Процессы защиты гидросферы (очистка сточных вод)

Сохранение гидросферы при непрерывном увеличении водопотребления и загрязнения водоемов промышленными и бытовыми отходами является одной из основных экологических проблем современности. Уже сейчас в мире используется 13% речного стока. В результате во многих регионах наблюдается недостаток пресной воды. Например, безвозвратное водопотребление в бассейнах рек Кубани, Дона, Урала, Терека и других превысило экологически безопасный уровень. Однако наибольший ущерб гидросфере наносится антропогенными загрязнениями.

Обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения.

Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганических (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органических (нефтепродукты, нефть, ПАВ, пестициды, органические остатки).

Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров водной среды и определяется тепловыми, механическими и радиоактивными примесями.

Биологическое загрязнение заключается в изменении свойств водной среды в результате увеличения количества не свойственных ей видов микроорганизмов, растений и животных (бактерии, грибы, простейшие, черви), привнесенных извне.

Загрязнения, поступающие в атмосферу, с осадками возвращаются на землю и попадают в водоемы и почву. Сточными водами предприятий промышленности и агропромышленного комплекса загрязняются реки, озера и моря. В них попадают отходы, содержащие соли различных металлов, удобрения, пестициды, моющие средства, масла и нефтепродукты, радиоактивные вещества и др.

Во внутренние водоемы страны в 1997 г. сброшено 593 км³ сточных вод, в том числе 23,0 км³ загрязненных. С ними поступило загрязнений в тыс. т. нефтепродуктов — 7,8; взвешенных веществ — 542,1; общего фосфора — 31,2; СПАВ — 3,6; соединений железа — 19,6; соединений цинка 0,7 и др. Один м³ таких вод загрязняет от 10 до 50 м³ пресной воды.

Тяжелые металлы — свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий, попавшие в водоем, активно поглощаются животными и рыбами, которые или сами погибают, или отравляют людей, использующих их в пищу. Известны случаи отравления ртутью, которая попадала в организм людей вместе с рыбой.

Загрязнение мирового океана нефтью и нефтепродуктами достигло уже 1/5 его общей поверхности. В результате аварий судов, промывки резервуаров танкеров, утечек нефти при добыче ее в шельфовой зоне ежегодно в воды океана поступает 12—15 млн. т нефти. Каждая тонна нефти покрывает тонкой пленкой 12 км² водной поверхности и загрязняет до миллиона тонн воды. Нефтяная пленка приводит к гибели оплодотворенной икры, нарушает процессы фотосинтеза и выделения кислорода, осуществляемого фитопланктоном, т. е. происходит нарушение газои влагообмена между атмосферой и гидросферой.

Для защиты гидросферы от сброса промышленных сточных вод разрабатываются и внедряются безводные и маловодные технологические процессы; совершенствуются действующие предприятия с целью комплексного использования всех компонентов сырья и обеспечения соблюдения ПДК (предельно допустимая концентрация) и ПДС (предельно допустимый сброс) вредных веществ в отходящих потоках; внедряются аппараты воздушного охлаждения; используются локальные методы эффективной очистки и доочистки сточных вод с утилизацией воды и всех уловленных веществ; внедряются оборотные и замкнутые системы водоснабжения предприятий. Последнее направление является наиболее перспективным и практически разрабатывается во всех отраслях промышленности. Использование сточных вод в таких системах связано с необходимостью создания эффективных локальных методов, аппаратов и оборудования для глубокой очистки и доочистки промстоков. Сброс сточных вод из таких систем не производится, а свежая вода потребляется лишь для покрытия потерь. Рассмотрение таких методов производится в этом разделе.