Časť vodnej škrupiny zeme. Vodná škrupina Zeme. Štruktúra a význam hydrosféry

Hydrosféra je vodný obal našej planéty a zahŕňa všetku vodu, ktorá nie je chemicky viazaná, bez ohľadu na jej skupenstvo (kvapalné, plynné, pevné). Hydrosféra je jednou z geosfér, ktorá sa nachádza medzi atmosférou a litosférou. Tento nesúvislý obal zahŕňa všetky oceány, moria, kontinentálne sladkovodné a slané vodné útvary, ľadové masy, atmosférická voda a voda v živých organizmoch.

Približne 70 % zemského povrchu pokrýva hydrosféra. Jeho objem je asi 1400 miliónov metrov kubických, čo je 1/800 objemu celej planéty. 98 % vôd hydrosféry tvorí svetový oceán, 1,6 % je obsiahnutých v kontinentálny ľad, zvyšok hydrosféry tvoria čerstvé rieky, jazerá a podzemná voda. Hydrosféra je teda rozdelená na svetový oceán, podzemné vody a kontinentálne vody, pričom každá skupina postupne zahŕňa podskupiny nižších úrovní. V atmosfére sa teda voda nachádza v stratosfére a troposfére, na zemskom povrchu sú vody oceánov, morí, riek, jazier, ľadovcov, v litosfére - vody sedimentárneho krytu a základov.

Napriek tomu, že prevažná časť vody je sústredená v oceánoch a moriach a povrchové vody tvoria len malú časť hydrosféry (0,3 %), zohrávajú veľkú úlohu v existencii biosféry Zeme. Povrchová voda je hlavným zdrojom zásobovania vodou, zavlažovania a zavlažovania. V zóne výmeny vody sa čerstvá podzemná voda rýchlo obnovuje počas všeobecného vodného cyklu, takže pri racionálnom využívaní je možné ju využívať neobmedzene dlho.

Počas vývoja mladej Zeme vznikla hydrosféra pri vzniku litosféry, ktorá počas geologickej histórie našej planéty uvoľnila obrovské množstvo vodnej pary a podzemných magmatických vôd. Hydrosféra vznikla počas dlhého vývoja Zeme a diferenciácie jej štruktúrnych zložiek. Život prvýkrát začal v hydrosfére na Zemi. Neskôr, na začiatku paleozoickej éry, sa živé organizmy dostali na súš a začalo sa ich postupné osídľovanie kontinentov. Život bez vody je nemožný. Tkanivá všetkých živých organizmov obsahujú až 70-80% vody.

Vody hydrosféry neustále interagujú s atmosférou, zemskou kôrou, litosférou a biosférou. Na hranici medzi hydrosférou a litosférou sa tvoria takmer všetky sedimentárne horniny, ktoré tvoria sedimentárnu vrstvu. zemská kôra. Hydrosféru možno považovať za súčasť biosféry, pretože je úplne osídlená živými organizmami, ktoré zase ovplyvňujú zloženie hydrosféry. Vzájomné pôsobenie vôd v hydrosfére, prechod vody z jedného skupenstva do druhého sa prejavuje ako zložitý kolobeh vody v prírode. Všetky typy vodných cyklov rôznych objemov predstavujú jeden hydrologický cyklus, počas ktorého sa obnovujú všetky druhy vôd. Hydrosféra je otvorený systém, ktorého vody sú úzko prepojené, čo určuje jednotu hydrosféry ako prírodného systému a vzájomné ovplyvňovanie hydrosféry a ostatných geosfér.

Súvisiace materiály:

Hydrosféra je vodný obal Zeme, ktorý zahŕňa svetový oceán, pevninské vody (rieky, jazerá, močiare, ľadovce) a podzemnú vodu. Voda zohráva v dejinách vývoja našej planéty zásadnú úlohu, keďže je s ňou spojený vznik a vývoj živej hmoty, a teda aj celej biosféry.
Väčšina vody je sústredená v moriach a oceánoch – takmer 94 % a zvyšných 6 % pripadá na iné časti hydrosféry (tabuľka 3).

Tabuľka 3. Distribúcia vody v hydrosfére Zeme (podľa M.I. Lvovich, 1986)
Časti hydrosféry	Objem, tisíc km3	% z celkového objemu
Svetový oceán	/>1 370 323	93,96
Podzemná voda, celkom	60 000	4,12
vrátane zóny aktívnej výmeny vody	4 000	0,27
Ľadovce	24 000	1,65
Jazerá	280	0,019
Vhlkosť pôdy	85	0,006
Vodná para v atmosfére	14	0,001
Riečne vody	1,2	0,0001
Celá hydrosféra	1 454 703,2

Plocha hydrosféry je 70,8% povrchu zemegule, zatiaľ čo jej objem je len asi 0,1% objemu planéty. Hrúbka rovnomerne rozloženého filmu po povrchu Zeme sa rovná iba 0,03 % jeho priemeru. Podiel povrchovej vody v hydrosfére je veľmi malý, ale je mimoriadne aktívny (mení sa v priemere každých 11 dní), čo znamená začiatok tvorby takmer všetkých zdrojov sladkej vody na súši. Množstvo sladkej vody je 2,5 % z celkového objemu, pričom takmer dve tretiny tejto vody obsahujú ľadovce Antarktídy, Grónska, polárne ostrovy, ľadové kryhy a ľadovce a vrcholky hôr. Podzemná voda sa nachádza v rôznych hĺbkach (do 200 m alebo viac); hlboké podzemné vodonosné vrstvy sú mineralizované a niekedy aj slané. Okrem samotnej vody v hydrosfére, vodnej pary v atmosfére, podzemnej vody v pôdach a zemskej kôre existuje biologická voda v živých organizmoch. Pri celkovej hmotnosti živej hmoty v biosfére 1400 miliárd ton je hmotnosť biologickej vody 80% alebo 1120 miliárd ton (tabuľka 4).
Tabuľka 4. Priemerná ročná vodná bilancia zemegule

Sladká voda hrá hlavnú úlohu v živote živých organizmov na súši. Sladká voda je voda, ktorej slanosť nepresahuje 1 %, t. j. neobsahuje viac ako 1 g solí na liter (slanosť oceánskej vody je asi 35 %). Podľa dostupných odhadov celkové svetové zdroje sladkej vody dosahujú celkový odtok 38-45 tisíc km3, zásoby vody v sladkých jazerách sú 230 tisíc km3 a zásoby pôdnej vlhkosti sú 75 tisíc km3. Ročný objem odparovanej vlhkosti z povrchu planéty (vrátane transpirácie rastlinami) sa odhaduje na približne 500-575 tisíc km3, pričom 430-500 tisíc km3 odparených z povrchu Svetového oceánu tak predstavuje o niečo viac; viac ako 70 tisíc km3 odparenej vlhkosti. Za rovnaký čas spadne 120 tisíc km3 vody vo forme zrážok na všetkých kontinentoch (tabuľka 5).
Tabuľka 5. Vodná bilancia a sladkovodné zdroje kontinentov a pôdy ako celku

kontinentov	Rozloha, milión km2	Zrážky	Prietok rieky	Hrubá vlhkosť územia	Odparovanie
Európe	9,8	734/7165	319/3110	524/5120	415/4055
Ázie	45,0	726/32 690	293/13 190	509/22 910	433/19 500
Afriky	30,3	686/20 780	139/4225	545/18 020	547/16 555
Severná Amerika	20,7	670/13 910	287/5960	467/9690	467/7950
Južná Amerika	17,8	1648/29 355	583/10 380	1275/22 715	1275/18 975
Austrália	8,7	736/6405	226/1965	564/4905	564/4440
Všetky pozemky	/>132,4	834/110 305	294/38 830	630/83 360	540/71 475

Hodnoty čitateľa sú v mm, menovateľ je v km.
Vrátane Strednej Ameriky, s výnimkou kanadského arktického súostrovia.

o priebehu hlavných, najambicióznejších geologických procesov. Nadpozemská látka - minerál, hornina, živé telo, ktoré by to neobsahovalo. Všetka pozemská hmota... je ňou presiaknutá a objatá Čistá, bez nečistôt, voda je priehľadná, bez farby a bez zápachu. Toto je jediný minerál na našej planéte, ktorý sa prirodzene vyskytuje v troch stavoch agregácie: plynná kvapalina a pevná látka. Voda môže byť z chemického hľadiska považovaná za oxid vodíka alebo hydrid kyslíka. V tabuľke 6 udávajú teploty topenia a varu zlúčenín podobného zloženia ako voda.
Tabuľka 6. Teploty topenia a varu zlúčenín vodíka prvkov hlavnej podskupiny VI. skupiny periodickej tabuľky

Tabuľka analýzy údajov. 6, ako aj obr. 8 ukazuje „nelogické* správanie vody: prechody vody z pevného do kvapalného a plynného skupenstva sa vyskytujú pri teplotách oveľa vyšších, ako by mali byť. Anomálne správanie je spôsobené štruktúrou molekuly vody H20; je postavený v tvare tupého trojuholníka: uhol medzi dvoma väzbami kyslík-vodík je 104°27" (obr. 9)J Ale keďže sa oba atómy vodíka nachádzajú na tej istej strane atómu kyslíka, elektrické náboje v sú rozptýlené a molekula vody nadobudne polaritu. Polarita je dôvodom chemickej interakcie medzi rôznymi molekulami vody v molekule H20, ktoré majú čiastočný kladný náboj, interagujú s elektrónmi atómov kyslíka susedných molekúl chemická väzba spája molekuly vody do akejsi priestorovej štruktúry, v ktorej sú umiestnené vodíkové väzby, je kolmá na rovinu atómov tej istej molekuly vody a je vysvetlená anomálne interakciou medzi molekulami H20; vysoké teploty topenia a varu. Na „uvoľnenie“ vodíkových väzieb je potrebná značná dodatočná energia, čo vysvetľuje najmä vysokú tepelnú kapacitu vody.
Ľadové kryštály sa tvoria z podobných asociácií (kombinácií molekúl). Atómy v ľadovom kryštáli sú „zabalené“ voľne, a preto je ľad zlým vodičom tepla. Hustota kvapalnej vody pri teplotách blízkych nule je väčšia ako hustota ľadu. Pri 0°C zaberá 1 g ľadu objem 1,0905 cm3, 1 g tekutej vody - 1,0001 cm3. Ľad preto pláva, a preto nádrže nezamŕzajú na dno, ale majú len ľadovú pokrývku. 40

To odhaľuje ďalšiu vodnú anomáliu. Po roztopení sa voda najskôr stiahne a až potom pri teplote 4 °C a vyššej začne expandovať.
Ľad-P a ľad-III, ťažšie a hustejšie kryštalické formy tuhej vody, sa získali špeciálnymi metódami (najtvrdší, najhustejší a najviac žiaruvzdorný ľad-VII sa získal pri tlaku 3 miliardy Pa;
jeho teplota topenia je + 190° C (obr. 10).
Od chemické vlastnosti Jednou z najdôležitejších vlastností vody je schopnosť jej molekúl disociovať, teda rozkladať sa na ióny, ako aj kolosálna schopnosť rozpúšťať látky rôzneho chemického charakteru.
Úloha vody ako hlavného a univerzálneho rozpúšťadla je určená predovšetkým polaritou jej molekúl a v dôsledku toho jej extrémne vysokou dielektrickou konštantou. Opačné elektrické náboje a najmä ióny sa vo vode priťahujú 80-krát slabšie, ako by sa priťahovali vo vzduchu. Tepelný pohyb v tomto prípade je jednoduchšie oddeliť molekuly.
To je dôvod, prečo dochádza k rozpúšťaniu, vrátane mnohých ťažko rozpustných látok: nie nadarmo sa hovorí:
"Voda opotrebováva kamene..."
Disociácia (rozpad) molekúl vody na ióny za bežných podmienok je veľmi malá: disociuje sa jedna molekula z pol miliardy. Treba poznamenať, že z vyššie uvedených reakcií je prvá podmienená, tzv

rovnako ako protón H+, zbavený svojho elektrónového obalu, nemôže existovať vo vodnom prostredí, okamžite sa spojí s molekulou vody a vytvorí hydróniový ión H30+

V zásade je možné, že sa molekuly vody rozložia na veľmi ťažké ióny, ako napríklad:
8H20-GT; H90+4 + H70"4 a reakcia H20-gt; H++ OH- je len schematické všeobecné znázornenie zložitejších reakcií.
Voda má slabú reaktivitu. Niektoré aktívne kovy sú schopné z neho vytesniť vodík:

a v atmosfére voľného fluóru môže horieť:

V.P. Zhuravlev a kol. (1995) poskytujú údaje od G.V. Vasiliev o veľmi rozmanitých vlastnostiach vody, najmä anomálna voda (alebo supervoda) dosahuje maximálnu hustotu pri t = - 10 ° C, jej viskozita je 10-15 krát nižšia ako klasická voda a má polyméry (H20)3 a ( H20)4.
Zistila sa prítomnosť superanomálnej vody, ktorá nemá maximálnu hustotu, nekryštalizuje (ani pri -100 °C), ale zosklovatie ako živica. Akademik A.N. Frumkin verí, že tento nový štvrtý stav agregácie vody je živicový a dáva to do súladu s objavom nových chemických prvkov.
Metabolická voda je špeciálna kvapalina produkovaná živým organizmom, ktorá má schopnosť pôsobiť proti „vysychaniu“, inými slovami, „starnutiu“, podľa niektorých vedcov je sama schopná starnúť a meniť sa na „“. mŕtva“ voda.
G.V. Vasiliev uvoľňuje „tavenú“ vodu, čo zvyšuje produktivitu; „magnetická“ voda, ktorá zabraňuje tvorbe uhličitanov; „elektrická“ voda, ktorá urýchľuje kvitnutie niektorých rastlín; „suchá“ voda, pozostávajúca z 90 % H20 a 10 % H2Si04, ako aj I-voda, „čierna“, „pamätná“ atď. Mnohé z týchto typov vody majú špecifické vlastnosti, niektoré sú hypotetické. Už sme si však všimli, že voda rozpúšťa takmer všetky látky, okrem tukov a veľmi obmedzeného počtu minerálov. Preto v prírode neexistuje prakticky čistá voda, je to vždy roztok väčšej alebo menšej koncentrácie.
Voda je prevažne kvapalina, t.j. pohybujúce sa teleso, čo jej umožňuje prenikať do najrozličnejších telies a 42

prostredí a pohybujú sa rôznymi smermi, pričom súčasne prepravujú látky v ňom rozpustené. Týmto spôsobom zabezpečuje výmenu látok v geografickom obale, a to aj medzi živými organizmami a prostredím. Voda je schopná prekonať gravitáciu aj v tekutom stave, stúpa cez najtenšie kapiláry. To určuje možnosti cirkulácie vody v horninách a pôdach; krvný obeh u zvierat; pohyb rastlinných štiav po stonkách. Voda má schopnosť zmáčať, „lepiť sa“. rôzne povrchy. Elektrické interakčné sily sú schopné viazať vodu okolo pevných minerálnych častíc, čím výrazne menia jej vlastnosti. Napríklad jeho teplota tuhnutia je -4 ° C, hustota - 1,4 g / cm3.
Pôvod vody na Zemi ešte nie je úplne vysvetlený: niektorí odborníci sa domnievajú, že vznikla v dôsledku syntézy vodíka a kyslíka, keď sa uvoľnili z útrob Zeme v prvých fázach jej existencie, a iní, nasledujúci akademik. O.Yu Schmidt naznačuje, že voda prišla na Zem počas formovania planéty z vesmíru.
Svetový oceán je vodnou škrupinou Zeme, s výnimkou nádrží na súši a ľadovcov Antarktídy, Grónska, polárnych súostroví a vrcholkov hôr. Svetové oceány sú rozdelené na štyri hlavné časti – Tichý oceán, Atlantický oceán, Indický oceán a Severný ľadový oceán. Vody Svetového oceánu, tečúce do pevniny, tvoria moria a zálivy. Moria sú relatívne izolované časti oceánu (napríklad Čierne, Baltské a pod.) a zálivy nevyčnievajú do pevniny tak ako moria a z hľadiska vlastností vôd sa od nich len málo líšia. svetový oceán. V moriach môže byť slanosť vody vyššia ako v oceáne (35%), ako napríklad v Červenom mori - až 40% alebo nižšia, ako v Baltskom mori - od 3 do 20%.
Vody Svetového oceánu a jeho častí majú niektoré spoločné črty: všetky spolu komunikujú; hladina vodnej hladiny v nich je takmer rovnaká; slanosť je v priemere 35%, má horko-slanú chuť kvôli veľkému množstvu minerálnych solí rozpustených v nich.
V oceánskej vode sa okrem solí rozpúšťajú aj rôzne plyny, z ktorých najdôležitejší je kyslík, ktorý je nevyhnutný pre dýchanie živých organizmov. V rôznych častiach Svetového oceánu je množstvo rozpusteného kyslíka rôzne, čo závisí od teploty vody a jej zloženia. Prítomnosť oxidu uhličitého v oceánskej vode umožňuje fotosyntézu a tiež umožňuje niektorým morským živočíchom vytvárať schránky a kostry ako výsledok životných procesov.
Teplota vody v oceánoch sa pohybuje od mrazu v polárnych moriach až po 28 °C na rovníku.
Vody Svetového oceánu sú v neustálom pohybe v podobe vĺn, morských prúdov a prílivových javov. Vlny vznikajú pod vplyvom vetra a morských otrasov; morské prúdy sa vytvárajú pod vplyvom konštantných vetrov a rozdielov v hustote oceánska voda; Odliv a odliv oceánskej vody je spojený s príťažlivosťou Mesiaca a rotáciou Zeme okolo svojej osi.
Podzemná voda je voda nachádzajúca sa v póroch, trhlinách, dutinách, dutinách, jaskyniach v hrúbke hornín pod povrchom Zeme. Tieto vody môžu byť v kvapalnom, pevnom a plynnom skupenstve. Podzemné a povrchové vody sú vzájomne prepojené: v niektorých prípadoch sú niektoré zóny doplňovania, iné sú zónami vypúšťania a v iných prípadoch naopak. Podzemné vody majú rôzny pôvod a delia sa na: juvenilné, tvorené, podľa hypotézy M.V. Lomonosov, počas magmagénnych procesov; infiltrácia, vytvorená v dôsledku presakovania atmosférických zrážok cez hrúbku priepustných pôd a pôd na vodotesných vrstvách; kondenzácia, nahromadená v horninách pri prechode vodnej pary v prízemnej atmosfére do kvapalného stavu; voda pochovaná sedimentmi v útvaroch povrchových vôd.
Je takmer nemožné určiť na základe genézy podzemnej vody
jeho vlastnosti, a nie je to zvlášť potrebné, oveľa dôležitejší je stav vody v pôde a pôde. Voda zadržiavaná molekulárnymi silami sa takmer nezapája do procesov, ktoré zabezpečujú život najmä organizmom, rastliny túto vodu nedokážu využiť pomocou svojho koreňového systému. Na tieto účely je vhodná kapilárna a gravitačná voda. Tá zahŕňa podzemnú vodu, ktorá sa pod vplyvom zemskej gravitácie pohybuje v hĺbkach zemskej kôry. Podzemná voda má rôzne teploty, väčšinou zodpovedá teplote hostiteľských hornín, ale hlboká podzemná voda nachádzajúca sa v blízkosti magmatických komôr je zdrojom horúcej vody. V Rusku sú objavené na Kamčatke a Severnom Kaukaze, kde ich teplota dosahuje 70-95° C. Vyvierajúce horúce pramene sa nazývajú gejzíry. V údolí gejzírov na Kamčatke ich bolo objavených viac ako 20, medzi nimi aj „Gigan“, ktorý vytvára fontánu vysokú 30 m, alebo „starý sluha“ (Yellowstone, USA), ktorý v pravidelných intervaloch tryská. Gejzíry sú bežné aj na Islande a na Novom Zélande.
Pri filtrácii cez horniny s rôznym minerálnym a chemickým zložením sa podzemná voda prirodzene dopĺňa rozpustenými látkami. Takto postupne vznikajú minerálne vody, ktoré sú niekedy nasýtené oxidom uhličitým a sírovodíkom. Niektoré z týchto vôd majú liečivú a kúpeľnú hodnotu.
Povrchové vody pevniny. Rieky. Vo všeobecnosti sa na povrchu zemskej pôdy voda pohybuje v rôznych formách: rieky, potoky, pramene, dočasné vodné toky. V poslednej dobe nadobúdajú veľký význam vodné toky (kanály) vytvorené človekom.
Rieky a potoky sú trvalé vodné toky nachádzajúce sa v prirodzených zníženinách reliéfu. Veľkosti riek sú veľmi odlišné: od obrovských (rieka Amazonka) až po rieky, ktoré pozná takmer každý človek, pretože sa dajú preplávať. Vysoký obsah vody v najhlbšej rieke sveta, Amazonke - 3160 km3 za rok - sa vysvetľuje obrovskou rozlohou povodia (asi 7 miliónov km2) a množstvom zrážok (viac ako 2000 mm za rok). Amazonka má 17 prítokov takzvaného prvého rádu, z ktorých každý sa svojím obsahom vody rovná rieke Volga.
Potoky sú ešte menšie prirodzené vodné toky so šírkou najviac 0,5 – 1,0 m. Rieky tvoria na určitom území riečnu sieť hlavného koryta a prítokov. Rieky prijímajú potravu z určitej oblasti nazývanej jej povodie. Konštantnými zdrojmi výživy riek sú podzemné vody, voda z topenia snehu a ľadovcov a zrážky. V závislosti od podmienok kŕmenia sa v blízkosti riek vytvára režim; Na základe vodnej hladiny sa rozlišujú obdobia najvyššej a najnižšej vody. Dostali mená: veľká voda, povodeň a nízka voda. Rieky vykonávajú kolosálnu prácu erózie a akumulácie. Erodujú horniny, vytvárajú kanály a výsledný materiál sa transportuje a ukladá ako aluviálne (riečne) usadeniny, čím sa vytvárajú záplavové oblasti a akumulačné terasy v blízkosti brehov skalného podložia. Existujú mladé a staré rieky. Tie majú spravidla široké rozvinuté údolia s opustenými starými kľukatými kanálmi (mŕtve ramená), veľkým počtom terás a širokými nivami. Mladé rieky majú často pereje a vodopády (oblasti, kde voda padá z vysokých ríms). Jeden z najväčších vodopádov na svete je Victoria na rieke. Zambezi - padá z výšky 120 m so šírkou 1800 m; Niagarské vodopády - výška 51 m, šírka toku 1237 m Mnohé horské vodopády sú ešte vyššie. Najvyšší z nich je Angel on the river. Orinoko - 1054 m vysoký.
Jazerá. Okrem vodných tokov, kde sa voda presúva z vyšších polôh do nižších, sú na súši trvalé vodné plochy v prirodzených zníženinách reliéfu. Na území našej krajiny sa nachádza časť najväčšieho jazera na svete - Kaspické more a najhlbšie - jazero Bajkal. Jazerá vznikali rôznymi spôsobmi: od sopečných kráterov po tektonické žľaby a krasové ponory; Niekedy sa počas zosuvov pôdy a bahna v horách objavia prehradené jazerá. Veľké množstvo jazier, ktoré sa nachádzajú vo Fínsku, Švédsku, Karélii (Rusko), Kanade, vzniklo počas postupu a ústupu ľadovcov v obdobiach zaľadnenia. Väčšina jazier je plná sladkej vody, ale sú aj slané, napríklad kaspický, aralský

Ryža. 11. Schéma zarastania jazera:
/ - machový kryt (ryam); 2 - spodné sedimenty organických zvyškov; 3 - „okno“ alebo priestor s čistou vodou

a niektoré ďalšie. Čerstvé majú slanosť menej ako 1%, brakické - viac ako 1%, solené - viac ako 24,7%.
Jazerá sa vyvíjajú v závislosti od podmienok prostredia. Rieky a dočasné vodné toky prinášajú do jazier obrovské množstvá anorganických a organických látok, ktoré sa ukladajú na ich dne. Objavuje sa vegetácia, ktorej zvyšky sa tiež hromadia, vypĺňajú jazerné panvy a dávajú podnet k tvorbe močiarov (obr. 11).
Močiare sú nadmerne vlhké oblasti pôdy pokryté vlhkomilnou vegetáciou. K podmáčaniu v lesných pásoch často dochádza v dôsledku odlesňovania. Tundra je zóna, kde permafrost nedovoľuje vode prenikať do pôdy a jej postupné hromadenie vedie k tvorbe močiarov.
Na základe nutričných podmienok a polohy sa močiare delia na nížinné a vrchovinové (obr. 12). Tie prvé získavajú výživu zo zrážok, podzemných a povrchových vôd. Veľké množstvo minerálnych zložiek dodávaných s podzemnou vodou prispieva k aktívnemu rozvoju vegetácie a jej vysokej produktivite. Za určitých podmienok sa nížinné močiare menia na takzvané vyvýšené močiare. V týchto močiaroch prebieha tvorba rašeliny, veľmi zložitý geochemický proces tvorby a sedimentácie minerálov. Hromadenie rašeliny na jednej strane zvyšuje zásoby úrodnosti v útrobách zeme zvyšovaním objemu humusu a tiež prispieva k zachovaniu prebytočného uhlíka, na druhej strane však výrazne vyčerpáva minerálnu zložku, ktorá sa živí rastliny v močiari. Existuje náhrada za menej náročné rastliny, napríklad rašeliníky, ktoré produkujú organické kyseliny spomaľujúce tvorbu rašeliny.

Ryža. 12. nížinné (a) a vyvýšené (b) močiare

cie. Voda sa už nedostáva do zón rozvoja rašeliníkových machov a proces ničenia vegetácie sa postupne viac a viac rozvíja.
Močiarom bola venovaná značná pozornosť vzhľadom na to, že na území našej krajiny zaberajú rozsiahle plochy a často predstavujú zdroje významných povrchových vodných tokov. Nejde však len o to, nedávno sa zistila skutočnosť rozhodujúceho vplyvu močiara na existenciu lesa, to znamená, že existuje hlboké spojenie medzi optimálnymi podmienkami pre rozvoj lesných ekosystémov a existujúcimi močiarmi. v nich a mnoho malých jazierok.
Voda je mimoriadne dôležitá pre fungovanie živých organizmov. Toto je hlavné médium biochemických reakcií, v konečnom dôsledku absolútne nevyhnutná zložka protoplazmy. Živiny sú vo vnútri živých organizmov transportované vo forme vodných roztokov a voda tiež transportuje a odstraňuje produkty disimilácie z organizmov (I.A. Shilov, 2000). Relatívny obsah vody v živých organizmoch sa pohybuje od 50 do 95 % (95 % vody je obsiahnutých v tele medúz a až 92 % v tkanivách mnohých mäkkýšov). Vnútrobunkový a medzibunkový metabolizmus závisí od množstva vody a rozpustených solí av hydrobiontoch - osmotických
vzťah s okolím. Väčšina suchozemských živočíchov si dokáže vymieňať plyny so svojím prostredím iba v prítomnosti vlhkých povrchov; Vlhkosť tiež pri odparovaní prispieva k vytváraniu tepelnej rovnováhy medzi meniacimi sa teplotnými parametrami prostredia a teplom organizmov.
I.A. Shilov (2000) popisuje výmenu vody medzi organizmami a prostredím ako výmenu pozostávajúcu z dvoch protikladných Procesov, z ktorých jedným je vstup vody do tela, druhým je jej uvoľňovanie do vonkajšieho prostredia. U vyššie rastliny tento proces je „vysávaním“ vody z pôdy koreňovým systémom, jej prenášaním (spolu s rozpustenými látkami) do jednotlivých orgánov a buniek a odvádzaním cez proces transpirácie. Z celkového objemu sa 5 % vody spotrebuje na fotosyntézu a zvyšok sa použije na udržanie turgoru (vnútorný hydrostatický tlak v živých bunkách, spôsobujúci napätie v bunkovej membráne).
Živočíchy získavajú vodu najmä pitím a tento spôsob je pre väčšinu z nich, aj tých vodných, nielen potrebný, ale aj jediný. Voda sa vylučuje močom a exkrementmi, ako aj vyparovaním. Jednotlivé organizmy žijúce vo vodnom prostredí sú schopné prijímať a uvoľňovať vodu buď svojou kožou, alebo špecializovanými oblasťami tkaniva, ktoré sú pre vodu priepustné. To platí aj pre suchozemských obyvateľov: mnohé rastliny, bezstavovce a obojživelníky zvyčajne prijímajú vodu zo zdrojov, ako je rosa, hmla a dážď.
Pre zvieratá je jedným zo zdrojov vody potrava. Navyše jeho význam v metabolizme vody nie je obmedzený na obsah vody v tkanivách potravín. Zvýšená výživa je sprevádzaná hromadením tukových zásob v tele, ktoré sú dôležité jednak ako energetická rezerva, ale aj ako vnútorný zdroj zásobovania buniek a tkanív vodou. Výmena vody priamo súvisí s výmenou soli. Určitý súbor solí (iónov) je nevyhnutnou podmienkou pre normálne fungovanie tela, pretože soli sú súčasťou zloženia tkanív a zohrávajú určitú úlohu v metabolických mechanizmoch buniek. Ak dôjde k poruchám v množstve prichádzajúcej vody, a teda aj potrebných solí, dôjde k narušeniu úplnej rovnováhy a k posunom v osmotických procesoch.
Pre všetky živé organizmy je najdôležitejšie udržiavať stabilný metabolizmus voda-soľ ako hlavný faktor pri realizácii ich životných funkcií.

Hydrosféra je vodný obal Zeme, ktorý čiastočne pokrýva a tvrdý povrch pôda.

Podľa vedcov sa hydrosféra formovala pomaly, zrýchľovala sa len v obdobiach tektonickej aktivity.

Niekedy sa hydrosféra nazýva aj svetový oceán. Aby sme sa vyhli zmätku, budeme používať termín hydrosféra. O Svetovom oceáne ako súčasti hydrosféry sa dočítate v článku SVETOVÝ OCEÁN A JEHO ČASTI → .

Pre lepšie pochopenie podstaty pojmu hydrosféra uvádzame nižšie niekoľko definícií.

Hydrosféra

Ekologický slovník

HYDROSFÉRA (z hydro... a grécky sphaira - guľa) je prerušovaný vodný obal Zeme. Úzko interaguje so živou škrupinou Zeme. Hydrosféra je biotopom hydrobiontov, ktoré sa nachádzajú v celom vodnom stĺpci - od filmu povrchového napätia vody (epineuston) až po maximálne hĺbky svetového oceánu (až 11 000 m). Celkový objem vody na Zemi vo všetkých jej fyzikálnych skupenstvách – kvapalné, pevné, plynné – je 1 454 703,2 km3, z čoho 97 % tvoria vody Svetového oceánu. Pokiaľ ide o plochu, hydrosféra zaberá asi 71% celkovej plochy planéty. Celkový podiel vodných zdrojov hydrosféry vhodných na hospodárske využitie bez osobitných opatrení je asi 5–6 miliónov km3, čo sa rovná 0,3–0,4 % objemu celej hydrosféry, t.j. objem všetkej voľnej vody na Zemi. Hydrosféra je kolískou života na našej planéte. Živé organizmy zohrávajú aktívnu úlohu vo vodnom cykle na Zemi: celý objem hydrosféry prechádza živou hmotou za 2 milióny rokov.

Ekologický encyklopedický slovník. - Kišiňov: Hlavná redakcia Moldavskej sovietskej encyklopédie. I.I. Dedu 1989

Geologická encyklopédia

HYDROSFÉRA - nesúvislý vodný obal Zeme, jedna z geosfér, nachádzajúca sa medzi atmosférou a litosférou; súbor oceánov, morí, kontinentálnych vodných plôch a ľadových príkrovov. Hydrosféra pokrýva asi 70,8 % zemského povrchu. Objem planéty je 1370,3 milióna km3, čo je približne 1/800 objemu planéty. 98,3 % hmoty plynu je sústredených vo svetovom oceáne, 1,6 % v kontinentálnom ľade. Hydrosféra interaguje s atmosférou a litosférou zložitým spôsobom. Väčšina sedimentov sa tvorí na rozhraní geológie a litosféry. g.p. (pozri Moderná sedimentácia). Geografia je súčasťou biosféry a je úplne obývaná živými organizmami, ktoré ovplyvňujú jej zloženie. Vznik plynu je spojený s dlhým vývojom planéty a diferenciáciou jej látky.

Geologický slovník: v 2 zväzkoch. - M.: Nedra. Editoval K. N. Paffengoltz a kol

Námorný slovník

Hydrosféra je súhrn oceánov, morí a pevninských vôd, ako aj podzemných vôd, ľadovcov a snehovej pokrývky. Hydrosféra sa často vzťahuje len na oceány a moria.

EdwART. Vysvetľujúci námorný slovník, 2010

Veľký encyklopedický slovník

HYDROSFÉRA (z hydro a sféra) je súhrn všetkých vodných útvarov na svete: oceány, moria, rieky, jazerá, nádrže, močiare, podzemná voda, ľadovce a snehová pokrývka. Hydrosféra sa často vzťahuje len na oceány a moria.

Veľký encyklopedický slovník. 2000

Ozhegovov výkladový slovník

HYDROSFÉRA, -s, ženský. (špecialista.). Súhrn všetkých vôd zemegule: oceány, moria, rieky, jazerá, nádrže, močiare, podzemné vody, ľadovce a snehová pokrývka.
| adj. hydrosféra, -aya, -oe.

Ozhegovov výkladový slovník. S.I. Ozhegov, N.Yu. Švedova. 1949-1992

Počiatky moderných prírodných vied

Hydrosféra (z hydro a sféra) je jednou z geosfér, vodným obalom Zeme, biotopom vodných organizmov, súhrnom oceánov, morí, jazier, riek, nádrží, močiarov, podzemných vôd, ľadovcov a snehovej pokrývky. Prevažná časť vody v hydrosfére je sústredená v moriach a oceánoch (94 %), druhé miesto v objeme zaujímajú podzemné vody (4 %), na treťom je ľad a sneh v arktických a antarktických oblastiach (2 %) ). Povrchové vody pevniny, atmosférické a biologicky viazané vody tvoria zlomky (desatiny a tisíciny) percent z celkového objemu vody v hydrosfére. Chemické zloženie hydrosféry sa približuje k priemernému zloženiu morská voda. Voda, ktorá sa podieľa na zložitom prírodnom kolobehu látok na Zemi, sa rozkladá každých 10 miliónov rokov a znovu sa tvorí počas fotosyntézy a dýchania.

Začiatky moderná prírodná veda. Thesaurus. - Rostov na Done. V.N. Savčenková, V.P. Smagin. 2006

Hydrosféra (od Hydro... a Sphere) je nesúvislý vodný obal Zeme, ktorý sa nachádza medzi atmosférou (Pozri Atmosféra) a pevnou kôrou (litosférou) a je súborom oceánov, morí a povrchových vôd pevniny. V širšom zmysle medzi uhľovodíky patria aj podzemné vody, ľad a sneh v Arktíde a Antarktíde, ako aj atmosférická voda a voda obsiahnutá v živých organizmoch. Prevažná časť gruzínskej vody sa sústreďuje v moriach a oceánoch, druhé miesto z hľadiska objemu vody zaberá podzemná voda a tretie miesto ľad a sneh v arktických a antarktických oblastiach. Povrchové vody pevniny, atmosférické a biologicky viazané vody tvoria zlomky percent z celkového objemu vody v Grécku (pozri tabuľku). Chemické zloženie uhľovodíkov sa približuje priemernému zloženiu morskej vody.

Povrchové vody, ktoré zaberajú relatívne malý podiel z celkového množstva vody, napriek tomu zohrávajú zásadnú úlohu v živote našej planéty, pretože sú hlavným zdrojom zásobovania vodou, zavlažovania a zásobovania vodou. Vody Grécka sú v neustálej interakcii s atmosférou, zemskou kôrou a biosférou. Vzájomné pôsobenie týchto vôd a vzájomné prechody z jedného typu vody do druhého tvoria komplexný vodný cyklus na zemeguli. V G. prvýkrát vznikol život na Zemi. Až na začiatku paleozoickej éry sa začala postupná migrácia živočíchov a rastlinných organizmov na súš.

Druhy vôd	názov	Objem, milión km 3	K celkovému objemu, %
Morské vody	Marine	1370	94
Podzemná voda (okrem pôdnej vody)	Nespevnené	61,4	4
Ľad a sneh	Ľad	24,0	2
Sladké povrchové vody zeme	Čerstvé	0,5	0,4
Atmosférické vody	Atmosférický	0,015	0,01
Vody obsiahnuté v živých organizmoch	Biologické	0,00005	0,0003

Veľká sovietska encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia. 1969-1978

Pre lepšie vzájomné porozumenie si stručne sformulujme, čo budeme rozumieť pod hydrosférou v rámci tohto materiálu a v rámci tejto stránky. Hydrosférou budeme rozumieť obal Zeme, ktorý spája všetky vody Zeme bez ohľadu na ich stav a polohu.

V hydrosfére prebieha nepretržitá cirkulácia vody medzi jej rôznymi časťami a prechod vody z jedného skupenstva do druhého – takzvaný kolobeh vody v prírode.

Časti hydrosféry

Hydrosféra interaguje so všetkými geosférami Zeme. Zvyčajne možno hydrosféru rozdeliť na tri časti:

1. Voda v atmosfére;
2. Voda na povrchu Zeme;
3. Podzemná voda.

Atmosféra obsahuje 12,4 bilióna ton vody vo forme vodnej pary. Vodná para sa obnovuje 32-krát za rok alebo každých 11 dní. V dôsledku kondenzácie alebo sublimácie vodnej pary na suspendovaných časticiach prítomných v atmosfére sa vytvárajú oblaky alebo hmly a uvoľňuje sa pomerne veľké množstvo tepla.

S vodami na povrchu Zeme - Svetového oceánu - sa môžete zoznámiť v článku „“.

Medzi podzemné vody patria: podzemná voda, vlhkosť v pôdach, tlaková hlbinná voda, gravitačná voda vrchných vrstiev zemskej kôry, voda vo viazanom stave v rôznych horninách, voda nachádzajúca sa v mineráloch a juvenilná voda...

Distribúcia vody v hydrosfére

• Oceány – 97,47 %;
• Ľadové čiapky a ľadovce – 1 984;
• Podzemná voda – 0,592 %;
• Jazerá – 0,007 %;
• Zamokrené pôdy – 0,005 %;
• Atmosférická vodná para – 0,001 %;
• Rieky – 0,0001 %;
• Biota – 0,0001 %.

Vedci vypočítali, že hmotnosť hydrosféry je 1 460 000 biliónov ton vody, čo je však len 0,004 % z celkovej hmotnosti Zeme.

Hydrosféra - aktívne sa podieľa na geologických procesoch Zeme. Do veľkej miery zabezpečuje prepojenie a interakciu medzi rôznymi geosférami Zeme.

Voda tvorí vodnatý obal našej planéty - hydrosféra(z gréckych slov „gidor“ - voda, „guľa“ - guľa). Zahŕňa vodu v troch skupenstvách – kvapalnom, pevnom (ľad, sneh) a plynnom (para). V súčasnosti voda zaberá 3/4 povrchu Zeme.

Hydrosféra obsahuje tri hlavné zložky: Svetový oceán, vodné sushi A vody v atmosfére. Všetky časti hydrosféry sú vzájomne prepojené procesom kolobehu vody v prírode, ktorý je vám už známy.

Svetový oceán tvorí viac ako 96 % všetkej vody na našej planéte. Kontinenty a ostrovy ho rozdeľujú na samostatné oceány: Tichý, Atlantický, Indický, Arktický. IN posledné roky Mapy zvýrazňujú južný oceán, vodnú plochu obklopujúcu Antarktídu. Najväčší v oblasti - Tichý oceán, najmenšia je Severná Arktída. Časti oceánov, ktoré zasahujú do pevniny, sa nazývajú moria. Je ich veľa. Najväčšie moria na planéte sú Filipínske, Arabské a Koralové.

Voda v prírodných podmienkach obsahuje rôzne látky rozpustené v nej. 1 liter oceánskej vody obsahuje v priemere 35 g soli (väčšinou kuchynskej), ktorá jej dodáva slanú chuť a je nevhodná na pitie a použitie v priemysle a poľnohospodárstve.

Pozemné vody zahŕňajú rieky, jazerá, močiare, ľadovce a podzemné vody. Väčšina vôd na súši je sladká, no medzi jazerami a podzemnými vodami sú aj slané.

Viete, akú obrovskú úlohu zohrávajú rieky, jazerá a močiare v prírode a v živote ľudí. Ale tu je to, čo je prekvapujúce: v celkovom množstve vody na Zemi je ich podiel veľmi malý - iba 0,02%.

Obsahuje oveľa viac vody ľadovcov- asi 2 %. Nemali by sa zamieňať s ľadom, ktorý vzniká pri zamrznutí vody. Ľadovce sa tvoria zo snehu. Vyskytujú sa tam, kde napadne viac snehu, ako sa stihne roztopiť. Postupne sa sneh hromadí, zhutňuje a mení sa na ľad. Ľadovce pokrývajú približne 1/10 územia. kde sa nachádzajú? V prvom rade na pevnine Antarktídy a ostrove Grónsko, ktoré sú pokryté obrovskými ľadovými škrupinami. Bloky ľadu, ktoré sa odlamujú pozdĺž ich brehov, vytvárajú plávajúce hory - ľadovcov. Niektoré z nich dosahujú obrovské veľkosti. Značné plochy zaberajú ľadovce v horách, najmä v takých vysokých, ako sú Himaláje, Pamír a Tien Shan. Jedinečná krása horských štítov pokrytých ľadom a snehom po celý rok!

Vytvorili sa ľadovce čerstvý ľad, a preto ich možno nazvať skladmi sladkej vody. Doteraz sa takmer nepoužíva, no vedci už dlho vyvíjajú projekty na prepravu ľadovcov do suchých oblastí, aby miestnym obyvateľom poskytli pitnú vodu.

Podzemná voda tiež tvoria asi 2% všetkej vody na Zemi. Nachádzajú sa v hornej časti zemskej kôry. Tieto vody môžu byť slané alebo čerstvé, studené, teplé alebo horúce. Často sú nasýtené látkami prospešnými pre ľudské zdravie a sú liečivé (minerálne vody). Na mnohých miestach, napríklad pozdĺž brehov riek, v roklinách, podzemná voda vystupuje na povrch a tvorí sa zdrojov(nazývajú sa aj pružiny a pružiny). Zásoby podzemnej vody dopĺňajú zrážky, ktoré presakujú cez niektoré horniny tvoriace zemský povrch. Podzemná voda sa teda podieľa na kolobehu vody v prírode.

Voda v atmosfére je vodná para, vodné kvapky a ľadové kryštály. Spolu tvoria zlomok percenta celkového množstva vody na Zemi. Bez nich by však kolobeh vody na našej planéte nebol možný.

Otestujte si svoje vedomosti

1. Čo je hydrosféra? Uveďte jeho zložky.
2. Ktoré oceány tvoria svetový oceán našej planéty?
3. Čo sa nazýva more?
4. Čo tvorí vody zeme?
5. Ako vznikajú ľadovce a kde sa nachádzajú?
6. Čo sú podzemné vody?
7. Čo je voda v atmosfére?

Myslieť si!

1. Ako sa ľad v Severnom ľadovom oceáne líši od ľadu v Antarktíde?
2. Aký je rozdiel medzi riekou, jazerom a močiarom?
3. Aké nebezpečenstvo predstavuje ľadovec?
4. Existujú na našej planéte iné slané vody ako moria a oceány?
5. Aký význam má voda obsiahnutá v atmosfére?
6. Nájdite na mape moria, ktoré obmývajú brehy našej krajiny. Pomenujte ich.

Vodná vrstva Zeme sa nazýva hydrosféra. Pozostáva z vôd Svetového oceánu, pevninských vôd a vody v atmosfére. Svetový oceán tvorí viac ako 96 % celkovej vody na planéte. Delí sa na samostatné oceány: Tichý, Atlantický, Indický, Arktický, Južný. Časti oceánov, ktoré zasahujú do pevniny, sa nazývajú moria. Pozemné vody zahŕňajú rieky, jazerá, močiare, ľadovce a podzemné vody. Atmosféra obsahuje vodnú paru, kvapôčky vody a ľadové kryštály.

Hydrosféra je vodný obal Zeme. Toto je zbierka oceánov, morí, jazier, rybníkov, močiarov a podzemných vôd. Hydrosféra je najtenší obal našej planéty, tvorí len 10 3 % celkovej hmotnosti planéty.

Poľnohospodárstvo je hlavným spotrebiteľom sladkej vody. Voda sa používa na rekultiváciu pôdy a údržbu chovov hospodárskych zvierat. Voda je potrebná na pestovanie: 1 tona pšenice - 1 500 ton 1 tona bavlny - 10 000 ton. Na výrobu je teda potrebná voda: 1 t liatiny - 50-150 t 1 t cementu - 4500 t papiera - 100 000 t kapacita 300 tisíc kW spotreba vody je 300 miliónov ton/rok.

Výpočty ukazujú, že množstvo sladkej vody je len 2,5 % všetkej vody na planéte; 85% - morská voda s obsahom až 35 g/l solí. Zásoby sladkej vody sú rozdelené extrémne nerovnomerne: 2,2 % - 7 ľadu; 22,4 % - podzemná voda; 0,35 % - atmosféra; 5,05 % – udržateľný tok riek a jazernej vody. Voda, ktorú môžeme použiť, tvorí len 10 2 % všetkej sladkej vody na Zemi.

FYZIOLOGICKÝ A HYGIENICKÝ VÝZNAM VODY Voda sa aktívne podieľa na fyziologických procesoch organizmu. Denná rovnováha vody v tele človeka je asi 2,5 litra. Množstvo spotrebovanej vody podlieha značným výkyvom v závislosti od klimatických podmienok, mikroklímy a náročnosti vykonávaných prác. Strata vody v množstve 10% telesnej hmotnosti vedie k poruchám látkovej premeny, strata 15–20% je smrteľná pri teplote vzduchu 30°C a strata 25% je absolútne fatálna. Hygienická hodnota vody je skvelá. Slúži na udržiavanie ľudského tela, domácich potrieb, bývania a pod. v dobrom hygienickom stave, priaznivo pôsobí na klimatické podmienky, rekreačné podmienky obyvateľstva, úroveň kultúry a každodenného života.

Dnes v Rusku spotreba vody dosahuje 350 litrov na osobu a deň. To je 2 3-krát viac ako v európskych krajinách: Moskva - 400 Londýn - 170 Petrohrad - 500 Paríž - 130 Berlín - 250 Brusel - 85

Hodnotenie stavu povrchových vôd má dva aspekty: kvantitatívny a kvalitatívny. Obidva aspekty predstavujú jednu z najdôležitejších podmienok existencie živých bytostí, vrátane človeka. Hodnotenie kvality povrchových vôd je pomerne dobre prepracované a vychádza z legislatívnych, regulačných a politických dokumentov. Základným zákonom v tejto oblasti je Vodný zákonník Ruskej federácie (zo dňa 16. novembra 1995 Federálny zákon N 167 (V ZMENE A DOPLNENÍ K 30. DECEMBRU 2001). Federálny zákon „O sanitárnej a epidemiologickej pohode obyvateľstva“ z r. 30. marca 1999 N 52 federálny zákon čl. 18 definuje hygienické a epidemiologické požiadavky na vodu.

Regulačné a direktívne dokumenty zahŕňajú: Vyhláška vlády Ruskej federácie z 19. decembra 1996 č. 1504 „O postupe a schvaľovaní noriem pre maximálne prípustné škodlivé účinky MDV na vodné útvary“; Pokyny pre vývoj noriem pre maximálne prípustné limity škodlivých látok v útvaroch povrchových vôd, schválené nariadením Ministerstva prírodných zdrojov Ruska zo 17. decembra 1998; Pokyny pre vývoj noriem MPE pre útvary povrchových vôd, schválené Ministerstvom prírodných zdrojov Ruska, Štátnym výborom pre ekológiu Ruska 26. februára 1999, Pokyny pre vývoj noriem MPE pre útvary podzemných vôd a MPD škodlivých látok v útvaroch podzemných vôd, schválené Ministerstvom prírodných zdrojov Ruska 29. decembra 1998. ;

Hygienické pravidlá a predpisy na ochranu povrchových vôd pred znečistením (1988), ako aj existujúce normy. San. Pi. N 2. 1. 4. 1074 01 „Pitná voda. Hygienické požiadavky na kvalitu vody centralizovaných systémov zásobovania pitnou vodou. Kontrola kvality" . GN 2. 1. 5. 1315 03 Najvyššie prípustné koncentrácie (MAC) chemikálií vo vode vodných útvarov na pitnú a kultúrnu vodu v domácnostiach. GN 2. 1. 5. 2307 07 Približné prípustné hladiny (TAL) chemikálií vo vode vodných útvarov na pitnú a kultúrnu vodu v domácnostiach.

Ako kritériá na hodnotenie zdrojov povrchových vôd sa odporúčajú dva najkomplexnejšie ukazovatele: množstvo povrchového (riečneho) odtoku alebo zmeny jeho režimu vo vzťahu ku konkrétnemu povodiu a množstvo súčasne odoberaných vôd. Tieto kritériá, zoradené podľa triedy stavu, sú uvedené v tabuľke.

Najčastejším a najvýznamnejším faktorom spôsobujúcim nedostatok vodných zdrojov je znečistenie vodných zdrojov, ktoré sa zvyčajne posudzuje podľa pozorovacích údajov z monitorovacích služieb Roshydrometu a iných útvarov, ktoré monitorujú stav vodného prostredia. Každý vodný útvar má vlastnú prirodzenú hydrochemickú kvalitu, ktorá je jeho počiatočnou vlastnosťou, ktorá sa vytvára vplyvom hydrologických a hydrochemických procesov prebiehajúcich v nádrži, ako aj v závislosti od intenzity jej vonkajšieho znečistenia. Kombinovaný vplyv týchto procesov môže neutralizovať škodlivé účinky antropogénneho znečistenia vstupujúceho do vodných útvarov (samočistenie vodných útvarov) a viesť k trvalému zhoršovaniu kvality vodných zdrojov (znečistenie, upchávanie, vyčerpávanie).

Hlavným kritériom znečistenia vôd sú maximálne prípustné koncentrácie, medzi ktoré patria hygienické a hygienické normy (normalizované podľa ich účinku na ľudský organizmus) a rybárske normy vyvinuté na ochranu hydrobiontov (živých tvorov vodných útvarov). Tie sú spravidla prísnejšie, pretože obyvatelia vodných útvarov sú zvyčajne citlivejší na znečistenie ako ľudia. Podľa toho sú nádrže rozdelené do dvoch kategórií: 1) pitné a kultúrne účely; 2) na účely rybolovu. Vo vodných útvaroch prvého typu musia zloženie a vlastnosti vody zodpovedať normám na miestach nachádzajúcich sa vo vzdialenosti 1 km od najbližšieho miesta použitia vody.

Druhy využívania vody vo vodných útvaroch určujú orgány Ministerstva prírodných zdrojov Ruskej federácie a Štátny výbor Ruskej federácie pre ochranu životného prostredia a podliehajú schváleniu orgánmi miestnej samosprávy zakladajúcich subjektov Ruskej federácie. . Spotreba pitnej vody v domácnostiach zahŕňa využívanie vodných plôch alebo ich častí ako zdrojov zásobovania pitnou vodou pre domácnosť, ako aj na zásobovanie podnikov potravinárskeho priemyslu. V súlade s hygienickými predpismi a nariadeniami San. Pi. N 2. 1. 4. 1074 01 musí byť pitná voda bezpečná z hľadiska epidémie a žiarenia, nezávadná v chemickom zložení a musí mať priaznivé organoleptické vlastnosti. Kultúrne a domáce využívanie vôd zahŕňa využívanie vodných plôch na kúpanie, šport a rekreáciu obyvateľstva. Požiadavky na kvalitu vody ustanovené pre kultúrne a domáce využívanie vôd sa vzťahujú na všetky plochy vodných útvarov nachádzajúcich sa v osídlených oblastiach bez ohľadu na spôsob ich využívania objektmi na biotop, rozmnožovanie a migráciu rýb a iných vodných organizmov.

Rybárske vodné útvary môžu patriť do jednej z troch kategórií: do najvyššej kategórie patria lokality neresísk, hromadných kŕmidiel a zimovísk pre mimoriadne cenné druhy rýb a iných komerčných vodných organizmov, ako aj chránené zóny chovov akéhokoľvek typu. a chov rýb a iných vodných živočíchov a rastlín; Prvá kategória zahŕňa vodné útvary používané na ochranu a reprodukciu cenných druhov rýb, ktoré sú vysoko citlivé na hladinu kyslíka; Druhá kategória zahŕňa vodné plochy využívané na iné účely rybolovu.

Najvyššia prípustná koncentrácia látky vo vode je stanovená: pre domáce použitie, pitnú a kultúrnu vodu (MPC), pričom sa zohľadňujú tri ukazovatele škodlivosti: organoleptická; všeobecná sanita; sanitárne toxikologické. na používanie rybárskych vôd (MPCvr), pričom sa zohľadňuje päť ukazovateľov škodlivosti: organoleptické; sanitárne toxikologické; rybolovu

Ukazovateľ organoleptického nebezpečenstva charakterizuje schopnosť látky meniť organoleptické vlastnosti vody. Všeobecná hygiena určuje vplyv látky na procesy prirodzeného samočistenia vody v dôsledku biochemických a chemických reakcií za účasti prirodzenej mikroflóry. Sanitárny toxikologický ukazovateľ charakterizuje škodlivé účinky na ľudský organizmus a toxikologický ukazovateľ vyjadruje toxicitu látky pre živé organizmy obývajúce vodný útvar. Rybársky ukazovateľ škodlivosti určuje zhoršenie kvality úžitkových rýb.

Regulácia kvality vody spočíva v tom, že sa pre vodu vodného útvaru stanovuje súbor prijateľných hodnôt ukazovateľov jej zloženia a vlastností, v rámci ktorých je zdravie obyvateľstva, priaznivé podmienky na využívanie vody a environmentálna pohoda vody. telo sú spoľahlivo zaistené. Najvyššia prípustná koncentrácia vo vode vodnej nádrže na pitnú a kultúrnu vodu v domácnostiach (MPCv) je koncentrácia škodlivej látky vo vode, ktorá by nemala mať priamy alebo nepriamy vplyv na ľudský organizmus po celý život a na zdravie človeka. nasledujúcich generácií a nemali by zhoršovať hygienické podmienky využívania vody. Najvyššia prípustná koncentrácia vo vode vodnej nádrže využívanej na rybárske účely (MPC) je koncentrácia škodlivej látky vo vode, ktorá by nemala mať škodlivý vplyv na populácie rýb, predovšetkým komerčné.

Metódy komplexného hodnotenia znečistenia povrchových vôd. A. Metódy, ktoré umožňujú hodnotenie kvality vody na základe kombinácie hydrochemických, hydrofyzikálnych, hydrobiologických a mikrobiologických ukazovateľov.

Kritériá kvality vody. Kvalita vody je charakteristika vlastností a zloženia vody, ktorá určuje jej vhodnosť pre konkrétne druhy použitia vody. Kritérium kvality vody je znak, ktorým sa hodnotí kvalita vody. V závislosti od priehľadnosti vody, obsahu kyslíka, dusičnanov a amoniaku v nej sa určujú 4 triedy vody: I ​​– čistá pitná voda; II – čistá priemyselná voda; III – mierne znečistená voda na napájanie hospodárskych zvierat, vhodná pre priemyselné potreby; IV – neprípustne znečistená voda.

B. Metódy založené na použití zovšeobecnených číselných charakteristík kvality vody, určených množstvom základných ukazovateľov a druhov využívania vôd. Takýmito charakteristikami sú indexy kvality vody a koeficienty znečistenia. Medzi najčastejšie používané ukazovatele na hodnotenie kvality vodných útvarov patrí index hydrochemického znečistenia vôd WPI a index hydrobiologickej saprobity S. Index znečistenia vody (WPI) sa spravidla počíta pomocou šiestich až siedmich ukazovateľov, ktoré možno považovať za hydrochemické. ; Niektoré z nich (koncentrácia rozpusteného kyslíka, pH pH, biologická spotreba kyslíka BSK 5) sú povinné. koncentrácia zložky Ci (v niektorých prípadoch hodnota parametra); N je počet ukazovateľov použitých na výpočet indexu; MPCi je stanovená hodnota pre príslušný typ vodného útvaru.

V závislosti od hodnoty WPI sú plochy vodných útvarov rozdelené do tried (tab. 1. 2). Indexy znečistenia vôd sa porovnávajú pre vodné útvary rovnakej biogeochemickej provincie a podobného typu, pre rovnaký vodný tok (podľa prietoku, času atď.). Tabuľka 1. 2. Triedy kvality vody v závislosti od hodnoty indexu znečistenia vôd

Z hydrobiologických ukazovateľov kvality v Rusku je najpoužívanejší takzvaný index saprobity vodných útvarov, ktorý sa vypočítava na základe individuálnych charakteristík saprobity druhov zastúpených v rôznych vodných spoločenstvách (fytoplanktón, perifytón): Hodnota Si saprobita vodných organizmov, ktorá je špecifikovaná v špeciálnych tabuľkách; hi relatívny výskyt indikátorových organizmov (v zornom poli mikroskopu); N je počet vybraných indikátorových organizmov.

Saprobita nádrže (z gréckeho Sapros - hnilý) je charakteristická pre stupeň kontaminácie nádrže organickými látkami. Saprobita nádrže je určená druhovým zložením saprobiontných organizmov, ktoré v nej žijú. Existujú oligosapróbne, mezosapróbne a polysapróbne rezervoáre. Index saprobity je číselným vyjadrením schopnosti spoločenstva vodných organizmov odolávať určitej úrovni organického znečistenia. Tabuľka 1. 3. Triedy kvality vody v závislosti od indexov saprobity

Index znečistenia vody a index saprobity by sa mali pripísať integrálne charakteristiky stave. Miera znečistenia a kvalitatívna trieda vodných útvarov sú niekedy stanovené v závislosti od mikrobiologických ukazovateľov (tab. 1. 4). Tabuľka 1. 4. Triedy kvality vody podľa mikrobiologických ukazovateľov

V hydrochemickej praxi sa používa metóda hodnotenia kvality vody vyvinutá v Hydrochemickom ústave. Metóda umožňuje jednoznačné hodnotenie kvality vody na základe kombinácie úrovne znečistenia vôd na základe celkového obsahu znečisťujúcich látok v nej obsiahnutých a frekvencie ich zisťovania. Podstata metódy je nasledovná. Pre každú zložku sa na základe skutočných koncentrácií vypočítajú skóre pre multiplicitu prekročenia MPC - Ki a frekvenciu výskytov prekročenia Hi, ako aj celkové skóre hodnotenia - Bi, kde Ci je koncentrácia i-tej zložky. vo vode; MPCi – maximálna prípustná koncentrácia i-tej zložky; N MPCi – počet prípadov prekročenia MPC; N – celkový počet analýz.

Zložky, ktorých celkové skóre je väčšie alebo rovné 11, sú označené ako limitujúce indikátory kontaminácie (LPI). Kombinatorický index kontaminácie sa vypočíta ako súčet celkového hodnotenia všetkých zložiek, ktoré sa berú do úvahy. Na základe hodnoty kombinatorického indexu znečistenia sa určí trieda znečistenia vôd (tab. 4. 6).

Pri komplexnom hodnotení vodných útvarov s prihliadnutím na znečistenie vody aj dnových sedimentov sa používa: ukazovateľ celkového znečistenia Zc, odrážajúci vplyv skupiny prvkov. kde Kс – koncentračný koeficient chemického prvku je definovaný ako pomer skutočného obsahu prvku vo vode k obsahu pozadia: Kс = С/Сф; n – počet zohľadnených prvkov.

VŠEOBECNÉ A SÚHRNNÉ UKAZOVATELE KVALITY VODY Mineralizácia Celkový obsah všetkých minerálnych látok zistených pri chemickom rozbore vody; zvyčajne vyjadrené v mg/dm 3 (do 1000 mg/dm 3) a % (ppm alebo tisícina pre mineralizáciu viac ako 1000 mg/dm 3). Na základe množstva solí sa voda delí na: čerstvú (25). Napríklad v oceáne - 35 g / l; Baltské more - 8-16 g / l; Kaspický - 11 13 g / l; Čierna 17-22 g/l. Mineralizácia prírodných vôd, ktorá určuje ich špecifickú elektrickú vodivosť, sa pohybuje v širokých medziach. Väčšina riek má mineralizáciu od niekoľkých desiatok miligramov na liter až po niekoľko stoviek. Mineralizácia podzemných vôd a slaných jazier kolíše v rozmedzí od 40-50 mg/dm 3 do 650 g/kg (hustota je v tomto prípade už výrazne odlišná od jednoty). Špecifická elektrická vodivosť atmosférických zrážok (s mineralizáciou od 3 do 60 mg/dm 3) je 20-120 mikrónov. cm/cm

Chemické zloženie prírodných vôd je mimoriadne rôznorodé a závisí od charakteru a zloženia pôdy v danej oblasti. Výsledkom je nerovnomerné rozloženie chemikálií v pôde a vode v určitých geografických oblastiach. V.I. Vernadsky a neskôr A.P. Vinogradov vyvinuli teóriu „biogeochemických provincií“. Biogeochemické provincie sú geografické oblasti, kde je príčinným faktorom chorôb charakteristické minerálne zloženie vody, rastlinných a živočíšnych organizmov v dôsledku nedostatku alebo nadbytku mikroelementov v pôde a choroby, ktoré sa v týchto oblastiach vyskytujú, sa nazývajú geochemické endemity alebo endemické choroby. Na zemeguli sú zóny, kde je urolitiáza endemická - oblasti Stredozemného mora, Indie, Číny, Strednej Ázie, Zakaukazska, Zakarpatska. Dôvodom je zvýšená tvrdosť vody v dôsledku vysokého celkového obsahu vápnika a horčíka. Príčinou ďalšej endemickej patológie - fluorózy - je dlhodobá konzumácia vody s obsahom fluóru v koncentráciách nad 1,5 mg/l. Fluoróza sa vyznačuje zvláštnym škvrnitosťou a hnedastým sfarbením zubnej skloviny. Pri dlhodobej (nad 10-20 rokov) konzumácii vody s koncentráciou fluóru 10 mg/l a vyššou možno pozorovať zmeny na kostno-kĺbovom systéme: osteoskleróza, kostné depozity na rebrách, deformácie kostry. Pri dlhodobej konzumácii vody chudobnej na fluoridové soli (0,5 mg/l a menej) dosahuje výskyt zubného kazu v populácii 50 % a viac. Najmenšie množstvá thoru boli nájdené vo vode z vodných zdrojov v Bielorusku, Lotyšsku a Gruzínsku.

Teplota vody v nádrži je výsledkom niekoľkých súčasne prebiehajúcich procesov, ako je slnečné žiarenie, vyparovanie, výmena tepla s atmosférou, prenos tepla prúdmi, turbulentné miešanie vody atď. Ohrievanie vody sa zvyčajne uskutočňuje zhora nadol. . Ročné a denné zmeny teploty vody na povrchu a hĺbkach sú určené množstvom tepla vstupujúceho na povrch, ako aj intenzitou a hĺbkou miešania. Denné teplotné výkyvy môžu byť niekoľko stupňov a zvyčajne sa pozorujú v malých hĺbkach. V plytkej vode je amplitúda kolísania teploty vody blízka teplotnému rozdielu vzduchu. Požiadavky na kvalitu vody v nádržiach využívaných na kúpanie, šport a rekreáciu uvádzajú, že letná teplota vody v dôsledku vypúšťania odpadových vôd by sa nemala zvýšiť o viac ako 3°C v porovnaní s priemernou mesačnou teplotou najteplejšieho mesiaca za posledných 10 rokov. V rybárskych nádržiach je dovolené zvýšiť teplotu vody v dôsledku vypúšťania odpadových vôd najviac o 5°C oproti prirodzenej teplote.

Pevné látky (hrubé nečistoty) Pevné látky prítomné v prírodných vodách pozostávajú z častíc ílu, piesku, bahna, organických a anorganických látok, planktónu a rôznych mikroorganizmov. Koncentrácia suspendovaných častíc je spojená so sezónnymi faktormi a režimom prúdenia, závisí od hornín tvoriacich kanál, ako aj od antropogénnych faktorov, ako je poľnohospodárstvo, baníctvo atď. Suspendované častice ovplyvňujú priehľadnosť vody a prenikanie svetla do nej , teplota, zloženie rozpustených zložiek povrchových vôd, adsorpcia toxických látok, ako aj zloženie a rozloženie sedimentov a rýchlosť sedimentácie. Voda s množstvom suspendovaných častíc nie je z estetických dôvodov vhodná na rekreačné využitie. V súlade s požiadavkami na zloženie a vlastnosti vody vo vodných útvaroch na miestach pitných a kultúrnych účelov by sa obsah suspendovaných látok v dôsledku vypúšťania odpadových vôd nemal zvýšiť o viac ako 0,25 mg/dm 3 a 0,75. mg/dm 3 Pre nádrže s obsahom viac ako 30 mg/dm3 prírodných minerálnych látok v období nízkej hladiny vody je povolené zvýšenie koncentrácie suspendovaných látok do 5 %.

Organoleptické pozorovania. Vôňa. Vlastnosť vody spôsobiť špecifické podráždenie sliznice nosových priechodov u ľudí a zvierat. Vôňa vody sa vyznačuje intenzitou, ktorá sa meria v bodoch. Zápach vody spôsobujú prchavé pachové látky, ktoré sa dostávajú do vody v dôsledku životne dôležitých procesov vodných organizmov, pri biochemickom rozklade organických látok, pri chemickej interakcii zložiek obsiahnutých vo vode, ako aj s priemyselnými, poľnohospodárskymi a domových odpadových vôd. Tabuľka. Určenie intenzity zápachu vody

Zákal prírodných vôd je spôsobený prítomnosťou jemných nečistôt spôsobených nerozpustnými alebo koloidnými anorganickými a organickými látkami rôzneho pôvodu. Kvalitatívne stanovenie sa vykonáva opisne: slabá opalizácia, slabý, nápadný a silný zákal. V súlade s hygienickými požiadavkami na kvalitu pitnej vody by zákal pre kaolín nemal presiahnuť 1,5 mg/dm3. Zákal vody sa stanovuje turbidimetricky (útlmom svetla prechádzajúceho vzorkou) porovnaním vzoriek testovanej vody so štandardnými suspenziami. Výsledky merania sú vyjadrené v mg/dm 3 (pri použití základnej štandardnej suspenzie kaolínu) alebo v MU/dm 3 (jednotky zákalu na dm 3 pri použití základnej štandardnej suspenzie formazínu); 1,5 mg/dm3 kaolínu zodpovedá 2,6 IU/dm3 formazínu.

Chroma. Ukazovateľ kvality vody, ktorý charakterizuje intenzitu farby vody a je určený obsahom farebných zlúčenín; vyjadrené v stupňoch na platino-kobaltovej stupnici. Stanovené porovnaním farby testovanej vody s normami. Farba prírodných vôd je spôsobená najmä prítomnosťou humínových látok a zlúčenín železitého železa. Množstvo týchto látok závisí od geologických podmienok, zvodnených vrstiev, charakteru pôdy, prítomnosti močiarov a rašelinísk v povodí atď. Odpadové vody z niektorých podnikov môžu tiež vytvárať dosť intenzívne sfarbenie vody. Farba prírodných vôd sa pohybuje od niekoľkých do tisícok stupňov. Rozlišuje sa medzi „skutočnou farbou“ spôsobenou iba rozpustenými látkami a „zdanlivou“ farbou spôsobenou prítomnosťou koloidných a suspendovaných častíc vo vode, pričom vzťahy medzi nimi sú do značnej miery určené hodnotou p. H. Najvyššia prípustná hodnota farby vo vodách používaných na pitné účely je 35 stupňov platino-kobaltovej stupnice. V súlade s požiadavkami na kvalitu vody v rekreačných oblastiach by farba vody nemala byť vizuálne zistiteľná v stĺpci vysokom 10 cm.

Vodíkový index (p. H). Obsah vodíkových iónov (hydroxónium H 3 O+) v prírodných vodách je určený najmä kvantitatívnym pomerom koncentrácií kyseliny uhličitej a jej iónov: CO 2 + H 20 = H+ + HCO 3 = 2 H+ + CO 32. Pre uľahčenie vyjadrenia obsahu vodíkových iónov bola zavedená hodnota, ktorá je logaritmom ich koncentrácie, braná s opačným znamienkom: p. H = lg. p hodnota. H v riečnych vodách sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí 6,5 8,5, v zrážkach 4,6 6,1, v močiaroch 5,5 6,0, v morských vodách 7,9 8,3 Koncentrácia vodíkových iónov podlieha sezónnym výkyvom. V zime hodnota p. H pre väčšinu riečnych vôd je 6,8 7,4, v lete 7,4 8,2. H prírodných vôd je do určitej miery determinované geológiou povodia. V súlade s požiadavkami na zloženie a vlastnosti vody v nádržiach v blízkosti odberných miest pitnej vody, vody vo vodných plochách v rekreačných oblastiach, ako aj vody v rybárskych nádržiach je hodnota p. H by nemalo presiahnuť rozsah hodnôt 6, 5, 8, 5.

Redoxný potenciál (Eh). Miera chemickej aktivity prvkov alebo ich zlúčenín v reverzibilných chemických procesoch spojených so zmenou náboja iónov v roztokoch. Hodnoty redoxných potenciálov sú vyjadrené vo voltoch (milivoltoch). V prírodnej vode sa hodnota Eh pohybuje od 400 do + 700 m V a je určená celým súborom oxidačných a redukčných procesov v nej prebiehajúcich a za rovnovážnych podmienok charakterizuje prostredie bezprostredne vo vzťahu ku všetkým prvkom s premenlivou valenciou. Štúdium redoxného potenciálu nám umožňuje identifikovať prírodné prostredia, v ktorých je možná existencia chemických prvkov s premenlivou mocnosťou v určitej forme, ako aj identifikovať podmienky, za ktorých je možná migrácia kovov.

V prírodných vodách existuje niekoľko hlavných typov geochemických podmienok: oxidačné, charakterizované hodnotami Еh+ (100-150) m.V, prítomnosťou voľného kyslíka, ako aj množstvom prvkov v najvyššej forme ich mocenstva (Fe 3+, Mo6+, As 5, V5+, U6+, Sr2+, Cu2+, Pb4+); prechodný redox určený hodnotami Eh + (100 0) m, nestabilný geochemický režim a premenlivý obsah sírovodíka a kyslíka. Za týchto podmienok dochádza k slabej oxidácii a slabej redukcii množstva kovov; výplňový materiál charakterizovaný negatívnymi hodnotami Eh. Podzemná voda obsahuje kovy s nízkou mocnosťou (Fe 2+, Mn 2+, Mo 4+, V 4+, U 4+), ako aj sírovodík.

Rozpustený kyslík. Rozpustený kyslík sa v prírodnej vode nachádza vo forme molekúl O 2 Jeho obsah vo vode ovplyvňujú dve skupiny opačne smerujúcich procesov: niektoré zvyšujú koncentráciu kyslíka, iné ju znižujú. V povrchových vodách sa obsah rozpusteného kyslíka pohybuje v širokom rozmedzí od 0 do 14 mg/dm 3 a podlieha sezónnym a denným výkyvom. Denné výkyvy závisia od intenzity procesov jeho výroby a spotreby a môžu dosiahnuť 2,5 mg/dm 3 rozpusteného kyslíka. V zime a v lete je distribúcia kyslíka stratifikovaná. Nedostatok kyslíka je častejšie pozorovaný vo vodných útvaroch s vysokou koncentráciou znečisťujúcich organických látok a v eutrofizovaných vodných útvaroch obsahujúcich veľké množstvo živín a humínových látok. V súlade s požiadavkami na zloženie a vlastnosti vody v nádržiach na miestach odberu pitnej a sanitárnej vody by obsah rozpusteného kyslíka vo vzorke odobratej do 12.00 hod. nemal byť nižší ako 4 mg/dm 3 v každom čase odberu. rok; pre rybárske nádrže by koncentrácia kyslíka rozpusteného vo vode nemala byť nižšia ako 4 mg/dm 3 v zime (počas zamŕzania) a 6 mg/dm 3 v lete.

Obsah kyslíka vo vodných útvaroch s rôznym stupňom znečistenia Relatívny obsah kyslíka vo vode, vyjadrený ako percento jej normálneho obsahu, sa nazýva stupeň nasýtenia kyslíkom. Táto hodnota závisí od teploty vody, atmosférického tlaku a slanosti. Vypočítané podľa vzorca: M stupeň nasýtenia vody kyslíkom, %, %; koncentrácia kyslíka, mg/dm3; P atmosférický tlak v danej oblasti, Pa; N je normálna koncentrácia kyslíka pri danej teplote, slanosti (slanosti) a celkovom tlaku 101308 Pa.

Tvrdosť vody je vlastnosť prírodnej vody, ktorá závisí od prítomnosti hlavne rozpustených vápenatých a horečnatých solí v nej. Celkový obsah týchto solí sa nazýva celková tvrdosť. Tvrdosť - závisí od obsahu Ca 2+ a Mg 2+ solí. Existujú tri typy tvrdosti vody: všeobecná, vzhľadom na obsah vápenatých a horečnatých solí, bez ohľadu na obsah aniónov; konštantná, určená obsahom iónov C1 a SO42 po vare počas 1 hodiny (neodstraňuje sa); odstrániteľné (dočasné) - vylúčené varom: Ca (HCO 3)2 → Ca. CO 3 + CO 2 + H 2 O. Tvrdosť sa meria v mg ekv./l horčíkových a vápenatých solí (1 mg ekv. zodpovedá 28 mg Ca. O) a v stupňoch (1 o je množstvo vápenatých a horečnatých solí zodpovedajúcich do 10 mg Ca v 1 litri vody). 1 mg ekv./l = tvrdosť 2,8°; Tvrdosť vody sa značne líši. Voda s tvrdosťou menšou ako 4 mg ekv./dm 3 sa považuje za mäkkú, od 4 do 8 mg ekv./dm 3 za strednú tvrdosť, od 8 do 12 mg ekv./dm 3 za tvrdú a nad 12 mg ekv./dm 3 za veľmi tvrdú. . Hodnota celkovej tvrdosti v pitnej vode by nemala presiahnuť 10,0 mg eq/dm3 Na technologickú vodu sú kladené špeciálne požiadavky (kvôli tvorbe vodného kameňa).

Biochemická spotreba kyslíka (BSK). Stupeň kontaminácie vody organickými zlúčeninami je definovaný ako množstvo kyslíka potrebného na ich oxidáciu mikroorganizmami za aeróbnych podmienok. Biochemická oxidácia rôzne látky prebieha rôznymi rýchlosťami. Medzi ľahko oxidujúce („biologicky mäkké“) látky patrí formaldehyd, nižšie alifatické alkoholy, fenol, furfural atď. Strednú pozíciu zaujímajú krezoly, naftoly, xylenoly, rezorcinol, pyrokatechol, aniónové tenzidy atď. „biologicky tvrdé“ látky, napr. ako hydrochinón, sulfonol, neiónové povrchovo aktívne látky atď. V laboratórnych podmienkach sa biochemická spotreba kyslíka počas 5 dní určuje pomocou BSK 5. V povrchových vodách sa hodnoty BSK 5 zvyčajne pohybujú v rozmedzí 0,5 4 mg O 2 / dm 3 a podliehajú sezónnym a denným výkyvom. Sezónne výkyvy závisia najmä od zmien teploty a od počiatočnej koncentrácie rozpusteného kyslíka. Vplyv teploty sa prejavuje jej vplyvom na rýchlosť procesu spotreby, ktorá sa pri zvýšení teploty o 10 o zvyšuje 2-3 krát. C. Vplyv počiatočnej koncentrácie kyslíka na proces biochemickej spotreby kyslíka je spôsobený tým, že značná časť mikroorganizmov má svoje vlastné kyslíkové optimum pre vývoj vo všeobecnosti a pre fyziologickú a biochemickú aktivitu.

Hodnoty BSK 5 vo vodných útvaroch s rôznym stupňom znečistenia Pre vodné útvary znečistené predovšetkým domovými odpadovými vodami je BSK 5 zvyčajne okolo 70 % BSKp. V závislosti od kategórie nádrže je hodnota BSK 5 regulovaná nasledujúcim spôsobom: najviac 3 mg O 2 / dm 3 pre vodné plochy na využitie v domácnostiach a na pitnú vodu a najviac 6 mg O 2 / dm 3 na vodné plochy na využitie v úžitkových a kultúrnych vodách. V prípade morí (I a II kategórie využívania rybárskej vody) sa päťdňová spotreba kyslíka (BSK 5) pri 20 o. C by nemalo presiahnuť 2 mg O 2 / dm 3.

BSKp Celková biochemická spotreba kyslíka (BSKp) je množstvo kyslíka potrebné na oxidáciu organických nečistôt pred začiatkom nitrifikačných procesov. Množstvo kyslíka spotrebovaného na oxidáciu amoniakálneho dusíka na dusitany a dusičnany sa pri stanovení BSK neberie do úvahy. Pre domové odpadové vody (bez významných priemyselných prímesí) sa BSK 20 stanovuje za predpokladu, že táto hodnota je blízka BSKp. Celková biologická spotreba kyslíka BSKp pre vnútrozemské rybárske nádrže (kategória I a II) pri 20 o. C by nemalo presiahnuť 3 mg O 2 / dm 3.

VODA AKO SPÔSOB PRENOSU INFEKČNÝCH OCHORENÍ Vodný faktor je mimoriadne dôležitý pri šírení akútnych črevných infekcií a invázií. Voda z vodných zdrojov môže obsahovať Salmonella, Shigella, Leptospira, E. coli, Pastrella, Vibrio, mykobaktérie, enterovírusy a adenovírusy, ako aj cysty Giardia, vajíčka škrkaviek a bičíkovcov, larvy mechy, patogény schistosamózy atď. nie je prirodzeným biotopom patogénnych mikroorganizmov. Patogénna mikroflóra spravidla do určitého času odumiera. Niektoré patogénne mikroorganizmy však môžu v prírodnej vode dlho pretrvávať a dokonca sa množiť. Dĺžka prežitia patogénnych mikroorganizmov vo vode závisí od zloženia vody, prítomnosti a koncentrácie biologického substrátu, vlastností mikrobiálnych buniek (schopnosť vytvárať spóry, vysoký obsah lipidov v bakteriálnej bunke atď.). ), ako aj teplotu vody, intenzitu slnečného žiarenia atď.

Podľa WHO je 80 % všetkých infekčných chorôb na svete spojených s nevyhovujúcou kvalitou vody alebo porušovaním hygienických a hygienických noriem v dôsledku jej nedostatku. Infekčné choroby vodnej etiológie sú zaznamenané najmä v rozvojových krajinách s nízkou sanitárnou životnou úrovňou. V súčasnosti je tretina svetovej populácie – približne 2 miliardy ľudí – zbavená možnosti konzumovať dostatočné množstvo čistej sladkej vody, 61 % obyvateľov vidieka v rozvojových krajinách nemá prístup k epidemiologicky bezpečnej vode a iba 13 % sú vybavené sanitou. Analýza viac ako 200 ohnísk chorôb spôsobených konzumáciou alebo vystavením nekvalitnej vode v 80. rokoch. XX storočia , %: Gastroenteritída neznámej etiológie. . . . . 65 Giardiáza. . . . . . 11 Bakteriálna úplavica. . . . 6 Hepatitída A. . . . . 8 Legionelóza. . . . . . 4 Salmonelóza. . . . . . 4 Brušný týfus. . . . . . 2

Je potrebné venovať pozornosť aj menej známym chorobám, pre ktoré je cesta prenosu vody nepopierateľná a charakter ich šírenia úplne závisí od stavu zásobovania vodou a čistenia pitnej vody v konkrétnych sídlach. Najväčšie nebezpečenstvo v tomto zmysle predstavujú entero a rotavírusy, legionely a niektoré prvoky. Vyznačujú sa rozšírenou distribúciou, vysokou odolnosťou voči vonkajšie prostredie a na pôsobenie dezinfekčných prostriedkov, patogenitu pre ľudí a nedostatok špecifických preventívnych opatrení. V súčasnosti dostupné údaje naznačujú, že rotavírusy sú príčinou značného počtu prípadov nebakteriálnej gastroenteritídy. Enterické vírusy môžu spôsobiť širokú škálu symptómov a syndrómov, vrátane vyrážky, horúčky, gastroenteritídy, myokarditídy, meningitídy, respiračných ochorení a hepatitídy. Typické sú aj asymptomatické infekcie. Pri kontaminácii pitnej vody odpadovými vodami sa najčastejšie vyskytujú dve ochorenia, ktoré majú formu epidémií - gastroenteritída a infekčná hepatitída. Vírusová gastroenteritída, zvyčajne trvajúca 24-72 hodín s nevoľnosťou, vracaním a hnačkou, sa vyskytuje u citlivých jedincov všetkých vekových kategórií, pričom enteritída je hlavným klinickým syndrómom ochorenia. Ostatné orgány a systémy sú menej často zapojené do patologického procesu a ich známky poškodenia sú menej výrazné. Najzávažnejšie prejavy sa vyskytujú u detí a starších ľudí, kde môže dôjsť k dehydratácii a nerovnováhe elektrolytov, ktorá môže byť pri rýchlej liečbe život ohrozujúca.

Legionárska choroba ("Legionárska choroba"; iné názvy - Pittsburská pneumónia, Pontiacka horúčka, Legionella infekcia, Fort Braggská horúčka) je sapronotické akútne infekčné ochorenie spôsobené rôznymi druhmi mikroorganizmov patriacich do rodu Legionella. Ochorenie sa zvyčajne vyskytuje s ťažkou horúčkou, všeobecnou intoxikáciou, poškodením pľúc, centrálnym nervový systém, tráviace orgány, je možný rozvoj syndrómu zlyhania viacerých orgánov. Mikrofotografia L. pneumophila získaná transmisnou elektrónovou mikroskopiou

Názov choroby sa spája s vypuknutím závažného respiračného ochorenia vo Philadelphii v roku 1976, ktoré sa vyskytlo ako zápal pľúc. V júli 1976 sa vo Philadelphii v Pensylvánii zišlo viac ako 4000 účastníkov zjazdu americkej légie. Išlo o 49. výročný zjazd organizácie. Po úspešnom ukončení kongresu sa účastníci s rodinami rozišli domov. Tri dni po skončení podujatia, konkrétne 27. júla 1976, jeden z účastníkov náhle zomrel na chorobu, ktorá bola podobná zápalu pľúc. O tri dni neskôr si jeden z pennsylvánskych terapeutov všimol, že traja pacienti so zápalom pľúc, ktorých liečil, sa tiež zúčastnili na zjazde Americkej légie. V ten istý deň zdravotná sestra z jednej z okolitých nemocníc objavila podobné ochorenie u ďalších troch účastníkov kongresu. Až 2. augusta 1976 však predstavitelia štátu spojili všetky prípady spojením choroby s dohovorom. Do tejto doby už zomrelo 18 legionárov. Celkovo počas tejto epidémie ochorelo 221 ľudí, z ktorých 34 zomrelo.

Analýza predchádzajúcich prípadov pneumónie neznámej etiológie po izolácii patogénu Legionella dokázala, že masívny výskyt na kongrese Americkej légie nebol prvým prípadom pneumónie spôsobenej baktériou Legionella. Napriek tomu sa toto ochorenie nazývalo „Legionárska choroba“ a až neskôr bola navrhnutá klasifikácia legionelózy. Prvýkrát gramnegatívnu tyčinku klasifikovanú ako Legionella izolovali J. McDade a S. Shepard v roku 1977, šesť mesiacov po opísanom prepuknutí. Baktéria bola kultivovaná z fragmentu pľúc človeka, ktorý zomrel na legionelózu. Prepuknutie choroby podľa vedcov vyprovokovali kolónie legionel, ktoré sa rozmnožili v kvapaline ventilačného systému inštalovaného v hoteli, kde boli ubytovaní účastníci zjazdu.

V súlade s modernou sanitárnou legislatívou musí byť pitná voda bezpečná z hľadiska epidémií a radiácie, neškodná z hľadiska chemického zloženia a mať priaznivé organoleptické vlastnosti. Z uvedených požiadaviek je najväčším problémom zdôvodnenie kritérií epidemickej bezpečnosti vody. San. Pi. N 2. 1. 4. 1074 01 "Pitná voda. Hygienické požiadavky na kvalitu vody v systémoch centralizovaného zásobovania pitnou vodou. Kontrola kvality Používanie typických črevných mikroorganizmov ako indikátorov biologickej kontaminácie je všeobecne uznávanou zásadou pre monitorovanie a hodnotenie vody." bezpečnosť V ideálnom prípade by indikátorové organizmy mali spĺňať tieto podmienky: byť ľahko detekovateľné a identifikovateľné, majú podobnú povahu ako patogénne organizmy, sú prítomné vo vode v oveľa väčších množstvách ako patogénne organizmy, majú rovnakú alebo lepšiu životaschopnosť ako patogénne organizmy, sú nepatogénne (. nie patogénne)

Keďže k mikrobiologickej kontaminácii vody dochádza vo väčšine prípadov v dôsledku fekálnych odpadových vôd, malá skupina nepatogénnych baktérií (presnejšie podmienečne nepatogénnych, keďže za určitých podmienok môžu spôsobiť ochorenia aj u ľudí), obsiahnutých aj vo výkaloch stolice, bol izolovaný ako indikátorové organizmy ľudí a zvierat. Medzi tieto mikroorganizmy patria fekálne streptokoky, koliformné baktérie a klostrídie redukujúce siričitany. Všetky tieto mikroorganizmy sa dajú pomerne ľahko izolovať a identifikovať, a preto môžu slúžiť ako spoľahlivý indikátor fekálnej kontaminácie vody. Tieto tri skupiny baktérií sú schopné prežiť vo vode rôzne časové obdobia. Fekálne streptokoky môžu vo vode prežiť krátky čas, takže ich prítomnosť vo vode naznačuje nedávnu kontamináciu. Koliformné baktérie môžu prežiť vo vode niekoľko týždňov a sú to najľahšie identifikovateľné baktérie, čo viedlo k ich širokému použitiu ako primárneho indikátorového organizmu. Existuje však množstvo mikroorganizmov, ktoré sú odolnejšie voči dezinfekcii (chlórovanie, ožarovanie ultrafialovým svetlom a pod.). Ak existuje dôvodné podozrenie na ich prítomnosť vo vode, absencia fekálnych streptokokov a koliformných baktérií nezaručuje bakteriologickú nezávadnosť vody. V tomto prípade sa používajú indikátorové organizmy, ako sú klostrídie redukujúce siričitany, ktoré môžu existovať vo vode neobmedzene dlho.

Pri hodnotení čistoty vody z vodovodu sa berú do úvahy tieto ukazovatele: TMC vody - počet buniek mikroorganizmov vypestovaných z 1 ml vody na mäsovo-peptónovom agarovom (MPA) médiu, keď je termostatované v Petriho miskách po dobu 24 hodín. pri teplote 37 °C; Ak je titer minimálne množstvo materiálu (voda, pôda atď.), ktoré obsahuje 1 E. coli, je to indikátor fekálnej kontaminácie testovacieho prostredia. Titer E. coli vo vode z vodovodu musí byť aspoň 300, to znamená, že v 300 ml vody je možné zistiť iba 1 E. coli; Koli index je počet E. coli nájdený v 1 litri tekutiny, 1 kg tuhej hmoty (na potraviny) a v 1 g pôdy. Ak by index vody z vodovodu nemal prekročiť 3, to znamená, že 1 liter vody by mal obsahovať iba 3 E. coli; počet patogénov, ktorých prítomnosť v čistých voda z vodovodu vôbec nie je dovolené.

Pri analýze zdrojových vôd a podľa štádií čistenia sa objem skúmanej vody vyberá na základe očakávanej kontaminácie, aby sa získali izolované kolónie a podľa toho aj kvantitatívny výsledok. Keď sa zistia požadované baktérie, ich počet sa prepočíta na objem vody a vyjadrí sa ako počet jednotiek tvoriacich kolónie (CFU) baktérií alebo jednotiek tvoriacich plak (PFU) kolifágov. Ak existujú indikácie na testovanie pitnej vody na patogénne baktérie alebo vírusy, hľadanie patogénu je určené epidemickou situáciou a jej cirkuláciou v environmentálnych objektoch regiónu.

Pri tejto metóde rozboru vody prejde určité množstvo vody cez špeciálnu membránu s veľkosťou cca 0,45 mikrónu. Výsledkom je, že všetky baktérie vo vode zostávajú na povrchu membrány. Potom sa membrána s baktériami umiestni na určitý čas do špeciálneho živného média pri teplote 30-37 o. C. Počas tohto obdobia, nazývaného inkubácia, sa baktérie dokážu množiť a vytvárať jasne viditeľné kolónie, ktoré sa dajú ľahko spočítať. V dôsledku toho môžete vidieť niečo takéto:

San. Pi. N 2. 1. 4. 1074 01 "Pitná voda. Hygienické požiadavky na kvalitu vody systémov centralizovaného zásobovania pitnou vodou. Kontrola kvality Na predchádzanie epidemiologickým a iným druhom nebezpečenstva z vodných zdrojov prijímajú orgány Štátneho hygienického a epidemiologického dozoru." povinné opatrenia: zdroje sú kontrolované centralizované zásobovanie vodou vo veľkých mestách a kontroluje sa účinnosť dezinfekcie pitnej vody artézskych studní, individuálnych pitných zdrojov (pramene, studne), vody z otvorených nádrží (jazerá a rieky) a kúpalísk; sleduje sa čistenie odpadových vôd;

Svetová zdravotnícka organizácia (WHO). Svetová zdravotnícka organizácia je špecializovaná agentúra Organizácie Spojených národov, ktorej hlavnou funkciou je riešiť otázky medzinárodného zdravia a verejného zdravia. Smernice organizácie pre kvalitu pitnej vody, vydané v roku 1984 (revidované a aktualizované v roku 1992), sú primárnymi normami, na základe ktorých sa vytvárajú predpisy v iných krajinách. Odporúčania WHO sú výsledkom mnohých rokov základný výskum a sú založené na koncepte Tolerable Daily Intake (TDI). Americká agentúra na ochranu životného prostredia (U.S. EPA) Agentúra na ochranu životného prostredia USA je vládna agentúra USA, ktorej poslaním je chrániť verejné zdravie a životné prostredie. Táto agentúra vyvinula americký federálny štandard kvality pitnej vody. Táto norma obsahuje dve časti: Národné predpisy o primárnej pitnej vode sú záväznou normou, ktorá v súčasnosti kombinuje 79 parametrov (organické a anorganické nečistoty, rádionuklidy, mikroorganizmy), ktoré sú potenciálne nebezpečné pre ľudské zdravie; Národné predpisy o sekundárnej pitnej vode sú normou, ktorá má poradný charakter a obsahuje zoznam 15 parametrov, ktorých prekročenie môže zhoršiť spotrebiteľskú kvalitu vody.

Európske spoločenstvo (ES) Smernica Európskeho spoločenstva (ES) týkajúca sa „kvality vody určenej na verejnú spotrebu“ (80/778/ES) bola prijatá Európskou radou 15. júla 1980. Tento dokument, známy ako smernica o pitnej vode, tvorí základ pre legislatívu o vode v európskych členských štátoch EÚ. Smernica štandardizuje 66 ukazovateľov kvality pitnej vody, rozdelených do niekoľkých skupín (organoleptické ukazovatele; fyzikálno-chemické ukazovatele; látky, ktorých prítomnosť vo vode vo veľkých množstvách je nežiaduca; toxické látky, mikrobiologické ukazovatele a parametre zmäkčenej vody určenej na spotrebu). EÚ stanovuje dve maximálne prípustné úrovne koncentrácie pre väčšinu parametrov. Úroveň G je dlhodobý cieľ, ktorý by chceli členské štáty EÚ v budúcnosti dosiahnuť. Stupeň I je povinný rádovo pre všetky krajiny, ktorý určuje kvalitu vody. V smernici sú tieto normy stanovené vo forme hodnôt MAC (maximálna prípustná koncentrácia) pre každý parameter. Legislatíva členských krajín EÚ musí stanoviť normy kvality vody, ktoré nie sú horšie ako hodnota MAC.

Pri priamoprietočnom zásobovaní priemyselných podnikov vodou odobratou z prírodného zdroja sa po účasti na technologickom procese vracia do vodojemu vo forme odpadovej (odpadovej) vody, s výnimkou množstva, ktoré sa nenávratne spotrebuje v r. výroby. Odpadová voda vznikajúca v podniku musí prechádzať čističky odpadových vôd Nie všetky podniky ich však majú a odpadové vody je možné vypúšťať do nádrže bez čistenia. Pri tomto spôsobe zásobovania výroby vodou sa odoberá veľké množstvo čistej vody z prírodných zdrojov, ktorá sa vracia do prírodného prostredia v o niečo menšom objeme, obsahuje však škodliviny toxické pre vodné organizmy.

Pri zásobovaní recyklačnou vodou priemyselných podnikov sa časť odpadových vôd po vyčistení (a prípadne ochladení) opätovne využíva vo výrobe. V mnohých priemyselných odvetviach (hutníctvo železa, priemysel spracovania ropy) sa 90 – 95 % odpadových vôd používa v systémoch recyklácie vody (zásobovanie vodou).

OPATRENIA NA ZNÍŽENIE TECHNOGÉNNEHO ZAŤAŽENIA VODNÝCH EKOSYSTÉMOV Vytvorenie uzavretých systémov cirkulácie vody. Na charakterizáciu uzavretých systémov cirkulácie vody sa používa kritérium frekvencie používania vody v obehu: kde (Qsp je celkový objem vody spotrebovanej podnikom (m 3 / h; m 3 / t surovín alebo výrobkov); Q 3 je spotreba sladkej vody Čím väčšia frekvencia, tým dokonalejší je systém zásobovania vodou V USA v roku 1995 bol kritériom pomeru spotreby vody 7,5 priemyslu bola: Petrochémia - 7,00 Hutníctvo železa a neželezných kovov - 5,25 Potravinárstvo - 3,00 Tepelná energetika - 2,25 Výroba stavebných materiálov - 1,60 Ľahký priemysel - 1,30 U nás sa plánovalo zvýšenie tohto čísla v najbližších rokoch na 7,00 hod. priemer pre podniky a v USA - na 27.

V závislosti od podmienok vzniku sa odpadové vody delia do troch skupín: odpadové vody z domácností - odpadové vody zo spŕch, práčovní, vaní, jedální, toaliet, z umývania podláh a pod. Ich množstvo je v priemere 0,5-2 l/s, s 1 hektár mestskej obytnej zástavby; obsahujú približne 58 % organických a 42 % minerálnych látok; atmosférická odpadová voda alebo dažďová voda; ich prietok je nerovnomerný: raz ročne - 100-150 l/s, na 1 ha; Raz za 10 1 rokov - 200-300 l/s. od 1 ha. Zvlášť nebezpečné sú búrkové odtoky v priemyselných podnikoch. Z dôvodu ich nerovnomernosti je zber a čistenie týchto odpadových vôd náročné; priemyselné odpadové vody sú tekuté odpady, ktoré vznikajú pri ťažbe a spracovaní surovín. Spotreba vody sa vypočítava z mernej spotreby vody na jednotku produkcie. Existujú fyzikálne, chemické, biologické a bakteriologické ukazovatele kvality vody.

Metódy čistenia vody. Mechanické čistenie odpadových vôd Priemyselné odpadové vody často obsahujú kontaminanty, ktoré tvoria heterogénne systémy s rôznym stupňom disperzie škodlivín – suspenzie, ktorých častice dispergovanej fázy sú tvorené pevnými látkami nerozpustnými vo vode. Na odstraňovanie takýchto častíc z vody sa využívajú procesy cedenia, usadzovania a filtrácie, ktoré tvoria podstatu metód mechanického čistenia priemyselných odpadových vôd. Mechanické čistenie ako nezávislá metóda sa používa v prípadoch, keď je možné výslednú vyčistenú vodu použiť vo výrobe alebo vypustiť do prírodných vodných plôch. Vo všetkých ostatných prípadoch slúži mechanické čistenie ako predbežná fáza pred inými typmi čistenia odpadových vôd. .

Precedenie je proces prechodu kontaminovanej odpadovej vody cez sitá a sitá, aby sa zachytili veľké nečistoty. Pevná mriežka je vyrobená vo forme kovového rámu, vo vnútri ktorého je nainštalovaných niekoľko paralelných tyčí. Rošt je umiestnený v dráhe pohybu odpadovej vody pod uhlom 60 - 75 O. Voda prechádza medzi tyčami roštu rýchlosťou 0,8 - 1,0 m/s, veľké nečistoty sa zadržiavajú na rošte a následne sa odstraňujú špeciálnymi mechanickými zariadeniami . Vzniknutý tuhý odpad podlieha ďalšiemu spracovaniu. Jedným zo spôsobov ich likvidácie je dehydratácia v mechanickom lise s následným spálením s prímesou lacného paliva. Na odstránenie suspendovaných častíc s veľkosťou cca 0,5 – 1 mm sa používajú sitá (bubon a kotúč). Častice sa zachytia na povrchu sita, potom sa zmyjú vodou a vypustia do špeciálneho žľabu.

Sedimentácia slúži na vyzrážanie hrubých nečistôt z odpadových vôd a na oddelenie plávajúcich nečistôt. Lapače piesku, usadzovacie nádrže, čističky - zariadenia na sedimentáciu hrubých nečistôt. Lapače piesku sú určené na oddeľovanie ťažkých minerálnych nečistôt z odpadových vôd, hlavne piesku, s veľkosťou častíc 0,2 - 0,25 mm. Sú inštalované pred usadzovacími nádržami. Činnosť lapačov piesku je založená na využití gravitačných síl. Lapače piesku sú navrhnuté tak, aby do nich padali ťažké minerálne častice, ale nevypadávali ľahké sedimenty organického pôvodu. Podľa charakteru pohybu vody sa lapače piesku delia na horizontálne - s kruhovým alebo priamočiarym pohybom vody, vertikálne - s pohybom vody zdola nahor a lapače piesku so špirálovým pohybom vody. Konštrukcia lapačov piesku sa volí v závislosti od množstva odpadových vôd a koncentrácie kontaminantov. Najčastejšie sa používajú horizontálne lapače piesku. Sú to podnos pozostávajúci z jednej alebo viacerých sekcií so šírkou 0,8 až 8 m a hĺbkou do 1,2 m.

Sedimentačné nádrže sú stavby, v ktorých sa usádzajú alebo plávajú hrubé nečistoty z veľkého objemu odpadových vôd. V závislosti od účelu usadzovacích nádrží v technologickej schéme čistiarne sa delia na primárne a sekundárne. Primárne usadzovacie nádrže sa nazývajú usadzovacie nádrže pred zariadeniami na biochemické čistenie odpadových vôd, sekundárne usadzovacie nádrže sa používajú na čistenie odpadových vôd, ktoré prešli biochemickým čistením. Na základe prevádzkového režimu sa rozlišujú sedimentačné nádrže periodickej prevádzky a sedimentačné nádrže nepretržitej prevádzky. Podľa smeru pohybu hlavného prúdu vody sa usadzovacie nádrže delia na horizontálne, vertikálne a radiálne. V priemysle sa používajú rôzne konštrukcie usadzovacích nádrží. Horizontálne usadzovacie nádrže sú pravouhlé nádrže s dvoma alebo viacerými súčasne pracujúcimi oddeleniami.

Schéma horizontálnej usadzovacej nádrže Voda sa pohybuje z jednej strany usadzovacej nádrže na druhú stranu. Hĺbka žumpy 1,5 – 4 m, dĺžka 8-12 krát väčšiu hĺbku, šírka chodby 3-6 m Priečna vaňa je určená na zabezpečenie rovnomerného rozvodu odpadových vôd v žumpe. Účinnosť usadzovania dosahuje 60 %. Sediment získaný v usadzovacej nádrži sa musí odstrániť a neutralizovať. Keď sediment sedí v usadzovacích nádržiach dlhú dobu, hnije, uvoľňuje plyny a vznáša sa.

Vertikálna usadzovacia nádrž je valcová (alebo štvorcového pôdorysu) nádrž s kužeľovým dnom. Odpadová voda sa privádza potrubím do usadzovacej nádrže a potom sa pohybuje zdola nahor. Depozícia prebieha v stúpajúcom prúde kvapaliny, ktorého rýchlosť je 0,5 0,6 m/s. Výška depozitnej zóny je 4–5 m.

Čističe sa používajú na čistenie prírodných vôd a na predbežné čistenie odpadových vôd z niektorých priemyselných odvetví. Čističe sa používajú so suspendovanou vrstvou sedimentu, cez ktorý prechádza voda, vopred upravená koagulantom. Do spodnej časti čističky sa privádza voda s koagulantom. Koagulačné agregáty vo forme voľných vločiek zachytávajú suspendované častice a sú zdvihnuté stúpavým prúdom vody do určitej výšky, čím vytvárajú vrstvu suspendovaného sedimentu, cez ktorý je voda filtrovaná. Sediment sa odstráni do zhutňovača sedimentov a vyčistená voda sa dodáva na ďalšie čistenie. Konštrukcia čističiek je veľmi rôznorodá. Lapače oleja a lapače tukov. Na oddelenie plávajúcich nečistôt oleja, olejov a tukov z odpadových vôd sa v priemysle používajú lapače oleja a lapače tukov. Tieto zariadenia sú v podstate tiež usadzovacími nádržami, ale nečistoty sa tu koncentrujú na povrchu vodnej hladiny, zachytávajú a odstraňujú z hornej časti takejto usadzovacej nádrže. Lapače ropných látok sa používajú na čistenie odpadových vôd s obsahom hrubo rozptýlenej ropy a ropných produktov v koncentrácii nad 100 mg/l. Lapače oleja sú obdĺžnikové, podlhovasté nádrže, v ktorých sa ropa a voda oddeľujú v dôsledku rozdielu v ich hustotách. Zvyškový obsah ropných produktov v odpadových vodách je 100 mg/l. Na zachytávanie tukov sa používajú lapače tukov, ktoré majú v základných prvkoch podobnú konštrukciu ako lapače oleja.

Filtrácia sa používa na oddelenie jemne rozptýlených pevných látok alebo kvapalín z odpadových vôd. Hlavným konštrukčným prvkom čistiarní je filter, čo je porézna priečka, ktorá je priepustná pre vodu, no zadržiava častice dispergovanej fázy. Ako filtre sa používajú perforované plechy a pletivá z nehrdzavejúcej ocele alebo iných kovov a zliatin, tkaniny a keramiky. Úlohu poréznej prepážky (filtra) môže plniť vrstva zrnitého materiálu - piesok, štrk, koks a pod. Filtračný materiál musí byť odolný voči účinkom čistenej vody, tepelne odolný a mechanicky pevný. Podľa návrhu môžu byť filtre so zrnitou vrstvou pomalé a vysokorýchlostné (jednovrstvové a viacvrstvové), otvorené a uzavreté. Vysokorýchlostné viacvrstvové filtre sa vyznačujú vyššou produktivitou a stupňom čistenia odpadových vôd. Filter sa premyje čistá voda pri jej podávaní zdola nahor.

Chemické alebo reagenčné čistenie a) Neutralizačné reakcie. Neutralizácia - chemická reakcia, čo vedie k zničeniu kyslých vlastností roztoku pomocou zásad a alkalických vlastností roztoku pomocou kyselín. Pretože chemická povaha odpadu je odlišná, na neutralizáciu jedného druhu odpadu je potrebné znížiť kyslé vlastnosti a pre iný - alkalický. Stupeň kyslosti alebo zásaditosti roztoku sa posudzuje podľa hodnoty vodíkového indexu p. H. Hodnota p. pH roztokov rôznych látok sa pohybuje od 0 do 14. Malé hodnoty v p. H označuje prítomnosť kyslého prostredia. Na riadenie neutralizačnej reakcie je potrebné vedieť, koľko kyseliny alebo zásady sa musí pridať do roztoku, aby sa získala požadovaná hodnota p. N. Na tento účel použite titračnú metódu, pričom množstvo stanovovanej látky sa vypočíta z objemu spotrebovaného titračného činidla.

Neutralizácia alkalických a najmä kyslých odpadových vôd do p. H 6,5–8,5 je najbežnejšia a povinná operácia pred vypustením tejto vody do nádrží. Používajú sa nasledujúce typy čistenia odpadových vôd neutralizáciou. 1. Vzájomné miešanie kyslých a zásaditých odpadových vôd. 2. Pridávanie alkalických činidiel do kyslých roztokov odpadových vôd: vápenné mlieko, roztok sódy: H 2 SO 4 + Ca(OH)2 (5 % Ca. O) = Ca. SO 4 (sediment) + 2 H 2 O. 3. Filtrácia kyslých odpadových vôd cez hrubé filtre z vápenca, dolomitu. 4. Neutralizácia alkálií kyslými výparmi (CO 2, SO 2, NOx). Vzniknuté sedimenty sa uvoľňujú usadzovaním v kalových močiaroch alebo aparatúrach.

b) Oxidačno-redukčné reakcie. Akákoľvek oxidačno-redukčná reakcia je súčasná oxidácia niektorých zložiek a redukcia iných. Najbežnejšie oxidačné a redukčné činidlá: Jedným z najdôležitejších oxidačných činidiel je chlór. Preto väčšina chemických operácií s odpadovou vodou začína chloráciou, takže vysoko toxický chlór je z vody úplne odstránený na konci úpravy činidlom. Redoxné reakcie sa využívajú na premenu toxických látok na neškodné. Oxidácia toxických nečistôt chlórom, bielidlom Ca(OCl)2, ozónom, kyslíkom: СN– + OCl– = CNO– + Cl–; CNO– + H+ + H 2 O = CO 2 (plyn) + NH 3 (plyn), 2 CNO– + 4 OH– + 3 Cl 2 = 2 CO 2 (plyn) + N 2 (plyn) + 6 Cl– + 2 H 2 O. Na dezinfekciu vody od baktérií sa používa aj chlór a okysličovadlo s obsahom chlóru. Ozonizácia je účinnejšia. Ozón zabíja nielen baktérie, ale aj vírusy. Oxiduje fenoly (chlór ich neoxiduje), ropné produkty, sírovodík, povrchovo aktívne látky, kyanidy a pesticídy. Získava sa zo vzdušného kyslíka v ozonizátoroch – rúrkových alebo doskových kondenzátoroch – za podmienok korónového elektrického výboja.

Redukcia sa používa na odstránenie zlúčenín chrómu (VI), arzénu, ortuti a iných kovov. Ako redukčné činidlá sa používajú aktívne uhlie, SO2, siričitany a Fe2+ soli. Príklad: redukcia nečistôt hydrosiričitanom sodným pri r. H 3 4: chróm (VI) 2 Cr 2 O 7 2–+ 5 H 2 SO 4 + 6 Na. HSO 3 = 4 Cr 3+ + 3 Na 2 SO 4 + 8 SO 42– + 8 H 2 O Ďalej je možné Cr 3+ vyzrážať alkalickým roztokom a oddeliť. Na obnovenie ortuti sa roztoky jej zlúčenín ošetria sírovodíkom, hydrosiričitanom sodným, sulfidom železnatým a železným práškom.

Fyzikálnochemické metódy. Na čistenie vody a odpadových vôd od nečistôt sú účinné nasledujúce fyzikálno-chemické metódy: koagulácia, flotácia, kryštalizácia, sorpcia, iónová výmena, extrakcia, rektifikácia. Koagulačné čistenie je metóda čistenia odpadovej vody od koloidných častíc, založená na vlastnosti koloidného systému za určitých podmienok stratiť agregatívnu stabilitu. Jedným typom koagulácie je flokulácia, pri ktorej malé suspendované častice pod vplyvom špeciálne pridaných látok (flokulantov) tvoria intenzívne sa usadzujúce voľné flokulačné nahromadenia (agregáty). Metóda flokulácie je použiteľná na čistenie priemyselných odpadových vôd s obsahom koloidných častíc s veľkosťou 0,001 - 0,1 mikrónu. Odpadovú vodu obsahujúcu takéto častice možno považovať za stabilný koloidný systém pozostávajúci z disperzného média (kvapaliny) a častíc dispergovanej fázy nesúcich určitý elektrický náboj. Agregačná stabilita je spôsobená najmä vzájomným odpudzovaním častíc nesúcich elektrický náboj rovnakého znamienka. Pridávanie elektrolytu do odpadovej vody vedie ku koagulácii - zlepovaniu - častíc dispergovanej fázy s tvorbou agregátov, ktoré sa usadzujú v gravitačnom poli. Účinnosť koagulačnej úpravy závisí od mnohých faktorov: zloženia odpadovej vody, typu koloidných častíc, ich koncentrácie a stupňa disperzie. Hlavným procesom koagulačného čistenia priemyselných odpadových vôd je interakcia koloidných a jemných častíc kontaminantov s agregátmi vytvorenými pri zavádzaní koagulantov do odpadových vôd.

V priemysle sa používajú rôzne koagulanty: soli hliníka: síran hlinitý (oxid hlinitý) Al 2(SO 4)3. 18 H 2 O, hlinitan sodný Na. Al. O 2, oxychlorid hlinitý Al 2(OH)5 Cl, kamenec draselný Al K(SO 4)2. 18 H 2 O, hlinito-amónny kamenec Al (NH 4) (SO 4)2. 12H20; soli železa: síran železnatý Fe. SO4. 7 H 2 O, chlorid železitý () Fe. Cl 3,6 H20, síran železitý ()Fe2(S04)3. 6H20; horečnaté soli: chlorid horečnatý Mg. Cl3. 6 H 2 O, síran horečnatý Mg. SO 4. 7 H 2 O, vápno, kalové odpady a odpadové roztoky z jednotlivých priemyselných odvetví. Flokulanty sú látky používané pri koagulačnej metóde čistenia na zvýšenie hustoty a pevnosti výsledných vločiek a zníženie spotreby koagulantov. Ako flokulanty v priemysle sa používajú hydroxyetylcelulóza, polyvinylalkohol, kyselina kremičitá, polyakrylamid, proteíny atď.

Kryštalizácia. Zvyčajne sa používa, keď sú výsledné kryštály vhodné na použitie na priemyselné účely. Jeho možnosti: a) kryštalizácia s ochladzovaním roztoku; chladivom je zvyčajne voda, menej často vzduch; b) kryštalizácia s čiastočným odstránením rozpúšťadla odparením alebo zmrazením; c) kombinovaná kryštalizácia. Adsorpcia. Používa sa na hĺbkové čistenie odpadových vôd od organických látok, fenolov, herbicídov, povrchovo aktívnych látok, pesticídov a farbív. Účinnosť čistenia závisí od chemickej povahy a štruktúry adsorbentu a adsorbovaných nečistôt a dosahuje 80–95 %. Adsorbenty: aktívne uhlie, silikagél, troska, rašelina. Výmena iónov. Používa sa na hĺbkové čistenie čistej odpadovej vody s obsahom solí do 3–4 g/l, od iónov neželezných a ťažkých kovov, kyanidov, arzénu a rádioaktívnych látok. Extrakcia (lat. extrahere - extrakcia) je extrakcia, zvyčajne organickou kvapalinou, zložiek tuhej alebo inej kvapaliny, ktorá je nemiešateľná s prvou. Používa sa na čistenie odpadových vôd s obsahom fenolov, olejov, organických kyselín, anilínu, ťažkých kovov vo vysokej koncentrácii nečistôt: 3–4 g/l a viac. Účinnosť extrakcie fenolu dosahuje 90–98 %. Extrakčné čistenie pozostáva z nasledujúcich etáp: zmiešanie odpadovej vody s organickým extraktantom, separácia výsledných fáz, regenerácia extrakčného činidla z extraktu a rafinátu.

Extrakčné činidlo je organické rozpúšťadlo alebo roztok obsahujúci extrakčné činidlo, ktoré extrahuje požadovanú zložku z inej fázy. Extrakčné činidlo je látka, ktorá tvorí s extrahovanou zložkou zlúčeninu, ktorá sa môže rozpustiť v organickej fáze. Extrakt – organická fáza obsahujúca extrahovanú zložku. Rafinát (francúzsky rafinér - na čistenie) je vodný roztok zostávajúci po extrakcii. Extrakty. Ako extrakčné látky sa používajú étery (butylacetyl, diizopropyl), alkoholy, CCl 4, benzén, toluén, chlórbenzén, tributylfosfát v petroleji atď. Sú zahrnuté v technologických schémach hlavných výrobných procesov a používajú sa vtedy, keď je potrebné takmer úplne oddeliť malé koncentrácie nečistôt, zvyčajne rozpustených organických kvapalín, z odpadových vôd. Izolované látky sa zvyčajne opäť používajú v technologickom procese. Rektifikácia (lat. rectificare - opraviť, očistiť) je metóda oddeľovania a čistenia ľahko vriacich kvapalín ich opakovaným zahrievaním do varu a kondenzácie. Typy rektifikácie: jednoduchá, azeotropická a parná cirkulácia.

Biochemické čistenie a) Aeróbne biochemické čistenie mineralizácia organickej hmoty priemyselných alebo domových odpadových vôd, vznikajúca v dôsledku ich oxidácie za pomoci aeróbnych mikroorganizmov (mineralizátorov) v procese využitia tejto látky ako zdroja potravy v podmienkach intenzívnej spotreby kyslík rozpustený vo vode mikroorganizmami: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O. Technológia biochemického čistenia. Aeróbne čistenie sa vykonáva v prírodných podmienkach a v umelých štruktúrach. Prírodné podmienky: zavlažovacie a filtračné polia, biologické jazierka. Závlahové polia sú poľnohospodárska pôda určená na čistenie odpadových vôd a zároveň pestovanie rastlín. Rastliny sa nepestujú na filtračných poliach. Zvyčajne ide o rezervné oblasti, ako sú rybníky na prijímanie odpadových vôd. V závlahových poliach je čistenie odpadových vôd založené na vplyve pôdnej mikroflóry, vzduchu, slnka a aktivity rastlín. Soli v odpadovej vode by mali byť nižšie ako 4–6 g/l. Odpadová voda sa dodáva do zavlažovacích polí v lete po 5 dňoch. Biologické rybníky sú umelé nádrže s hĺbkou 0,5–1 m, dobre vyhrievané slnkom a obývané vodnými organizmami. Môžu byť prietokové (sériové alebo kaskádové) a bezprietokové. Doba zdržania vody v rybníkoch s prirodzeným prevzdušňovaním je od 7 do 60 dní, s umelým prevzdušňovaním - 1–3 dni. Ryby sa chovajú v posledných fázach kaskádových rybníkov, čo pomáha predchádzať tvorbe žaburinky. V bezprúdových jazierkach sa odpadová voda privádza po usadení a zriedení. Dĺžka čistenia je 20-30 dní. Výhodou biologických jazierok sú nízke náklady na výstavbu a prevádzku. Nevýhody: sezónna práca, veľké námestie, nízka oxidačná kapacita, ťažko sa čistí.

Biochemická úprava v prevzdušňovacích nádržiach. Prevzdušňovacie nádrže sú veľké 1 500–15 000 m 3 železobetónové konštrukcie s hĺbkou 3–6 m V kyslíkových nádržiach sa namiesto vzduchu používa technický kyslík. To umožňuje zvýšiť oxidačnú kapacitu procesu 5–10 krát a zvýšiť dávku aktivovaného kalu na 6–10 g/l.

b) Anaeróbne biochemické spracovanie. Ak je BSK oveľa vyššia ako norma, a tiež na odstránenie prebytočného aktivovaného kalu a odpadu z poľnohospodárskych produktov sa používa anaeróbne biochemické čistenie vo vyhnívacích nádržiach (reaktor s miešadlom a výmenníkom tepla). V tomto prípade slúžia ako zdroj kyslíka vo vode skupiny aniónov obsahujúcich kyslík: NO 3 ; SO 42; CO 32. Metánová fermentácia je založená na schopnosti spoločenstiev určitých mikroorganizmov počas ich životnej činnosti najskôr vo fáze kyslej vodíkovej fermentácie pomocou baktérií hydrolyzovať zložité organické zlúčeniny na jednoduchšie a následne pomocou metánu. -tvoriace baktérie, ktoré ich premieňajú na metán a kyselinu uhličitú. Oxidačne-redukčný proces je prenos elektrónov z donorového substrátu na konečný akceptor. Pre aeróbnu reakciu je konečným akceptorom kyslík a pre fermentáciu (anaeróbne čistenie) - organická zlúčenina, vytvorený ako výsledok „jednoduchého pohybu“ vodíka z jednej organickej molekuly do druhej: C 6 H 12 O 6 = 3 CH 3 COOH + 15 kcal; 2 CH 3 COOH = 2 CH 4 + 2 CO 2. Výsledný plyn pozostáva z metánu (65 %) a CO 2 (33 %) a možno ho použiť na ohrev na 45-55 °C v samotnom digestore, kde prebieha anaeróbna fermentácia vyskytuje. Fermentovaný kal má vysoký obsah vlhkosti (95-98%), zhutňuje sa, suší, potom sa používa ako hnojivo alebo v prípade jedovatých nečistôt spáli.

Špeciálne metódy čistenia vody Existuje mnoho špeciálnych metód na oddeľovanie solí z prírodných a odpadových vôd. a) Destilácia (odparovanie) je dobre vyvinutá a široko používaná metóda. Kapacita odparovacích jednotiek je 15-30 tisíc m3 za deň. Najmocnejší odparovacie zariadenia sa nachádzajú v jadrových elektrárňach, kde je potrebné odsoľovanie morskej vody, napríklad v meste Ševčenko (reaktor rýchlych neutrónov). Hlavnou nevýhodou tejto metódy je vysoká spotreba energie - 0,020 Gcal / t. Existujú aj geodesolinačné zariadenia, ktoré sú však neekonomické, pretože majú nízky výkon (

Metóda reverznej osmózy je proces oddeľovania vodných roztokov ich filtráciou cez polopriepustnú membránu pod tlakom nad osmotickým tlakom (do 6-8 MPa). Proces sa vyznačuje nízkou spotrebou energie. Výroba zariadení s kapacitou do 1 tis. m 3/s je zvládnutá v zahraničí. Prevádzkujeme zariadenia s nižším výkonom, ale existuje vývoj a projekty pre vyšší výkon. Hlavnými ťažkosťami týchto metód je vytvorenie polopriepustných membrán a tlak. d) Výmena iónov. Široko používaný vo všetkých krajinách sveta; Doteraz bola hlavnou na prípravu hlboko demineralizovanej vody pre jadrové elektrárne a tepelné elektrárne s ultravysokotlakovými a kritickými tlakovými kotlami. Okrem toho je metóda iónovej výmeny široko používaná vo vodných cykloch v podnikoch na koncentráciu a extrakciu cenných zložiek (napríklad ťažkých kovov) z odpadových vôd.

Hlavnou nevýhodou všeobecne akceptovaných technologických schém iónovej výmeny je prebytok soľných roztokov po regenerácii iónomeničových filtrov. Spotreba vody pre vlastnú potrebu je vysoká (20-60% produktivity). Je potrebné odstrániť organickú hmotu, aby sa zabránilo otrave iónovou výmenou. Iónovú výmenu možno voľne nazvať metódou odsoľovania odpadových vôd, ide skôr o technologický spôsob získavania vody s vysokým stupňom čistenia. Táto metóda našla veľmi široké uplatnenie v praxi zmäkčovania vody, teda jej zbavovania trvalo tvrdých solí.