Защита гидросферы.

Гидросфера - водная оболочка Земли, занимающая более 70% поверхности земного шара. Масса гидросферы: 1,4*10¹⁸ тонн. Количество пресных вод 2,5% от общего запаса воды на Земле.

Роль гидросферы: среда обитания многих живых организмов, среда, в которой происходят процессы связанные с поддержанием газового баланса планеты. Роль воды в жизни человека – водопользование. использование водоемов в качестве источника продуктов питания, транспортных __________(?), зон отдыха. Водопотребление связанно с забором воды из водотока и безвозвратной потерей ее или возвращения в виде загрязненных вод. Ежегодно водозабор по Р.Ф. составляет 60 км³ из них 80% из поверхностных водоемов, 13% из подземных источников, 6-7% морской воды. Р.Ф. богата запасами перстной воды. Озера составляют - 20 млн. гектар. Водохранилища - 5,5 млн. гектар. Речной сток - 530 000 км². 90% речных стоков направлены в северный ледовитый и тихий океан, а 6% в азовские и каспийские моря.

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА ГИДРОСФЕРЫ:

Органические: нефть, фенолы, жиры и масла, СПАВ. В мировой океан поступает от 5 до 10 млн т. нефти. 1 капля нефти загрязняет поверхность = 20м².

Неорганические: нитраты и нитриты, фосфаты, хлориды, сульфаты. Многие из них являются биогенными веществами и вызывают эфтрофикацию. Эфтрофикация – это процесс повышения биологической продуктивности водоемов в следствии увеличения содержания в нем биогенных веществ. Последствия эфтрофикации: размножение водорослей, гибель икры, мальков.

Металлы: железо, магний, алюминий, свинец, ртуть, медь. Нарушают процессы клеточного метаболизма.

Классификация сточных вод:

I. По происхождению: промышленные, коммунально-бытовые, атмосферные.

II. По фазовому состоянию:

1) гетерогенные (неоднородные системы)

а) суспензии и эмульсии, микроорганизмы и планктон, обуславливающие мутность воды.

б) коллоидные растворы – это высоко молекулярные соединения растворенные в воде, обуславливающие окисляемость и цветность воды.

2) гомогенные (однородные системы)

а) молекулярные растворы – это газы и низко молекулярные органические вещества растворимые в воде и обуславливающие запахи и привкусы.

б) ионные растворы – это соли, кислоты и основания растворенные в воде и обуславливающие жесткость, кислотность и щелочность.

Основные показатели качества воды: Подразделяются на физические, химические, органические.

1. рН=-lg [H⁺]; [H⁺]=г-экв/л*0,01=10^-2

рН в нейтральной среде=7

в кислой‹7

в щелочной›7

2. Жесткость

Очень мягкая: менее 1,5 мг-экв/л

Мягкая 1,5-3 мг-экв/л

Умеренно жесткая: 3-6 мг-экв/л

Жесткая: 6-9 мг-экв/л

Очень жесткая: 9 мг-экв/л

3. Температура.

4. Сухой остаток [мг/л] – масса солей вещества остающихся после выпаривания воды.

5. ХПК. Химическая потребность в кислороде [мгO₂/л]- количество кислорода эквивалентно количеству окислителя необходимого для окисления всех восстановителей содержащихся в воде.

6. Мутность [мг/л] определяется путем сравнения испытуемой воды со стандартными суспензиями.

7. Прозрачность [см] определяется высотой столба воды, через который должен просматриваться геометрический рисунок – крест и 4 круга. Для питьевой воды прозрачность должна быть 300см.

8. Цветность определяется путем сравнения воды с окрашенными растворами колориметрической шкалы.

9. Концентрация примесей [мг/л] сравнивают с ПДК.

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД:

I. Механические методы. 1) Отстаивание – очистка сточных вод от взвешенных частиц (песка) Осуществляется под действием гравитационных сил в специальных агрегатах различных конструкций.

2) Механическое осаждение. Метод очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных частиц, осуществляется под действием центробежных сил в специальных центрифугах.

3) Фильтрование от частиц, нефти с помощью зернистых фильтров или микрофильтров. В зернистых фильтрах в качестве фильтрующих материалов используется: кварцевый песок, дробленый шлак, керамика, галька. Микрофильтры изготовляют из вспененных материалов и используют для очистки воды от нефтепродуктов.

II. Химические методы. 1)Нейтрализация - процесс удаления кислотно-щелочных свойств из сточных вод, осуществляют до рН=7. Кислотные сточные воды нейтрализуют 10% раствором щелочи. Фильтрование через карбонатные фильтры, известняк, мел, мраморная крошка, и т.д.

2) Химическое осаждение – удаление из воды растворенных примесей путем добавления реагентов вступающих с примесями в химическую реакцию с образованием нерастворимых соединений, образуются осадки, их удаляют механическим методом.

Zn²⁺+Ca(OH) ₂ → Zn(OH) ₂↓+Ca²⁺

Al³⁺+3KOH → Al(OH) ₃↓+3K⁺

3) Окислительно-восстановительные реакции используются для превращения в менее токсичные или безвредные вещества.

CrO₃⁶⁺ +FeSO₄+H₂SO₄ → Cr₂³⁺(SO₄)₃+Fe₂³⁺(SO₄)₃+H₂O

III. Физико-химические методы. Адсорбция – процесс поглощения жидкости или газа твердыми адсорбентами осуществляемый на границе раздела фаз с помощью межмолекулярного взаимодействия. Для очистки сточных вод в качестве в качестве адсорбента, как правило, используют активированный уголь. Адсорбцию используют для очистки воды от фенолов, масел, нефтепродуктов.

IV. Метод ионного обмена. Это очистка воды от ионов, с помощью синтетических ионитов. Иониты представляют собой полимерную матрицу, содержащую ионогенные группировки, имеющие по своей структуре подвижные анионы или катионы. При пропускании воды через анионит, происходит обмен анионами между анионитом и водой.

/СХЕМА/

При пропускании воды через катионы происходит обмен катионов между катионитом и водой.

/СХЕМА/