Екологічна оцінка стану довкілля Коростишивського району та розробка заходів з його поліпшення

Тема дипломного проекту

«Екологічна оцінка стану довкілля Коростишивського району та розробка заходів з його поліпшення»

РЕФЕРАТ

Мета роботи: розробка комплексу заходів по покращенню питної води Коростишівського району, проведення аналізу між використанням води Житомирської області та Коростишівського району.

Проблема водних ресурсів для України надзвичайно актуальна. На сучасному етапі розвитку суспільства однією з найважливіших проблем є охорона водних ресурсів – джерел водопостачання населення, підприємств та інших споживачів води. Необхідність охорони водних ресурсів викликається недостатньою потужністю очисних споруд, неефективністю їх роботи, внаслідок перевантаження та спрацювання обладнання. За експертними оцінками забезпеченість водними ресурсами в Україні становить близько 50 % потрібного об’єму споживання води. Попри те, що останнім часом спостерігається тенденція до зниження обсягів використання води на потреби галузей народного господарства, а отже, відповідно і зменшення обсягів загального водовідведення, частка забруднених стоків у зворотних водах є досить високою, що викликає в кінцевому підсумку суттєве забруднення водойм стічними водами. Промисловість Житомирщини, зокрема добувна, характеризується високим споживання води і підвищеним попитом водних ресурсів на господарчо-побутові потреби. Використання води в добувній промисловості залежить від технологій виготовлення продукції і має специфічні особливості. Виходячи із специфіки і умов виробництва продукції добувній промисловість є одним із джерел забруднення водоймищ Коростишівського району.

Даний проект складається з 7 графічних листів та сторінок пояснювальної записки, в яку входить вступ, 5 розділів, висновки, список використаної літератури (51 джерело), 1 додатки.

Ключові слова: Гідросфера, водні ресурси, водопостачання населення, очисні споруди, біологічне очищення, окислювальні процеси, дрібнодісперсна аерація, бофільтрація, осад, біоплівка, іонообмінний пристрій.

Вступ

У даний час проблема забруднення водних об'єктів (річок, озер, морів, грунтових вод і т.д.) є найактуальнішою, оскільки всім відомо – вираз «вода - це життя». Без води людина не може прожити більше трьох діб, але навіть розуміючи всю важливість ролі води в його житті, він все одно продовжує жорстко експлуатувати водні об'єкти, безповоротно змінюючи їх природний режим скиданнями і відходами. Тканини живих організмів на 70 % складаються з води, і тому В. І. Вернадський визначав життя як живу воду. Води на Землі багато, але 97 % - це солона вода океанів і морів, і лише 3 % - прісна. З цих три четверті майже неприступні живим організмам, оскільки ця вода «законсервована» в льодовиках гір і полярних шапках (льодовики арктики і Антарктики). Це резерв прісної води. З води, доступної живим організмам, основна частина укладена в їх тканинах.

Потреба у воді у організмів дуже велика. Наприклад, для освіти 1 кг біомаси дерева витрачається до 500 кг води. І тому її потрібно витрачати і не забруднювати.

Основна маса води зосереджена в океанах. Вода, що випаровується з його поверхні, дає цілющу вологу природним і штучним екосистемам суші. Чим ближче район до океану, тим більше там випадає опадів. Суша постійно повертає воду океану, частина води випаровується, особливо лісами, частина збирається річками, в які поступають дощові і снігові води. Обмін вологою між океаном і суш вимагає дуже великої кількості енергії: на це витрачається до 1/3 того, що Земля одержує від Сонця.

Цикл води в біосфері до розвитку цивілізації був рівноважним, океан одержував від річок стільки води, скільки витрачав при її випаровуванні.

Якщо не мінявся клімат, то не міліли річки і не знижувався рівень води в озерах. З розвитком цивілізації цей цикл став порушуватися, в результаті поливу сільськогосподарських культур збільшилося випаровування з суші. Річки південних районів обміліли, забруднення океанів і поява на його поверхні нафтової плівки зменшило кількість води, випаровуваної океаном. Все це погіршує водопостачання біосфери. Частішими стають засухи, виникають вогнища екологічних бід, наприклад, багаторічна катастрофічна засуха в зоні Сахеля.

Крім того, і сама прісна вода, яка повертається в океан і інші водоймища з суші, часто забруднена, практично не придатною для пиття стала вода багатьох річок України та Житомирщини.

Метою дипломного проекту розробка комплексу заходів по покращенню питної води Коростишівського району, проведення аналізу між використанням води Житомирської області та Коростишівського району.

РОЗДІЛ 1 Теоретичні основи оцінки забруднення водних об’єктів

1.1 Суть і основні характеристики водних ресурсів

Природні ресурси - основа життєдіяльності людини. Вода - один із найважливіших видів мінеральної сировини, основний природний ресурс, що споживається людством (сьогодні води використовується в тисячі разів більше, ніж нафти чи вугілля). Вона є головною складовою частиною всіх живих організмів. За участю води здійснюються численні процеси в екосистемах (наприклад, обмін речовин, тепла) тощо [2]. Природна чиста вода містить розчинні речовини в кількості і пропорціях, до яких у процесі еволюції адаптувалося все живе. Але розвиток цивілізації зумовив перерозподіл речовин та появу сполук, які не характерні для живої природи. До того ж швидкість їх появи перевищує темпи пристосування живих організмів до нових умов зміненого середовища.

Чистої води стає дедалі менше попри те, що її якість є запорукою здоров'я, основою життя на Землі. Однією з головних причин негативних наслідків антропогенного впливу на водні об'єкти є споживацьке відношення до них. Вода, як природний ресурс, на відміну від нафти, газу, вугілля, поступово відновлюється в процесі глобального водообміну. Тому водні ресурси довго вважалися невичерпними та здатними до самоочищення.

Однак, збільшення антропогенного впливу на водні джерела та ландшафти водозбірних басейнів (значні обсяги споживання води в економічній діяльності, зростання скидів забруднених вод у поверхневі водойми тощо) призвело до порушення умов формування стоку і водного режиму, зниження самовідновлюваної спроможності водних ресурсів, зумовило зменшення водності річок, зниження їхньої біопродуктивності [10].

Незважаючи на те, що протягом останніх десятиріч інтенсивність водокористування залишалась постійною, а подекуди скоротилась, розвиток сучасного виробництва супроводжується зростаючим залученням водних ресурсів такими водоємкими галузями, як промисловість, сільське та комунальне господарство. На даний час обсяги водокористування в басейнах річок практично досягли верхньої межи, внаслідок чого виникла суперечність поміж попитом на воду та можливостями його задоволення як за кількістю, так і за якістю, особливо для питних потреб.

Найбільшим за обсягом повного водоспоживання і використання свіжої води серед водокористувачів є промисловість, особливістю використання води якою є відносно значні її втрати і великі об'єми в обороті. Сільське господарство, як за обсягами використаної води, так і за безповоротними її втратами, також належить до найбільш водоємних галузей економіки. Застосування на великих площах засобів хімізації сільськогосподарського виробництва, відходи тваринницьких комплексів зумовлюють потрапляння їх із стічними водами та внаслідок горизонтальної фільтрації з полів у водні об'єкти, спричинюючи підвищення вмісту органічних та мінеральних сполук, що негативно впливає на якість води

З величезної кількості фізико-хімічних чинників, що впливають на населення гідросфери, порівняно небагато мають провідне екологічне значення. До таких чинників перш за все відносяться фізико-хімічні властивості води і ґрунту розчинені і зважені у воді речовини, температура і світло, а останнім часом забруднення водоймищ, викликане діяльністю людини.

Вода як фізико-хімічне тіло надає безперервну дію на життя гідробіонтів. Вона не тільки задовольняє фізіологічні потреби організмів, але і служить їм опорою, доставляє кисень і їжу і відносить метаболіти, переносить статеві продукти і самих гідро біонтів. Завдяки рухливості води в гідросфері можливо існування прикріплених тварин, яких, як відомо, немає на суші. Тому властивості води – важливе середовища водного населення.

На перший погляд, зміна щільності води з підвищенням температури не так істотно. Проте слід врахувати, що щільність гідро біонтів відрізняється від одиниці лише у другому-третьому знаку після коми. Тому температурні коливання означають дуже багато що в сенсі зміни умов плавання (різна опорність середовища).

В порівнянні з іншими рідинами вода має порівняно невелику в'язкість, що обумовлює| її рухливість і полегшує плавання гідробіонтів. З підвищенням водної температури в'язкість помітно знижується. Із збільшенням солоності в'язкість води декілька зростає. Зміна в'язкості особливо сильна впливає на пересування дрібних організмів. З одного боку, вони володіють порівняно малопотужною локомоторною системою, тоді як відносна поверхня, пропорційно якій діють сили тертя, дуже велика. З іншого боку, в'язкість гальмує рух тим більше, чим ближче знаходяться зміщувані щодо один одного шари води. Для дрібних організмів вони розташовуються на дуже невеликих відстанях і тому подолання сил тертя зв'язане із значними витратами енергії.

Вода володіє порівняно високим коефіцієнтом поверхневого натягнення, який залежно від температури і солоності лежить в межах 0,771-0,765 Н/м². Поверхнева плівка надає організмам своєрідну опору, для використання якої виробляються специфічні адаптації, зокрема змочуваність або незмочуваність тілесного покриву. Організми з покривами, що не змочуються, знаходячись на поверхні води, підтримуються нею, і, будучи важче за воду, не тонуть. Гідробіонти легші, ніж вода утримуються в ній, упираючись в плівку, що знаходиться над ними.

В порівнянні з ґрунтом і повітрям вода відрізняється набагато більшою термостабільністю, що сприятливе для існування життя. Коли вода починає нагріватися, зростає випаровування, внаслідок чого підвищення температури сповільнюється. При охолоджуванні води нижче 0С і утворенні льоду, тепло, що виділяється, гальмує подальше пониження температури.

В порівнянні з повітрям вода набагато менш прозора, і падаюче в неї світло досить швидко поглинається і розсівається.

Колір води, її прозорість залежать від вибірковості поглинання і розсіювання різних променів. Від кольору води слід відрізняти колір|цвіт| поверхні, який на відміну від першого залежить від погодних умов і точки зору.

З окремих фізико-хімічних властивостей ґрунтів найбільше екологічне значення для водного населення мають розміри частино, щільність їх прилягання один до одного і стабільність взаєморозташування, ступінь змиву течіями і темп акумуляції за рахунок осідання зваженого матеріалу. Фізичні властивості ґрунтів перш за все характеризуються їх механічним і гранулометричним складом, під яким розуміють розмір зерен, створюючи дані складки.

З переходом від кам'янистих ґрунтів до піщаних і глинистих чисельність водних тварин звичайно збільшується, а їх середня маса знижується в результаті подрібнення представників гідро фауни (зменшення опорності ґрунту).

Умовами руху усередині ґрунту з різними гранулометричним складом пояснюється різниця в розмірах організмів, що мешкають в піску морських пляжів. Украй|надто| несприятлива для існування даного населення недостатня стабільність ґрунтів: осідання частинок, знос поверхневих шарів струмами води і переміщення частин щодо один одного. У першому випадку мешканці ґрунту засипаються шаром наносів, в другому - вимиваються і несуться течією, в третьому - перетираються і не можуть укорінятися.

Багато донних тварин харчуються, пропускаючи через себе ґрунт, і тому важливого значення набуває знаходження в ньому органічної речовини, яка утворюється в результаті попадання в ґрунт залишків організмів на тих або інших стадіях розкладання.

Дані відкладення тісно взаємодіють з водою. З ґрунту у воду безперервно надходять різні солі гази, тверді компоненти, назустріч цьому потоку йде іншій, що несе в донні відкладення різні мінеральні і органічні речовини з товщі води. Процеси взаємодії між ложем водоймища і його водною масою мають велике значення для життя гідробіонтів.

Природна вода існує і не у вигляді хімічної сполуки, що складається з водню і кисню, а є складним тілом, до складу якого крім молекул води входять самі різні речовини. Всі вони грають ту або іншу роль в житті водного населення. Найбільше екологічне значення мають для нього ступінь насичення води різними газами, концентрація іонів мінеральних солей, водневих іонів і органічних речовин, склад і концентрація зважених речовин.

З окремих газів найбільше значення для водного населення мають кисень, вуглекислий газ, сірководень і метан.

Для водного населення кисень є вирішальним чинником. На суші кількість кисню велика, крім того, через рухливість атмосферного повітря, деякої окремий, такий, що може виникати дефіцит швидко ліквідовується за рахунок дифузії і повітряних течій. У воді також відбувається вирівнювання концентрації кисню, але процес дифузії протікає в 320 разів повільніше, ніж на суші. По відношенню до кисню організми діляться на еври- форми, здатні відповідно жити в межах широких і вузьких коливань концентрації кисню. У разі, коли адаптація гідробіонту до даного оксигеновмісном середовища виявляється недостатньої, він гине. Якщо подібне явище набуває масового характеру, то це називається замором.

Збагачення води вуглекислим газом відбувається в результаті дихання водних організмів. Зниження концентрації вуглекислого газу відбувається переважно при споживанні останнього фотосинтезуючими організмами. Високі концентрації вуглекислого газу смертельно небезпечні для тварин і тому багато джерел позбавлені життя. Лише деякі двосторонні молюски і рачки можуть порівняно довго виносити високі концентрації СО₂, нейтралізуючи його шляхом розчинення вапно раковин в своїй тілесній рідині. Для рослин високі концентрації СО₂ нешкідливі.

Сірководень у водоймищі утворюється майже винятково біологічним шляхом, за рахунок діяльності різних бактерій. Для водного населення він шкідливий як побічно, так і не посередньо. Для багатьох гідробіонтів він смертельний навіть в найменших концентраціях. Утворення великих кількостей Н₂S може викликати замори. Крім сірчаних бактерій Н₂S окислюю фотосинтезуючі пурпурні і деякі види зелених бактерій, що використовують сірководень як донора водню і що рятують тим самим населення водоймища.

Іони мінеральних солей грають в житті гідробіонтів саму різну роль: одні з них використовуються рослинами для побудови тіла і що одержали назву біогенів. На інших вони роблять фізіологічний вплив, викликаючи різкі зрушення в процесах обміну речовин. Види, що виносять великі коливання солоності, називаються евриолинними, на відміну від стенолинні, що не витримують такі перепади. Велике екологічне значення для гідробіологів має не тільки сумарна кількість іонів, але також і їх склад, співвідношення. Істотне значення має той факт, що із збільшенням солоності знижується точка замерзання води.

Зважені у воді речовини з відомим ступенем умовності можуть бути підрозділені на обурений грунт, що містить невелику кількість органічної речовини, і детрит, в якому його порівняно багато. Присутність у воді великої кількості зважених частинок робить на водне населення найрізноманітніший вплив. Зниження прозорості води в результаті обурення ґрунту з одного боку зменшує освітлення донних рослин, а з іншою - супроводжується збільшенням концентрації біогенів. Несприятливу дію надає мінеральна суспензія на тваринах, що фільтрують свій корм в товщі води, і засипаючи організми, що мешкають на ґрунті.

Температура, світло, звук і інші коливання впливають на водне населення або безпосередньо або грають роль умовних сигналів. До першого випадку відноситься, наприклад, вплив температури на протікання багатьох біологічних процесів, значення світла для фотосинтезу тощо.

Термічний режим окремих водоймищ визначається їх географічним положенням, завглибшки, особливістю циркуляції водних мас і багатьма інших чинників. Надходження тепла у водоймище залежить головним чином від проникнення сонячною радіацією і контакту з менш нагрітою атмосферою. Відому роль грає тепло випадних опадів. Останніми роками тепловий режим багатьох водоймищ зазнає істотні|суттєві| зміни під впливом надходження в них підігрітих вод з охолоджуючих контурів теплових і атомних станцій. Температурний водний баланс безумовно залежить від пори року.

У багатьох гідробіонтів, негативних температур, що періодично піддаються дії, виробляються адаптації, застережливі замерзання соків тіла. В основному вони зводяться до зниження точки замерзання соків і підвищення їх здібності до переохолодження. Завдяки цим адаптаціям деякі організми переносять пониження температури до -10'С, наприклад, мідії. Чим частіше і сильніше періодичні зміни температури в природних житлах гідробіонтів, тим вище їх стійкість до холодових і теплових пошкоджень.

Велике екологічне значення температура має як чинник що впливає на швидкість протікання процесів, зокрема дихання, зростання і розвитку. Підвищення температури звичайно супроводжується прискоренням всіх процесів.

У всіх випадках оптимальні для зростання амплітуди і швидкості зміни температури виявилися схожими з тими перепадами, які риби випробовують в природних житлах.

Мабуть, для організмів несприятливо стаціонарний стан чинника, якщо в природних умовах воно динамічно. Організми, історично адаптовані до екологічної різноманітності, не тільки ризестентні до нього, але і потребують його; екологічна одноманітність в своєму граничному виразі, що створюється в штучних умовах, не відповідає фізичним потребам організмів, зменшує їх життєдіяльність.

Особливо велике екологічне значення світло має для фотосинтезуючих рослин. Із-за його недоліку вони відсутні на багатокілометровій глибині океанічних вод. Рідше за рослину страждають від надлишку світла і відсутні в поверхневому шарі води, якщо його освітленість стає надмірною. Більшості тварин світло потрібне для розпізнавання середовища і орієнтації рухів. Під контролем світлового чинника відбуваються грандіозні міграції, коли кожна доба мільярди тонн живих організмів переміщаються на сотні метрів з поверхні в глибину і назад. У дуже великому ступені від світла залежить забарвлення гідробіонтів, яке у ряду тварин може навіть мінятися, забезпечуючи маскування.

Орієнтуючись на світло, гідробіонти знаходять для себе найбільш вигідне положення в просторі. Особливо велике значення світло має для організмів, що здійснюють добові міграції. В більшості випадків почало підйому і спуску визначається часом настання тієї або іншої освітленості.

Сприйняття звуку у водних тварин розвинене відносно краще, ніж у наземних. Звук швидше і довше розповсюджується у воді, ніж на суші. Відоме значення в житті гідробіонта мають шумові навантаження, пов'язані з діяльністю людини - роботою човнових і корабельних моторів, турбін, підводним бурінням тощо. У гідробіонтів одночасно знижується швидкість дихання, темп зростання і частка яйцеродних самок; звикання до шуму не спостерігається навіть після місячного вмісту риб в таких умовах.

Очевидно, вельми значну, але ще маловивчену роль грають в житті гідробіонтів електричні і магнітні поля. Завдяки високій чутливості електрорецепторів, багато гідробіонтів здатні сприймати багатющу інформацію, зокрема розрізняють особини свого вигляду і ворогів, швидкість і напрям течій, температуру, сольові і газові інгредієнти, а також встановлюють симптоми, передуючі аномальним природним явищам.