Проблемы рационального использования и охраны водных ресурсов в городах

Министерство  образования и науки Республики Казахстан

Международная Образовательная Корпорация

Казахская Головная Архитектурно-Строительная академия

 

ФА

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине: градостроительная экология

На тему: "Проблемы рационального использования и охраны

 водных  ресурсов в городах"

 

 

 

 

 

 

Выполнил  студент группы АРХ 09-07 Головко А.П.

Проверил  ассист. проф. Койшанбаев Н.М.

 

 

 

 

 

 

Алматы 2012

Содержание

1) Введение

2) Источники загрязнения гидросферы

3) Загрязнения водного бассейна в городах

4) Деятельность по защите и сохранению водных ресурсов

5) Выводы

6) Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

"Вода у тебя нет ни вкуса,  ни цвета, ни запаха, тебя невозможно  описать, тобой наслаждаются, не  ведая что ты такое. Нельзя  сказать, что ты необходима  для жизни: ты – сама жизнь”

Антуан де Сент-Экзюпери

Человек не может жить без воды. Его тело – на 70%, кровь – на 90%, мышцы – на 75% состоят из воды. В общей массе взрослого животного  содержится 45-70% воды, у эмбрионов  человека 97%. Без пищи человек может  прожить 2-3 месяца, а без воды погибает через неделю. С водой в организм человека поступают минеральные вещества, вода обеспечивает движение всех материальных и энергетических потоков в теле человека, и даже температура тела регулируется при помощи воды.

Сложные реакции в животных организмах и растениях могут протекать  только при наличии воды. Потеря 10-12% воды тяжело сказывается на состоянии  организма, проявляется слабость, жажда, дрожь; потеря 20-25% воды – может привести к смерти. Недостаточное количество воды в организме человека приводит к нарушению вывода продуктов  обмена пищеварения, кровь обедняется водой, человека лихорадит. Доброкачественная  вода – важный фактор жизни человека, животных и их здоровья.

Практически все водные источники  сегодня загрязнены. В результате безразличия к катастрофическим последствиям сливания химических и  токсичных отходов производства в реки и озера многие источники  питьевой воды оказались отравленными. Вода содержит более 13 тысяч токсичных  элементов. У людей нет природных  механизмов обезвреживания такого количества экзотоксинов. Поэтому употребление грязной воды вызывает множество  заболеваний. По данным ВОЗ 80% всех заболеваний  передаются через воду или вызвано  ее недостатком. Ежегодно 25 миллионов  человек умирает от этих заболеваний.

В настоящее время изучение водных ресурсов Земли в связи с непрерывным  увеличением их потребления показало, что в ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Причины истощения кроются  не только в неравномерном распределении  ресурсов на поверхности земли, но и  в том, что вода, после ее использования, загрязняется и не подвергается эффективной  очистке. Вода, покрывающая 70% поверхности  земного шара, в наши дни становится одним из самых дефицитных минералов.

В своей работе я рассмотрю основные источники загрязнения водных ресурсов и пути улучшения экологического состояния гидросферы.

 

 

 

 

Источники загрязнения гидросферы

 

Нефть и  нефтепродукты

Нефть представляет собой вязкую маслянистую  жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно  из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти -углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

1.Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

2.Циклопарафины. (30 - 60% от общего состава) насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

3.Ароматические углеводороды. (20 - 40% от общего состава) -ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полициклические (перен.).

4.Олефины (алкены). - (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими  веществами в Мировом океане. К  началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 16 млн. т. нефти, что  составляло 0, 23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных  и балластных вод, - все это обуславливает  присутствие постоянных полей загрязнения  на трассах морских путей. В период за 1962-79 годы в результате аварий в  морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. За последние 30 лет, начиная  с 1964 года, пробурено около 2000 скважин  в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают  в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми  стоками. Объем загрязнений из этого  источника составляет 2,0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0, 5 млн. т. нефти. Попадая в  морскую среду, нефть сначала  растекается в виде пленки, образуя  слои различной мощности.

Нефтяная пленка изменяет состав спектра  и интенсивность проникновения  в воду света. Пропускание света  тонкими пленками сырой нефти  составляет 11-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает  инфракрасное излучение. Смешиваясь с  водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в липцу из-за неприятного запаха и вкуса.

Все компоненты нефти токсичны для  морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских  животных. При нефтяном загрязнении  изменяется соотношение видов и  уменьшается их разнообразие. Так, обильно  развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса стих микроорганизмов ядовита для  многих морских обитателей. Доказано, что очень опасно длительное хроническое  воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно падает первичная  биологическая продуктивность моря. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые  металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют  его. Ароматическая фракция нефти  содержит вещества мутагенной и канцерогенной  природы, например бензпирен. Сейчас получены многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной морской среды. Бензпирен активно циркулирует по морским пищевым цепочкам и попадает в пищу людей.

Наибольшие количества нефти сосредоточены  в тонком приповерхностном слое морской  воды, играющем особенно важную роль для  различных сторон жизни океана. В  нем сосредоточено множество  организмов, этот слой играет роль "детского сада" для многих популяций. Поверхностные  нефтяные пленки нарушают газообмен  между атмосферой и океаном. Претерпевают изменения процессы растворения  и выделения кислорода, углекислого  газа, теплообмена, меняется отражательная  способность морской воды.

Боль всего страдают от нефти  птицы, особенно когда загрязняются прибрежные воды. Нефть склеивает  оперение, оно утрачивает теплоизолирующие свойства, и, кроме того, птица, выпачканная  в нефти, не может плавать. Птицы  замерзают и тонут. Даже чистка перьев растворителями не позволяет спасти всех пострадавших.

За данными ЮНЕСКО в воды планеты  ежегодно выбрасывается около 22млн. тонн нефтепродуктов. При попадании  нефти в реки и водоемы, в них  от удушья гибнет все живое. Поэтому  для случаев аварийных выброс нефти в водоемы необходимо иметь  эффективные способы ее обезвреживания и удаления.

 

 

 

Пестициды

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для  борьбы с вредителями и болезнями  растений. Пестициды делятся на следующие группы:

1) инсектициды для борьбы с  вредными насекомыми;

2) фунгициды и бактерициды - для  борьбы с бактериальными болезнями растений,

3) гербициды против сорных растений.

Установлено, что пестициды, уничтожая  вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве  давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к  биологическим (экологически чистым) методам  борьбы с вредителями. В настоящее  время более 5 млн. т. пестицидов поступает  на мировой рынок. Около 1, 5 млн. т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем  эоловым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются  представители инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды  делятся на три основных группы: хлорорганические, фосфорорганические и карбонаты.

 Хлорорганические инсектициды  получают путем хлорирования  ароматических и жидких гетероциклических  углеводородов. К ним относятся  ДДТ и его производные, в  молекулах которых устойчивость  алифатических и ароматических  групп в совместном присутствии  возрастает, всевозможные хлорированные  производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы -производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1, 2 млн. т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания, твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах земного шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0, 03 -1, 2 кг, /л.

Пестециды легко растворимы в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Будучи ксенобиотиками, т.е. веществами полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих "потребителей" и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем они остротоксичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность.

 

 

Синтетические поверхностно-активные вещества

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное  натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ, попадают в материковые воды и морскую  среду. СМС содержат полифосфаты  натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы, СПАВ, делятся на анионактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ, являются анионактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие, СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве, СПАВ, применяется в составе пестицидов.

Стиральные порошки на фосфатной  основе отрицательно влияют не только непосредственно на здоровье человека, но и наносят огромный ущерб окружающей среде.

Фосфат натрия имеет способность  проходить через самые современные  очистительные сооружения и попадать в открытые водоемы. Оседая на дно, он становится удобрением для сине-зеленых  водорослей, которые начинают активно  размножаться и вода начинает цвести. Всего 1 грамм фосфата натрия стимулирует  образование 5-10 кг водорослей, а по данным журнала “Бизнес” в 2006 году в Украине было продано 180-220 тонн стиральных порошков, тоесть по минимальным подлетам в воду попало 27 тонн триполифосфата натрия.

Сине-зеленые водоросли безобидны  лишь на первый взгляд. Активное размножение  сине-зеленых приводит к ухудшению  вкусовых качеств воды и возникновению  неприятного запаха. Повышение критической  массы водорослей активизируют процессы саморазложения которые приводят к  использованию кислорода содержащегося  у воде и выделению место этого  в воду метану, сероводорода, аммиака  м других токсичных веществ. В  результате гибнут не только рыбы, известны случаи массового отравления домашних животных, которые пили воду из водоемов, где наблюдалось цветение сине-зеленых  водорослей.

Особую опасность для людей  может представлять момент начального этапа разложения биомассы сине-зеленых  водорослей, когда клетки микроорганизмов  не утратили в своем большинстве  способности продуцированию альбо-токсинов, и азотосодержащие компоненты, отмерших клеток, начинают разлагаться, выделяя токсичные продукты распада.