Информационно-исследовательскийпроект на тему«Загрязнение и охрана гидросферы» Исполнитель: Шахтарина Дарья 9-в классРуководитель: Назарова Елена Геннадьевна
Цель моей работы – изучить современноесостояние водных ресурсов и мероприятия,направленные на их охрану, проанализировавработу завода «АСО». Перед собой я поставила следующие задачи:Рассмотреть роль воды в природе и жизни человекаРассмотреть использование водных ресурсов человеком во всех сферах деятельностиИзучить естественные и антропогенные источники загрязнения водных ресурсовРассмотреть влияние различных загрязнителей на живые организмыПроанализировать работу одного из крупнейших заводов нашего города с точки зрения природоохранной деятельности.
Вода – кровь Земли. Организм человека пронизанмиллионами кровеносных сосудов. Кровь снабжает каждую клетку телакислородом и питательнымивеществами, собирает отходыжизнедеятельности из всех уголковорганизма, соединяет все органы вслаженный и работоспособныйорганизм. Такая же кровеносная система есть и унашей планеты. Кровь Земли – это вода, а кровеносныесосуды- реки, ручьи и озёра. Вода на Землеиграет ту же роль, что и кровь в живом организме: удаляет отходы, образующиеся врезультате жизнедеятельности человека,соединяет друг с другом различныекомпоненты, превращая их в единую систему.
Вода – самое распространенное на Земле вещество. Водная оболочка, гидросфера, покрывает около 71%земной поверхности. Земная влага сосредоточенаглавным образом в океанах и морях. Общий объем вод Мирового океана составляет 1,5 млрд км3 при среднейглубине 3,8 км. Из пресных вод земной поверхности основная часть(79%) приходится на ледяные массивы Арктики иАнтарктиды, в которых содержится в 20 тыс. разбольше пресной воды, чем в реках. Если бы все этильды растаяли, то уровень Мирового океана мог быповыситься на 66 м. 20% сосредоточено в подземных водах итолько 1% участвует в круговороте.
Человек на 80% состоит из воды. В организме взрослого человека массой 70 кг воды 50 кг, а тело новорожденного состоит на 3/4 из воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза – 99%, а самая бедная – эмаль зубов – 0,89%. Интересно сравнить и такие цифры: сердце содержит 80%, а кровь – 83% воды, хотя сердечная мышца твердая и плотная, а кровь – жидкость. Вода необходима человеку. При голодании он может потерять весь свой жир, 50% белка, но потеря тканями 10% воды смертельна.
Живые организмы в воде. Вода – огромный, богатый живымиорганизмами мир. Все водные обитателидолжны быть приспособлены к главнымособенностям своей среды. Множество видов, преимущественномелких, как бы парящих в воде, получилоназвание планктон. Из-за плотности воды быстро плавающиеживотные должны иметь сильную мускулатуру иобтекаемую форму тела. Глубоководные животные способныпереносить давление, которое в тысячи развыше, чем на поверхности суши. Они обитаютв полном мраке, поэтому имеют приспособления,такие как светящиеся органы. Водные растения также способны кфотосинтезу, но он не возможен на большихглубинах. Одна из сложностей жизни водныхобитателей ограниченное количествокислорода, что приводит к массовой гибелиобитателей при загрязнении или нагреванииводы.
Вода и человек.
Для всего живого нужна не просто вода, а вода определённого качества:пресная, содержащая в 1 л. не более 10г. растворённых веществ. Как видно запасы воды в биосфере, которые человек может использовать нетак уж и велики, по сравнению с общим ее количеством, т.к использованиеводы, сосредоточенной в ледниках затруднено. Треть населения земли испытывает недостаток в чистой пресной воде. Вэкономически отсталых странах непригодной водой пользуется примерно 90%населения. Вода применяется в с/х, во многих производственных циклах, вкоммунальном хозяйстве. Человек использует пресную воду очень неразумно инерасчётливо. И это не только неоправданные потери воды в повседневномбыту (например, незакрытые водопроводные краны) и городском хозяйстве(неисправные подземные коммуникации). Не поддаются даже приблизительному подсчёту потери воды впромышленности. Например, для получения 1т. сахара необходимо 100м3 воды, 1т бумаги- 250м3, 1т алюминия – 120 м3 . На земном шаре на орошение земель расходуется2,5 тыс. км3 воды в год. Что гораздо больше потребления всеми другимиотраслями мирового хозяйства. Однако самая большая угроза « водного голода»- это загрязнение речных вод. Рост хозяйственной деятельности человека, выражается в свою очередьвозрастанием уровня загрязнения. Ежегодно сброс отходов в Тихий океан составляет 9 млн тонн, а в водыАтлантики 30млн тонн. 30% подземных вод и 70% поверхностных потерялипитьевое значение и перешли в категорию загрязненных. Все большееколичество воды идет на разбавление отходов.
Загрязнения Загрязнение – привнесение в среду каких-либонесвойственных ей веществ или увеличениеконцентрации имеющихся, приводящее к негативнымпоследствиям. Загрязнению подвержены все составляющиегидросферы. На территории России расположено более 24 тыс.предприятий, выбрасывающих вредные вещества ватмосферу и водоемы. Около 33% выбросов даютпредприятия металлургической, 29% – энергетической,7% – химической и 8% – угольной промышленности. Этивещества не улавливаются и не обезвреживаются втехнологических процессах.
Особенно тяжелая обстановкаскладывается в городах свысокой концентрацией населения. ВРоссии выделено 55 городов, гдезагрязнение окружающей среды достигаеточень высокого уровня. Выбросы подразделяются на два вида: органическиехимические.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ, КАК ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЙ. Завод «АСО» имеет 93 источника выбросов загрязняющих веществ ватмосферу, в том числе 85 организованных источников и 8неорганизованных. 24 источника оснащены пылегазоочистнымоборудованием с коэффициентом очистки от 88% до 98%. Источники выбрасывают в атмосферу 64 загрязняющих вещества и 11групп веществ, обладающих эффектом суммации вредного действия. Вещества, в наибольшем количестве выбрасываемые в атмосферу: оксид углерода – 411,0237 тонн в год ! сернистый ангидрид – 8,5248 тонн в год неорганическая пыль – 6,8903 тонн в год диоксид азота – 6,7343 тонн в год оксид железа – 5,5683 тонн в год толуол – 4,2650 тонн в год уайт- спирит – 2,7437 тонн в год ксилол – 2,4149 тонн в год.
Эффектом суммации вредного действия обладают:аммиак + сероводороддиоксид азота + оксид азота +мазутная зола ТЭС + сернистый ангидрид диоксид азота + сернистый ангидридпятиокись ванадия + марганец и его соединенияпятиокись ванадия + сернистый ангидридпятиокись ванадия + шестивалентный хромсвинец и его соединения + сернистый ангидридсернистый ангидрид + водород фтористыйсернистый ангидрид + серная кислотасернистый ангидрид + сероводородфтористый водород + неорганические фториды.
Наиболее опасны нефть и нефтепродукты, вызывающие гибельпланктона, изменяющие миграционные пути рыб, а содержание в воденефти в количестве 0, 05 мг/л делает ее непригодной для питья. Стоки с предприятий несут различные загрязняющие агенты. Среди них можно назвать следующие: тяжелые металлы и их соединения (свинец, ртутьорганические соединения и др.). диоксины – продукты преобразования галогенизированных углеводородов. Предельно допустимая концентрация для этих веществ в воде всего 0, 000035 мг/лфенол и его производные – высокоустойчивые, сильноядовитые вещества, хорошо растворимые в воде.
Нефтепродукты покрывают поверхность воды тонкойпленкой толщиной 10-(-4) см2, препятствуют нормальному газо- влагообмену между водой и воздухом. Это вызываетгибель водных и околоводных организмов. Если пятнонебольшое, то оно исчезает с поверхности воды.
Сильно загрязняют водоемы ПАВ, в том числе СМС.Концентрация СМС в воде в 1 мг/л вызывает гибельмикроскопических планктонных организмов, 3 мг/л – гибельдафний и циклопов, 5 мг/л – заморы рыбы. Если 1 м3 сточных вод, сброшенных в реки, загрязняет всреднем 10 м3 воды, то 1 л. нефти делает непригодным 1 млн.л.воды. Ещё опаснее появление в речных водах ядохимикатов(пестицидов), смываемых с полей. Так, наличие в воде 2,1частей пестицида на 1 млрд. частей воды достаточно для гибеливсех находящихся в ней организмов.
Эвтрофикация водоемов. Важную роль в ухудшении качества пресной водыиграет эвтрофикация водоемов. Человек вносит наполя удобрения, и во время дождей, паводков онисносятся в водоемы. Быстрое накопление органических веществ,азотных и фосфорных удобрений в водоемахприводит к обильному размножению плавающихсине–зеленых водорослей. Вода мутнеет, в нейначинается разложение органических веществ,ухудшается снабжение воды кислородом, гибнутракообразные и рыбы, вода приобретаетнеприятный вкус. Опасными загрязнителями водоемов служат солитяжелых металлов - свинца, железа, меди, ртути. В середине 50-х гг. ХХв. люди узнали о страшной«болезни Миномата», причиной которой сталисоединения ртути, сбрасываемые в прибрежныеводы Японии. Ртуть проникла в морские продукты,а с ними – в организмы людей. Жертвами этой болезни стали около 100 тыс.японцев.
Биоиндикаторы. Биоиндикаторы – живые организмы,чувствительные к загрязнению среды обитания. О чистоте воды, богатстве её кислородомсвидетельствует наличие личинок ручейников,которые гибнут даже при небольшомзагрязнении. Трубочник – индикатор сильной загрязненностиводоема. Он предпочитает достаточнозагрязненные, бедные кислородом водоемы силистыми грунтами – в основном небольшиеречки, особенно если в них сбрасываются стокипромышленных предприятий. Трубочникипитаются, заглатывая ил и песок со днаводоема, при этом органические вещества изгрунта усваиваются организмом. В связи с этимтрубочник способствует биологической очистке вод.
Очистка воды с помощью живых организмов. Качество воды в водоемах во многом зависит от фильтрующих животных. Пластинчатожаберные моллюски (мидии, перловицы, беззубки)ресничками на ротовых лопастях подгоняют воду к ротовому отверстию исортируют взвесь. Мелкие рачки отцеживают пищевую взвесь густыми щеточкамищетинок на своих конечностях. Личинки мошек в ручьях отфильтровывают пищупучками щетинок на голове, а личинки комаров – щетками на верхней губе.Процеживают воду через жаберный аппарат некоторые рыбы, как толстолобик икитовая акула. Фильтрационное питание наблюдается у 40 тысяч видов водных животных.Перловица очищает до 16 л воды в сутки. В прудах и озерах мелкиерачки пропускают весь объем воды через их фильтровальный аппарат всего заодин день. 1 м2 морского мелководья, густо заселенный моллюсками мидиями, засутки может очистить до 280 м3 воды. Таким образом, чистота и прозрачность природных вод – результатдеятельности живых организмов.
Для очистки сточных водиспользуется также деятельностьинфузорий и бактерий. Человексоздает оптимальные условия дляразмножения простейших, аэрируясточные воды. Образующийся врезультате деятельностимикроорганизмов “активный ил”оседает на дно, а очищенная водаудаляется из емкости. Живые организмы, безусловно,помогают очистке воды. Но в связистоль многочисленнымизагрязнениями, они не могут самисправляться с таким количествомвыбросов.
Очистка воды с помощью очистных сооружений. В зависимости от степени и характера загрязнения применяютмеханические, химические и биологические методы очистки сточныхвод. Механическими методами удаляют грубые дисперсныепримеси с помощью решеток, сит, фильтров, отстойников,нефтеловушек. Химическая очистка – это добавление в сточные водыреагентов, способствующих образованию осадков из коллоидных инекоторых истинных растворов. Биологическая очистка сточных вод в искусственных условияхпроизводится в специальных сооружениях – биофильтрах, аэротанках. В России современные очистные сооружения имеются только накрупных промышленных и хозяйственных объектах. А маленькиепредприятия, сельскохозяйственные фермы, населённые пунктыимеют в лучшем случае примитивные отстойники или сбрасываютзагрязнённую воду в водоёмы без очистки.
Более подробно очистку водыя решила рассмотреть напримере очистных сооруженийзавода АСО в городе Бежецке. Предприятие специализируетсяпо производству и реализациигаражного оборудования:моечных установок дляавтомобилей, компрессоров икомплектующих. На территории заводарасположены склад ГСМ,механический, литейный,сборочные и другие цеха.
Технологическая схема очистных сооружений.
Поверхностный сток через дождеприемный колодец поступает в аккумулирующиеемкости. Накапливающийся в этих емкостях дождевой сток насосом подается на очистку. Тонкослойный отстойник, где происходит предварительная очистка поверхностныхсточных вод от взвешенных веществ (ВВ). Характеристики отстойника обеспечиваютустойчивую работу с эффектом очистки не менее 90%. Из отстойника сточные воды поступают в нефтеловушку, которая обеспечиваетостаточную концентрацию на выходе не более 12 мг/л. при этом отделенныенефтепродукты накапливаются в изолированной емкости – сборнике нефтепродуктов. После нефтеловушки сточные воды самотеком подаются в блоки фильтров, в которомрасположены фильтры тонкой очистки, предназначенные для удаления ВВ инефтепродуктов путем фильтрования и сорбции. В процессе вода проходит через два фильтра. В I каскаде безнапорного фильтра остаточные концентрации ВВ и нефтепродуктовпосле полиэфирного фильтра составляют 4-5 и 1-2 мг/л. Здесь же происходитзадержание основного количества веществ, поступающих на фильтры тонкой очистки. Во II каскаде вода проходит через слой гранулированного активированного угля. Навыходе фильтра концентрация нефтепродуктов не превышает 1,2 мг/л, концентрацияВВ не выше 6 мг/л. Движение воды через безнапорный фильтр происходит снизу вверхсамотеком под давлением столба жидкости. Второй фильтр – напорный. Через него вода подается насосом через калиброванноеотверстие, одновременно с насосом включается установка УФ лампы обеззараживания, прошедшей через напорный фильтр воды. Здесь происходит окончательная доочисткаводы до требуемых значений. Очищенная вода, после очистных сооружений сбрасывается по трубопроводу всуществующий отводящий коллектор, и ее качество соответствует установленнымнормативам.
Охрана водных ресурсов. Важнейшая мера по охране водных ресурсов –бережное их расходование. Сейчас приорошении полей около 25% воды теряется нафильтрацию и испарение. Надежнаягидроизоляция дна и стенок каналов позволяетснизить непроизводительный расход воды ипрепятствует засолению почвы в засушливыхрайонах. При использовании дождевальныхустановок расходуется в 5–6 раз меньше воды,чем при обычном поливе. Другой способэкономного расходования воды для полива –подведение воды непосредственно к корневойсистеме плодовых деревьев при помощикапельниц. Это позволяет избежать излишнегоиспарения и строго дозировать поступлениеводы к растениям. Наиболее эффективный путь защитыводоемов от загрязнений – это созданиебезотходного производства, когда отходыодной ступени производственного циклаиспользуются как сырье для другой.
Для более эффективной охраны водных ресурсовбыл издан закон по охране воды. Водный кодекс (18 октября 1995 г.) регулируетиспользование и охрану водных ресурсов,устанавливает государственную собственность набольшинство водных объектов, определяет порядокустановления водоохранных зон, режимиспользования их территорий, проведениегосударственной экспертизы проектных документовна строительство и реконструкцию хозяйственных идругих объектов, влияющих на состояние водныхобъектов, государственный мониторинг водныхобъектов и охрану их от загрязнений.
Выводы. Вода играет очень важную роль в жизни человека и в природе.Вода используется во всех сферах хозяйственной деятельности человека.Существуют естественные и антропогенные источники загрязнения воды.Несмотря на все большее внимание, уделяемое в разных странах очистке промышленных стоков, загрязненность природных водоемов во многих районах мира недопустимо велика.В России современные очистные сооружения имеются только на крупных промышленных и хозяйственных объектах. А маленькие предприятия обычно сбрасывают загрязнённую воду в водоёмы без очистки.Разработаны мероприятия, направленные на охрану водных ресурсов.
Список использованной литературы Розанов С.И., Ласуков Р.Ю. Основы системной экологии 1997 годПономарева И.Н. Экология 2001 годЭнциклопедия для детей. Т. 3. География. Аванта +. 2003 годЭкология. Учебное пособие. 1С СD дискИнтернетЗверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. 1983 год