Ökologische technische Systeme zum Schutz der Hydrosphäre. Schutz der Hydrosphäre vor industrieller Verschmutzung. Erschöpfung der kontinentalen Gewässer
Der Schutz der Hydrosphäre wird in Russland unter Berücksichtigung der Besonderheiten des Zuflusses organisiert Wasserteilchen Verunreinigungen und umfasst Regulierung:
Oberflächenabfluss im Einzugsgebiet;
Qualitäten Abwasser;
Wasserqualität in Einrichtungen.
Der Abtransport von Verunreinigungen aus dem Einzugsgebiet in Gewässer erfolgt proportional zum einströmenden Wasser. Eine Reduzierung diffuser (verteilter) Schadstoffeinträge wird daher durch die Umsetzung von Maßnahmen zur Rückhaltung des Abflusses im Einzugsgebiet erreicht. Zu diesen Maßnahmen gehören die Erhöhung der Waldbedeckung in Wassereinzugsgebieten, die Bewässerung von Flussmündungen und das Pflügen landwirtschaftlicher Felder im Herbst.
Die Regulierung des Verunreinigungsflusses aus Haushalts- und Industrieabwässern erfolgt über einen Komplex Behandlungsanlagen. Zusammensetzung von Strukturen und Technologiesystem Ihre Platzierung wird durch die Zusammensetzung und den Durchfluss des Abwassers sowie die erforderliche Behandlungstiefe bestimmt und während des Entwurfsprozesses festgelegt.
Die Tiefe der Abwasserbehandlung durch Kläranlagen und die Entfernung von Verunreinigungen in Gewässer werden auf der Grundlage maximal zulässiger Einleitungen (MAD) und vorläufig vereinbarter Einleitungen (ATD) festgelegt.
Mechanisch, biochemisch,
physikalisch-chemische, thermochemische und thermische Methoden.
Die Wahl der Methode und der geeigneten Ausrüstung wird durch die Eigenschaften der Schadstoffe, ihre Konzentration, physikalische und physikalische Eigenschaften bestimmt chemische Eigenschaften sowie Anforderungen an die Effizienz der Entladungsbehandlung.
Mechanische Abwasserbehandlung. Im Wasser suspendierte Verunreinigungen weisen ein breites Größenspektrum auf und ihre Entfernung erfordert oft mehrere Reinigungsstufen. Die größten Verunreinigungen werden durch die Filterung des Wassers durch Roste und Siebe in Abwassersammlern vor Absetzbecken ausgeschieden. Die anschließende Reinigung erfolgt durch Sedimentation, d.h. Sedimentation unter dem Einfluss von Gravitationskräften. Zu diesem Zweck werden Sandfänge, Absetzbecken und Klärbecken eingesetzt. Sandfänge dienen dazu, Partikel mineralischer und organischer Verunreinigungen mit einer Größe von mindestens 0,2 mm aus dem Wasser zu entfernen. In Absetzbecken erfolgt die Sedimentation von Partikeln unter dem Einfluss der Schwerkraft. Am wirksamsten sind Klärbecken, bei denen nach der Behandlung des Wassers mit Gerinnungsmitteln eine mechanische Entfernung der Partikel erfolgt. Koagulation ist ein physikalisch-chemischer Prozess der Agglomeration kleiner Partikel unter dem Einfluss molekularer Anziehungskräfte, die bei der Behandlung von Wasser mit Salzen mehrwertiger Metalle entstehen. Dadurch werden Trübungen und Farben des Wassers beseitigt und teilweise auch die Geschmacks- und Geruchsintensität verringert.
Um fein verteilte Verunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, wird die Filtration durch poröse Trennwände aus mineralischen (Metallgewebe, Glasfaser, Schüttschicht usw.) oder organischen Substanzen (synthetische Fasern, Stoffe) eingesetzt. Aufgrund des Funktionsprinzips werden Oberflächen- und Tiefenfilter unterschieden. Im ersten Fall setzen sich die Partikel auf einer porösen Trennwand ab, im zweiten Fall werden die Partikel nach dem Absetzen von der Trennwand adsorbiert. Wenn die Menge des zu behandelnden Abwassers groß genug ist, werden Filter mit einer körnigen Schicht verwendet.
In industriellen Kläranlagen werden häufig Zentrifugalabscheider – Hydrozyklone – zur Sedimentation fester Verunreinigungen eingesetzt. Diese Geräte zeichnen sich durch eine hohe Produktivität und eine Reinigungseffizienz von bis zu 70 % aus. Das Abwasser wird tangential in den Apparat eingespeist und unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft rotiert und in zwei Ströme aufgeteilt. Ein Teil der Flüssigkeit mit großen Partikeln bewegt sich spiralförmig in der Nähe der Wände bis zum Abflussloch. Der andere Teil (geklärt) dreht sich und bewegt sich in der Nähe der Zyklonachse nach oben zum ringförmigen Boden.
Zur Entsorgung aus dem Abfall
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Es werden Verfahren zur Feinst- und Feinstabwasserreinigung eingesetzt Umkehrosmose Und Ultrafiltration.
Diese Methoden werden beim Filtern von Abwasser durch semipermeable Membranen bei einem Druck P eingesetzt, der den osmotischen Druck übersteigt. Membranen ermöglichen den Durchtritt von Lösungsmittelmolekülen und halten gelöste Moleküle zurück, deren Größe nicht größer als die von Lösungsmittelmolekülen (Umkehrosmose bei Drücken bis zu 10 MPa) oder eine Größenordnung größer ist (Ultrafiltration bei P = 0,1–0,5 MPa). Typischerweise werden Membranen aus Celluloseacetat hergestellt. Die Umkehrosmoseanlage ist sehr einfach und wirtschaftlich, weist einen hohen Wirkungsgrad auf, erfordert jedoch einen regelmäßigen Austausch der Membranen, wenn die Konzentration des gelösten Stoffes an der Oberfläche merklich ansteigt. Umkehrosmose wird zur Trennung von Lösungen verwendet, die Partikel mit einer Größe von 0,0001 bis 0,001 Mikrometer enthalten, und Ultrafiltration für Partikel mit einer Größe von 0,001 bis 0,02 Mikrometer.
Biochemisch Die Abwasserbehandlung basiert auf der Fähigkeit von Mikroorganismen, viele im Abwasser gelöste organische und anorganische Verbindungen zur Ernährung im Lebensprozess zu nutzen. Es sind aerobe und anaerobe Methoden der biochemischen Behandlung bekannt. Die erste Gruppe von Methoden basiert auf dem Einsatz von Organismen, deren Leben eine zusätzliche Zufuhr von Sauerstoff bei Temperaturen von 20–40 0 C erfordert. Bei dieser Methode werden aerobe Mikroorganismen in Belebtschlamm oder Biofilm kultiviert. Anaerobe Methoden werden ohne Zugang zu Sauerstoff durchgeführt und hauptsächlich zur Neutralisierung von Sedimenten eingesetzt.
Aerobe biochemische Reinigungsprozesse werden sowohl unter natürlichen Bedingungen als auch in künstlichen Strukturen durchgeführt. Unter natürlichen Bedingungen erfolgt die Reinigung in Bewässerungsfeldern, Filterfeldern und biologischen Teichen. Künstliche Bauwerke sind Belebungsbecken – offene belüftete Becken aus Stahlbeton, in denen die Reinigung erfolgt, indem ein belüftetes Gemisch aus Abwasser und Belebtschlamm durchströmt wird, sowie Biofilter unterschiedlicher Bauart, in denen Reinigungsprozesse schneller ablaufen als unter natürlichen Bedingungen. Biofilter sind Gehäuseaufbauten mit Klumpendüse und Sprühvorrichtungen für Abwasser und Luft. Das Abwasser wird durch eine Düse gefiltert, die mit einem Film aus Mikroorganismen beschichtet ist. Bei der Abwasseroxidation vergrößert sich die Masse des Biofilms, der verbrauchte Biofilm wird von der Düse abgewaschen und aus dem Biofilter entfernt. Als Verpackung werden Schotter, Kies, Schlacke, Blähton, Metall- und Kunststoffnetze usw. verwendet.
Zur Vorbehandlung hochkonzentrierter Industrieabwässer (BSB gesamt »4-5 g/dm 3), enthaltend organische Substanz sowie zur Bildung von Sedimenten aus der biochemischen Behandlung werden anaerobe Neutralisationsmethoden eingesetzt. Organisches Material wird während der Fermentation durch anaerobe Bakterien zerstört. Der Fermentationsprozess wird in Methantanks durchgeführt – hermetisch verschlossenen Behältern mit Vorrichtungen zum Einbringen von unvergorenem Sediment und zum Entfernen von fermentiertem Sediment. Der Fermentationsgrad (Zersetzung organischer Stoffe) beträgt durchschnittlich etwa 40 %, die Zusammensetzung der freigesetzten Gase: 63-65 % Methan, 32-34 % CO 2. Die freigesetzten Gase werden üblicherweise in Kesselöfen verbrannt, um Wärmeenergie zu erzeugen.
Der biochemische Behandlungsprozess ist stabiler und vollständiger, wenn er mit der Behandlung von Industrie- und Haushaltsabwässern kombiniert wird, da letztere biogene Elemente enthalten und auch Industrieabwässer verdünnen.
Physikalisch-chemisch Reinigung von Abflüssen. Die Adsorption wird zur Tiefenreinigung des Abwassers von gelösten organischen Verunreinigungen (Phenole, Tenside usw.) nach der biochemischen Behandlung eingesetzt, auch wenn die Konzentration dieser Verunreinigungen gering ist und sie nicht biologisch abbaubar oder hochgiftig sind. Die Methode ist hocheffizient (80-95 %), ermöglicht die Reinigung von Abwasser, das mehrere Stoffe enthält, und ermöglicht die Rückgewinnung dieser Stoffe. Die Adsorptionsreinigung kann regenerativ erfolgen, d. h. mit der Extraktion eines Stoffes aus dem Adsorbens und seiner Entsorgung und destruktiv, bei dem das Adsorbens, das die aus dem Abwasser extrahierten Substanzen enthält, zerstört wird. Als Adsorptionsmittel werden Aktivkohle, Schlacke, Ton, einige synthetische Stoffe usw. verwendet.
Bei der Adsorption wird der Absorber mit dem adsorbierten Stoff gesättigt. Wenn die Reinigungseffizienz abnimmt, wird die Adsorption gestoppt und das Adsorptionsmittel wird einer Regeneration unterzogen, bei der absorbierte Substanzen desorbiert werden.
Ein Adsorber, bei dem Wasser durch eine Adsorbensschicht gefiltert wird, ist eine Säule, in der zunächst eine Kiesschicht und dann eine Adsorbensschicht auf ein Gitter gelegt werden. Die Zufuhr des zu reinigenden Wassers erfolgt von unten nach oben, die Zufuhr von Dampf zur Regeneration des Adsorptionsmittels erfolgt von oben nach unten. Wirbelschichtadsorber funktionieren anders. Das Adsorptionsmittel wird kontinuierlich über einen Trichter durch ein Rohr unter einem Verteilergitter mit Löchern von 5–10 mm zugeführt. Das Abwasser fängt die Adsorptionsmittelkörner ein und strömt mit ihnen durch einen Rost, über dem sich eine Wirbelschicht bildet, in der die Adsorption stattfindet. Überschüssiges Adsorptionsmittel gelangt in die Sammlung und wird dort regeneriert. Gereinigtes Wasser wird durch Dachrinnen aus der Säule entfernt.
Adsorbierte Wertstoffe werden durch Desorption bei der Regeneration des Adsorptionsmittels mit gesättigtem oder überhitztem Dampf bei einer Temperatur von 200–300 °C und einem Druck von 0,3–0,6 MPa oder mit einem Inertgas bei 120–130 °C extrahiert. Der Dampf wird kondensiert und die extrahierten Stoffe werden der Verarbeitung zugeführt.
Ionenaustauschreinigung Wird zur Extraktion von Metallen (Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, V, Mn usw.) sowie von Arsenverbindungen, Phosphor, Cyanidverbindungen und radioaktiven Substanzen aus Abwasser verwendet. Der Ionenaustausch wird in Wasseraufbereitungsprozessen zur Wasserentsalzung eingesetzt. Nach Abschluss des Ionenaustauschprozesses werden die Ionenaustauscher regeneriert.
Iofür Industrieabwässer werden in der Regel in kontinuierlichen Anlagen durchgeführt. Die Anlagen bestehen aus mehreren Ionenaustauschgeräten (Säulen) mit Kationenaustauscherharz und Anionenaustauscherharz, die mit einem bewegten oder Wirbelbett aus Ionenaustauscherharz arbeiten.
Bei der Behandlung von Abwässern, die Phenole, Öle, Erdölprodukte und Metallionen enthalten, werden Extraktionsverfahren eingesetzt. Generell ist die Extraktion sinnvoller als die Adsorption, wenn die Konzentration der extrahierten Stoffe mehr als 3-4 g/dm3 beträgt. Der Reinigungsprozess besteht aus drei Schritten. Zunächst wird Abwasser intensiv mit einem Extraktionsmittel (organisches Lösungsmittel) vermischt, sodass zwei flüssige Phasen entstehen: Extrakt (Extraktionsmittel mit extrahierter Substanz) und Raffinat (Abwasser und Extraktionsmittel). Die zweite Stufe ist die Trennung von Extrakt und Raffinat, die dritte Stufe ist die Regeneration des Extraktionsmittels aus Extrakt und Raffinat.
Gegenstrom-Extraktionsverfahren werden am häufigsten zur Abwasserbehandlung eingesetzt.
Die Regeneration des verbrauchten Extraktionsmittels erfolgt durch Sekundärextraktion (mit einem anderen Lösungsmittel) sowie durch Verdampfung, Destillation, chemische Reaktion oder Fällung.
Die hochwertige Entfernung giftiger und wertvoller Bestandteile aus dem Abwasser erfolgt mit elektrochemischen Methoden. Die Reinigung erfolgt ohne den Einsatz chemischer Reagenzien in automatisierten Anlagen mithilfe der Prozesse der anodischen Oxidation und kathodischen Reduktion, Elektrokoagulation, Elektroflockung und Elektrodialyse, die durch Durchleiten von Gleichstrom durch das gereinigte Wasser erfolgen.
Anodische Oxidation und kathodische Reduktion werden in Elektrolyseuren durchgeführt. An der Anode geben Ionen Elektronen ab (Oxidationsreaktion) und an der Kathode werden Elektronen hinzugefügt (Reduktionsreaktion). Bei der Oxidation zersetzen sich die Stoffe im Abwasser vollständig zu CO 2, NH 3 und H 2 O oder bilden einfache ungiftige Verbindungen, die dann auf andere Weise entfernt werden. Kathoden bestehen aus Stahl, Graphit, mit Wolfram beschichteten Metallen und Molybdän. Für Anoden werden elektrolytisch unlösliche Materialien (Graphit, Magnetit etc.) verwendet. Die anodische Oxidation wird beispielsweise häufig zur Behandlung von Abwässern eingesetzt, die einfache und komplexe Cyanidverbindungen enthalten. Die kathodische Reduktion wird durchgeführt, um Metallionen aus dem Abwasser zu entfernen und Schlamm zu erzeugen, um die Schadstoffkomponente in eine weniger toxische Form oder in eine Verbindung (Sediment, Gas) umzuwandeln, die leicht aus dem Wasser entfernt werden kann.
Ein Elektrokoagulator ist ein Bad mit Elektroden. Wenn Abwasser zwischen ihnen fließt, kommt es zu Elektrolyse, Polarisierung von Partikeln, Elektrophorese, Redoxprozessen und der Wechselwirkung von Elektrolyseprodukten untereinander.
Elektroflotatoren nutzen den Effekt der Entfernung suspendierter Partikel durch Gasblasen, die bei der Elektrolyse von Wasser entstehen (Sauerstoff an der Anode, Wasserstoff an der Kathode). Eine effektivere Reinigung wird durch den Einsatz löslicher Elektroden erreicht, wodurch neben Gasblasen auch Gerinnungsmittelflocken entstehen. Elektroflotationsanlagen werden dort eingesetzt, wo die herkömmliche Flotation nicht die erforderliche Reinigungsqualität liefert.
Die Elektrodialyse zur industriellen Abwasserbehandlung wird äußerst selten eingesetzt, obwohl sie als vielversprechende Methode gilt. Der Prozess basiert auf der Trennung ionisierter Substanzen unter Einwirkung einer elektromotorischen Kraft, die in einer Lösung auf beiden Seiten der Membranen erzeugt wird – Anionenaustausch und Kationenaustausch. Die erste Membran ermöglicht den Durchgang von Anionen in die Anodenzone und die zweite Membran ermöglicht den Durchgang von Kationen in den Kathodenraum.
Zu den chemischen Reagenzmethoden gehören die Neutralisierung, Oxidation und Reduktion von Abwasserbestandteilen. Diese Methoden erfordern die Verwendung verschiedener teurer Reagenzien. Daher ist ihre Verwendung begrenzt.
Abwässer aus einer Reihe von Industriezweigen sind mit flüchtigen Verunreinigungen organischen und anorganischen Ursprungs belastet, deren Entfernung durch Desorption erfolgt. Wenn ein in Wasser schwerlösliches Inertgas (Luft, Kohlendioxid, Rauchgase etc.) durch Abwasser geleitet wird, diffundiert der flüchtige Bestandteil in die Gasphase, da der Partialdruck des Gases über der Lösung größer ist als in die umgebende Luft. Die Desorption erfolgt in Boden-, Kaskaden- und Sprühkolonnen. Der aus dem Wasser desorbierte Stoff wird zur Adsorption oder katalytischen Verbrennung geschickt.
Einige Abwässer enthalten übelriechende Stoffe (Schwefelwasserstoff, Kohlenwasserstoffe, Ammoniak, Aldehyde usw.). Um sie zu desodorieren, werden verschiedene Methoden eingesetzt: Belüftung, Chlorierung, Rektifikation, Destillation, Behandlung mit Kraftstoffverbrennungsprodukten, Oxidation mit Sauerstoff unter Druck, Ozonierung, Extraktion, Adsorption und mikrobiologische Oxidation.
Thermochemische und thermische Methoden der Abwasserbehandlung. Einen besonderen Platz in der Abwasserbehandlungstechnologie nehmen Methoden zu ihrer Neutralisierung aus den enthaltenen Mineralsalzen Ca, Mg, Na usw. sowie organischen Verbindungen ein. Thermische Methoden werden auf verschiedene Arten umgesetzt:
Aufkonzentrierung des Abwassers mit anschließender Feststoffabtrennung;
Oxidation organischer Verunreinigungen in Gegenwart eines Katalysators;
Flüssigphasenoxidation organischer Substanzen;
Feuerneutralisierung.
Durch Konzentration werden Mineralsalze aus Wasser entfernt. Zu diesem Zweck werden Eindampf- (Verdampfungs-)Anlagen und Gefrieranlagen eingesetzt, die es ermöglichen, konzentrierte wässrige Lösungen von Salzen zu gewinnen. Die anschließende Verarbeitung dieser Lösungen in Kristallisatoren mit Abtrennung der Kristalle von der Mutterlauge auf Filtern und Trocknung in Sprühtrocknern (oder ähnlichen Trocknern) ermöglicht die Gewinnung eines festen Produkts mit hohem Verbraucherwert.
Um Abwasser mit einem geringen Gehalt an organischen Verunreinigungen zu neutralisieren, wird eine thermische oxidative Behandlung mittels katalytischer Flüssigphasen-, Dampfphasenoxidation oder der Feuermethode eingesetzt. Die Oxidation von Verunreinigungen erfolgt mit Luftsauerstoff bei erhöhten Temperaturen zu ungiftigen Verbindungen.
Flüssigphase Oxidation wird eingesetzt, wenn im Abwasser eine ausreichende Menge organischer Verbindungen vorhanden ist. Der Prozess wird bei Temperaturen von 100–350 0 C und einem Druck von 2–28 MPa durchgeführt. Zunächst wird das Abwasser mit Luft vermischt, durch einen Kompressor eingepumpt und in den Wärmetauscher gepumpt. Darin wird es durch die Wärme des gereinigten Abwassers erhitzt und dann dem Ofen zur weiteren Erhitzung zugeführt. Auf eine bestimmte Temperatur erhitztes Wasser gelangt in den Reaktor der Prozess ist im Gange Oxidation, begleitet von erheblicher Wärmefreisetzung. Oxidationsprodukte (Dampf, Gase, Asche) und Wasser werden zu einem Abscheider geleitet, wo Gase von der Flüssigkeit getrennt und der Wärmerückgewinnung zugeführt werden. Wasser und Asche werden durch einen Wärmetauscher und einen Filter geleitet, um die Asche abzutrennen. Die Methode ist einfach, flexibel und ermöglicht eine Reinigung große Mengen Abwasser.
Dampfphase Die katalytische Oxidation ist ein heterogener Prozess der Oxidation flüchtiger organischer Substanzen mit Luftsauerstoff bei erhöhten Temperaturen. Der Prozess läuft intensiv in der Dampfumgebung von Kontaktgeräten in Gegenwart von Kupfer-Chrom, Zink-Chrom und anderen Katalysatoren ab. Der Neutralisationsgrad erreicht 99,8 % bei hoher Installationsproduktivität. Das Abwasser wird einem Verdampfer zugeführt, von wo aus das „verdampfte“ Wasser in eine Zentrifuge gelangt, von wo aus der entwässerte Schlamm zur Neutralisierung durch Verbrennung in einem Ofen geleitet wird. Wasserdampf mit flüchtigen Verbindungen wird einem Wärmetauscher zugeführt, wo er durch die Wärme des Dampf-Gas-Gemisches, das den Kontaktapparat verlässt, erhitzt wird. Nach dem Wärmetauscher werden die Dämpfe mit heißer Luft vermischt und zur Oxidation in eine Kontaktapparatur geleitet. Die Verbrennungsprodukte des Schlamms aus dem Ofen gelangen in den Abhitzekessel und der erzeugte Dampf wird dem Verdampfer zugeführt.
Aus thermischen Methoden Feuer ist das vielseitigste und effektivste. Dies geschieht durch das Einsprühen von Abwasser in Rauchgase mit einer Temperatur von 900–1000 °C. Dabei verdampft das Wasser vollständig, Verunreinigungen verbrennen und Mineralien bilden feste oder geschmolzene Partikel. Zur Verbrennung werden Öfen unterschiedlicher Bauart eingesetzt: Kammer-, Zyklon-, Wirbelschichtöfen. Die relative Einfachheit der Technologien zur Brandneutralisierung von Abwasser und die Möglichkeit, hohe Reinigungsgrade zu erreichen, machen diese Methoden vielversprechend.
Um Verstopfungen vorzubeugen Oberflächengewässer Es müssen Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, dass Bauabfälle in Gewässer und Flüsse gelangen. feste Abfälle, Flößereirückstände und andere Gegenstände, die sich negativ auf die Wasserqualität und die Lebensbedingungen von Wasserorganismen auswirken.
Um eine Erschöpfung des Oberflächenwassers zu verhindern, wird die Wasseraufnahme streng kontrolliert, um zu verhindern, dass der Durchfluss unter den zulässigen Mindestwert fällt.
Das schwierigste Problem besteht darin, Oberflächengewässer vor Verschmutzung zu schützen. Der Hauptschadstoff von Oberflächengewässern sind häusliche und industrielle Abwässer. Aus ökologischer Sicht ist daher die Entwicklung und Umsetzung von Wasserabwässern am relevantesten wirksame Methoden Abwasserbehandlung.
Am meisten auf effektive Weise Der Schutz von Oberflächengewässern vor Verschmutzung durch Abwasser kann durch die Entwicklung und Umsetzung wasserloser oder abfallfreier Produktionstechnologien, insbesondere der Schaffung, erreicht werden Recycling-Wasserversorgung. Bei der Organisation eines Recycling-Wasserversorgungssystems umfasst es eine Reihe von Aufbereitungsanlagen und -anlagen, die es ermöglichen, einen geschlossenen Kreislauf für die Nutzung von Industrie- und Haushaltsabwässern zu schaffen und deren Eintrag in Oberflächengewässer vollständig zu verhindern.
Aufgrund der Vielfalt der Abwasserzusammensetzung wird es verwendet verschiedene Wege ihre Reinigung: mechanisch, physikalisch-chemisch, chemisch, biologisch usw. Der Reinigungsprozess umfasst die Behandlung von Schlamm und die Desinfektion des Abwassers vor der Einleitung in ein Reservoir. Bei mechanische Reinigung Aus Industrieabwässern werden bis zu 90 % der unlöslichen mechanischen Verunreinigungen unterschiedlicher Dispersion durch Sieben, Absetzen und Filtern entfernt, aus häuslichem Abwasser bis zu 60 %. Zu diesem Zweck werden Roste, Sandfänge, Sandfilter und Absetzbecken verwendet. Stoffe, die einen Film auf der Wasseroberfläche bilden (Öle, Öle, Harze, Polymere etc.), werden durch spezielle Öl- und Ölabscheider zurückgehalten oder ausgebrannt.
Zur Hauptsache chemische Methoden Dazu gehören Neutralisation und Oxidation. Zur Neutralisierung von Säuren und Laugen werden spezielle Reagenzien (Kalk, Soda, Ammoniak) in das Abwasser eingebracht und zur Oxidation werden verschiedene Oxidationsmittel eingesetzt.
Im Fall von physikalisch-chemisch Verwendete Reinigung:
Bei der Koagulation werden Gerinnungsmittel (Ammoniumsalze, Eisen, Kupfer usw.) in das Abwasser eingebracht, um flockige Sedimente zu bilden, die dann leicht entfernt werden können.
Sorption – die Fähigkeit einiger Substanzen (Ton, Aktivkohle, Kieselgel, Torf usw.), Verschmutzungen zu absorbieren;
Unter Flotation versteht man den Luftdurchgang durch Abwasser. Wenn sich Gasblasen nach oben bewegen, fangen sie Tenside, Öle, Öle und andere Verunreinigungen ein und bilden eine leicht entfernbare Schaumschicht auf der Wasseroberfläche.
Es wird häufig zur Reinigung kommunaler Industrieabwässer aus Zellstoff- und Papierindustrie, Ölraffinerien und Lebensmittelunternehmen eingesetzt. biologisch (biochemisch) Methode. Diese Methode basiert auf der Fähigkeit künstlich in die Gewässer eingebrachter Mikroorganismen, im Abwasser enthaltene organische und einige anorganische Verbindungen (Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Nitrite, Sulfide usw.) für ihre Entwicklung zu nutzen.
Nach der biologischen Behandlung und Sedimentation wird das Abwasser mit Chlorverbindungen oder anderen starken Oxidationsmitteln desinfiziert (desinfiziert). Durch Chlorierung werden krankheitserregende Bakterien, Viren und andere Krankheitserreger zerstört. Anschließend kann das Abwasser zur Wiederaufbereitung der Wasserversorgung verwendet oder in Oberflächengewässer eingeleitet werden.
In den letzten Jahren wurden neue Methoden entwickelt, um die Ökologisierung von Abwasserbehandlungsprozessen voranzutreiben. Zu diesen Methoden gehören:
Elektrochemische Verfahren basierend auf den Prozessen der anodischen Oxidation und kathodischen Reduktion (Elektrolyse);
Membranreinigungsverfahren;
Magnetische Behandlung zur Verbesserung der Flotation suspendierter Partikel;
Strahlungswasserreinigung;
Ozonierung;
Einführung neuer selektiver Sorptionsmitteltypen zur selektiven Isolierung nützlicher Bestandteile aus Abwasser zum Zweck ihrer Wiederverwertung.
Bedeutende Rolle bei der Umweltverschmutzung Wasserteilchen spielen Pestizide und Düngemittel durch Oberflächenabfluss von landwirtschaftlichen Flächen weggespült. Um das Eindringen umweltschädlicher Abwässer in Gewässer zu verhindern, ist eine Reihe von Maßnahmen erforderlich, darunter die Einhaltung der Normen und der Zeitpunkt der Anwendung von Düngemitteln und Pestiziden, eine punktuelle Behandlung mit Pestiziden anstelle einer kontinuierlichen Behandlung sowie der Ersatz von Pestiziden durch biologische Pflanzenmethoden Schutz usw.
Eine schwierige Aufgabe ist die Entsorgung von Abwässern aus Tierhaltungsanlagen, die sich nachteilig auf aquatische Ökosysteme auswirken. Derzeit gilt die Technologie, nach der Abwasser durch Zentrifugation in feste und flüssige Fraktionen getrennt wird, als die wirtschaftlichste. In diesem Fall wird der feste Anteil zu Kompost verarbeitet und auf die Felder transportiert. Der flüssige Teil (Gülle) durchläuft einen chemischen Reaktor und wird zu Humus. Bei der Zersetzung organischer Stoffe werden Methan, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff freigesetzt. Die Energie aus diesem Biogas kann zur Wärmeerzeugung genutzt werden.
Eine der vielversprechenden Möglichkeiten zur Reduzierung der Oberflächenwasserverschmutzung ist Abwasser in tiefe Grundwasserleiter pumpen durch ein System von Absorptionsbrunnen (untertägige Entsorgung). Bei dieser Methode entfällt die Notwendigkeit einer teuren Abwasseraufbereitung und des Baus von Kläranlagen. Jedoch diese Methode Nur zur Isolierung geeignet Kleinmengen hochgiftiges Abwasser, da es nur sehr schwer einzuschätzen ist Folgen für die Umwelt großflächige Kontamination isolierter tiefer Grundwasserhorizonte. Insbesondere ist es mit dieser Methode technisch sehr schwierig, das Eindringen von kontaminiertem Wasser aus unterirdischen Grundwasserleitern an die Erdoberfläche oder in andere Grundwasserleiter durch den Ringraum von Brunnen vollständig auszuschließen.
Unter den Wasserschutzproblemen ist die Entwicklung und Umsetzung wirksamer Methoden zur Desinfektion und Reinigung von Oberflächengewässern eines der wichtigsten Trinkwasserversorgung. Von 1896 bis heute ist die Chlordesinfektionsmethode die häufigste Methode zur Bekämpfung bakterieller Kontaminationen in unserem Land. Allerdings birgt die Chlorierung von Wasser auch eine gewisse Gefahr für die menschliche Gesundheit. In vielen westlichen Ländern nutzen Wasseraufbereitungsanlagen statt Chlorierung Ozon oder ultraviolette Strahlung. In unserem Land ist der Einsatz dieser umweltfreundlichen Technologien aufgrund der hohen Kosten für die Nachrüstung von Wasseraufbereitungsanlagen begrenzt.
Moderne Technologie Reinigung von Trinkwasser aus anderen umweltfreundlichen Quellen Gefahrstoffe(Erdölprodukte, synthetische Tenside, Pestizide usw.) basiert auf der Verwendung von Sorptionsprozessen unter Verwendung von Aktivkohle oder deren Analoga.
Eine wichtige Rolle beim Schutz von Oberflächengewässern vor Verschmutzung und Verstopfung spielt Agroforstwirtschaft und wasserbauliche Maßnahmen. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, Verschlammung und Überwucherung von Seen, Stauseen und kleinen Flüssen sowie Erosion, Erdrutsche, Ufereinstürze usw. zu verhindern.
Eine wichtige Schutzfunktion für jedes Gewässer kann von übernommen werden Wasserschutzzonen Breite von 0,1 bis 2 km, in dem Land gepflügt, beweidet, Pestizide und Düngemittel eingesetzt und produziert werden Bauarbeiten usw.
Angesichts der untrennbaren Verbindung aller natürlichen und anthropogenen Ökosysteme muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Sauberkeit von Oberflächengewässern und Wasserläufen ohne Schutz vor Verschmutzung der Atmosphäre, des Bodens, des Grundwassers usw. nicht gewährleistet werden kann.
Grundlegende Schutzmaßnahmen Grundwasser sollen die Erschöpfung der Grundwasserreserven verhindern und diese vor Verschmutzung schützen. Um der Erschöpfung des für die Trinkwasserversorgung geeigneten Grundwassers entgegenzuwirken, sind verschiedene Maßnahmen vorgesehen: Regulierung des Grundwasserentnahmeregimes, rationellere Anordnung der Wasserentnahmen über das Gebiet, Begrenzung der Wasserentnahmemenge, Einführung eines Ventilmodus für den Betrieb von selbstfließende artesische Brunnen. Um die Erschöpfung des Grundwassers zu verhindern, wird in den letzten Jahren häufig eine künstliche Auffüllung seiner Reserven durch die Umwandlung eines Teils des Oberflächenabflusses in Grundwasser eingesetzt.
Die wichtigsten Maßnahmen zur Bekämpfung der Grundwasserverschmutzung sind präventive Maßnahmen. Zu diesem Zweck werden Abwasserbehandlungsmethoden verbessert, die Produktion mit abflussloser Technologie eingeführt, industrielle Abwasserreservoirs sorgfältig isoliert, der Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln in der Landwirtschaft reguliert usw.
Die wichtigste Maßnahme zur Verhinderung der Grundwasserverschmutzung in Wassereinzugsgebieten ist die Errichtung von Sanitärschutzzonen um diese herum, bestehend aus drei Gürteln. Auf dem Gebiet der Gürtel ist das Abstellen von Gegenständen, die eine chemische oder bakterielle Verschmutzung verursachen können, verboten, der Einsatz von Mineraldüngern und Pestiziden sowie der industrielle Holzeinschlag sind verboten.
Verwandte Informationen.
Oberflächenhydrosphäre
Oberflächengewässer werden vor Verstopfung, Verschmutzung und Erschöpfung geschützt. Um Verstopfungen vorzubeugen, werden Maßnahmen ergriffen, um das Eindringen von Bauschutt, festen Abfällen, Flößereirückständen und anderen Gegenständen, die sich negativ auf die Wasserqualität, den Fischlebensraum usw. auswirken, in Oberflächengewässer und Flüsse zu verhindern. Eine Erschöpfung des Oberflächenwassers wird durch strenge Kontrolle verhindert über dem minimal zulässigen Wasserdurchfluss.
Das Wichtigste und Am meisten komplexes Problem- Schutz der Oberflächengewässer vor Verschmutzung. Zu diesem Zweck sind folgende Umweltschutzmaßnahmen vorgesehen:
Entwicklung abfall- und wasserfreier Technologien; Einführung von Recycling-Wasserversorgungssystemen;
Abwasserbehandlung (industriell, kommunal usw.);
Einleitung von Abwasser in tiefe Grundwasserleiter;
Reinigung und Desinfektion von Oberflächenwasser, das für die Wasserversorgung und andere Zwecke verwendet wird.
Der Hauptschadstoff von Oberflächengewässern sei Abwasser, so die Entwicklung und Umsetzung effektive Methoden der Abwasserbehandlung scheint eine sehr relevante und ökologisch wichtige Aufgabe zu sein. Der wirksamste Weg, Oberflächengewässer vor Verschmutzung durch Abwasser zu schützen, ist die Entwicklung und Umsetzung wasserloser und abfallfreier Produktionstechnologien, deren Anfangsphase die Schaffung ist Recycling-Wasserversorgung.
Bei der Organisation eines Rumfasst es eine Reihe von Aufbereitungsanlagen und -anlagen, die es ermöglichen, einen geschlossenen Kreislauf für die Nutzung von Industrie- und Haushaltsabwasser zu schaffen.
Bei dieser Methode der Wasseraufbereitung befindet sich das Abwasser ständig im Kreislauf und sein Eintrag in Oberflächengewässer ist völlig ausgeschlossen.
Aufgrund der enormen Vielfalt der Zusammensetzung des Abwassers gibt es verschiedene Methoden zu seiner Reinigung: mechanisch, physikalisch-chemisch, chemisch, biologisch usw. Je nach Schädlichkeitsgrad und Art der Schadstoffe kann die Abwasserbehandlung auf beliebige Weise durchgeführt werden Methode oder eine Reihe von Methoden (kombinierte Methode). Der Aufbereitungsprozess umfasst die Behandlung von Schlamm (oder überschüssiger Biomasse) und die Desinfektion des Abwassers vor der Einleitung in ein Reservoir.
Bei mechanische Reinigung Aus Industrieabwässern werden durch Sieben, Absetzen und Filtern bis zu 90 % der unlöslichen mechanischen Verunreinigungen unterschiedlicher Dispersion (Sand, Tonpartikel, Zunder usw.) und aus häuslichem Abwasser bis zu 60 % entfernt. Zu diesem Zweck werden Gitterroste, Sandfänge und Sandfilter verwendet; Absetzbecken verschiedener Art. Auf der Abwasseroberfläche schwimmende Stoffe (Öl, Harze, Öle, Fette, Polymere usw.) werden von Öl- und Ölabscheidern und anderen Arten von Abscheidern zurückgehalten oder ausgebrannt.
Zur Behandlung von Industrieabwässern sind chemische und physikalisch-chemische Behandlungsmethoden am effektivsten.
Zur Hauptsache chemische Methoden Dazu gehören Neutralisation und Oxidation. Im ersten Fall werden dem Abwasser spezielle Reagenzien (Kalk, Soda, Ammoniak) zur Neutralisierung von Säuren und Laugen zugesetzt, im zweiten Fall werden verschiedene Oxidationsmittel eingesetzt. Mit ihrer Hilfe wird das Abwasser von giftigen und anderen Bestandteilen befreit.
Bei physikalische und chemische Reinigung werden verwendet:
Koagulation – das Einbringen von Koagulanzien (Ammoniumsalze, Eisen, Kupfer, Schlammabfälle usw.) in das Abwasser, um flockige Sedimente zu bilden, die dann leicht entfernt werden können;
Unter Sorption versteht man die Fähigkeit einiger Stoffe (Bentonit-Tone, Aktivkohle, Zeolithe, Kieselgel, Torf usw.), Schadstoffe zu absorbieren. Das Sorptionsverfahren ermöglicht die Gewinnung wertvoller löslicher Stoffe aus dem Abwasser und deren anschließende Entsorgung;
Unter Flotation versteht man den Luftdurchgang durch Abwasser. Bei der Aufwärtsbewegung fangen Gasblasen Tenside, Öle, Öle und andere Verunreinigungen ein und bilden eine leicht entfernbare schaumartige Schicht auf der Wasseroberfläche.
Für die Behandlung kommunaler und industrieller Abwässer aus Zellstoff- und Papierindustrie, Ölraffinerien und Lebensmittelunternehmen werden sie häufig eingesetzt. biologisch (biochemisch) Methode. Die Methode basiert auf der Fähigkeit künstlich eingeführter Mikroorganismen, im Abwasser enthaltene organische und einige anorganische Verbindungen (Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Nitrite, Sulfide usw.) für ihre Entwicklung zu nutzen. Die Reinigung erfolgt mit natürlichen (Bewässerungsfeldern, biologischen Teichen usw.) und künstlichen Methoden (Belebungsbecken, Metabecken, Biofilter).
In den letzten Jahren wurden aktiv neue wirksame Methoden entwickelt, um die Ökologisierung von Abwasserbehandlungsprozessen voranzutreiben:
Elektrochemische Methoden basierend auf den Prozessen der anodischen Oxidation und kathodischen Reduktion, Elektrokoagulation und Elektroflotation;
Membranreinigungsverfahren (Ultrafilter, Elektrodialyse usw.);
Magnetische Behandlung zur Verbesserung der Flotation suspendierter Partikel;
Strahlenwasserreinigung, die es ermöglicht, Schadstoffe in kürzester Zeit einer Oxidation, Koagulation und Zersetzung zu unterziehen;
Ozonung, bei der im Abwasser keine Stoffe entstehen, die natürliche biochemische Prozesse negativ beeinflussen;
Einführung neuer selektiver Sorptionsmitteltypen zur selektiven Isolierung nützlicher Bestandteile aus Abwasser zum Recycling usw.
Es ist bekannt, dass Pestizide und Düngemittel, die durch Oberflächenabfluss von landwirtschaftlichen Flächen ausgeschwemmt werden, eine erhebliche Rolle bei der Verschmutzung von Gewässern spielen. Um zu verhindern, dass umweltschädliche Abfälle in Gewässer gelangen, sind eine Reihe von Maßnahmen erforderlich, darunter:
1) Einhaltung der Standards und Fristen für die Ausbringung von Düngemitteln und Pestiziden;
2) fokale und bandförmige Behandlung mit Pestiziden statt kontinuierlicher;
3) Ausbringen von Düngemitteln in Form von Granulat und, wenn möglich, zusammen mit Bewässerungswasser;
4) Ersatz von Pestiziden durch biologische Pflanzenschutzmethoden usw.
Es ist sehr schwierig, tierische Abfälle zu entsorgen, was sich nachteilig auf die aquatischen Ökosysteme auswirkt. Als wirtschaftlichste Technologie gilt derzeit die Trennung schädlicher Abwässer durch Zentrifugation in feste und flüssige Fraktionen (Yakovlev, 1991). In diesem Fall wird der feste Teil zu Kompost verarbeitet und auf die Felder gebracht. Der flüssige Teil (Gülle) mit einer Konzentration von bis zu 18 % passiert den Reaktor (Abb. 2) und wird zu Humus. Bei der Zersetzung organischer Stoffe werden Methan, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff freigesetzt. Die Energie aus diesem Biogas wird zur Erzeugung von Wärme und Strom genutzt.
Abbildung 2. Schema zum Recycling von Bestandteilen, die im Abwasser aus Tierhaltungskomplexen enthalten sind. 1 - Brunnen für Gülle; 2 - Pumpe; 3 - Biogasreaktor; 4 - Abfallschlamm; 5 - Biogas; 6 - Biogasspeicher; 7 - Gasbrenner; 8 - Wärmeenergie; 9 - Elektroinstallation; 10 - Strom; 11 - Wärmeenergie.
Eine der vielversprechenden Möglichkeiten zur Reduzierung der Oberflächenwasserverschmutzung ist Abwassereinspritzung V tiefe Grundwasserleiter durch ein System von Absorptionsbrunnen (untertägige Entsorgung). Bei dieser Methode entfällt die Notwendigkeit einer teuren Abwasseraufbereitung und -entsorgung sowie der Bau von Aufbereitungsanlagen.
Nach Ansicht vieler führender Experten eignet sich diese Methode jedoch nur zur Isolierung kleiner Mengen hochgiftiger Abwässer, die mit bestehenden Technologien nicht behandelt werden können.
Unter den Wasserschutzproblemen ist die Entwicklung und Umsetzung wirksamer Methoden zur Desinfektion und Reinigung von Oberflächengewässern eines der wichtigsten Trinkwasserversorgung.
Unzureichend aufbereitetes Trinkwasser ist sowohl aus ökologischer als auch aus sozialer Sicht gefährlich.
Von 1896 bis heute ist die Methode der Wasserdesinfektion mit Chlor in unserem Land die am weitesten verbreitete Methode zur Bekämpfung bakterieller Kontamination. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Wasserchlorierung eine ernsthafte Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt. Durch den Ersatz der Primärchlorierung durch Ozonierung oder die Behandlung mit ultravioletten Strahlen sowie den Einsatz reagenzienfreier Vorbehandlungsmethoden ist es möglich, diesen gesundheitsgefährdenden Effekt zu beseitigen und den Gehalt an krebserregenden Stoffen im Trinkwasser zu senken in biologischen Reaktoren.
Es ist zu beachten, dass die Wasseraufbereitung mit Ozon oder ultravioletten Strahlen in vielen Ländern die Chlorierung in Wasseraufbereitungsanlagen fast vollständig ersetzt hat Westeuropa. In unserem Land ist der Einsatz dieser umweltfreundlichen Technologien aufgrund der hohen Kosten für die Nachrüstung von Wasseraufbereitungsanlagen begrenzt.
Moderne Technologie zur Reinigung von Trinkwasser von anderen umweltgefährdenden Stoffen – Erdölprodukten, Tensiden, Pestiziden, Organochlor und anderen Verbindungen – basiert auf dem Einsatz von Sorptionsprozessen unter Verwendung von Aktivkohlen oder deren Analoga – Graphit-Mineral-Sorptionsmitteln.
Sie werden immer wichtiger, um Oberflächengewässer vor Verschmutzung und Verstopfung zu schützen. agroforstwirtschaftliche und wasserbauliche Maßnahmen. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, die Verschlammung und Überwucherung von Seen, Stauseen und kleinen Flüssen sowie die Entstehung von Erosion, Erdrutschen, Ufereinstürzen usw. zu verhindern. Die Durchführung einer Reihe dieser Arbeiten wird die verschmutzte Oberflächenschicht reduzieren und einen Beitrag dazu leisten zur Sauberkeit der Gewässer. In diesem Zusammenhang wird großer Wert auf die Reduzierung der Eutrophierungsprozesse von Gewässern gelegt, insbesondere von Stauseen hydraulischer Kaskaden wie der Wolga-Kama usw.
Eine wichtige Schutzfunktion für jedes Gewässer wird von übernommen Wasserschutzzonen. Die Breite der Flusswasserschutzzone kann zwischen 0,1 und 1,5 bis 2,0 km betragen, einschließlich der Flussauen, Terrassen und der Neigung des Grundgesteinsufers. Der Zweck der Wasserschutzzone besteht darin, Verschmutzung, Verstopfung und Erschöpfung des Gewässers zu verhindern. Innerhalb Wasserschutzzonen Das Pflügen von Land, die Beweidung von Vieh, der Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln, Bauarbeiten usw. sind verboten.
Die Oberflächenhydrosphäre ist organisch mit der Atmosphäre, der unterirdischen Hydrosphäre, der Lithosphäre und anderen Bestandteilen der natürlichen Umwelt verbunden. Angesichts der untrennbaren Verbindung aller seiner Ökosysteme ist es unmöglich, die Sauberkeit von Oberflächenreservoirs und Wasserläufen ohne Schutz vor Verschmutzung der Atmosphäre, des Bodens, des Grundwassers usw. sicherzustellen.
Um Oberflächengewässer vor Verschmutzung zu schützen, müssen in manchen Fällen radikale Maßnahmen ergriffen werden: Schließung oder Umwidmung umweltschädlicher Industrien, vollständige Umstellung des Abwassers auf einen geschlossenen Wasserverbrauchskreislauf usw.
Unterirdische Hydrosphäre
Die wichtigsten Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers bestehen derzeit darin, die Erschöpfung der Grundwasserreserven zu verhindern und diese vor Verschmutzung zu schützen. Was die Oberflächengewässer betrifft, kann dieses große und komplexe Problem nur in untrennbarer Verbindung mit dem Schutz der gesamten natürlichen Umwelt erfolgreich gelöst werden.
Um der Erschöpfung der für die Trinkwasserversorgung geeigneten Grundwasserreserven entgegenzuwirken, sind verschiedene Maßnahmen vorgesehen, darunter: Regulierung des Grundwasserentnahmeregimes; rationellere Platzierung der Wasserentnahmestellen nach Gebieten; Bestimmung der Höhe der Betriebsreserven als Grenze ihrer rationellen Nutzung; Einführung einer Kranbetriebsart für selbstfließende artesische Brunnen.
Um die Erschöpfung des Grundwassers zu verhindern, wird in den letzten Jahren zunehmend auf die künstliche Auffüllung seiner Reserven durch die Umwandlung von Oberflächenabfluss in unterirdischen Abfluss zurückgegriffen. Die Wiederauffüllung erfolgt durch Infiltration (Versickerung) von Wasser aus Oberflächenquellen (Flüsse, Seen, Stauseen) in Grundwasserleiter. Gleichzeitig erhält das Grundwasser zusätzliche Nährstoffe, wodurch die Produktivität der Wasserentnahme gesteigert werden kann, ohne die natürlichen Reserven zu erschöpfen.
Maßnahmen zur Bekämpfung der Grundwasserverschmutzung werden unterteilt in:
1) präventiv und 2) speziell, deren Aufgabe darin besteht, die Verschmutzungsquelle zu lokalisieren oder zu beseitigen.
Beseitigen Sie die Kontaminationsquelle, d. h. Entnahme aus dem Grundwasser und Felsen Die Beseitigung von Schadstoffen ist sehr schwierig und kann viele Jahre dauern. Daher stehen vorbeugende Maßnahmen im Vordergrund der Umweltschutzmaßnahmen. Eine Grundwasserverschmutzung kann auf verschiedene Weise verhindert werden. Um dies zu erreichen, werden Abwasserbehandlungsmethoden verbessert, um zu verhindern, dass kontaminiertes Abwasser in das Grundwasser gelangt. Sie führen Produktionsanlagen mit abflussloser Technologie ein, schirmen Beckenbecken sorgfältig mit Industrieabwässern ab, reduzieren gefährliche Gas- und Rauchemissionen in Betrieben, regeln den Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln in der Landwirtschaft usw.
Die wichtigste Maßnahme zur Verhinderung einer Grundwasserverschmutzung in Wassereinzugsgebieten ist die Einrichtung von Sanitärschutzzonen um diese herum.
Sanitärschutzzonen (SZZ)- Hierbei handelt es sich um Bereiche rund um Wassereinlässe, die geschaffen wurden, um die Möglichkeit einer Grundwasserverschmutzung auszuschließen. Sie bestehen aus drei Gürteln. Die erste Zone (strenge Sicherheitszone) umfasst das Gebiet in einer Entfernung von 30–50 m von der Wasserentnahmestelle. Der Aufenthalt unbefugter Personen sowie die Durchführung jeglicher Arbeiten, die nicht mit dem Betrieb der Wasserentnahmestelle in Zusammenhang stehen, sind hier verboten. Die zweite Zone des ZSO soll den Grundwasserleiter vor bakterieller (mikrobieller) Kontamination und die dritte vor chemischer Kontamination schützen. Die Grenzen der Gürtel werden durch spezielle Berechnungen bestimmt. Auf ihrem Territorium ist es verboten, Gegenstände aufzustellen, die eine chemische oder bakterielle Verschmutzung verursachen könnten (Schlammlager, Viehhaltungsanlagen, Geflügelfarmen usw.). Auch der Einsatz von Mineraldüngern und Pestiziden sowie der industrielle Holzeinschlag sind verboten. Sonstige Produktion u Wirtschaftstätigkeit Person.
Besondere Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers vor Verschmutzung zielen darauf ab, kontaminiertes Wasser durch Entwässerung aufzufangen und Verschmutzungsquellen vom Rest des Grundwasserleiters zu isolieren. Sehr vielversprechend ist in diesem Zusammenhang die Schaffung künstlicher geochemischer Barrieren, die auf der Umwandlung von Schadstoffen in sesshafte Formen basieren. Um lokale Verschmutzungsherde zu beseitigen, wird kontaminiertes Grundwasser langfristig aus speziellen Brunnen gepumpt.
Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers vor Erschöpfung und Verschmutzung werden im Rahmen eines allgemeinen Umweltmaßnahmenpakets durchgeführt.
Methoden zum Schutz der Hydrosphäre
Hydrosphäre der Erde.
Die Hydrosphäre ist eine aquatische Umgebung, die Oberflächen- und Grundwasser umfasst. Oberflächenwasser konzentriert sich hauptsächlich auf die Ozeane, die etwa 91 % des gesamten Wassers auf der Erde enthalten. Die Oberfläche des Weltozeans (Wasserfläche) beträgt 361 Millionen Quadratkilometer. Es ist etwa 2,04-mal größer als die Landfläche – eine Fläche von 149 Millionen Quadratkilometern. Wenn das Wasser gleichmäßig verteilt ist, wird es die Erde 3000 Meter dick bedecken.
Das Wasser im Meer (94 %) und im Untergrund ist salzig. Die Menge an Süßwasser beträgt 6 % des gesamten Wassers auf der Erde, wobei ein sehr geringer Anteil von nur 0,36 % an Orten verfügbar ist, die für die Gewinnung leicht zugänglich sind.
Jeder Erdbewohner verbraucht durchschnittlich 650 Kubikmeter Wasser pro Jahr (1780 Liter pro Tag). Um den physiologischen Bedarf zu decken, reichen jedoch 2,5 Liter pro Tag aus, d.h. etwa 1 Kubikmeter pro Jahr.
Wasser ist nicht nur eine Lebensbedingung für einen einzelnen Organismus. Ohne sie wäre die Existenz der Biosphäre und des Lebens auf der Erde nicht möglich, da die Zirkulation von Materie und Energie in der Biosphäre nur unter Beteiligung von Wasser möglich ist. Während des Wasserkreislaufs verdunsten jährlich 453.000 Kubikmeter von der Oberfläche des Weltmeeres. m. Wasser.
Arten der Oberflächen- und Grundwasserverschmutzung:
körperlich – Erhöhung des mechanischen Gehalts
Verunreinigungen, die hauptsächlich für Oberflächentypen charakteristisch sind
Verschmutzung;
chemisch – Vorhandensein anorganischer und organischer Substanzen im Wasser
Stoffe mit toxischer und ungiftiger Wirkung;
radioaktiv – Vorhandensein radioaktiver Stoffe im Oberflächen- oder Grundwasser;
bakteriell und biologisch - Anwesenheit im Wasser
verschiedene pathogene Mikroorganismen, Pilze und
kleine Algen;
Verschmutzungsquellen.
Verschmutzungsquellen sind Objekte, aus denen Schadstoffe eingeleitet oder auf andere Weise in Gewässer gelangen, wodurch sich die Qualität von Oberflächengewässern verschlechtert, deren Nutzung eingeschränkt wird und sich auch negativ auf den Zustand der Grund- und Küstengewässer auswirkt.
1) Industrielles, landwirtschaftliches, häusliches Abwasser
Industrie: In den Industrieländern ist die Industrie der Hauptverbraucher von Wasser und die größte Abwasserquelle. Wasser erfüllt verschiedene Funktionen, zum Beispiel dient es als Rohstoff, Erhitzer und Kühler in technologischen Prozessen, außerdem transportiert, sortiert und wäscht es verschiedene Materialien. Wasser beseitigt zudem Abfälle in allen Phasen der Produktion – von der Rohstoffgewinnung über die Aufbereitung von Halbfabrikaten bis hin zur Freigabe der Endprodukte und deren Verpackung. Da es deutlich günstiger ist, Abfälle aus verschiedenen Produktionskreisläufen wegzuwerfen, als sie aufzubereiten und zu entsorgen, werden mit den Industrieabwässern große Mengen verschiedener organischer und anorganischer Stoffe eingeleitet.
Landwirtschaftlich: Der zweite Hauptverbraucher von Wasser ist die Landwirtschaft, die es zur Bewässerung von Feldern nutzt. Das aus ihnen fließende Wasser ist mit Salzlösungen und Bodenpartikeln sowie chemischen Rückständen gesättigt, die zur Steigerung der Produktivität beitragen. Dazu gehören Insektizide; Fungizide; Herbizide, ein bekanntes Unkrautbekämpfungsmittel; und andere Pestizide sowie organische und anorganische Düngemittel, die Stickstoff, Phosphor, Kalium und andere chemische Elemente enthalten.
Neben chemischen Verbindungen gelangen auch große Mengen an Fäkalien und anderen organischen Rückständen aus landwirtschaftlichen Betrieben, in denen Fleisch- und Milchvieh, Schweine oder Geflügel gehalten werden, in die Flüsse. Viel organischer Abfall entsteht auch bei der Produktverarbeitung Landwirtschaft(beim Zerlegen von Fleischkadavern, bei der Verarbeitung von Leder, bei der Herstellung von Nahrungsmitteln und Konserven usw.).
Häuslichem Abwasser : Die bekannteste und traditionell am meisten beachtete Quelle der Wasserverschmutzung ist häusliches (oder kommunales) Abwasser. Seifen, synthetische Waschpulver, Desinfektionsmittel, Bleichmittel und andere Haushaltschemikalien sind in gelöster Form im Abwasser vorhanden. Papierabfälle aus Wohngebäuden, darunter Klopapier und Babywindeln, pflanzliche und tierische Abfälle. Regen- und Schmelzwasser fließen von den Straßen in die Kanalisation, oft zusammen mit Sand oder Salz, um das Abschmelzen von Schnee und Eis auf den Straßen und Gehwegen zu beschleunigen.
2) Hausmüll
Flüssiger und fester Hausmüll gelangt über Flüsse direkt vom Land sowie von Schiffen und Lastkähnen in die Meere und Ozeane. Ein Teil dieser Verschmutzung setzt sich in der Küstenzone ab, ein anderer Teil verteilt sich unter dem Einfluss von Meeresströmungen und Wind in verschiedene Richtungen. Hausmüll ist gefährlich, weil er menschliche Krankheiten (hauptsächlich der Darmgruppe – Typhus, Ruhr, Cholera) überträgt.
3) Verschmutzung durch Öl und Erdölprodukte
Öl und Erdölprodukte sind die häufigsten Schadstoffe im Weltmeer. Zu Beginn der 80er Jahre gelangten jährlich etwa 16 Millionen Tonnen Öl ins Meer, was 0,23 % der Weltproduktion entsprach. Die größten Ölverluste sind mit dem Transport aus den Fördergebieten verbunden. Ablassen von Wasch- und Ballastwasser über Bord durch Tanker bei Tankerunfällen und Rohrbrüchen. - All dies bestimmt das Vorhandensein dauerhafter Verschmutzungsfelder entlang der Seewege.
4) Verschmutzung mit Schwermetallionen
Schwermetallbelastung. Stört die lebenswichtigen Funktionen von Wasserorganismen und Menschen. Schwermetalle (Quecksilber, Blei, Cadmium, Zink, Kupfer, Arsen) sind häufige und hochgiftige Schadstoffe. Große Mengen dieser Verbindungen gelangen über die Atmosphäre in den Ozean. Quecksilber wird durch kontinentale Abflüsse und durch die Atmosphäre in den Ozean transportiert. Blei ist ein typisches Spurenelement, das in allen Bestandteilen der Umwelt vorkommt: Gestein, Boden, natürliche Gewässer, Atmosphäre, lebende Organismen. Schließlich wird Blei aktiv abgebaut Umfeld im Prozess der menschlichen Wirtschaftstätigkeit. Dabei handelt es sich um Emissionen aus Industrie- und Haushaltsabwässern, aus Rauch und Staub von Industriebetrieben sowie aus Abgasen von Verbrennungsmotoren.
5) Saurer Regen
Verschmutzung durch sauren Regen. Führt zur Versauerung von Gewässern und zum Absterben von Ökosystemen.
Der Begriff „saurer Regen“ bezieht sich auf alle Arten von meteorologischen Niederschlägen – Regen, Schnee, Hagel, Nebel, Graupel – deren pH-Wert unter dem durchschnittlichen pH-Wert von Regenwasser liegt (der durchschnittliche pH-Wert für Regenwasser beträgt 5,6).
6) Thermisch
Durch thermische Verschmutzung gelangt erhitztes Wasser aus Wärmekraftwerken und Kernkraftwerken in Gewässer, was zur massiven Entwicklung von Blaualgen, der sogenannten Wasserblüte, einer Abnahme der Sauerstoffmenge führt und sich negativ auf die Wasserqualität auswirkt Flora und Fauna von Gewässern.
Folgen der Verschmutzung
Das Problem des Süßwassers, organische Verschmutzung der Gewässer, Verschlechterung der Trinkwasserqualität.
Tod von Pflanzen und Tieren.
Unkontrolliertes Algenwachstum.
Absterben aquatischer Ökosysteme durch stehendes Wasser.
Staunässe in der Gegend.
Methoden der Abwasserbehandlung
Methoden der Abwasserbehandlung können in mechanische, chemische, physikalisch-chemische und biologische Methoden unterteilt werden; wenn sie zusammen verwendet werden, wird die Methode der Abwasserbehandlung und Neutralisierung als kombiniert bezeichnet. Die Anwendung der einen oder anderen Methode richtet sich im Einzelfall nach der Art der Verunreinigung und dem Schädlichkeitsgrad der Verunreinigungen.
1. Mechanische Methode
Der Kern der mechanischen Methode besteht darin, dass mechanische Verunreinigungen durch Sedimentation und Filtration aus dem Abwasser entfernt werden. Grobe Partikel werden je nach Größe durch Gitter, Siebe, Sandfänge, Klärgruben, Güllefänge unterschiedlicher Bauart und Oberflächenverschmutzung – durch Ölfänge, Benzinölfänge, Absetzbecken usw. – aufgefangen. Die mechanische Behandlung ermöglicht dies Trennen Sie bis zu 60-75 % der unlöslichen Verunreinigungen aus häuslichem Abwasser und bis zu 95 % aus Industrieabwasser, von denen viele als wertvolle Verunreinigungen in der Produktion verwendet werden.
2. Chemische Methode
Bei der chemischen Methode werden dem Abwasser verschiedene chemische Reagenzien zugesetzt, die mit Schadstoffen reagieren und diese in Form unlöslicher Sedimente ausfällen. Durch die chemische Reinigung wird eine Reduzierung unlöslicher Verunreinigungen um bis zu 95 % und löslicher Verunreinigungen um bis zu 25 % erreicht.
3. Physikalisch-chemische Methode
Bei der physikalisch-chemischen Behandlungsmethode werden fein verteilte und gelöste anorganische Verunreinigungen aus dem Abwasser entfernt und organische und schlecht oxidierte Stoffe zerstört; unter den physikalisch-chemischen Methoden werden am häufigsten Koagulation, Oxidation, Sorption, Extraktion usw. eingesetzt. Elektrolyse wird ebenfalls häufig eingesetzt. Dabei geht es darum, organische Stoffe im Abwasser abzubauen und Metalle, Säuren und andere anorganische Stoffe zu extrahieren. Die elektrolytische Reinigung erfolgt in speziellen Anlagen – Elektrolyseuren. Die Abwasserbehandlung mittels Elektrolyse ist in Blei- und Kupferwerken, in der Farben- und Lackindustrie und einigen anderen Industriebereichen wirksam.
Auch die Reinigung belasteter Abwässer erfolgt mittels Ultraschall, Ozon, Ionenaustauscherharzen und Hochdruck, bewährt hat sich die Reinigung durch Chlorierung.
4. Biologische Methode
Unter den Abwasserbehandlungsmethoden sollte eine wichtige Rolle gespielt werden biologische Methode, basierend auf der Nutzung der Gesetze der biochemischen und physiologischen Selbstreinigung von Flüssen und anderen Gewässern. Es gibt verschiedene Arten von biologischen Abwasserbehandlungsgeräten: Biofilter, biologische Teiche und Belebungsbecken.
IN Biofilter Das Abwasser wird durch eine Schicht aus grobem Material geleitet, die mit einem dünnen Bakterienfilm bedeckt ist. Dank dieses Films laufen biologische Oxidationsprozesse intensiv ab. Dieses dient als Wirkstoff in Biofiltern. In biologischen Teichen sind alle im Teich lebenden Organismen an der Abwasserreinigung beteiligt. Aerotanks sind riesige Tanks aus Stahlbeton. Das Reinigungsprinzip ist hier Belebtschlamm aus Bakterien und mikroskopisch kleinen Tieren. Alle diese Lebewesen entwickeln sich in Belebungsbecken schnell, was durch organische Substanzen im Abwasser und überschüssigen Sauerstoff, der durch die zugeführte Luft in die Struktur gelangt, begünstigt wird. Die Bakterien kleben zu Flocken zusammen und sezernieren Enzyme, die organische Verunreinigungen mineralisieren. Der Flockenschlamm setzt sich schnell ab und trennt sich vom gereinigten Wasser. Ciliaten, Flagellaten, Amöben, Rädertierchen und andere winzige Tiere, die Bakterien fressen (und nicht zu Flocken zusammenkleben), verjüngen die Bakterienmasse des Schlamms.
Vor der biologischen Behandlung wird das Abwasser einer mechanischen Behandlung unterzogen und anschließend zur Entfernung pathogener Bakterien einer chemischen Behandlung, Chlorierung mit flüssigem Chlor oder Bleichmittel unterzogen. Zur Desinfektion kommen auch andere physikalische und chemische Techniken (Ultraschall, Elektrolyse, Ozonierung etc.) zum Einsatz.
Die biologische Methode liefert hervorragende Ergebnisse bei der Behandlung von kommunalem Abwasser. Es wird auch zur Reinigung von Abfällen aus der Ölraffinierung, der Zellstoff- und Papierindustrie sowie der Herstellung von Kunstfasern verwendet.
Selbstreinigung von Stauseen
Faktoren der Selbstreinigung von Gewässern: physikalisch, chemisch, biologisch.
Jedes Gewässer ist ein komplexes System, wo Bakterien, höhere Wasserpflanzen und verschiedene wirbellose Tiere leben. Ihre gemeinsame Aktivität sorgt für die Selbstreinigung von Gewässern. Dieser Prozess ist jedoch aufgrund der Störung des biologischen Gleichgewichts kompliziert. Daher besteht eine der Umweltaufgaben darin, die Fähigkeit der Gewässer zur Selbstreinigung von Verunreinigungen zu unterstützen.
Unter körperlich Faktoren von größter Bedeutung sind die Verdünnung, Auflösung und Vermischung der eintretenden Schadstoffe. Durch die schnelle Strömung der Flüsse wird eine gute Durchmischung und eine Reduzierung der Schwebstoffkonzentrationen gewährleistet. Die Selbstreinigung von Stauseen wird durch die Ablagerung unlöslicher Sedimente am Boden sowie die Ablagerung verschmutzter Gewässer erleichtert. In Zonen mit gemäßigtem Klima reinigt sich der Fluss nach 200–300 km vom Ort der Verschmutzung und im hohen Norden – nach 2.000 km.
Die Wasserdesinfektion erfolgt unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlung der Sonne. Die Desinfektionswirkung wird durch die direkte zerstörerische Wirkung ultravioletter Strahlen auf Proteinkolloide und Enzyme des Protoplasmas mikrobieller Zellen sowie auf Sporenorganismen und Viren erreicht.
Aus chemisch Zu den Faktoren der Selbstreinigung von Gewässern gehört die Oxidation organischer und anorganischer Stoffe. Die Selbstreinigung einer Lagerstätte wird häufig anhand der leicht oxidierbaren organischen Substanz oder anhand des Gesamtgehalts an organischer Substanz beurteilt.
Der Hygienezustand eines Stausees wird in erster Linie durch die darin gelöste Sauerstoffmenge charakterisiert. Für Stauseen des ersten und zweiten Typs sollte sie zu jeder Jahreszeit mindestens 4 mg pro 1 Liter Wasser betragen. Der erste Typ umfasst Stauseen, die der Wasserversorgung von Unternehmen dienen, der zweite Typ umfasst solche, die für Schwimm- und Sportveranstaltungen genutzt werden.
ZU biologisch Zu den Faktoren für die Selbstreinigung eines Reservoirs gehören Algen, Schimmel und Hefen.
Auch Vertreter der Tierwelt können zur Selbstreinigung von Gewässern von Bakterien und Viren beitragen. Jede Molluske filtert mehr als 30 Liter Wasser pro Tag.
Die Sauberkeit von Gewässern ist ohne den Schutz ihrer Vegetation undenkbar. Nur auf der Grundlage einer umfassenden Kenntnis des ökologischen Zustands jedes Stausees und einer wirksamen Kontrolle über die Entwicklung der verschiedenen darin lebenden Organismen können positive Ergebnisse erzielt und Transparenz und eine hohe biologische Produktivität von Flüssen, Seen und Stauseen gewährleistet werden.
Auch andere Faktoren wirken sich negativ auf die Selbstreinigungsprozesse von Gewässern aus. Die chemische Verschmutzung von Gewässern durch Industrieabfälle hemmt natürliche oxidative Prozesse und tötet Mikroorganismen ab. Gleiches gilt für die Einleitung thermischer Abwässer durch thermische Kraftwerke.
Ein mehrstufiger, sich teilweise über einen längeren Zeitraum erstreckender Prozess ist die Selbstreinigung von Öl. Unter natürlichen Bedingungen besteht der Komplex physikalischer Prozesse der Selbstreinigung von Wasser aus Öl aus einer Reihe von Komponenten: Verdunstung; Absetzen von Klumpen, insbesondere solchen, die mit Sedimenten und Staub überladen sind; Zusammenkleben von in der Wassersäule schwebenden Klumpen; Aufschwimmen von Klumpen, die einen Film mit Wasser- und Lufteinschlüssen bilden; Reduzierung der Konzentrationen von suspendiertem und gelöstem Öl durch Absetzen, Aufschwimmen und Vermischen sauberes Wasser. Die Intensität dieser Prozesse hängt von den Eigenschaften einer bestimmten Ölart (Dichte, Viskosität, Wärmeausdehnungskoeffizient), dem Vorhandensein von Kolloiden, suspendierten Planktonpartikeln usw. im Wasser, der Lufttemperatur und der Sonneneinstrahlung ab.
3. Abflusslose Produktion
Das Tempo der industriellen Entwicklung ist heute so hoch, dass die einmalige Nutzung von Süßwasserreserven für den Produktionsbedarf ein inakzeptabler Luxus ist.
Daher sind Wissenschaftler damit beschäftigt, neue abflusslose Technologien zu entwickeln, die das Problem des Schutzes von Gewässern vor Verschmutzung nahezu vollständig lösen werden.
Mit der geschlossenen Technologie führt das Unternehmen verbrauchtes und gereinigtes Wasser wieder in den Kreislauf zurück und gleicht nur Verluste aus externen Quellen aus.
Schutz der Oberflächengewässer der Russischen Föderation
Die russische Wassergesetzgebung regelt die Beziehungen im Bereich der Nutzung und des Schutzes von Gewässern, um die Rechte der Bürger zu gewährleisten sauberes Wasser und günstige Wasserumgebung; Aufrechterhaltung optimaler Wassernutzungsbedingungen; Qualität des Oberflächen- und Grundwassers gemäß den Hygiene- und Umweltanforderungen; Schutz der Gewässer vor Verschmutzung, Verstopfung und Erschöpfung; Erhaltung der biologischen Vielfalt aquatischer Ökosysteme.
Nach dem Wassergesetzbuch der Russischen Föderation hat die Nutzung von Gewässern zur Trink- und Brauchwasserversorgung Priorität. Für diese Wasserversorgung müssen vor Verschmutzung und Verstopfung geschützte Oberflächen- und Grundwasserkörper genutzt werden.
Es ist verboten, Abfall- und Abwasser in Gewässer einzuleiten:
als besonders geschützt eingestuft;
gelegen in Erholungsgebieten, Erholungsorten für die Bevölkerung;
befindet sich in Laich- und Überwinterungsgebieten wertvoller und besonders geschützter Fischarten, in Lebensräumen wertvoller Tier- und Pflanzenarten, die im Roten Buch aufgeführt sind.
Das Verfahren zur Entwicklung und Genehmigung von Standards für maximal zulässige schädliche Auswirkungen auf Gewässer wird von der Regierung der Russischen Föderation festgelegt.
4. Überwachung von Gewässern
Am 14. März 1997 verabschiedete die Regierung der Russischen Föderation die „Verordnung zur Einführung der staatlichen Überwachung von Gewässern“.
Der Föderale Dienst für Hydrometeorologie und Umweltüberwachung überwacht die Verschmutzung von Landoberflächengewässern. Der Sanitär- und Epidemiologische Dienst der Russischen Föderation ist für den sanitären Schutz der Gewässer verantwortlich. In Unternehmen gibt es ein Netzwerk von Sanitärlaboren, die die Zusammensetzung des Abwassers und die Wasserqualität in Stauseen untersuchen. Die Arbeiten werden mit automatischen Geräten durchgeführt. Elektrische Sensoren messen kontinuierlich die Schadstoffkonzentrationen, um bei negativen Auswirkungen auf die Wasserversorgung eine schnelle Entscheidungsfindung zu ermöglichen.
Abschluss.
Die Logik der Entwicklung des Lebens auf der Erde bestimmt die menschliche Aktivität als Hauptfaktor, und die Biosphäre kann ohne den Menschen existieren, aber der Mensch kann nicht ohne die Biosphäre existieren. Ein Faktor für die Existenz der Biosphäre ist sauberes Wasser. Zukünftige Generationen werden es uns nicht verzeihen, dass wir ihnen die Möglichkeit nehmen, die unberührte Natur zu genießen. Die Erhaltung der Harmonie von Mensch und Natur ist die Hauptaufgabe der heutigen Generation. Dies erfordert eine Änderung vieler bisher etablierter Vorstellungen über den Vergleich menschlicher Werte. Es ist notwendig, in jedem Menschen ein „ökologisches Bewusstsein“ zu entwickeln, das die Wahl der Technologieoptionen, den Aufbau von Unternehmen und die Nutzung bestimmt natürliche Ressourcen.
Oberflächengewässer werden vor Verstopfung, Verschmutzung und Erschöpfung geschützt. Um Verstopfungen vorzubeugen, werden Maßnahmen ergriffen, um zu verhindern, dass verschiedene feste Abfälle und andere Gegenstände in Oberflächengewässer und Flüsse gelangen. Die Erschöpfung des Oberflächenwassers wird durch eine strenge Kontrolle der minimal zulässigen Wasserströme verhindert.
Das wichtigste und komplexeste Problem ist der Schutz der Oberflächengewässer vor Verschmutzung, für den folgende Umweltschutzmaßnahmen vorgesehen sind:
Entwicklung abfall- und wasserfreier Technologien und Recycling-Wasserversorgungssysteme;
Abwasserbehandlung (industriell, kommunal usw.);
Einleitung von Abwasser in tiefe Grundwasserleiter;
Reinigung und Desinfektion von Oberflächenwasser, das für die Wasserversorgung und andere Zwecke verwendet wird.
Der Hauptschadstoff von Oberflächengewässern ist Abwasser, daher ist die Entwicklung und Umsetzung von effektive Methoden der Abwasserbehandlung. Der wirksamste Weg, Oberflächengewässer vor Abwasserverschmutzung zu schützen, sind wasserlose und abfallfreie Technologien. In der Anfangsphase wird es erstellt Recycling-Wasserversorgung. Sein System umfasst eine Reihe von Aufbereitungsanlagen und -anlagen, wodurch ein geschlossener Kreislauf der Abwassernutzung entsteht, der bei dieser Methode ständig im Umlauf ist und nicht in Oberflächengewässer gelangt.
Aufgrund der enormen Vielfalt der Abwasserzusammensetzung gibt es verschiedene Methoden zur Reinigung: mechanisch, physikalisch-chemisch, chemisch, biologisch und thermisch.
Die Behandlung kann mit einer Methode oder einer Kombination von Methoden durchgeführt werden, einschließlich der Behandlung von Schlamm (oder überschüssiger Biomasse) und der Desinfektion des Abwassers vor der Einleitung in ein Reservoir.
Bei mechanische Reinigung Aus Industrieabwässern werden durch Sieben, Absetzen und Filtern bis zu 90 % der unlöslichen mechanischen Verunreinigungen entfernt: Sand, Tonpartikel, Zunder usw., aus häuslichem Abwasser bis zu 60 %. Zur Hauptsache chemische Methoden enthalten Neutralisation, Oxidation, Ozonierung und Chlorierung. Bei physikalische und chemische Reinigung von Feine Schwebstoffe, Mineralien und organische Stoffe werden aus dem Abwasser entfernt. Es kommen Koagulation, Sorption, Flotation, Extraktion und andere Methoden zum Einsatz. Biologisch Die Methode basiert auf der Fähigkeit von Mikroorganismen, viele organische und anorganische Verbindungen aus Abwässern (Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Nitrite etc.) für ihre Ernährung zu nutzen. ZU Thermal- Verfahren werden zur Behandlung von Industrieabwässern eingesetzt, die überwiegend hochgiftige organische Bestandteile enthalten.
Bei allen Methoden der Abwasserbehandlung ist aus ökologischer Sicht die Behandlung und Entsorgung der anfallenden Schlämme und Sedimente (insbesondere bei der Behandlung giftiger Industrieabfälle) von großer Bedeutung. Zu diesem Zweck werden sie auf speziellen Deponien gelagert, in biologischen Strukturen verarbeitet, mit Pflanzen (Hyazinthen, Schilfrohr usw.) verarbeitet oder in speziellen Öfen verbrannt.
Eine der vielversprechenden Möglichkeiten zur Reduzierung der Oberflächenwasserverschmutzung ist herunterladen Abwasser wird über ein System von Absorptionsbrunnen in tiefe Grundwasserleiter geleitet (untertägige Entsorgung). Bei dieser Methode entfällt die Notwendigkeit einer teuren Abwasseraufbereitung und -entsorgung sowie der Bau von Aufbereitungsanlagen.
Sie werden immer wichtiger, um Oberflächengewässer vor Verschmutzung und Verstopfung zu schützen. Agroforstwirtschaft Und wasserbauliche Maßnahmen. MIT Mit ihrer Hilfe ist es möglich, die Eutrophierung von Seen, Stauseen und kleinen Flüssen, das Auftreten von Erosion, Erdrutschen und Ufereinbrüchen zu verhindern und verschmutzte Oberflächenabflüsse zu reduzieren.
Hauptaktivitäten für Grundwasserschutz sollen die Erschöpfung der Grundwasserreserven verhindern und diese vor Verschmutzung schützen. Bei Oberflächengewässern handelt es sich um ein großes und komplexes Problem, das nur im untrennbaren Zusammenhang mit dem Schutz der gesamten natürlichen Umwelt erfolgreich gelöst werden kann.
Um der Erschöpfung des frischen Trinkwassergrundwassers entgegenzuwirken, sind verschiedene Maßnahmen vorgesehen: Regulierung des Grundwasseraufnahmeregimes; rationelle Platzierung der Wassereinlässe nach Gebieten; Bestimmung der Höhe der Betriebsreserven als Grenze ihrer rationellen Nutzung; Einführung eines Kranmodus für den Betrieb selbstfließender artesischer Brunnen usw.
KontrollmaßnahmenMit Grundwasserverschmutzungen werden unterteilt in: 1) vorbeugende und 2) besondere. Die Aufgabe besonderer Maßnahmen besteht darin, die Schadstoffquelle zu lokalisieren oder zu beseitigen.
Die wichtigste Maßnahme zur Verhinderung einer Grundwasserverschmutzung in Wassereinzugsgebieten ist die Installation um diese herum Sanitärschutzzonen (SPZ). Hierbei handelt es sich um Bereiche rund um zentrale Trinkwasserversorgungsquellen, die geschaffen wurden, um die Möglichkeit einer Grundwasserverschmutzung auszuschließen. Sie bestehen aus drei Gürteln.
Besondere Anlässe Maßnahmen zum Schutz des Grundwassers vor Verschmutzung zielen darauf ab, Verschmutzungsquellen vom Rest des Grundwasserleiters zu isolieren. Um lokale Verschmutzungsquellen zu beseitigen, wird das kontaminierte Grundwasser langfristig abgepumpt.
Die Grundlagen der Wassergesetzgebung verbieten die Planung, den Bau und die Inbetriebnahme von Betrieben, die nicht mit Wasseraufbereitungsanlagen ausgestattet sind. Die Einleitung von Abwasser ist nur mit Genehmigung der Wasserqualitätskontrollbehörden gestattet.
Es besteht eine Haftung für Verstöße gegen die Regeln der Wassernutzung (strafrechtlich, verwaltungsrechtlich, zivilrechtlich und Schadensersatz).
3. Schutz der Lithosphäre
Bodenschutz durch fortschreitende Verschlechterung und unzumutbare Verluste - das akuteste Umweltproblem in der Landwirtschaft, das noch lange nicht gelöst ist. Zu den wichtigsten Zusammenhängen im ökologischen Bodenschutz gehören:
Schutz der Böden vor Wasser- und Winderosion;
Organisation von Fruchtfolgen und Bodenbearbeitungssystemen;
Landgewinnungsmaßnahmen(Bekämpfung von Staunässe, Bodenversalzung usw.);
Sanierung gestörter Bodenbedeckung;
Schutz der Böden vor Verschmutzung und Schutz der nützlichen Flora und Fauna vor Zerstörung;
Verhinderung des ungerechtfertigten Entzugs von Flächen aus der landwirtschaftlichen Produktion.
Zur Bekämpfung der Bodenerosion ist eine Reihe von Maßnahmen erforderlich: Landbewirtschaftung, Agrartechnik, Waldgewinnung und Wasserbau. Dabei wird berücksichtigt, dass wasserbauliche Maßnahmen die Erosionsentwicklung in einem bestimmten Gebiet unmittelbar nach ihrer Umsetzung stoppen, agrotechnische Maßnahmen – nach mehreren Jahren und Waldrekultivierungsmaßnahmen – 10–20 Jahre nach ihrer Umsetzung.
Für Verhinderung einer sekundären Bodenversalzung Es ist notwendig, die Entwässerung zu organisieren, die Wasserversorgung zu regulieren, eine Berieselung durchzuführen, Tropf- und Wurzelbewässerung zu verwenden, Arbeiten an der Abdichtung von Bewässerungskanälen durchzuführen usw.
Für Bodenverschmutzung vorbeugen Pestizide und andere Schadstoffe, sie nutzen umweltschonende Pflanzenschutzmethoden (biologisch, agrotechnisch usw.), erhöhen die natürliche Fähigkeit der Böden zur Selbstreinigung, verwenden keine besonders gefährlichen und hartnäckigen insektiziden Präparate usw.
Bei Bauarbeiten und anderen Arbeiten im Zusammenhang mit mechanischen Störungen der Bodenbedeckung ist es erforderlich, die fruchtbare Bodenschicht zu entfernen, zu konservieren und auf die gestörten Flächen aufzubringen. Die fruchtbare Schicht wird abgetragen und in speziellen temporären Deponien (Hügeln) gelagert. Die Rekultivierung (Wiederherstellung) gestörter Gebiete erfolgt schrittweise und schrittweise.
Der Untergrund unterliegt dem Schutz vor Erschöpfung der Mineralreserven und Verschmutzung. Es ist auch notwendig, die schädlichen Auswirkungen des Untergrunds auf die natürliche Umwelt während seiner Entwicklung zu verhindern. Nach geltender Gesetzgebung ist es zur Vermeidung von Umweltschäden im Untergrund insbesondere erforderlich:
Um die Reserven an Grundmineralien und zugehörigen Bestandteilen möglichst vollständig aus dem Untergrund zu extrahieren und rational zu nutzen;
Verhindern Sie die schädlichen Auswirkungen von Bergbaubetrieben auf die Sicherheit von Mineralreserven.
Schützen Sie Lagerstätten vor Überschwemmungen, Bewässerung, Bränden usw.;
Verhindern Sie eine Kontamination des Untergrunds bei der unterirdischen Lagerung von Öl, Gas und anderen Stoffen sowie bei der Vergrabung Schadstoffe und Produktionsabfälle.
Um einer möglichen Erschöpfung natürlicher Ressourcen vorzubeugen und Bodenreserven zu erhalten, ist die Einhaltung des Grundsatzes besonders wichtig vollständigste Extraktion aus den Tiefen basischer und assoziierter Mineralien. Dadurch wird das Ausmaß des ungerechtfertigten Eindringens in das Erdinnere verringert, was die Abfälle von Bergbauunternehmen erheblich reduzieren und die Umweltsituation verbessern wird.
Eines der wichtigen Probleme im Zusammenhang mit dem Schutz und der rationellen Nutzung des Untergrunds ist integrierte Nutzung mineralischer Rohstoffe, einschließlich der Problematik der Abfallentsorgung. Die Hauptrichtungen für das Recycling von Abfällen und die Verbesserung der Umweltsituation sind ihre Verwendung als Rohstoffe, in der Industrie und im Baugewerbe, zur Auffüllung abgebauten Raums und zur Herstellung von Düngemitteln. Flüssige Abfälle werden nach der Behandlung hauptsächlich zur Wasserversorgung und Bewässerung verwendet, gasförmige Abfälle zur Heizung und Gasversorgung.
4 . Schutz biotischer Gemeinschaften
Um die Anzahl und Populations-Arten-Zusammensetzung biotischer Gemeinschaften zu erhalten, wird eine Reihe von Umweltmaßnahmen umgesetzt, darunter:
Bekämpfung von Waldbränden;
Pflanzenschutz vor Schädlingen und Krankheiten;
Schutzaufforstung;
Steigerung der Effizienz der Nutzung der Waldressourcen;
Sicherheit einzelne Arten Pflanzen und Pflanzengemeinschaften
Die Hauptanstrengungen im Kampf mit Waldbränden sollten zur Brandverhütung eingesetzt werden. Waldbrände, die irreparable Umweltschäden und enorme wirtschaftliche Verluste verursachen, werden in der Regel durch den menschlichen Faktor verursacht. Dabei ist die Aufklärungsarbeit in der Bevölkerung von größter Bedeutung. Waldbesucher müssen die Brandschutzvorschriften im Wald kennen und strikt befolgen. Die Nichteinhaltung dieser Regeln zieht ein Bußgeld nach sich, und die vorsätzliche Beschädigung oder Brandstiftung von Wäldern ist ein schweres Verbrechen.
Unter den Methoden Pflanzenschutz vor Krankheiten und Schädlingen. Die besten Ergebnisse werden erzielt Vorsichtsmaßnahmen, nämlich: Überwachung, Quarantänedienst und verschiedene forstwirtschaftliche Tätigkeiten.
Schutz und Ausbeutung von Wildtieren, Meerestieren usw kommerzieller Fisch durchgeführt auf der Grundlage der Grundsätze des wissenschaftlichen Managements von Populationen, der Erhaltung der Artenvielfalt und des Genpools. Unter Ausbeutung Wildtiere verstehen ihre Verwendung zur Gewinnung wertvoller Produkte und Rohstoffe (Fleisch, Fell, Flaum, Geweihe und andere Produkte) und ihre Verwendung für wissenschaftliche, kulturelle, pädagogische und andere Zwecke.
Sicherheit und Betrieb Wildtiere sollte eine angemessene Gewinnung vorsehen, nicht jedoch deren Vernichtung. Wenn die Entfernung einzelner Individuen aus einer Population biologisch gerechtfertigt ist, trägt sie zur Mobilisierung ihrer eigenen Individuen bei ökologisches Reservat, Darunter versteht man die Möglichkeit der Produktivitätssteigerung durch die Vermehrung der Nachkommen und deren Überleben. Werden diese Grundsätze beachtet, werden Fischerei und Jagd zu einer wirksamen, aktiven Form des Tierschutzes und tragen zur Verbesserung ihrer Bestände bei.
Der bevölkerungsspezifische Ansatz zum Schutz und zur Ausbeutung von Wildtieren hat sich in unserem Land seit den frühen 50er Jahren etabliert. und ist derzeit dominant. Sicherheit und Betrieb kommerzieller Fisch Und Meerestiere basiert auch auf der Einhaltung des Populations-Arten-Prinzips.
Informationen über seltene, gefährdete oder bedrohte Pflanzen-, Tier- und andere Organismenarten sind im Roten Buch enthalten. Es gibt verschiedene Versionen der Roten Bücher: internationale, föderale und republikanische (regionale).
Jedes Jahr werden Änderungen an den Roten Büchern vorgenommen und neue Arten benötigen besondere Pflege. 1996 wurde eine neue Ausgabe des Internationalen Roten Buches veröffentlicht, die 5205 Arten gefährdeter Tiere umfasste: 1096 Säugetierarten, 1107 Vögel, 253 Reptilien, 124 Amphibien, 734 Fische, 1891 Wirbellose (Schmetterlinge, Käfer), Hummeln usw .).
Als besonders geschützt werden Gebiete des Landes, der Wasseroberfläche und des Luftraums bezeichnet, die aufgrund ihrer besonderen Umwelt- und sonstigen Bedeutung ganz oder teilweise der wirtschaftlichen Nutzung entzogen sind und für die ein besonderes Schutzregime eingerichtet wurde Naturgebiete(SPNA). Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die biologische Vielfalt zu bewahren, um die Nachhaltigkeit natürlicher Ökosysteme zu erhalten.
Gemäß dem am 15. Februar 1995 von der Duma verabschiedeten Gesetz über Schutzgebiete werden folgende Hauptkategorien von Naturschutzgebietsfonds unterschieden: a) staatliche Naturschutzgebiete, einschließlich Biosphärenreservate; b) Nationalparks; c) Naturparks; d) staatliche Naturschutzgebiete; e) Naturdenkmäler; f) dendrologische Parks und botanische Gärten
