. Кроме того, они могут быть загрязнены ванадием, никелем, фтором, фенолами, нефтепродуктами. Попадание этих веществ в водоем ведет к нарушению процессов самоочищения водоёмов.

Помимо химического загрязнения в результате действия энергетических установок в биосферу поступает и тепловое загрязнение. Тепловые электростанции вырабатывают энергию при помощи турбин, приводимых в движение нагретым паром. В процессе работы турбин нужно охлаждать водой отработанный пар, поэтому энергетические станции непрерывно сбрасывают воду, подогретую приблизительно на 8 – 12 С. В результате повышения температуры в водоеме интенсифицируются процессы эвтрофикации, снижается способность кислорода растворяться в воде, ускоряются химические и биологические процессы, протекающие в ней. Оценку органического загрязнения воды осуществляют косвенным путем – по количеству кислорода, необходимого для окисления органических примесей в одном литре воды. Чем больше для этого нужно кислорода, тем грязнее вода. Показатель БПК отражает биологическую потребность в кислороде за определенное время (БПК5 – за 5 суток, БПК20 – за 20 суток)

Огромную опасность представляют дымовые и газовые выбросы, оседающие из атмосферы на водную поверхность.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами вызывает появление нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей. Капля легкой фракции нефти, растекаясь по водной поверхности, образует пятно диаметром 30 – 150 см. Средние фракции нефти отравляют животных, обитающих в толще вод, а тяжелые фракции оседают на дно, поражая представителей фауны бентоса. От подвесного лодочного мотора при работе в течении 190 часов, что составляет среднее время работы за навигацию, может поступать в воду около 10 кг нефтепродуктов.

Строительство и эксплуатация гидросооружений оказывают огромное воздействие на окружающую среду. Одной из серьезных экологических проблем гидроэнергетики является

47

отчуждение значительных площадей плодородных пойменных земель под водохранилища. Это вызывает многочисленные проблемы, связанные с переселением людей из зоны затопления, естественные экосистемы в данной местности разрушаются. Значительные территории, прилегающие к водохранилищам, подвергаются подтоплению в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, заболачиваются. Одним из эффективных способов снижения затопления территорий является увеличение количества ГЭС в каскаде с уменьшением на каждой ступени напора и, следовательно, зеркала водохранилища.

Исчезновение естественных экосистем происходит также в результате разрушения почв водой при формировании береговой линии (абразии).

Водохранилища постоянно подвергаются тепловому загрязнению. Происходит нарушение путей миграции рыб и их нерестилищ. После строительства на Волге каскада ГЭС, значение этой реки как нерестилища осетровых Каспия значительно снизилось. В водохранилищах задерживается значительная часть питательных веществ, приносимых реками. Это интенсифицирует процессы эвтрофикации водоемов. Таким образом, строительство водохранилищ вызывает серьезные нарушения гидрологического режима рек и характерных для них экосистем.

Загрязнение подземных вод может происходить следующими путями: при просачивании промышленных и хозяй- ственно-бытовых стоков из хранилищ, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д. Загрязнение подземных вод негативно отражается на экологическом состоянии поверхностных вод, почв и других компонентов природной среды.

Истощение вод представляет собой недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). Интенсивное использование

48

подземных вод в районах водозаборов и мощный отток воды из шахт, карьеров приводит к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к ухудшению речного стока, к прекращению деятельности многих родников, ручьев и малых рек. В связи с этим гибнут влаголюбивые растения. К истощению подземных вод также ведет неконтролируемый поток артезианских вод, истекающий из скважин. Нерациональное хозяйственное использование водных ресурсов и прилегающих земельных угодий может вызвать истощение поверхностных вод.

ЛЕКЦИЯ 5. ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения вредными веществами предусматривает комплекс мер: 1) разработку соответствующих законодательных актов; 2) организацию мониторинга водных объектов; 3) охрану поверхностных и подземных вод, включая очистку промышленных и бытовых стоков; 4) подготовку воды, используемой для питьевых и хозяйственных целей; 5) государственный контроль за использованием и охраной водных ресурсов.

Общая характеристика сточных вод

По происхождению сточные воды подразделяются на несколько групп: 1) хозяйственно-бытовые; 2) промышленные;

3)поверхностный сток предприятий и населенных пунктов;

4)сельскохозяйственные; 5) рудничные и шахтные воды. Каждая группа имеет свой специфический состав, в котором преобладает определённая ассоциация загрязняющих веществ.

Хозяйственно-бытовые воды содержат большое количество органических и минеральных веществ в растворенном и взвешенном состоянии. Они образуются в жилых и общественных зданиях, на предприятиях, при приготовлении пищи, после санитарных уборок, стирок и т. п. Подсчитано, что от одного жителя в сутки поступает в систему водоотведения загрязне-

49

ний: взвешенных веществ – 65 г; органических в неосветленной жидкости – 70, в осветленной – 40; азота аммонийного – 8, фосфатов – 3,3, в т. ч. от моющих веществ – 1,6; хлоридов – 9;

ПАВ – 2,5 г.

Рис. 2. Схема образования сточных вод в процессе материального производства

Среди всех видов загрязнённых водоемов наибольшее вредное воздействие вызывают промышленные сточные воды. Схема образования сточных вод представлена на рис. 2.

50