Проблема очищення забруднених стоків

Забруднені промисловими або побутовими скидами води рано чи пізно потрапляють в грунт або природні водойми. Природні системи самоочищення не здатні вже переробляти забруднення в таких обсягах і в такому складі, які характерні для сучасних промислових, сільськогосподарських та інших стоків. В результаті у багатьох випадках, коли не було прийнято своєчасних заходів з очищення стоків, багато природні водойми перетворилися на своєрідні стічні канави або відстійники – накопичувачі шкідливих речовин. Водні екосистеми, отруєні надлишковими скидами, позбавлялися рослин і тварин, здатних очищати воду, і потрібні були значні витрати, щоб спробувати їх відновити.

Так, до початку 60-х років Міссісіпі в США, Рейн у Німеччині і безліч менш відомих річок виявилися практично убитими. Багато років, величезні матеріальні та фінансові витрати, цілі блоки нових законів знадобилися багатьом країнам, щоб частково відновити, наприклад, екосистеми Великих Американських Озер або Рейну і запобігти катастрофічне зростання забрудненості інших життєво важливих водойм.

Проблема очищення стічних вод виникла давно. Зростання міст, концентрація і зростання числа промислових підприємств змусили багато європейських країн ще у ХVIII-XIX століттях прийняти деякі спеціальні закони і правила охорони вод, часом вельми суворі. Наприклад, в Росії було потрібно, щоб у вихідних ставках очисних споруд текстильних фабрик жила риба. При відсутності точних і чутливих методів хімічного аналізу такий природний біологічний індикатор чистоти води був досить надійний. У Франції промислове підприємство має право забирати воду з річки тільки нижче за течією від місця скидання власних стоків, що, природно, змушує фірми дбати про їх якісної очищення.
Військова гонка і бурхливе зростання промисловості з кінця XIX століття і по наші дні, спотворені політичні та економічні пріоритети, у ряді країн втрата або недолік культури виробництва призвели до того, що до середини нашого століття проблема чистоти вод стала однією з життєво важливих для людей і увійшла в число глобальних екологічних проблем (див. статтю “Вирішення екологічних проблем”). У боротьбі за скорочення шкідливих скидів дуже важливим напрямком стала розробка і введення нових, безперервно удосконалюються технологій очищення, типів і конструкцій очисних споруд.

Кожне підприємство або цех має, як правило, порівняно невеликий набір шкідливих речовин, що скидаються із стічними водами. Найбільш ефективна очистка стоків від цих домішок в спеціалізованих очисних спорудах того ж цеху. Наприклад, в стоках гальванічних цехів зазвичай міститься багато хрому, нікелю, кислот. Нейтралізувати ці розчини, осадити хром і нікель простіше і дешевше тут же, в спеціалізованому очисній споруді. Тільки глибоко очищені стічні води можна скидати у міську каналізацію, яка збирає всі стоки на міські очисні споруди.

У великих містах такі очисні споруди – це цілі комбінати з очищення води. На них проводиться не тільки механічна і хімічна, а й найбільш досконала – біологічне очищення. У кінцевому рахунку, ефективність таких очисних споруд залежить від працездатності складного комплексу мікроорганізмів, так званого активного мулу. Він успішно розкладає і пов’язує більшість природних органічних речовин, що містяться в побутових каналізаційних стоках, але багато хімічні сполуки, якщо вони не вилучені попередньо на заводських очисних спорудах, погіршують роботу активного мулу або навіть нищать його. Крім того, накопичуючись у відпрацьованому мулі, багато з них, зокрема важкі метали, роблять його непридатним для використання в якості добрив. Ефективний комплекс очисних споруд кожного міста, кожного промислового центру – необхідна умова збереження чистоти природних вод.

Порушення в узгодженому плануванні та експлуатації центральних і локальних очисних споруд можуть з часом звести нанівець ефективність і тих і інших. Наприклад, реконструйовані або побудовані заново в 60-70-ті роки міські очисні споруди в більшості міст по Оці працювали більш-менш задовільно до кінця 80-х років. Однак створення локальних очисних споруд на більшості заводів у цих містах було з різних причин практично зірвано. У міську каналізацію скидалися і скидаються понині погано очищені або зовсім не очищені промислові стічні води. Найчастіше концентрацію шкідливих речовин доводять в них до формально прийнятного рівня простим розведенням чистою водою. Це збільшує обсяг стоків і ускладнює роботу міських очисних споруд, але поки їх потужності вистачає, «біологічний цех» очисних споруд осаджує важкі метали за рахунок роботи на межі можливостей.

Активний мул міських очисних споруд виявився настільки отруєний важкими металами, що його використання в якості добрива повністю виключено. У результаті на очисних спорудах накопичуються терикони відпрацьованого мулу, який неможливо використовувати при існуючих технологіях. Їх виробнича потужність знижується, що призвело на початку 80-х років до двох аварій на очисних спорудах в Орлі, після яких якість води Оки нижче Орла різко погіршився. Так, в створі Серпухова, а це близько 500 км від Орла, ще через кілька місяців після аварії колітітр (кількість бактерій кишкової палички Esherihia на літр) окской води в 1500-2000 разів перевищував гранично допустимий рівень і місцева влада були змушені заборонити купання. Напружена ситуація з очисними спорудами Приокская міст зберігається і понині.

Особлива ситуація створюється шкідливими стоками сільськогосподарських комплексів. Стоки від тваринницьких ферм в основному являють собою органічні речовини природного походження. Їх склад не перешкоджає тому, щоб природні механізми самоочищення водойм могли їх нейтралізувати і утилізувати. При утриманні тварин в невеликих господарствах, розподілених по великій території, так і відбувається. Інша річ – великі тваринницькі комплекси, де на обмеженій території містяться сотні, а то й тисячі голів худоби, а видалення гною і сечі тварин проводиться методом змивання водою. Стоки таких комплексів мають не тільки великі обсяги, але й містять органічні речовини в дуже високих концентраціях. Відсутність або недостатня ефективність очисних споруд призводить тоді до дуже сильного зараження струмків і річок, куди потрапляють ці стічні води. Часто вони проникають і в підземні водоносні горизонти, роблячи непридатною для пиття воду колодязів і навіть артезіанських свердловин. Це – одна з найважчих проблем, пов’язаних з промисловим тваринництвом. А надійні очисні споруди при таких комплексах не тільки здатні захистити водойми від забруднення, а й можуть давати велику кількість найцінніших органічних добрив.

Досвідом багатьох країн доведена економічна і «екологічна» вигідність порівняно недорогих комплексів для переробки відходів тваринницьких господарств з використанням бактерій метанового бродіння. При цьому виходить метан, використовуваний як паливо, і високоякісні органічні добрива, які не втратили при зброджуванні нічого з цінних біогенних елементів – азоту, фосфору, калію, мікроелементів.

Особливу небезпеку для чистоти природних вод і стану екосистем представляє застосування на полях різних отрутохімікатів та надлишкових доз мінеральних добрив. Щороку на мільйонах гектарів розпорошуються інсектициди, фунгіциди, гербіциди – отрути, що застосовуються для придушення комах, грибкових захворювань рослин, бур’янів. Всі вони дуже токсичні. Багато хто з них хімічно дуже стійкі, а деякі, потрапляючи в грунт і проходячи там ряд хімічних перетворень, стають ще більш отруйними. Мігруючи разом з грунтовими водами, ці речовини (їх загальна назва пестициди) рано чи пізно потрапляють в річки і озера., Проникають в підземні води. У 70-ті роки в штаті Каліфорнія були закриті більше 50% всіх артезіанських свердловин через те, що в підземних водах в небезпечному кількості з’явилися пестициди.

У ряді районів світу заняття сільським господарством стало одним з видів діяльності, найбільш небезпечних для здоров’я людей саме через насиченість отрутохімікатами природного середовища проживання сільських жителів. Неможливо винайти такі очисні споруди, які могли б запобігти попадання у водоймища отрутохімікатів, що розсіюються по величезних територіях сільськогосподарських угідь. Тому подальше вдосконалення системи захисту рослин має бути орієнтоване не на ще більше посилення хімічного захисту, а на перехід до захисту біологічної.

ПОДІЛИТИСЯ: