Водные ресурсы Казахстана. Проблемы водообеспеченности.

В Казахстане и Средней Азии насчитывается примерно 50 - 60 млн. га земель, пригодных для орошения. В то же время водных ресурсов хватает только на орошение 8 - 10 млн. га. В таких условиях нужно правильно выбрать пути развития орошаемого земледелия, не допустить необратимого процесса разрушения экосистемы.

Забор воды главным образом на орошение из 2-х крупнейших рек, впадающих в Арал, привёл к тому, что их ежегодный сток, составлявший в 1980 г. 60 км3, уменьшился до 4 км3. Сырдарья в настоящее время не доходит до моря, заканчивая свой путь на полях, а Амударья достигает Арала лишь зимой тоненьким ручейком. В результате площадь акватории сократилась более чем на 1/3, береговая линия в ряде мест отступила на 90 м., а объём воды в море уменьшился на 60%. Вследствие этого средняя солёность вод возросла в 2.5 раза, и всё живое в нём умирает. Осушенное дно моря становится источником пыли и солей, разносимых на очень большие расстояния. Уже сейчас приблизительно 50 ‑ 60 млн. т. солей и пыли ежегодно поднимается в воздух и разносится на многие километры на плантации хлопка и риса. Арал стал самым крупным поставщиком пыли в пределах бывшего СССР. Деградация экологической системы приводит к ужесточению и без того резко континентального климата Приаралья.

Что же привело к таким результатам? Орошаемые земли не оснащены необходимой инженерной оросительной сетью, не имеют эффективного дренажа. Поэтому, чтобы не допускать их засоления, приходится повышать нормы полива. С целью получения высоких урожаев в почву вносились гигантские количества удобрений ‑ до 600 кг на 1 га пашни, а количество используемых ядохимикатов в 15 ‑ 20 раз превышало ПДК. После промывки почв в таких условиях воды не только сильно минерализуются, но и прогрессивно насыщаются токсичными веществами. Эти же воды в больших количествах сбрасываются в Амударью и Сырдарью и ниже по течению вновь используются для орошения, а также для бытовых нужд, и в регионе создались чрезвычайно неблагоприятные условия для обитания человека и плюс к этому тяжёлая эпидемиологическая ситуация.

Билет №16

1) Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере.

В.И.Вернардский (1926) разработал учение о биосфере как глобальной системе нашей планеты. Согласно Вернардскому, биосфера- это такая оболочка, в которой существует или существовала в прошлом жизнь и которая подверглась и подвергается воздействию живых организмов. Эта оболочка включает в себя: 1. живое вещ-во, образованное совокупностью организмов, 2. биогенное вещ-во, к-ое создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть), 3. косное вещ-во, к-ое образуется без участия живых организмов (продукты тектонической деят-ти, метеориты), 4. биокосное вещ-во, представляющее собой совместный рез-тат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

Выводы о том, что биосфера неизбежно превратилась в ноосферу, т.е. сферу, где разум чел-ка будет играть доминирующую роль в развитии системы «человек-природа», получили название з-на ноосферы Вернардского. Ноосфера х-ся следующими признаками: 1. возрастающим кол-вом механически извлекаемого материала литосферы (месторождение полез.ископаем-х), 2. массовым потреблением продукции фотосинтеза прошлых геологических эпох главным образом в энергетических целях, 3. процессы в ноосфере, приводят к рассеиванию энергии Земли, а не к накоплению, 4.создают-ся в массовым кол-ве вещества, к-ые ранее в биосфере отсутствовали, происходит металлизация биосферы, 5. появление новых трансурановых химич. эл-ов (с развитием ядерной экологии), 6. огромное кол-во научно-технических рев-ций.

2) Характеристика биологических методов очистки промышленных сточных вод.

Наиболее универсален для очистки сточных вод от органических загрязнений биологический метод. Он основан на способности микроорганизмов использовать разнообразные вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания в процессе их жизнедеятельности. Задачей биологической очистки является превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления - H₂O, CO₂, NO₃^-, SO₄^2- и др. Процесс биохимического разрушения органических загрязнений в очистных сооружениях происходит под воздействием комплекса бактерий и простейших микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении. Для правильного использования микроорганизмов при биологической очистке необходимо знать физиологию микроорганизмов, т.е. физиологию процесса питания, дыхания, роста и их развития. Биофильтры представляют собой железобетонные или кирпичные резервуары, заполненные фильтрующим материалом, который укладывается на дырчатое днище и орошается сточными водами. Для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, пластмассу и др. Очистка сточных вод в биофильтрах происходит под воздействием микроорганизмов, заселяющих поверхность загрузки и образующих биологическую пленку. При контакте сточной жидкости с этой пленкой микроорганизмы извлекают из воды органические вещества, в результате чего сточная вода очищается. Преимущества биологического метода очистки - возможность удалять из сточных вод разнообразные органические соединения, в том числе ток­сичные, простота конструкции аппаратуры, относительно невысокая эксплуатационная стоимость. К недостаткам следует отнести высокие капи­тальные затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсичное действие на микроорганизмы некоторых орга­нических соединений и необходимость разбавления сточных вод в случае высокой концентрации примесей.

3) Нетрадиционные источники энергии, энергосбережение и проблемы космической экологии. К нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии обычно относят солнечную, ветровую и геотермальную энергию, энергию морских приливов и волн, биомассы (растения, различные виды органических отходов), низкопотенциальную энергию окружающей среды. К НВИЭ также принято относить малые ГЭС, которые отличаются от традиционных - более крупных - ГЭС только масштабом. Указанные источники энергии имеют как положительные, так и отрицательные свойства. К положительным относятся повсеместная распространенность большинства их видов, экологическая чистота. Эксплуатационные затраты по использованию нетрадиционных источников не содержат топливной составляющей, так как энергия этих источников как бы бесплатная.

Отрицательные качества - это малая плотность потока (удельная мощность) и изменчивость во времени большинства НВИЭ. Первое обстоятельство заставляет создавать большие площади энергоустановок, «перехватывающие» поток используемой энергии (приемные поверхности солнечных установок, площадь ветроколеса, протяженные плотины приливных электростанций и т.п.). Это приводит к большой материалоемкости подобных устройств, а, следовательно, к увеличению удельных капиталовложений по сравнению с традиционными энергоустановками.

Больше неприятностей доставляет изменчивость во времени таких источников энергии, как солнечное излучение, ветер, приливы, сток малых рек, тепло окружающей среды.

Билет №17.

1. Основные источники загрязнений окружающей среды (воздушного бассейна), присущие предприятиям радио и телекоммуникации

Воздушный бассейн или атмосфера, наряду с гидросферой и литосферой, является составной частью биосферы, в пределах которой существует жизнь на Земле. Масса атмосферы незначительна - всего лишь одна миллионная доля массы нашей планеты. Однако ее роль в природных процессах биосферы велика. Наличие атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности Земли, защищает его от вредного космического и ультрафиолетового излучения. Циркуляция атмосферного воздуха оказывает влияние на местные климатические условия, а через них на режим рек, почвенно-растительный покров и процессы рельефообразования. Атмосферный воздух представляет собой механическую смесь 13 газов, в том числе кислорода - 20, 95 %, азота - 78, 08%, углекислого газа - 0, 032% и ряда инертных газов (аргон, неон, гелий, криптон и др.). Кроме них, в атмосфере постоянно присутствуют водяной пар, пыль и микроорганизмы, создающие естественное загрязнение воздушной среды. К основным антропогенным источникам загрязнения воздушного бассейна относятся промышленность, транспорт и бытовые котельные. Вклад каждого из этих источников в общее загрязнение атмосферы сильно различается в зависимости от места расположения. Сейчас общепризнано, что весьма сильно загрязняет воздух промышленное производство. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающий непосредственно в воздушный бассейн, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Например, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который, взаимодействуя с парами воды, образует капельки серной кислоты. Подобным образом при химических, фотохимических, физико-химических реакциях. между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы получаются другие вторичные признаки. Одним из видов энергетического загрязнения окружающей среды является электромагнитное поле. Использование электромагнитной энергии в различных областях человеческой деятельности привело к тому, что к существующему природному электрическому и магнитному полям Земли, атмосферному электричеству, радиоизлучению Солнца и галактик добавилось электромагнитное поле искусственного происхождения. Уровень его в ряде случаев значительно превышает уровень природного электромагнитного поля. Являясь биологически активным фактором, электромагнитное поле искусственного происхождения может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду и на человека. Существуют устойчивые тенденции в развитии излучающих электромагнитную энергию технических средств телекоммуникаций, которые заставляют обращать пристальное внимание на решение проблемы электромагнитного загрязнения среды, в частности, на решение вопросов обеспечения их электромагнитной безопасности. Число излучающих средств увеличивается за счет освоения новых частотных диапазонов, расширения сети радиосвязи (в том числе подвижной) и радиовещания, роста числа каналов телевизионного вещания и других служб. Прирост энергетических потенциалов технических средств происходит за счет усиления мощностей передатчиков, повышения эффективности передающих антенн и их " территориальной" концентрации. В то же время использование различных средств телекоммуникаций является мощным средством идеологического воздействия как на население страны в целом, так и отдельного региона. Повышение степени информированности населения за счет увеличения мощностей, количества излучающих средств, освоения новых частотных диапазонов и внедрения новых систем связи неизбежно приводит к возрастанию уровней электромагнитных излучений, т. е. к ухудшению электромагнитной обстановки в окружающей среде. Работа технических средств радиосвязи, радиовещания и телевидения охватывает практически весь радиочастотный диапазон волн. Специфика распространения радиоволн, конструктивного выполнения и размещения антенно-фидерных устройств, а также специфика нормирования электромагнитных полей как фактора, загрязняющего окружающую среду – все это характерно для технических средств телекоммуникаций различных частотных диапазонов и разного функционального назначения. Загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие на человека, флору и фауну и даже на различного рода сооружения, транспортные средства и др. Задымление воздуха ведет к ухудшению микроклимата городов, увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и обусловленному им снижению видимости, освещенности, ультрафиолетовой радиации. Загазованный и запыленный атмосферный воздух, кроме нанесения ущерба здоровью людей, наносит и большой экономический ущерб - ежегодно растут дополнительные затраты на ремонт зданий, восстановление металлических конструкций и изделий и т.п

2. Экологическое состояние земельных ресурсов в РК.

Почвенный покров Казахстана. Республика Казахстан занимает 9-е место в мире по размерам территории (272, 5 млн. га), включающим лесостепные, степные, полупустынные и пустынные зоны. Разнообразие почв Казахстана, обусловлено широтной зональностью, усилением аридности климата с запада на восток, геолого-геоморфологическими особенностями разных частей территории. Земельные ресурсы, которыми располагает РК, при их рациональном использовании и улучшении способны обеспечить производство разнообразной сельскохозяйственной продукции в объемах, удовлетворяющих внутренние и экспортные потребности. Верхнюю, доступную часть литосферы называют недрами. Если почва ­относительно возобновляемая часть литосферы, то недра - невозобновляемая ее часть. Она служит для добычи полезных ископаемых, хранения их, размещения специальных сооружений и в особых случаях захоронения отходов. Потребителями минеральных ресурсов недр являются в первую очередь предприятия, добывающие полезные ископаемые, которые по виду народнохозяйственного использования подразделяют: на энергоносители; рудные; горно-химические; механические неметаллорудные; строительные; гидроминеральные (подземные воды).Из недр Земли ежегодно извлекают до 100 млрд.Т руды, стройма­териалов, топлива (4 млрд. т нефти и газа, 2 млрд. т угля), рассеивают до 92 млн.т минеральных удобрений и 2 млн. Т ядохимикатов. в хозяйственный оборот вовлекается лишь около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых, все остальное уходит в отходы. Под отходами понимают в общем случае непригодные для производства данной продукции виды сырья, неупотребимые остатки вещества и энергии. Отходы при добыче полезных ископаемых могут быть бытовыми (ТБО) и промышленными (ТПрО).Добыча твердых полезных ископаемых (уголь, горючие сланцы, соли, руды, гипс) приводит К разрушению сложившихея веками гидродинамических и геохимических условий, складированию огромных масс горных пород (терриконы, отвалы), содержащих токсичные химические элементы и соединения, образуются кислотные поверхностные водотоки. Сложившаяся в РК ситуация с твердыми отходами представляет реальную угрозу здоровью населения и отражает одну из сторон экологического кризиса, в котором находится наша страна. Главной причиной кризиса является сложившаяся в стране за многие десятилетия нерациональная структура хозяйствования, при которой дефицит энергии и материалов восполнялся наращиванием их производства, с одной стороны, и сформировавшимся в обществе потребительским отношением к природе, с другой стороны, а также большими объемами исторических отходов.Отходы - важнейшие факторы антропогенного загрязнения. В РК эксплуатируется несколько сотен тысяч км газопроводов, несколько десятков тысяч км нефтепроводов, продуктопроводов, на которых ежегодно происходит десятки тысяч аварий. Срок службы трубопроводов в основном более 25 лет, Т.е. после истечения срока они требуют ремонта или вывода из эксплуатации. В стране ежегодно происходит немало разрывов нефте- и газопроводов с выливом миллионов тонн нефти. Экологической необходимостью является обезвреживание и захоронение токсичных промышленных отходов. Но это сложное дело, требующее больших капитальных и эксплуатационных затрат. Обезвреживание и захоронение отходов про изводятся на специальных полигонах, которые предусматриваются при разработке планов и проектов территорий, расположенных вблизи крупных городов. Таблица 4 -Распределение земельных ресурсов Республики Казахстан по категориям землепользователей

Категории землепользователей Площадь S, %

тыс. га

Общая площадь 272490 100

Земли сельскохозяйственного назначения 203124 75

Земли населенных пунктов 17939 7

Земли промышленности, транспорта, связи, 18736 7

обороны и иного назначения

Земли природного, оздоровительного, 842 -

рекреационного, ИСТОРИКО-КУЛЬТУРНОГО

назначения

Земли лесного фонда 10167 4

Земли водного фонда 858 -

Земли запаса 20319 7

3. Характеристика химических методов отчистки сточных вод.

Химическая очистка сточных вед заключается в добавлении к ним таких химических веществ, которые, вступая в реакцию с загрязняющими веществами, способствуют выпадению нерастворенных и частично растворенных веществ. Не­которые нерастворенные вещества переводятся в безвредные растворенные. В особых смесителях происходит смешение реагентов се сточными водами, затем обработанные реагентами загрязнения осаждаются в специальных отстой­никах. Из химических методов очистки широко применяется.окисление ст.очных вод: хлорирование большими дозами хлора, двуокисью хлора и окисление.озо­ном. Для кислых промышленных сточных вод нейтрализационные установки ино­гда заменяют.обработкой известковым молоком.. Химический метод.очистки позволяет уменьшить количество нерастворен­ных загрязняющих веществ сточных вод до 95 % и растворенных до 25 %. Существует электролитический метод очистки сточных вод. Он заключает­ся в пропуске электрического тока через загрязненные воды. Образующиеся ионы электролитов направляются к аноду и катоду. Здесь они разряжаются и образуют новые соединения как между собай, так и с материалом электрода. Если приме­няются электроды из сплавав железа, то образуется гидрат окиси железа, который действует как коагулянт. Электролитический метод очистки осуществляется в специальных сооружениях - электролизерах. Производственные сточные воды от технологических процессов очень часто содержат щелачи и кислоты. В большинстве кислых стоков содержатся растворимые соли тяжелых цветных металлов, которые необходимо выделять из сточных вод. С целью предупреждения коррозии материалов канализационных очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в водоемах, а также осаждения из сточных вод солей тяжелых металлов кислые и щелочные стоки подвергают химической очистке. Химическая очистка может применяться как самостоятельный метод перед подачей производственных сточных вад в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водоемы. Применение такого метода очистки в ряде случаев целесообразна перед биологической или физико-химической очисткой. Основными методами физико-химической.очистки производственныx сточных вод являются нейтрализация и окисление. Кислые и щелочные сточные воды перед сбросом их в промьшленную ка­нализацию или водоемы должны быть нейтрализованы до достижения величины рН, равной 6, 5-8, 5. При нейтрализации сточных вод допускается смешение кис­лых и щелочных стоков для их взаимонейтрализации. Нейтрализация - химическая реакция между кислотой и основанием. Ней­тральными считаются стачные воды, имеющие pH=6, 5-8, 5. Нейтрализации под­вергаются сточные воды с рН< 6, 5 и рН > 8, 5. Большую опасность представляют кислые стоки, которых образуется гораздо больше, чем щелочных. При химической.очист ке применяют слудующие способы нейтрализации:

- взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод;

- нейтрализация реагентами;

- фильтрация через нейтрализующие материалы.

Выбор способа нейтрализации зависит от многих факторов: вида и концентрации кислот загрязняющих промстоки, расхода и режима поступления отработанных вод на нейтрализацию, наличия реагентов, местных условий, в которых происходит очистка и т.д. Режимы сброса сточных вод, содержащих кислоты и щелочи, как правило, различны. Кислые воды обычно сбрасываются в течение суток равномерно и имеют постоянную концентрацию, щелочные воды сбрасываются периодически по мере их накопления. В связи с этим для щелочных ВОД часто устраивают регулирующий резервуар, объем которого определяется суточным поступлением щелочных вод. Из этого резервуара щелочные воды равномерно выпускают в кaмepy реакции, где происходит взаимная нейтрализация. Химический метод очистки применяется как окончательный способ очист­ки сточных вод до их выпуска в водоем или как первый этап, после чего их направляют на биологическую очистку.