Антропогенное воздействие ВВ на гидросферу. Последствия и методы защиты

      3.2 Стандартизация в области охраны вод 

       Системный подход, базирующийся  на методах программно-целевого  планирования, и научно обоснованное  прогнозирование позволили разработать и усовершенствовать комплекс стандартов в области охраны вод для:

     1) обеспечения водопользователей  водой необходимого качества  и в достаточном количестве  в соответствии с установленными  нормами; 

     2) рационального использования вод;

     3) сохранение уникальных водных  объектов и их экосистем в  состоянии, наиболее близком к  естественному; 

     4) соблюдения условий, необходимых  для поддержания оптимального  уровня воспроизводства биологических  ресурсов вод, обеспечивающего  возможность их рационального применения. Стандартизация учитывает, прежде всего, показатели качества воды. Важнейшим водоохранным мероприятием является регламентирование государственными стандартами предельно допустимых значений показателей загрязнённости контролируемой среды. В частности разработан ряд стандартов, устанавливающих общие технические требования к приборам, используемым при анализе природных вод. Утверждён организационно-методический стандарт «Правила контроля качества воды водоёмов и водотоков», устанавливающий единые правила контроля качества воды по физическим, химическим и биологическим показателям.

      
3.3 Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды  

     В современных технологических и экологических исследованиях часто используют термин «мониторинг», в который вкладывают разный  смысл.  Мониторинг сложно организованных объектов чаше всего ограничивается сбором данных по определенным показателям, в результате обработки данных устанавливают взаимосвязь между показателями. Однако чем больше факторов, тем труднее выявить однозначные зависимости, поэтому представляет практический интерес использование обобщенных брутто-показателей.

     Для контроля органической загрязненности воды в России широко используют ряд  обобщенных показателей: окисляемость, цветность, содержание нефтепродуктов, фенольный индекс, а за рубежом - содержание общего органического углерода (ООУ). [13]

     Так что же такое мониторинг? Мониторинг - это система наблюдений и контроля над состоянием среды с целью разработки мероприятий по рационализации использования природных ресурсов, охране окружающей природной среды, предупреждению критических ситуаций, своевременной оценке состояния и прогнозу изменений, в том числе последствий антропогенных воздействий. Различают следующие типы мониторинга: глобальный (биосферный), геофизический, климатический, экологический, биологический, окружающей природной и геологической среды и др. По территории охвата - международный, государственный, региональный, национальный, локальный. По методам исследований - дистанционный и непосредственный. По объектам наблюдения - окружающей природной среды, почв, биологических ресурсов суши, лесной, подземных вод и др. [13]

     Под мониторингом водных ресурсов понимается система непрерывного (текущего) и комплексного отслеживания состояния водных ресурсов, контроля и учета количественных и качественных характеристик во времени, взаимообусловленного воздействия и изменения потребительских свойств, а также система прогноза сохранения и развития в разных режимах использования. Элементы этой системы давно существуют в министерствах и ведомствах природно-ресурсного комплекса. Систематические наблюдения за состоянием недр и водного фонда осуществляются МПР России и Росгидрометом. На территории РФ развернута система государственного мониторинга геологической среды (ГМГС), которая контролирует также блок «подземные воды». Система ГМГС включает около 15 тыс. наблюдательных пунктов, которые размещены практически во всех регионах страны. Основные задачи ГМГС: управление структурой на региональном уровне, обеспечение информацией о текущем состоянии геологической среды (включая подземные воды) и о прогнозах ее изменения под влиянием природных и техногенных факторов, ведение специализированного банка данных. Важным элементом системы является Государственный банк цифровой геологической информации (ГБЦГИ). [13]

     Государственный мониторинг водных объектов (Росгидромет  ведет наблюдения на 4 тыс. пунктах - на реках, озерах и водохранилищах) включает поверхностные воды суши, морей, водохозяйственные системы и сооружения (в том числе водохранилища). [13]

     Объектом  мониторинга окружающей природной  среды является оценка ее качества и уровня загрязнения как необходимого условия для принятия научно обоснованных решений об эффективности природоохранных         мер. [11]

     В рамках защиты гидросферы 14 марта 1997 года правительство РФ утвердило «Положение о введении государственного мониторинга  водных объектов». Государственный  мониторинг включает:

     •    регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями поверхностных и подземных вод;

     •    сбор, хранение, пополнение и обработку данных наблюдений;

     •    создание и ведение банков данных;

     •    оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных показателей поверхностных и подземных вод.

     Государственный мониторинг водных объектов является составной частью системы государственного мониторинга окружающей природной  среды и состоит из:

     1.    Мониторинга поверхностных водных объектов суши и морей;

     2.    Мониторинга подземных водных объектов;

     3.    Мониторинга водохозяйственных систем и сооружений.

     Порядок размещения и число пунктов наблюдения, а также перечень наблюдаемых  показателей и загрязняющих веществ, сроки проведения наблюдений в первую очередь определяются уровнем развития промышленности и сельского хозяйства на контролируемой территории.

     График  отбора проб воды на водных объектах зависит  от важности пункта наблюдения для  народного хозяйства и изменчивости концентраций определяемых веществ. На водоёмах, находящихся под воздействием предприятий, на которых производственный цикл относительно стабилен, сроки проведения наблюдений зависят главным образом от гидрологического режима контролируемого объекта. Если же работа предприятия носит сезонный характер, частота контроля зависит от режима производства.

     Следует отметить, что традиционные методы наблюдений и контроля имеют один принципиальный недостаток – они  неоперативны и, кроме того, характеризует  состав загрязнений объектов природной  среды только в моменты отбора проб. О том, что происходит в периоды между отборами проб, можно только догадываться. К тому же лабораторные анализы занимают немалое время. Более действенным является контроль за качеством воды, осуществляемый с помощью автоматических приборов. Электрические датчики постоянно измеряют концентрации загрязнений, что способствует быстрому принятию решений в случае неблагоприятных воздействий на источники водоснабжения. Автоматизированная станция может измерять и контролировать показатели качества воды (степень кислотности или щёлочности, электропроводимость, температуру, мутность, содержание растворённого кислорода), уровень воды, а также наличие взвешенных веществ и ионов некоторых металлов. Сравнение анализа водных проб, забранных несколькими станциями, расположенными по течению реки, даёт возможность выявить непосредственного виновника загрязнения. Это особенно важно при залповых сбросах вредных веществ, когда своевременно принятые меры могут локализовать или уничтожить загрязнение в относительно короткий срок.

     Для оперативного контроля качества воды в тех пунктах, где нет автоматических станций, в составе системы работают передвижные лаборатории. 

     3.4 Методы очистки сточных вод 

     Методы  очистки сточных вод можно  условно подразделить на деструктивные и регенеративные.

     Деструктивные методы очистки сводятся к разрушению загрязняющих воду веществ путем их окисления или восстановления. Образующиеся при этом продукты распада удаляются из воды в виде осадков или газов, либо остаются в ней в форме растворимых минеральных солей. [2]

     Регенеративные  методы позволяют извлекать и утилизировать содержищиеся в воде ценные вещества. Они далеко не всегда очищают воду до такого состояния, в котором ее можно сбрасывать в водоемы. В этих  случаях воду доочищают деструктивными методами. [2]

       Для всех стоков первой стадией  процесса является механическая  очистка, предназначенная для  освобождения воды от взвешенных  и коллоидных частиц. [2]

     Следующим этапом является удаление из воды растворенных в ней химических соединений физико-химическими, химическими, электрохимическими, биологическими методами. Часто приходится применять комбинации из описанных методов. [2]

     В качестве наиболее употребительных  методов можно указать следующие:

     1) для удаления грубодисперсных  частиц — отстаивание, флотация, фильтрация, осветление, центрифугирование;

     2) для удаления мелкодисперсных  и коллоидных частиц — коагуляция, флокуляция, электрические методы осаждения;

     3)  для очистки от неорганических  соединений — дистилляция, ионообмен,  обратный осмос, реагентное осаждение, методы охлаждения, электрические методы;

     4) для очистки от органических  соединений — экстракция, абсорбция, флотация, ионообмен, реагентные методы; биологическое окисление; жидкофазное окисление, озонирование, хлорирование, электрохимическое окисление;

     5)  для очистки от газов и паров  — отдувка, нагрев, реагентные  методы;

     6) для уничтожения вредных веществ  — термическое разложение.

     Создание на предприятиях эффективно действующих установок для очистки сточных вод позволяет решить две важные задачи: предупредить загрязнение природных вод промышленными стоками и сократить потребление воды, так как возврат очищенной воды в производственный цикл позволяет организовать кругооборот воды на предприятии. [2]

     Физико-химические методы очистки сточных вод. Для освобождения промышленных и коммунальных стоков от тонкодиспергированных взвесей, не улавливаемых фильтрацией, и растворимых газов, неорганических и органических соединений используют физико-химические методы, позволяющие удалять из сточных вод токсичные, биохимически неокисляемые органические соединения и достигать глубокого и стабильного уровня очистки. Они дают возможность полностью автоматизировать процесс очистки, а современный уровень знаний в области кинетики многих физико-химических процессов создает основы для их математического моделирования и оптимизации и, как следствие, правильного выбора и расчета параметров аппаратуры. В большинстве случаев использование физико-химических методов выделения загрязняющих веществ из сточных вод допускает в дальнейшем их рекуперацию. [2]

     Для глубокой очистки сточных вод  от растворимых органических соединений (фенолов, пестицидов, ароматических  нитросоединений ПАВ, красителей и  т. д.) используют метод адсорбции, эффективность которого колеблется от 80 до 95 % в зависимости от химической природы адсорбента, величины адсорбирующей поверхности, а также от структуры и свойств улавливаемых примесей. [2]

     Очищаемую воду пропускают через фильтр, загруженный  сорбентом (динамическая адсорбция) или просто добавляют в нее измельченный сорбент, а после его насыщения загрязняющими веществами отделяют сорбент от очищенной воды отстаиванием или фильтрацией (статическая адсорбция). В качестве адсорбентов применяют торф, опилки, коксовую мелочь, золы, шлаки и другие малоценные вещества, которые обычно удаляются или сжигаются после одноразового использования. Если же загрязняющее вещество или адсорбент представляет определенную ценность, то адсорбент регенерируют, извлекая из него поглощенное вещество отгонкой, экстракцией или каким-либо другим методом. Самым эффективным, но и самым дорогим сорбентом, применяемым в схемах водоочистки, является активированный уголь. Для извлечения из сточных вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца), а также соединений мышьяка, фосфора, цианидов используется ионообменная очистка, позволяющая не только освобождать воду от загрязнения токсичными элементами, но и улавливать для повторного использования ряд ценных химических соединений. [2]

     В процессах водоочистки используют природные неорганические и органические иониты. К природным минеральным  ионитам относятся цеолиты, глинистые минералы, фторапатит, гид-роксилапатит, к органическим — гуминовые кислоты почв и углей. В процессах водоочистки применяются и синтетические иониты: неорганические (силикагели и труднорастворимые оксиды и гидроксиды алюминия, хрома, циркония) и органические (главным образом, ионообменные смолы). Наибольшее практическое применение в водоочистных сооружениях нашли синтетические ионообменные смолы — высокомолекулярные соединения, радикалы которых образуют пространственную сетку (каркас) с фиксированными на ней ионообменными функциональными группами. [2]