Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13.4: Сталі рішення кризи забруднення води?

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    30166

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Вирішення глобальної кризи забруднення води, описаної на початку цього розділу, вимагає безлічі підходів для покращення якості нашої прісної води та руху до сталого розвитку. Найбільш смертельна форма забруднення води, патогенні мікроорганізми, що викликають захворювання, що передаються через воду, щорічно вбиває майже 2 мільйони людей в слаборозвинених країнах. Кращою стратегією вирішення цієї проблеми є правильне очищення стічних вод (стічних вод). Неочищені стічні води є не тільки основною причиною патогенних захворювань, але і основним джерелом інших забруднюючих речовин, включаючи відходи, вимогливі до кисню, поживні речовини рослин (N і P) та токсичні важкі метали. Очищення стічних вод проводиться на очисних спорудах в міських районах і через систему септиків в сільській місцевості.

    Основною метою очисних споруд є видалення органічних речовин (відходів, що вимагають кисню) та знищення бактерій; спеціальні методи також можуть бути використані для видалення поживних речовин рослин та інших забруднюючих речовин. Численні етапи обробки на звичайній очисній споруді (див. Рис. Нижче) включають попередню обробку (скринінг та видалення піску та гравію), первинну обробку (відстоювання або флотацію для видалення органічних твердих речовин, жиру та жиру), вторинна обробка (аеробне бактеріальне розкладання органічних твердих речовин), третинна обробка (бактеріальне розкладання поживних речовин і фільтрація), дезінфекція (обробка хлором, озоном, ультрафіолетовим світлом або відбілювачем), і або скидання в поверхневі води (як правило, місцева річка) або повторне використання для якихось інших цілей, таких як зрошення, збереження середовища існування та штучне підживлення підземних вод. Концентрована органічна тверда речовина, що утворюється при первинній і вторинноїобробці, називається мулом, який обробляється різними способами, включаючи утилізацію звалищ, спалювання, використання в якості добрива та анаеробне розкладання бактерій, яке проводиться при відсутності кисню. При анаеробному розкладанні мулу утворюється газ метан, який можна використовувати в якості джерела енергії. Щоб зменшити проблеми забруднення води, окремі каналізаційні системи (де вуличний стік йде до річок і тільки стічні води йдуть на очисні споруди) набагато краще, ніж комбіновані каналізаційні системи, які можуть переповнювати і випускати неочищені стічні води в поверхневі води під час сильного дощу. Деякі міста, такі як Чикаго, штат Іллінойс, побудували великі підземні печери, а також використовують занедбані кам'яні кар'єри для переливу зливової каналізації. Після припинення дощу накопичена вода надходить на очисні споруди для переробки.

    рис. 13.4.1.jpgМалюнок\(\PageIndex{1}\): Етапи на очисних спорудах Численні етапи обробки на звичайній очисній споруді включають попередню обробку (скринінг та видалення піску та гравію), первинну обробку (відстоювання або флотацію для видалення органічних твердих речовин, жиру та жиру), вторинну обробку ( аеробне бактеріальне розкладання органічних твердих речовин), третинна обробка (бактеріальне розкладання поживних речовин і фільтрація), дезінфекція (обробка хлором, озоном, ультрафіолетом або відбілювачем), а також скидання в поверхневі води (як правило, місцева річка) або повторне використання для інших цілей, таких як зрошення, збереження середовища проживання та штучне підживлення ґрунтових вод. Джерело: Леонард г. Через Вікіпедію

    Система септика - це індивідуальна система очищення стічних вод для будинків в сільській місцевості і навіть деяких міських умовах. До основних компонентів системи септика (див. Малюнок нижче) відносяться каналізаційна лінія від будинку, септик (велика ємність, де осад осідає на дно і мікроорганізми розкладаються органічні тверді речовини анаеробним шляхом), а також зливне поле (мережа перфорованих труб де освітлена вода просочується в грунт і додатково очищається бактеріями). Проблеми із забрудненням води виникають при несправності септика, що зазвичай виникає при встановленні системи в грунті неправильного типу або неякісному обслуговуванні.

    рис. 13.4.2.jpgМалюнок\(\PageIndex{2}\): Септик Система септика для очищення стічних вод. Джерело: Геологічна служба США

    Для багатьох країн, що розвиваються, необхідна фінансова допомога для побудови адекватних очисних споруд; однак Всесвітня організація охорони здоров'я оцінює приблизну економію коштів від 3 до 34 доларів за кожен $1, інвестований у доставку чистої води та санітарії. Економія коштів - це економія на охороні здоров'я, збільшення продуктивності праці та школи, а також запобігання смерті. Прості і недорогі методики обробки води в домашніх умовах включають хлорування, фільтри, сонячну дезінфекцію. Іншою альтернативою є використання технології побудованих водно-болотних угідь (болота, побудованих для очищення забрудненої води), яка простіше і дешевше, ніж звичайна очисна споруда.

    Бутильована вода не є стійким рішенням водної кризи, незважаючи на експоненціальне зростання популярності в США та світі. Бутильована вода не обов'язково безпечніша, ніж громадське водопостачання США, вона коштує в середньому приблизно в 700 разів більше, ніж водопровідна вода в США, і щороку вона використовує приблизно 200 мільярдів пластикових та скляних пляшок, які мають відносно низький рівень переробки. Порівняно з водопровідною водою, він використовує набагато більше енергії, головним чином у виробництві пляшок та транспортуванні на великі відстані. Якщо вам не подобається смак вашої водопровідної води, то, будь ласка, використовуйте фільтр для води замість бутильованої води!

    Додаткові стійкі рішення кризи забруднення води включають законодавство щодо усунення або значного зменшення точкових джерел забруднення води. У США Закон про чисту воду 1972 року та пізніші поправки призвели до значного поліпшення якості води (див. Нижче). Неточкові джерела забруднення води, наприклад, сільськогосподарський стік та міський стік набагато важче регулювати через їх поширену, дифузну природу. Існує багато будівельних та сільськогосподарських практик, які зменшують забруднений стік, включаючи сільське господарство та пастки для відкладень. Штучна аерація або механічне змішування можуть відновлювати озера з виснаженням кисню. Конкретні речі, які ми можемо зробити для зменшення міського стоку, включають наступне: утримуйте ґрунт, листя та скошену траву біля під'їздів, тротуарів та вулиць; не заливайте відпрацьоване моторне масло, антифриз, фарби, пестициди або будь-яку побутову небезпечну хімічну речовину в зливову каналізацію або каналізацію; переробляти відпрацьоване моторне масло; використання Програми утилізації небезпечних відходів, пропоновані громадою; компостуйте органічні відходи; не використовуйте добрива та гербіциди на газоні; і змийте відходи домашніх тварин в туалет.

    Іноді повільний потік через ґрунт може природним чином очистити підземні води, оскільки деякі забруднюючі речовини, такі як P, пестициди та важкі метали, хімічно зв'язуються з поверхнями ґрунтових глин та оксидів заліза. Інші забруднюючі речовини не затримуються частинками грунту: До них відносяться N, дорожня сіль, бензинове паливо, гербіцид атразин, тетрахлоретилен (канцерогенний розчинник для очищення, який використовується в хімчистці) та вінілхлорид. В інших випадках повільний потік підземних вод може дозволити бактеріям розкласти мертві органічні речовини та певні пестициди. Існує безліч інших способів відновлення забруднених грунтових вод. Іноді найкращим рішенням є зупинка джерела забруднення і дозволити природне очищення. Конкретні методи обробки залежать від геології, гідрології та забруднюючих речовин, оскільки деякі легкі забруднюючі речовини стікають поверх підземних вод, інші розчиняються і течуть з підземними водами, а щільні забруднення можуть опускатися нижче підземних вод. Загальний метод очищення, який називається насосом і обробкою, включає відкачування забруднених підземних вод і обробку їх окисленням, фільтрацією або біологічними методами. Іноді грунт необхідно викопати і відправити на звалище. Методи обробки in-situ включають додавання хімічних речовин для іммобілізації важких металів, створення проникної реакційної зони з металевим залізом, яке може руйнувати органічні розчинники, або використання біоремедіації шляхом додавання кисню або поживних речовин для стимуляції росту мікроорганізмів.

    ЗАКОН ПРО ЧИСТУ ВОДУ

    На початку 1900-х років швидка індустріалізація в США призвела до широкого забруднення води через вільне скидання відходів у поверхневі води. Річка Кайяхога на північному сході Огайо неодноразово загорівся, включаючи знамениту пожежу в 1969 році, яка привернула увагу нації. У 1972 році Конгрес прийняв один з найважливіших екологічних законів в історії США, Федеральний закон про контроль забруднення води, який частіше називають Законом про чисту воду. Метою Закону про чисту воду та пізніших поправок є підтримка та відновлення якості води, або простіше кажучи, зробити нашу воду плаваючою та придатною для риболовлі. Стало незаконним скидати забруднення у поверхневі води, якщо не було офіційного дозволу, і якість води в США значно покращилася в результаті. Необхідний більший прогрес, оскільки в даний час EPA вважає понад 40 000 водних об'єктів США порушеними, найчастіше через патогенні мікроорганізми, метали, поживні речовини рослин та виснаження кисню. Ще одне занепокоєння - захист якості підземних вод, яке ще недостатньо вирішено федеральним законом.

    рис. 13.4.3.jpgМалюнок\(\PageIndex{3}\): Річка Cuyahoga на вогні Джерело: Національний океанічний і атмосферний

    Автори та атрибуція