Организация охраны и рационального использования водных ресурсов

      Доля основных  отраслей  промышленности  области  в общем сбросе загрязненных сточных вод составляет: химическая и нефтехимическая промышленность - 28,3 %,  топливная - 13,5 %, угольная - около 13 %,  машиностроение и металлообработка -  4,3  %, черная металлургия - 2,6 %.

      Крайне неудовлетворительная ситуация  сложилась в  области с   обеспечением  безопасного  обращения  с отходами производства и  потребления.  Основная ее причина – отсутствие достаточного финансирования мероприятий,  направленных на обезвреживание отходов всех видов.

По одним данным Тульская область входит в десятку, по другим – ситуация хуже и мы уже в пятёрке самых загрязнённых регионов страны. Поэтому тулякам (как начальству производственных предприятий, так и простым жителям города) необходимо задуматься об экологии серьёзно. В силу изначального богатства природных ресурсов нашей страны, мы иногда даже не задумываемся о возможных последствиях экологической катастрофы.

Водоснабжение Тульской области осуществляется из подземных источников. В 2006 году эксплуатировалось 380 коммунальных и 1 156 ведомственных источников централизованного питьевого водоснабжения, из которых 1 248 расположено в сельской местности. По результатам лабораторного контроля учреждениями Управления Роспотребнадзора по Тульской области, в 2006 году не соответствовало гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям 22,5% проб воды коммунальных и 22,7% ведомственных водопроводов (по России этот показатель составляет 17,7%). Отклонения по санитарно-химическим показателям связаны с природными свойствами воды, недостатком числа сооружений водоподготовки (станций обезжелезивания и умягчения). В 2006 году в поверхностные водные объекты сброшено 250,6 млн куб. м сточных вод из них около 40% – предприятиями жилищно-коммунального хозяйства. Большинство очистных сооружений предприятий ЖКХ находятся в технически неисправном состоянии, работают с перегрузкой. Часть городов, поселков городского типа и большинство сельских населенных пунктов не имеют очистных сооружений. В неудовлетворительном состоянии находятся и работают с перегрузкой очистные сооружения биологической очистки Суворова, Кимовска, Киреевска, Донского, пос. Сокольники Новомосковского района. С перегрузкой работают очистные сооружения города Тулы².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава III.

Методы организации охраны и рационального использования  водных ресурсов

 

Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения 
и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки 
строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава 
и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Истощение поверхностных вод предотвращают путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод.

Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются 
следующие экозащитные мероприятия:

— развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения;

— очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

— закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

— очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод — сточные воды, 
поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод представляется весьма актуальной и экологически важной задачей. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения их сточными водам, является разработка и внедрение безводной и безотходной технологии производства, начальным этапом которой является создание оборотного водоснабжения.

При организации системы оборотного водоснабжения в нее 
включают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать замкнутый цикл использования производственных и бытовых сточных вод. При таком способе водоподготовки сточные воды все время находятся в обороте и попадание их в поверхностные водоемы полностью исключено.

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико-химический, химический, биологический и др. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов (комбинированный способ). В процессе очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной 
биомассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в 
водоем.

При механической очистке из производственных сточных 
вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод — до 60%. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на 
поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого 
вида уловителями либо выжигают.

Химические и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод. К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором — различные окислители. С их помощью сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов.

Для очистки коммунально-бытовых промстоков целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий широко используют биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.). Очистку ведут с помощью естественных (поля орошения, поля 
фильтрации, биологические пруды и др.) и искусственных методов (аэротенки, метатенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

После осветления сточных  вод образуется осадок, который 
сбраживают в железобетонных резервуарах (метантенках), а затем удаляют на иловые площадки для подсушивании.

Осветленная часть сточных  вод очищается в аэротенках — 
специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом.

После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора или других сильных окислителей. При этом способе (хлорировании) уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы. В системах очистки сточных вод биологический (биохимический) метод является завершающим и после его применения сточные воды можно использовать в оборотном водоснабжении либо сбрасывать в поверхностные водоемы.

В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод:

— электрохимические  методы, основанные на процессах 
анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции и электрофлотации;

— мембранные процессы очистки (ультрафильтры, электродиализ и др.);

— магнитная обработка, позволяющая улучшить флотацию взвешенных частиц;

— радиационная очистка  воды, позволяющая в кратчайшие 
сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;

— озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы;

— внедрение новых  селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования и др.

Известно, что значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, смываемые поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий. Для предотвращения попадания загрязняющих стоков в водоемы необходим комплекс мероприятий, включающих: 1) соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов; 2) очаговую и ленточную обработку пестицидами вместо сплошной; 3) внесение удобрений в виде гранул и по возможности вместе с поливной водой; 4) замену ядохимикатов биологическими способами защиты растений, и т. д.

Очень сложна утилизация животноводческих стоков, губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время наиболее экономичной признана технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции. При этом твердая часть превращается в компост и ее вывозят на поля. Жидкая 
часть (навозная жижа) концентрацией до 18% проходит через 
реактор и превращается в гумус. При разложении органики выделяются метан, двуокись углерода и сероводород.

Одним из перспективных способов уменьшения загрязнения поверхностных вод является закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты через систему поглощающих скважин (подземное захоронение). При этом способе отпадает необходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточных вод и в сооружении очистных сооружений.

Однако, по мнению многих ведущих специалистов, данный, метод целесообразен для изоляции лишь небольших количеств высокотоксичных сточных вод, не поддающихся очистке существующими технологиями.

Эти опасения связаны  с тем, что очень трудно оценить возможные экологические последствия усиленного заводнения даже хорошо изолированных глубокозалегающих горизонтов подземных вод. К тому же технически очень сложно полностью исключить возможность проникновения удаляемых высокотоксичных промстоков на поверхность земли или в другие водоносные горизонты через затрубные пространства скважин.

Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Недостаточно очищенные питьевые воды опасны как с экологической, так и с социальной точек зрения.

Начиная с 1896 г. и до настоящего времени метод обеззараживания воды хлором является в нашей стране наиболее распространенным способом борьбы с бактериальным загрязнением. Однако оказалось, что хлорирование воды несет в себе серьезную опасность для здоровья людей. Исключить этот опасный для здоровья людей эффект и добиться снижения содержания канцерогенных веществ в питьевой воде возможно путем замены первичного хлорирования на озонирование или обработку ультрафиолетовыми лучами, а также и применение безреагентных методов предочистки на биологических реакторах.

Современная технология очистки питьевой воды от других 
экологически опасных веществ — нефтепродуктов, СПАВ, пестицидов, хлорорганических и других соединений основывается на использовании сорбционных процессов с применением активированных углей или их аналогов — графитминеральных сорбентов.

Все большее значение в охране поверхностных вод от за- 
грязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек, а также образование эрозии, оползней, обрушение берегов и т. д. Выполнение комплекса этих работ позволит уменьшить загрязненный поверхностный сток и будет способствовать чистоте водоемов.

Важную защитную функцию на любом водном объекте выполняют водоохранные зоны. Назначение водоохраной зоны — предотвратить загрязнение, засорение и истощение водного объекта. В пределах водоохранных зон запрещается распашка земель, выпас скота, применение ядохимикатов и удобрений, производство строительных работ и др.

Поверхностная гидросфера органично связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и с другими компонентами окружающей природной среды. Учитывая неразрывную взаимосвязь всех ее экосистем, невозможно обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без защиты от загрязнения атмосферы, почв, подземных вод и др.

Для защиты поверхностных вод от загрязнения в ряде случаев необходимо идти на радикальные меры: закрытие или перепрофилирование загрязняющих производств, полный перевод сточных вод на замкнутый цикл водопотребления и т. д.

Основные мероприятия по защите подземных вод, проводимые в настоящее время, заключаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхностных вод, эта большая и сложная проблема может быть успешно решена лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей природной среды.

Для борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, 
пригодных для целей питьевого водоснабжения, предусматривают различные меры, в том числе: регулирование режима водоотбора подземных вод; более рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.

В последние годы для  предупреждения истощения подземных вод все чаще применяют искусственное пополнение их запасов путем перевода поверхностного стока в подземный. Пополнение осуществляется путем инфильтрации (просачивания) воды из поверхностных источников (реки, озера, водохранилища) в водоносные пласты. Подземные воды получают при этом дополнительное питание, что позволяет увеличивать производительность водозаборов без истощения естественных запасов³.

Меры борьбы с загрязнением подземных вод подразделяют на:             1) профилактические и 2) специальные, задача которых — 
локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.