22. Экологический мониторинг

Под экологическим мониторингом (от лат. «монитор» — напоминающий, надзирающий) понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды.

Мониторинг является важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель мониторинга — наблюдение за состоянием окружающей среды и уровнем ее загрязнения. Не менее важно своевременно оценить и последствия антропогенного воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека, а также эффективность природоохранных мероприятий. Но мониторинг — это не только слежение и оценка фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей среды. Одним из главных принципов мониторинга является непрерывность слежения. Экологический мониторинг является начальным этапом системы обеспечения экологической безопасности.

Различают три уровня территориального охвата:

1. локальный (биоэкологический, санитарно – гигиенический). Объекты – а) приземной слой воздуха (характеризуется ПДК), б) поверхностные и грунтовые воды, пром и бытовые стоки, различные выбросы (физ и био раздражители – шумы, аллергены) в) радиоактивные излучения (предельная степень радиоизлучения)

2. региональный (геосистемный, природно - хозяйственный) а) исчезающие виды жив и раст (состояние популяций) б) природные экосис (их структура и нарушения) в) агроэкосис (урожайность) г) лесные экосистемы (продуктивность насаждений)

3. глобальный, фоновый, биосферный (включает в себя наблюдение за окружающей средой из космоса – космический мониторинг) а) атмосфера (радиационный баланс, тепловой перегрев, состав и запыление) в) гидросфера (загрязнение водоемов, круговорот воды на континентах) г) растительные и почвенные покровы, животное население (глобальные характеристики состояний, круговороты и баланс СО^2, О^2)

Ведутся постоянные наблюдения за присутствием следующих веществ в атмосферном воздухе: оксидов С,N,S взвешенных веществ, углеводородов, радио нуклидов, бензапирена; в поверхностных водах: нефтепродукты, фенолов, соединений P и N, тяжелых Ме, пистецидов, минеральных солей, pH; в биоте: тяжелых Ме, пестицидов. Также приводится мониторинг воздействия в редки физических факторов, таких как радиация, шум, электромагнитные поля, излучение.

23. Очистка сточных вод.

Очистка сточных вод - разрушение или удаление из них определенных веществ. Обеззараживание сточных вод - удаление из них патогенных микроорганизмов.

Важнейшая, наиболее сложная проблема - это защита поверхностных вод от загрязнения. Предусматриваются следующие экозащитные мероприятия: 1. Развитие безотходных и безводных технологий. Внедрение систем оборотного водоснабжения. 2. Очистка сточных вод.

3. Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты. 4. Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод - это неочищенные сточные воды. Наиболее общепринятыми методами являются: механический, физико-химический, химический и биологический методы. В зависимости от степени вредности и характера загрязнений очистка сточных вод может производиться каким-либо одним способом или комплексом методов (комбинированный способ). В процессе очистки предусматривают обработку осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоем.

При механической очистке из производственных сточных вод путем отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей (песок, глинистые частицы, окалина) производственных стоков. Для этих целей применяют решетки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры), задерживаются нефте и масло ловушками, либо выжигаются. Химические и физико-химические методы очистки наиболее эффективны для очистки производственных сточных вод. К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. Для нейтрализации кислот и щелочей, в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак). Для окисления используют различные окислители(O₃, KMnO₄). При физико-химической очистке используются: 1. Коагуляция - введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и т.д.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются. 2. Сорбция - способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнения. Методом сорбции возможно извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующее их утилизация. 3. Флотация - пропуск через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно активные вещества - ПАВ (нефть, масла, другие загрязнения) и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой. Для очистки коммунально-бытовых промышленных стоков целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий широко используют биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использующих для своего развития органические и некоторые неорганические соединения содержащиеся в сточных водах (серо - водород, аммиак, нитриты, сульфиды). Очистку ведут с помощью естественных (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды) и искусственных методов (аэротенки, метантенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

После осветления сточных вод образуется осадок, который сбраживают в железобетонных резервуарах (метантенках), затем удаляют на иловые площадки для подсушивания. Подсушенный осадок обычно используется как удобрение, но в последние годы в сточных водах стали обнаруживаться многие вредные вещества (в частности - тяжелые металлы), что исключает такой способ утилизации осадков.

Осветлённая сточных вод очищается в аэротенках - специальных закрытых резервуарах, по которым медленно пропускают стоки обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесень, дрожжи, водные грибы), а также твердого субстрата. Важно правильно подбирать температуру, pH (водородный показатель), добавки, условия перемешивания, окислитель (кислород), чтобы в максимальной степени способствовать интенсификации гидробиоценоза, составляющего активный ил. После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора или других окислителей. При этом способе уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы.

1908г, Санкт-Петербург, первое хлорирование воды.

В системах очистки сточных вод биологический метод является завершающим и после его применения сточные воды можно использовать в оборотном водоснабжении, либо сбрасывать в поверхностные водоемы.

В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы, способствующие экологизации процесса очистки сточных вод.

1. Электрохимические методы основанные на процессах анодного окисления и катодного восстановления: электрокоагуляции и электро-флотации.

2. Мембранные процессы очистки. Ультра фильтры, электродиализ.

3. Магнитная обработка. Позволяет улучшить флотацию взвешенных веществ.

4. Радиационная очистка воды, позволяет в кратчайшие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению.

5. Озонирование: в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы.

6. Внедрение новых селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования.

7. Закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты

Значительную роль в заражении водных объектов играют пестициды и удобрения, которые сливаются с поверхностными стоками с сельхоз угодий. Для предотвращения попадания загрязняющих стоков в водоемы необходимо:

-соблюдение норм введения удобрения и ядохимикатов.

-Включить очаговую или ленточную обработки пестицидами вместо сплошной.

-Внесение удобрений в виде гранул и по возможности с полевой водой.

-Замена ядохимикатов биологическими способами защиты растений.

Очень сложна утилизация животноводческих стоков губительно действующих на водные экосистемы. В настоящее время, наиболее экономичной предусмотрена технология, при которой вредные стоки разделяют с помощью центрифугирования на твердую и жидкую фракции, при этом твердая часть превращается в компост и ее вывозят на поле. Жидкая часть (т.н. жижа) концентрацией до 18% проходит через реактор и перерабатывается в гумус. При разложении органики выделяются метан, CO2,H2S. Энергию этого биогаза используют для производства тепла и энергии.

24. Классификация загрязнений окружающей среды Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного средне - многолетнего уровня этих агентов в среде. Непосредственными объектами загрязнения являются: атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения (жертвами) являются растения, животные, микроорганизмы, человек. Источники загрязнения:

1. Промышленность (предприятия):

- черная/цветная металлургия;

- машиностроение;

- химическая промышленность;

- стройиндустрия.

2. Тепло-энергетический комплекс.

3. Бытовые и промышленные отходы.

4. Сельское хозяйство.

5. Ядохимикаты.

6. Автотранспорт.

Загрязнения подразделяют на:

1. Природные. Вызванные какими-то естественными, обычно, катастрофическими причинами.

2. Антропогенные. Возникают в результате деятельности людей.

Антропогенные загрязнения:1. Биологическое: случайное или благодаря деятельности человека.2. Механическое: засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий.

3. Химическое:изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается средне - многолетнее колебание количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода времени или проникновения в среду веществ, нормально отсутствующих в ней, или в концентрациях превышающих норму.