Загрязнение рек и озер

Большое количество сточных вод, нефтепродуктов и даже жидкие радиоактивные отходы поступают в реки и озера различных регионов мира.

В России из 60 км кубических сточных вод по меньшей мере треть попадает в окружающую среду без всякой очистки. Наиболее загрязнены водные источники юга России, а также Московской области. Из бассейна реки Кубань в 1991 г. было забрано для производственных целей 80% годового стока, из Дона – 65%. Из Терека и Урала современное хозяйствование забирает в среднем 50% их стока. Больше половины забираемой воды возвращается в реки без очистки. Вода не успевает самоочищаться. Для того чтобы вылечить реку после такой агрессии, необходимо разбавлять загрязненную воду чистой в соотношении 1:100. Этого не происходит.

В Неву каждый день попадает более 1 млн м кубических загрязняющих веществ, в том числе без очистки сбрасывается 20% канализационных стоков города.

Наблюдается тяжелое экологическое состояние на р. Волга, на берегах которой живет 60 000 000 человек и где производится 30% промышленной и сельскохозяйственной продукции страны. Водозабор из Волги равен 33% (данные на 1992 г.). Объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в ее бассейн составляет 37% общего их объема на территории России. В Волгу в 1989 г. поступало 20 км кубических сточных вод. Если исходить из средненеобходимого для различных отраслей промышленности 30 – кратного разбавления, то для доведения этих стоков до нормы понадобилось бы 600 км кубических чистой воды, а среднегодовой сток Волги 250 км кубических. Ежегодно в Волгу, а затем в Каспийское море поступает 367 тыс. т органики. 13 тыс.т нефтепродуктов, 45 тыс.т азота, 20 тыс.т фосфора, что привело к резкому сокращению рыбных богатств Каспия и Волги.

Методы очистки воды

Для успешной и качественной очистки воды нам нужно в первую очередь понять, для каких именно целей мы ее будет очищать: для собственного применения в качестве пищевой воды или для слива в реки, озёра и моря (то есть уже после использования).

Для этого выделим две группы очистки:

-Очистка сточных вод

-Очистка воды, для применения в бытовых целях

Методы очистки сточных вод

Каждому известно, что вода необходима для человека. Но ее постоянно загрязняют отходами промышленности, продуктами жизнедеятельности. Многие составляющие, такие как жир, грязь, пыль и т. д. делают воду непригодной к употреблению. Природная очистка – очень медленный процесс, именно поэтому человечество разработало решение для очистки сточных вод. Чтобы разработать эффективные технологии, использовали достижения из разных областей наук и получили несколько вариантов для решения этой проблемы.

Способы очистки сточной воды:

1.Способ механический. Отстаивание и фильтрация воды. Используются сита, септики, решетки, навозоуловители. Нефтеловушки и отстойники удаляют поверхностные загрязнения. Способ этот помогает очистить воду на 75%, однако, этот метод примитивный и не спасает от органических соединений, которые растворены в воде.

2.Способ химический. Здесь уже применяются различные реагенты, вступающие в химическую реакцию с загрязнителями, превращают их в нерастворимый осадок. Благодаря такому методу очистки, количество примесей нерастворимых в воде сокращается на 95%, но растворимые сокращают свое количество только на 20-30%. Минусы этого способа – высокая цена реагентов. Используют чаще в производстве и промышленности.

3.Способ физико-химический. Совокупное применение озона и ультразвука. Удаляет из воды, растворенные неорганические и тонкодисперсные примеси, разрушает органические вещества. Самый распространенный вид – электролиз, главная задача которого – разрушение органических веществ в сточных водах. И так как этот способ обладает свойством обеззараживателя, то он наиболее привлекателен для использования.

4.Способ биологический. Самый эффективный способ очистки воды. Использование особых бактерий, влияющих на минерализацию загрязнений. Бактерии расщепляют все загрязнения на отдельные компоненты, безвредные для здоровья людей. Устройства эти носят названия биофильтров, биологических прудов.

5.Способ комбинированный. Одновременное использование нескольких методов очистки, чтобы достичь наилучшего результата. Как правило, сначала используют механическую очистку, потом биологическую, следующей – физико-химическую.

Выбрать оптимальную систему очень сложно, потому что вода содержит в себе разнообразные примеси. К тому же требования к качеству воды постоянно ужесточаются.

В настоящее время из общего количества сточных вод механической очистки подвергается 68% всех стоков, физико-химической- 3%, биологической - 29%. В перспективе предполагается повысить долю очистки биологическим методом до 80%, что улучшит качество очищаемой воды. 

В России распространен метод хлорирование воды, который осуществляется на водопроводных станциях специальными установками. Профилактическая дезинфекция колодцев также производится активным хлором. Но длительное потребление хлорированной воды негативно сказывается на состоянии здоровья.

Так же получил распространение метод озонирования воды, который одновременно решает несколько проблем: обеззараживание, достижение прозрачности и удаление запаха. Однако получение озона - процесс дорогой, к тому же в концентрированном виде, в котором озон добавляют в воду, он ядовит.

Очистка воды, с целью применения в быту.

Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все знают, как правильно их необходимо осуществлять и какой может при этом возникнуть побочный эффект.

Все способы очистки воды можно условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров.

Очистка воды без использования фильтров.

Данный вариант наиболее распространен и доступен, поскольку для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной кухонной посуды. К наиболее распространенным способам относятся:

-Кипячение

-Отстаивание

-Вымораживание

Кипячение

Все мы с детства знаем, что сырую воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т.е. она становится "мертвой", поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов (то есть микроорганизмов, способных вызывать болезни), но тем более она становится бесполезной для организма человека. Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.

Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. Также заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом.

Вывод. После кипячения мы пьем "мертвую" воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы и др.

Отстаивание

Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и оставляют в нем на несколько часов. Без перемешивания воды в ведре удаление газообразного хлора происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для получения сколь-либо заметного эффекта необходимо следовать разработанным методикам отстаивания.

Вывод. Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду.

Вымораживание

Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений - страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром.

Многие под данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и поставить ее в холодильник до появления льда, после вынуть посуду из холодильника и разморозить ее для питья. Сразу заметим, что эффект очистки воды вышеприведенным способом равен нулю, поскольку вымораживание - очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком зависит от точного следования разработанным методикам.

Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь - обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем. Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективность резко снижается.

Нам доводилось тестировать воду, которую хозяйки несколько часов пытались приготовить методом вымораживания. Она была немного лучше водопроводной воды. Это еще раз подтверждает то, что вымораживание - непростой процесс, который имеет свои тонкости и далеко не все рекомендации здесь приводят к ожидаемому эффекту.

Данный метод имеет очень высокие показатели очистки, но ,к сожалению, он мало применим в быту поскольку имеет довольно сложный порядок выполнения операций над замораживаемой водой.

Очистка воды с использованием фильтров

Для удаления вредных примесей из воды используют различные фильтры. В бытовых условиях широко используются различные кувшины и насадки на кран. После, для улучшения качества (или для получения желаемого свойства воды) можно использовать методы, представленные в безфильтровой очистке.

Оценка качества воды

Трудно переоценить роль воды в нашей жизни. В среднем человек за сутки выпивает около 2л воды. Но задумываетесь ли Вы, какую именно воду Вы пьете?! Уверены, что задумываетесь. Об этом свидетельствует тот факт, что все больше людей в городах предпочитают пить воду не из-под крана, а покупать воду в бутылках. Это вполне оправданный шаг, связанный с применением хлора, как основного обеззараживающего компонента для очистки воды, да и не только хлора. Опасны для здоровья также определенные условия искусственной и естественной минерализации воды в наших кранах. Недостаточный уровень очистки и обеззараживания при использовании сточных вод, устаревшее оборудование на водозаборных станциях, использованием очищенной речной воды – все это негативно сказывается на здоровье человека и ставит вопрос о необходимости анализа воды в современных условиях. А стоит ли говорить об эпидемической опасности такой воды. Однако и покупка воды в бутылках, к сожалению, тоже не выход. По некоторым параметрам такое качество воды оказывается на порядок хуже по сравнению с тем, которым характеризуется вода из-под крана. И ведь не факт, что вода, которую Вы покупаете, действительно качественна и соответствует всем необходимым нормам.