МЕТОДЫ  ОЧИСТКИ ВОДЫ НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ  И ВОЗНИКАЮЩИЕ В СВЯЗИ С  ЭТИМ ПРОБЛЕМЫ

     За  последние десятилетия все более  значительную часть круговорота  пресных вод стали составлять промышленные и коммунальные стоки. На промышленные и бытовые нужды потребляется около 600-700куб.км воды в год. Из этого объема безвозвратно расходуется 130-150куб. км, а около 500куб. км отработанных, так называемых сточных вод сбрасывается в реки, озера и моря. Важное место в предохранении гидроресурсов от качественного истощения принадлежит очистным сооружениям. Очистные сооружения бывают разных типов в зависимости от основного способа обезвреживания нечистот. При механическом методе нерастворимые примеси удаляют из сточных вод через систему отстойников и разного рода ловушек. В прошлом этот способ находил самое широкое применение для очистки промышленных стоков. Сущность химического метода заключается в том, что на очистных станциях в стоки вносят реагенты. Они вступают в реакцию с растворенными и нерастворенными загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в отстойниках, откуда их удаляют механическим путем. Но этот способ непригоден для очистки стоков, содержащих большое количество разнородных загрязнителей. Для очистки промышленных стоков сложного состава применяют электролитический (физический) метод. При этом способе электрический ток пропускают через промстоки, что приводит к выпадению большинства загрязняющих веществ в осадок. Электролитический способ очень эффективен и требует относительно небольших затрат на сооружение очистных станций.. При очистки бытовых стоков наилучшие результаты дает биологический метод. В этом случае для минерализации органических загрязнений используют аэробные биологические процессы, осуществляемые с помощью микроорганизмов. Биологический метод применяют как в условиях, приближенных к естественным, так и в специальных биоочистных сооружениях. В первом случае хозяйственно-бытовые стоки подаются на поля орошения.  Здесь сточные воды фильтруются через почвогрунты и при этом проходят бактериальную очистку. На полях орошения скапливается огромное количество органических удобрений, что позволяет выращивать на них высокие урожаи. Сложную систему биологической очистки загрязненных рейнских вод для целей водоснабжения ряда городов страны разработали и применяют голландцы. На Рейне построены насосные станции с фильтрами частичной очистки. Из реки вода закачивается в неглубокие канавы на поверхность речных террас. Через толщу алмовиальных отложений она фильтруется, пополняя грунтовые воды. Грунтовые воды подаются по скважинам на дополнительную очистку и затем поступают в водопровод. Очистные сооружения решают проблему сохранения качества пресных вод лишь до определенной стадии развития экономики конкретных географических регионов. Затем наступает момент, когда местных гидроресурсов уже не хватает для разбавления возросшего количества очищенных стоков. Тогда начинается прогрессирующее загрязнение гидроресурсов, наступает их качественное истощение. Кроме того, на всех станциях очистки по мере роста стоков встает проблема размещения значительных объемов отфильтрованных загрязняющих веществ. Таким образом, очистка промышленных и коммунальных стоков дает лишь временное решение местных задач охраны вод от загрязнения. Кардинальные пути защиты от загрязнения и разрушения природноаквальных и сопряженных с ними природных территориальных комплексов заключается в уменьшении или даже полном прекращении сброса в водоемы отработанных, в том числе и очищенных сточных вод. Совершенствование технологических процессов постепенно решает эти задачи. На все большем числе предприятий применяют замкнутый цикл водообеспечения. В этом случае отработанные воды проходят лишь частичную очистку, после которой они снова могут быть использованы в ряде отраслей промышленности. Полное осуществление всех мер, направленных на прекращение сбросов нечистот в реки, озера и водохранилища, возможно только в условиях сложившихся территориально-производственных комплексов. В пределах производственных комплексов для организации замкнутого цикла водоснабжения можно использовать сложные технологические связи между различными предприятиями. В будущем очистные сооружения не будут сбрасывать отработанные воды в водоемы, а станут одним из технологических звеньев цепи замкнутого водообеспечения.

РАЗРАБОТКИ  ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСНой ВОДЫ

     Прогресс  техники, тщательный учет местных гидрологических, физико- и экономико-географических условий при планировании и формировании территориально-производственых комплексов позволяет в перспективе обеспечить количественное и качественное сохранение всех звеньев круговорота пресной воды, превратить ресурсы пресных вод в неисчерпаемые. Все чаще для пополнения ресурсов пресных вод используются другие части гидросферы. Так, разработана достаточно эффективная технология опреснения морских вод. Технически проблема опреснения морской воды решена. Однако для этого требуется много энергии, и поэтому опресненная вода еще очень дорога. Значительно дешевле опреснять солоноватые подземные воды. С помощью гелиоустановок эти воды опресняют на юге США, на территории Калмыкии, Краснодарском крае, Волгоградской области.  На международных конференциях по проблемам водных ресурсов обсуждаются возможности переброски пресной воды, законсервированной в виде айсбергов. Впервые предложил использовать айсберги для водоснабжения засушливых районов земного шара американский географ и инженер Джон Айзекс. По его проекту от берегов Антарктиды айсберги должны транспортироваться судами в холодное Перуанское течение и далее по системе течений к берегам Калифорнии. Здесь они прикрепляются к берегу, и пресная вода, образующаяся при таянии, будет подаваться по трубам на материк. Причём за счёт конденсации на холодной поверхности айсбергов количество пресной воды окажется на 25% большим, чем содержится в них самих.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ НАД  ТЕРРИТОРИЕЙ РОССИИ.

Выбросы вредных веществ в атмосферу  от стационарных источников, расположенных на территории РФ, составляют около 60% от общего объема выбросов бывшего СССР и в 1995 годy были равны 24,8 млн.т вредных веществ, в том числе, в млн.т: 

диоксиды  серы около       9,2 
оксидов азота       3,2 
оксида углерода       7,6 
твердых веществ       6,4 
углеводородов       3,5 
летучих органических соединений      1,7,

 
также некоторое количество специфических вредных веществ остаточно высокой токсичностью - сероуглерод, фтористые соединения, бензапирен, сероводород и другие - менее 2% от общей массы выбросов.

  Основная  часть промышленных выбросов от стационарных источников приходится на европейскую территорию РФ - 65%.

  Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта в городах России составляют около 21 млн.т, в том числе: 

окиси углерода  около       16,8 млн.т

углеводородов        3,2

оксидов азота       1,0 

  Велики  выбросы от автотранспорта в следующих  городах России:

Москва       801 тыс.т в год,

Санкт-Петербург      244 тыс.т в год,

Краснодар       150 тыс.т в год.

  В настоящее время уровень загрязнения  атмосферы в городах России очень высок. На практике для определения степени загрязнения воздуха используют два норматива: предельно допустимые, концентрации (средние) - ПДКср - для оценки усредненных за продолжительный период (от суток до года) концентраций и предельно допустимые концентрации (разовые) - ПДКраз - для оценки непосредственно измеренных разовых концентраций.

  Контроль  загрязнения атмосферы на территории России осуществляется в 334 городах, система наблюдений включает 1185 станций. По данным станций наблюдений, максимальные разовые концентрации таких загрязняющих веществ как пыль, оксид углерода, диоксид азота, аммиак, сероводород, сероуглерод, фенол, фтористый водород иногда многократно превышают ПДКраз. Стало типичным для 10-ти кратное и 5-ти кратное превышение этой величины в подавляющем большинстве городов, особенно по диоксиду азота и пыли. При этом во многих городах воздух загрязнен сразу несколькими вредными веществами, а также фиксируется высокий уровень загрязнения воздуха бенз(а)пиреном.

  Более 50 млн. человек населения России испытывают воздействие различных вредных веществ, содержащихся в воздухе населенных пунктов в концентрациях 10 ПДК и выше.

В связи  с загрязнением атмосферы в ряде регионов, в том числе в Краснодарском крае, сохраняется напряженная экологическая обстановка, а в ряде городов оценивается как опасная.

  Фоновое загрязнение атмосферы  Фоновое техногенное загрязнение атмосферы формируется преимущественно под влиянием промышленных выбросов и условий регионального и глобального рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.

  Содержание  диоксида серы в атмосфере фоновых  районов Европейской части России в холодный период года в 2-8 раз выше, чем в летний. Повышение концентраций зимой обусловлено ухудшением метеорологических условий рассеяния примесей, увеличением количества промышленных выбросов, замедлением химических процессов трансформации веществ при низких температурах воздуха.

  Существенную  роль в фоновом загрязнении атмосферы  играет пыль, удерживающая своими частицами загрязняющие вещества. Преобладающим источником пыли в фоновых районах является подстилающая поверхность. Заметный вклад в загрязнение атмосферного воздуха микроэлементами антропогенного происхождения в фоновых районах вносит свинец, сорбируемый почвами.

  Сравнение значений фоновых концентраций загрязняющих веществ на территории России показывает, что наиболее высокие концентрации техногенных загрязнителей, наблюдаемые вблизи индустриальных центров России, характерны для фоновых районов центра Европы.

  Выпадение кислотных соединений. Как уже отмечалось, основными кислотообразующими соединениями в атмосфере являются соединения серы и азота. Среднегодовая интенсивность выпадения соединений серы и азота на всей территории РФ фиксируется путем измерения их содержания в снежном покрове весной. Достоверность такого способа мониторинга кислотности атмосферы вызывает сомнение. Влияние выпадения кислых дождей на растения, почвы, архитектурные и другие наземные сооружения наблюдается повсеместно.

  Кислотные дожди являются результатом процесса самоочищения атмосферы. Предполагаемый механизм этого процесса таков: крошечные капли воды облаков непрерывно захватывают взвешенные частицы и растворимые газообразные микрозагрязнители. При движении дождевых потоков из облаков в направлении к поверхности земли из атмосферы вымываются содержащиеся в ней примеси оксидов серы и азота, которые образуют соединения - серную и азотную кислоты.

  Динамика  выпадения серы и азота на территории России, за 1988 и 1995-е годы соответственно, составляет в млн.т в год: 

  серы - 1 1 ,0   и 8,3,   азота - 7,0 и 6  

  Значительная  часть территории России характеризуется  значениями рН снежного покрова 5,5-7,5. Области повышенной кислотности -рН 4,5-5,5 - наблюдаются на севере Европейской части России. В виде локальных проявлений повышение кислотности (снижение рН) снега отмечено в ряде промышленных районов с развитой цветной металлургией и предприятиями нефтехимии. Наблюдения свидетельствуют о наличии на территории РФ мест, где зарегистрированы случаи снижения рН до минимально допустимых значений - 3,5-4,5.

  Трансграничный  перенос загрязняющих веществ. Взаимные трансграничные выпадения загрязняющих веществ между соседними государствами, регионами, краями и областями рассчитываются Метеорологическим синтезирующим центром «Восток» (Москва).

  Выпадение на территории РФ за счет трансграничного  переноса из других стран в пределах Европейской программы мониторинга и оценки ежегодно составляет: соединений серы -до 1,5 млн.т, соединений окисленного азота - 0,5 млн.т, соединений восстановленного азота - 0,04 млн.т. Основными странами, загрязняющими территорию России, являются Украина, Германия, Польша, Великобритания, Беларусь.

  В свою очередь, РФ вносит печальный вклад  в загрязнение атмосферы за счет трансграничных переносов соединениями серы и азота в следующих странах: Казахстан, Финляндия, Норвегия, Швеция, государств Закавказья.

СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ НА ТЕРРИТОРИИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ.

  Для более подробного рассмотрения состояния  атмосферы на территории я выбрал Краснодарский край, так как некоторая  его часть является одной из «грязных»  в России.

  Для оценки качества атмосферного воздуха  края использовались установленные Минздравмедпромом России предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ -максимально разовые и среднесуточные.

  Валовый объем выбросов в целом по краю за последние пять лет, с 1992 по 1996 год, определен в пределах 1 млн. 300 тыс.т - 1 млн. 009 тыс.т, в том числе от автотранспорта от 900 тыс.т до 1000 тыс.т.

  Регулярные  наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в крае проводились службами Краевого и межрайонных комитетов по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Наблюдения, в основном, проводились по наиболее распространенным и характерным для урбанизированных территорий, (города Краснодар, Новороссийск, Сочи, Армавир, Туапсе, Белореченск, в которых проживает более 30% населения края) загрязняющим веществам: пыли, оксидам углерода, оксидам азота, диоксиду серы, фенолам, формальдегиду, бензапирену и ряду тяжелых металлов.

  Результаты  наблюдений за качеством атмосферного воз; в городах края показали, что наиболее загрязненным является воздух города Новороссийска: комплексный показ загрязнения по пяти приоритетным загрязняющим приме составил в 1995г. - 13,5 ед, а в 1996 г. - 20,5 ед, что в 3 и 4 раза выше допустимого соответственно. Этот комплексный показатель - ИЗА(5) - для Новороссийска соответствует превышению ПДК максимально-разовых по пыли -в 25 раз диоксиду азота - в 17 раз, для формальдегида - в 12 раз фенолу - в 6 раз.

  Высокий уровень загрязнения воздуха  в города повсеместно на территории края обусловлен высокой эрозионной опасностью земель, с которых ветровая эрозия поднимает в воздух тонны пыли, перемещая их в плохо проветриваемые города.