По степени опасности воздействия на состояние воды на первом месте находится сельское хозяйство, так как сельскохозяйственные стоки содержат в себе химические и биологические загрязнения. С данной точки зрения особенно опасными являются загрязнения, осуществляемые крупными животноводческими комплексами.
На втором месте по степени опасности находится жилищно-коммунальное хозяйство, так в России более 80% городских стоков относится либо к неочищенным либо к частично очищенным.
На третьем месте по степени опасности располагается промышленность, среди отраслей которой выделяют:
- целлюлозно-бумажную;
- химическую и нефтехимическую промышленность ;
- металлургию (цветную и чёрную).
В промышленности для сокращения водозабора и уменьшения стоков применяют:
- оборотное водоснабжение (в среднем в России в системах водоснабжения осуществляется до 3,5 оборотов воды);
- строят очистные сооружения с рядом расположенными жилыми кварталами.
Очистка сточных вод обеспечивается путем внедрения следующих технических решений и мероприятий:
- механическая очистка (фильтрация);
- химическая очистка;
- физико – химическая очистка;
- биологическая очистка.
Механическая очистка подразумевает совершенствование гидродинамических режимов существующих отстойных сооружений; применение вместо отстойников сетчатых установок; предварительную обработку сточных вод перед осветлением коагулянтами; расширение применения технологических процессов очистки вод, использующих центробежные силы для разделения суспензии и эмульсий, взамен гравитационных; совершенствование существующих и разработку новых фильтровальных установок.
Химическая очистка— применение более активных коагулянтов; совершенствование гидродинамических и массообменных характеристик, обеспечивающих полноту гидролиза, смешения, реакции; повторное использование шлаков и осадков химической очистки вод; выделение и утилизация в основном или вторичном производстве продуктов реакции; организация рациональной системы водоотведения производственных сточных вод, обеспечивающей их взаимоочистку после объединения на локальных очистных сооружениях.
Физико-химическая очистка - расширение и совершенствование процессов гипер-, ультрафильтрации, экстракции, адсорбции, ионообмена, позволяющих выделять и возвращать в основное производство продукты, а очищенные воды после корректировки состава до нормативных величин использовать в оборотном водоснабжении; разработка и создание новых селективных типов сорбентов из сточных вод для вторичного использования, широкое использование жидких и твердых промышленных отходов в технологических процессах; развитие энергетически малоемких эффективных процессов, к числу которых можно отнести использование в очистке вод электроэнергии, получаемой из биолиза, а также гальванокоагуляцию; развитие передвижной сервисной сети обслуживания абонентов по регенерации сорбентов, электрохимическому выделению тяжелых металлов на катодах специальных установок; разработка методов предварительных физического и химического воздействий на очищаемые воды; физическая обработка (омагничивание, ультразвуковая, высокочастотная), приводящая к изменению физико-химических характеристик и соответственно к более глубокой степени выделения загрязнений из вод.
Биологическая очистка - применение метода предварительной анаэробной подготовки сточных вод; использование искусственных носителей биомассы; широкое применение биосорбционных методов; регулирование соотношения групп микроорганизмов;применение высшей водной растительности (эйхорния водная или водяной гиацинт, пистия, аир и пр.) в качестве самостоятельного фитореактора для очистки сточных вод сельскохозяйственных комплексов с получением биомассы и использованием ее на корм скоту или в производстве биогаза; использование симбиотического альгобактериального сообщества (водоросли + бактерии) в очистке и доочистке сточных вод с искусственным освещением в темный период суток интенсивностью 120 лк/м. Продуцируемый бактериями при окислении органических веществ диоксид углерода усваивается водорослями, а выделяемый в результате фотосинтеза кислород используется микроорганизмами как акцептор электронов в метаболизме. При этом достигается глубокая очистка сточных вод и не требуется воздуходувок, компрессоров для биоокислителей.
В настоящее время наибольшую технологическую и экологическую сложность представляет не очистка сточных вод, а проблема обработки и утилизации их твердой фазы.
Количество образующейся твердой фазы на очистных сооружениях зависит от генезиса исходного состава и расхода сточных вод, метода их очистки и составляет в среднем 0,01-3% объема. Влажность твердой фазы колеблется от 85 (предприятия стройиндустрии) до 99,8% (активный ил).
Основные задачи обработки шламов и осадков сточных вод – обезвоживание, обеззараживание и утилизация.
Тема «Земельные ресурсы. Проблемы их использования и охраны»
Под земельными ресурсами обычно понимаются определенные площади поверхности суши с различными ландшафтами, почвами, климатическими условиями и рядом других свойств.
По данным государственного учета земель земельный фонд России составляет почти 1710 млн. га при средней плотности населения 83 человека/тыс. га (8,3 чел./км. ув.) и освоенности земель, по данным сельскохозяйственной и продовольственной комиссии ООН — меньше 20%. Около 1100 млн га земель находится в зоне вечной мерзлоты. По показателю землеобеспеченности Россия входит в первую тройку стран-лидеров, га/чел.: Австралия — 45,1, Канада — 37,4, Россия — 11,7, Аргентина — 8,6, Бразилия – 5,6, США — 3,8 га/чел. и т.д
В арктической, субарктической и таежно-лесной зонах России сформировались тундровые, глее-незлоготаежные, подзолистые и торфяно-болотные почвы, занимающие почти 40% равнинной территории страны. Для лесных зон субарктического пояса, охватывающих около 14% равнинных территорий России, характерны многочисленные разновидности подзолистых, дерново-подзолистыхпочв. И в меньшей степени бурых и серых лесных почв. Почвы подзон южной тайги и смешанных лесов — наиболее освоенная в сельскохозяйственном отношении территория таежно-лесной зоны. Сельскохозяйственные угодья занимают здесь 17,3% площади и подзоны. В том числе пашня — около 10%.
Более 70% территории страны характеризуются низким уровнем естественной комфортности для проживания населения и весьма слабо пригодной для земледелия.
Наибольшим плодородием характеризуются почвы лесостепной и степной зон территории России. Они охватывают более 12% равнинных площадей страны.
Среди представленных здесь типов почв наибольшее распространение получили серые лесные почвы, черноземы оподзоленные и выщелочные, черноземы типичные (в лесостепной), черноземы обыкновенные и южные (в степной зоне).
Благоприятные почвенно-климатические условия зоны распространения черноземов предопределили интенсивное использование этих земель. В настоящее время сельскохозяйственные угодья занимают более 57% площади лесостепной, в том числе пашня — около 40% и 73% площади степной зоны, в том числе пашня — 47%. Наиболее распахана европейская часть страны, особенно Предкавказье. В отдельных районах черноземной зоны распахана до 85—90% всей земельной площади. Лесостепная и степная зоны являются основными регионами производства зерна.
Для зоны сухих степей, занимающей около 1,3% общей площади России, наиболее характерны каштановые почвы, содержащие от 2 до 5% гумуса. Сельскохозяйственные угодья занимают более 85% всей площади, в том числе пашня — около 52%, пастбища — около 34%.
В зоне полупустынь и пустынь (9% общей площади страны) распространены главным образом светлокаштановые и бурые пустынно-степные почвы, большей частью солонцеватые, в комплексе с солонцами, лугово-каштановыми почвами, солончаками и массивами незакрепленных почв. Земледелие здесь возможно лишь при искусственном орошении.
По оценкам российских ученых, общий почвенно-климати-ческий потенциал США в 2,5 раза, Франции — в 2,25, Германии — в 1,7, Великобритании — в 1,5 раза выше, чем в России. Более двух третей сельскохозяйственных угодий России расположены севернее 48-й параллели, тогда как в США все сельскохозяйственные площади располагаются южнее этой параллели. Следовательно при сравнении уровней продуктивности и производительности труда в сельском хозяйстве России и других стран, во-первых, необходимо учитывать разные агробиологические потенциалы и, во-вторых, чтобы достигнуть уровня интенсификации сельскохозяйственного производства передовых стран, сельскому хозяйству России требуются значительно большие объемы капитальных вложений и материально-технических ресурсов. В России в зоне критического или рискованного земледелия, где выпадает менее 400 мм и меньше осадков год, расположено 40% пашни, в то время как в США в таких районах находится всего лишь 11% пашни.
Земельный фонд России по угодьям на начало 2005 г. распределяется следующим образом, млн га: сельскохозяйственные угодья 220,7 (12,9% от общей площади), лесные земли 870,6 (50,9%), поверхностные воды, включая болота — 22,5 (13,2%), другие земли — 393,4 (23%).
Земли Российской Федерации по целевому назначению (по категориям земель) и современному хозяйственному использованию (земельным угодьям) подразделяются на следующие основные категории: 1) земли сельскохозяйственного назначения; 2) земли поселений; 3) земли промышленности, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, космического обеспечения, энергетики, обороны и иного назначения; 4) земли особо охраняемых природных территорий; 5) земли лесного фонда; 6) земли водного фонда; 7) земли запаса.