Каковы основные методы защиты водных ресурсов от антропогенного воздействия кратко

Обновлено: 05.07.2024

Антропогенное воздействие на водные объекты – это прямое или косвенное воздействие деятельности человека на водные объекты, вызывающее количественное или качественное изменение водных ресурсов.

Под прямым воздействием подразумевается непосредственное воздействие человека на водные объекты в ходе ведения хозяйственной и экономической деятельности:

Искусственное изменение морфометрических характеристик водных объектов и их водосборов – расширение и спрямление русел рек, например, при строительстве каналов или проведении мероприятий по экологической реабилитации водных объектов; сужение русел рек; строительство мостовых переходов и дамб обвалования, активное освоение речных пойм и т.д.;
Изменение качества вод: загрязнение водного объекта вследствие сброса сточных вод, разлива нефтепродуктов, выпадения загрязнённых осадков, смыва ядохимикатов с полей ливневыми осадками и др.; также антропогенное эвтрофирование водоёмов – увеличение поступления в воду питательных для растений веществ вследствие деятельности человека и вызванное этим повышение продуктивности водорослей и высших водных растений;
Сокращение стока путём забора вод на хозяйственные, производственные и другие нужды. Избыточный забор водных ресурсов может привести к их истощению и, как следствие, засолению почв, засухе.

Под косвенным воздействием подразумевается деятельность человека, влияющая на водные ресурсы лишь опосредованно. Примером такого воздействия является вырубка лесных массивов. Леса содействуя накоплению водных ресурсов в почве, снижают волну паводков – при выпадении сильных дождей лес переводит внешний, поверхностный сток в глубину почвы, вода не так быстро достигает реки, паводков становится меньше, их масштаб тоже меньше. Стекая же по безлесой территории, вода не только не задерживается в почве, но и смывает по пути всё, что лежит на поверхности – как загрязняющие вещества, так и верхний, плодородный слой. В итоге вода в реках и водоёмах становится мутной, её качество ухудшается, а дно постепенно заиливается. Таким образом, вырубка леса опосредованно содействует загрязнению и заилению водных объектов, повышению вероятности негативного воздействия вод.

Количественные изменения – это изменения водного стока рек и водных запасов водоёмов в результате забора водных ресурсов на различные нужды или в результате межбассейновой переброски стока, при регулировании водного стока, в результате осушения болот в верховьях рек и их притоков. Примером количественных изменений является озеро Увильды в Челябинской области: во время сильнейшей засухи 1973–74 гг. для срочного пополнения запасов воды в Аргазинском водохранилище был прорыт канал между озером Увильды и водохранилищем. В результате уровень озера упал почти на 4 м, вода отступила от берегов до 200–300 м, а объём уменьшился на 0,24 км 3 , обнажившееся дно стало зарастать кустарниками и деревьями. Для восстановления озеру понадобилось около 25 лет.

Качественные изменения – это изменения качественного состава вод, загрязнение и замусоривание водных объектов.

Зачастую антропогенное воздействие на водные объекты приводит к негативным последствиям. Так, сооружение крупных водохранилищ приводит к затоплению и подтоплению земель, повышению уровня грунтовых вод, способствующих заболачиванию земель, изменению микроклиматических условий, а межбассейновая переброска стока влияет не только на водность водного объекта, из которого осуществляется забор водных ресурсов, но и на увеличение водности объектов-водоприёмников, что может привести к активизации русловых процессов. Примером является усиление береговой эрозии на реке Егорлык после создания Невинномысского канала, осуществляющего переброску стока реки Кубани в Егорлык.

К положительному антропогенному воздействию человека на водные объекты можно отнести мероприятия по восстановлению и экологической реабилитации водных объектов, очистке берегов, дна и акваторий водных объектов от мусора и захламления, берегоукрепление, мероприятия по защите водных объектов от загрязнений и другие.

Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения, истощения.

Защита от засорения: меры, исключающие попадание в водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава.

Защита от истощения: строгий контроль за минимально допустимым стоком вод.

Для защиты поверхностных вод от загрязнения широко используются следующие методы:

1. Развитие безводных технологий, внедрение систем оборотного водоснабжения;

2. Очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых) следующими способами:

- механический (процеживание, отстаивание, фильтрование с помощью решеток, песколовок, песчаных фильтров, отстойников, инерционное разделение с помощью гидроциклонов, нефте- и маслоловушек, уловителей; выжигание нефти, масел, жира); обеспечивает удаление до 90 % примесей при производственных стоках, до 60 % при бытовых;

- физико-химический (коагуляция - образование легко удаляемых, хлопьевидных осадков, сорбция - поглощение углем, флотация - пропуск через сточные воды воздуха и электрофлотация, экстракция – разделение примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей – экстрареагента и сточной воды, ионообменные методы – очистка синтетической ионообменной смолой, установки обратного осмоса - продавливание воды через микропленки при высоком давлении до 30 МПа);

- биологический (естественные методы – поля орошения, фильтрации, биологические пруды, искусственные методы - аэротенки, метантенки, окситенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы);

- химический (нейтрализация кислот и щелочей вводом реагентов (известь, аммиак, кальцинированная сода) или окислителей);

- термический (нейтрализация или разложение загрязнителей при высоких температурах).

Обычно для повышения эффективности очистки применяют несколько методов.

Например, в биологической очистке сточных вод используются решетка, дробилка, песколовка с песковой площадкой, первичный отстойник, метантенк и иловые площадки, после которых полученный ил подсушивается и утилизируется или идет на удобрения, аэротенк, вторичный отстойник, смеситель для добавления в воду хлора в целях обеззараживания, далее очищенная вода направляется в контактный резервуар и идет выпуск воды в водный объект.

Кроме перечисленных, применяются следующие методы защиты гидросферы:

1. Очистка сточных вод:

- электрохимическая (анодное окисление и катодное восстановление);

- мембранные процессы очистки (ультрафильтры, электродиализ);

- внедрение новых селективных сорбентов для выделения вещества в целях повторного использования;

2. Предотвращение стоков с сельскохозяйственных угодий:

- с помощью очаговой и ленточной обработки пестицидами;

- внесения удобрений в виде гранул и с поливной водой;

- замены ядохимикатов биологическими методами защиты;

3. Утилизация животноводческих стоков:

Выполняется путем разделения с помощью центрифуг на твердую и жидкую фракции с последующим выводом твердой части на поля (компост). Жидкая часть превращается в гумус, проходя через реактор и выделяющийся при этом биогаз используют для производства тепла и электроэнергии;

4. Уменьшение загрязнений поверхностных вод:

Осуществляется путем закачки сточных вод в глубокие водоносные горизонты через систему скважин. Однако это целесообразно только для высокотоксичных вод и из-за проблемы усиленного заводнения и выхода токсикантов на поверхность применяется крайне редко;

5. Обеззараживание и очистка поверхностных вод для питьевого водоснабжения:

Для обеззараживания воды применяют хлорирование, когда хлор для обеззараживания воды хранится в газовых баллонах на станции водоочистки и из-за высокой токсичности представляет опасность отравления для персонала в случае утечки, или свободный хлор получают на станции путем электролиза из соли - гипохлорита натрия. Но в любом случае это создает еще и серьезную опасность для населения, поскольку остаточный хлор, содержащийся в питьевой воде при наличии в ней углеводородных соединений может вступать с ними в реакцию, и в результате образуется сильный токсин и канцероген – диоксин.

Поэтому первичное хлорирование заменяют озонированием для снижения уровня канцерогенов, но и при этом методе есть опасность отравления озоном для персонала, а из-за нестойкого обеззараживания озоном приходится применять вторичное хлорирование. Хлорирование воды можно заменить также обработкой ультрафиолетовыми лучами, но в этом случае предъявляются высокие требования к прозрачности обеззараживаемой воды.

Применяют также безреагентные методы предочистки на биологических реакторах;

6. Современная технология очистки питьевой воды от других экологически опасных веществ (нефтепродуктов, СПАВ, пестицидов):

Предполагает использование сорбционных процессов с применением углей или их аналогов;

7. Агролесомелиорация, гидротехнические мероприятия:

Создаются водоохранные зоны, т.е. территории рядом с водным объектом в местах забора воды на питьевые нужды, на которых запрещена любая хозяйственная деятельность;

8. Более рациональное размещение водозаборов подземных вод:

Осуществляется путем регулирования режима водоотбора, искусственным пополнением путем перевода поверхностного стока в подземный;

9. Создание зон санитарной охраны (ЗСО):

Используется для предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов.

ªВопросы для самопроверки

1. Что такое зоны санитарной охраны (ЗСО) ?

2. В чем суть оборотного водоснабжения ?

3. Как очищают сточные воды ? Назовите завершающий метод в системе очистки сточных вод.

4. Как предотвращают истощение запасов пресных подземных вод ?