Главная / Статьи / Водоснабжение, водопотребление / |
Круговорот воды в природе и охрана водоемов
1 часть, 2 часть статьи
При сбрасывании в воду небольшого количества сточных вод разложение загрязнении происходит настолько быстро, что вода ниже места сброса сточных вод в скором времени может быть вновь использована для многих целей и даже для удовлетворения питьевых и производственных нужд. Однако такое быстрое самоочищение воды происходит только тогда, когда вода в любом месте реки содержит достаточное количество кислорода, что делает возможным существование в ней растений и живых организмов. В противном случае возникающие при отсутствии кислорода процессы гниения делают водоемы большей частью непригодными для использования.
Река в таком случае может рассматриваться всего лишь как большой канал, служащий для отвода сточных вод. Во многих случаях анаэробные процессы происходят лишь в донных отложениях ила медленно текущих рек, тогда как в воде, протекающей поверх осевшего ила, содержится еще достаточное количество растворенного кислорода. Поскольку количество оседающего ила увеличивается не слишком быстро, то это явление в большинстве случаев не имеет большого значения для самоочищения рек. Удалением осадка из сточных вод на очистных сооружениях, вычерпыванием ила из реки или регулированием потока можно уменьшить количество ила, отлагающегося на дне реки.
При сбросе сточных вод в небольшие водоемы наблюдается помутнение воды, вызываемое попавшими в нее вместе со сточной водой взвешенными веществами. Солнечный свет больше не может проникать сквозь толщу мутной воды, и водные растения не получают достаточного количества солнечной энергии. Поэтому они уже не могут перерабатывать загрязнения в количествах необходимых для образования высших соединений. В ходе процессов, которые вследствие участия в них солнечного света называют фотосинтезом, растения выделяют кислород, растворяющийся в воде, и, таким образом, количество кислорода может быть увеличено в желаемых пределах.
В результате помутнения воды, вызванного сильным загрязнением, с одной стороны, уменьшается количество вырабатываемого растениями кислорода, а с другой-из-за увеличения количества питания за счет разлагающихся веществ значительно увеличивается количество животных организмов, для жизнедеятельности которых требуется больше кислорода.
Оба процесса ведут к сокращению количества кислорода в месте сброса сточных вод. Положение становится критическим, когда содержание растворенного кислорода снижается до 3-4 г/м3, так как в этом случае погибает рыба. Гибель рыбы в водоеме всегда свидетельствует о превышении допустимых норм загрязнения водоемов сточными водами.
Чем больше и разнообразнее мир живых организмов, принимающих участие в разложении органических загрязнении, тем быстрее происходят преобразования в водоемах. Для того чтобы вода в реке обладала высокой самоочищающей способностью, в ней должно содержаться множество разнообразных живых организмов.
Отсюда становится вполне понятным удивительное на первый взгляд обстоятельство, когда совсем чистый водоем обладает меньшей способностью самоочищения по сравнению с уже загрязненным. Это участие органических загрязнении в процессе очистки - предпосылка того, что в воде имеется достаточное число живых организмов, способных справиться с вновь поступающими в водоем сточными водами, в особенности с производственными.
По этой причине на канализационных очистных станциях не предусматривается полная очистка сточных вод путем удаления из них всех загрязнении, хотя такая очистка технически вполне возможна.
Некоторую часть работы по окончательной очистке сточных вод оставляют водоемам, используя их способность к самоочищению. Обогащение водоемов питательными веществами в результате сброса в них сточных вод, содержащих органические вещества, приводит к нарушению биологического равновесия (этот процесс называют эвтрофикацией водоема).
Превышение определенных пределов загрязнения вызывает массовое развитие животных и растительных организмов. При этом в таких водоемах, как и везде в живой природе, постоянно происходят процессы их возникновения и отмирания. При отмирании части организмов происходит обогащение водоемов органическими веществами. Трупы животных организмов и остатки погибших растений представляют собой органические продукты распада, так же как загрязнения, попадающие в водоемы вместе со сточными водами. При их разложении повышается потребность водоема в кислороде и, кроме того, увеличивается количество донного ила в результате отложения отмирающих организмов на дне водоема.
Богатые питательными веществами озера таким образом в течение короткого времени стареют. Вследствие увеличения слоя перегнившего ила озеро постепенно мелеет. Одновременно происходит разрастание прибрежных растений по направлению к середине озера. Так, свободная водная поверхность озера постепенно уменьшается. Озеро превращается в пруд, а затем и вовсе исчезает. На месте озера образуется болото и, наконец, обычная твердая земля.
Таким образом, животный и растительный мир водоема сам роет себе могилу и вынужден уступить место организмам твердой почвы. Процесс старения богатых питательными веществами водоемов происходит в течение долгого времени естественным путем, без вмешательства в него человека. Однако из-за отвода сточных вод в водоемы этот процесс может быть ускорен настолько, что уже спустя несколько лет они изменяются до неузнаваемости. Это можно было особенно хорошо проследить на примере некоторых альпийских озер в Швейцарии (до принятия мер по ограничению сброса сточных вод в водоемы).
Для проточных водоемов тревожным показателем перенасыщенности их питательными веществами является не столько обмеление этих водоемов, сколько все возрастающее обесценивание их для многостороннего использования. Проведенные за последнее десятилетие органами санитарного надзора исследования показали, что загрязненные сточными водами реки непригодны для купания. Процесс обработки речной воды для подготовки из нее технической и питьевой воды все более усложняется, а соответственно с этим возрастают и материальные затраты.
Наглядным подтверждением сильного загрязнения водоемов, рассматриваемых как все еще сравнительно чистые, является так называемое цветение воды вследствие массового разрастания водорослей определенного вида. Водоросли, окрашивающие воду водоемов в зеленый цвет, отмирая толстыми слоями, отлагаются вдоль берегов. Попадая на фильтры водопроводных станций, работающих на речной воде, эти водоросли снижают их пропускную способность, вызывая тем самым необходимость частой очистки фильтров.
Многие реки в промышленных районах окончательно потеряли свой первоначальный характер и представляют собой всего лишь биологически омертвевшие русла для отвода сточных вод. При этом ущерб, наносимый народному хозяйству, оценивается миллионами марок, что требует принятия безотлагательных мер по охране водоемов. Во многих странах охрана водоемов является важной общественной задачей.
В Германии эта задача целенаправленно претворяется Управлением водного хозяйства и подведомственными ему органами. Юридические основы по охране водоемов установлены законом по охране водных ресурсов от 2 июля 1982 г. и законом об охране сельскохозяйственных культур от 14 мая 1970 г. Если путем проведения комплексных мероприятий не допускать загрязнения водоемов сточными водами выше определенных пределов, то часть работы по очистке может быть заменена естественными процессами самоочищения. В противном случае потребовались бы значительные материальные затраты на очистные сооружения.
Такое регулирование позволяет не только снизить затраты, но прежде всего отвечает интересам использования водоемов в народном хозяйстве. Чистая вода рек и ручьев используется для орошения сельскохозяйственных земель. Благодаря использованию водоемов для рыболовства часть органических веществ в виде продуктов питания человека вновь вовлекается в круговорот веществ. Наконец, чистые водоемы используются как места отдыха и для занятий спортом.
Из этой статьи мы узнали о том, какое влияние может оказывать деятельность человека на естественные процессы - круговорот воды в природе и круговорот органических веществ - и как при этом нарушается состояние естественного равновесия. В целях регулирования этого воздействия на круговорот воды и веществ органами контроля за качеством и расходованием воды разработаны эффективные меры, которые являются фундаментальной основой водного хозяйства и защиты водоемов.
Выдвигаемые при этом задачи следует решать комплексно, так как вода находит в народном хозяйстве столь разнообразное применение, что любое частное решение не будет действенным.
По книге Рандольф Р. "Что делать со сточными водами" (перевод с немецкого)
начало, 2 часть статьи
Запрос цены, информации:
+7 (347) 281-65-13
+7 (347) 216-65-13
Идёт загрузка...