Моделирование и прогнозирование питьевой воды в Луганской области

МИНИСТЕРСТВО  АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ УКРАИНЫ

ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 

Кафедра земледелия и экология

окружающей  среды 
 

К У Р С О В О Й    П Р О Е К Т

На тему: «Моделирование и прогнозирование загрязнения питьевой воды в Луганской области» 
 
 

Исполнитель:

студент 4 курса группа 1641

Стреблянская В. И.

Руководитель:

доцент  Попытченко Л. М. 
 
 

Луганск, 2011 

ПЛАН  КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Содержание

Введение

1. Физико-географическая и климатическая характеристика Луганской области.
1. Экологическая обстановка в промышленных регионах Луганской области.
2. Теоритическое обоснование и характеристика Луганской области.

1.   Влияние природного химического состава питьевой воды на здоровье населения.

2. Ошибка  вторичного засорения в Луганске.
3. Формирование базы данных и методика построения модели экологического процесса в условиях Луганской области.

  3.1. Ключевые загрязнители питьевой воды Луганска

4. Прогнозирование состояния элементов окружающей среды. Оценка надежности и достоверности разработанной модели.
5. Оптимизационная модель приятия решений для предотвращения экологических бедствий и катастроф.
1. Приемы решения ошибки с водой в Луганске.

Выводы.

Список использованной литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Вода - ценнейший природный ресурс. Она  играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания. Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой. 

     Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км³. При этом  70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве. Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод. 

     Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.[1] 

     На  современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.

     Актуальность

     Человек использует воду для многих нужд: купание, стирка белья, мытье посуды, уборка жилья, полива зеленых насаждений и  т.п. Как известно, подавляющее большинство  городов и сел расположены  возле рек, озер, других водоемов, которые  используются как водные пути, источники  энергии, места массового отдыха людей.

     Стремительно  возрастает потребление воды для  нужд промышленности и сельского  хозяйства. Подсчитано, например, что  для производства одной банки  овощных консервов тратится 40 л  воды, килограмма бумаги - 100 л, килограмма шерстяной ткани - 600 л, тонны сухого цемента - 4500 л, тонны стали - 20000 л. Много  воды потребляет сельское хозяйство. На выращивание одного килограмма пшеницы  тратится в среднем 750 кг воды. Гектар, занятый кукурузой, использует 3200 т  воды, гектар капусты - 8000 т.

     Обеспечение всех нужд человека чистой пресной водой и охрана вод выдвигаются в ряд важнейших задач современности.

     Потенциал водных ресурсов Украины очень ограничен. Общие запасы ее водных ресурсов в  средний по водности год составляют 94 млрд. м3. Запасы водных ресурсов на душу населения в такой же год равняются  около 1,7 тыс. м3, в маловодный год - 1 тыс. м3, в Донецкой, Луганской, Харьковской  областях и в Крыму - 0,24-0,50 тыс. м3. В целом, в республике запасы воды на душу населения в 15 раз меньшие, чем в Российской Федерации. В  Украине 31 тыс. кв.км водной поверхности рек, 6,8 тыс. кв.км искусственных водоемов, 6 тыс. кв.км лиманов и 1 тыс. кв.км поверхности озер. Всего в Украине 22 тыс. прудов и 420 водоемов на малых и больших реках, которые поят и кормят людей. На территории Украины насчитывается 73 тыс. рек, из которых малые (до 10 км длиной) - 68 796, от 10 до 25 км - 3020, от 25 до 100 км - 968, от 100 до 500 (средние реки ) - 123, больше 500 км (большие реки) - 14. И все-таки Украина - самое маловодное государство в Европе.

     Очень тревожно, что за последние 20 лет в Украине исчезло около 20 000 малых рек. Для восполнения дефицита воды в отдельных регионах Украины построены каналы: Северский Донец-Донбасс длиной 131,6 км, Днепр-Донбасс - 263 км, Северо-Крымский - 402 км, Днепр-Кривой Рог - 35,4 км. Каховский канал длиной 130 км подает воду в наибольшую в Европе оросительную систему. Водовод Днепр-Северное Приазовье длиной 175 км - самый длинный водопровод в Европе. [6] Обеспечение водой населения Украины усложняется неудовлетворительным качеством воды в водных объектах. Качество воды большинства из них по химическому и бактериальному состоянию классифицируется как загрязненное и грязное (ІV-V класс качества). Острейшее экологическое состояние наблюдается в бассейнах Днепра, Северского Донца, речках Приазовья, отдельных притоках Днестра, Западного Буга, где качество воды классифицируется как очень грязное (VІ класс).

     Многолетнее привлечение водных ресурсов Украины  в хозяйственное обращение без  соблюдения экологических требований привело к коренной перестройке  водных систем, снижения их способности  к самовозобновлению.     

     Кардинальные  изменения в настоящее время: ослабление системы государственного управления, критический износ основных фондов водного хозяйства, многократное уменьшение объемов финансирования водохозяйственных мероприятий - основные проблемы современного водохозяйственного комплекса.     

     Сегодня необходимо больше уделять внимание проблеме истощения водных ресурсов: ростом водопотребления в промышленности, сельском хозяйстве и быту (количественное истощение) и загрязнением вод (качественное истощение). В промышленности наиболее водопотребляющие отрасли - энергетика, горнодобывающая, металлургическая и химическая.     

     В связи с этим, а также нарастающим  дефицитом питьевой воды актуальными  становятся вопросы предотвращения загрязнения подземных вод, очистки  загрязненных шахтных вод и повторного использования их для нужд угольной промышленности, а также смежных  отраслей и сельского хозяйства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Физико-географическая и климатическая  характеристика Луганской  области.

     Состояние природной среды Луганской области  определяется следующими специфическими факторами:

      
    - засушливый климат и маловодность;

      
    - интенсивная урбанизация территории, высокая степень концентрации  промышленности и развития сельского хозяйства;

      
    - многообразие химического загрязнения  природной среды под воздействием  промышленных, сельскохозяйственных  и хозяйственно-бытовых выбросов;

      
    - отсутствие комплексной системы  природоохранных мероприятий, остаточный  принцип финансирования и материально-технического  обеспечения. 

     Длительное  время воздействие этих факторов негативно повлияло на состояние  природных экосистем и на условия  жизни и здоровья человека. На территории Луганской области достаточно обособленно  сосредоточились три типа перерабатывающей антропогенной деятельности: промышленно-производственная, сельскохозяйственная и рекреационная. 

     Промышленно-производственная функция локализируется в южной  части области на правобережье р. Северский Донец (Донецкий кряж), сельскохозяйственная охватывает северную зону области (Донецкая терасная равнина), а рекреационная функция сосредоточена в основном в долине Северского Донца и частично на его левобережных притоках. 

1. 1. Экологическая обстановка в промышленных регионах Луганской области

      
         Луганщина - один из самых неблагоприятных по экологическим условиям регионов Украины. На территории области расположено около 1500 предприятий и организаций угольной, металлургической, машиностроительной, химической и нефтехимической промышленности, энергетики. 123 предприятия используют в технологическом процессе около сорока тыс. тонн разнообразных сильнодействующих веществ. В атмосферу выбрасываются ежегодно около 700 тыс. тонн загрязненных веществ трехсот наименований, более трех четвертей их - не очищены. 

     Высокий удельный вес промышленности в хозяйственном  комплексе области, недостаточное  оснащение предприятий пыле-, газоулавливающими  устройствами привело к снижению в воздушном бассейне содержания кислорода и повышению количества токсических веществ, особенно в  районе Лисичанско-Рубежанского, Алчевско-Стахановского, Краснолучско-Антрацитовского, Свердловско-Ровеньковского экономических узлов, где воздух перенасыщен сернокислыми газами, двуокисью азота, окисью углерода, фенолом, аммиаком, коксовым газом и т.п. 

     Луганск входит в число городов с самой  неблагоприятной экологической  обстановкой. Одним из загрязняющих элементом окружающей среды являются соли тяжелых металлов, источник которых, в основном - отходы гальванического  производства. В городе гальванических участков и цехов около 40, по области - более 60.[2] 

     Часть Лисичанска медленно "дрейфует" в  сторону Северского Донца. А в  апреле 1988 г. в г. Лисичанске вследствие оползней на северном склоне горы в  районе Содового завода на территории около 6 га произошел подьем грунта на 40 см, вспучивание автодороги и железнодорожного полотна. В ряде районов Лисичанска отключены все коммуникации, остановлено троллейбусное движение, прекращено движение пассажирских поездов на участке Лисичанск -Волчеяровск. [3]  

     Самая сложная ситуация в области - с  питьевой водой. Основным источником хозяйственного и питьевого водоснабжения являются подземные воды. Из разведанных запасов  пресной воды ГОСТу "Питьевая вода" отвечают только 14%. Огромный вред водоемам наносит коммунальное хозяйство. Только 8% стоков можно считать очищенными. Перегрузка Вергунских очистных сооружений может вывести из строя 4-й водозабор, питающий г. Луганск, что приведет к широкомасштабному экологическому бедствию. Подача питьевой воды по графику вследствие ее дефицита усиливает угрозу ее бактериального загрязнения. 
В водоемы после дождей стекают хранящиеся во многих хозяйствах под открытым небом ядохимикаты и минеральные удобрения, отравляя все живое.[2]  
 
 
 
 

2. Теоритическое обоснование и  характеристика загрязнения питьевой воды в Луганской области

     Известно, что количество воды в природе  практически неизменно. Проблемой  является то, что на планете постоянно  сокращаются запасы чистой питьевой воды. И это происходит при возрастающем объеме водопотребления.

     Для использования в промышленности, сельском хозяйстве и быту пригодны в основном пресные воды.

     В течение длительного исторического  периода в регионах с природными запасами чистой пресной воды человек  в полной мере удовлетворял свои потребности  в пресной воде, не ощущая в ней  недостатка. Однако в связи с интенсивным  ростом населения и его производственной деятельностью потребность в  воде неуклонно возрастала. В настоящее  время она достигла таких масштабов, что во многих местах планеты, и особенно в развитых промышленных районах, возникла острая проблема нехватки пресной воды.