Дипломная работа: Еколого-економічні аспекти використання водних ресурсів
Відмітною рисою XX ст. з'явився швидкий ріст водоспоживання по всіляких напрямках. На перше місце по обсязі споживання води вийшло сільськогосподарське виробництво. Для того щоб забезпечити продуктами харчування все зростаюче населення Землі, необхідні витрати величезної кількості води в землеробстві. Ресурси вологи й тепла і їхнє співвідношення визначають природну біологічну продуктивність у різних природно-кліматичних зонах миру. Для виробництва 1 кг рослинної маси різні рослини витрачають на транспірацію від 150—200 до 800—1000 м3 води; причому 1 га площі, зайнятий кукурудзою, випаровує за вегетаційний період 2—3 млн л води; для вирощування 1 т пшениці, рису або бавовни необхідно 1500, 4000 і 10 000 т води відповідно.
Площа зрошуваних земель на земній кулі досягає в цей час 220 млн га. Вони дають приблизно половину сільськогосподарської продукції миру, на таких землях розміщається до 2/3 світових посівів бавовнику. У той же час на зрошення 1 га посівів витрачається протягом року 12—14 тис. м3 води. Щорічна витрата води досягає 2500 км3 або більше 6 % сумарного річного стоку рік земної кулі. По обсязі використовуваних вод зрошуване землеробство посідає перше місце серед іншихводопотребителей.
Надзвичайно велика потреба у воді для сучасного тваринництва, змісту худоби на фермах і тваринницьких комплексах. Для виробництва 1 кг молока затрачається 4 т, а 1 кг м'яса - 25 т води. Питоме використання води на сільськогосподарські й інші мети в різних країнах миру (по даним 80- 90-х років XX ст.) наведено в таблиці.
Використання води на різні господарські цілі в окремих країнах миру
(в % до загального водоспоживання)[4]
| Групи водоспоживання | Росія | США | Франція | Фінляндія |
| Сільськогосподарське | 22 | 49 | 51 | 10 |
| Промислове | 33 | 41 | 37 | 80 |
| Комунально-побутове | 24 | 10 | 12 | 10 |
Росте споживання води в промисловомувиробництві.Неможливо вказати іншаречовина, яке б знаходило настільки різноманітне й широке застосування, як вода. Вона є хімічним реагентом, що бере участь у виробництві кисню, водню, лугів, азотної кислоти, спиртів і багатьох інших найважливіших хімічних продуктів. Вода — необхідний компонент у виробництві будівельних матеріалів: цементу, гіпсу, перевелися й т.п. Основна маса води в промисловості використовується для виробництва енергії й охолодження. Значна кількість води в обробній промисловості вживається на розчинення, змішування, очищення й інші технологічні процеси. Для виплавки 1 т чавуну й перекладу його в сталь і прокат витрачається 50—150 м3 води, 1 т міді — 500 м3 , 1 т синтетичногоого каучуку й хімічних волокон — від 2 до 5 тис. м3 води.
Гнітюче число виробництв пристосоване до використання тільки прісних вод; новітнім галузям промисловості (виробництву напівпровідників, атомної техніки й ін.) необхідна вода особливої чистоти. Сучасні промислові підприємства, теплові електростанції витрачають величезні ресурси води, порівнянніз річним стоком великих рік.
У міру росту народонаселення й міст збільшується витрата води на комунально-побутові потреби.Фізіологічна потреба людини у воді, що вводиться в організм із питвом і їжею, залежно від кліматичних умов становить 9-10 л/сут. Значно більша кількість води необхідно для санітарних і господарсько-побутових потреб. Лише при достатньому рівні водоспоживання, що забезпечується централізованими системами водопостачання, виявляєтьсяможливим видалення покидьків і нечистот за допомогою сплавної каналізації. Рівень господарсько-питного водоспоживання коливається в значних розмірах: від 30-50 л/сут. у будинкахз водокористуванням з водорозбірних колонок (без каналізації) до 275-400 л/сут. на один жителя в будинкахз водопроводом, каналізацією й системою централізованого гарячого водопостачання. Природно, поліпшення комунально-побутових умов життя в містах і сільській місцевості спричиняє ріст споживання води.
Ріст промислового й сільськогосподарського виробництва, високі темпи урбанізації сприяли розширенню використання водних ресурсів Росії. Забір річкових і підземних вод постійно зростав, досягши своєї максимальної величини, рівної 2,9 км3 в 1990 р. У результаті спаду виробництва починаючи з 1992 р. відзначається зменшення водоспоживання в різних галузях економіки. В 1999 р. воно склало 1,7 км3 . Основним споживачем води виявилося житлово-комунальне господарство — 46,0 % загального споживання; виробниче (промислове) водопостачання — 31,5 %; сільськогосподарське водопостачання й зрошення — 9,7 %; рибне ставкове господарство — 12,8 %. [5]
По характері використання водних ресурсів галузі народного господарстваділять на водопотребителей і водокористувачів. При водоспоживанні вода вилучається з її джерел (рік, водойм, водоносних шарів) і використовується в промисловості, сільськомугосподарстві, для комунально-побутових потреб; вона входить до складу випускається продукции, щоМ, піддається забрудненню й випару. Водоспоживання з погляду використання водних ресурсів підрозділяють на поворотне (повертається до джерела) і безповоротне (втрати).
Водокористування зв'язане звичайно із процесами, коли використовують не воду, як таку, а її енергію або воднесередовище. На такій основі розвивається гідроенергетика, водний транспорт, рибне господарство, система відпочинку й спорту й ін.
Галузі народного господарства пред'являють до водних ресурсів різні вимоги, тому водогосподарче будівництво найбільше доцільно вирішувати комплексно, з огляду на особливості кожної галузі й ті зміни в режимі підземних і поверхневих вод, які виникають при будівництві гідротехнічних споруджень і їхньої експлуатації й порушують екологічні системи. Комплексне використання водних ресурсів дозволяє найбільше раціонально задовольнити потреби у воді кожної галузі народного господарства, оптимально сполучити інтереси всіхводопотребителей і водокористувачів, заощаджувати засобу на будівництво водогосподарчих споруджень.
3. Забруднення водойм у зв'язку з їхнім використанням
Інтенсивне використання водних ресурсів спричиняє різказміна їхніх якісних параметрів у результаті скидання у воду найрізноманітніших забруднювачів антропогенного походження, а їх природніэкосистемы руйнуються. Вода втрачаєздатність до самоочищення.
Самоочищення в гідросфері пов'язане із круговоротом речовин. У водоймах воно забезпечується сукупною діяльністю їхніх організмів, що населяють. Тому одне з найважливіших завдань раціонального водокористування полягає в тому, щоб підтримати цю здатність. Фактори самоочищення водойм численні й різноманітні, умовно їх можна розділити на три групи: фізичні, хімічні й біологічні.
Серед фізичних факторів, що обумовлюють самоочищення водойм, першорядне значення мають розведення, розчинення й перемішування вступників забруднювачів. Інтенсивний плинріки забезпечує гарне перемішування й зниження концентрації зважених часток; в озерах, водоймищах, ставках дія фізичних факторів слабшає. Осідання у воді нерозчинних опадів, а також відстоювання забруднених вод сприяє самоочищенню водойм. Важливим фактором самоочищення є ультрафіолетове випромінювання сонця. Під впливом цього випромінювання відбувається знезаражування води.
У процесі водоотведения - сукупності санітарних заходів і технічних пристроїв - забезпечується видалення стічних вод за межі міст і інших населених місць або промислових підприємств. Здійснюється водоотведение за допомогою зливової, промислової й побутовий (внутрішньої й зовнішньої) каналізації.
Процеси інтенсифікації використання водних ресурсів, рістобсягу стічних вод, що відводяться у водні об'єкти, тісно взаємозалежні. При збільшенні водоспоживання й водоотведения головна небезпека полягає в погіршенні якості води. Більше половини стоків, що скидаються в поверхневі водойми земної кулі, не проходять навіть попереднього очищення. Для збереження здатності, що самоочищає, води необхідно більш ніж десятикратне розведення стоків чистою водою. Відповідно до розрахунків, на знезаражування стічних вод у цей час витрачається 1/7 частина світових ресурсів річкового стоку. Якщо скидання стічних вод буде зростати, то в найближче десятиліття для цієї мети буде потрібно витрачати всі світові ресурси річкового стоку.
Основними джерелами забруднення є стічні води промислових і комунальних підприємств, великих тваринницьких комплексів і ферм, зливові стоки в містах і змив дощовими потоками ядохимикатов і добрив зполів. Стічні води промислових підприємств утворяться на різних стадіях технологічних процесів.
З нафтовидобувною й нафтопереробною промисловістю, транспортуванням нафти й нафтопродуктів зв'язанепоширення у водоймах самих стійких забруднювачів — нафтових масел. Кожна тонна нафти, розтікаючись по водній поверхні, утворить плівку з легких масел на площі до 12 км2 , що утрудняє газообмін з атмосферою. Середні фракції нафти, змішуючись із водою, утворять отрутну емульсію, що осідає на зябрах риб. Важкі масла - мазут - осідають на дно водойм, викликаючи токсичні отруєння фауни, загибель риб.
Основними факторами впливу теплоенергетики на гідросферу є викиди теплоти, наслідками яких можуть бути: постійне підвищення температури у водоймах, заростання водойм водоростями, порушення кисневого балансу, що створює погрозу для життя мешканців рік і озер.
Великий вплив на навколишнє середовище гідроелектростанцій, що проявляється як у період будівництва, так і експлуатації. Спорудження греблі приводить до значного затоплення прилягаючих територій, зміні гідрологічного й біологічного режимів рік. На мілководдя водоймищ широко поширене "цвітіння" води - результат навали синьо-зелених водоростей. Відмираючи, водорості в процесі розкладання виділяють фенол і інші отруйні речовини. Риби залишають такі водойми, вода в них робиться непридатної для питва й навіть для купання.
Небезпечними забруднювачами водойм є стічні води целюлозно-паперової промисловості. Вони містять органічні речовини, які в процесі окислювання поглинають кисень, викликають масову загибель риби, надають воді неприємний смак і запах.
Відходи хімічних і нафтохімічних виробництв, гірничодобувної промисловості засмічують воду солями й розчинами. Особливо небезпечні з'єднання ртуті, цинку, свинцю, миш'яку, молібдену й інших важких металів, що викликають надзвичайно небезпечні захворювання людей і здатних накопичуватися в організмах мешканців рік, озер, морів і океанів.
Машинобудівний комплекс також є потенційним забруднювачем поверхневихводоисточников (стічні води, витік рідких продуктів або напівпродуктів і т.п.). Гальванічне виробництво - одне з найбільш великих джерел утворення стічних вод у машинобудуванні. Основними забруднювачами стічних вод у гальванічних виробництвахє іони важких металів, неорганічні кислоти й луги, ціаніди, поверхнево-активні речовини.
Синтетичні поверхнево-активні речовини й синтетичні мийні засоби дуже токсичні й стійкі до процесів біологічного розкладання. Вони попадають у водойми також з відходами текстильної, хутряної, шкіряної промисловості, з побутовими й комунальними стічними водами.
Сільськогосподарське виробництво в багатьох регіонах мирутягне забруднення поверхневих водойм. Отруйні речовини попадають у водойми у вигляді пестицидів, використовуваних для боротьби зі шкідниками й хворобами сільськогосподарських культур. Припускають, що від дії пестицидів скоротилося поголів'я тюленів у Балтиці, запаси промислової риби в Атлантиці. Значну небезпеку для водойм представляютьзмивані із сільськогосподарських полів нітрати, фосфати й калійні добрива. Стічні води великих тваринницьких комплексів відрізняються високою концентрацією розчинених і нерозчинених забруднюючих речовин.
Небезпечним забруднювачем є побутові стічні води й побутове сміття, які містять 30-40 % органічних речовин. Під час скидання й проходження матеріалу крізь стовп води частина забруднюючих речовин переходить у розчин, змінюючи якість води, інша сорбируется частками суспензії й переходить у відкладення. Присутність великої кількості органічних речовин створює в ґрунтах стійкесередовище, у якій виникає особливий тип иловых вод, що містять сірководень, аміак, іони металів.
Особливу загрозу життю водойм і здоров'ю людей представляють радіоактивні забруднення. Поховання рідких і твердих радіоактивних відходів здійснювалося в морях і океанах багатьма країнами, що мають атомний флот і атомна промисловість. Нагромадження скинутих у море радіоактивних відходів, а також аварії атомних судів і підводних човнів становлять небезпеку не тільки для нинішнього, але й для майбутніх поколінь.