Забруднення вод в Україні

Досить шкідливим забруднювачем промислових вод є фенол. Він міститься в стічних водах багатьох нафтохімічних підприємств. При цьому різко знижуються біологічні процеси водойм, процес їх самоочищення, вода набуває специфічний запах карболки.

На життя біоти водойм згубно впливають стічні води целюлозно-паперової промисловості. Волокна й інші нерозчинні речовини засмічують воду і погіршують її фізико-хімічні властивості.

Побутові стоки стали джерелом забруднення рік  і озер хвороботворними бактеріями і гельмінтами.

У ще більшому ступені забруднюють водойми миючі синтетичні засоби, широко використовувані в побуті. Вони знаходять широке  застосування також у промисловості і сільському господарстві.

Хімічні речовини, що містяться в них, надходячи зі стічними водами в ріки й озера, значно впливають на біологічний і фізичний режим водойм. У результаті знижується здатність вод до насичення киснем, паралізується діяльність бактерій, мінералізуючих органічні речовини.

Викликає серйозне занепокоєння забруднення водойм пестицидами і мінеральними добривами, що попадають з полів разом з дощовою і талою водою.

За токсичністю і ступенем забруднення водойм пестициди поділяються на дві основні групи: хімічно стійкі сполуки, але такі, що не мають високої токсичності, та хімічно нестійкі сполуки, які мають високу токсичність.

Через різницю у хімічному складі окремі групи пестицидів мають різні міграційні й токсичні властивості.

У зв'язку з інтенсифікацією тваринництва усе більш дають про себе знати стоки підприємств даної галузі сільського господарства. Стічні води, що містять рослинні волокна, тваринні і рослинні жири, фекальну масу, залишки плодів і овочів, відходи шкіряної і целюлозно-паперової промисловості, цукрових і пивоварних заводів, підприємств м'ясомолочної, консервної і кондитерської промисловості, є причиною органічних забруднень водойм.

Одним з найважливіших компонентів водного середовища, що визначає його екологічну якість, є наявність у воді органічних забруднень.

Органічні речовини надходять у водні об'єкти з атмосферними опадами, з поверхневим стоком, що формується на великих площах суходолу, з боліт, торф'яників, зрошувальних земель, промислових та комунально-побутових підприємств. Усі ці стоки привносять значну кількість різноманітних за своєю структурою і хімічним складом органічних речовин. У стічних водах близько 60% речовин органічного походження, до цієї ж категорії органічних забруднень відносяться біологічні (бактерії, віруси, гриби, водорості).

За походженням органічні речовини поділяються на алохтонні, які надходять з площі водозбору, та автохтонні, що утворюються в самій водній екосистемі. Найбільшу масу органічної речовини створюють фітопланктон і макрофіти в процесі фотосинтезу.

Вміст біогенних речовин у водних екосистемах може збільшуватись внаслідок автохтонних процесів (природна евтрофікація) — розкладу органічних речовин, азотфіксації та переходу у воду біогенних елементів, захоронених у донних відкладеннях — і внаслідок надходження біогенних речовин ззовні, з алохтонних джерел (антропогенна евтрофікація) — вимивання з полів, надходження стічних вод тваринницьких комплексів, комунально-побутових та промислових стічних вод, які несуть з собою значну кількість азоту і фосфору. Причиною прискореної евтрофікації може стати зарегулювання річкового стоку, коли велика кількість біогенних елементів вимивається з затоплених ґрунтів [1].

Особливу небезпеку для всього живого становлять радіоактивні домішки, що потрапляють у водойми завдяки викидам АЕС (особливо під час аварій), з частками золи від працюючих ТЕС тощо.

Перехід радіонуклідів із пород в воду відбувається в результаті розчинення нестійких мінералів, вилуджування (перехід елемента із мінералу в розчин без порушення цілісності кристалічної решітки. Внаслідок цього відбувається порушення радіоактивної рівноваги в рядах урану і торію. Таким чином в водах, на відміну від гірських порід і ґрунтів, співвідношення між різними радіонуклідами і ізотопами одного елемента можуть відрізнятися від рівноважних в десятки і сотні разів.

Рівень вмісту радіонуклідів і хімічний стан природних вод повністю підпорядковується явищам кліматичної зональності. змінюючись від гідрокарбонатно-кальцієвих з мінералізацією 0,1-0,2 г/л в північних широтах, де опади переважають над випаровуванням, до сульфатно-хлоридно-натрієво-кальцієвих з мінералізацією 2-5 г/л в засушливих районах , де випаровування переважає над опадами.

Середній вміст урану-238 в річних водах змінюється від 10-3 Бк/л в північних районах до 0,6 в південних районах, досягаючи в окремих випадках значення 100-500 Бк/л в водах засушливих озер, артезіанських свердловин, мінеральних джерел. Об’ємна активність радія-226 в середньому варіює від 4*10-3 до 0,185 Бк/л, досягаючи значення 0,37-2,7 Бк/л (підземні води) і  до декількох тисяч – мінеральні свердловини.

Природна радіоактивність води обумовлена присутністю радону-220,  радону-222, радію-226, 228, 224, урану-234, 238, калія-40, полонія-210, свинця-210. Техногенна радіоактивність води пов’язана з присутністю стронція-90, і цезія-137 в поверхневих водах, рідше – в ґрунтових.

В таблиці 1.1.1 представлені найбільш вірогідні значення активності радіонуклідів в водах різних водойм.

Таблиця 1.1.1 – Активність радіонуклідів в водоймах

Аналіз цих даних показує, що говорити про які-небудь конкретні фонові значення важко, так як діапазон варіацій природного вмісту одного радіонукліда навіть у водах одного типу в межах єдиної кліматичної зони може сягати одного порядку, а в різних кліматичних поясах  - двох-трьох порядків і вище [6].

За нормальних умов експлуатації на атомних електростанціях здійснюються заходи, які забезпечують досить ефективне утримування радіонуклідів у технологічних системах. Надходження радіонуклідів у природне середовище зводиться до рівня, припустимого досить жорсткими діючими нормативами. Незважаючи на те, що радіоактивні викиди і скиди АЕС порівняно мало змінюють природний радіаційний фон, проблема накопичення штучних радіонуклідів у біосфері є дуже важливою.

У складі викидів та скидів АЕС містяться продукти поділу ядерного палива. До їх числа входять інертні радіоактивні гази (ізотопи криптону, ксенону та ін.), зH, 14С, 90Sr, 131I, 134Cs,137Cs тощо. У складі забруднень значну питому вагу становлять продукти корозії матеріалів активної зони реакторів: 51Cr, 54Mn, 55Fe, 65Zn тощо.

При експлуатації АЕС, оснащених реакторами РБМК, особливу екологічну небезпеку спричиняють 90Sr та 137Cs. У АЕС з реакторами ВВЕР основним забруднювачем є тритій 3H. Тому вміст 3H у водоймах, що зазнають впливу АЕС з реакторами ВВЕР, є одним з найважливіших показників радіоекологічної ситуації. У таких водоймах активність 3H у воді коливається від кількох до 103 Бк/дм3 і більше.

Теплове забруднення водойм є особливим видом забруднення гідросфери. Нагріті стічні води теплових ЕС і інших виробництв заподіюють "теплове забруднення", що загрожує досить серйозними наслідками: у нагрітій воді менше кисню, різко змінюється термічний режим, що негативно впливає на флору і фауну водойм, при цьому виникають доброчинні умови для масового розвитку у водоймищах синьо-зелених водоростей - так званого "цвітіння води". Забруднюються ріки і під час сплаву, при гідроенергетичному будівництві, а з початком навігаційного періоду збільшується забруднення судами річкового флоту.

Несприятливий стан вод Світового океану і проблеми його захисту турбують усе світове співтовариство. Тому ООН розробила кілька важливих угод, підписаних більшістю країн, які регулюють видобуток корисних копалин з морських родовищ, судноплавство та вилов риби. До цих угод належить і «Хартія морів», підписана більшістю країн у 1982 р. За станом вод Світового океану стежить міжнародна служба моніторингу [1].

1.2 Методи очистки стічних вод

Нормування  якості  води в  нашій  країні здійснюється за відповідними правилами й нормативними актами. У прийнятому Верховною Радою   України   Законі  про   охорону навколишнього природного середовища є спеціальний розділ щодо охорони водного середовища. В ньому викладено вимоги до складу й властивостей води для різних потреб народного господарства, підкреслюються принципи обов'язковості захисту всіх  водокористувачів і водоспоживачів. Окремо  наголошується  на  забороні  скидання  у  водойми стічних вод [7].

У ріках і інших водоймах відбувається природний процес самоочищення води. Однак  він протікає повільно. Поки промислово-побутові скидання були невеликі, ріки самі справлялися з ними. У наше індустріальне століття в зв'язку з різким збільшенням відходів, водойми вже не справляються з настільки значним забрудненням. Виникла необхідність знешкоджувати, очищати стічні води й утилізувати їх.

Очищення стічних вод - обробка стічних вод з метою руйнування чи видалення  з них шкідливих речовин. Звільнення стічних вод від забруднення- складне виробництво. У ньому, як і в будь-якому іншому виробництві мається сировина (стічні води) і готова продукція (очищена вода).

Методи очищення стічних вод можна розділити на механічні, хімічні, фізико-хімічні і біологічні, коли ж вони застосовуються разом, то метод очищення і знешкодження стічних вод називається комбінованим. Застосування того чи іншого методу в кожному конкретному випадку визначається характером забруднення і ступенем шкідливості домішок.

Сутність механічного методу полягає в тому, що зі стічних вод шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсні частки, в залежності від розмірів, уловлюються ґратами, ситами, пісколовками, септиками, а поверхневі забруднення - нафтоловушками, бензомаслоуловлювачами, відстійниками й ін. Механічне очищення дозволяє виділяти з побутових стічних вод до 60-75% нерозчинних домішок, а з промислових до 95%, багато з яких як цінні домішки, використовуються у виробництві.

Хімічний метод полягає в тому, що в стічні води додають різні хімічні реагенти, що вступають у реакцію з забруднювачами й осаджують їх у виді нерозчинних осадів. Хімічним очищенням досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних до 25%.

При фізико-хімічному методі обробки зі стічних вод видаляються тонко дисперсні розчинені неорганічні домішки і руйнуються органічні речовини, що погано окисляються, найчастіше з фізико-хімічних методів застосовується коагуляція, окислювання, сорбція, екстракція і т.д.

Широке застосування знаходить також електроліз. Він полягає в руйнуванні органічних речовин у стічних водах і витягу металів, кислот і інших неорганічних речовин. Електролітичне очищення здійснюється в спеціальних спорудженнях - електролізерах. Очищення стічних вод за допомогою електролізу ефективне на свинцевих і мідних підприємствах, у лакофарбовій і деяких інших областях промисловості.

Забруднені стічні води очищають також за допомогою ультразвуку, озону, іонообмінних смол і високого тиску, добре зарекомендувало себе очищення шляхом хлорування [8].