Лекция №4 «ИСТОЧНИКИ И ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД»

Лекция №4
«ИСТОЧНИКИ И ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ПРИРОДНЫХ ВОД»
1
Лектор
к.г.-м.н., доцент каф. ГИГЭ ИПР
Токаренко Ольга Григорьевна
Лекции – 30 ч.
Вид промежуточной аттестации – зачет
2012/2011 учебный год
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
2
Для поверхностных вод:
1. Бытовые сточные воды
2. Производственные сточные воды
3. Атмосферные сточные воды
4. Промышленность
5. Сельское хозяйство
6. Судоходство
Для подземных вод:
1. Накопители промышленных отходов
2. Закачка загрязненных вод в глубокие слои
3. Инфильтрация загрязнений с
промышленных и городских территорий
4. Фильтрация из загрязненных рек
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
3
Проникновение загрязнения
4
1. В виде концентрированных выбросов
2. В результате диффузии
Диффузия (лат. diffusio —
распространение, растекание,
рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения
молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к
самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему
занимаемому объёму.
Наиболее распространены:
1. Химическое и
2. Бактериальное загрязнение
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
В Китае каждые 2-3 дня
происходит авария, связанная с
химическим загрязнением
Диффузное загрязнение осуществляется путем проникновения
удобрений и ядохимикатов путем их смыва:
1. С сельскохозяйственных площадей
2. C городских и промышленных территорий ливневыми и
снеговыми водами
По нагрузке соизмеримо с хозяйственно-бытовыми стоками, очень
долго сохраняются в водных объектах.
Пестициды - (лат. pestis — зараза и лат. caedo — убиваю)
(сельскохозяйственные ядохимикаты) — химические средства,
используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений,
сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины,
изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних
животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека
и животных.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
5
Пестициды переносятся:
1. Воздушными потоками
2. Почвенными водами
3. Растительными пищевыми продуктами
4. Животными пищевыми продуктами
По масштабам распространения:
1. Препараты глобального распространения – хлорорганические
соединения и др.
2. Препараты локального загрязнения – соединения фосфора и
карбонаты
Пестициды подразделяются на группы веществ:
1. Гербициды – уничтожают сорняки
2. Инсектициды – уничтожают насекомых-вредителей
3. Фунгициды – уничтожают патогенные грибы
4. Зооциды – уничтожают вредных теплокровных животных и т. д.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
6
Загрязнения в сточных водах
Подразделяются на:
1. Нерастворенные
2. Коллоидные
3. Растворенные
По происхождению:
1. Минеральные – состоят из песка, растворов минеральных солей,
кислот и др.
2. Бактериальные – патогенные микроорганизмы
3. Органические – благоприятная среда для размножения многих
видов бактерий
Особенно опасны стойкие органические загрязнители – СОЗ
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
7
Стойкие органические загрязнения
В 2001 г. в список Стокгольмской конвенции о СОЗ были включены
12 соединений:
1. Дихлордифенил-трихлорэтан (ДДТ)
2. Алдрин – пестицид-инсектицид, первоначально инсектицидного
действия, оказавшийся токсичным для рыб, птиц и человека
3. Диэлдрин – пестицид, производное алдрина, в почве алдрин
быстро превращается в диэлдрин, который имеет период
полувыведения из почвы 5 лет, в отличие от 1 года для алдрина
4.
Эндрин
–
пестицид-инсектицид
и
дератизатор,
высокотоксичен для рыб
5. Хлордан – инсектицид против термитов, оказавшийся
токсичным для рыб, птиц, у человека воздействует на
иммунную систему, потенциальный канцероген
6. Мирекс – инсектицид против муравьев и термитов, не токсичен
для человека, но является потенциальным канцерогеном
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
8
9
7. Токсафен
–
инсектицид против клещей, является
потенциальным канцерогеном)
8. Гептахлор – инсектицид, применялся против почвенных
насекомых, оказался токсичен для птиц, скорее всего привел к
уничтожению
локальных
популяций
канадских
гусей
и
американской пустельги в бассейне реки Колумбиа, США.
Потенциальный канцероген
9. Полихлорированные дифенилы (ПХД)
10. Гексахлорбензол (ГХБ) – пестицид-фунгицид, воздействует на
репродуктивные органы
11. Полихлордибензодиоксины (ПХДД)
12. Полихлордибензофураны (ПХДФ) – дибензофураны по
структуре очень похожи на диоксины и многие их токсические
эффекты совпадают
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
10
Карта степени освоения запасов подземных вод на территории РФ, 2011 г.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
11
Участки загрязнения и водозаборы, на которых выявлено загрязнение
подземных вод на территории РФ, 2011 г.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
12
Карта выявленных участков загрязнения подземных вод нефтепродуктами
на территории РФ, 2011 г.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
13
ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
1. НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ
14
Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и
гидроароматических углеводородов.
Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) подразделяются на 4 класса:
Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) - устойчивые
вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной
цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной
летучестью и растворимостью в воде.
Циклопарафины ( 30 - 60% от общего состава) насыщенные
циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме
циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические
и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень
устойчивы и плохо поддаются биоразложению.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
Ароматические углеводороды (20 - 40% от общего состава) ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие
в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти
присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного
кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин),
полуциклические (пирен).
Олефины (алкены) - (до 10% от общего состава) - ненасыщенные
нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у
каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или
разветвленную цепь.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
15
Ежегодные поступления нефти в Мировой океан составляют
30-35 млн тонн.
Загрязнение нефтью происходит в результате:
1. Естественных выходов в районах залегания
2. При нефтедобыче
3. При транспортировке
4. При переработке
5. При использовании в качестве топлива и промышленного сырья
В настоящее время около 65 %
объема мировой добычи нефти
перевозят морским путем и
объем этих перевозок возрастает.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
16
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
17
При розливах нефти:
1. Образуются нефтяные слики – пятна, растекающиеся
по водной поверхности (1 тонна нефти загрязняет до 12
км2 акватории)
2. В процессе рафинирования нефти более легкие
фракции испаряются (примерно 1/3 массы), а
водорастворимые (около 1/3 массы) выщелачиваются за
1-3 недели.
3. Оставшаяся масса нефти имеет повышенную вязкость,
образуя с водой стойкие эмульсии («Шоколадный мусс»)
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
18
Определение толщины нефти в зависимости от цвета
пленки розлива
Внешний вид
Толщина,
мкм
Количество
нефти, л/км2
Едва заметна
0,038
44
Серебристый
отблеск
0,076
88
Следы окраски
0,152
0,303
176
352
Тускло
окрашенные
1,016
1170
Темно
окрашенные
2,032
2310
Ярко окрашенные
разводы
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
19
Разлив нефти в Мексиканском заливе, 2010 г.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
20
Нефтяное пятно на р. Ангаре
Утечка нефти оставила без воды
77 5оо человек.
Нефтяное пятно на р. Волга
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
21
После разлива нефти в Мексиканском заливе, 2010 г.
После разлива нефти на берегах Байкала в феврале 2010 г.
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
22
Пляжи Красного моря, загрязненные нефтью
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
23
Испытание нового сорбента нефти, загрязняющей воду и почвы
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
24
2. РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ
25
Основная характеристика:
1. НЕ ДОПУСТИМ сброс в водные объекты.
2. Отходы сливают в специальные сосуды и захороняют в
специально отведенных местах. Воды с радиоактивностью свыше
3,7 * 1012 с-1 сливают в подземные резервуары или закачивают в
бессточные подземные водоносные горизонты
3. Способны накапливаться в живых организмах
4. Высоки концентрации в крупных организмах, поглощающих
малых радиоактивно-зараженных
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
3. ДЕТЕРГЕНТЫ
26
-
- синтетические моющие средства, очень токсичные и
устойчивые к процессам биологического разложения.
Основная характеристика:
1. Ежегодное производство – более 4 млн т
2. Плохо поддаются очистке, в водоемы попадает
до 50-60 % от их начального количества
3. Образуют на поверхности водного объекта
толстый слой пены, который достигает 1 м.
4. Способность к пенообразованию – от 1-2 мг/л
5. Попадая в водный объект, губит рыбную молодь
и водоросли
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
4. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ
27
- ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец
Основная характеристика:
1. Средняя концентрация ртути в мировом океане – 0,15 мг/л
2. Ежегодное производство – 9 тыс. тонн
3. Высокая химическая устойчивость
4. Попадая в водоем ртуть:
• Поглощается гидробионтами
• Оказывает сильное воздействие на жизнедеятельность
гидробионтов
• Аккумулируется в донных отложениях в значительных
концентрациях на долгое время (месяца, годы)
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
28
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
5. ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
29
- тепловые и атомные электростанции используют до 200 м3/с воды
для охлаждения
Сброс теплых сточных вод нарушает:
1. Термический
2. Гидрохимический
3. Гидробиологический режимы
Приводит к:
1. Усилению испарения вод
2. Увеличению минерализации
3. Более интенсивному росту водной растительности
4. Накоплению органического вещества и эвтрофикации водоема
5. Уменьшению растворенного кислорода в воде
6. Размножению патогенных микроорганизмов и вирусов
7. Гибели многих видов живых организмов
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
6. СТОКИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
30
1.
2.
3.
4.
5.
Серьезную угрозу представляют комплексы с более чем 50-100
тыс. голов свиней или крупного рогатого скота
Для сокращения затрат производство, как правило,
располагается вблизи водного объекта
Ежесуточно на ферме образуется 1 тонна навозной жижи от
каждой сотни голов, в которой часто содержатся яйца
гельминтов или патогенные микроорганизмы – источники
заболеваний
1 свиноферма (100 тыс. голов ) = город с населением 250 тыс.
человек
Трудность санитарного обеспечения накопителей стоков и
утилизации отходов
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
7. ВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ
31
1.
Забор воды танкерами для устойчивости судна при холостом
рейсе
2. Частый сброс балластной воды с нефтепродуктами в водный
объект не смотря на запрет, установленный Международным
соглашением
3. Более выгодна плата штрафов за сброс, чем убытки от простоя
на станциях промывки
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"
8. ЛЕСОСПЛАВ
32
1. Сплав бревен приводит к засорению водных объектов
2. Затонувшая древесина, смола, дубильные вещества, разлагаясь,
поглощают кислород и выделяют фенольные и другие вредные
вещества, отравляя воду
3. Вырубка кустарника, мешающего сплаву, приводит к усилению
эрозионных процессов, ускоряя заиливание русла
4. Интенсивный сплав нарушает нерестилища рыб и приводит к
их гибели
5. Рубка леса на территории водосборов нарушает температурный
и биологический режим рек, что приводит к обмелению и
пересыханию водного объекта
Дисциплина "Охрана водных ресурсов"