Экологическое загрязнение гидросферы. Лабораторная работа №2

1.

ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА
№2

2.

Экологическое
загрязнение
гидросферы

3.

Загрязнение гидросферы
Загрязнение воды - это изменения химического и физического
состояния или биологических характеристик воды, ограничивающие
дальнейшее ее употребление.
Загрязняющие вещества со временем
либо изменяются в водной среде,
либо остаются в ней неизменными.
Растет загрязнение мирового океана.
Наиболее загрязнены внутренние моря:
Средиземное, Северное, Балтийское,
Внутреннее Японское, Яванское, а также
Бискайский, Персидский и Мексиканский
заливы.
3

4.

Классификация природных вод по целевому назначению
Степень загрязненности природных водных ресурсов во многом также зависит и от
того, в каких целях используется вода
• питьевая вода имеет приемлемые показатели наличия химических веществ,
которые позволяют человеку ее употреблять без вреда для здоровья;
• минеральная вода имеет в своем составе вещества, используемые для
лечебных целей;
• поливная вода используется для орошения сельскохозяйственных культур;
• хозяйственно-бытовая вода используется для выполнения санитарногигиенических операций;
• промышленная вода используется для извлечения определенных компонентов
в производственных масштабах.
4

5.

Источники загрязнения гидросферы
Естественные
вулканическая деятельность;
вымывание прибрежной почвы;
выделение продуктов жизнедеятельности организмов;
останки мертвых растений и животных.
Антропогенные
промышленные предприятия;
жилищно-коммунальные службы;
транспортировка нефтепродуктов;
сельскохозяйственная агрохимия;
транспортная система;
туризм.
5

6.

Виды загрязнений
Биологическое
Загрязнители – микроорганизмы ( вирусы, бактерии; растения- водоросли; дрожжи, плесневые
грибки)
Химическое
Загрязнители – органические и неорганические соединения (нефть и нефтепродукты, СПАВ,
пестициды, тяжелые металлы, диоксины, фенолы, аммонийный и нитритный
азот и др.)
Физическое
Загрязнители – радиоактивные элементы, мусор, взвешенные твердые частицы (шлам, песок,
ил), тепло (сточные воды ТЭС, АЭС)
6

7.

Показатели загрязнения воды органическими веществами
БПК
Бактерии в природных водоемах окисляют органические вещества, при этом
выделяется углекислый газ и затрачивается растворенный в воде кислород. В
водоемах с высоким уровнем органического загрязнения многие водные организмы
погибают от кислородного голодания.
Содержание в воде органики можно косвенно определить по убыли кислорода в
процессе биохимического окисления органического вещества.
БПК (биохимическое потребление кислорода) – показатель, характеризующий
суммарное содержание в воде веществ органической природы.
БПК – количество кислорода в миллиграммах, требуемое для окисления находящихся
в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях, без доступа света, при 20 °С,
за определенный период в результате протекающих в воде биохимических процессов.
Этот показатель зависит от суточных и сезонных колебаний температуры, к которым
чувствительны микроорганизмы, обитающие в водоёме.
В загрязнённой воде БПК существенно возрастает.
7

8.

Показатели загрязнения воды органическими веществами
ХПК
Органические вещества в воде, загрязненной стоками, окисляются не только
бактериями в процессе аэробного биохимического окисления, но также и химическим
способом – в присутствии сильных окислителей. О количестве органики в пробе судят
по уровню потребления кислорода, химически связанного в окислителях.
ХПК (химическое потребление кислорода) – показатель, характеризующий суммарное
содержание в воде органических веществ по количеству израсходованного на
окисление химически связанного кислорода.
Органические вещества в воде реагируют на окислители по-разному. Поэтому всегда
будет различие между теоретически возможным и практически достигаемым
значением ХПК.
С трудом окисляющаяся органика может окислиться не полностью, тогда результат
получится заниженным.
Присутствие в воде неорганических восстановителей, также расходующих кислород
на собственное окисление, приведет к завышенному результату.
8

9.

Способы попадания загрязнений в воду
• первичное непосредственное
загрязнение – при этом
способе происходит
попадание вредных веществ
непосредственно в массив
воды извне;
• природное загрязнение – в
этом случае отравляющие
вещества сначала попадают в
почву или воздух, и лишь
потом из них переходят в
воду.
9

10.

Степень устойчивости загрязнения
• нестойкое – химические вещества попадают в круговорот
веществ в гидросфере в результате чего под биологическим
воздействием быстро исчезают;
• стойкое – загрязняющие компоненты не участвуют в
естественном круговороте химических веществ в гидросфере,
тем самым накапливаясь и продолжая загрязнять воду.
Для оценки степени зараженности используют гидрохимический
индекс загрязнения воды ИЗВ.
ИЗВ рассчитывается как среднее из превышений ПДК по шестисеми компонентам: кислород, БПК, показатель кислотности рН и
три-четыре ингредиента с наибольшим превышением ПДК.
10

11.

Масштабы распространения загрязнений
• глобальное, всеобъемлющее
загрязнение, которое может
произойти в любой точке земного
шара;
• региональное отравление вод
происходит локально, на
определенной территории земной
поверхности;
• локальное загрязнение
происходит в определенных
водоемах, где расположены
предприятия, заражающие среду
Разлив нефти в Мексиканском заливе в 2020 г.
11

12.

Опасность загрязнения гидросферы для живых
организмов
Экологические последствия, вызванные загрязнениями
гидросферы, сказываются негативно на:
жизнедеятельности организма;
полноценном процессе роста;
правильном функционировании;
репродуктивной системе и нормальном
воспроизводстве.
12

13.

Формы негативного воздействия загрязнения гидросферы
на живые организмы
• Нейротоксическое - тяжелые металлы, попадая в живой организм, вызывают разрушение
нервных тканей. Система перестает функционировать полноценно, приводя к различным
неврологическим нарушениям.
• Онкологическое (канцерогенное) - происходят мутации клеток, вызывающие их
перерождение и неконтролируемый рост, что приводит к появлению онкологических
заболеваний.
• Генотоксическое - загрязнения оказывают разрушающее действие на ДНК живых существ,
что приводит к возникновению серьезных болезней и мутаций.
• Нарушение процессов размножения - при малых концентрациях отравляющие вещества
постепенно накапливаются в организме, снижая его продуктивную деятельность.
• Расстройство энергообмена - при воздействии вредных веществ, на мембраны клеток в них
нарушается процесс обмена энергией, в результате жизненные процессы в организме
сначала замедляются, потом приостанавливаются, и организм перестает существовать.
13

14.

Последствия попадания в водоемы загрязняющих
веществ
Для живых организмов
массовая гибель животных, обитающих в реках и озерах;
увеличение количества водорослей, что тоже негативно отражается на возможности
жизни организмов в водоемах;
гибель растений и животных от кислотных дождей, загрязнение почв из-за их выпадения;
замедление или полное прекращение жизнедеятельности микроорганизмов, которые
участвуют в процессе самоочищения вод;
затруднение проникновения света вглубь воды и замедление процессов фотосинтеза;
образование пленок, препятствующих газообмену между водой и атмосферой, что
приводит к уменьшению содержания кислорода в воде, необходимого для
жизнедеятельности организмов, живущих в воде;
формирование благоприятной среды для патогенных организмов;
нарушение пищевых цепочек в экосистемах.
14

15.

Последствия попадания в водоемы загрязняющих
веществ
Для человека
• увеличение риска развития болезней разных систем организма (особенно
ЖКТ, мочевыделительной системы, печени, опорно-двигательного аппарата);
• повышение вероятности распространения кишечных инфекций среди
большого числа людей вплоть до эпидемий и пандемий;
• обширное распространение паразитических заболеваний;
• многократное увеличение риска развития онкологических заболеваний у
большого числа людей, пьющих загрязненную воду;
• увеличение числа заболеваний нервной системы, генетических мутаций,
расстройств половой системы вплоть до бесплодия, нарушений обмена
веществ.
15

16.

Мусорные острова
Механическое засорение вод
Мирового океана приводит к
формированию островов из
мусора:
• пластиковых изделий;
• жести;
• рыболовных сетей;
• бытовых отходов;
• стеклянных бутылок.
Течения сталкивают друг с другом мусор, который не поддается гниению.
В результате со временем на поверхности океанов или морей образуются
горы отходов, общей массой до 130 тонн.
16

17.

Дефицит пресной воды
Причины
Возможные последствия
• Глобальные изменения климата
Земли.
• Изменение погоды — как
следствие глобального потепления.
• Увеличение количества наводнений
и засух — как следствие изменения
погоды.
• Агрессивное загрязнение водных
ресурсов, в результате бытовой и
хозяйственной деятельности
человека.
• Растущий спрос на пресную воду
из-за роста населения Земли.
• Нерациональное использование
воды человеком.
• замедлится или полностью остановится развитие
отраслей промышленности, потребляющих большое
количество пресной воды;
• снизится качество жизни как таковой;
• будет нанесен значительный удар по сельскому
хозяйству (в настоящее время 3/4 все потребляемой
человечеством воды приходится на сельское
хозяйство);
• в странах, которые постоянно ощущают недостаток
воды возможно снижение ВВП на 6%;
• вероятны межрегиональные политические и военные
конфликты из-за нехватки воды;
• рост числа различных заболеваний и эпидемий;
• возможно заметное снижение рождаемости и
сокращение численности населения
17

18.

Экозащитные мероприятия
Развитие безотходных и безводных технологий, внедрение
систем оборотного водоснабжения – создание замкнутого цикла
использования производственных и бытовых сточных вод, когда
сточные воды все время находятся в обороте, и попадание их в
поверхностные водоемы исключено.
Очистка сточных вод.
Очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых
для водоснабжения и других целей.
Главный загрязнитель поверхностных вод – сточные воды,
поэтому разработка и внедрение эффективных методов очистки
сточных вод является актуальной и экологически важной задачей.
18

19.

Методы определения чистоты воды
Экспертизу воды проводят аккредитованные лаборатории по следующим
параметрам:
органолептическое оценивание (контроль прозрачности, цветности,
проверка воды на запах, вкус);
физико-химический анализ (определение жёсткости, минерализации,
щёлочности, перманганатной окисляемости);
химический анализ (определение органических и неорганических
примесей в пробе воды — алюминия, свинца, железа, меди, сложной
«органики» (фенола, акриламида, стирола), ПАВ, нефтепродуктов;
микробиологический анализ и исследование на присутствие паразитов;
проверка радиационного фона воды.
19

20.

Затраты на предупреждение воздействия загрязнения
водоемов
Затраты на предупреждение воздействия загрязненной среды на реципиентов при
загрязнении водоемов определяются величиной расходов, необходимых для
предупреждения использования загрязненной воды на технологические и
коммунальные нужды.
К этим расходам относятся:
затраты на разбавление стоков;
затраты на перенос водозабора или перемещение потребителей к более
чистому источнику;
затраты на оборудование новых источников;
затраты на применение более сложных нежели в отсутствии загрязнений,
технологий водоподготовки
В составе затрат, вызываемых воздействием загрязнений среды,
учитываются и затраты, вызываемые вторичным загрязнением.

21.

Затраты от воздействия загрязнений водоемов на
реципиентов
Затраты, вызываемые воздействием загрязненной среды на реципиентов возникают
водопользователей, использующих загрязненную воду. Величина этих затрат
определяется расходами на компенсацию негативных последствий воздействия
загрязнений на людей и различные объекты.
Затраты от воздействия загрязнений водоемов на реципиентов представляют собой сумму
приведенных затрат:
• на медицинское обслуживание людей;
• на компенсацию потерь чистой продукции из-за снижения производительности
труда, а также невыходов трудящихся на работу вследствие воздействия
загрязнений окружающей среды на население;
• на дополнительные услуги коммунально-бытового хозяйства из-за загрязнения
среды;
на компенсацию количественных и качественных потерь продукции в связи со
снижением продуктивности водных ресурсов при их загрязнении;
• на компенсацию потерь промышленной продукции из-за воздействия загрязнений
на основные фонд.

22.

Реципиенты загрязнений водных ресурсов
Экономический ущерб от загрязнений среды является
комплексной величиной и слагается из ущербов наносимых
отдельным видам реципиентов.
К реципиентам относятся:
• население;
• объекты жилищно-коммунального хозяйства;
• сельхозугодия, животные и растения;
• лесные ресурсы;
• рыбные ресурсы;
• лечебно-курортные ресурсы;
• основные фонды промышленности и транспорта.

23.

Ущерб от сброса загрязняющих примесей в
водохозяйственный участок