Охорона гідросфери

Охорона гідросфери тісно пов’язана з охороною атмосфери і літосфери, так як забруднення, що потрапляють в атмосферу Землі і літосферу, можуть потрапляти і в гідросферу Землі за рахунок розчинення або механічного змішування, що відбувається при переміщенні водних мас у процесі кругообігу природних вод.

Вода – найважливіший рідкий мінерал Землі (Ферсман А. Е.).
Її використання з кожним роком зростає у все більшій мірі. Так, у 2000 р. її споживання досягло 7000 км3. При цьому для споживання необхідна екологічно чиста вода. Воду застосовують у сільському господарстві, житлово-комунальній сфері та в промисловості. Промисловість споживає близько 32% води, використовуваної людиною на потреби життєдіяльності і виробництва. У промисловості вода є і реагентом, і середовищем для протікання хімічних перетворень, і теплоносієм, і засобом транспортування сировини, продукції та відходів. Тому води, використані в промисловості, в більшості своїй забруднюються різними газоподібними, рідкими, твердими речовинами і стають стічними.
Стічними називають води, що надходять у природне навколишнє середовище після їх використання у виробничій чи побутовій сферах діяльності людини. На жаль, одним із способів зниження токсичності вод, використаних у промисловості, сільському господарстві та житлово-комунальній сфері, є розведення стічних вод. Розбавлення не знижує забруднення природного навколишнього середовища, а лише частково розсіює забруднюючі домішки, зменшуючи їх місцеву концентрацію, яка може локально мимовільно збільшуватися і приводити до серйозних порушень природних процесів, в тому числі й екологічних. Однак розведення стічних вод широко застосовується в промисловості. На це витрачається величезна кількість природної води, наприклад при розведенні стоків виробництва поліетилену необхідно розбавлення виробничих вод у 30 разів, а у виробництві синтетичних волокон – в 200 разів.

У процесі господарської діяльності людини постійно утворюються стічні води, які мають різну класифікацію. За умовами виникнення їх розділяють на побутові, промислові, паводкові, зливові. Існують класифікації за іншими ознаками – по концентрації забруднюючих компонентів і т. д.
Для стічних вод, як і для газів, існує два глобальні напрямки природоохоронних заходів: очищення стічних вод і створення замкнутих водооборотних циклів. Ці два напрямки не ізольовані один від одного, а оптимально поєднуються.

Коротка характеристика способів водоочистки

Водоочищення від забруднюючих домішок представляє собою видалення механічних, біологічних і хімічних забруднювачів з води різними способами. Характер водоочищення залежить від того, яке завдання поставлено перед цим процесом. Так, для отримання питної води необхідна її очищення не тільки від механічних домішок, а й від мікробів і небажаних розчинених хімічних сполук, в той час як для отримання технічно чистої води її потрібно звільнити від домішок, що забруднюють середовище проживання, і тих речовин, які небажані в даному виробництві. Особливі завдання стоять і при очищенні промислових стічних вод – в цьому випадку необхідно виділити з них речовини, що забруднюють гідросферу, які є відходами виробництва, а також вловити ті речовини, які можуть бути використані в даному виробництві, і утилізувати їх.

Розрізняють механічну, хімічну, фізико-хімічну, біохімічну та біологічну очистку стічних вод.
Механічне очищення стічних вод є обов’язковою складовою частиною водоочищення й випереджає інші методи очистки. Завдяки їй з вод видаляються нерозчинні домішки, в тому числі й ті, які знаходяться в колоїдному стані. Перед механічною очисткою в стічні води додають коагулянти (речовини, що викликають укрупнення колоїдних частинок) і флокулянти (речовини, що сприяють процесам флотації, тобто виділенню часток з суміші за рахунок сил відштовхування від розчинника з наступним укрупненням). В якості флокулянтів використовують Полиетиленаміни і деякі інші високомолекулярні речовини, а як коагулянти – сульфати алюмінію, заліза (III) та ін При виділенні укрупнених частинок нерозчинних речовин застосовують процеси фільтрування (на різних фільтрах і електрофільтрах), відстоювання (у відстійниках) та центрифугування (на гидроциклонах і центрифугах – тут використовують дію відцентрових сил).

Хімічне очищення заснована на тому, що розчинні домішки вступають в реакції з осаджувачами або речовинами іншої дії (окислювачами, восстановителями), при цьому утворюються або нерозчинні речовини, які потім видаляються механічно, або нетоксичні речовини, що не приносять шкоди природі. Як осадителей і нейтралізаторів широко застосовують вапняк, вапняне молоко (суспензія гідроксиду кальцію) і інші луги, окислення активним хлором, киснем або озоном і т. д. Однак необхідно відзначити, що окислення хлором хоч і ефективно, але з екологічної точки зору небезпечно з -за виникнення екологічно небезпечних хлорорганічних сполук.

Фізико-хімічні методи засновані на фізико-хімічних процесах, іонному обміні, на протіканні хімічних процесів під впливом фізичних явищ (електроліз, електрокоагуляція та ін.) Найбільш ефективними з екологічної точки зору є процеси повного видалення домішок з стічних вод (наприклад, повне знесолення при використанні іонообмінних смол, що містять іони водню і гідроксид-іони (ОН-). При використанні фізико-хімічних методів видаляються стійко-емульговані і суспензовано домішки, а також колоїдні і розчинені речовини: Однак ці методи дуже дорогі і використовуються в спеціальних випадках.

Біохімічні та біологічні методи засновані на тому, що деякі мікроорганізми здатні використовувати забруднюючі речовини як їжу, засвоївши яку вони очищають стічні води від таких домішок (це застосовується, як правило, для очищення стічних вод від органічних і біологічних домішок). Розрізняють аеробні та анаеробні різновиди даних методів. Їх реалізують в аеротенках і біофільтрах (аеробні методи), або в особливих відстійниках. В результаті застосування біохімічних методів утворюється активний мул, який піддається певним методам обробки (зневоднення, ущільнення, термічна обробка тощо), після чого його утилізують або в сільському господарстві, або в будівництві.
Біохімічні та фізико-хімічні методи, пов’язані з повним видаленням домішок, є найбільш перспективними, незважаючи на їх дорожнечу і труднощі реалізації.

Існують стічні води, які не можна очистити зазначеними вище методами (їх близько 3% від решти стічних вод). Такі води піддають термічному знешкодженню або закачують в глибокі горизонти (останнє вкрай небезпечно з екологічної точки зору і вимагає викорінювання).
Для конкретного виробництва використовують такі методи, які дозволяють отримати води, відповідні санітарно-гігієнічним вимогам. Як правило, ці методи застосовують в комплексі для одержання найбільш позитивних результатів.

Коротка характеристика замкнутих водооборотних циклів як найбільш ефективного методу охорони гідросфери
Замкнуті втовкмачувати цикли припускають таке використання природних вод, при якому вода закачується в систему один раз, а потім відпрацьовані води повертаються у виробничий цикл або після очищення, або без неї. Використана вода може доповнюватися природною водою через втрати в процесі виробництва. Позитивною стороною такого водоспоживання є практично повне припинення утворення стічних вод та їх потрапляння в гідросферу.
Застосування водообігового водопостачання дозволяє в 10-50 разів зменшити споживання природної води. Оборотну воду можна використовувати і як теплоносій, і як охолоджуючий агент, що підвищує ефективність виробництва.

У процесі водообігового водопостачання можливе забруднення її біологічними домішками, що призводить до процесів обростання. З цією метою води піддаються біоочищення і частково замінюються природними водами із зовнішнього середовища.
Для зниження водоспоживання на різних підприємствах використовують наступні заходи:
1) впровадження процесів, що не вимагають води;
2) вдосконалення процесів і обладнання, що сприяють зниженню витрати води;
3) впровадження енерготехнологічних агрегатів, що використовують тепло хімічних процесів і не вимагають використання води в якості теплоносія;
4) заміна води повітрям в якості теплоносія.

Перераховані методи сприяють охороні природних вод від їх забруднення промисловими та побутовими стічними водами. Як вказувалося вище, очищення газів сприяє запобіганню забруднення гідросфери забруднювачами з атмосфери. Однак існують і інші джерела забруднення – зокрема сільське господарство (тваринництво і землеробство), а також водний транспорт. Велику небезпеку в забрудненні вод Світового океану представляють аварії корабля й аварії при транспортуванні різних матеріалів (нафти, вугілля, продовольства, різної сировини). Природоохоронні заходи в цих сферах діяльності людини складаються в строгому дотриманні правил перевезень, у виробленні у персоналу правильного з позицій природосообразности екологічної свідомості, в участі кожної людини в діяльності, що сприяє мінімальному забрудненню природного середовища, в тому числі і гідросфери.

ПОДІЛИТИСЯ: