Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения

Вода является одним из важнейших природных ресурсов, во многом определяющих технический и социальный прогресс тех или иных регионов и стран. Количество потребляемой пресной воды в сотни раз превосходит масштабы потребления всех остальных видов природных ресурсов вместе взятых.

По характеру использования все современные отрасли хозяйства подразделяются на водопотребителей – это те отрасли, которые изымают воду из естественных источников, потребляют ее для выработки продукции и для бытовых нужд, возвращают ее в источники в другом месте, в меньшем количестве и часто худшего качества. К таким отраслям относятся: промышленность, тепловая энергетика, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство.

Водопользователи – те отрасли, которые не изымают воду из источников и используют не саму воду, а ее энергию или используют ее как среду или элемент ландшафта: водный транспорт, рыбное хозяйство, отдых на воде, водный спорт и туризм, рекреация и др.

Наиболее водоёмкими отраслями хозяйства являются энергетика, машиностроение, целлюлозно-бумажная, топливная, химическая, нефтехимическая и пищевая промышленность, чёрная и цветная металлургия, а также жилищно-коммунальное и сельское хозяйство.

Отработанные в производственном цикле воды сбрасываются в поверхностные источники и вместе с ними в водные объекты поступают сотни тысяч тонн загрязняющих веществ, в результате чего качество воды большинства водных объектов России не отвечают нормативным требованиям. Наиболее распространенными веществами, загрязняющими поверхностные воды, являются хлориды, сульфаты, СПАВ, нефтепродукты, фенолы, окисляющиеся органические вещества, а также специфические загрязняющие вещества.

По происхождению сточные воды подразделяются на следующие виды:

1. Реакционные воды – образуются в результате реакций, протекающих с образованием воды;

2. Воды, содержащиеся в сырьевых материалах – свободная или связанная вода, содержащаяся во многих видах природного сырья (угле, нефти, сланцах) в процессе переработки загрязняются органическими и неорганическими веществами;

3. Промывные воды – воды, использующиеся для промывки сырья и продуктов, применяемых и получаемых в технологических процессах;

4. водные экстракты и абсорбционные жидкости – образуются при использовании воды в качестве экстрагента или абсорбента;

5. Охлаждающие воды – используются для охлаждения продуктов и аппаратов;

6. Другие виды сточных вод, образующиеся от вакуум-насосов, конденсаторов смешения, при гидрозолоудалении, конденсаторов смешения, от мойки оборудования, тары, помещений и т.д.

К общим показателям загрязненности сточных вод относятся:

- органолептические (цвет, вкус, запах, прозрачность, мутность);

- физико-химические (температура, значение рН, оптическая плотность, электро­проводность, жесткость, общее содержание солей и пр.);

- общее содержа­ние растворенных веществ, в частности кислорода;

- общее содержание ор­ганических веществ;

- содержание отдельных веществ (углерода, азота, се­ры);

- химическое (ХПК) и биологическое (БПК) потребление кислорода. Кроме того, часто проводят всточных водах определение индивидуаль­ных специфических соединений, характеризующихся особой токсично­стью (тяжелые металлы, соли синильной кислоты, фенолы и др.).

Под ХПК принимают массу кислорода (мг), необходимую для хи­мического окисления примесей, содержащихся в одном дециметре во­ды. Для определения ХПК используется стандартная методика, по кото­рой в качестве окислителей могут быть использованы перманганат калия (перманганатная окисляемостъ) или бихромат калия (бихроматная окисляемость).

Под БПК принимают содержание кислорода (мг), израсходованно­го за определенный промежуток времени на аэробное биохимическое окисление (разложение) нестойких органических веществ, содержа­щихся в воде.

В зависимости от периода времени, за которое определяется БПК, раз­личают БПК₅ (за пять суток), БПК₁₀ (за десять суток), БПК₂₀ (за двадцать суток) и т. д., вплоть до БПК_П (полное), когда все биологически окисляе­мые вещества разложились микроорганизмами. БПК чистой речной воды равно 15 - 20 мг О₂/л, для сточных вод значение БПК значительно выше.

Пробы воды для анализа необходимо отбирать в строгом соответствии с правилами, так как от этого зависит точность полученных результатов.

Различают два вида проб - простую (разовую) и смешанную. Простую пробу получают путем однократного отбора требуемого для анализа количества воды. Анализ простой пробы свидетельствует о составе воды в данный момент в данном месте. Смешанную пробу получают, сливая про­стые пробы, взятые в одном и том же месте через определенные проме­жутки времени или отобранные одновременно в различных местах обсле­дуемого объекта. Эта проба характеризует средний состав воды исследуе­мого объекта или средний состав за определенный период времени (час, смену и т. п.), или, наконец, средний состав с учетом, как места, так и вре­мени. Ее получают смешиванием частей простых проб в таком количест­ве, чтобы окончательный объем смешанной пробы соответствовал требо­ваниям анализа. Смешанную пробу не рекомендуется отбирать за период больше суток. Ее нельзя использовать в тех случаях, когда состав и свой­ства вод меняются во времени.