Реферат на тему:
Забруднювачі води
Загальна кількість забруднювачів води значно більша, ніж тих, що
виділяють токсичні викиди у повітря. Багато не тільки антропогенних, а й
природних джерел. Відомо, що навіть у малозаселених районах (Аляска,
Амазонія тощо) чистота води зменшується, а кількість мулу, домішок всіх
видів збільшується від верхів’їв у горах до місця з’єднання з морем чи
океаном.
Втім, це ще було б частиною біди, якби не участь у забрудненнях людей.
Найголовнішими антропогенними забруднювачами є промисловість, сільське і
комунальне господарство. Ще не так давно навіть у розвинених країнах
Європи ріки використовувалися замість міських звалищ (французам і досі
соромно, що самоскиди з покидьками “розвантажувалися” просто з мостів у
Сену). Води Рейну на західному кордоні Німеччини малу таку штучну
“мінералізацію”, що один дивак виграв парі, зумівши просто у річковій
воді без додаткового внесення метолу чи гідрохінону проявити
фотопластинку!
Рідини з різноманітним і часто змінним упродовж доби складом, що
вливаються в річку з великих і маленьких труб, дістали назву “стічні
води”. Очевидно, що їх класифікація, набір характеристик, нормування,
система стеження за ними (моніторингу) є цілими науками.
Ми хочемо звернути увагу лише на окремі аспекти проблеми забруднень
води. Всі стічні води за рівнем їх забрудненості поділяються на три
великі групи.
1. Умовно чисті або “оборотні”. Води цього типу рідко беруть
безпосередньо з річки, озера чи підземного водоносного горизонту.
Найчастіше вони походять з охолоджувального ставка чи озера при
підприємстві (заводі, тепловій чи ядерній електростанції тощо). Оборотна
вода є теплоносієм і не контактує безпосередньо з рідинами, що
циркулюють у технологічних установках. Вона просто охолоджує турбіни,
компресори, теплообмінники ТЕЦ тощо. Цю воду можна і потрібно
використовувати багато разів, не викидаючи у водотоки.
2. Стічні води. Йдеться про воду, яку використовували для виготовлення
різних емульсій, електролітичних розчинів, миття ферм, у сантехнічних
установках тощо. Пізніше її очищали і лише після того скидали у річку.
Як тепер стає чимраз очевиднішим, повністю очистити суттєво забруднену у
технологічному циклі воду поширеними методами неможливо. Отже, стічні
води завжди забруднені, але … “помірно”. Вважається, що для зниження
концентрацій забруднюючих агентів у стічних водах їх допустимо
розбавляти 40-60-крат-ним об’ємом чистої води.
3. Брудні стічні води. Рідини, які часто лише умовно можна назвати
“водою”. Для зниження концентрацій шкідливих речовин до безпечного
значення потрібні стократні (і більше) розбавлення. Наявність у країні
таких викидів нині є переконливою ознакою низької екологічної культури
її населення, бідності, відсталості промисловості, застосування
безнадійно застарілих технологічних процесів.
На наш погляд, сучасні значення гранично допустимих концентрацій
забруднюючих речовин надто “оптимістичні” і невиправдано високі.
Наведемо деякі ГДК у табл. 26.
Мабуть, у недалекому майбутньому їх переглядатимуть і зменшать. От
тільки не було б надто пізно, бо миттєво очистити довкілля навіть після
повного припинення викидів неможливо.
Фахівці досить точно змоделювали долю першого і найпоширенішого свого
часу інсектициду — ДДТ. Ця речовина дуже токсична для комах і широко (до
100 тис. т щороку) використовувалася для боротьби зі шкідниками полів і
садів, личинками малярійних комарів тощо. На рис. 31 суцільною лінією
показано масштаби щорічного виробництва і внесення ДДТ у довкілля.
Це досить стійка речовина, тому не дивно, що разом з водою вона
поступово поширилися від полюса і до полюса. Великий коефіцієнт
накопичення при її русі ланками трофічного ланцюга від океанічнего
фітопланктону до птахів і ссавців призвів до того, що виникла серйозна
загроза вимирання окремих видів і погіршення здоров’я безлічі людей.
Екологи і медики вдарили на сполох, тому у 70-х роках XX ст. розвинені
країни перестали застосовувати ДДТ (початок спаду на суцільній лінії), а
бідніші, хоч і в менших масштабах, і далі його використовують.
Таблиця 26 ГДК забруднюючих речовин у поверхневих водах
Рис 31 Еволюція виробництва ДДТ та накопичення його у грунті й рибі
Вміст ДДТ у ґрунті досягнув максимуму через короткий інтервал часу з
моменту початку зменшення його застосування. Кількість ДДТ у ґрунті
показана штриховою лінією на рис. 31. Вимивання ДДТ, його перенесення у
великі водойми і концентрування у тілах риб та інших тварин — повільний
процес. Тому максимальна концентрація цього пестициду у рибах та інших
консументах вищих порядків була передбачена аж через 11 років з моменту
початку спаду його виробництва. Життя підтвердило прогноз екологів,
концентрація ДДТ у виловленій у високих широтах рибі нарешті почала
зменшуватися (третя крива на рис. 31).
Цей приклад показує, що інерційність процесів знешкодження шкідливих
речовин у біосфері може досягати десятиріч не лише для радіонуклідів з
великим періодом напіврозпаду, а й для дуже стійких хімічних сполук.
Зазначений факт став для хіміків поштовхом до пошуків таких речовин,
потрібна дія яких обмежена у часі вимогами замовника (періодом росту
рослини на полі, тривалістю технологічного процесу на заводі тощо). З
моменту “зайвості” речовина повинна швидко розпадатися на безпечні для
біосфери фрагменти під впливом фізико-хімічних умов довкілля
(температури, вологи тощо).
Створити такі речовини нелегко, але можливо. Цей шлях може виявитися
значно дешевшим і ефективнішим, аніж спроби вдосконалити методи очищення
і переробки стічних вод. Його екологічні переваги безсумнівні.
Якість води в Україні Забруднення поверхневих і підземних вод
Розпочнемо з найнеприємнішого. Всі наші великі ріки за міжнародними
стандартами вважаються забрудненими і “дуже забрудненими”. Те ж саме
стосується і більшої частини довжини їх основних приток.
У багатьох ріках і річечках гранично допустимі концентрації для однієї
чи й кількох речовин перевищені у десятки разів.
Наприклад, у притоці Західного Бугу р. Полтві у 20-35 разів перевищена
допустима межа вмісту амонійного азоту, з Дніпра і Дунаю можна
видобувати цинк (5-29 ГДК у першому і 18-23 ГДК у другому). Своєрідними
“родовищами” стали: для міді і фенолу — р. Тисмениця, міді і марганцю —
Південний Буг і Дніпро, нафтопродуктів — Сіверський Донець і майже всі
річки Приазов’я.
Рекордсменом за сукупністю забруднень визнано р. Полтву. В її воді нижче
Львова довго не з’являється кисень, зате розкошують споживачі сірководню
(того самого, що насичує глибини Чорного моря). Ненабагато поступається
їй притока Дністра Тисмениця, у якій всі контрольовані речовини
спостерігалися в концентраціях, що перевищували ГДК. Суперників цих
річок можна знайти лише на Сході, у Донбасі.
Не набагато краща ситуація як у Дніпрі, так і в усіх його українських
притоках. Вони забруднені насамперед нітритним та амонійним азотом і
численними сполуками важких металів. Нижні водосховища збагачені
фенолом, Дніпровське — нафтопродуктами. Все це — наслідок скидання
стоків, які потрапляють у графу “брудних”, розплата за надто розвинену
промисловість зі старими технологіями і десятиріччя радянської влади.
Дещо краща ситуація у річках Криму, уздовж яких немає великих
підприємств. Там лише у пониззі в 1-3 рази перевищені ГДК азоту.
На морях максимальні рівні забруднення відразу кількома речовинами
спостерігаються в портах і прилеглій до дельти Дунаю частині Чорного
моря. Позитивно хоч те, що вміст кисню “задовільний” в обох морях, а
максимальні рівні забруднення перестали збільшуватися порівняно з 80-ми
роками XX ст. Невтішна ситуація і з підземними водами, які подають у
комунальні водоводи. Фахівці переконані, що вони забруднені не
“подекуди”, а майже на всій території України. У багатьох місцях
спостерігається надмір пестицидів, нітратів, хлоридів, подекуди ще й
фенолу, а в Криму до всього цього додаються ще й миш’як і марганець.
Особливо високі концентрації шкідливих речовин у підземних водах
спостерігаються у Донбасі, де були випадки отруєння ними шахтарів у
вибоях.
Що стосується джерел потоків стічних вод, то вони належать таким
рекордсменам:
електроенергетика — 43 % всього обсягу зливу в ріки;
комунальне господарство — 19,5 %;
сільське господарство — 16,6 %;
чорна металургія — 9 %;
хімія і нафтохімія — 3 %;
інші — 8,9 %.
Підсумовуючи, можна стверджувати, що водні перспективи України
незадовільні. Хоча економічні негаразди зупинили частину виробництв і
скоротили решту, зменшивши обсяг стічних вод, та це, мабуть, тимчасове
явище. Відсутність капіталів на модернізацію промисловості змусить для
виживання і проникнення на світові ринки продовжити випуск металу і
виробів з нього на наявних підприємствах. Наслідки цього для якості води
очевидні.
Про можливість очищення стічних вод
Вже давно створено стандарти і на питну воду, і на характеристики
стічних вод, які б давали певну надію на те, що їх зливання у водотоки
не завдасть надто великої шкоди населенню і довкіллю.
Не звертаючись до довгого списку вимог до стічних вод, зауважимо, що без
створення особливої, дорогої і складної системи очищення для кожного
великого забруднювача чи для груп менших забезпечити бодай половину цих
вимог неможливо. І ця система має працювати безперервно без збоїв і
аварій не дні, а роки і десятиліття.
У справі очищення води вже накопичено певний досвід. Він чи не
найбільший у приготуванні питної води. Та фахівці вважають, що до ідеалу
(якщо він досяжний) ще дуже далеко. Не дивно, що проблема створення
принципово нових методів очищення води є першорядною як у розвинених
країнах, так і в спільних проектах міжнародних організацій і об’єднань
держав.
Якщо поділити сучасні методи очищення найзабрудненіших (стічних
промислових) вод на кілька груп, то насамперед виокремимо три найбільші:
• механічні і механохімічні (попередня стадія процесу);
• хімічні і фізичні (основна стадія вилучення найтоксичніших
забруднюючих агентів);
• біохімічні (завершальна стадія доочищення води перед скиданням у
водотоки чи повторним використанням у технологічному процесі
підприємства).
Кожна з цих груп поділяється, своєю чергою, на менші. Схему цієї
диференціації показано на рис. 32. За кожним з термінів стоїть складний,
інколи тривалий процес, що відбувається не в уяві, а у величезних
(інколи на сотню тисяч кубічних метрів) спеціалізованих залізобетонних
спорудах. Вони сполучені трубами, мають помпи, фільтри, мішалки,
вловлювачі і багато чого ще. І все це не повинно іржавіти,
Рис. 32. Класифікація методів очищення та енергозбереження забруднених
промислових стічних вод
дірявитися, ламатися. Йдеться про “завод при підприємстві”, нормальна
робота якого рятує життя і в річках, і навколо них.
І ми б мали чисті річечки й озера, якби кожен “вітчизняний” забруднювач
міг похвалитися нормальним сучасним очисним підрозділом. Та біди
успадковані ще з радянських часів. І з будівельників, і з користувачів
вимагали лише “швидше і більше” руди, чавуну, сталі, коксу, цементу
тощо. І за сталінських часів, і пізніше розстрілювали чи виганяли з
роботи за “мало і пізно”, а не за рукотворні екологічні катастрофи:
нічні викиди і зливи шкідливих стоків, закопування, висипання, викидання
отрут.
Лише в останні “благословенні” роки з’явилася подоба нормального
екологічного законодавства, але теж “своя”, спотворена аж до ідіотизму,
суто радянська. Бо як ще можна назвати “соціалістичну екологічну
відповідальність” посадових осіб, що скоїли лихо? Найчастіше їх
“пестили” черговою доганою. Зрідка якийсь відчайдух із санітарного
нагляду домагався накладення штрафу “на підприємство”, і держава
штрафувала і саму себе за недолугі порядки, і громадян. У надзвичайних
випадках “товариш начальник/директор” не отримував чергової
(незаслуженої) премії. Очевидно, що за наступної оказії (перевиконання
підприємством “зустрічних” зобов’язань до 1 травня чи 7 листопада) він
отримував її у 3-5-кратному розмірі для відшкодування “моральних
збитків”.
Ось і дожилися, що всюди водотоки забруднені до краю, вже немає
сподівання на “розбавлення”, бо нічим “розбавляти”. Імперія натикала в
Україні сотні підприємств, які взагалі не мають очисних підрозділів. У
багатьох місцях “не вистачило фінансування” на за-
вершения очисних споруд і вони стали мальовничішими за воєнні чи
стародавні (римські чи інші) руїни.
А може, не знаємо і не вміємо, бо лише щойно вигулькнули з печери?
Втім, це не так, бо маємо вдосталь відомих хіміків, багато
спеціалізованих лабораторій і кілька науково-дослідних інститутів.
Відомі та загалом освоєні й ті методи, що згадані на рис. 32, і нові.
Хоч українські вчені створили їх практично одночасно з колегами за
кордоном, та нові засоби вже опріснюють морську воду на Мальті і в
Саудівській Аравії, очищають стічні води деяких підприємств у розвинених
країнах. Коли ж вони допоможуть повернути життя і Полтаві, і Тисмениці —
сказати важко.
Традиційні методи очищення води потребують величезної кількості енергії,
численних помп, електродвигунів, великих басейнів та різноманітних
хімічних речовин (хлору, озону та ін.). Якість води оцінюється невисоко,
адже вона містить чимало солей, багато різних елементів. Цим способом не
вдавалося отримати справді чисту виду для потреб електроніки та кількох
сучасних технологій.
На рис. 33 показано схему вже перевіреного у лабораторіях і поза ними
ядерно-мембранного методу прямого очищення води від усіх домішок. Він
незамінний на виробництвах, де традиційними способами неможливо одержати
воду потрібної чистоти. Під невеликим тиском і з дуже малою витратою
енергії потік забрудненої води послідовно проходить крізь низку мембран
зі щораз меншими отворами. Останнє “сито” має такі маленькі дірочки, що
в них „протискуються” лише молекули води!
Фільтри для останніх етапів мембранного очищення навчилися виготовляти
лише після створення потужних прискорювачів важких заряджених частинок
(іонів різних елементів). Саме вони дірявлять, свердлять і створюють
сита, чарунки яких не видно і в найпотужніший мікроскоп. Тут ядерна
фізика з її приладами просто незамінна!
Рис. 33. Ультрасучасний метод очищення забруднених вод
Очевидно, що реально все набагато складніше, як на рис. 33. В усіх
способах очищення необхідно видаляти вловлені шкідливі речовини.
Періодично це треба робити і з блоком ультрафільтрів. Технологія цих
процесів вже існує. Натурні експерименти показали, що нові методи
особливо ефективні для очищення невеликих обсягів води. Можливо, що
певний час вони співіснуватимуть з традиційними, які не скоро
поступляться бодай через те, що вже існують і готують мільйони кубічних
метрів питної води.
Література:
Криксунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология. — М.: Дрофа,
1995.—240с.
Крисаченко В. С., Мостяєв О. І. Україна: природа і люди. — К.: НІСД,
2002. — 623 с.
Куклев Ю. И. Физическая экология: Учеб. пособие. — М.: Высш. школа,
2003. — 357 с.
Кутлахмедов Ю. О., Корогодін В. L, Колътовер В. К. Основи радіоекології.
— К.: Вища школа, 2003. — 319с.
Маврищев В. В. Основы экологии: Учеб. пособие. — Мн.: Выш. шк.,
2003.—416с.
Мамедов Н. М., Суравегина И. Т. Экология. — М.: Школа-Пресс, 1996. —
464с.
Моисеев Н. И. Экология человечества глазами математика. — М.: Мол.
гвардия, 1988.—254с.
Небел Б. Наука об окружающей среде. — М.: Мир, 1993. — Ч. I. — 420 с.;
Ч. II.—330с.
Некое А. Н., Праченко Т. А., Леонов А. Ю. Экология и проблемы
безопасности товаров народного потребления. — Харьков: ХНУ, 2001. —
284с.
Никаноров А. М., Хоружая Т. А. Глобальная экология: Учеб. пособие. — М.:
ЗАО “Каирви”, 2003. — 288 с.
Никитин Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек: Учеб. пособие
для студ. вузов. — М.: Высш. шк., 1980. — 424 с.
Николайкин Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. Экология: Учеб. для
вузов. — 2-е изд., перераб. — М.: Дрофа, 2003. — 624 с.
Новиков Ю. В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособ. для
вузов и колледжей. — М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. — 560 с.
Одум Ю. Экология: В 2 т.: Пер. с англ. — М.: Мир, 1986. — Т. 1.— 328 с.,
Т. 2. — 376 с.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
