Основные меры по охране водных ресурсов Важнейшая мера по охране водных ресурсов – бережное их расходование. Сейчас при орошении полей около 25% воды теряется на фильтрацию и испарение. Надежная гидроизоляция дна и стенок каналов позволяет снизить непроизводительный расход воды и препятствует засолению почвы в засушливых районах. При использовании дождевальных установок расходуется в 5–6 раз меньше воды, чем при обычном поливе. Другой экономного расходования воды для полива – подведение воды непосредственно к корневой системе плодовых деревьев при капельниц. Это позволяет избежать излишнего испарения и строго дозировать поступление воды к растениям. Наиболее эффективный путь защиты водоемов от загрязнений – это создание безотходного производства, когда отходы одной ступени производственного цикла используются как сырье для другой. Однако в настоящее время не существует универсальной бессточной системы, пригодной для различных отраслей народного хозяйства. Наибольшее распространение получила очистка сточных вод. Современные методы очистки позволяют удалить различные примеси из сточных вод на 95–96%. Часто этого бывает недостаточно, но для дальнейшей очистки воды необходимо строить более дорогие очистные сооружения, что экономически невыгодно. Так как сточные воды многих предприятий сложно, дорого, а иногда невозможно очистить до такой степени, чтобы они стали безвредными для растений, животных и человека, их очищают частично и используют в замкнутых оборотных системах (рис. 4). За последние годы такие системы внедрены на нескольких нефтехимических, металлургических, целлюлозно-бумажных предприятиях. Очистка сточных вод В зависимости от степени и характера загрязнения применяют механические, химические и биологические методы очистки сточных вод (рис.5). Механическими методами удаляют грубые дисперсные примеси с решеток, сит, фильтров, отстойников, нефтеловушек. Этими методами удаляют нерастворимые примеси из бытовых стоков – до 60%, из промышленных – до 95%. Химическая очистка – это добавление в сточные воды реагентов образованию осадков из коллоидных и некоторых истинных растворов. Биологическая очистка в естественных условиях происходит на специальных полях орошения или полях фильтрации. Здесь создается сеть магистральных и распределительных каналов и карт (площадок) шириной 20 м и длиной 100–150 м, окруженных земляными валами. Карты периодически заполняют сточными водами. Под воздействием солнечного света, воздуха, микроорганизмов они очищаются и просачиваются в грунт. На поверхности карт образуется перегной. Через несколько лет после прекращения слива сточных вод поля фильтрации используют для выращивания трав, кормовых культур или овощей, которые можно употреблять в пищу после термической обработки. Биологическая очистка сточных вод в искусственных условиях производится в специальных сооружениях – биофильтрах и аэротенках. Биофильтр представляет собой сооружение из кирпича или бетона, внутреннее его помещение заполнено прочным пористым материалом: шлаком, гравием, щебнем, керамзитом. На эти пористые материалы нанесена пленка микроорганизмов (бактерий, простейших и др.), которые в процессе жизнедеятельности поедают и разлагают органические вещества, очищая от них воду. В биофильтр периодически подаются сточные воды и воздух, идущий на процессы окисления. В аэротенках поступающим воздухом в сточных водах перемешивается активный ил, который состоит из сообществ аэробных микроорганизмов – минерализаторов органического вещества. Во вторичных отстойниках происходит отделение бактериальной пленки от чистой воды. В таких биофильтрах и аэротенках устраняется более 90% загрязнений органическими веществами. Бытовые сточные воды могут содержать патогенные микроорганизмы, поэтому их обеззараживают жидким хлором или хлорной известью. Работа очистных сооружений и установок на предприятиях контролируется законом об охране окружающей среды. Моря и океаны занимают 71% поверхности земного шара, поэтому существует представление о неисчерпаемости водных запасов. Однако соленые воды морей и океанов используются людьми очень мало, а получение пресной воды за счет атмосферных осадков и ледников локально и ограничено.
1) Понятие 1% раствор означает, что в 100 г раствора содержится 1 г растворенного в-ва и соответственно 99 г воды
2) При растворении веществ в воде температура замерзания растворов понижается по сравнению с температурой замерзания воды (0°С) на величину равную:
Δtзам = К*m*1000)/m(H₂O)*M
где К - криоскопическая константа, К = 1,86
m - масса растворенного вещества, в граммах. m=1 г
m(H₂O) - масса воды, в граммах. m(H₂O) = 99 г
М - молярная масса растворенного вещества, г/моль.
Молярная масса глюкозы равна М(С₆Н₁₂О₆) = 6*12 + 12*1 + 6*16 = 180 г/моль
Δtзам = 1,86*1*1000/99*180= 0,104
Значит раствор замерзает при температуре:
t = tзам - Δtзам = 0 - 0,104 = - 0,104°С
3) 2) При растворении веществ в воде температура кипения растворов повышается по сравнению с температурой кипения воды (100°С) на величину равную:
Δtкип = К*m*1000)/m(H₂O)*M
Тут все обозначения такие же как и в предыдущей формуле, только К - это эбулиоскопическая константа и для воды она равна 0,52.
Δtкип = 0,52*1*1000/99*180 = 0,029
Значит раствор кипит при температуре:
t = tкип - Δtкип = 100 + 0,029 = 100,029°С