Экология және судың ластануы
Жоспар
- Кіріспе
- Ішкі су қоймалардың ластану көздері
- Ағынды суларды тазарту әдістері
- Қорытынды
- Кіріспе
Су — маңызды табиғи ресурс. Ол тіршілік негізін құрайтын зат алмасу процестерінде маңызды роль атқарады. Әсіресе, ауыл шаруашылығы мен өндірістегі маңызы зор. Ал оның адам, жануар және өсімдіктердің тіршілігіндегі ролі жалпыға мәлім. Көптеген тірі ағзалар үшін су мекен ету ортасы болып табылады.
Қалалардың, өнеркәсіптің, ауыл шаруашылығының қарқынды түрде дамуы, егістік алқаптар ауданының артуы, халықтың мәдени-тұрмыстық жағдайының жақсаруы және басқа да көптеген факторлар сумен қамтамасыз ету мәселесін қиындата түсуде.
Суға деген қажеттілік өте зор жэне жыл сайын арта түсуде. Жер шарын сумен қамтамасыз етудің жылдық шығымы 3300-3500 км3 құрайды. Соның ішінде 70% ауыл шаруашылығында қолданылады.
Суды көп пайдаланатын өндірістер: химия жэне целлюлоза-қағаз жасау өнеркәсібі, қара және түсті металлургия. Энергетиканьщ дамуы да суды пайдаланудың күрт артуына әкеледі. Су, әсіресе, мал шаруашылығы саласына, халықтың тұрмыстық қажеттілігіне өте көп шығындалады. Шаруашылық-тұрмыстық қажеттілікке жұмсалған судың көп бөлігі қайтадан өзендер мен тұщы су қоймаларына келеді.
Бүгінгі таңда тұщы су тапшылығы дүниежүзілік проблема болып отыр. Суға деген өндіріс және ауыл шаруашылығы қажеттілігінің артуы барлық елдердің, дүние жүзінің ғалымдарын бұл мәселені шешудің алуан түрлі әдістерін қарастыруға мәжбүр етуде.
Қазіргі уақытта су ресурстарын тиімді пайдаланудың мынадай бағыттары анықталды: тұщы су ресурстарын молайту жэне толық пайдалану, тұщы суды аз пайдаланатын жэне су қоймаларды ластамайтын жаңа технологаялық процестерді табу.
- Ішкі су қоймалардың ластану көздері
Су ресурстарының ластануы деп суқоймаларға сүйық, қатты және газ тәрізді заттардың түсуінен судың физикалық, химиялық және биологиялық қасиеттерінің өзгеруін айтады, яғни бүл суқоймаларды пайдаланатын халык шаруашылығьша, адамдардың денсаулығына және өміріне кауіп төндіруі.
Жер беті мен жер асты суларының ластануын мынадай типтерге бөлуге болады:
механикалық — қүрамында механикалық қоспалардың артуы, негізінен беттік ластану түріне тән;
химиялық — су құрамында улы және улы емес әсері бар органикалық және бейорганикалық заттардың болуы;
бактериялық және биологиялық — су құрамында алуан түрлі патогенді микроорганизмдердің, саңырауқүлақтардың және ұсақ балдырлардың болуы;
радиоактивті — жер беті және жер асты суларында радиоактивті заттардың кездесуі;
жылулық — суқоймаларға жылу және атом электр станцияларынан шығатын жылы сулардың қосылуы.
Суқоймалардың негізгі ластау көздері: өндірістік және тұрмыстық кәсіпорындардан, ірі мал шаруашылық кешендерінен шығатын толық тазартылмаған ағынды сулар, рудалық қазбаларды өңдеу кезіндегі өндіріс қалдықтары, шахталар мен кен орындарынан шығатын сулар, орман материалдарын өңдеу жэне балқыту кезінде шығатын сулар, су және теміржол көліктерінен шығатын сулар, зығырды бірінші реттік өңдеу қалдықтары, пестицидтер және т.б. болып табылады. Ластаушы заттардың табиғи суқоймаларға түсуі судың сапалық қасиеттерінің: физикалық (түсінің, дәмінің жэне т.б. өзгеруі), химиялық қүрамының (су бетінде қалқып жүретін зиянды заттардың пайда болуы жэне олардың су түбінде шөгуі) өзгеруіне әкеліп соғады.
Өндірістен шығатын ағынды сулар негізінен өндіріс қалдықтарымен ластанған. Олардың сандық жэне сапалық құрамы алуан түрлі және қай салаға жататын кәсіпорыннан шығатынына, оның технологиялық процестеріне байланысты; оларды негізінен екі топқа бөледі: бейорганикалық, соның ішінде улы қоспалары да бар және құрамында у бар ағынды сулар.
Бірінші топқа құрамында қышқыл, сілті, ауыр металл иондары және басқалары бар сода, сулфатты, азотты зауыттардан, қорғасын, мырыш, никель және т.б. кен байыту фабрикаларынан шығатын ағынды сулар жатады. Бүл топқа жататын ағынды суларда негізінен судың физикалық қасиеттері өзгереді.
Екінші топқа жататын ағынды суларды мұнай өңдейтін, мұнай химиялық зауыттары, органикалық синтез, коксохимиялық кәсіпорындар және басқалар бөледі. Ағынды сулардың құрамында әр түрлі мұнай өнімдері, аммиак, альдегидтер, шайырлар, фенолдар және басқа да зиянды заттар болады. Бүл топқа жататын ағынды сулардың зиянды әсері негізінен су құрамындағы оттегінің азаюынан биохимиялық қажеттіліктің артуын, соның әсерінен судың органолептикалық көрсеткіштершің төмендеуін тудыратын тотығу процестеріне байланысты.
Қазіргі таңда ішкі су қоймаларды, өзендер мен теңіздерді, Дүниежүзілік мүхитты негізгі ластаушылар мұнай және мұнай өнімдері болып табылады. Олар су қоймаларда әр түрлі ластау түрлерін: су бетінде қалқып түратын еріген немесе эмульсияланған жүқа қабат, су түбіне түнған ауыр фракциялар жэне т.б. түзеді. Соның әсерінен судың иісі, дәмі, түсі, беттік керілуі, тұтқырлығы өзгереді, оттегі мөлшері азаяды, зиянды органикалық заттар пайда болады, су улы қасиетке ие болады және тірі ағзалар мен адам өміріне қауіп төндіреді. Мыс, 12 г мұнай 1 тонна суды пайдалануға жарамсыз етеді.
Өндіріс суларындағы зиянды ластаушылардың бірі фенол болып табылады. Ол мүнай химиялық кәсіпорындарынан шығатын ағынды сулар қүрамында кездеседі. Соның әсерінен су қойманың биологиялық процестері, олардың өздігінен тазару процесі күрт төмендейді, суда карболға тән иіс пайда болады.
Су қоймалардағы ағзалардың тіршілігіне целлюлоза-қағаз өндірісінен шығатын ағынды сулардың зияны өте қауіпті. Ағаш қалдықтарының тотығуы көп мөлшерде оттегін сіңіретіндіктен уылдырықтар, шабақтар, тіпті ересек балықтар жаппай қырылады. Талшықтар және басқа ерімейтін заттар суды ластайды және оның физико-химиялық қасиеттерін нашарлатады. Балықтарға жэне олардың қорегі болып табылатын-омыртқасыздарға балқымалар қолайсыз эсер етеді. Шіріген ағаш қалдықтары мен қабығынан суға әр түрлі илік заттар бөлінеді. Шайыр мен экстрактивті өнімдер ыдырағанда көп мөлшерде оттегін сіңіретіндіктен балықтардың, әсіресе шабақтары мен уылдырықтарының қырылуына әкеп соғады. Сонымен қатар мүндай балқымалар өзендерді өте күшті ластайды, ал жағар май көбінесе су түбіне толық шөгіп балықтарды уылдырық шашатын және қоректенетін орындарынан айырады.
Атом электр станцияларынан шығатын радиоактивті қалдықтар өзендерді ластайды. Радиоактивті қалдықтар планктондық микроорганизмдер мен балықтарға жинақталып қоректену тІзбегі арқылы басқа жануарларға өтеді. Суда тіршілік ететін планктондық ағзалардың радиоактивтілігі олар тіршілік ететін ортасынан мыңдаған есе артық болатындығы дәлелденген.
Радиоактивтілігі жоғары (1 л және одан көп мөлшерде 100 кюри болатын) ағынды сулар жер асты ақпайтын бассейндері мен арнайы резервуарларға жинақталуы қажет.
Халықтың үдайы өсуі, ескі қалалардың үлкеюі және жаңа қалалардың пайда болуы ішкі су қоймаларға қосылатын тұрмыстық ағынды сулардың мөлшерін арттырды. Бұл ағынды сулар өзендер мен көлдердің ауру тудыратын бакиериялармен және гельминттермен ластану көзі бола бастады. Ал түрмыста кең қолданылатын синтетикалык жуғыш заттар одан да көп дәрежеде ластайды. Олар өндірісте жэне ауыл шаруашылығында да кеңінен қолданылады. Ағынды сулармен өзен-көлдерге келетін олардың қүрамындағы химиялық заттар су қоймалардың биологиялық және физикалық режиміне үлкен әсер етеді. Соның нәтижесінде судың оттегімен қанығуы төмендейді, органикалық заттарды минералдайтын бактериялардың қызметі тоқтайды. Әсіресе, суқоймалардың жаңбыр жэне кар суларымен келетін пестицидтер мен минералдық тыңайтқыштармен ластануы зор алаңдаушылық тудырады. Мысалы, өзендер мен көлдерде суспензия түрінде кездесетін инсектицидтер мүнай өнімдерінде еритіндігі зерттеулер нәтижесінде дәлелденген. Бұл әсер су өсімдіктерінің тотықтырғыштық қызметін едәуір мөлшерде төмендетеді. Су қоймаға түскен пестицидтер планктон, бентос, балық ағзасына жиналады да, қоректену тізбегі арқылы адам ағзасына өтеді. Сөйтіп жекелеген органдарға ғана емес, түтастай ағазаға кері эсерін тигізеді.
Мал шаруашылығының қарқынды дамуына байланысты ауыл шаруашылығының осы саласының кәсіпорындары бөлетін ағынды сулары туралы айтпауға болмайды.
Құрамында өсімдік талшықтары, жануар және өсімдік майлары, фекальдық масса, жемістер мен көкөніс қалдықтары, тері мен целлюлоза-қағаз өндірісінің қалдықтары бар, қант жэне сыра қайнату зауыттарынан, ет-сүт кәсіпорындарынан, консерві және кондитер өндірісінен шығатын ағынды сулар су коймалардың органикалық ластану себебі болып табылады.
Ағынды сулардағы заттардың 60% органикалық болып табылады, бұл категорияға коммуналдық-түрмыстық, медико-санитарлық және тері мен жүн жуатын кәсіпорын қалдықтары бар сулардағы биологиялық (бактериялар, вирустар, саңырауқұлақтар, балдырлар) ластаушылар жатады.
Жылу электр станциялары мен басқа өндірістерден шығатын жылытылған ағынды сулар «жылулық ластануды» тудырады, оның нэтижесінде оттегі азаяды, термиялық режим күрт өзгереді, ол су қоймадағы фауна мен флораға кері әсерін тигізеді, сонымен бірге су қоймадағы көк-жасыл балдырлардың жаппай көбеюіне қолайлы жағдай туады, яғни «судың гүлдеуіне» әкеледі. Өзендер металдарды балқытқан уақытта, гидроэнергетикалық құрылыс салғанда, ал навигациялық кезең басталғанда өзен флотының кемелерімен ластанады.
- Ағынды суларды тазарту эдістері
Өзендер мен суқоймаларда судың өздігінен тазару табиғи процесі жүреді. Бірақ ол өте баяу өтеді. Өндірістік-түрмыстық қалдықтар онша көп болмаған кезде өзендер өздігінен тазаратын, ал қазіргі индустрия ғасырында су қоймалардағы қалдықтардың күрт артуына байланысты өздігінен тазару мүмкін емес. Сондықтан ағынды суларды залалсыздандыру, тазарту және кәдеге жарату қажеттілігі туды.
Ағынды суларды тазарту — қүрамындағы зиянды заттарды ыдырату және бөліп алу мақсатында ағынды суларды өңдеу. Ағынды суларды ластанудан тазарту — күрделі процесс. Мүнда да кез келген өндіріс сияқты шикізат (агынды сулар) жэне дайын өнім (тазартылған су) болады.
Ағынды суларды тазарту әдістерін механикалық, химиялық, физико- химиялық және биологиялық деп бөледі, ал барлық әдістерді пайдаланып суды тазартқанда жэне залалсыздандырғанда комбинативтік әдіс деп атапады. Әрбір нақты жағдайда қай әдістің қолданылатыны судың ластану және қоспалардың зияндылық дәрежесімен анықталады.
Механикалық әдістің мәні ағынды су құрамындағы қоспалар түндыру және сүзу арқылы тазартылады. Ірі дисперсті бөлшектер мөлшеріне байланысты торлар, сүзгілер, құм үстағыштар, септиктер, әр түрлі конструкциялы көң аулағыштар, ал су бетін ластаушылар мұнай аулағыштар, бензинмай үстағыштар, түндырғыштар жэне т.б. арқылы тазартылады. Механикалық тазалау түрмыстық ағынды сулардағы ерімейтін қоспалардың 60-75%, ал өндірістік суларда 95% бөліп алуға мүмкіндік береді, оның көпшілігі бағалы қоспа ретінде өндірісте қолданылады.
Химиялық әдіс кезінде ағынды суларға ластағыштармен әрекеттесіп ерімейтін тұнба түзетін әр түрлі химиялық реагенттер қосады. Химиялық әдіс арқылы ерімейтін қоспалар 95%-ға дейін, ал еритін қоспалар 25%-ға дейін азаяды.
Физико-химиялық әдіс арқылы ағынды сулардан үсақ дисперсті және еріген бейорганикалық қоспалар, органикалық және нашар тотығатын заттар ыдыратылады, көбінесе коагуляция, тотығу, сорбция, экстракция және т.б. әдістер жиі қолданылады. Сонымен қатар электролиз әдісі де жиі қолданылады. Ол органикалық заттарды ыдырату, металдарды, кышқылдарды және басқа бейорганикалық заттарды бөліп алуға негізделеді. Электролиттік тазарту арнайы қүрылғыларда-электролизерлерде жүргізіледі. Ағынды суларды электролиз арқылы тазарту әдісін қорғасын және мыс кәсіпорындарында, бояу және басқа да өндіріс салаларында қолданған тиімді.
Сонымен қатар ластанған ағынды суларды ультрадыбыс, озон, ионалмасу шайырлары және жоғары қысым көмегімен де тазартуға болады, сондай-ақ хлорлау да жақсы нәтиже береді.
Қорытынды
Су ресурстарын сарқылудан, ластанудан сақтау және халық шаруашылығының қажеттілігі үшін тиімді пайдалану — шешімін табуды талап ететін маңызды мэселелердің бірі. Су ресурстарын қорғаудың негізгі бағыттарының бірі — өндіріске жаңа технологиялық процестерді енгізу, тазартылған ағынды сулар көп рет қолданылатын технологиялық процестерге негізделген сумен қамтамасыз етудің жабық (ақпайтын) айналымына көшу. Өндірісті сумен қамтамасыз етудің жабық айналымына көшіру жер бетіндегі су қоймаларға құйылатын ағынды суларды жояды жэне жоғалтқан су орнын толтыру үшін таза суларды пайдалануға мүмкіндік береді.
Химия өнеркәсібінде жоғарғы экологиялық эффект беретін аз қалдық шығаратын жэне қалдықсыз технологиялық процестерді кеңінен енгізу көзделуде. Әсіресе, өндірістен шығатын ағынды суларды тазартудың тиімділігін арттыруға көп көңіл бөлінуде.
Өндірістен шығатын ағынды сулардың ластану дәрежесін құрамындағы бағалы қоспаларды бөліп алу арқылы азайтуға болады, бүл мәселені шешудің қиындығы химия өнеркәсіптерінде технологиялықпроцестердің және алынатын өнімдердің сан алуан болуында. Айта кететін жайт, бүл саладағы судың негізгі бөлігі салқындатуға жұмсалады. Сумен салқындатудан ауамен салқындатуға көшу өндірістің эр саласындағы су шығынын 70-90% кеміткен болар еді. Осыған байланысты салқындату үшін судың аз мөлшерін пайдаланатын құрал-жабдықтарды әзірлеу және енгізу маңызды болып табылады,
Ағынды суларды тазартудың тиімділігі жоғары әдістерін, соның ішінде реагенттерді қолданатын физико-химиялық әдісті енгізу су айналымын жақсартады.
Өндірістен шығатын ағынды суларды тазартудың реагенттік әдісін пайдалану биохимиялық тазарту әдісімен салыстырғанда құрамындағы қоспалардың улылығына тәуелді емес. Бұл эдісті биохимиялық әдіспен бірге және өзін жеке кеңінен қолдану белгілі бір дәрежеде өндірістен шығатын ағынды суларды тазартудың көптеген мәселелерін шешуге мүмкіндік береді.
Келешекте ағынды суларды тазартудың мембраналық әдісін енгізу көзделуде.
Барлық дамыған елдерде су ресурстарын ластанудан және сарқылудан қорғау бойынша кешенді іс-шараларды іске асыруға үлттық табысқа шаққанда 2-4% құрайтын қаржы бөлінеді, АҚШ-пен салыстырғандағы шығьш (%-пен): атмосфераны қорғау -35,2%, су қоймаларды қорғау — 48,0% , қатты қалдықтарды жою — 15,0%, шуды төмендету — 0,7%, басқалары — 1,1%. Мысалдан көрініп түрғандай шығынның көп бөлігі — су қоймаларды қорғауға бөлінеді. Коагулянттар мен флокулянттар алуға бөлінетін шығын алуан түрлі өндіріс салаларынан шығатын қалдықтарды кеңінен пайдалану, сонымен бірге ағынды суларды тазарту кезінде түзілген түнбаларды, әсіресе көп мөлшерде түзілген активті лайды флокулянт, дәлірек айтқанда биофлокулянт ретінде пайдалану есебінен азаяды.
Сондықтан, су ресурстарын қорғау және тиімді пайдалану — табиғатты қорғаудың кешенді әлемдік проблемалардың бір бөлігі болып табылады.
