Гідроекологічні проблеми закритих водойм

     Основними характеристиками, що характеризують нагін води, є:

• підйом рівня нагону води;
• глибина хвилі пагону води;
• площа затоплення;
• термін затоплення.

     Таблиця 2.

     Підйом  рівня нагону хвилі  на озерах і водосховищах при швидкості  вітру 25 м/с

     Основними факторами, що впливають на величину підйому рівня нагону води, є: * швидкість та напрям вітру, * довжина розгону вітру над водоймою, * середня глибина водойми, а також величина і конфігурація водойми. Підйом рівня нагону води на озерах і водосховищах наведено в табл. 2.

• Цунамі - це довгі хвилі, які можуть виникати в результаті підводних землетрусів, а також вулканічних викидів або зсувів на морському дні.

     Хвиля цунамі може бути не єдиною, дуже часто це серія хвиль з інтервалом в одну і більше годин. Найвищу хвилю називають головною.

     Можливі масштаби наслідків цунамі визначаються балами: 1 бал - дуже слабке, 2 бала - слабке, 3 бала - середнє, 4 бала -сильне, 5 балів - дуже сильне [22, 69-86]. 
 
 

     2.3. Стоки промислових і сільськогосподарських виробництв 

     Споконвіків ріки вважалися головним джерелом прісної  води. Однак у результаті втручання  людини вони чимраз більше забруднюються  відходами. Ці відходи різними руслами  стікають у моря й океани. У вигляді стічних вод повергається в ріки й водойми використана річкова вода. Сьогодні очисні споруди не можуть стовідсотково задовольнити потреби промислового виробництва. Але все не так просто. Навіть якщо провести найдосконаліше очищення, практично всі неорганічні розчинені речовини і близько 10 % органічних забруднюючих речовин зберігаються в так званих очищених водах. Ці води можна буде використовувати тільки при багаторазовому розведенні чистою природною водою. Тому людині важливо знати точне співвідношення абсолютної кількості стічних вод, хоча б і очищених, і водного стоку річок.

     Підраховано, що на усі види водокористування витрачається 2200 км3 води на рік. Щоб розбавити стоки, необхідно практично 20 % ресурсів прісних вод світу. Ученими було підраховано, що до 2000 року повинні були скоротитися норми водоспоживання, однак реальність довела, що, як і раніше, людству необхідно приблизно 30—35 тис. км3 прісної води, щоб мати можливість розбавити стічні води. Це свідчить про те, що незабаром ресурси світового річкового стоку будуть практично вичерпані. Хоча кількість прісної води не стає меншою, але якість її погіршується. Скоро її неможливо буде вживати для пиття. [18, 29-48]

     Багато  районів не повністю забезпечені  водою. Це південь і південний  схід європейської частини СНД, Прикаспійська низовина, південь Західного Сибіру й Казахстану і деякі інші райони Середньої Азії, південь Забайкалля, Центр Якутії; у нашій країні це, зокрема, південні області — Одеська, Кримська. Найбільш забезпечені водою північні райони СНД, Прибалтика, гірські райони Кавказу, Середньої Азії, Саянів і Далекого Сходу.

     Обмежені  й навіть мізерні в багатьох країнах  запаси прісних вод значно зменшуються  через забруднення. Забруднюючі  речовини поділяють на кілька класів у залежності від їхньої природи, хімічної будови й походження.

     Органічні матеріали потрапляють із побутових, сільськогосподарських або промислових  стоків, їхнє розкладання відбувається під дією мікроорганізмів І супроводжується  споживанням розчиненого у воді кисню. Якщо кисню у воді достатньо і кількість відходів невелика, то аеробні бактерії вельми швидко перетворюють їх на порівняно нешкідливі залишки. У протилежному випадку діяльність аеробних бактерій пригнічується, вміст кисню різко падає, розвиваються процеси гниття. При вмісті кисню у воді нижче за 5 мг на 1 літр, а в районах нересту — нижче за 7 мг, багато видів риб гинуть.

     Хвороботворні мікроорганізми й віруси знаходяться  в погано оброблених або зовсім не оброблених каналізаційних стоках населених  пунктів І тваринницьких ферм. Потрапляючи в питну воду, патогенні мікроби й віруси є збудниками різних епідемій, таких як спалахи сальмонельозу, гастроентериту, гепатиту й ін. Розвинуті країни сьогодні можуть з полегшенням зітхнути, вони практично позбулися поширення епідемій через громадське водопостачання Однак існує небезпека зараження через харчові продукти, наприклад овочі, що вирощуються на полях, які удобрюються шламами (від нім. Schlamme — буквально «бруд») після очищення побутових стічних вод. Водні безхребетні.

     наприклад устриці або інші молюски, що живуть у заражених водоймах, дуже часто  ставали причиною спалахів черевного  тифу.

     Поживні елементи, в основному сполуки  Нітрогену й Фосфору, потрапляють  у водойми з побутовими й сільськогосподарськими стічними водами. Підвищення вмісту нітритів і нітратів у поверхневих і підземних водах стає причиною забруднення питної води й розвитку деяких захворювань, а зростання кількості цих речовин у водоймах породжує їх посилену евтрофікацію (підвищення запасів біогенних і органічних речовин, через шо бурхливо розвиваються планктон і водорості, поглинаючи весь кисень у воді) [31, 36-39].

     Різновидом  неорганічних і органічних речовин  є сполуки важких металів, нафтопродукти, пестициди (отрутохімікати), синтетичні детергенти (миючі засоби), феноли. Вони надходять у водойми з відходами промисловості, побутовими й сільськогосподарськими стічними водами. Чимало з них у водному середовищі або взагалі не розкладається, або цей процес занадто повільний, тому ці речовини здатні накопичуватися в харчових ланцюжках.

     Одним із наслідків урбанізації є збільшення донних осадів. Число їх у водоймах невпинно зростає через ерозію грунтів, що виникає через неправильне  ведення сільського господарства, вирубку  лісів і завантаженість річкових стоків. Усе це стає причиною виникнення екологічного дисбалансу водних систем і має негативний вплив на донні організми.

     Підігріті стічні води є джерелом теплового  забруднення. Збільшення температури  природних вод стає причиною зміни  природних умов для організмів, що живуть у водах, а також зменшує кількість розчиненого кисню, змінюючи при цьому швидкість обміну речовин. Врешті-решт більшість мешканців водойм гине, чимало з них припиняє свій розвиток.

     Кілька  десятиліть назад забруднених вод  було не так уже й багато. Вони складали лише малу частину від великої кількості чистої води. У наш час картина набагато страшніша: забрудненої води чимраз більше, а чистої — чимраз менше [34, 48-54].

2.4. Вплив забруднення води на тваринний і рослинний світ

     Забруднення дуже небезпечні. Але насамперед вони є небезпечними саме для мешканців водойм. Відомо, що спочатку критичні порушення у функціонуванні живих організмів під дією забруднюючих речовин з'являються на рівні біологічних ефектів. Як тільки клітини змінили свій хімічний склад, моментально порушуються процеси дихання, росту і розмноження живих організмів. Як наслідок, виникають мутації й канцерогенез. Далі порушуються рухи й орієнтація в морській воді. На морфологічному рівні відбуваються зміни у вигляді різних патологій внутрішніх органів: зміна розмірів, розвиток виродливих форм. Часто ці явища можна спостерігати, якщо відбувається постійне забруднення водойм.

     Усе це позначається на стані окремих  популяцій, на їхніх взаєминах. Так  починають виявлятися екологічні наслідки забруднення. Істотним показником порушення стану екосистем стає зміна кількості вищих таксонів — риб. Збільшується біомаса мікроорганізмів, фітопланктону, зоопланктону. Це стає характерними ознаками евтрофікації морських водойм, особливо вони значні у внутрішніх морях, морях закритого типу. У Каспійському, Чорному, Балтійському морях за останні 10—20 років біомаса мікроорганізмів зросла майже в 10 разів. У Японському морі великої біди завдають «червоні приливи». Це черговий наслідок евтрофікації, при якій бурхливо дозрівають мікроскопічні водорості, а потім зникає кисень у воді, гинуть водні тварини й утворюється величезна маса гниючих залишків, які отруюють не тільки море, але й атмосферу.

     Сьогодні  вчені знайшли той шлях, завдяки  якому людство зможе уникнути екологічної безвиході. Цей шлях пов'язаний з безвідходними і маловідходними технологіями, а також з переробленням відходів на корисні ресурси. Однак для цього потрібен час [23, 103-112]. 
 
 
 
 

     Розділ  ІІІ. Охорона закритих водойм 

     3.1. Принципи раціонального використання водних ресурсів. Способи очищення стічних вод 

     Для того, щоб зберегти гідросферу нашої  планети від остаточного забруднення  і виснаження, необхідно перейти  до раціонального використання водних ресурсів. Воно повинно базуватися на трьох основних принципах: суворій економії водовитрат; ефективному очищенні стічних вод; санітарній охороні поверхневих та підземних вод від забруднення та виснаження.

     Застосування  на виробництві замкнених циклів водокористування, заміна на підприємствах  існуючих водомістких технологій на більш прогресивні, вдосконалення технології іригаційних робіт, ефективне очищення і широке використання для зрошення та для виробництва стічних вод, заміна старої аварійної системи водопостачання населених пунктів на сучасні, встановлення лічильників, введення плати за воду – всі ці заходи повинні зменшити обсяги використання води для господарських та побутових потреб.

     Існує велика кількість способів очищення стічних вод і різні види їх класифікації. Серед способів очищення найпоширеніші механічний, фізико-хімічний і біологічний. Кожен із них передбачає цілий ряд методів. Застосування того чи іншого способу чи методу очищення вод визначається залежно від агрегатного стану, складу і концентрації забруднюючих речовин.

     При заборі води для господарсько-побутових потреб, очищення здійснюють на водоочисних станціях. Вибір способів і методів очищення залежить від якості води та її призначення. Перед подачею води у водогін її прояснюють, тобто вилучають із неї завислі колоїдні частинки, знезаражують і знебарвлюють, а при потребі – пом’якшують, дегазують, дезодорують і дезактивують [16, 96-130].

     Прояснення  води здійснюється внаслідок відстоювання, фільтрування та коагуляції. Знезараження води відбувається за допомогою дії  рідкого хлору, хлорного вапна або озону. Поряд із знезараженням при дії даних сполук відбувається знебарвлення води. Пом’якшення води відбувається внаслідок дії вапна на надлишок солей кальцію і магнію. Такий метод має назву реагентного (пропускання води через іонітні фільтри катіонітовим методом пом’якшення води).

     Зменшення вмісту заліза у воді досягається  аерацією – збагаченням води повітрям, внаслідок чого кисень повітря окислює  розчинені у воді солі двовалентного  заліза (Fe²⁺) до тривалентного (Fe³⁺).

     Дегазація відбувається за допомогою аерації та фільтрування води через шар активного оксиду амонію. Таким методом виділяють з води сірководень метан, надлишок фтору, вуглекислого та інших газів.

     Виділення з води речовин, що надають їй певного  смаку і запаху (дегазація), здійснюють за допомогою активованого вугілля, озону, діоксиду хлору або перманганату калію.

     Очищення  стічних вод потребує спеціальних  очисних споруд і агрегатів, за допомогою  яких виділяють, знезаражують або знешкоджують забруднюючі домішки. Побутові стічні води очищають механічним і біологічним способами. Виробничі стічні води очищають разом із побутовими, але якщо концентрація забруднюючих речовин перевищує допустиму або стічні води містять високотоксичні речовини, то такі води попередньо очищають на очисних спорудах відповідних підприємств, установ і тільки після цього скидають у загальні очисні споруди. Перед скиданням очищених стічних вод у водойми їх обов’язково знезаражують.