Защита водоемов от загрязнения сточными водами

При анализе данных по водопользованию за 5—6 прошедших десятилетий установлено, что ежегодный прирост безвозвратного водопотребления, при котором использованная вода безвозвратно теряется для природы, составляет 4—5%. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды [50, 25].

Уже в настоящее время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. На сегодняшний день потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8%, а у таких рек, как Дон, Терек, Урал, — на 11—20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора рек Сырдарьи и Амударьи на орошение.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняют проблемы обеспечения водой.

Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300— 3500 км³. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное количество воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее иснользования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде неочищенных или частично очищенных сточных вод (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Пример сброса сточных вод в водные бассейны.

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов, как более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод, разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

Источники загрязнения водоемов. Можно выделить пять видов загрязнений поверхностных и подземных вод:

• • механическое — повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;
• • химическое — наличие в воде органических и неорганических веществ токсичного и нетоксичного действия;
• • бактериальное и биологическое — наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;
• • радиоактивное — присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;
• • тепловое — выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

Основными источниками загрязнения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых, сбросы водного и железнодорожного транспорта, отходы первичной обработки льна, пестициды и т. д.

Количественный и качественный состав производственных сточных вод разнообразен и зависит от отрасли промышленности, вида производства, исходного сырья, различных добавочных продуктов, участвующих в технологических процессах.

Кроме того, состав сточных вод конкретного производства зависит от принятой технологии, от вида и совершенства производственного оборудования и т. д. Состав сточных вод промышленности многообразен и даже для одного и того же производства может колебаться в весьма широких пределах.

Производственные сточные воды могут быть разделены:

• 1) по составу загрязнителей:
  • • загрязненные преимущественно минеральными примесями;
  • • загрязненные преимущественно органическими примесями;
  • • загрязненные как минеральными, так и органическими примесями;
• 2) по кислотности:
  • • неагрессивные (pH 6,5—8);
  • • слабоагрессивные (слабощелочные — pH 8—9 и слабокислые — pH 6−6,5);
  • • сильноагрессивные (сильнощелочные — pH > 9 и сильнокислые — pH < 6);
• 3) по токсическому действию и действию загрязнителей на водные объекты:
  • • содержащие вещества, влияющие на общесанитарное состояние водоема (например, на скорость процессов самоочищения);
  • • содержащие вещества, изменяющие органолептические свойства (вкус, запах и др.);
  • • содержащие вещества, обладающие токсическим действием на человека и обитающих в водоемах животных и растений.

Наиболее интенсивно загрязняют воду такие отрасли промышленности, как металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая.

Особым видом промышленного загрязнения водоемов является тепловое загрязнение, обусловленное выпуском теплых вод от различных энергетических установок. Большое количество тепла, поступающего с нагретыми сбросными водами в реки, озера и водохранилища, оказывают существенное влияние на термический и биологический режим водоемов.