Экологические аспекты водопользования кратко

Обновлено: 04.07.2024

Эффективное водное хозяйство– это умение уравновесить имеющиеся водные ресурсы территории и спрос на них, не допуская при этом ухудшения качества окружающей среды. Иными словами, это искусство соблюдать водохозяйственный баланс. Имеются два принципиально различных пути его достижения. Как правило, при традиционном водном хозяйстве потребность в воде постоянно возрастает, и баланс достигается системой мер, обеспечивающих увеличение подачи воды.

Но баланс между спросом и предложением может быть достигнут также посредством регулирования спроса на воду. Здесь огромное поле деятельности, потому что водные ресурсы используются неэффективно практически во всех странах и во всех отраслях водного хозяйства. Кроме того, снижение водопотребления вызывает меньший ущерб окружающей среде. И, наконец, регулирование спроса – это единственный путь замкнуть водный баланс, когда все ресурсы уже использованы и подача воды уже не может быть увеличена.

В современном хозяйстве главными потребителями вод являются промышленность, сельское хозяйство и коммунально-бытовые службы. Они изымают из естественных и искусственных водоемов для своих нужд определенные объемы воды, которые составляют водозабор. Очень много воды идет на ирригацию, что составляет около65 % всей забираемой воды. В аридных районах этот показатель намного выше и достигаетв отдельных случаях 98 %. Доля промышленности в водопотреблении мира составляет около 25 %.

В странах с достаточным увлажнением, где интенсивное орошение не требуется, эта доля достигает 71–87 % от суммарного водопотребления. Городское население потребляет не более10 % всего объема забираемой воды, но это очень дорогая вода, потому что строительство и эксплуатация весьма сложных систем водоснабжения обходится весьма дорого.
В процессе использования некоторое количество изъятой воды теряется на испарение, просачивание, технологическое связывание и т. д., причем у различных потребителей масштабы такого расхода неодинаковы.

Для небольших по площади территорий эти потери рассматриваются как безвозвратные. Наиболее значителен их объем (до 80–90 %) при сельскохозяйственном использовании. В некоторых отраслях промышленности разработаны и продолжают интенсивно совершенствоваться схемы замкнутого или многократного водопользования, при помощи которых существенно снижаются как объемы водозабора в целом, так и величины безвозвратных потерь.

Неоднократное использование одного и того же объема воды сокращает водозабор, но заставляет ввести в водохозяйственный баланс еще одну категорию– водопотребление– общий объем воды, используемый данной отраслью хозяйства за определенный отрезок времени. В сфере коммунального хозяйства водопотребление и водозабор равны между собой, потому что оборотное водоснабжение в данной отрасли на современном уровне практически не осуществляется.

В промышленности водозабор оказывается намного ниже водопотребления за счет применения замкнутых циклов водоснабжения, когда из источников вода забирается лишь для компенсации безвозвратных потерь. В сельском хозяйстве водопотребление тоже может количественно превышать водозабор из источников, поскольку для орошения часто используются органические стоки городских коммунальных систем или частично очищенные отработанные воды некоторых промышленных предприятий.

В региональном плане структура водозабора и водопотребления может существенно меняться, отражая и общий уровень экономического развития хозяйства, и его специализацию, и в немалой степени специфику природных условий.

Коммунальное и сельское хозяйство, промышленность и гидроэнергетика предъявляют различные требования к качеству воды. Наиболее высокими санитарными и вкусовыми качествами должны обладать воды, используемые в питьевых целях и в некоторых отраслях промышленности (пищевой, химической и др.). Металлургическое или, например, горнорудное производство может обходиться водами низкого качества, использовать оборотные системы водоснабжения.

Любое хозяйственное использование вод различными потребителями сопровождается появлением отработанных вод или стоков. Они перегружены огромным количеством инородных веществ промышленного, сельскохозяйственного или коммунального происхождения, изменяющих физические и химические свойства водной массы.

Различают химические воздействия–поступления в водные объекты загрязняющих веществ, вызывающих изменение химического состава вод, сформированного естественным путем, и физические воздействия– изменения физических параметров водных экосистем, которые приводят к нарушению естественных гидрохимических процессов и формированию вод нового состава. Следствием химических и физических воздействий является изменение состава донных отложений и живого вещества водных объектов.

Существуют две основные категории источников загрязнения водных объектов: источники точечного загрязнения и рассеянного загрязнения.

Вследствие накопления в воде биогенных элементов происходит усиление биологической продуктивности водоемов. Эвтрофикация приводит к ряду неблагоприятных экономических последствий: ухудшению качества воды, снижению рекреационной ценности озера, снижению рыбной популяции, блокированию водосбросов, каналов и даже навигационных путей.

Даже если применяются наиболее совершенные из известных современной науке методы очистки отработанных вод (механические, химические, биологические), для разбавления1м 3 таких стоков необходимо потратить не менее 8–10 м 3 чистых природных вод. Если же сбрасываются неочищенные стоки, то расход воды возрастает в несколько раз. В настоящее время в мире среди хозяйственных стоков, сбрасываемых в естественные водоемы, превалируют категории слабо очищенных или вообще неочищенных вод.

Стандарты качества воды– важный инструмент управления состоянием окружающей среды. Предприятия могут платить штрафы, если сбросы воды не соответствуют стандартам, или налоги, пропорциональные степени вклада в загрязнение воды. Эти меры помогают в решении проблем качества воды в развитых странах. Однако по ряду разнообразных причин они не действенны в большинстве развивающихся стран и стран с переходной экономикой. Следует также отметить, что экономика использования водных ресурсов требует большего внимания. Пока что вода во всем мире имеет низкую цену, а то и вовсе бесплатна, что ведет к неэффективному использованию водных ресурсов и, как следствие, к серьезным экологическим проблемам.

Управление водными ресурсами удобнее всего осуществлять для всего бассейна реки или озера или бассейна подземных вод. Однако политические и административные границы, как правило, не совпадают с водоразделами. Внутри стран это приводит к неудобной ситуации, когда водное хозяйство осуществляется по речным бассейнам, в то время как большая часть другой экономической деятельности привязана к административному делению.

На международном уровне это может приводить к конфликтам, связанным с использованием водных ресурсов. Около половины населения мира живет в не менее чем220 международных речных и озерных бассейнах, причем более25 бассейнов принадлежат четырем и более странам.
Комиссия ООН по вопросам права сформулировала принципы международного сотрудничества в области водных ресурсов. Они включают четыре межгосударственных обязательства:

1) информировать соседние государства и консультироваться с ними, прежде чем предпринимать какие-либо действия, которые могут привести к изменениям состояния разделяемых водных ресурсов;

2) регулярно обмениваться гидрологическими данными;

3) избегать причинения ущерба другим пользователям водных ресурсов;

Таким образом, стратегия решения водных проблем, успешное водное хозяйство– это поддержание баланса между спросом и предложением без ухудшения (по крайней мере) геоэкологического состояния территории. Необходимо сбалансировать также различные, часто конфликтные интересы и задачи различных общественных групп и секторов экономики. Водное хозяйство региона (бассейна) должно базироваться на многокритериальной и междисциплинарной основе. Необходимо комбинировать инженерные, экономические, экологические, юридические, социальные, политические действия, потому что ни одно из них, взятое в отдельности, не может обеспечить эффективные и долговременные решения водных проблем.

Запасы подземных вод в Московском легионе недостаточны для стабильного обеспечения хозяйственно-питьевых нужд города, в связи с чем используются поверхностные источники. В г. Москву поверхностные воды поступают по двум системам водотоков - Москворецкой и Верхне-Волжской.

Поверхностные воды Москворецкого и Волжского водосборов, используемые для питьевых целей г. Москвы, подходят к водопроводным станциям уже загрязненными. Среднее количество кислорода в воде водотоков и водоемов на водосборах не превышает 7,90 - 8,01 мг/л, минерализация воды близка к повышенной (419 - 451 мг/л). Содержание биогенных и загрязняющих веществ превышает рыбохозяйственные нормативы: нитритный азот - 4 ПДК, железо - 5 ПДК, медь - 5 ПДК, нефтепродукты - 3-4 ПДК, фенолы - 10-11 ПДК, чему способствуют сбросы недостаточно очищенных сточных вод предприятий, расположенных в водоохранной зоне Московского региона.

Динамика изменения концентраций загрязняющих веществ показывает, что по сравнению с 1988 годом уменьшения органических веществ, нефтепродуктов, аммонийного азота в воде верховьев рек Москвы и Волги от года в год практически не происходит, а концентрация нитритного азота и фенолов даже возрастают. Только ионы меди уменьшаются в 1,5 - 2 раза, но их величины все равно превышают ПДК в 3 - 5 раз.

Дальнейшее ухудшение качества воды Москворецкого водоисточника может привести к потере городом 50% объема питьевой воды, так как технологические возможности по улучшению качества воды на РВС и ЗВС практически исчерпаны. Следовательно, для дальнейшего обеспечения населения г. Москвы доброкачественной питьевой водой необходимо срочное оздоровление обстановки в зонах санитарной охраны Москворецкого водоисточника. Эта срочность обусловлена еще и тем, что водохранилищами зарегулированы только верховья р. Москвы, а большая часть загрязняющих веществ (более 100000 куб. м в год недостаточно очищенных промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод) поступает в реку ниже створов Москворецких водохранилищ.

В таблице представлены основные составляющие поступления

загрязняющих веществ в Москву-реку с ее водосборной площади, тонн в год.

Источники загрязнения	Органические вещества по ХПК	Нефтепродукты	Азот	Фосфор
Контролируемые источники	5510	123	1748	328
Городские территории, промплощадки	43455	4224	966	49
Сельскохозяйственные территории	33500	___	7412	1233
Суммарно со всех источников	82465	4347	16123	1632

Проблема загрязнения водоисточников актуальна не только для Москворецкой водохозяйственной системы, но и для Волжской, и это обусловлено, в первую очередь тем, что барьерная роль водоочистных сооружений в отношении тяжелых металлов крайне низка. Геохимическое изучение поверхностных вод р. Москвы показало, что по составу и количеству содержащихся в них микроэлементов, органических соединений (нефтепродукты, пестициды) воды приближаются к плохо очищенным промышленным стокам.

При современных системах локальной очистки промышленных стоков на предприятиях и загрязнении почв в промышленных зонах, поверхностный сток, дренирующий территорию достаточно крупных промышленных зон, содержит повышенные концентрации неорганических и органических веществ. В воднорастворимых формах в воде р. Москвы в пределах города обнаружены повышенные содержания таких элементов, как марганец, кадмий, цинк, железо, никель, свинец, нефтепродукты, фенолы, пестициды и различные формы азота.

Наиболее загрязненными участками являются: район Нагатино, Люблино, в меньшей степени Щукино, пляж в Рублево имеет минимальную загрязненность поверхностных вод и донных отложений.

Анализ распределения микроэлементов в р. Москве показал:

1. Кадмий, бериллий, цинк, никель, медь, свинец - поступают в р. Москву со сточными водами предприятий текстильной, химической и металлообрабатывающей промышленности.

2. Повышенное содержание стронция, марганца свидетельствует о значительной доле в поверхностном стоке сельскохозяйственных почв, что подтверждается присутствием в поверхностных водах довольно высоких, даже превышающих ПДК, концентраций пестицидов.

3. Повышенные концентрации фтора, марганца и железа являются характерной особенностью р. Москвы на всем протяжении - эти элементы могут быть обусловлены и природными условиями, наряду с техногенными.

Содержание растворенной и взвешенной форм

тяжелых металлов в поверхностных водах Москвы-реки.

Проектная мощность очистных сооружений горканализации практически исчерпана. Сточные воды после очистки на станциях биологической очистки не соответствуют требованиям для сброса в водоем по содержанию органических веществ (по БПК), аммонийному азоту, нефтепродуктов и тяжелых металлов. В настоящее время 2800 предприятий города сбрасывают в городскую канализацию до 720 тыс. куб. м/сутки производственных загрязненных сточных вод. Поверхностный сток с территории города не очищается от загрязнений и напрямую (в основном) попадает в водные объекты. В целом по г. Москве в течение года с поверхностным стоком поступает 3840 тонн нефтепродуктов, 452080 тонн взвешенных веществ, 173280 тонн хлоридов и 18460 тонн органических веществ. В результате, с поверхностным стоком в водные объекты города попадает нефтепродуктов в 1,8 раза, а взвешенных веществ почти в 24 раза больше чем со сточными водами предприятий. Существенный вклад в загрязнение р. Москвы вносят речные снегосвалки.

Сильно и почти повсеместно загрязнены грунтовые воды. Продолжается интенсивный водоотбор артезианских вод. До 400 тыс. куб м/сутки артезианских вод используется исключительно на технологические нужды промышленных предприятий и метрополитена, что приводит к сработке артезианских горизонтов, и инфильтрации в них загрязненных грунтовых и поверхностных вод. Следствием этих процессов является загрязнение артезианских вод, тем самым истощается и приходит в негодность резервный источник водоснабжения г. Москвы.

2) регулярно обмениваться гидрологическими данными;

3) избегать причинения ущерба другим пользователям водных ресурсов;

Данное мероприятие можно проводить. как учебное занятие, когда изучается вода и как внеклассное мероприятие, приуроченное к дню воды.

Конспект занятия

Тема занятия: Вода. Экологические аспекты водопользования

Форма проведения занятия – ролевая игра.

Цель: рассмотреть некоторые экологические аспекты водопользования.

Проблемный вопрос: Какую воду мы пьем? Кто виноват? Что делать?

Подготовка к занятию: Учащиеся делится на группы: лаборанты (лаборатория № 1, лаборатория № 2), эксперты. Учащиеся предварительно готовятся к занятию, собирая информацию о воде, готовят презентации, лаборанты изучают методику оценки качества питьевой воды.

Оборудование и реактивы:

колбы на 250 мл, мерные цилиндры, листочки с текстом, стеклянные пластинки, водяная баня, инструкционные карты, пробы воды, маркеры, аммиак, аммиачный буферный раствор, индикатор (эриохром черный), 0,05 н раствор трилон Б; консервированные пробы воды, роданид калия, соляная кислота, пероксид водорода, пробирки, белый лист бумаги, стеклянные трубочки или пипетки для воды, универсальный индикатор, уксусная кислота, иодид калия.

для всех групп: оценочные листы, лист с заданием;

листочки или таблички с названием отделов.

Структура урока:

I. Организационный этап.

II. Актуализация. Занятие начинает преподаватель, используя презентацию (Слайды 2-16)

Преподаватель: Здравствуйте! Я приветствую всех, наше занятие посвящается самому удивительному из веществ – воде. Согласитесь, немногие из нас отказались бы: прогуляться по берегу моря, послушать шум водопада, прокатиться на катере или на яхте, искупаться в искристых брызгах фонтана, посидеть на берегу тихой речки, поиграть с морской волной или полежать на пляже . . Всё это будет летом, а пока мы можем любоваться снегами, умываться чистой водой, закаляться, пить воду и готовить пищу, есть… Можем сходить в бассейн … . Ведь это так прекрасно! ( Слайд 16)

Цель: рассмотреть некоторые аспекты водопользования.

провести анализ воды;

выяснить основные источники загрязнения воды;

рассмотреть возможные пути охраны природных вод.

III. Постановка проблемы и задания группам

Преподаватель: А теперь другая картинка, хорошо знакомая некоторым жителям нашего города. Когда они видят её в своих квартирах, возникают вопросы:

Какую воду мы пьем? Кто виноват в загрязнении воды? Что делать? Ответы на эти вопросы сегодня будут искать специалисты различных предприятий и учреждений.

Лаборатория № 1 – проводит оценку качества воды.

Лаборатория № 2 – проводит оценку качества воды.

Руководители лабораторий получите задания. В обязанности руководителя лаборатории входит организация выполнения задания.

IV. Проверка знаний учащихся

Преподаватель: Прежде, чем приступить к работе, необходимо пройти тестирование, которое поможет определить уровень компетенции сотрудников.

V. Изучение нового материала, решение проблемы

Учащиеся работают с информацией, выполняют задания. Включаем музыку.

VI. Выступления специалистов

а) Слово предоставляется лаборантам лаборатории № 1.

б) Слово предоставляется лаборантам лаборатории № 2.

Преподаватель: поговорим об охране природных ресурсов. (слайды 20-22)
Конституция РФ.
Ст. 42. Каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о её состоянии … .
Ст.58. Каждый обязан охранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам.

А вот тундра, последствия аварии на нефтепроводе…

А это кит. Кит, выбросившийся на берег, — последствия загрязнения моря отходами химического производства. Северное море. Нидерланды.
Почему так происходит? Основные источники загрязнения воды, их причины выясняли представители комитета природных ресурсов, им слово.

в) Выступление сотрудников лаборатории (слайды 23-25)

Выступления учащихся сопровождается демонстрацией слайдов.

Основные источники загрязнения воды:

1. Загрязнение твёрдыми частицами.
2. Загрязнение минеральными веществами:

3. Загрязнение органическими веществами.
4. Загрязнение нефтью и её производными.

Пути решения проблемы загрязнения гидросферы:

Безотходные технологии – кардинальное решение проблемы.

Процесс очистки сточных вод:

очистка и обеззараживание бытовых и животноводческих стоков;

очистка стоков предприятий транспорта;

очистка стоков, содержащих нефтепродукты.

VII. Пресс-конференция

Возможные вопросы специалистам.

Каковы основные источники загрязнения природных вод в нашем регионе?

Кто осуществляет контроль над состоянием водных объектов?

Как обычный житель может принять участие в охране воды?

Как в домашних условиях оценить качество воды?

Можно ли определить содержание железа в воде визуально?

Какие заболевания возникают у людей, которые употребляют некачественную воду?

Можно ли избавиться от лишнего железа кипячением?

Куда обращаться, если из крана течет вода, непригодная к использованию?

Какова экологическая ситуация в нашем городе?

Каковы основные экологические проблемы в нашем регионе?

Чистая ли вода в наших реках и озерах?

VIII. Закрепление. Подведение итогов, выводы (слайды 26-32)

– Итак, мы сегодня много говорили о воде, о проблемах, связанных с водопользованием.
– Что такое водопользование?
– Можно ли считать водопользование в нашей стране, городе рациональным? Почему?
– Мы искали ответы на вопросы:

Какую воду мы пьем?

Кто виноват в загрязнении воды?

– Мы выяснили, что пьем мы не всегда чистую воду, что виноват в загрязнении воды сам человек. Наше государство, власти принимают определенные меры по охране вод, но как показывает жизнь, этих мер недостаточно, но не только потому, что эти меры дорого стоят, а еще и потому, что экологическое сознание нашего общества сформировано недостаточно.
Экологическое водопользование каждый человек понимает по-разному. Обычный человек расскажет о том, как исчезла в реке рыба, а чистое озеро превратилось в болото и появились комары, которых никогда раньше не было; биолог, возможно, будет говорить о исчезновении видов, о мутациях; географ вспомнит мертвый Арал и высохшие реки; эколог обязательно скажет о нарушении связей в экологических сообществах; химик же будет искать причину в использовании веществ.

Вывод: экологическое водопользование означает бережное отношение к воде: рациональное использование, восстановление и охрану природных вод.

Как мы должны относиться к воде?

– Очень жаль, что у нас мало времени, и мы не поговорили об уровне экологического сознания нашего общества, ведь от него зависит судьба воды и будущих поколений.

Преподаватель: Вода – наше богатство, она нужна всем: человеку, растениям, дельфинам, рыбкам и другим животным. Занятие заканчиваю словами Е.Евтушенко:

VI Рефлексия (слайд 33)

– Сегодня мы много говорили о воде, о проблемах, связанных с водой, приглашаю вас испить чистой водички! Будьте здоровы! Благодарю всех за сотрудничество!

Читайте также: