Цели и задачи урока: Рассмотреть значение воды в жизни человека, оценить водные ресурсы России и их распределение во времени и пространстве. Рассмотреть значение воды в жизни человека, оценить водные ресурсы России и их распределение во времени и пространстве. Закрепить знания о внутренних водах России (понятия, типы вод). Закрепить знания о внутренних водах России (понятия, типы вод).
На ежедневные нужды человек потребляет л воды, а в год около куб. м воды.
Россия богата водными ресурсами, но размещены они неравномерно: северо- запад Русской равнины – озерный край, очень хорошо обеспечен водой, а юго- восток Русской равнины, Среднерусская возвышенность, Урал испытывают недостаток воды. Основные запасы пресных вод сосредоточены в озерах, ледниках и подземных водах. Человек использует в основном речную воду, это ежегодно возобновляемые водные ресурсы, которыми богата Сибирь. Россия богата водными ресурсами, но размещены они неравномерно: северо- запад Русской равнины – озерный край, очень хорошо обеспечен водой, а юго- восток Русской равнины, Среднерусская возвышенность, Урал испытывают недостаток воды. Основные запасы пресных вод сосредоточены в озерах, ледниках и подземных водах. Человек использует в основном речную воду, это ежегодно возобновляемые водные ресурсы, которыми богата Сибирь.
Влияние человека на водные ресурсы, водопотребление. Водопользование: 1. Рыбное хозяйство 2. Гидроэнергетика 3. Речной транспорт 4. Купание в реке 5. Рыбалка на берегу Водопользователи загрязняют воду, ухудшают ее качество Водопотребление: 1. Промышленность 2. Сельское хозяйство 3. Коммунальное хозяйство (вода в квартире), полив улиц В результате потребления воды становится меньше, меняется качество воды из-за стоков
Охрана вод, система оборотного водоснабжения. Как сохранить воду чистой для нас и будущих поколений россиян? 1. Строить очистные сооружения, а многие очистные сооружения реконструировать. 2. Совершенствовать технологию производства на предприятиях. Например, ввести оборотную систему водоснабжения. Отработанные воды очищаются и снова используются на этом же предприятии. 3. Экономия потребления воды, плата за каждый метр кубический по счетчику.
Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint
на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:
Рациональное использование и Охрана водных ресурсовВыполнила: Сидорова КсенияСтуденка группы 6 технологов Ярославль,2013 ГОУ СПО ЯО ЯТПП
Природная вода и ее распространение Вода - химическое соединение водорода и кислорода (Н2О) - жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая). Вода - уникальное вещество по своим физическим и химическим свойствам. Летучесть воды небольшая. У нее очень высокие теплота плавления и удельная теплоемкость: при плавлении льда теплоемкость увеличивается более чем вдвое. Вязкость воды (при температуре от 0 до 30 °С) уменьшается с повышением давления. Вода - наиболее распространенное на Земле вещество. В природе она находится в трех фазах: газообразной (пары воды), жидкой и твердой. Различают воду атмосферную, поверхностную (гидросфера) и подземную. В горных породах литосферы она присутствует в различных состояниях: пленочная, гигроскопическая, гравитационная, капиллярная, кристаллизационная, а также в виде пара.
Наибольшие запасы поверхностных вод сконцентрированы в Мировом океане. Большие запасы поверхностных вод сосредоточены в ледниках, озерах и реках.Подземные воды используются для питьевых и хозяйственных целей. Минеральные лечебные подземные воды используются санаторно-курортными и оздоровительными учреждениями, а также заводами розлива, теплоэнергетические (с температурой от 35 до 200 °С) подземные воды - для теплоснабжения и получения электрической энергии; подземные воды, содержащие ценные компоненты (йод, бром, соли калия, магния, натрия) - для их промышленной добычи.
Круговорот воды в природеКруговорот воды в природе (гидрологический цикл) - процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков.Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше - положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой. Большую её часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую - пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар.
Роль воды в природе и в жизни человека Главная роль воды состоит в том, что она является средой и источником водорода для жизненных процессов. Практически все органические вещества биосферы представляют собой продукт фотосинтеза, при котором растения используют световую энергию для соединения двуокиси углерода с водой. Без воды, как известно, фотосинтез не может происходить. Процесс, которому обязана вся жизнь нашей планеты. Вода - единственный источник кислорода, выделяемый в атмосферу при фотосинтезе. Вода необходима для биохимических и биофизических процессов, обеспечивающих возможность жизни на Земле. Образно говоря, в капле воды заключена жизнь. Вода составляет 89- 90% массы растений и 75% массы животных. В составе человеческого тела воды 65%. Вода служит постоянным участником интенсивных биохимических процессов, происходящих в человеческом организме. Ни один жизненный процесс не совершается без нее. Нарушение водного баланса ведет к серьезным сдвигам в организме человека. При утрате 6-8% влаги от массы тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 12% и выше процентов влаги наступает смерть.
Ниже приводится небольшой (и не полный) перечень "обязанностей" воды в нашем организме:Регулирует температуру телаУвлажняет воздух при дыханииОбеспечивает доставку питательных веществ и кислорода ко всем клеткам телаЗащищает и буферизирует жизненно важные органыПомогает преобразовывать пищу в энергиюПомогает питательным веществам усваиваться органамиВыводит шлаки и отходы процессов жизнедеятельности Из вышесказанного можно видеть, насколько велико значение воды не только в природе, но и в жизни человека. Итак, вода - это универсальное вещество, без которого невозможна жизнь. Она является непременной составляющей частью всего живого. В растениях содержится до 90% воды, а в теле взрослого человека – около 70%.
Истощение и загрязнение водных ресурсов в Ярославской областиВ пределах Ярославской области 4327 водотоков. Причем, наибольшее количество (3696) составляют ручьи и очень маленькие речки, длина которых не превышает 10 км. 245 речек имеют длину от 11 до 20 км, от 21 до 50 км - 64 реки; от 51 до 200 км - 18 рек и, наконец, 11 относительно крупных рек области имеют длину от 101 до 150 км. Большинство из этих рек несут свои воды в главную реку нашей области - Волгу, являясь ее притоками или притоками ее притоков.Каждый год в водоемы Ярославской области сбрасывается около 340 млн. м3 загрязненных сточных вод. Наибольший вред водным ресурсам своими сточными водами наносят предприятия ЖКХ (49,72%) и электроэнергетики (23,77%). Состояние водных ресурсов является основной проблемой Ярославской области. Состояние Рыбинского и Угличского водохранилищ также оставляет желать лучшего.
Основные загрязняющие вещества и источники загрязнений в Ярославской областиБольшое влияние на качество воды водных объектов Ярославской области оказывают стоки промышленных предприятий. Крупнейшими загрязнителями вод в области являются: муниципальное предприятие «Ярославльводоканал» (объем сброса более 100 млн. кубометров загрязненных сточных вод, ОАО «Ярославский шинный завод» (более 20 млн. кубометров), ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез» (более 10 млн. кубометров), ОАО «Автодизель» (более 6 млн. кубометров). Большая часть стоков сбрасывается вообще без очистки. Многие очистные сооружения крупных городов области находятся в неудовлетворительном состоянии. В связи с этим в водные объекты Ярославской области поступает большое количество загрязняющих веществ.
Меры по предотвращению загрязнения и истощения водных ресурсов в Ярославской областиВ практику государственного управления Ярославской области в сфере охраны окружающей среды вошло создание межведомственных координационных комиссий по важнейшим направлениям и программно-целевой метод решения экологических проблем области. Были приняты и реализованы (реализуются) такие областные программы и планы действий как "Отходы", территориальная программа "Возрождение Волги", по развитию особо охраняемых природных территорий, "Радон", по поддержке экологического образования населения, подготовлен проект территориальной целевой программы "Экология и природные ресурсы Ярославской области (2005-2006 гг. и на период до 2010 г)".В Ярославской области проводится большая работа по созданию и развитию системы всеобщего экологического воспитания и образования населения: поддержке учебных заведений экологического профиля различных уровней, проведению массовых мероприятий - ежегодных Всероссийских Дней защиты от экологической опасности, Марша парков, конференций, "круглых столов", в 2004 году вышла Красная книга области; большое внимание уделяется работе со средствами массовой информации: ежеквартально выпускается "Экологический вестник", широко практикуются выступления руководителей и ответственных исполнителей на областном радио и телевидении.
Очистные сооружения В Ярославской областиВ настоящее время в Ярославской области не обходятся без очистных сооружений, причем в городских условиях применяются все указанные способы в комплексе, что дает хороший эффект.Важнейшими технологическими мерами рационального использования и охраны водных ресурсов являются совершенствование технологий производства, внедрение в практику безотходных технологий. В настоящее время совершенствуется ныне действующая оборотная система водоснабжения, или повторное использование воды.Поскольку избежать полностью загрязнения воды невозможно, применяются биотехнические меры охраны водных ресурсов - принудительная очистка сточных вод от загрязнения. Основные методы очистки - механические, химические и биологические.
Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды в Ярославской областиМониторинг поверхностных вод на территории Ярославской области проводился на 15 водных объектах, в 22 пунктах, 27 створах гидрохимических наблюдений по 35 ингредиентам и показателям. На постах сети наблюдений ГУ «Ярославский ЦГМС» случаев экстремально высокого и высокого загрязнения поверхностных вод на территории Ярославской области не зафиксировано.
Источникиhttp://zoo.kspu.ru/static/prp/Topic20.htmhttp://www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-89426http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%F0%F3%E3%EE%E2%EE%F0%EE%F2_%E2%EE%E4%FB_%E2_%EF%F0%E8%F0%EE%E4%E5http://www.ecoinform.ru/public/release/id_10041http://www.yarregion.ru/depts/doosp/PublishingImages/%D0%94%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D1%8B%20%D0%BE%20%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B8%20%D0%B8%20%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B5%20%D0%BE%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%B9%20%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%8B/%D0%94%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4%202009-2010.pdf
Приложенные файлы
Рациональное использование воды «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества, минерала, горной породы, живого тела, которое её бы не заключало. Всё земное вещество … ею проникнуто и охвачено». В.И. Вернадский
Вода Вода является одним из важнейших природных ресурсов, во многом определяющих технический и социальный прогресс тех или иных регионов и стран. Количество потребляемой пресной воды в сотни раз превосходит масштабы потребления всех остальных видов природных ресурсов вместе взятых. Именно круговорот воды составляет основу техногенного круговорота веществ и связанного с ним превращения энергии в эколого-экономических системах. Наша планета богата водными ресурсами, однако на долю пресной воды приходится около 2%, а на долю пригодной (и удобной) для использования - всего 0,01%. В Антарктиде содержится в три раза больше воды, чем во всех реках мира, а в Байкале находится 10% всей пресной воды мира, причём высшего качества.
Основой водных ресурсов России является речной сток. В средние по водности годы он составляет 4262 км 3, из которых около 90% приходится на бассейны рек, впадающих в Северный Ледовитый и Тихий океаны. Более 80% населения России и её основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал сосредоточены в бассейнах рек, впадающих в Каспийское и Азовское моря. Пять наиболее крупных рек России: Енисей (630 км 3), Лена (532), Обь (404), Амур (344) и Волга (254 км 3). Они обеспечивают 46% всего стока пресных вод с территории нашей страны.
Физиологическая потребность человека в воде – 2-3 л. в сутки. Социальная норма потребления воды в Москве – 135 л. в день. Удельный расход воды в жилых домах в Москве в 2005 году составил 357 л/сут. (при нормативе – 135 л.). Средний уровень потребления воды в Европе составляет, в л/сут.: Германия – 130, Дания – 134, Нидерланды – 158, Англия – 170, Франция – 175, Италия – 230.
Ниже представлено распределение объемов потребляемой воды (в %) по отраслям: деревообработка19,4 химическая промышленность18,3 электроэнергетика14,4 черная металлургия9,5 угольная промышленность8,8 машиностроение8,6 цветная металлургия6,5 нефтепереработка3,1 оборонная промышленность2,3 лёгкая промышленность2,0 пищевая промышленность1,7 промышленность стройматериалов1,7 нефтедобыча0,3 газовая промышленность0,08
Основные реки: Основные реки: Волга, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Печора, оцениваются как «загрязнённые», их крупные притоки: Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол, Миасс, Висеть, Тура, как сильнозагрязнённые. Вода в Москва-реке относится к категории грязных и чрезвычайно грязных. Основные загрязняющие вещества: Основные загрязняющие вещества: соединения меди, железа, нитратный азот, нефтепродукты. Ниже сбросов Курьяновской и Люберецкой станций аэрации в речной воде обнаруживались аммонийный азот и формальдегид, среднегодовая концентрация которых достигала 8 – 22 ПДК.
Создание замкнутых водооборотных систем Годовой сток Волги составляет 254 км 3. Объём сточных вод поступающий в бассейн Волги - порядка 22 км 3. Настоятельная необходимость и целесообразность создания замкнутых систем производственного водоснабжения, являющихся основой рационального водопользования, обусловлены тремя основными факторами: дефицитом пресной воды; исчерпанием обезвреживающей (самоочищающей и разбавляющей) способности водоемов; экономическими преимуществами
Если стоимость 90%-ной степени очистки сточных вод принять за единицу, то очистка на 99% обойдется примерно в 10 раз дороже, а очистка на 99,9%, которая часто и требуется для достижения ПДКрх, будет дороже в 100 раз. В результате локальная очистка сточных вод с целью их повторного использования в производстве в большинстве случаев оказывается значительно дешевле их полной очистки в соответствии с требованиями санитарных норм. В целом, рецикл оказывается более выгоден, чем прямоточная система водоснабжения.
Основные принципы создания замкнутых водооборотных систем Вопросом первостепенной важности при создании замкнутых водооборотных систем является разработка научно-обоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах и операциях. Поэтому необходимо оценить максимально допустимые пределы основных показателей качества воды, которые, в основном, определяются следующими факторами:
Не должно ухудшаться качество получаемого продукта; должна обеспечиваться безаварийная работа оборудования; оно не должно разрушаться вследствие коррозии, на стенках не должны появляться отложения и т.д.; не влиять на здоровье обслуживающего персонала за счёт изменения токсикологических или эпидемиологических характеристик воды.
Основные методы переработки (очистки) сточных вод Классификация методов: методы, основанные на выделении примесей без изменения последних, например отстаивание или фильтрация - физические или механические методы; методы, основанные на превращении примесей в другие формы или состояния, физико-химические: – коагуляция; – флотация; – кристаллизация; – образование малорастворимых соединений; – окисление или восстановление; – мембранные процессы; – ионный обмен; – экстракция и т.д. биохимические методы (аэробные и анаэробные).
Очистка от органических веществ Аэробный процесс Для жизнедеятельности живых организмов необходимо поддерживать соответствующие условия: температура процесса С; рН среды 6,5-7,5; соотношение биогенных элементов БПК п: N: Р не более 100:5:1; кислородный режим - не ниже 2 мгО 2 /л; содержание токсичных веществ не выше: тетраэтилсвинца - 0,001 мг/л, соединений бериллия, титана, шестивалентного хрома и оксида углерода - 0,01 мг/л, соединений висмута, ванадия, кадмия и никеля - 0,1мг/л, сульфата меди - 0,2 мг/л, цианистого калия - 2 мг/л и т.д.
Анаэробный процесс В этом случае происходит биологическое окисление органических веществ в отсутствие свободного кислорода за счёт химически связанного в таких соединениях, как SO 4 2-, SO 3 2- и CO Основные технологические параметры процесса: температура в мезофильных условиях С, термофильных С; рН от 6,7 до 7,4 (повышение рН вызывает снижение скорости процесса брожения, а при рН выше 8 оно прекращается); концентрация органических веществ (по БПК) обычно выше 5000 мгО 2 /л, однако при высокой концентрации микроорганизмов (1-3%) анаэробный процесс протекает и при более низком содержании органических веществ - вплоть до 1000 мгО 2 /л; микробы чувствительны к наличию некоторых соединений, особенно пероксидов и хлор- и серосодержащих производных, поэтому в ряде случаев их приходится предварительно удалять.
Очистка от неорганических веществ Методы очистки: 1.Дистилляция. 2.Мембранные (электродиализ и обратный осмос). Электродиализ основан на направленном переносе ионов диссоцированных солей в поле постоянного тока через селективные мембраны из естественных или синтетических материалов Обратный осмос. Процесс разделения водных растворов путем их фильтрации через полупроницаемые мембраны под действием давления, много выше осмотического. 3.Ионный обмен. Ионный обмен до сих пор остается основным методом приготовления глубокообессоленной воды для АЭС и ТЭС с паровыми котлами высокого, сверхвысокого и критического давления, а также для получения ультрачистой и обессоленной воды для химической, электронной и некоторые других отраслей промышленности.
проблемы их
рационального
{
использованияВодные ресурсы –
это воды(поверхностные и подземные),
которые человек использует в быту, в
промышленности, в сельском хозяйстве.
Размещение водных ресурсов
Северо-запад Русской равнины – озерныйкрай;
Юго-восток Русской равнины,
Среднерусская возвышенность, Урал –
испытывают недостаток воды.
Водными ресурсами богата Сибирь (человек
использует в основном речную воду).
Размещение водных
ресурсов
Запасы пресных вод, по последним данным, составляют 35 млн км3, т.е. всего 2% общих запасов, а с учетом недоступной для использования некоторой
Состав гидросферыОбъем воды, тыс. км3
Доля каждой
общем объеме, %
Мировой океан
1 370 323
93,96
Подземные воды
60000
4,12
В том числе зоны активного водообмена
4000
0,65
Ледники
24000
1,65
Озера
280
0,019
Почвенная влага
83
0,006
Пары атмосферы
14
0,001
Речные воды
12
0,001
части
Запасы пресных вод, по последним данным, составляют 35 млн км 3,
т.е. всего 2% общих запасов, а с учетом недоступной для
использования некоторой части пресных вод, законсервированных в
виде льдов в полярных ледниках, - 0,3 объема гидросферы
в
Для возобновления ресурсов пресных вод определяющее значение имеет круговорот воды, связывающий воедино все части гидросферы. В круговор
Академик А.Е. Ферсман называл пресную воду самым важным минералом наЗемле..
Распределение ресурсов пресных вод
Источник пресной воды
км3
Объем пресной воды, тыс.
Доля каждого источника в
общем объеме
Ледники
24000
85
Подземные воды
4000
14
Озера и водохранилища
155
0,6
Почвенная влага
83
0,3
Пары атмосферы
14
0,05
Речные воды
12
0,0004
Для возобновления ресурсов пресных вод определяющее значение
имеет круговорот воды, связывающий воедино все части гидросферы. В
Водный кадастр
–свод сведений о водных ресурсах России. Он
обобщает материалы гидрологических
наблюдений и исследований.
Водный кадастр
Данные кадастра
На каждого жителя Европейской части России приходится8500 м3 воды в год.
На одного жителя Сибири - 100000м3в год.
В южных районах России дефицит воды.
На Урале очень остро стоит водная проблема, так как реки
Урала маловодны.Водопользование
1. Рыбное хозяйство
2. Гидроэнергетика
3. Речной транспорт
4. Купание в реке
5. Рыбалка на берегу
с удочкой.
Водопотребление
Использование воды
Водопользователи загрязняют
воду, ухудшают её качество
1. Промышленность
2. Сельское хозяйство
3. Коммунальное
хозяйство
В результате потребления воды
становиться меньше, т.е. уменьшается
её количество, меняется качество воды
из-за стоков.
Охрана вод.
Строить очистные сооружения, а многиеочистные сооружения реконструировать.
Совершенствовать технологию производства
на предприятиях.
Экономия потребления воды.
Введение системы оборотного
водоснабжения на предприятиях.
Охрана вод.
Их использования
Для практических целей человек потребляет большие запасы водных ресурсов. Это использование воды в качестве:
питьевойтехнологической
транспортного ресурса
энергетического ресурсаОсобенности водных ресурсов:
В основном используется пресная вода;
Многоцелевое использование;
Используются на месте;
Неравномерное размещение;
Обновляются в результате мирового
круговорота.
Водопотребление
В настоящее время составляет более4 тыс. км3 в год.
Структура водопотребления:
ПРИМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОБЪЕМОВ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ПО ВЛАГОЕМКИМ ОТРАСЛЯМ РФ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СВЕЖАЯ ОБОРОТНАЯ ОБЪЕМ, WТ ВОДА, WС
ПРИМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХОБЪЕМОВ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ПО ВЛАГОЕМКИМ
ОТРАСЛЯМ РФ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ОБЪЕМ, WТ
СВЕЖАЯ
ВОДА, WСВ
ОБОРОТНАЯ
ВОДА, WОБ
ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО; 19.5 км 3 ; 17.9 км3 ; 1.6 км3
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО;
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ;
13,3 км3 ; 12,6 км3 ; 0,8 км3
166 км3 ; 39,7 км3 ; 127 км31.
Проведение политики водосбережения на основе:
уменьшения водоёмкости производств
Сокращения потерь воды (за счёт замкнутого оборотного
водоснабжения)2. Вовлечение дополнительных ресурсов пресной воды за счёт:
увеличения объёма использования
подземных вод;
опреснения морской воды;
сбора талых и дождевых вод в подземные
хранилища;
регулирования речного стока путём
строительства водохранилищ;
переброски речного стока.3. Строительство очистных сооружений с применением
современных систем очистки: механической, химической,
.
биологической
Состояние водных ресурсов
Одним из наиболее важных вопросовводохозяйственного обоснования проектов
является анализ трансформации естественных
ресурсов в располагаемые. Соотношение
естественных водных ресурсов и располагаемых
зависит от гидрологического режима
(естественная изменчивость годового стока,
внутригодовое распределение); объема и режима
требований и его соответствия гидрологическому
режиму; доли стока, обязательной для сохранения
в интересах экологии, санитарный попуск и т.д. с
одной стороны и возможность регулирования
стока водохранилищами и его территориального
перераспределения.Очевидно
поэтому, что
располагаемые
ресурсы
определяются как
естественными
природными
причинами, так и
наличием
финансовых
средств.В числе мероприятий по увеличению и
экономии располагаемых ресурсов – в
первую очередь их рациональное
использование, которое предусматривает
водосберегающие технологии, прежде
всего оборотные и повторного
использования системы водоснабжения;
борьба с непроизводительными потерями
воды; сокращение удельных норм
водопотребления; внедрение
прогрессивных методов орошения;
экономия ресурсов за счет альтернативных
мероприятий, к примеру создание системы
низконапорных гидроузлов для
обеспечения судоходства, снимая
необходимость высоких навигационных
попусков.К наиболее водопотребляющим отраслям промышленности
относятся: энергетика, горнодобывающая, металлургическая и
химическая. Например, для выплавки* 1т чугуна и переработки
его в сталь и прокат расходуют около 300 м3 воды, для
изготовления 1 т алюминия - 1500, меди - 500, бумаги - 900,
синтетического каучука - 2100-3500, искусственного волокна -
4000 м3.
Еще больше воды потребляет сельское хозяйство. В настоящее
время расход воды при орошаемом земледелии оценивается
специалистами в 1400 кмЭ/год. Таким образом, на производство
растительных продуктов расходуется примерно в 6 раз больше
воды, чем на все остальные виды водопотребления, вместе взятые.
Сокращение объемов водопотребления
Планирование мероприятий поводообеспечению требует
достоверного прогноза
перспективного водопотребления.
Математическая экстраполяция
обработанных данных
ретроспективного периода не очень
надежна. Причина в отсутствии
достоверной информации о
фактическом водопотреблении.Корректное прогнозирование возможно
только на основе обследования типовых
объектов разных отраслей хозяйства в
разных природно-экономических зонах.
Параллельно оценивается надежность
используемой измерительной аппаратуры,
технология замеров и методика их
обработки.
Прогноз водопотребления должен
учитывать изменение ассортимента
продукции, динамику научно-технического
прогресса, стремление к сокращению
материальных и трудовых ресурсов, полной
или частичной ликвидации последствий
негативного воздействия на окружающую
среду.
Экологические аспекты
Основные причины качественного истощенияводных ресурсов - их загрязнение и засорение.
Загрязнение вод - это насыщение их вредными
веществами в таких количествах или сочетаниях,
при которых ухудшается качество вод и водный
объект признается загрязненным в соответствии с
принятыми нормами.
В отличие от загрязнения под засорением вод
понимают поступление в водоем посторонних, не
растворимых в воде предметов, не изменяющих
качество воды, но влияющих на качественное
состояние русел водоемов.
Основные источники загрязнения - сточные
воды нефтяной, нефтехимической, химической,
угольной, целлюлозно-бумажной и
металлургической промышленности.
Интенсификация сельскохозяйственного
производства, связанная с внесением больших доз
минеральных удобрений, применением
химических средств защиты растений,
организацией животноводческих комплексов,
также приводит к значительному росту
загрязнения водоемов и водотоков.Ежегодно во всем мире в реки
сбрасывается около 160 км3
промышленных сточных вод.
Предполагается, что к 2000 г. сброс
сточных вод достигнет 2400 км3.
Основными загрязнителями вод
являются нефть и нефтепродукты. По
данным специалистов, поступления
нефти в Мировой океан составляют
около 25-30 млн. т/год. Загрязнение вод
нефтью происходит в результате
естественных выходов ее на
поверхность в районах залегания, при
добыче, транспортировании,
переработке и последующем
использовании. Поступление нефти в
Мировой океан из районов природного
залегания нефтяных пластов составляет
примерно 0,5 млн. т/год.Региональные эколого-экономические проблемы России должны
решаться не только на уровне международной природоохранной
деятельности. Существенный вклад в разрешение проблемы
призваны внести действия по рациональному осуществлению
экономической деятельности, которые рассматриваются в курсе
экономической географии и регионалистики в аспекте проблемы
структурной перестройки хозяйства регионов с высокой
концентрацией производительных сил и большой антрогенной
нагрузкой.
Наряду с процессом образования органического вещества в
биосфере протекает процесс потребления и разложения его
гетеротрофными организмами на исходные минеральные
соединения (СОг, HiO и др.). Гетеротрофы используют для своего
питания готовые органические вещества. К ним относятся
человек, все животные, некоторые растения и микроорганизмы
(большинство бактерий и др.).
На основе этих процессов при участии всех населяющих
биосферу организмов осуществляется круговорот органического
вещества, получивший название малого, или биологического,
круговорота веществ и потока энергии, составляющего основу
биосферы.
Различают также большой, или геологический, круговорот,
вызываемый солнечной энергией и наиболее ярко
проявляющийся в круговороте воды и атмосферы. Геологический
круговорот представляет собой обмен веществ между Мировым
океаном и сушей. Оба этих круговорота взаимосвязаны между
собой.
Интенсивность биологического круговорота зависит от
природных условий и проявляется через формирующиеся
(применительно к этим условиям) экосистемы. Экосистема (от
греч. ecos - жилище, местопребывание и systema - целое,
составленное из частей) - это единый природный комплекс,
образованный живыми организмами и средой их обитания
(атмосфера, почва, водоем и т.п.), в котором живые и косные
(неорганические) компоненты связаны между собой обменом
веществ и энергии. Часто в качестве синонима экосистемы
употребляют термин «биогеоценоз».Практически во всех
хозяйственно освоенных
районах наблюдается
угнетенное состояние
водных экосистем и
снижение их
биологической
продуктивности. В
значительной степени это
связано с масштабным
гидротехническим
строительством и резким
возрастанием объемов
сточных вод.
Из материалов доклада «Экологическое состояние и мониторинг водных объектов; охрана пресных вод от загрязнения и истощения» на VI междунар
Из материалов доклада «Экологическое состояниеи мониторинг водных объектов; охрана пресных вод
от загрязнения и истощения»
на VI международном гидрологическом съезде
Коскин С.С., Никаноров А.М., Моисеенко Т.И., Шелутко В.А. (Агенство по водным ресурсам)
Процентное распределение сточных вод, сбрасываемых в поверхностные источники
Методология рационального и комплексного использования и охраны водных ресурсов
Основная задача рационального и комплексногоиспользования вод – это формирование сложной
природно-техногенной системы.
Особенностью таких искусственных систем
является большое число факторов, параметров и
элементов системы, характеризующихся тесной
взаимосвязью. Оптимальное (или близкое к
оптимальному) управление такой системы
возможно только в результате глубокого
изучения всех взаимосвязей в процессе работы
системы.Аппаратом для решения подобных задач является
системный анализ (совокупность методических
средств, используемых для подготовки и
обоснования решений по целому комплексу
проблем политического, военного, социального,
экономического, экологического и научного
характера).
Когда выбор факторов требует анализа сложной
информации различной физической природы в
арсенале средств системного анализа как
математические модели, описывающие процесс
функционирования системы, так и методы
принятия разумных, т.н. «волевых решений».
Математические модели, описывающие
одновременно и естественные процессы и режим
их взаимодействия с водохозяйственными
комплексами – задача достаточно сложная.
Применение системного анализа в данном случае
заключается в проведении водохозяйственных
расчетов, одной из основных составляющих
которых является водохозяйственный баланс.
ПЛАН:
1. Свойства воды2. Распространение и состояние воды
3. Мировые запасы воды
4. Водные ресурсы России
5. Роль воды в природе
6. Состав природной воды
7. Круговорот воды в природе
8. Проблема недостатка пресной воды
9. Регулирование рационального использования и охрана
водных ресурсов
10. Правовые основы охраны водных ресурсов
11. Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения
воды
1. Свойства воды
Вода - химическое соединениеводорода и кислорода (H2O) жидкость
без запаха, вкуса, цвета (в толстых
слоях голубоватая); плотностью 1
г/см3 при температуре 3,98 °С.
При 0°С вода превращается в лед, при
100°С - в пар.
Молекулярная масса воды 18,0153.
2. Распространение и состояние воды
Вода - наиболее распространенное наЗемле вещество.
Она находится в трех фазах: газообразной
(пары воды), жидкой и твердой.
Различают воду атмосферную,
поверхностную (гидросфера) и подземную. В атмосфере вода встречается в
парообразном состоянии в воздушной
оболочке, окружающей Землю,
в капельно-жидком состоянии - в облаках,
туманах и в виде дождя,
твердом - в виде снега, града и
кристалликов льда высоких облаков. В жидком состоянии вода находится в
гидросфере: вода океанов, морей, озер, рек,
болот, прудов и водохранилищ.
В твердом состоянии вода в виде льда и снега
находится у полюсов планеты, на горных
вершинах, зимой покрывает водоемы на
значительных площадях.
В горных породах литосферы вода встречается в
виде пара. Существует капиллярная,
гравитационная, кристаллизационная вода.
3. Мировые запасы воды
Общая площадь океанов и морей в 2,5 разабольше площади суши, а объем воды на Земле
составляет 1,5·109 км3.
Более 95% воды - соленая. Мировой океан
занимает площадь 361 млн км2, что составляет
70,8% поверхности Земли.
При средней глубине океана в 3800 м общий
объем воды достигает 1370 млн км3.
При расчете ресурсов подземных вод полагают,
что в мантии Земли содержится 0,5% воды, общий
объем которой составляет примерно 13-15 млрд
км3 воды.
4. Водные ресурсы России
Россия омывается водами 12 морей,принадлежащих трем океанам.
На территории России находится свыше 2,5 млн
больших и малых рек, более 2 млн озер.
Водные ресурсы России слагаются из статических
(вековых) и возобновляемых.
Первые считаются относительно постоянными в
течение длительного времени, возобновляемые
водные ресурсы оцениваются объемом годового
стока рек.
Речной сток формируется за счет таяния снега и
дождевых осадков, источниками питания рек
служат болота и подземные воды.
5. Роль воды в природе
Можно сказать, что все живое состоит из воды иорганических веществ. Без воды человек, например, мог бы
прожить не более 2...3 дней, без питательных же веществ
он может жить несколько недель. Для обеспечения
нормального существования человек должен вводить в
организм воды примерно в 2 раза больше по весу, чем
питательных веществ. Потеря организмом человека более
10% воды может привести к смерти.
В среднем в организме растений и животных содержится
более 50% воды, в теле медузы ее до 96, в водорослях
95...99, в спорах и семенах от 7 до 15%.
В почве находится не менее 20% воды, в организме же
человека вода составляет около 65% (в теле
новорожденного до 75, у взрослого 60%).
Разные части человеческого организма содержат
неодинаковое количество воды: стекловидное тело глаза
состоит из воды на 99%, в крови ее содержится 83, в
жировой ткани 29, в скелете 22 и даже в зубной эмали 0,2%.
6. Состав природной воды
Природные воды представляют собой собственно воду химическое соединение кислорода и водорода - ирастворенные в ней вещества, обусловливающие ее
химический состав и свойства.
В воде растворяются твердые, жидкие и газообразные
вещества, которые делятся на три группы:
хорошо растворимые (в 100 г воды растворяется более 10
г вещества);
плохо растворимые, или малорастворимые (в 100 г воды
растворяется менее 1 г вещества);
практически не растворимые (в 100 г воды растворяется
менее 0,01 г вещества).
Классификация вод по степени минерализации
Наименование водМинерализация, г/кг
Пресные
1,0
Солоноватые
1,0 - 25,0
С морской соленостью
25,0 - 50,0
Рассолы
50,0 и свыше В подавляющем большинстве случаев солевой
состав природных вод определяется катионами
Са2+, Мg2+, Nа+, К+ и анионами НСO3-, Сl- , SO42-.
Эти ионы называются главными ионами воды или
макрокомпонентами; они определяют
химический тип воды.
Остальные ионы присутствуют в значительно
меньших количествах и называются
микрокомпонентами; они не определяют
химический тип воды.
7. Круговорот воды в природе
Вода постоянно находится в движении циркуляции. Ее перемещение происходит врезультате механического движения потоки воды в реках, течения в толще
океана; в результате изменения фазового
состава - вода испаряется и попадает в
атмосферу посредством диффузионного и
конвективного потоков.
8. Проблема недостатка пресной воды
Пресные воды составляют ничтожную (около 2%гидросферы) долю от общих запасов воды в природе.
Пресная вода, доступная для использования, находится в
реках, озерах и подземных водах. Ее доля от всей
гидросферы составляет 0,3%.
Ресурсы пресной воды распределены крайне
неравномерно, часто обилие воды не совпадает с
районами повышенной хозяйственной деятельности. В
этой связи возникает проблема недостатка пресной воды.
Она усугубляется все возрастающими объемами ее
использования. Сейчас потребление воды в народном
хозяйстве в количественном отношении превышает
суммарное использование всех иных природных
ресурсов, так как производство в основных отраслях
промышленности затрачивает огромное количество
пресной воды. Проблема недостатка пресной воды
возникает по нескольким причинам,
основные из которых:
неравномерное распределение воды во
времени и пространстве,
рост ее потребления человечеством,
потери воды при транспортировке и
использовании,
ухудшение качества воды и ее загрязнение. К антропогенным причинам истощения и загрязнения пресной воды
относятся следующие: отбор поверхностных и подземных вод; водоотлив из
шахт, штолен; разработка месторождений - твердых полезных ископаемых,
нефти и газа, промышленных вод, выплавка серы; урбанизация - жилая
застройка, энергетические объекты (АЭС, ТЭЦ). Сильно загрязняют пресные
воды предприятия промышленности: химической, пищевой,
целлюлознобумажной, черной и цветной металлургии,
нефтеперерабатывающей, строительных материалов, машиностроительной.
Загрязнения в водоемы поступают при строительстве котлованов, тоннелей,
метро, гидротехнических сооружений, при дренажных работах. Загрязняют
воды транспорт (автомобильный, железнодорожный, воздушный, водный),
водо-, тепло-, газокоммуникации, канализация, ЛЭП. Важнейшим
загрязнителем вод является сельскохозяйственное производство:
земледелие, мелиорация земель (орошение, осушение, обводнение),
животноводство.
Опасность загрязнения пресных вод связана со складированием сырья,
бытовых, промышленных и радиоактивных отходов, минеральных
удобрений, ядохимикатов, нефтепродуктов. Загрязнение вод происходит при
закачке в недра газов и жидкостей, заводнении нефтяных залежей,
захоронении высокотоксичных отходов.
Не учитывают возможного загрязнения пресных вод грандиозные проекты
преобразования природы: переброска стока рек, мелиорация, полезащитные
лесополосы. Загрязнение пресных вод связано с военными учениями,
испытаниями и ликвидацией ядерного, химического и других видов оружия. Происходит изменение количества и качества
пресной воды во времени. Различают сезонное
(внутригодовое), многолетнее и вековое
распределение ресурсов. Сезонное
распределение ресурсов пресных вод связано с
годовым метеорологическим циклом.
Многолетнее и вековое распределение ресурсов
пресных вод связывают с глобальными
изменениями климата, эндогенными процессами,
сейсмической активностью, солнечно-земными
процессами.
Охрана водных ресурсов от загрязнения и истощения
Важными принципами охраны вод являются следующие:профилактика - предупреждение негативных последствий
возможного истощения и загрязнения вод;
комплексность водоохранных мер - конкретные
водоохранные меры должны быть составной частью
общей природоохранной программы;
повсеместность и территориальная
дифференцированность;
ориентированность на специфические условия, источники
и причины загрязнения;
научная обоснованность и наличие действенного
контроля за эффективностью водоохранных мероприятий. Важнейшими технологическими мерами
охраны водных ресурсов являются
совершенствование технологий
производства, внедрение безотходных
технологий.
В настоящее время применяется и
совершенствуется оборотная система
водоснабжения, или повторное
использование воды.
Основные методы очистки механические, химические и биологические
При механической очистке сточных вод нерастворимые примеси удаляются припомощи решеток, сит, жироловок, маслоловушек и т.д. Тяжелые частицы осаждают в
отстойниках. Механической очисткой удается освободить воду от нерастворенных
примесей на 60-95%.
При химической очистке применяются реагенты, переводящие растворимые вещества
в нерастворимые, связывают их, осаждают и удаляют из сточных вод, которые
очищаются еще на 25-95%.
Биологическая очистка проводится двумя способами. Первый в естественных условиях
- на специально подготовленных полях фильтрации (орошения) с оборудованными
картами, магистральными и распределительными каналами. Очистка происходит
естественным способом путем фильтрации воды через почву. Органический фильтрат
подвергается бактериальному разложению, воздействию кислорода, солнечных лучей и
используется в дальнейшем в качестве удобрения. Используется также каскад
прудовотстойников, в которых естественным путем происходит самоочищение воды.
Второй - ускоренный способ очищения сточных вод производится в специальных
биофильтрах через пористые материалы из гравия, щебня, песка и керамзита,
поверхность которых покрыта пленкой микроорганизмов. Процесс очистки сточных вод
на биофильтрах происходит интенсивнее, чем на полях фильтрации.
9. Регулирование рационального использования и охрана водных ресурсов
Охрана вод регулируется законодательством РоссийскойФедерации о недрах (подземные воды являются как
полезным ископаемым, так и водными объектами) и
водным законодательством, а также рядом
правительственных и ведомственных нормативных актов
(инструкций, положений, базовых и государственных
нормативов).
Водное законодательство представлено Водным кодексом
Российской Федерации (ноябрь 1995) и принимаемыми в
соответствии с ним федеральными законами и иными
нормативными правовыми актами, а также законами и
нормативными правовыми актами ее субъектов,
регулирующими водные отношения.
Водное законодательство Российской Федерации регулирует отношения в области использования и охраны водных объектов в целях:
обеспечения прав граждан на чистую воду иблагоприятную среду;
поддержания оптимальных условий водопользования;
поддержания качества поверхностных и подземных вод в
состоянии, отвечающем санитарным и экологическим
требованиям;
защиты водных объектов от загрязнения, засорения и
истощения;
предотвращения или ликвидации вредного воздействия
вод, а также сохранения биологического разнообразия
водных экосистем. Требования к качеству питьевых вод содержатся в
утвержденных нормативах предельно допустимых
концентраций (ПДК) веществ в воде, стандартах качества
воды, изложенных в ГОСТах, Технических условиях,
Требованиях.
К ним относятся: ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая.
Гигиенические требования и контроль за качеством»,
«Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод
от загрязнения» (СанПиН 4630-88).
Санитарные правила и нормы изложены в «Требованиях к
качеству воды нецентрализованного водоснабжения.
Санитарная охрана источников» (Санитарные правила и
нормы на питьевую воду, СанПиН 2.1.4.544-96); «Питьевая
вода. Гигиенические требования к качеству воды
централизованных систем питьевого водоснабжения.
Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.559-96).
10. Правовые основы охраны водных ресурсов
На 1999 г. основными законодательными инормативными актами, которые
регламентируют охрану водных ресурсов
являются: Закон Российской Федерации «О
недрах», Закон Российской Федерации «Об
охране окружающей природной среды» и
Водный кодекс Российской Федерации. Мировое сообщество в области охраны окружающей
среды руководствуется Программой действий по
реализации «Повестки дня на XXI век», принятой на
Конференции ООН по окружающей среде и развитию в
Рио-де-Жанейро (1992).
Россия принимает активное участие в Программе ООН по
окружающей среде (ЮНЕП), обеспечивает обязательства
по международным договорам (конвенциям и
соглашениям): о водно-болотных угодьях, имеющих
международное значение; по охране и использованию
трансграничных водотоков и международных озер; по
защите морской среды района Балтийского моря; по
защите Черного моря от загрязнения; по предотвращению
загрязнения моря сбросами отходов и других материалов. В России реализуется проект «Комплексное управление
окружающей средой Волго-Каспийского региона»,
разрабатываются проекты федеральных целевых
программ: «Создание Единой государственной системы
экологического мониторинга», «Комплексное управление
прибрежными зонами Черного и Азовского морей...»,
«Обеспечение населения России питьевой водой»,
«Оздоровление окружающей среды и населения
Кемеровской области», «Возрождение Волги», «Мировой
океан», «Экологическая безопасность Урала», «Создание и
развитие ЕГСЭМ (постановление Правительства РФ от 24
ноября 1993 г. № 1229).
11. Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды
Под мониторингом водных ресурсов понимаетсясистема непрерывного (текущего) и комплексного
отслеживания состояния водных ресурсов,
контроля и учета количественных и качественных
характеристик во времени,
взаимообусловленного воздействия и изменения
потребительских свойств, а также система
прогноза сохранения и развития в разных
режимах использования. Элементы этой системы
давно существуют в министерствах и ведомствах
природно-ресурсного комплекса.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Расскажите, как распределяется вода на Земле. Какое она имеет значение?2. Как происходит круговорот воды на планете и какое влияние он оказывает
на природные процессы?
3. Каков состав пресной воды?
4. В чем причины недостатка пресной воды в разных районах Земли?
5. Какие производства используют наибольшее количество воды?
6. Какие вещества, загрязняющие водоемы, наиболее опасны и почему?
7. Как можно определить уровень загрязнения водоемов?
8. Что значит «самоочищение водоемов»?
9. Какие существуют методы очистки сточных вод?
10. Какое значение имеют подземные воды? Как их используют и в каких
случаях вынуждены бороться с ними?
11. С чем связано истощение подземных вод?
12. Как происходит загрязнение вод Мирового океана и внутренних морей?