Истощение подземных и поверхностных вод

Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе «человек – биосфера».

Практически во всех крупных промышленных городах мира, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Киеве, Харькове, Донецке и других городах, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысяч родников, многих десятков ручьев и небольших рек.

Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность.

Длительная интенсификация подземных водозаборов в определенных геолого-гидрогеологических условиях может вызвать медленное оседание и деформации земной поверхности.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем снижении их минимально допустимого стока.

Серьезнейшая экологическая проблема – восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воздействию.

К очень серьезным негативным экологическим последствиям приводит изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоемы рек. Так, уровень Аральского моря катастрофически понижается в связи е недопустимо высоким забором воды из Амударьи и Сырдарьи. В результате объем Аральского моря снизился более чем наполовину, уровень моря снизился на 13 м, a соленость, воды (минерализация) увеличилась в 2,5 раза.

Создание водохранилищ

К другим весьма значительным видам воздействия человека на гидросферу, кроме истощения подземных и поверхностных вод, следует отнести создание крупных водохранилищ, коренным образом преобразующих природную среду на прилегающих территориях.

Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного типа, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока приводит к разнонаправленным последствиям в окружающей природной среде.

Экологические последствия создания водохранилищ

Негативные	Позитивные
Затопление значительных площадей плодородных земель, подтопление прилегающей территории	Увеличение устойчивого речного стока
Изменение режима подземных вод (засоление, заболачивание и др.)	Снижение разрушительных последствии паводков
Переработка берегов	Аккумулирование стока воды водохранилища
Активизация сейсмической деятельности	Снижение процессов зарастания озер заливов в устьях рек

 

Необходимо учитывать, что создание водохранилищ путем перегораживания русла водотоков плотинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов. Из-за того, что многие нерестилища рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудшается или прекращается естественное воспроизводство многих лососевых, осетровых и других проходных рыб.

Очистка сточных вод

Механическая очистка

Механической очистки вод достаточно только при промышленном оборотном водоснабжении некоторых производств. В большинстве случаев она лишь подготавливает сточные воды к обработке другими методами. Механическая очистка применяется для отделения твердых и взвешенных частиц.

1.1. Процеживание Процеживание – первичная стадия очистки сточных вод – вода пропускается через специальные металлические решетки (сита) с шагом 5-25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от осадка с помощью специальных поворотных приспособлений. Скорость движения сточных вод 0,8-1 м/с. Эффективность очистки 40-45%.   1.2. Отстаивание Отстаивание основано на свободном оседании примесей с плотностью ρ > ρ воды или всплытии примесей с ρ < ρ воды. Процесс реализуется в отстойниках, песколовках, нефтеловушках. Песколовки используют для очистки сточных вод от частиц металла и песка размером более 250 мкм. Эффективность очистки – до 60%. Нефтеловушки представляют собой горизонтальные отстойники, в которых нефть и вода разделяются из-за разности их плотностей. Выход очищенной воды происходит снизу, а нефтяная пленка собирается сверху и удаляется на утилизацию. Эффективность очистки 60-70%.

Рис. Схема устройства решеток: 1 – решетки; 2 – контейнер для твердых отходов; 3 – пол; 4 – канал притока сточных вод     Рис. Схема горизонтальной песколовки: 1 – входной патрубок, 2 – корпус, 3 – шламосборник, 4 – выходной патрубок

Рис. Схема нефтеловушки: 1 – сточная вода; 2 – приемная камера; 3 – отстойная зона; 4 – очищенная вода; 5 – вертикальные полупогруженные перегородки; 6 – нефтесборные щелевые трубы; 7 – пленка всплывших нефтепродуктов

Фильтрование

Фильтрование – пропускание воды через слой пористого материала. Фильтры очищают воду от тонкодисперсных твердых примесей даже при небольших концентрациях.

Фильтроматериалы разнообразны: кварцевый песок, гравий, антрацит, частички металлов и др.Песчаные фильтры – основные очистители при водоподготовке. Это часто заключительный процесс для удаления тонкодисперсных примесей. Обычно применяются зернистые фильтры: песок, керамзит, шлак.   1.4. Центрифугирование Центрифугирование (инерционное разделение) – осуществляется в гидроциклонах, принцип действия которых аналогичен циклонам для очистки газов. Принцип действия основан на сепарации (отделении) частиц твердой фазы во вращающемся потоке жидкости.

Рис. Схема работы гидроциклона