Охрана и использование водных ресурсов

Метантенк - это бродильная камера, предназначенная  для анаэробной очистки осадка сточных  вод, то есть с помощью микробов, которые могут жить без доступа  воздуха. Процессы брожения осуществляются при температуре до 55 градусов по Цельсию в течение суток, вызывая полную гибель яиц гельминтов и патогенных (болезнетворных) микробов. Сооружение герметичное, поэтому метан, образующийся в процессе брожения, можно улавливать и использовать как топливо. Можно улавливать также углекислоту, которую перерабатывают на сухой лёд. Сброженный осадок содержит фосфор, азот и может служить прекрасным удобрением. Если осадок высушить и сбрикетировать, то можно получить топливо. Перемешивание в метантенке происходит в результате перекачивания осадка насосом из нижней части в верхнюю. Эжектирующие устройства по трубопроводам и эжекторам подают в метантенк острый пар или горячую воду температурой до 60 градусов по Цельсию для подогрева осадка.

Осадок  перемешивают с помощью насосов, забирающих его из нижней части камеры и подающих в верхнюю часть по трубопроводам выпуска сброженного осадка. Подогрев и перемешивание осадка способствует ускорению процессов брожения в метантенке. Осадок, получаемый в метантенках, периодически выгружается через трубопроводы опорожнения.

Для обеззараживания воду фильтруют через песок, хлорируют и озонируют. Озон обладает бактерицидными свойствами и, кроме того, при озонировании воды улучшаются органолептические свойства. Однако озонирование связано с большими энергетическими затратами. Другое сильное бактерицидное средство - серебро.

В последние  годы получило распространение механическое обезвоживание и термическая  сушка осадков. Механическое обезвоживание  на центрифугах не требует расхода  коагулянтов (химических реактивов  для окускования примесей),последующая термическая обработка в камерах с инфракрасным излучением позволяет провести дегельминтизацию.

Стоки, загрязнённые органическими и минеральными веществами, подвергают огневому обезвреживанию в циклонных печах (реакторах).Сущность метода заключается в испарении распылённых сточных вод при высоких температурах в продуктах горения органического топлива, при этом токсичные органические вещества сгорают, а минеральные вещества улавливают и выводят в виде расплава.

На машиностроительных заводах сточные воды содержат соли кислот, щёлочи, цианиды, хром, свинец, медь, алюминий, фтор, краски, органические соединения, минеральные взвеси, масла. На некоторых предприятиях введены устройства по регенерации (восстановлению) веществ и повторному их использованию. Очищенную от примесей воду можно использовать многократно.

Воду, используемую для мойки, очищают в системе  отстойников, в которых последовательно  отделяют крупные механические частицы  и нефтепродукты.

Накопленные нефтепродукты откачивают в ёмкости. Шламовый насос откачивает сырой остаток в бункер, откуда по мере накопления осадок вывозится.

Представляет  интерес замена масляных эмульсий водными  растворами, исключающими попадание  нефтепродуктов в сточные воды. Все  действующие промышленные предприятия  предусматривают сооружения по предварительной очистке сточных вод. Нефтеловушки, маслоуловители, краскоуловители, нейтрализаторы - вот тот небольшой и неполный перечень обязательных сооружений, без которых на сегодняшний день не имеет право работать ни одно промышленное предприятие.

Сохранению  рек и водоёмов способствует использование  сточных вод на полях орошения. Баластные воды с судов, курсирующих  по рекам и водоёмам, сдают на береговые очистные станции, а также  сбрасывают в канализационные системы.

Технологические процессы, способствующие снижению вредных стоков, постоянно совершенствуют. 

Искусственное дыхание озёр.

Мёртвые озёра возникают в результате сброса большого количества загрязняющих (питательных) веществ с животноводческих ферм, птицефабрик и так далее. Вначале появляется много планктона, рыб, разрастаются водоросли.

Отмирающие  организмы, находящиеся в изобилии в верхних слоях, опускаются вниз, в холодный придонный слой, где  в нормальных условиях разлагаются. При обилии оседающего планктона  кислорода начинает не хватать, и постепенно возникают анаэробные условия, при которых образуется сероводород. Над озером начинают роиться насекомые, появляются зелёные плавающие плёнки, неприятные запахи. Такое состояние озера называют эвтродическим. Озеро, дошедшее до эвтродического состояния, само возродиться не может даже при прекращении сброса сточных вод.

Учёные  всего мира ищут пути воскрешения  мёртвых озёр. В последнее время  успешно работает аппарат "Лимно", который разработала шведская фирма  Атлас

Конко. Аппарат предназначен для подачи кислорода в воду озёр.

Мёртвое озеро Брунсквинен, находящееся  в черте города Стокгольм, озеро

Кулобутнвалне, находящееся южнее города Осло, озеро  Гребан (Германия),озеро

Уоккабук, расположенное севернее Нью-Йорка, постепенно оживают благодаря работающим на них аппаратам "Лимно". 

[pic][pic] 

Проблемы  экологической безопасности водопользования  и охраны водоёмов на примере Байкала. 

[pic]

Cуществующие  "Правила охраны водоемов от  загрязнения сточными водами" предлагают производить оценку  качества воды по величинам ПДК в расчетном створе водного объекта. В зависимости от требований к качеству воды рыбохозяйственного, санитарно-бытового или социально-культурного водопользования и характера водоема (река, озеро) расчетный створ располагают в 500 или 1000 м от места выпуска сточных вод. Считают, что на таком расстоянии от оголовка сточная вода будет полностью разбавлена и ,тем самым, обезврежена от вредных и токсических веществ, болезнетворных организмов. Следовательно, по существующим правилам водоемы являются составной частью устройств по очистке сточных вод бытовых или промышленных предприятий, что с экологических позиций совершенно недопустимо по ряду причин.

В Байкале  минерализация воды в среднем  составляет 96,5 мг/дм3. В этой воде сформировалось все видовое разнообразие организмов, которые населяют водную толщу и дно озера. В его воде содержится около 5 мг/дм3 сульфатов,

0,4мг/дм3 - хлоридов, 1,5 мг/дм3 - взвешенных органических  веществ, до 12 мг/дм3 кислорода,4,1 мг/дм3 органических веществ (по ХПК) и др..

В промышленных стоках Байкальского целлюлозно-бумажного  комбината (БЦБК) после их очистки  на существующих очистных устройствах  содержится 750-800 мг/дм3 различных солей, в том числе около 520 мг/дм3 сульфатов, т.е. почти в 100 раз больше; до 110 мг/дм3 хлоридов, т.е. в 275 раз больше, чем в воде озера; органических веществ (ХПК) - 70 мг/дм3 - в 17,5 раза больше; кислорода - 6 мг/дм3 , или в два раза меньше, чем в воде Байкала.

Содержание  полихлорированных бифенилов (ПХБ) в сточных водах БЦБК достигает

0,28 мкг/дм3, а в воде Байкала их вообще  не должно быть, так как это  продукт антропогенного происхождения.  Они встречаются в некоторых  притоках озера (например, в р.  Б. Голоустная) до 0,02 мкг/дм3 за счет  атмосферного переноса и выпадения  с осадками в бассейне этой реки при северо-западных ветрах со стороны как Иркутска и Ангарско-Черемховского промышленного района, так и БЦБК. Вместе с тем вследствие аккумуляции ПХБ по пище- вой цепи водных организмов в жире нерпы концентрация ПХБ достигает 38 - 64 мкг/г, а диоксиновый эквивалент - 93пг/г, что в сотни и тысячи раз превышает их содержание в окружающей среде.

Как могут  нормально существовать пресноводные организмы Байкала в воде с  общей минерализацией в 7 - 8 раз большей, чем в озере с содержанием  сульфатов в 100 раз, а хлоридов в 275 раз большими, чем в ультрапресной маломинерализованной воде, в которой эти гидробионты возникли? Известно, что с повышением концентрации солей в среде осмотическое давление раствора возрастает, и в воде из организмов будет отсасываться. В этих условиях водные организмы погибают от обезвоживания, даже если растворенные соли не ядовиты. А хлориды и сульфаты, как известно, вредны для многих пресноводных организмов.

Ежесуточно  только Байкальский целлюлозный  комбинат сбрасывает в Байкал свыше 200 тыс. кубометров промышленных стоков. Предприниматели считают, что эти стоки очищены и соответствуют по качеству или даже лучше требований стандарта на питьевую воду. Эксперименты, проведенные на Байкале, показали, что эти "очищенные" промстоки совершенно не пригодны для жизни байкальских организмов, они в этих стоках погибают в течение короткого времени (от нескольких часов до нескольких суток - разные виды имеют различные сроки выживания). Даже пятидесяти- и стократно разбавленные очищенные промстоки

БЦБК  вызывают у водных организмов мутагенные изменения и гибель. Только в

10000 раз  разбавленных очищенных промстоках  гидробионты могут какое-то время  существовать. Как долго они могут  в таких условиях жить, смогут  ли размножаться и какие отдаленные последствия возникнут в таких разбавленных стоках, установить пока не представляется возможным .Министерство и ведомства целлюлозно-бумажной промышленности в проведении подобных исследований не заинтересованы, так как полученные результаты повлекут за собой ужесточение требований к природоохранным мероприятия. Российская академия наук и ее Сибирское отделение средств для создания соответствующих экспериментальных полигонов не имеют. Под влиянием сброса в Байкал и его притоки недостаточно очищенных промстоков БЦБК и других предприятий в озере происходит перестройка экосистемы. Начиная с 60-х годов структура планктонных сообществ значительно изменилась. В фитопланктоне, вместо доминирующей ранее эндемичной водоросли Melosira bajcalensis, начала развиваться менее требовательная к чистой воде Nitzshla aclcularis, которая вытесняет мелозиру. Произошла замена крупноклеточных форм водорослей мелкоклеточными. Параллельно с уменьшением в составе фитопланктона доли мелозиры, а в составе зоопланктона - кормовых организмов рыб снизилась роль циклопа - типичного байкальского вида беспозвоночных. По сравнению с уровнем в 1961 - 1965 гг. к 1996 году вдвое уменьшилась биомасса зоопланктона в период осеннего максимума его развития. Начиная с 1966 -

1967 гг. резко снизились темпы роста и ухудшились физиологические характеристики байкальских рыб, в том числе омуля. Если в 50-х годах омуль впервые шел на нерест в возрасте четырех лет и имел массу 500 г, то в последние годы он идет на нерест в возрасте 7 - 8 лет и масса впервые нерестующихся особей составляет 180-200 г. В 1987 г. отмечалась массовая гибель нерпы вследствие сброса в озеро большого количества шламлигнина из накопителей Байкальского целлюлозно-бумажного комбината, содержащего целую гамму вредных веществ, в том числе и полихлорбифенилов. Иммунная система животных под влиянием отравления была ослаблена, что обусловило их заболевание и гибель.

Таким образом, действующие правила охраны водоемов не обеспечивают требования даже существующего универсального стандарта на питьевую воду и, в том числе, по рыбохозяйственным нормативам, при которых не должно происходить: а) гибели рыб и кормовых организмов для рыб, б) постепенного исчезновения видов рыб и кормовых организмов, в) ухудшения товарного качества обитающих в водном объекте рыб, г) изменения условий, способных привести к гибели рыб или замене ценных видов на малоценные.

В мировом  научном сообществе общепризнанно, что озеро Байкал - уникальный водоем. К нему нельзя подходить с мерками, предназначенными для обычных водоемов даже питьевого назначения. Тем более что стандарт на питьевую воду разработан для выбора пригодного для этих целей водоисточника и не может служить эталоном для оценки допустимых загрязнений.

Водоемы с питьевой водой вообще не должны загрязняться, в них не допустим сброс каких-либо чужеродных веществ. В первую очередь это условие должно соблюдаться по отношению к Байкалу - мировому резервуару непревзойденной по качеству питьевой воды.

Производственники - водопотребители всеми способами  и в который уже раз пытаются приравнять Байкал к рядовым водоемам и распространить на него действие существующих природоохранных законодательных актов. Байкал же требует индивидуального подхода и специального закона о его охране и включения в глобальный перечень объектов мирового наследия. В нем сосредоточено 1/5 мировых запасов пресной питьевой воды. Однако озеро и его бассейн продолжают загрязнять промышленными, бытовыми и сельскохозяйственными отходами, гербицидами, другими пестицидами и различными химическими веществами. Вследствие этого и выбросов в атмосферу происходит также перестройка наземных экосистем в бассейне озера . Так, в частности, под влиянием пылегазовых выбросов БЦБК и других предприятий, сжигающих уголь, гибнут хвойные леса. Больше других страдают темнохвойные и, особенно, пихтовые леса - происходит массовое (250 тыс. га) усыхание древостоев (40 тыс. га из них погибло безвозвратно). У других пород уменьшается прирост древесины, снижается плодоношение, а большое количество семян у сосны и лиственницы оказывается нежизнеспособным (низкая всхожесть).Вследствие этого необходимо затрачивать больше усилий для заготовки посевного материала.