EN UA RU

Загрязнение воды


Загрязнение воды является загрязнение водных объектов , как правило , в результате человеческой деятельности. Водоемы включают, например , озера , реки , океаны , водоносные слои и грунтовые воды. Загрязнение воды приводит , когда загрязняющие вещества вводятся в природную среду. Например, высвобождая недостаточно очищенных сточных вод в естественные водоемы могут привести к деградации в водных экосистемах. В свою очередь, это может привести к области общественного здравоохранения проблемы для людей , живущих ниже по течению. Они могут использовать ту же самую загрязненную речную воду для питья или купания или орошения . Загрязнение воды является ведущим во всем мире причиной смерти и болезней, например , из — за переносимую воду заболеваний .

Загрязнение воды могут быть сгруппированы в поверхностные воды загрязнения. 

Фото: из свободных источников 


Загрязнение морской среды и загрязнение питательных веществ являются подмножествами загрязнения воды. Источники загрязнения воды являются либо точечные источники и не-точечные источники. Точечные источники имеют одну идентифицирующую причину загрязнения, такие как ливневые , очистка сточных вод или поток. Неточечные источники более диффузные, такие как сельскохозяйственные стоки . Загрязнение является результатом кумулятивного эффекта с течением времени. Все растения и организмы , живущие в или подвергаясь загрязненных водоемов могут быть затронуты. Последствия могут привести к повреждению отдельных видов и воздействовать на природные биологические сообщества они являются частью.

Неочищенные сточные воды и промышленные отходы в Нью - Ривер , как она проходит от Мехикали (Мексика) в Calexico, Калифорния 
 

Причины загрязнения воды включают в себя широкий спектр химических веществ и патогенных микроорганизмов , а также физические параметры. Загрязняющие вещества могут включать органические и неорганические вещества. Повышенные температуры могут также привести к загрязненной воде. Общей причиной теплового загрязнения является использование воды в качестве охлаждающей жидкости со стороны электростанций и промышленных производителей. Повышенные температуры воды снижают уровни кислорода, которые могут убить рыбу и изменяющие пищевую цепь композицию, сокращение видового биоразнообразия , и способствовать вторжению новых термофильных видов.

Загрязнение воды измеряется путем анализа проб воды. Физические, химические и биологические испытания может быть сделано. Контроль загрязнения воды требует соответствующих инфраструктуры и управления планами. Инфраструктура может включать в себя по очистке сточных вод . Очистные сооружения и промышленные сточные вод очистных сооружений, как правило , требуются для защиты водоемов от неочищенных сточных вод. Сельскохозяйственные очистки сточных вод для ферм, а также контроль эрозии со строительных площадок также могут помочь предотвратить загрязнение воды. Природа на основе решения еще один подход , чтобы предотвратить загрязнение воды. Эффективный контроль городских стоков включает в себя снижение скорости и величины потока. В Соединенных Штатах, лучшие практики управления для загрязнения воды включают в себя подходы к сокращению количества воды и улучшению качества воды.

Загрязнение поверхностных вод

Загрязнение поверхностных вод включает в себя загрязнение рек, озер и океанов. Подмножество загрязнения поверхностных вод является загрязнение морской среды.

Загрязнение морской среды

Один общий путем записи по загрязняющим веществам в море являются реками. Пример непосредственно разгрузки сточных вод и промышленных отходов в океан. Загрязнения , такие как это происходит особенно в развивающихся странах. На самом деле, 10 крупнейших эмитентов океанического пластмассового загрязнения во всем мире, от наиболее до наименее, Китай, Индонезия, Филиппины, Вьетнам, Шри — Ланка, Таиланд, Египет, Малайзия, Нигерия и Бангладеш, в основном через реку Янцзы, Инд , желтый, Хай, Нил, Ганг, Pearl, Амурский, Нигер, и Меконг, и составляют «90 процентов всего пластика , который достигает мировой океан.»

Большие вихри ( вихри) в океанах ловушки плавающего пластикового мусора . Пластиковый мусор может поглощать токсичные химические вещества от загрязнения океана, потенциально отравить любое существо , которое ест его. Многие из этих долговечные частей в конечном итоге в желудках морских птиц и животных. Это приводит к обструкции пищеварительных путей, что приводит к снижению аппетита или даже от голода.

Есть целый ряд вторичных эффектов , вытекающий не из исходного загрязнителя, но производное состояние. Пример может служить иловой водоносным поверхностным стоком , который может ингибировать проникновение солнечного света через толщу воды, затрудняя фотосинтез в водных растениях.

Загрязненная река осушение заброшенный медный рудник на Англси 
   Загрязнение в Лашин канал, Канада

Загрязнение подземных вод

Взаимодействие между подземными водами и поверхностными водами , является сложным. Следовательно, загрязнение грунтовых вод, также упоминается как загрязнения подземных вод, не так легко классифицировать как загрязнение поверхностных вод. По самой своей природе, подземные водоносные горизонты подвержены загрязнению из источников , которые не могут непосредственно влиять на поверхностные водные объекты. Различие точки против источника неточечного может быть неуместным.

Анализ загрязнения подземных вод может сосредоточиться на почвенных характеристик и сайта геологии, гидрогеологии , гидрологии и характера загрязнений. Причины загрязнения подземных вод включают в себя: природный (геогенный), на территории санитарно — гигиенические системы, канализация , удобрение и пестициды , промышленные и торговые утечки, гидроразрыв , свалки.

Категории источников загрязнения

Поверхностная вода и подземные воды часто были изучены и управляются как отдельные ресурсы , даже если они связаны между собой . Поверхностная вода просачивается через почву и грунтовые воды становятся. И наоборот, грунтовые воды могут также питаются поверхностные водные источники. Источники загрязнения поверхностных вод , как правило , сгруппированы в две категории в зависимости от их происхождения.

Точечные источники

Точка загрязнения источника воды относится к загрязняющим веществам , которые входят в водный путь из одного источника, идентифицируемым, например, трубы или кювет . Примеры источников в этой категории являются сбросы в завод очистки сточных вод , завод или городской ливневой канализации .

США Закон о чистой воде (CWA) определяет точечный источник для регулятивных целей правоприменения. Определение CWA точечного источника было изменено в 1987 году включает в себя муниципальные системы ливневой канализации, а также промышленные ливневые воды, например, из строительных площадок.


Точечных источников загрязнения на верфи в Рио - де - Жанейро , Бразилия. 

Неточечные источники

Загрязнение рассредоточенного источника относится к диффузному загрязнению , которое не происходит из одного дискретного источника. Этот тип загрязнения часто является совокупным эффектом от небольших количеств загрязняющих веществ , собранных с большой площадью. Типичным примером является выщелачивание из азота соединений из оплодотворенных сельскохозяйственных земель. Питательный сток в штормовой воде из «потока листа» над сельскохозяйственной областью или леса также приводятся в качестве примеров источников загрязнения неточечных. 
Загрязненная дождевая вода смывает из парковок , дорог и автомагистралей, называемая городскими стоками , иногда включаются в категории диффузных источников. Однако, поскольку это сток , как правило , направляется в системы ливневой канализации и разряжаться через трубы в местные поверхностные воды, она становится точечным источником. 

Загрязнения и их источники

Специфические загрязняющие вещества , приводящие к загрязнению в воде включают в себя широкий спектр химических веществ , патогенных микроорганизмов и физических изменений , такие как повышенная температура и изменение цвета.
Синий сток и желтый символ рыбы используется Агентство по окружающей среде Великобритании для повышения осведомленности о экологических последствиях загрязняющего поверхностного водоотвода 

В то время как многие из химических веществ и веществ, которые регулируются может быть природными ( кальций , натрий , железо, марганец и т. д.), концентрация, как правило , определяет то , что является естественным компонентом воды и что является загрязнителем. Высокие концентрации природных веществ может оказывать негативное воздействие на водную флору и фауну.

Кислородные -depleting вещества могут быть природные материалы , такие как растительного вещества (например , листья и травы), а также искусственные химические вещества. Другие природные и антропогенные вещества могут вызвать помутнение (облачность) , который блокирует свет и разрушает рост растений, и закупоривают жабру некоторых видов рыб.

Изменение физической химии воды включает в себя кислотности (изменение рН), электропроводность , температуру и эвтрофикации . Эвтрофикация является увеличением концентрации химических питательных веществ в экосистеме до такой степени , что увеличивает первичную продуктивность экосистемы. В зависимости от степени эвтрофикации, последующие негативные воздействия на окружающую среду , такие как аноксии (истощение кислорода) , а также серьезные сокращения качества воды может произойти, влияя на рыб и другие популяции животных.

Возбудители

Болезнетворные микроорганизмы называются патогенами . Возбудители могут производить воду заболевания либо в человеке или животных хостов. Колиформных бактерий , которые не являются фактической причиной болезни, которые обычно используются в качестве бактериального показателя загрязнения воды. Другие микроорганизмы встречаются в ряде загрязненных поверхностных вод, которые вызвали проблемы здоровья человека включают в себя:

  • Burkholderia pseudomallei
  • Cryptosporidium parvum
  • Giardia лямблий
  • сальмонелла
  • Norovirus и другие вирусы
  • Паразитические черви включая Schistosoma типа

Высокие уровни патогенов могут быть результатом на месте санитарных систем ( септиков , выгребных ям) или недостаточно очищенных сточных вод. Старые города со старением инфраструктуры могут иметь негерметичные системы сбора сточных вод (трубы, насосы, клапаны), которые могут привести к санитарно переполнению канализационного . В некоторых городах также объединены в канализационную систему , которая может привести к разряду неочищенных сточных вод во время дождя бурь. Иле ( осадок) от канализационных сбросов и загрязняет водоемы.

Возбудитель разряды также может быть вызван плохо управляемыми операциями скота.


Органические, неорганические и макроскопические примеси

Загрязняющие вещества могут включать органические и неорганические вещества. Многие из химических веществ являются токсичными 

Бум сбора мусора в потоке городского района в Окленде , Новая Зеландия.


Органические загрязнители воды включают в себя:

  • Моющие средства
  • Дезинфекция побочных продуктов , найденных в химически обеззараженной питьевой воде , такие как хлороформ
  • Обработки пищевых продуктов отходы, которые могут включать в себя кислород требовательного вещества, жиры и масло
  • Инсектициды и гербициды , огромный диапазон organohalides и других химических соединений ,
  • Нефтяные углеводороды, в том числе топливо ( бензин , дизельное топливо , топливо для реактивных двигателей, а также жидкое топливо) и смазочных материалов (моторное масло), а также топлива для сжигания побочных продуктов, от ливневых стоков
  • Летучие органические соединения , такие как промышленные растворители , из -за неправильного хранения.
  • Хлорированные растворители , которые являются плотными неводными фазами жидкостей , могут упасть на дно водоемов, так как они не очень хорошо смешиваются с водой и плотнее.
    • Полихлорированные бифенилы (ПХБ)
    • трихлорэтилен
  • Перхлорат
  • Различные химические соединения , найденные в личной гигиены и косметических продуктов
  • Загрязнение наркотиков с участием фармацевтических препаратов и их метаболитов , это может включать антидепрессивную наркотику или гормональные лекарства , такие как противозачаточные таблетки . Эти молекулы могут быть малы и трудно для обработки растений , чтобы удалить без дорогостоящей модернизации.
Фекальные шламы собирают из уборных сбрасываются в реку в трущобах Корогих в Найроби , Кения 

Макроскопические загрязнения в парках Милуоки, Висконсин

Неорганические загрязнители воды включают в себя:

  • Кислотность вызванной промышленными выбросами (особенно диоксид серы от электростанций)
  • Аммиак из отходов пищевой промышленности
  • Химические отходы , как промышленные побочные продукты
  • Удобрения , содержащие nutrients-- нитраты и фосфаты -Какой находятся в ливневых стоков в сельском хозяйстве, а также коммерческого и бытового использования (см питательных веществ загрязнения)
  • Тяжелые металлы из моторных транспортных средств (через городские ливневые стоки) и кислоты шахтная
  • Секреция креозота консерванта в водную экосистему
  • Иле ( осадка) в стоке от строительных площадок, лесозаготовки, подсечно-огневое практики или земельных участков очистки.

Макроскопические загрязнение — большие видимые элементы , загрязняющие воду — можно назвать «floatables» в контексте городского ливневой канализации или морского мусор , когда нашел в открытом море, и может включать в себя такие элементы , как:

  • Мусор или мусор (например , бумага, пластик, или пищевые отходы) отбрасывали люди на земле, а также случайного или преднамеренного сброса мусора, которые омываются осадков в ливневую канализацию и в конце концов , сбрасываемых в поверхностные воды.
  • Nurdles , малые повсеместно на водной основе пластиковых гранул. См пластмассовых загрязнений и микропластическое загрязнение.
  • Кораблекрушения , большие заброшенные корабли.

Мутная река загрязняется осадком 
Бум сбора мусора в потоке городского района в Окленде , Новая Зеландия

Изменение температуры

Тепловое загрязнение является повышение или понижение температуры природного водоема , вызванного воздействием человека. Тепловое загрязнение, в отличии от химического загрязнения, приводит к изменению физических свойств воды. Общей причиной теплового загрязнения является использование воды в качестве охлаждающей жидкости со стороны электростанций и промышленных производителей. Повышенные температуры воды снижают уровни кислорода, которые могут убить рыбу и изменяющие пищевую цепь композицию, сокращение видового биоразнообразия , и способствовать вторжению новых термофильных видов. Городские стоки могут также повысить температуру в поверхностных водах.

Тепловое загрязнение может также быть вызвано выпуском очень холодной воды от основания резервуаров в более теплые реки.

Измерение

Загрязнение воды может быть проанализирована через несколько широких категорий методов: физические, химические и биологические. Большинство включают сбор образцов, а затем специализированных аналитических тестов. Некоторые методы могут быть проведены на месте , без отбора проб, таких как температура. Государственные учреждения и научно — исследовательские организации опубликовали стандартизированные, проверенные аналитические методы испытаний для облегчения сопоставимости результатов несопоставимых событий тестирования. 

Отбор проб

Отбор проб воды для физического или химического тестирования может быть сделано несколькими способами, в зависимости от точности , необходимой и характеристики загрязнителя. Многие случаи заражения резко ограничены во времени, чаще всего в связи с дождем событий. По этой причине «захватить» образцы часто недостаточны для полной количественной оценки уровней загрязнения. Ученые сбор данных этого типа часто используют автоматический пробоотборник устройства , которые качают приращения воды при время или выпускных интервалах.

Отбор проб для биологического тестирования включает в себя сбор растений и животных от тела поверхности воды. В зависимости от типа оценки, организмы могут быть идентифицированы для biosurveys (подсчитывает население) и возвращается в водоем, или они могут быть расчленены для биопробы , чтобы определить токсичность .


Экологические ученые готовят водные Автосамплеры 
Deer Island очистные сооружения обслуживания Бостон, штат Массачусетс, и окрестности

Физические испытания

Общие физические испытания воды включают температуру, концентрацию твердых веществ (например, общее содержание взвешенных твердых веществ (TSS)) и мутность

Химические испытания

Образцы воды могут быть исследованы с использованием принципов аналитической химии . Многие опубликованные методы испытаний доступны как для органических и неорганических соединений. Часто используемые методы включают рН , биохимической потребности в кислороде (БПК), химической потребности в кислороде (ХПК), питательные вещества ( нитрат и фосфор соединения), металлы ( в том числе меди, цинка , кадмия , свинца и ртути ), масла и смазки, общее количество нефтяных углеводородов ( СОН), и пестициды.

Биологическое тестирование

Биологическое тестирование предполагает использование растений, животных или микробных показателей для мониторинга состояния здоровья в водной экосистеме . Они являются любые биологические виды или группы видов функции которого, население, или статус можно выявить , какая степень экосистемы или экологической целостности присутствует. Одним из примеров группы био-индикаторов являются рачки и другие мелкие водные ракообразные , которые присутствуют во многих водоемах. Такие организмы могут быть проверены для изменений (биохимические, физиологические или поведенческие) , которые могут указывать на проблему в их экосистеме. 

Контроль загрязнения

Очистки коммунальных сточных вод

В городских районах развитых стран, муниципальных сточных вод (или сточных вод ) , как правило , обрабатывают с помощью централизованных очистных сооружений . Хорошо продуманные и управляемых систем (т.е. с вторичными стадий обработки или более продвинутой обработки) может удалить 90 или более процентов от нагрузки загрязняющих веществ в сточных водах. Некоторые растения имеют дополнительные системы для удаления питательных веществ и патогенных микроорганизмов, но эти более продвинутые этапы обработки становятся все более дорогими. 

Природа на основе решения также используются вместо (или в сочетании с) централизованных очистных сооружений.

Города с санитарным переполнением канализационного или комбинированное переполнение канализации используют один или несколько инженерных подходы к сокращению сбросов неочищенных сточных вод, в том числе:

  • с использованием зеленой инфраструктуры подход к улучшению штормовой потенциала управления водными ресурсами в рамках всей системы, а также уменьшить гидравлическое перегружать очистной
  • ремонт и замена протечки и неисправного оборудования
  • повышение общей гидравлической мощности системы сбора сточных вод (часто очень дорогой вариант).

Deer Island очистные сооружения обслуживания Бостон, штат Массачусетс, и окрестности

На месте санитарии и безопасно управляемой санитарии

Домохозяйства или предприятия не обслуживается муниципальным очистным могут иметь индивидуальный септик , который предварительно рассматривает сточные воды на месте и пропитывает его в почву. Это может привести к загрязнению подземных вод , если не сделано правильно.

Во всем мире около 4,5 миллиарда людей в настоящие время (в 2017 году) не безопасно управляемую санитарии , согласно оценке по совместной программе по мониторингу водоснабжения и санитарии . Отсутствие доступа к канализации часто приводит к загрязнению воды, например , через практику открытой дефекации : во время дождей или наводнений, то человеческие экскременты перемещаются из земли , где они были сданы на хранение в поверхностные воды. Простые уборные также могут получить затоплены во время дождей. Использование безопасно управляемых услуг в области санитарии бы предотвратить этот тип загрязнения воды.

Промышленная очистка сточных вод

Некоторые промышленные объекты генерируют сточные воды, похоже на бытовые сточные вод и может быть обработанной очистными сооружениями. Промышленность , которые генерируют сточных вод с высокой концентрацией органических веществ (например , масла и смазки), токсичных загрязняющих веществ (например , тяжелые металлы, летучие органические соединения) или питательные вещества , такие как аммиак, нужны специализированные системы очистки. Некоторые отрасли промышленности установить систему предварительной обработки для удаления загрязняющих веществ, а затем разряжать частично очищенных сточных вод в городскую систему канализации. Промышленность , генерирующая большие объемы сточных вод , как правило , имеет свои собственные системы очистки. Некоторые отрасли промышленности были успешными при реорганизации своих производственных процессов с целью уменьшения или устранения загрязняющих веществ, с помощью процесса , называемого в предотвращении загрязнения.


Растворенные флотации воздух система для очистки промышленных сточных вод

Для отвода тепла от сточных вод , производимых электростанций или заводов используются следующие технологии:

  • охлаждающие пруды , искусственные водоемы , предназначенные для охлаждения путем испарения , конвекции и излучения
  • градирен , которые передают отработанное тепло в атмосферу за счет испарения или теплообмена
  • когенерация , процесс , в котором отработанное тепло возвращает для бытовых или промышленных целей отопления.

Сельскохозяйственная очистка сточных вод

Non точечного источника управление
наносы (рыхлый грунт ) смываются полями являются крупнейшим источником сельскохозяйственного загрязнения в Соединенных Штатах. Фермеры могут использовать контроль эрозии , чтобы уменьшить стоки и сохранить почву на своих полях. Общие методы включают контурную вспашку , кадрированию мульчирование , севооборот , посадку многолетних культур и установку пойменных буферов. Питательные вещества ( азот и фосфор ) , как правило , применяется к сельхозугодий , как коммерческое удобрение , животный навоз или распыление коммунально - бытовых или промышленных сточных вод (стоков) или шлама. Питательные вещества могут также поступать стоки с растительных остатков , поливной воды, дикие животных , а также атмосферного осаждения . Фермеры могут разрабатывать и осуществлять управление питательных веществ планируют сократить избыточное применение питательных веществ и снизить потенциал загрязнения питательных веществ .

Прибрежные буфера подкладка ручей в Айове  

Для того, чтобы свести к минимуму воздействия пестицидов, фермеры могут использовать комплексную борьбу с вредителями (IPM) методы (которые могут включать в себя биологическую борьбу с вредителями ) , чтобы сохранить контроль над вредителями, уменьшить зависимость от химических пестицидов, а также защитить качество воды.


Точечный источник сточных вод
ферм с большим скота и птицами операциями, такие как птицефабрики , называются операции кормления концентрированных животных или откормочные в США и подвергаясь увеличениями государственного регулирования. Животные шламы обычно лечат с помощью удержания в анаэробных прудах перед утилизацией распыления или просачивания применения в пастбище. Построенные заболоченные иногда используются для облегчения обращения с отходами животноводства. Некоторые суспензии животных обрабатывают путем смешивания с соломой и компоста при высокой температуре с получением бактериологический стерильным и рыхлый навозом для улучшения почвы.

Эрозия и наносы контроль со строительных площадок

Отложения из строительных площадок управляются установкой:

  • контроль эрозии , такие как мульчирование и гидропосева , и
  • контроль осадков , такие как осадочные бассейны и заграждения.

Сброс токсичных химических веществ, таких как моторные топлива и бетона вымыванию предотвращается за счет использования:

  • проливать планы профилактики и контроля, а также
  • специально разработанные контейнеры (например, для бетона смыва) и структуры, таких как контроль переполнения и утечки уступы.

Контроль городских стоков (ливневых вод)

Эффективный контроль городских стоков включает в себя снижение скорости и потока ливневых вод, а также снижение выбросов загрязняющих веществ. Местные органы власти используют различные методы управления ливневых вод , чтобы уменьшить влияние городских стоков. Эти методы, называемые лучшими практиками управления для загрязнения воды (ВМР) в США, могут быть направлены на контроле количества воды, в то время как другие сосредоточены на улучшение качества воды, а некоторые выполняют обе функции.

Практики предотвращения загрязнения окружающей среды включают развития с низким уровнем воздействия техники, установку зеленых крыш и улучшенная обработку химической (например , для управления моторных топлив и масел, минеральных удобрений и пестицидов). Системы смягчения Ливневые включают инфильтрацию бассейны , bioretention системы, построенные заболоченные , удерживающие бассейны и аналогичные устройства.


Заграждение устанавливается на строительной площадке 
Сохранение бассейн для управления городским стекания


Тепловое загрязнение от стока можно управлять с помощью средств управления ливневыми водами , которые абсорбируют стоки или направить его в грунтовые воды , такие как bioretention систем и фильтрационных бассейнов. Удерживающие резервуары имеют тенденцию быть менее эффективными при снижении температуры, так как вода может быть нагрета солнцем перед сбросом в поток приемника.















 

Заполните форму онлайн и получите консультацию

Заказать звонок
Пожертвовать
Пожертвовать

UAH