Юрий Новиков - Вода и жизнь на Земле

• Название: Вода и жизнь на Земле
• Автор: Юрий Новиков
• Издательство: Наука
• Жанр: Научпоп
• Год: 1981

В книге рассказывается о воде и ее значении в жизни Земли. Отмечая влияние хозяйственной деятельности человека на состояние водных ресурсов планеты, авторы затрагивают актуальные вопросы их охраны и комплексного использования. В частности, они останавливаются на научной разработке бессточной технологии и современных методов очистки сточных вод, защите Мирового океана от загрязнения и других аспектах проблемы «чистая вода».

---

Биологические пруды применяют как самостоятельные биологические очистные устройства или в качестве сооружений для конечной стадии очистки сточных вод, предварительно обработанных на биологических сооружениях (биофильтрах, аэротенках). В первом случае сточные воды, пройдя отстойники, разбавляются до поступления в пруды 3–5 объемами технической или хозяйственно-питьевой воды.

Средняя глубина в биологических прудах должна (в зависимости от местных условий) не превышать 1 м, но и не быть менее 0,5 м. Весной, перед пуском биологических прудов в эксплуатацию, производят вспашку их дна. После вспашки пруды заполняют сточной водой и выдерживают почти до полного исчезновения из нее аммонийного азота. Срок «созревания» прудов для средней полосы СССР не менее одного месяца. Осенью, после окончания работы биологических прудов, воду из них спускают. В зимнее время в биологических прудах намораживают воду.

Сточные воды любого населенного пункта содержат патогенные микробы. В связи с этим обеззараживание сточных вод необходимо во всех случаях применения искусственной очистки. В настоящее время обеззараживают жидким хлором (доза активного хлора после механической очистки — не менее 30 мг/л, неполной биологической — 15 мг/л, полной искусственной биологической очистки — 10 мг/л). На небольших очистных сооружениях производительностью до 1 тыс. м3/сут допускается использование хлорной извести, на крупных сооружениях применяется жидкий хлор и процесс хлорирования автоматизирован.

Хлорирование сточной жидкости производится в специальных контактных резервуарах, устраиваемых по типу горизонтальных или вертикальных отстойников. Продолжительность контакта хлора с жидкостью — не менее 30 мин, поэтому если очищенная вода проходит от станции очистки до водоема в течение 30 мин или более, то такие резервуары не нужны. Если в сточной жидкости содержится не менее 1,5 мг/л остаточного активного хлора, то она может считаться обеззараженной.

Сточные воды промышленных предприятий, в отличие от хозяйственно-бытовых, характеризуются высоким содержанием растворенных веществ, которые указанными выше способами не извлекаются. Для их удаления применяют самые различные методы очистки. Выбор метода зависит от того, в каком состоянии обнаружено вещество в сточной воде — в молекулярном или в диссоциированном на ионы. Так, для веществ, которые находятся в воде в молекулярно-растворенном состоянии, рекомендуют сорбцию с помощью различных сорбентов, десорбцию аэрацией, обработку воды окислителями (для органических веществ) и др. В случае диссоциации вещества на ионы методы очистки сточных вод направлены на образование малорастворимых соединений (карбонатов, сульфатов и пр.), перевод токсичного иона в малотоксичный комплекс (перевод цианидов в ферроцианиды), создание малодиссоциированных молекул при взаимодействий водородных и гидроксильных ионов, извлечение из воды ионов при электродиализе, замену токсичных ионов безвредными при Н+- и ОН—-ионировании и многое другое.

В настоящее время сточные воды часто доочищают для повторного использования в производственном водоснабжении. Такая их доочистка вызвана тем, что в ряде случаев в воде наблюдается повышенное солесодержание, биологически неокисляемые органические вещества, канцерогенные соединения и др. Метод доочистки стоков выбирают в зависимости от конкретных остаточных загрязнений воды. Так, для очистки сильноминерализованных стоков с успехом применяется метод термического опреснения, при котором дистиллят, полученный из стоков, используется как обессоленная вода.

В случае органически загрязненных стоков практикуется адсорбционная доочистка в псевдосжиженном или неподвижном слое активированного угля, а для корректировки минерального состава — умягчение на ионообменных фильтрах. Адсорбционно доочищенная и умягченная вода — важный источник пополнения водооборотных систем. В такой воде отсутствуют взвешенные, органические, поверхностно-активные и другие загрязняющие вещества, а ее качество выше, чем у охлажденной воды. К тому же умягченная вода не требует продувки водооборотных систем. Повторное использование доочищенных стоков резко сокращает потребление свежей воды из источников (в 20–25 раз).

Производственные сточные воды, содержащие токсические органические и минеральные вещества, все чаще обезвреживаются с помощью огневого метода. Под влиянием высокой температуры в процессе горения органического топлива токсичные органические вещества окисляются и полностью сгорают, а минеральные — частично выводятся в виде расплава, частично выносятся с дымовыми газами в виде мелкой пыли и паров. Наиболее универсальны и эффективны циклонные печи (реакторы). Они являются основными агрегатами комплексных установок огневого обеззараживания жидких отходов. Каждая такая установка включает в себя циклонный реактор с гарнисажной охлаждаемой футеровкой, стол-кристаллизатор, скруббер-охладитель, скоростной газопромыватель типа Вентури с каплеотбойниками, емкостный парк с насосной и дымовую трубу.

Охрана малых рек

Трудно переоценить хозяйственную, климатическую и целебную роль малых рек. Они поят города и села, дают воду предприятиям и полям. На их берегах мы получаем заряд бодрости и здоровья. Реки служат украшением ландшафтов. Малые реки с их живописными берегами, заросшими деревьями и кустарниками, — жемчужины природы. Но они не только украшают Землю, они неутомимо трудятся.

Учитывая значение для народного хозяйства водных ресурсов малых рек, Министерство мелиорации и водного хозяйства РСФСР в 1975 г. признало необходимым провести их паспортизацию, в первую очередь в наиболее дефицитных по водным ресурсам бассейнах Дона, Урала и Оки. Во время паспортизации детально обследуется каждый водоток, учитывается количество озер, прудов, капитальных плотин, сброс отработанных вод, зарегулированность речной сети и ее фактическая водность, дается характеристика воды, очерчивается круг мер по охране водотоков. Из данных, полученных по каждому водотоку, создается картина всего водоема. В дальнейшем подобные сведения войдут в Государственный водный кадастр, но главное, все они позволят эффективно контролировать использование водных ресурсов.

В 1976 г. началась паспортизация малых рек Рязанской области. Она закончилась в 1979 г., охватив 226 водотоков общей протяженностью 6788 км. Три паспорта получила р. Проня, общей протяженностью 336 км. У этой реки — около 400 притоков, причем у каждого из них есть еще и свои голубые ручейки. Журчат они не только в Рязанской, но и в Московской, Тульской, Липецкой областях.

Вот и пришлось «выдать» столь обширному бассейну реки составной паспорт.

«Паспортисты» насчитали в бассейне Прони 33 пруда с капитальными плотинами, 730 прудов временных, два крупных водохранилища, обнаружили 659 скважин, берущие из-под земли 185 тыс. м3/сут воды.

Рекомендации были четкими: для орошения использовать местный зарегулированный сток, с целью уменьшения эрозии активизировать строительство прудов, продолжить работы по укреплению берегов. Эти предложения сыграли большую роль при разработке плана комплексного использования и охраны водных ресурсов области. В частности, было решено в течение 1978–1980 гг. построить на малых реках 68 плотин. В их числе плотина на р. Мостье, под с. Покровским. В настоящее время на малых реках в Михайловском, Касимовском и некоторых других районах уже построено несколько плотин.

Закончена паспортизация малых рек в Тульской области. Эту сложную комплексную работу, проведенную впервые в Нечерноземной зоне РСФСР, выполнили сотрудники Казанского отдела Северного НИИ гидротехники и мелиорации.

Тульскую землю пересекают 1682 реки и ручья. Если вытянуть их в одну «нитку» и затем измерить ее, то получится почти 11 тыс. км. За последние годы в области значительно увеличилось потребление воды — растет промышленное производство, расширяются и благоустраиваются города и села, развивается орошаемое земледелие. В ближайшем будущем забор воды возрастет еще заметнее.

Специалисты тщательно исследовали территории, по которым протекают реки и ручьи. Они подробно охарактеризовали реки длиной от 10 до 200 и более километров, в том числе такие, как Упа и Красивая Меча, Плава, Осетр и др. Анализ собранных материалов помог определить водные ресурсы области, перспективы их хозяйственного использования.

Паспорта содержат подробнейшие сведения о речных бассейнах Тульской области, их возможностях. На основе этих документов будут организованы охрана вод, бережное расходование их ресурсов.

Забота о малых реках приобретает в области целеустремленный характер. В Туле, Алексине, Ефремове, Плавске, Северо-Задонске, Болохове расширяются очистные сооружения, Такие же системы намечено создать в Одоеве, Заокском, Теплом и других населенных пунктах. Строже становится контроль за промышленными сбросами. На полях закладывают защитные лесополосы, овраги закрепляют деревьями и кустарниками: меньше смывается почва — глубже становятся реки. Колхозы и совхозы Тульской области возводят на речках и ручьях 22 пруда, которые позволят орошать сенокосы и долголетние культурные пастбища.