В чем причина различий в объемах сточных вод производимых в разных регионах и странах кратко

Обновлено: 06.07.2024

В каком из регионов отмечается наибольший объем производимых сточных вод? а) Африка; б) Северная Америка; в) Южная Америка; г) Евразия; д) Австралия.

Чрезмерно большим объемом сточных вод обладает, конечно же, Северная Америка. С главным загрязнителем в лице США, которые являются сердцевиной глобализации, со своими тысячами заводов и фабрик. Лос-Анджелес в США лидер в мире, где происходит сброс стоков, специалисты в этой сфере занимаются очисткой загрязненных более двух десятилетий. В настоящее время огромное количество токсичных и ядовитых веществ с фосфатами и нитратами, которые попадают в дома американцев с водой. Так что американцы уже прижились к образу жизни - покупают воду в бутылках.

В Северной Америке, Азии, России — большая суммарная численность населения, высокий процент урбанизации, развитая тяжелая промышленность, поэтому высок процент коммунальных и промышленных стоков.

Страны Северной Африки, Южной Америки суммарно не высоко урбанизированные, тяжелая промышленность в основном горнорудно-добычная, не требующая большого количества воды, сельскохозяйственная деятельность представлена в основном скотоводством ( Северная Африка), а растениеводство сосредоточено вдоль берегов рек (Египет), страны Южной Америки, Европы, имеющие достаточное увлажнение, не используют большого количества воды, в Европе применяют капельный полив, что так же снижает водопотребление.

В Австралии самое низкое общее водопотребление, связано с малочисленностью населения, сосредоточением его в городах, сельское хозяйство скотоводческое, растениеводство оптимизировано. Промышленность работает на замкнутых циклах водообеспечения.

1. Запасы водных ресурсов и объемы их использования. Общий объем вод гидросферы составляет 1,4 млрд км 2 . Этот огромный объем водных ресурсов кажется неисчерпаемым. Однако не все так просто. Из этого действительно невообразимого количества воды около 96,5% приходится на воды Мирового океана (рис. 51), то есть на воды, прямое использование которых невозможно ввиду их солености.

Рис. 51. Мировой океан

Еще около 1,7% составляют вечные снега и льды главным образом Антарктиды. Доступ к этим запасам воды затруднен вследствие удаленности полярных районов. И еще столько же приходится на подземные воды. Но эти воды нужно искать, как ищут полезные ископаемые. А это значит, что их не везде можно найти. Остается всего лишь сотая доля процента, которую составляют поверхностные воды суши: реки, озера и болота.

Для своих нужд человечество использует прежде всего речные воды. Суммарный годовой сток всех рек планеты составляет около 41,7 тыс. км 3 . Это значительно превышает мировой объем водопотребления, который составляет около 4000 км 3 в год. Означает ли это, что проблем с водными ресурсами у человечества нет? Можно сказать наверняка, что речная вода никогда не закончится, потому что невозможно остановить круговорот воды. Однако это совсем не означает отсутствие проблем.

2. Проблемы использования водных ресурсов. Хотя исчерпание запасов водных ресурсов невозможно, существуют другие проблемы:

— неравномерность распределения речного стока по планете и возможный дефицит (нехватка) воды в некоторых районах;
— плохое качество воды.

Неравномерность распределения водных ресурсов, количество воды на поверхности Земли в каком-либо районе зависит от климата. Около трети поверхности суши занимают, практически безводные, аридные (сухие) пояса:

— северный (Сахара, пустыни Азии);
— южный (пустыни Намиб, Калахари, Атакама, пустыни Австралии).

Но ресурсообеспеченность зависит не только от имеющегося объема воды, но и от численности населения, на которую этот объем распределяется. В пустынях практически нет населения. Поэтому говорить о низкой водообеспеченности этих территорий вроде бы бессмысленно. Но нельзя забывать, что отсутствие населения вызвано именно отсутствием воды. Поэтому для стран, на территории которых есть пустыни, эти безводные пространства являются большой проблемой. Ведь это огромные территории, составляющие порой значительную часть страны, которые чрезвычайно трудны для заселения и освоения. При этом обеспеченность водными ресурсами может быть достаточно высокой. Например, Мавритания, почти вся территория которой представляет собой пустыню, относится к группе стран со средней обеспеченностью водой (рис. 52).

Рис. 52. Обеспеченность стран мира водой

Проблему обеспечения населения и хозяйства водой можно решить за счет использования подземных вод, которые можно обнаружить даже в центре безводной пустыни. Можно опреснять морскую воду, с запасами которой нет никаких проблем у любой страны мира, имеющей выход к морю. В ряде случаев воду доставляют из водоизбыточных районов планеты по системам трубопроводов.

Есть и более фантастические проекты. Например, буксировка айсбергов из полярных районов планеты к побережьям тропических стран (рис. 53). Реализация этих проектов часто затруднена из-за высокой их стоимости. Далеко не все страны могут себе это позволить.

Рис. 53. Айсберг — источник пресной чистой воды

Вторая проблема, связанная с водными ресурсами, — это низкое качество воды. Человек использует речную воду для разных целей, причем во все больших количествах. Например, за XX век водопотребление в мире выросло приблизительно в десять раз. Использованная вода не исчезает бесследно. Рано или поздно она возвращается в реки. Но возвращается она уже в сильно измененном виде, насыщенная разнообразными загрязняющими веществами. Это так называемые сточные воды (рис. 54). Они бывают промышленными, сельскохозяйственными и коммунально-бытовыми * .

* Коммунальнобытовые стоки — это вода и примеси, которые население сбрасывает в канализационные сети из своих жилищ.

Рис. 54. Сточные воды

Объем используемой воды в промышленности особенно вырос в XX веке — почти в 20 раз! Вода, участвующая в технологических циклах промышленных предприятий, поставляет в реки большое количество самых разнообразных, в том числе и весьма ядовитых, веществ. Правда, промышленное предприятие может контролировать процесс водопотребления, так как вода из реки, условно говоря, по одной трубе забирается, а по другой возвращается обратно в реку. А если так, то при оснащении предприятия водоочистными сооружениями поступление загрязняющих веществ в реки сокращается во много раз. Современные очистные сооружения способны удалять из воды более 90% содержавшихся в воде загрязняющих веществ.

Крупнейшим потребителем воды является сельское хозяйство. Около 2/3 всего водопотребления составляют воды, используемые для полива полей. При поливе с помощью дождевальных установок или иных оросительных систем обычно расходуется гораздо больше воды, чем нужно растениям. Эта вода в дальнейшем поступает в реки и водоемы со всеми теми растворенными в них химическими веществами, которые применялись на полях. Минеральные удобрения, пестициды, инсектициды — все это рано или поздно в большом количестве оказывается в реках в составе сельскохозяйственных стоков.

Обратите внимание на то, что, в отличие от промышленных вод, сельскохозяйственные практически невозможно уловить для их очистки.

Еще более надежным способом защиты водных объектов от загрязнения является создание замкнутых циклов использования воды. Идея способа состоит в том, что после очистки вода вновь поступает в производственный цикл предприятия и используется там многократно. В идеальном случае этот метод может практически исключить поступление промышленных стоков в природные водоемы.

А что касается сельскохозяйственных вод, то, во-первых, необходимо рационально применять минеральные вещества, а во-вторых, совершенствовать системы полива растений. Обе задачи решает технология капельного полива, при использовании которого вода подводится непосредственно к каждому растению. Это многократно снижает объем расходуемой воды и количество применяемых химических веществ, которые можно в микродозах вместе с водой доставлять каждому растению. Естественно, что при этом снижается поступление загрязняющих веществ в грунтовые воды, поскольку вся вода, идущая по системе капельного полива, усваивается растениями.

Однако сточные воды — это не единственный фактор, отрицательно влияющий на качество воды. В воде обитает огромное количество бактерий и микроорганизмов, в том числе и болезнетворных. Десятки тяжелейших болезней возникают именно из-за потребления грязной воды. В развитых странах бактериальная очистка питьевой воды освоена уже давно. Для населения развивающихся стран, то есть стран жаркого пояса, неочищенная питьевая вода особенно опасна из-за наличия в ней огромного числа болезнетворных микроорганизмов (рис. 55).

Рис. 55. Большинство населения планеты не имеет доступа к чистой воде

ПОВТОРИМ ГЛАВНОЕ

1. Запасы водных ресурсов превышают потребности человечества в воде.
2. Население почти трети поверхности суши испытывает недостаток воды.
3. Различают три вида сточных вод: промышленные, сельскохозяйственные и коммунально-бытовые.
4. Решения проблемы нехватки и загрязнения воды существуют, однако большинство из них отличаются высокой стоимостью реализации.

ПРОВЕРИМ ЗНАНИЯ

1. Каков объем всех вод гидросферы?
2. Какую их долю составляют ресурсы речного стока?
3. Перечислите виды сточных вод.

А ТЕПЕРЬ БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Почему, несмотря на огромные запасы, водные ресурсы относятся к разряду исчерпаемых?
2. Обязательно ли нормальная ресурсообеспеченность водой какой-либо страны означает, что эта страна не сталкивается с проблемой нехватки воды?
3. Почему опасность загрязнения сельскохозяйственными сточными водами выше, чем промышленными?
4. Каковы способы предупреждения загрязнения водных объектов сельскохозяйственными сточными водами?
5. Можете ли вы предложить свой проект по борьбе с ними?
6. Проанализируйте диаграммы (рис. 54). В чем причина таких различий в объемах сточных вод, производимых в разных регионах?

ПОРАБОТАЕМ С КАРТОЙ

С помощью карты разработайте наиболее вероятные маршруты буксировки айсбергов к берегам стран, испытывающих недостаток воды. Помните, что айсберги образуются не только в Антарктике.

Мировой океан – главный компонент экосистемы планеты. Переоценить его значение для всего живого, в том числе и для человека, невозможно.

Но океаны страдают от антропогенного влияния, причем деградация набирает обороты.

Одна из причин – увеличение объема сточных вод, т.е. промышленных и поверхностных стоков, вод с сельскохозяйственных объектов, бытовых стоков прибрежных населенных пунктов.

К чему приводит привнесение чужеродных веществ, находящихся за пределами нормы для экосистемы, каковы пути решения этой проблемы? Постараемся разобраться с этими вопросами.

Источники загрязнения

Загрязнение водоемов СВ становится не меньшей проблемой, чем истощение запасов пресных вод. Стоки, сброшенные в водоем без очистки или недостаточно очищенные, оказывают прямое воздействие на воды Мирового океана, нарушают биологическое равновесие, влияют на климат планеты.

Виды и формы загрязнения разнообразны и в разной степени масштабны:

атмосферные осадки, поверхностные и коллекторно-дренажные воды;
производственные стоки (химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, металлургия, машиностроение);
бытовые (канализационные) стоки;
воды шахт и рудников с включениями отходов при разработке рудных ископаемых;
сельскохозяйственные стоки, содержащие минеральные и органические удобрения, стоки животноводческих комплексов (отходы жизнедеятельности и помывки скота);
воды от первичной обработки льна;
загрязнения обработки и сплава лесоматериалов;
стоки от мойки дорожных покрытий, транспортных средств.

Кроме того, реки загрязняются при гидроэнергетическом строительстве. В период навигации увеличивается объем стоков с судов речного и морского флота.

Вклад в органическое загрязнение СВ привносят:

растительные волокна;
животные и растительные жиры;
фекальные массы;
остатки плодов и овощей;
отходы кожевенных, целлюлозно-бумажных производств;
побочные продукты сахарных, пивоваренных заводов.

Загрязняющие вещества, в том числе ядовитые и токсичные примеси, оказываясь в природных водоемах, меняют физические и химические свойства воды. К чему приводит загрязнение, связанное с различными видами утилизации или с работой промышленных предприятий, читайте ниже.

Промышленные стоки

Самые опасные СВ – стоки металлургических, химических и целлюлозных производств. Отходы производства и потребления, загрязнения в выбросах и сбросах от технологических производственных процессов оказываются в ближайших водоемах, откуда опасные вещества неизбежно попадают в Мировой океан, отравляя флору и фауну.

Количественный и качественный состав промышленных стоков определяется отраслью.

По концентрации загрязнений их можно разделить на 2 основные группы:

Содержащие неорганические примеси, в том числе токсические. Это СВ сульфатных, азотных, содовых производств, обогатительных комбинатов. В стоках выявляются высокие концентрации кислот, щелочей, тяжелых металлов. Главное воздействие заключается в изменении физических свойств воды.
Содержащие яды. Стоки этой группы сбрасывают предприятия органического синтеза, предприятия коксо- и нефтехимической, нефтеперерабатывающей отраслей. В таких СВ большой процент нефтепродуктов, фенола, аммиака, альдегидов, смол и других опасных соединений и веществ. В результате поглощается кислород, изменяются органолептические свойства воды.

Хозяйственно-бытовые

Рост населения планеты приводит к постоянному увеличению поступления канализационных стоков во внутренние водоемы. В результате реки и озера загрязняются моющими синтетическими составами, биологическими отходами, заражаются болезнетворными бактериями и гельминтами.

Итог – снижается насыщаемость вод кислородом, прекращается деятельность бактерий, минерализующих органику.

Сточные воды с сельскохозяйственных угодий

Сельское хозяйство – серьезный фактор антропогенного загрязнения водоемов.

Биогенные элементы, поступающие со СВ с полей, садов и огородов, влияют на качество воды в водных объектах не меньше, чем загрязнения в промышленных и хозяйственно-бытовых водах.

Естественно, влияние отрицательное.

Азотные удобрения вредны для человека и животных. При использовании для орошения и полива сточных вод, обогащенных азотом, интенсивном внесении азотных удобрений в почве и растениях аккумулируются в большом количестве опасные для человека нитраты.

Фосфорные удобрения – источник поступления токсичного фтора в окружающую среду, что в результате приводит к дефициту в почве цинка, марганца и железа.

Избыток удобрений на основе хлорида калия приводит к накоплению хлора, негативно влияющего на большинство растений, а также к снижению концентрации в растениях необходимых концентраций натрия, кальция, бора.

Биогенные элементы (особенно фосфор и азот), содержащиеся в СВ сельхозугодий, способствуют быстрому развитию в малопроточных водоемах сине-зеленых водорослей, чья токсичность не уступает пестицидам.

Атмосферные осадки

Важный источник поступления опасных веществ из СВ в почву, растения и водоемы – атмосферные осадки.

Свинец и кадмий оказываются в атмосфере в результате сжигания нефтепродуктов, отходов производства, при производстве стали и цветных металлов, при эксплуатации транспорта. В удаленных от промышленных объектов концентрация свинца в снеге и дожде примерно 1,6-1,7 мкг/л, а в крупных городах – 350 мкг/л.

Ртуть попадает в атмосферный воздух при сжигании твердого топлива на предприятиях цветной металлургии, затем с атмосферными осадками она оказывается в почве и водоемах.

Микроорганизмы превращают соединения ртути в очень токсичное органическое вещество – метилртуть.

Антропогенное загрязнение атмосферных осадков свинцом, кадмием, оксидом серы и продуктами ее трансформации, а также пестицидами и другими опасными веществами делает их серьезной причиной загрязнения водных объектов, снижения плодородия почв и качества сельскохозпродукции.

Тепловое загрязнение

От тепловых электростанций и отдельных производств в водоемы поступают нагретые СВ.

Загрязнение гидросферы, мирового океана

Он взаимодействует с атмосферным воздухом, управляет круговоротом воды, излучает и поглощает тепло, формирует облака и осадки, производит кислород и даже смягчает последствия глобального потепления.

Попадая в водоемы, они, а также нефтесодержащие стоки, принимают различные формы загрязнения, в частности:

пленка, плавающая на поверхности;
смесь – растворенная или эмульгированная;
осевшие на дно тяжелые фракции.

Всего 12 г нефти, попавшие в водоем, делают непригодной для использования и жизни морских организмов целую тонну воды.

Следующие по значимости вреда – сточные воды. Если в воду попадает небольшой объем СВ, это даже приносит пользу – вода обогащается, увеличивается рост растений и обитателей водоема. Но большие объемы разрушают экосистемы, приводят к гибели морских организмов.

Ученые выделяют две основные причины загрязнения Мирового океана:

Проявление глобальных процессов планетарного масштаба, связанных с изменением климата и теплоэнергетического баланса, загрязнением атмосферы в целом и атмосферных осадков в частности.
Деятельность человека — сточные воды, включая коллекторно-дренажные, поверхностные воды, сельскохозяйственные и животноводческие стоки.

Основные загрязнители океанов — это СВ, содержащие:

пестициды;
гербициды;
химические удобрения;
моющие средства;
нефтепродукты;
полимеры и другие твердые частицы.

Сброс неочищенных СВ создает опасность для здоровья, приводит к кислородному истощению.

Основные источники СВ, поступающих в море:

городские канализации;
очистные сооружения;
суда.

Сброс СВ в моря и океаны – распространенная практика наших дней. Мегаполисы с помощью многокилометровых труб отправляют канализационные и промышленные стоки в глубины морей. Но приходит время задуматься о последствиях.

Экологические проблемы

Такие источники, как:

поверхностные стоки;
дренажные воды;
промышленность;
транспорт;
энергетика;
стоки животноводческих комплексов и сельскохозяйственных угодий

загрязняют водные объекты:

тяжелыми металлами;
нефтепродуктами;
биогенами;
пестицидами;
фенолами;
радионуклидами;
ПАВ и другими опасными веществами.

Происходит эвтрофикация – азот и фосфор чрезмерно насыщают воду морей питательными соединениями, что приводит к чрезмерному развитию одних водорослей и гибели других.

В результате одноклеточные водоросли (а среди них много токсичных) интенсивно размножаются и закрывают солнечный свет для других растений и животных. Затем водоросли отмирают и разлагаются, опускаясь на дно и потребляя растворенный в воде кислород.

Итог – воды морей становятся мутными и безжизненными, флора и фауна вынуждены мигрировать на другие территории, а многие организмы просто погибают.

На жизнь обитателей водоемов особенно пагубно воздействуют СВ целлюлозно-бумажной промышленности. Древесные массы, содержащиеся в стоках, окисляются, поглощая большие объемы растворенного кислорода. В результате погибают икра, мальки и взрослые рыбы. Волокна древесины, засоряя воду, ухудшают ее физические и химические показатели.

Атомные электростанции тоже вносят свой вклад в загрязнение водоемов СВ с радиоактивными отходами в составе. Радиоактивные элементы накапливаются в планктоне и рыбе, откуда по цепочкам питания передаются другим водным обитателям.

Радиоактивность планктонных организмов в тысячи раз выше, чем воды – среды их обитания. СВ с высокой радиоактивностью, превышающей 100 мкюри/л, подлежат захоронению. Для этих целей используются подземные бессточные бассейны и резервуары со специальной защитой.

Негативные последствия сточных вод

Если обобщить, в результате антропогенного воздействия нарушается экология водоемов, снижается биопродуктивность, а также изменяются:

химические, физические и органолептические свойства воды;
биохимический режим водоемов;
состав микроорганизмов.

Водный объект становится источником поступления токсичных веществ к человеку по 4 водно-трофическим цепочкам:

Вода – человек.
Вода – животные – человек.
Вода – почва – растение – человек.
Вода – почва – растение – животные – человек.

СВ нарушают функционирование систем жизнеобеспечения, от которых зависят множество секторов – от городской инфраструктуры до производства продуктов питания и промышленности.

В результате отсутствия регулирования сточных вод происходит ряд негативных моментов:

Между состоянием Мирового океана и жизнью людей на Земле есть прямая связь. Мутации и исчезновение представителей флоры и фауны трансформируют экосистему в глобальных масштабах – пищевые цепочки нарушаются, что неизбежно отражается на уровне жизни и питании зависящих от морских ресурсов людей.

Из-за нерегулируемого антропогенного воздействия СВ Мировой океан плохо функционирует. Семейства рыб не восстанавливаются, от изменения климата моря теряют кислород, становясь кислее и теплее, загрязнения губят морских обитателей, растительный мир и в конечном счете человеческую популяцию.

Пути решения

Океан способен восстанавливать баланс экосистемы. Но в век активной, неконтролируемой и безрассудной деятельности человека водный слой планеты не успевает обновляться собственными силами.

Глобальные проблемы Мирового океана должны решаться не менее глобальными методами:

совершенствование технологий добычи и транспортировки нефти;
снижение объемов углекислого газа в атмосфере;
разработка и массовое внедрение экологических видов топлива;
создание ресурсосберегающих технологий;
строгое соблюдение регламентов и повышение уровня очистки стоков, сбрасываемых в гидросферу;
внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в том числе мембранных;
минимизация дренажных стоков;
внедрение новых малоотходных технологических процессов с наибольшим экологическим эффектом;
сокращение объемов загрязнения окружающей среды биогенами, пестицидами, тяжелыми металлами и другими токсикантами.

Человечество должно понять – нужно возвращать природе воду, если не в первозданном виде, то хотя бы приближенной к естественному составу.

Промышленные предприятия должны использовать фильтровальные станции, очистные сооружения, аэрационное оборудование, применять универсальную и эффективную технологию очистки сбросов высокоактивными симбиотическими иловыми культурами – все эти методы способны отфильтровать из СВ вредные соединения.

Города должны улучшать способы очистки канализационных стоков с обновлением оборудования и увеличением числа очистных станций.

Эффективным направлением в сфере охраны водоемов будет активный переход предприятий на замкнутые циклы водоснабжения, где очищенные СВ не сбрасываются, а многократно используются.

Бессточные циклы позволят сократить поступление СВ в поверхностные водоемы, использовать свежую воду только для восполнения безвозвратных потерь в неизмеримо меньших объемах.

Ощутимо сократить уровень загрязненности СВ можно путем извлечения из сточных масс ценных примесей, используя современные методы обработки.

Большие объемы воды в различных отраслях расходуются на охлаждение, превращаясь в СВ и частично испаряясь. Замена водяного охлаждения воздушным позволит сократить расход пресной воды в среднем на 80%.

Видео по теме

Предлагаем прослушать доклад эксперта о проблемах загрязнения окружающей среды сточными водами фармацевтических предприятий:

Подводим итоги

Если сточными водами управлять рационально, они способны стать полезным ресурсом и решением множества проблем. Обработанные стоки – источник воды и питательных веществ.

Их можно использовать для выращивания сельскохозяйственных культур, минимизируя потребность в пресных запасах и дорогостоящих удобрениях.

Осадок сточных вод может стать сырьем для производства биогаза, биотоплива, экологичных строительных материалов, что позволит экономить природные ресурсы планеты, создавать новые рабочие места и развивать экономику в целом.

Читайте также: