Lễ cưới 

Các quy định của quá trình tự lọc nước trong các thủy vực. Quy trình tự làm sạch nước tự nhiên

Quá đủ đã được viết về ô nhiễm và tình trạng thiếu nước uống trên hành tinh. Ở một trong những quốc gia giàu nước nhất, Nga, chỉ một phần trăm lượng nước nguồn nguồn bề mặt cung cấp nước uống theo tiêu chuẩn chất lượng. Ở Karelia, đất nước của sông và hồ, nơi có nguồn nước vượt quá các chỉ số trung bình của Nga 2-3 lần, khoảng 70% mẫu nước lọt vào các mạng lưới phân phối. khu định cư, đừng trả lời yêu cầu vệ sinh nộp cho uống nước. Điều này phần lớn là do các hoạt động công nghệ và nông nghiệp chuyên sâu nhằm mục đích chủ yếu là đáp ứng các nhu cầu nhất thời của nhân loại và không quan tâm đầy đủ đến việc tiết kiệm. tài nguyên nước cho các thế hệ tương lai. Nhưng không chỉ, "nhờ" vào điều này, nước tự nhiên, vốn rất quan trọng đối với nhân loại, đang ở trong tình trạng gần như nguy cấp.

Nước tự nhiên bị ô nhiễm từ nhiều nhất các lĩnh vực khác nhau. Nguồn gây ô nhiễm nguồn nước vô cùng đa dạng. Trước hết, đây là những cống rãnh của các thành phố và xí nghiệp công nghiệp. Các ngành sử dụng nhiều nước nhất là khai thác mỏ, thép, hóa chất, hóa dầu, chế biến giấy và thực phẩm. Chúng chiếm tới 70% tổng lượng nước được sử dụng trong công nghiệp. Ngoài ra, một lượng lớn nước để làm mát được sử dụng bởi nhiệt và nhà máy điện hạt nhân, nước thải ra dẫn đến ô nhiễm nhiệt của các thủy vực, vi phạm các chế độ nhiệt, thủy hóa và thủy sinh của các thủy vực.

TẠI những năm trướcở một số vùng, chúng bị "cạnh tranh" bởi nước thải của các khu liên hợp chăn nuôi và nước từ các hệ thống tưới tiêu và các vùng đất có nước mưa. 60-80% của tất cả nước ngọt. Ở nhiều nơi trên thế giới, ô nhiễm nước ngày càng liên quan đến sự kết tủa. Sự thay đổi chế độ của sông, hồ có vai trò nhất định đối với sự suy giảm chất lượng nước.

Do vấn đề ô nhiễm rất lớn nước tự nhiên Có nhiều phương pháp và cách khác nhau để lọc nước. Nhưng bất chấp điều này, một trong những đặc tính quý giá nhất của nước tự nhiên là khả năng tự làm sạch của chúng.

Tự làm sạch nước là sự phục hồi của chúng thuộc tính tự nhiênở sông, hồ và các vùng nước xảy ra một cách tự nhiên do kết quả của các quá trình hóa lý, sinh hóa và các quá trình khác có liên quan lẫn nhau (khuếch tán hỗn loạn, oxy hóa, hấp phụ, hấp phụ, v.v.). Khả năng tự làm sạch của sông và hồ phụ thuộc chặt chẽ vào nhiều các yếu tố tự nhiên. Các yếu tố này bao gồm: sinh học - các quá trình tương tác phức tạp của các sinh vật thực vật thủy sinh với các thành phần của nước thải đầu vào; thủy văn - pha loãng và trộn các chất ô nhiễm với phần lớn của nước; thể chất - ảnh hưởng bức xạ năng lượng mặt trời và nhiệt độ; cơ học - lắng các hạt lơ lửng; hóa học - sự biến đổi các chất hữu cơ thành khoáng chất (tức là quá trình khoáng hóa).

Khi đăng ký Nước thải nước thải được trộn với nước của hồ chứa và nồng độ các chất ô nhiễm giảm xuống. Một sự thay đổi hoàn toàn của nước ở sông mất trung bình 16 ngày, đầm lầy - 5 ngày, hồ - 17 năm. Sự khác biệt về thời gian có liên quan đến các điều khoản khác nhau thay nước hoàn toàn ở các suối và hồ chứa khác nhau.

Quá trình tự lọc nước chuyên sâu nhất trong các hồ chứa và suối được thực hiện ở thời kỳ ấm áp năm mà hoạt động sinh học trong các hệ sinh thái dưới nước là lớn nhất. Quá trình tự làm sạch nhanh hơn trên sông với dòng điện nhanh. Hầu hết Các tạp chất lơ lửng được lắng đọng, đó là các hạt khoáng và hữu cơ lơ lửng, trứng giun sán và vi sinh vật, do đó nước trở nên trong và trong suốt.

Giảm nồng độ các chất vô cơ gây ô nhiễm các vùng nước xảy ra bằng cách trung hòa axit và kiềm do tính đệm tự nhiên của nước tự nhiên, sự hình thành các hợp chất ít hòa tan, thủy phân, hấp thụ và lắng cặn. Nồng độ các chất hữu cơ và độc tính của chúng bị giảm do quá trình oxy hóa hóa học và sinh hóa học.

Một trong những quá trình quan trọng của quá trình tự lọc nước là quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ, tức là sự hình thành các chất khoáng từ các chất hữu cơ dưới tác động của các yếu tố sinh học, hóa học và các yếu tố khác. Với sự khoáng hóa trong nước, lượng chất hữu cơ giảm, cùng với đó, chất hữu cơ của vi sinh vật cũng có thể bị oxy hóa, và do đó, một số vi khuẩn chết.

Trong quá trình tự thanh lọc, các tế bào hoại sinh và vi sinh vật gây bệnh chết đi. Chúng chết do cạn kiệt nước với các chất dinh dưỡng; tác dụng diệt khuẩn của tia cực tím mặt trời xuyên qua cột nước hơn 1 m; ảnh hưởng của vi khuẩn và các chất kháng sinh do sinh vật hoại sinh tiết ra; không thuận lợi điều kiện nhiệt độ; tác dụng đối kháng của các sinh vật sống dưới nước và các yếu tố khác. Một vai trò thiết yếu trong quá trình tự lọc nước được thực hiện bởi cái gọi là hệ vi sinh vật sống hoại sinh và các sinh vật sống dưới nước. Một số đại diện của hệ vi sinh vật nước có đặc tính đối kháng với vi sinh vật gây bệnh, dẫn đến cái chết của vi sinh vật sau này. Các sinh vật sống dưới nước đơn giản nhất, cũng như động vật phù du (giáp xác, luân trùng, v.v.), đi qua ruột của chúng, tiêu diệt một lượng lớn vi khuẩn. Vi khuẩn đã rơi vào ổ chứa cũng có ảnh hưởng đến mầm bệnh.

Tự làm sạch nước ngầm xảy ra do quá trình lọc qua đất và do quá trình khoáng hóa.

Cần phải nhớ rằng khả năng tự làm sạch của các vùng nước bị hạn chế. Các hợp chất của chì, đồng, kẽm, thủy ngân có thể làm chậm quá trình tự lọc nước và làm xấu đi các đặc tính cảm quan của nó.

Có tầm quan trọng lớn là sự phân bố của các thảm thực vật dưới nước (những bụi sậy, sậy và cây đuôi phụng dày đặc dọc theo bờ biển), chúng đóng vai trò như một loại bộ lọc sinh học. Khả năng tẩy rửa cao của cây thủy sinh được sử dụng rộng rãi trong nhiều xí nghiệp công nghiệp kể cả ở nước ta và nước ngoài. Để làm được điều này, các bể lắng nhân tạo khác nhau được tạo ra, trong đó trồng các thảm thực vật ở hồ và đầm lầy, giúp làm sạch tốt các vùng nước ô nhiễm.

Trong những năm gần đây, sục khí nhân tạo trở nên phổ biến - một trong những cách hiệu quả để làm sạch vùng nước ô nhiễm, khi quá trình tự lọc bị suy giảm mạnh khi oxy hòa tan trong nước bị thiếu hụt. Sục khí tốt cho nước đảm bảo kích hoạt các quá trình oxy hóa, sinh học và các quá trình khác, giúp lọc sạch nước. Để làm được điều này, các thiết bị sục khí đặc biệt được lắp đặt trong các hồ chứa và suối hoặc tại các trạm sục khí trước khi xả nước ô nhiễm.

Thư mục

1. Avakyan A.B., Shirokov V.M. Sử dụng phức tạp và bảo vệ tài nguyên nước: Proc. phụ cấp. - Minsk: Un-something, 1999;

2. Bernard Nebel "Khoa học Môi trường" (Trong 2 tập), "MIR" M. 1993;

3. Belichenko Yu.P., Shvetsov M.N. Sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước. - M.: Rosselkhozizdat, 2006

Nhiệm vụ số 6

QUY TRÌNH TỰ CHỨNG MINH CỦA ĐỒNG HỒ TỰ NHIÊN

1 CÁC LOẠI Ô NHIỄM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG

(KÊNH TỰ LÀM SẠCH MÔI TRƯỜNG NƯỚC)

Dưới sự tự thanh lọc của môi trường nước hiểu tổng thể các quá trình vật lý, sinh học và hóa học trong đất liền nhằm mục đích giảm hàm lượng các chất ô nhiễm (chất gây ô nhiễm).

Sự đóng góp của các quá trình riêng lẻ vào khả năng tự làm sạch của môi trường nước tự nhiên phụ thuộc vào bản chất của các chất ô nhiễm. Theo điều này, các chất ô nhiễm được chia thành ba nhóm theo điều kiện.

một). Chất bảo quản - không phân hủy hoặc phân hủy sinh học môi trường tự nhiên Quá chậm . Đây là các muối khoáng, các hợp chất kỵ nước như thuốc trừ sâu clo hữu cơ, dầu và các sản phẩm từ dầu. Sự giảm nồng độ của các chất bảo tồn trong nước phá hủy chỉ xảy ra do sự pha loãng, các quá trình vật lý chuyển khối, các quá trình hóa lý tạo phức, hấp phụ và tích tụ sinh học. Tự thanh lọc có một đặc điểm rõ ràng, vì chỉ có sự phân bố lại và phân tán các chất ô nhiễm trong môi trường, ô nhiễm các đối tượng lân cận bởi nó.

2). Chất sinh học - chất tham gia vào chu trình sinh học. Đây là những dạng khoáng của nitơ và photpho, những hợp chất hữu cơ dễ tiêu.

Trong trường hợp này, quá trình tự làm sạch môi trường nước xảy ra do các quá trình sinh hóa.

3). Các chất hòa tan trong nước không tham gia vào chu kỳ sinh học, đi vào các vùng nước và suối từ các nguồn do con người gây ra, thường độc hại. Quá trình tự làm sạch môi trường nước khỏi các chất này được thực hiện chủ yếu do quá trình biến đổi hóa học và vi sinh của chúng.

Các quá trình quan trọng nhất để tự làm sạch môi trường nước là các quá trình sau:

– quá trình chuyển giao vật chất: pha loãng (trộn), loại bỏ các chất ô nhiễm đến các vùng nước lân cận (hạ lưu), lắng các hạt lơ lửng, bay hơi, hấp phụ (bởi các hạt lơ lửng và cặn đáy), tích tụ sinh học;

– biến đổi vi sinh;

–biến đổi hóa học: phản ứng lắng, phản ứng thủy phân, quang phân, oxy hóa khử, v.v.

2 SỰ THẤT BẠI CỦA SAT TẠI GIẢI PHÓNG NƯỚC THẢI

TỪ CÁC CƠ SỞ KIỂM ĐỊNH NƯỚC

Khối lượng chất ô nhiễm trong nước thải bằng khối lượng chất ô nhiễm trong dòng hỗn hợp (nước thải + nước nguồn). Phương trình cân bằng vật chất cho các chất ô nhiễm:

Cct q + γ Q Cf = Cv (q + γ Q),

trong đó Cst là nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải, g / m3 (mg / dm3);

q là tốc độ dòng chảy lớn nhất của nước thải được xả vào nguồn nước, m3 / s

γ - tỷ lệ trộn

Q là tốc độ dòng chảy trung bình hàng tháng của nguồn nước, m3 / s;

Cf là nồng độ nền của các chất ô nhiễm trong nguồn nước (được thiết lập theo các quan trắc dài hạn), g / m3 (mg / dm3);

Cv - nồng độ các chất ô nhiễm trong nguồn nước sau khi trộn (pha loãng), g / m3 (mg / dm3);

Từ phương trình cân bằng vật chất, người ta có thể tìm thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong nguồn nước sau khi pha loãng:

Cv = https://pandia.ru/text/80/127/images/image002_20.png "width =" 117 "height =" 73 src = ">

L là khoảng cách dọc theo fairway của nguồn nước (fairway là dải sâu nhất của một nước) từ điểm phát hành đến điểm kiểm soát, m;

α là hệ số phụ thuộc vào điều kiện thủy lực của dòng chảy. Hệ số α được tính theo phương trình:

trong đó ξ là hệ số phụ thuộc vào vị trí của đầu ra nước thải vào nguồn nước: ξ = 1 đối với đầu ra gần bờ, ξ = 1,5 khi thả vào fairway;

φ là hệ số của độ ngoằn ngoèo của nguồn nước, tức là tỷ số giữa khoảng cách giữa các phần được xem xét của nguồn nước dọc theo fairway với khoảng cách dọc theo đường thẳng; D là hệ số khuếch tán rối.

Đối với các sông ở vùng đất thấp và các phép tính đơn giản, hệ số khuếch tán hỗn loạn được tìm theo công thức:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image005_9.png "width =" 59 height = 47 "height =" 47 "> = X-in,

trong đó ac, aw là các hoạt độ của chất A trong lớp hấp phụ và trong pha nước;

γc, γw là hệ số hoạt độ của chất A trong lớp hấp phụ và trong pha nước;

Cs, Sv là nồng độ của chất A trong lớp hấp phụ và trong pha nước;

Кс-в - hệ số phân phối của chất A (hằng số cân bằng

AB ↔ AC biểu thị theo nồng độ).

Sau đó, tương đối yếu tố không đổi hoạt độ của chất A trong lớp hấp phụ (pha hữu cơ):

X-in = Ka s-in DIV_ADBLOCK4 ">

Đặc biệt, điều này xác định sự tồn tại của mối tương quan giữa hệ số phân bố của các chất trong hệ octanol - nước và chất hữu cơ rắn - nước:

Ks-in ≈ 0.4 Ko-in ,

trong đó Ko-v là hệ số phân bố của chất trong hệ octanol-nước.

Giá trị của Ko-in liên quan đến độ hòa tan của một chất trong nước theo mối quan hệ thực nghiệm đơn giản:

lg Ko-in = (4,5 ÷ 0,75) lg S,

trong đó S là độ tan của chất, tính bằng mg / dm3.

Tỷ lệ này phù hợp với nhiều loại hợp chất hữu cơ, bao gồm hydrocacbon, hydrocacbon halogen hóa, axit thơm, thuốc trừ sâu clo hữu cơ, biphenyl clo hóa.

Trong chất hấp thụ tự nhiên, chất hữu cơ chỉ chiếm một phần nhất định khối lượng của chất hấp thụ. Do đó, hệ số phân bố trong hệ chất hấp thụ-nước Ks-v được chuẩn hóa thành hàm lượng cacbon hữu cơ trong chất hấp thụ Ks-v *:

Ks-in * \ u003d Ks-in ω (C),

trong đó ω (С) - phần khối lượng chất hữu cơ trong chất hấp thụ.

Trong trường hợp này, tỷ lệ của chất bị hấp thụ từ môi trường nước ωsorb bằng:

ωsorb = https://pandia.ru/text/80/127/images/image009_9.png "width =" 103 "height =" 59 ">,

trong đó Csorb là nồng độ của chất hấp thụ lơ lửng trong nước.

Trong trầm tích đáy, giá trị Csorb là đáng kể, do đó, đối với nhiều chất ô nhiễm Ks-v * · Csorb >> 1, và đơn vị ở mẫu số có thể bị bỏ qua. Giá trị của ωsorb có xu hướng thống nhất, tức là, tất cả các chất A sẽ ở trạng thái hấp thụ.

Ở các vùng nước lộ thiên, tình hình lại khác: nồng độ của chất hấp thụ lơ lửng là cực kỳ thấp. Do đó, các quá trình hấp phụ đóng góp đáng kể vào quá trình tự làm sạch của vỉa chỉ đối với các hợp chất có Ks-v ≥ 105.

Hấp thụ nhiều chất ô nhiễm với độ hòa tan trong nước 10-3 mol / l là một trong những quá trình chính để loại bỏ một chất hóa học khỏi pha nước. Những chất này bao gồm thuốc trừ sâu clo hữu cơ, biphenyls polyclo hóa, PAHs. Các hợp chất này ít tan trong nước và có giá trị Co-in cao (104 - 107). Hấp thụ là cách hiệu quả nhất để tự làm sạch môi trường nước khỏi các chất như vậy.

4 VI SINH VỆ SINH TỰ VỆ SINH

Quá trình chuyển hóa vi sinh các chất ô nhiễm được coi là một trong những kênh tự lọc chính của môi trường nước. . Các quá trình sinh hóa vi sinh bao gồm các phản ứng của một số loại. Đây là những phản ứng liên quan đến quá trình oxy hóa khử và enzym thủy phân. Nhiệt độ tối ưuđối với quá trình phân hủy sinh học, chất ô nhiễm là 25-30ºС.

Tốc độ biến đổi vi sinh vật của một chất không chỉ phụ thuộc vào tính chất và cấu trúc của nó mà còn phụ thuộc vào khả năng trao đổi chất của quần xã vi sinh vật..png "width =" 113 "height =" 44 src = ">,

trong đó CS là nồng độ của chất nền (chất ô nhiễm) ,. Ở đây keff là hằng số tốc độ phân giải sinh học, .m là sinh khối của vi sinh vật hoặc kích thước quần thể.

Động học của sự biến đổi bậc một giả của một số chất ô nhiễm ở một quy mô dân số cố định và sự tăng trưởng tỷ lệ thuận của hằng số tốc độ với sự gia tăng số lượng vi khuẩn đã được thực nghiệm chứng minh trong nhiều trường hợp. Hơn nữa, trong một số trường hợp, keff không phụ thuộc vào giai đoạn gia tăng dân số, vào khu vực và thành phần loài quần xã vi sinh vật.

Khi tích phương trình động học của phản ứng bậc nhất, ta thu được:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image013_7.png "width =" 29 "height =" 25 src = "> - nồng độ ban đầu của cơ chất (hoặc các chất dễ oxy hóa sinh hóa, tương ứng với BODtotal);

- nồng độ hiện tại của chất nền (hoặc các chất có thể oxy hóa sinh hóa, tương ứng với BODtotal - BODτ).

Khi thay thế https://pandia.ru/text/80/127/images/image014_8.png "width =" 29 "height =" 25 "> bằng giá trị BOD tương ứng trong phương trình, chúng ta nhận được:

.

Hãy ký hiệu kB / 2.303 = k *, trong đó k * là hằng số oxi hóa sinh hóa (có thứ nguyên là hằng số phản ứng bậc nhất - ngày-1). Khi xác định phương trình, chúng ta có một phương trình liên quan đến BODtot. và BODτ, ở dạng hàm mũ:

Sử dụng phương trình này, người ta có thể xác định thời gian oxy hóa hoàn toàn các chất bị oxy hóa sinh học - thời gian mà 99% chất bị oxy hóa .

Trong điều kiện tự nhiên của vĩ độ trung bình, do kết quả của các quá trình vi sinh, ankan có cấu trúc bình thường bị phân hủy nhanh nhất (60-90% trong ba tuần). Các ankan và xicloan phân nhánh phân hủy chậm hơn n-ankan - 40% trong một tuần, 80% trong ba tuần. Các dẫn xuất benzen trọng lượng phân tử thấp khoáng hóa nhanh hơn các hydrocacbon bão hòa (ví dụ, phenol và cresol) . Di - và trichlorophenol được thay thế sẽ phân hủy hoàn toàn trong trầm tích đáy trong vòng một tuần, nitrophenol - trong vòng hai đến ba tuần. Tuy nhiên, PAHs bị phân huỷ chậm.

Quá trình phân hủy sinh học bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: ánh sáng, hàm lượng oxy hòa tan, độ pH , hàm lượng chất dinh dưỡng, sự hiện diện của chất độc hại, v.v. . Ngay cả khi vi sinh vật có một tập hợp các enzym cần thiết để tiêu hủy các chất ô nhiễm, chúng có thể không cho thấy hoạt động do thiếu cơ chất hoặc yếu tố bổ sung.

5 HYDROLYSIS

Nhiều chất ô nhiễm là axit hoặc bazơ yếu và tham gia vào quá trình biến đổi axit-bazơ. Muối hình thành từ bazơ yếu hoặc axit yếu bị thủy phân . Muối tạo bởi bazơ yếu thì bị cation thủy phân, muối tạo bởi axit yếu thì bị anion. Các cation HM, Fe3 +, Al3 + bị thủy phân:

Fe3 + + HOH ↔ FeOH2 + + H +

Al3 + + HOH ↔ AlOH2 + + H +

Cu2 + + HOH ↔ CuOH + + H +

Pb2 + + HOH ↔ PbOH + + H +.

Các quá trình này gây ra hiện tượng axit hóa môi trường.

Các anion của axit yếu bị thủy phân:

CO32- + HOH ↔ HCO3- + OH-

SiO32- + HOH ↔ HSiO3- + OH-

PO43- + HOH ↔ HPO42- + OH-

S2- + HOH ↔ HS- + OH-,

góp phần kiềm hóa môi trường.

Sự hiện diện đồng thời của các cation và anion có thể thủy phân trong một số trường hợp gây ra sự thủy phân hoàn toàn không thuận nghịch, có thể dẫn đến sự hình thành kết tủa của các hydroxit kém tan Fe (OH) 3, Al (OH) 3, v.v.

Quá trình thủy phân các cation và anion diễn ra nhanh chóng, vì nó đề cập đến các phản ứng trao đổi ion.

Trong số các hợp chất hữu cơ, este và amit bị thủy phân. axit cacboxylic và các axit photphoric khác nhau. Trong trường hợp này, nước tham gia phản ứng không chỉ với tư cách là dung môi mà còn là thuốc thử:

R1 – COO – R2 + HOH ↔ R1 – COOH + R2OH

R1 – COO – NH2 + HOH ↔ R1 – COOH + NH3

(R1O) (R2O) –P = O (OR3) + HOH ↔ H3PO4 + R1OH + R2OH + R3OH

Ví dụ, có thể kể đến dichlorvos (o, o-diethyl-2,2-dichlorovinyl phosphate).

(C2H5O) 2 – P = O (O – CH = CCl2) + 2HOH ↔ (HO) 2 – P = O (O – CH = CCl2) + 2C2H5OH

Các hợp chất hữu cơ khác nhau cũng bị thủy phân:

R – Cl + HOH ↔ R – OH + HCl;

R – C – Cl2 + 2HOH ↔ R – C– (OH) 2 + 2HCl ↔ R – C = O + H2O + 2HCl;

R – C – Cl3 + 3HOH ↔ R – C– (OH) 3 + 3HCl ↔ R – COOH + 2H2O + 3HCl.

Các quá trình thủy phân này diễn ra trên một quy mô thời gian khác nhau. Phản ứng thủy phân có thể được thực hiện cả khi không có chất xúc tác và với sự tham gia của axit và bazơ hòa tan trong nước tự nhiên làm chất xúc tác. Theo đó, hằng số tốc độ thủy phân có thể được biểu diễn như sau:

ở đâu https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png "width =" 12 "height =" 19 "> - hằng số tốc độ thủy phân axit, thủy phân trong môi trường trung tính và thủy phân kiềm;

Trong trường hợp này, thủy phân có thể được coi là một phản ứng bậc nhất giả, vì các chất ô nhiễm có trong nước tự nhiên với lượng nhỏ. Nồng độ của nước so với nồng độ của chúng cao hơn nhiều và trên thực tế được coi là không thay đổi.

Để xác định nồng độ của một chất ô nhiễm thay đổi theo thời gian, người ta sử dụng phương trình phản ứng động học bậc nhất:

nơi C0 – nồng độ ban đầu của chất ô nhiễm;

Với – nồng độ hiện tại của chất ô nhiễm;

τ – thời gian trôi qua kể từ khi bắt đầu phản ứng;

k – hằng số tốc độ phản ứng (thủy phân).

Mức độ chuyển hóa của chất ô nhiễm (tỷ lệ chất tham gia vào phản ứng) có thể được tính theo phương trình:

β = (С0 – С) / С0 = 1– e-kτ.

6 VÍ DỤ VỀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

ví dụ 1 Tính nồng độ của ion sắt Fe3 + trong nước sông cách đầu ra nước thải 500 m, nếu nồng độ của nó trong nước thải ở đầu ra vào bể chứa là 0,75 mg / dm3. Tốc độ của dòng sông là 0,18 m / s, lưu lượng thể tích là 62 m3 / s, độ sâu của sông là 1,8m, hệ số sin của sông là 1,0. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,005 m3 / s. Nồng độ nền của Fe3 + là 0,3 mg / dm3.

Quyết định:

Hệ số khuếch tán hỗn loạn là

https://pandia.ru/text/80/127/images/image025_3.png "width =" 147 "height =" 43 ">.

Hệ số α theo điều kiện của bài toán (hệ số xét đến điều kiện xả nước thải ξ = 1 khi xả gần bờ biển; hệ số uốn khúc sông φ = 1) được tính theo phương trình:

= 1,0 1,0https: //pandia.ru/text/80/127/images/image028_2.png "width =" 44 "height =" 28 src = "> và tìm giá trị số của nó

β = https://pandia.ru/text/80/127/images/image030_2.png "width =" 107 "height =" 73 ">. png" width = "145" height = "51 src ="> . = 0,302 ≈ 0,3 mg / dm3.

Trả lời: Nồng độ Fe3 + ở khoảng cách 500 m tính từ nơi xả nước thải là 0,302 mg / dm3, tức là thực tế bằng với nồng độ nền

Ví dụ 2 Tính hằng số tốc độ oxy hóa sinh học k * nếu thực nghiệm thiết lập rằng BODtotal được quan sát thấy vào ngày thứ 13 của quá trình ủ mẫu. BOD5 trong trường hợp này chiếm tỷ lệ nào của tổng tỷ trọng BOD?

Quyết định:

Để xác định tổng BOD, giả định rằng tổng BOD: (BODtotal - BODτ) = 100: 1, tức là 99% các chất hữu cơ bị oxy hóa.

k * = https://pandia.ru/text/80/127/images/image035_1.png "width =" 72 "height =" 47 "> = 1 - 10-k * 5 = 1 - 10-0.15 ∙ 5 = 0,822 hoặc 82,2%.

Trả lời : Hằng số tốc độ oxy hóa sinh học là 0,15 ngày-1. Tổng BOD5 của BOD là 82,2%.

Ví dụ 3 Tính chu kỳ bán rã, mức độ thủy phân và nồng độ của metylchoracetat (ClCH2COOCH3) ở T = 298K trong một bể nước đọng có pH = 6,9 sau: a) 1 giờ; b) 1 ngày sau khi vào bể chứa, nếu nồng độ ban đầu của nó là 0,001 mg / l. Các hằng số tốc độ thủy phân metyl cloaxetat được cho trong bảng.

Quyết định:

Theo quy luật tác dụng khối lượng, tốc độ thủy phân là

trong đó kHYDR là hằng số tốc độ thủy phân, s-1;

SZV - nồng độ chất ô nhiễm.

Quá trình thủy phân có thể được coi là một phản ứng bậc nhất giả, vì các chất ô nhiễm có trong nước tự nhiên với lượng nhỏ. Nồng độ của nước so với nồng độ của chúng cao hơn nhiều và trên thực tế được coi là không thay đổi.

Hằng số thủy phân được tính theo phương trình

ở đâu https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png "width =" 12 "height =" 19 "> - hằng số tốc độ thủy phân axit, thủy phân trong môi trường trung tính và thủy phân kiềm (xem bảng trong phần phụ lục);

СH + .– nồng độ của các ion hydro, mol / l;

СOH là nồng độ của các ion hydroxit, mol / l.

Vì theo điều kiện của bài toán, pH \ u003d 6,9, có thể tìm được nồng độ của ion hydro và nồng độ của ion hydroxit.

Nồng độ của ion hydro (mol / l) bằng:

CH +. \ u003d 10 - pH \ u003d 10-6,9 \ u003d 1,26 10-7.

Tổng của số mũ hydro và hydroxyl luôn không đổi

Do đó, khi biết độ pH, bạn có thể tìm thấy chỉ số hydroxyl và nồng độ của các ion hydroxit.

pOH = 14 - pH = 14 - 6,9 = 7,1

Nồng độ của các ion hydroxit (mol / l) bằng:

COH - \ u003d 10 – pOH \ u003d 10-7,1 \ u003d 7,9 10-8.

Hằng số thủy phân của metyl cloaxetat là:

2,1 10-7 1,26 10-7 + 8,5 10-5 + 140 7,9 10-8 =.

8,5 10-5 + 1,1 10-5 = 9,6 10-5s-1.

Chu kỳ bán rã của một chất τ0,5 trong phản ứng bậc nhất là:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image037_1.png "width =" 155 "height =" 47 "> s = 2 giờ.

Mức độ chuyển hóa (mức độ thủy phân) của chất ô nhiễm có thể được tính theo công thức:

β = (С0 – С) / С0 = 1– e-kτ.

Một giờ sau khi cho metyl cloaxetat vào bình chứa, mức độ thủy phân của nó bằng:

β = 1– e-0,000096 3600 = 1– 0,708 = 0,292 (hoặc 29,2%).

Sau một ngày, mức độ thủy phân của các chất ô nhiễm bằng:

β = 1– e-0,000096 24 3600 = 1– 0,00025 = 0,99975 (hay 99,98%).

Nồng độ hiện tại của metyl cloaxetat có thể được xác định bằng cách biết mức độ chuyển đổi của nó С = С0 (1 - β).

Một giờ sau khi đưa metyl cloaxetat vào bể chứa, nồng độ của nó sẽ là:

C \ u003d C0 (1 - β) \ u003d 0,001 (1 - 0,292) \ u003d 0,001 0,708 \ u003d 7,08 10-4 mg / l.

Trong một ngày, nồng độ các chất ô nhiễm sẽ bằng:

C \ u003d C0 (1 - β) \ u003d 0,001 (1 - 0,99975) \ u003d 0,001 0,00025 \ u003d 2,5 10-7 mg / l.

Trả lời: Thời gian bán hủy của metyl cloaxetat là 2 giờ. Một giờ sau khi chất ô nhiễm vào bể chứa, tỷ lệ chuyển hóa của nó sẽ là 29,2%, nồng độ sẽ là 7,08 10-4 mg / l. Một ngày sau khi chất ô nhiễm vào bể chứa, tỷ lệ chuyển hóa của nó sẽ là 99,98%, nồng độ sẽ là 2,5 10-7 mg / l.

7 NHIỆM VỤ CHO GIẢI PHÁP ĐỘC LẬP

1. Tính nồng độ của ion Cu2 + trong nước sông cách đầu ra nước thải 500m, nếu nồng độ Cu2 + trong nước thải là 0,015 mg / l. Tốc độ của dòng sông là 0,25 m / s, thể tích là 70 m3 / s, độ sâu của sông là 3 m, hệ số sin của sông là 1,2. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,05 m3 / s. Nồng độ nền của Cu2 + là 0,010 mg / l.

2. Tính nồng độ của ion NH4 + trong nước sông cách cửa xả nước thải 800m, nếu nồng độ của NH4 + trong nước thải là 0,25 mg / l. Tốc độ của dòng sông là 0,18 m / s, lưu lượng thể tích 50 m3 / s, độ sâu của sông là 1,8m, hệ số uốn khúc của sông là 1,2. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,04 m3 / s. Nồng độ nền của NH4 + là 0,045 mg / l.

3. Tính nồng độ của ion Al3 + trong nước sông cách đầu ra nước thải 500m, nếu nồng độ của Al3 + trong nước thải là 0,06 mg / l. Tốc độ của dòng sông là 0,25 m / s, lưu lượng thể tích là 70 m3 / s, độ sâu của sông là 3 m, hệ số sin của sông là 1,0. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,05 m3 / s. Nồng độ nền của Al3 + là 0,06 mg / l.

4. Tính nồng độ của ion Fe3 + trong nước sông ở vị trí cách đầu ra nước thải 300m, nếu nồng độ Fe3 + trong nước thải là 0,55 mg / l. Tốc độ của dòng sông là 0,20 m / s, lưu lượng thể tích 65 m3 / s, độ sâu của sông là 2,5 m, hệ số sin của sông là 1,1. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,45 m3 / s. Nồng độ nền của Fe3 + là 0,5 mg / l.

5. Tính nồng độ của ion sunfat trong nước sông cách cửa xả nước thải 500m, nếu nồng độ SO42- trong nước thải là 105,0 mg / l. Tốc độ của dòng sông là 0,25 m / s, thể tích là 70 m3 / s, độ sâu của sông là 3 m, hệ số sin của sông là 1,2. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,05 m3 / s. Nồng độ nền của SO42- là 29,3 mg / L.

6. Tính nồng độ các ion clorua trong nước sông cách cửa xả nước thải 500m, nếu nồng độ Cl - trong nước thải là 35,0 mg / l. Tốc độ của dòng sông là 0,25 m / s, lưu lượng thể tích là 70 m3 / s, độ sâu của sông là 3 m, hệ số sin của sông là 1,0. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,5 m3 / s. Nồng độ nền của SO42- là 22,1 mg / l.

7. Nồng độ của ion đồng Cu2 + trong nước thải là 0,02 mg / l. Ở khoảng cách nào so với nơi xả nước thải thì nồng độ Cu2 + vượt quá nền 10% nếu tốc độ dòng chảy thể tích của nước thải là 0,05 m3 / s? Tốc độ của dòng sông là 0,15 m / s, lưu lượng thể tích là 70 m3 / s, độ sâu của sông là 3 m, hệ số uốn khúc của sông là 1,2. Nước thải từ trong bờ ra ngoài. Nồng độ nền của Cu2 + là 0,010 mg / l.

8. Kết quả của sự lắng đọng khô từ khí quyển, các hạt sol khí có đường kính 50 μm và mật độ 2500 kg / m3 đã đi vào một bể chứa đang chảy sâu 1,5 m. Tốc độ dòng chảy của nước là 0,8 m / s, độ nhớt của nước là 1 10-3 Pa s, khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3. Những hạt này, do dòng điện mang đi, sẽ vượt qua khoảng cách nào trước khi lắng xuống đáy?

9. Kết quả của sự lắng đọng ướt từ khí quyển, các hạt sol khí có đường kính 20 μm và mật độ 2700 kg / m3 đã đi vào một bể chứa đang chảy có độ sâu 3,0 m. Tốc độ dòng chảy của nước là 0,2 m / s, độ nhớt của nước là 1 10-3 Pa s, khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3. Những hạt này, do dòng điện mang đi, sẽ vượt qua khoảng cách nào trước khi lắng xuống đáy?

10. Kết quả của sự lắng đọng khô từ khí quyển, các hạt sol khí có đường kính 40 μm và mật độ 2700 kg / m3 đã đi vào một bể chứa đang chảy có độ sâu 2,0 m. Vận tốc dòng nước là 0,25 m / s, độ nhớt của nước là 1 10-3 Pa s, khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3. Chiều dài của bể chứa theo chiều dòng điện là 5000 m, các hạt này sẽ lắng xuống đáy bể hay sẽ bị dòng điện cuốn theo?

11. Tính đường kính của các hạt lơ lửng khi đi vào ao chảy cùng với nước thải, chúng sẽ lắng xuống đáy hồ cách cửa ra nước thải 200m, nếu mật độ hạt là 2600 kg / m3. Tốc độ dòng nước là 0,6 m / s, độ nhớt của nước là 1 10-3 Pa s, khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3. Độ sâu của hồ là 1,8m.

12. Hậu quả của vụ tai nạn, hexan lan rộng trên bề mặt của bể chứa. Áp suất hơi bão hòa của hexan ở 20 ° C, 30 ° C và 40 ° C lần lượt là 15998,6 Pa, 24798,0 Pa và 37063,6 Pa. Xác định áp suất hơi bão hòa của hexan ở 15 ° C bằng đồ thị. Tính tốc độ bay hơi của hexan ở 15 ° C theo công thức nếu tốc độ gió là 1m / s. Khối lượng riêng của không khí ở 0 ° C là 1,29 kg / m3, độ nhớt của không khí ở 15 ° C là 18 ∙ 10−6 Pa ∙ s, đường kính của vết tạo bởi hexan trên mặt nước là 100m.

13. Kết quả của vụ tai nạn, toluen lan rộng trên bề mặt của bể chứa. Áp suất hơi bão hòa của toluen ở 20 ° C, 30 ° C và 40 ° C lần lượt là 3399,7 Pa, 5266,2 Pa và 8532,6 Pa. Xác định áp suất hơi bão hòa của toluen ở 25 ° C bằng đồ thị. Tính tốc độ bay hơi của toluen ở 25 ° C bằng công thức nếu tốc độ gió là 2m / s. Khối lượng riêng của không khí ở 0 ° C là 1,29 kg / m3, độ nhớt của không khí ở 25 ° C là 20 ∙ 10−6 Pa ∙ s, đường kính của vết tạo bởi toluen trên mặt nước là 200m.

14. Hậu quả của vụ tai nạn, bề mặt của hồ chứa lan rộng m-xylen. Áp suất hơi bão hòa m-xylen ở 20 ° C và 30 ° C tương ứng bằng 813,3 và 1466,5 Pa. Xác định áp suất hơi bão hòa m-xylen ở nhiệt độ 25 ° C, sử dụng dạng tích phân của phương trình đẳng áp phản ứng hóa học. Tính toán tốc độ bay hơi m-xylen ở 25 ° C theo công thức, nếu tốc độ gió là 5m / s. Khối lượng riêng của không khí ở 0 ° C là 1,29 kg / m3, độ nhớt của không khí ở 25 ° C là 20 ∙ 10−6 Pa ∙ s, đường kính của vết tạo thành m-xanh trên mặt nước bằng 500m.

15. Benzen vô tình bị rơi vãi trên bàn thí nghiệm. Áp suất hơi bão hòa của benzen ở 20 ° C và 30 ° C lần lượt là 9959,2 và 15732,0 Pa. Xác định áp suất hơi bão hòa của benzen ở 25 ° C bằng cách sử dụng dạng tích phân của phương trình đẳng áp phản ứng hóa học. Tính tốc độ bay hơi của benzen ở 25 ° C bằng phương pháp phát xạ Những chất gây hại trong bầu không khí. Đường kính của vết do benzen tạo thành trên mặt bàn là 0,5 m. Giá trị MPC có bị vượt quá không. h. (С6Н6) = 5 mg / m3 15 phút sau sự cố tràn benzen, nếu thể tích của căn phòng là 200 m3?

16. Chlorobenzene vô tình bị rơi vãi trên bàn thí nghiệm. Áp suất hơi bão hòa của clobenzen ở 20 ° C và 30 ° C tương ứng là 1173,2 và 199,8 Pa. Xác định áp suất hơi bão hòa của clobenzen ở 25 ° C bằng cách sử dụng dạng tích phân của phương trình đẳng áp phản ứng hóa học. Tính tốc độ bay hơi của clobenzen ở 25 ° C bằng phương pháp phát xạ khí quyển. Đường kính của vết do clobenzen tạo thành trên mặt bàn là 0,3 m. Giá trị MPC có bị vượt quá không. z. (С6Н5Cl) = 50mg / m3 10 phút sau khi tràn clobenzen, nếu thể tích của phòng là 150m3?

17. Kết quả của vụ tai nạn, một hỗn hợp gồm octan, toluen và m- xylen nặng 1000 kg. Thành phần của hỗn hợp (phần khối lượng): octan - 0,3; toluen - 0,4; m-xylen - 0,3. Áp suất hơi bão hòa của octan, toluen và m-xylen ở 20 ° C bằng 1386,6; Lần lượt là 3399,7 Pa và 813,3 Pa. Tính tốc độ bay hơi của hydrocacbon ở 20 ° C bằng phương pháp xác định lượng phát thải các chất độc hại vào khí quyển. Xác định thành phần của hỗn hợp (phần khối lượng) sau một giờ, nếu đường kính của vết tạo bởi hỗn hợp các hiđrocacbon trên mặt nước là 10 m. Tốc độ gió là 1m / s.

18. Kết quả của vụ tai nạn, một hỗn hợp benzen, toluen và m- xylen nặng 1000 kg. Thành phần của hỗn hợp (phần trăm khối lượng): benzen - 0,5; toluen - 0,3; m-xylen - 0,2. Áp suất hơi bão hòa của benzen, toluen và m-xylen ở 20 ° C bằng 9959,2; Lần lượt là 3399,7 Pa và 813,3 Pa. Tính tốc độ bay hơi của hydrocacbon ở 20 ° C bằng phương pháp xác định lượng phát thải các chất độc hại vào khí quyển. Xác định thành phần của hỗn hợp (phần khối lượng) sau một giờ, nếu đường kính của vết tạo bởi hỗn hợp các hiđrocacbon trên bề mặt nước là 12m. Tốc độ gió là 0,5m / s.

19. Tính tỷ lệ 2,3,7,8-Cl4-dibenzodioxin bị hấp phụ bởi các hạt lơ lửng chứa 3,5% (trọng lượng) cacbon hữu cơ. Nồng độ của các hạt lơ lửng trong các lớp đáy của bể chứa là 12000 ppm. Hệ số phân bố của 2,3,7,8-Cl4-dibenzodioxin trong hệ octanol-nước KO-B là 1,047 107.

20. Tính tỷ lệ 1,2,3,4-Cl4-dibenzodioxin bị hấp phụ bởi chất dạng hạt chứa 4% (trọng lượng) cacbon hữu cơ. Nồng độ các hạt lơ lửng trong các lớp đáy của bể chứa là 10.000 ppm. Hệ số phân bố của 1,2,3,4-Cl4-dibenzodioxin trong hệ octanol-nước KO-B là 5,888 105.

21. Tính tỷ lệ phenol bị hấp phụ bởi các hạt lơ lửng chứa 10% (trọng lượng) cacbon hữu cơ. Nồng độ các hạt lơ lửng ở các lớp đáy của bể chứa là 50.000 ppm. Hệ số phân bố của phenol trong hệ octanol-nước KO-B là 31.

22. PbSO4 kết tủa sẽ hình thành khi nước thải chứa 0,01 mg / l ion Pb2 + đi vào một bể chứa đang chảy với lưu lượng thể tích 50m3 / s? Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,05 m3 / s. Nồng độ nền của SO42- là 30 mg / l. Lấy tỷ lệ trộn γ bằng 1 ∙ 10−4. PR (PbSO4) = 1,6 10−8.

23. Kết tủa Fe (OH) 3 sẽ hình thành khi nước thải chứa 0,7 mg / l ion Fe3 + vào một bể chứa đang chảy với lưu lượng thể tích 60m3 / s? Lưu lượng thể tích của nước thải là 0,06 m3 / s. pH = 7,5. Lấy tỷ lệ trộn γ bằng 4 ∙ 10−4. PR (Fe (OH) 3) = 6,3 10−38.

24. Tính mức độ thủy phân và nồng độ cloroform (CHCl3) ở T = 298K trong bể lắng đọng có pH = 7,5 sau: a) 1 ngày; b) 1 tháng; c) 1 năm sau khi vào bể chứa, nếu nồng độ ban đầu của nó là 0,001 mg / l. Các hằng số tốc độ thủy phân của cloroform được cho trong bảng.

25. Tính mức độ thuỷ phân (độ chuyển hoá) và nồng độ của điclometan (CH2Cl2) ở T = 298K trong một bình lắng đọng có pH = 8,0 sau: a) 1 ngày; b) 1 tháng; c) 1 năm sau khi vào bể chứa, nếu nồng độ ban đầu của nó là 0,001 mg / l. Các hằng số tốc độ thủy phân của diclometan được cho trong bảng.

26. Tính mức độ thuỷ phân (độ chuyển hoá) và nồng độ của bromometan (CH3Br) ở T = 298K trong một bình ngưng trệ có pH = 8,0 sau: a) 1 ngày; b) 1 tháng; c) sáu tháng sau khi vào bể chứa, nếu nồng độ ban đầu của nó là 0,005 mg / l. Các hằng số tốc độ thủy phân, brom được cho trong bảng.

27. Sau khoảng thời gian nào thì nồng độ của etyl axetat trong bình ứ đọng sẽ bằng: a) một nửa so với nồng độ ban đầu; b) 10% nồng độ ban đầu; c) 1% nồng độ ban đầu? T = 298 nghìn. pH = 6,5. Các hằng số tốc độ thủy phân etyl axetat được cho trong bảng.

28. Sau khoảng thời gian nào thì nồng độ của phenylaxetat trong một bình ứ đọng sẽ bằng: a) một nửa nồng độ ban đầu; b) 10% nồng độ ban đầu; c) 1% nồng độ ban đầu? T = 298 nghìn. pH = 7,8. Hằng số tốc độ thủy phân của phenylaxetat được cho trong bảng.

29. Sau khoảng thời gian nào thì nồng độ của phenyl benzoat trong một bình ứ đọng sẽ bằng: a) một nửa nồng độ ban đầu; b) 10% nồng độ ban đầu; c) 1% nồng độ ban đầu? T = 298 nghìn. pH = 7,5. Các hằng số tốc độ thủy phân phenyl benzoat được cho trong bảng.

30. Tính hằng số ôxy hoá sinh học k * trong nước tự nhiên và thời gian để loại bỏ một nửa ô nhiễm, nếu giá trị của BOD5 và BODtot được xác định bằng thực nghiệm, tương ứng bằng 3,0 và 10,0 mgO2 / dm3.

31. Tính hằng số oxy hóa sinh học k * trong nước tự nhiên và thời gian để loại bỏ một nửa ô nhiễm, nếu giá trị của BOD5 và BODtot được xác định bằng thực nghiệm, lần lượt bằng 1,8 và 8,0 mgO2 / dm3.

32. Tính hằng số tốc độ oxy hóa sinh học k * trong nước tự nhiên, nếu thực nghiệm xác định rằng BODtotal được quan sát thấy vào ngày thứ 13 khi ủ mẫu nước này. BOD5 trong trường hợp này chiếm tỷ lệ nào của tổng tỷ trọng BOD?

33. Tính hằng số tốc độ oxy hóa sinh học k * trong nước tự nhiên, nếu thực nghiệm thiết lập rằng BODtotal được quan sát thấy vào ngày thứ 18 khi ủ mẫu nước này. BOD5 trong trường hợp này chiếm tỷ lệ nào của tổng tỷ trọng BOD?

34. Thời gian để phenol oxi hóa hoàn toàn trong ao có sục khí tự nhiên là 50 ngày. Tính hằng số tốc độ oxy hóa sinh học k * của phenol trong ao này, cũng như nồng độ của nó sau 10 ngày, nếu nồng độ ban đầu của phenol là 20 µg / L.

35. Thời gian oxi hóa hoàn toàn toluen trong ao có sục khí tự nhiên là 80 ngày. Tính hằng số tốc độ oxy hóa sinh học k * của toluen trong ao này, cũng như nồng độ của nó sau 30 ngày, nếu nồng độ ban đầu của toluen là 50 µg / l.

36. Tính COD. A-xít a-xê-tíc. Tính COD của nước thiên nhiên chứa 1 ∙ 10−4 mol / l axit axetic. Tính toán BODtot. của nước này nếu BODtot: COD = 0,8: 1. Tính

37. Xác định nồng độ của phenol trong nước của một bể chứa nước đọng một ngày sau khi nó đến, nếu nồng độ ban đầu của phenol là 0,010 mg / l. Coi rằng sự biến đổi của phenol xảy ra chủ yếu do quá trình oxy hóa bởi gốc RO2. Nồng độ tĩnh tại của RO2 là 10-9 mol / l. Hằng số tốc độ phản ứng là 104 mol l-1 s-1.

38. Xác định nồng độ của fomanđehit trong nước của một bể chứa nước đọng 2 ngày sau khi nó đến, nếu nồng độ ban đầu của fomandehit là 0,05 mg / l. Coi rằng sự biến đổi của fomanđehit xảy ra chủ yếu do quá trình oxy hóa bởi gốc RO2. Nồng độ tĩnh tại của RO2 là 10-9 mol / l. Hằng số tốc độ phản ứng là 0,1 mol l-1 s-1.

RUỘT THỪA

Bảng - Hằng số tốc độ thủy phân một số chất hữu cơ ở T = 298K

Chất

Các sản phẩm

thủy phân

Hằng số thủy phân

l mol-1 s-1

l mol-1 s-1

etyl axetat

CH3COOH + C2H5OH

Methyl chloroacetate

СlCH2COOH + CH3OH

Phenyl axetat

CH3COOH + C6H5OH

Phenyl benzoat

C6H5COOH + C6H5OH

Clometan CH3Cl

Bromomethane CH3Br

Đivinyl CH2Cl2

Trichloromethane CHCl3

Tự lọc nước

Giữa các thành phần của hệ sinh thái dưới nước trong quá trình hoạt động có sự trao đổi vật chất và năng lượng không ngừng. Việc trao đổi này diễn ra theo chu kỳ mức độ khác nhau cô lập, kèm theo sự biến đổi của các chất hữu cơ, cụ thể là phenol dưới tác động của các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học. Trong quá trình biến đổi, các chất hữu cơ phức tạp có thể bị phân hủy dần dần thành các chất đơn giản, các chất đơn giản có thể tổng hợp thành phức tạp. Tùy thuộc vào cường độ của tác động bên ngoài đối với hệ sinh thái thủy sinh và bản chất của các quá trình, hệ sinh thái thủy sinh được phục hồi về điều kiện nền (tự làm sạch), hoặc hệ sinh thái dưới nước chuyển sang trạng thái khác. trạng thái ổn định, sẽ được đặc trưng bởi các chỉ số định lượng và định tính khác nhau của sinh vật và thành phần phi sinh học. Nếu tác động bên ngoài vượt quá khả năng tự điều chỉnh của hệ sinh thái dưới nước, nó có thể bị tiêu diệt.

Quá trình tự làm sạch nước tự nhiên được thực hiện do sự tham gia của các chất từ ​​các nguồn bên ngoài vào các quá trình biến đổi liên tục xảy ra, kết quả là các chất nhận được được trả lại quỹ dự trữ của chúng.

Sự biến đổi của các chất là kết quả của nhiều quá trình vận hành đồng thời khác nhau, trong đó có thể phân biệt các cơ chế vật lý, hóa học và sinh học. Giá trị đóng góp của mỗi cơ chế phụ thuộc vào đặc tính của tạp chất và đặc điểm của một hệ sinh thái cụ thể.

Tự thanh lọc sinh hóa.

Quá trình tự thanh lọc sinh hóa là hệ quả của quá trình chuyển hóa các chất được thực hiện bởi các hydrocacbon. Theo quy luật, các cơ chế sinh hóa đóng góp chính vào quá trình tự thanh lọc, và chỉ khi các sinh vật sống dưới nước bị ức chế (ví dụ, dưới tác động của các chất độc hại), các quá trình hóa lý mới bắt đầu đóng một vai trò quan trọng hơn. Sự biến đổi sinh hóa của các chất hữu cơ xảy ra do chúng nằm trong lưới thức ăn và được thực hiện trong quá trình sản xuất và tiêu hủy.

Đặc biệt vai trò quan trọngđóng vai trò sản xuất chính, vì nó quyết định phần lớn các quá trình trong nước. Cơ chế chính của quá trình hình thành chất hữu cơ mới là quang hợp. Trong hầu hết các hệ sinh thái dưới nước, thực vật phù du là sinh vật sản xuất chính chủ yếu. Trong quá trình quang hợp, năng lượng của Mặt trời được chuyển hóa trực tiếp thành sinh khối. Sản phẩm phụ của phản ứng này là oxy tự do được tạo thành do quá trình quang phân của nước. Cùng với quá trình quang hợp ở thực vật còn có các quá trình hô hấp với quá trình tiêu thụ ôxy.

Cơ chế hóa học của quá trình tự thanh lọc.

Quang phân là sự biến đổi các phân tử của một chất dưới tác dụng của ánh sáng mà chúng hấp thụ. Các trường hợp cụ thể của quá trình quang phân là sự phân ly quang hóa - sự phân rã của các hạt thành một số hạt đơn giản hơn và sự quang hóa - sự biến đổi các phân tử thành các ion. Từ toàn bộ khoảng 1% bức xạ mặt trời được sử dụng trong quang hợp, từ 5% đến 30% được phản xạ bởi mặt nước. Phần năng lượng mặt trời chủ yếu được chuyển hóa thành nhiệt năng và tham gia vào các phản ứng quang hóa. Phần hiệu quả nhất của ánh sáng mặt trời là bức xạ tia cực tím. Bức xạ cực tím được hấp thụ trong một lớp nước dày khoảng 10 cm, tuy nhiên, do sự trộn lẫn hỗn loạn, nó cũng có thể xâm nhập vào các lớp sâu hơn của các vực nước. Lượng chất bị quang phân phụ thuộc vào loại chất và nồng độ của nó trong nước. Trong số các chất đi vào thủy vực, các chất mùn là đối tượng bị phân hủy quang hóa tương đối nhanh.

Thủy phân là một phản ứng trao đổi ion giữa các chất khác nhau và nước. Thủy phân là một trong những yếu tố hàng đầu trong quá trình biến đổi hóa học của các chất hữu cơ trong thủy vực. Đặc trưng định lượng của quá trình này là mức độ thủy phân, được hiểu là tỷ lệ giữa phần bị thủy phân của các phân tử trên tổng nồng độ muối. Đối với hầu hết các muối, nó là một vài phần trăm và tăng khi tăng độ pha loãng và nhiệt độ nước. Các chất hữu cơ cũng bị thủy phân. Trong trường hợp này, sự phân cắt thủy phân thường xảy ra nhất thông qua liên kết của một nguyên tử cacbon với các nguyên tử khác.

Một trong những cách tự thanh lọc hiệu quả là chuyển hóa chất ô nhiễm do các phản ứng oxy hóa khử khi tương tác với các thành phần oxy hóa khử của môi trường nước.

Khả năng biến đổi Oxit đỏ trong hệ được đặc trưng bởi giá trị của thế oxy hóa khử (Eh) của nó. Giá trị E h của nước tự nhiên bị ảnh hưởng bởi O 2, H 2 O 2, Fe 2+, Fe 3+, Mn 2+, Mn 4+, H +, các hợp chất hữu cơ và các "thành phần thiết lập tiềm năng" khác. . Trong vùng nước tự nhiên, E h thường dao động từ +0,7 đến -0,5V. Nước mặt và nước ngầm bão hòa oxy thường được đặc trưng bởi khoảng E h từ +0.150 đến + 0.700V. Các nghiên cứu chỉ ra rằng trong quá trình tự lọc của các thủy vực tự nhiên khỏi phenol, quá trình oxy hóa khử với sự tham gia của H 2 O 2 có nguồn gốc tự nhiên và các ion kim loại có hóa trị thay đổi có trong thủy vực đóng một vai trò quan trọng. Trong nước tự nhiên, nồng độ tĩnh của H 2 O 2 nằm trong khoảng 10 -6 - 10 -4 mol / l. Hydro peroxit được hình thành do các quá trình quang hóa và oxy hóa liên quan đến oxy phân tử trong môi trường đồng nhất. Vì sự phân rã của H 2 O 2 chủ yếu được xác định bởi lượng xúc tác của các ion kim loại và ánh sáng mặt trời, tốc độ của nó hầu như không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu.

Cơ chế vật lý tự thanh lọc.

Trao đổi khí tại giao diện "khí quyển-nước". Nhờ quá trình này, các chất có quỹ dự trữ trong khí quyển đi vào thủy vực và đưa các chất này từ thủy vực trở về quỹ dự trữ. Một trong những trường hợp đặc biệt quan trọng của trao đổi khí là quá trình tái tạo khí quyển, do đó một phần đáng kể oxy đi vào vùng nước. Cường độ và hướng trao đổi khí được xác định bằng độ lệch của nồng độ khí trong nước so với nồng độ bão hòa C. Nồng độ bão hòa phụ thuộc vào bản chất của chất và điều kiện vật lý trong thủy vực - nhiệt độ và áp suất. Ở nồng độ lớn hơn C, khí thoát vào khí quyển, và ở nồng độ nhỏ hơn C s, khí bị hấp thụ bởi khối lượng nước.

Hấp thụ là sự hấp thụ các tạp chất của chất lơ lửng, cặn lắng dưới đáy và bề mặt của các thể hydrobiont. Các hạt keo và các chất hữu cơ, chẳng hạn như phenol, ở trạng thái phân tử không phân ly, bị hấp thụ mạnh mẽ nhất. Quá trình dựa trên hiện tượng hấp phụ. Tốc độ tích tụ của một chất trên một đơn vị khối lượng của chất hấp thụ tỷ lệ với độ không bão hòa của nó đối với chất đã cho và nồng độ của chất đó trong nước, và tỷ lệ nghịch với hàm lượng của chất đó trong chất hấp thụ.

Lắng và tái hoạt động. Các thủy vực luôn chứa một lượng chất rắn lơ lửng vô cơ và nguồn gốc hữu cơ. Quá trình lắng được đặc trưng bởi khả năng các hạt lơ lửng rơi xuống đáy dưới tác dụng của trọng lực. Quá trình chuyển đổi của các hạt từ trầm tích đáy sang trạng thái lơ lửng được gọi là quá trình tái tạo. Nó xảy ra dưới tác dụng của thành phần thẳng đứng của vận tốc dòng chảy rối.

Vì vậy, quá trình hấp thụ và oxy hóa khử đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tự làm sạch của các hồ chứa tự nhiên.

Một trong những đặc tính quý giá nhất của nước tự nhiên là khả năng tự làm sạch của chúng. Tự làm sạch nước là sự phục hồi các đặc tính tự nhiên của chúng trong sông, hồ và các vùng nước khác, xảy ra một cách tự nhiên do kết quả của các quá trình hóa lý, sinh hóa và các quá trình khác có liên quan lẫn nhau (khuếch tán hỗn loạn, oxy hóa, hấp phụ, hấp phụ, v.v.). Khả năng tự làm sạch của sông, hồ phụ thuộc chặt chẽ vào nhiều yếu tố tự nhiên khác, cụ thể là điều kiện vật lý và địa lý, bức xạ mặt trời, hoạt động của vi sinh vật trong nước, ảnh hưởng của thảm thực vật thủy sinh và đặc biệt là chế độ khí tượng thủy văn. Quá trình tự lọc nước thâm canh nhất trong các hồ chứa và suối được thực hiện vào mùa ấm, khi hoạt tính sinh học trong các hệ sinh thái thủy sinh là cao nhất. Nó chảy nhanh hơn trên các con sông với dòng chảy xiết và những bụi lau sậy, sậy và cây đinh lăng dày đặc dọc theo bờ của chúng, đặc biệt là ở các thảo nguyên rừng và vùng thảo nguyên Quốc gia. Một sự thay đổi hoàn toàn của nước ở sông mất trung bình 16 ngày, đầm lầy - 5 năm, hồ - 17 năm.

Giảm nồng độ các chất vô cơ gây ô nhiễm các vùng nước xảy ra bằng cách trung hòa axit và kiềm do tính đệm tự nhiên của nước tự nhiên, sự hình thành các hợp chất ít hòa tan, thủy phân, hấp thụ và lắng cặn. Nồng độ các chất hữu cơ và độc tính của chúng bị giảm do quá trình oxy hóa hóa học và sinh hóa học. Các phương pháp tự làm sạch tự nhiên này được phản ánh trong các phương pháp làm sạch nước ô nhiễm được chấp nhận trong ngành công nghiệp và nông nghiệp.

Để duy trì trong các hồ chứa và nguồn nước, cần thiết chất lượng tự nhiên vùng nước có tầm quan trọng lớn là sự phân bố của các thảm thực vật thủy sinh, chúng đóng vai trò như một loại bộ lọc sinh học trong đó. Khả năng tẩy rửa cao của cây thủy sinh được sử dụng rộng rãi trong nhiều xí nghiệp công nghiệp ở cả nước ta và nước ngoài. Để làm được điều này, các bể lắng nhân tạo khác nhau được tạo ra, trong đó trồng các thảm thực vật ở hồ và đầm lầy, giúp làm sạch tốt các vùng nước ô nhiễm.

Trong những năm gần đây, sục khí nhân tạo trở nên phổ biến - một trong những cách hiệu quả để làm sạch vùng nước ô nhiễm, khi quá trình tự lọc bị suy giảm mạnh khi oxy hòa tan trong nước bị thiếu hụt. Để làm được điều này, các thiết bị sục khí đặc biệt được lắp đặt trong các hồ chứa và suối hoặc tại các trạm sục khí trước khi xả nước ô nhiễm.

Bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm.

Bảo vệ tài nguyên nước bao gồm cấm xả nước chưa qua xử lý vào các hồ chứa và suối, tạo vùng bảo vệ nguồn nước, thúc đẩy quá trình tự lọc trong các thủy vực, bảo tồn và cải thiện các điều kiện hình thành nước mặt và nước ngầm chảy tràn ở các lưu vực.

Vài thập kỷ trước, các con sông, nhờ chức năng tự lọc của chúng, đã đối phó với việc lọc nước. Hiện nay, tại các khu vực đông dân nhất của đất nước, do kết quả của việc xây dựng các thành phố mới và các xí nghiệp công nghiệp, các địa điểm sử dụng nước được đặt rất dày đặc nên hầu như các nơi xả nước thải và cửa hút nước đều ở gần đó. Vì vậy, việc xây dựng và thực hiện các phương pháp lọc và sau xử lý nước thải, lọc và trung hòa nước máy hiệu quả ngày càng được nhiều người quan tâm. Trong một số doanh nghiệp, các hoạt động liên quan đến nước ngày càng đóng vai trò quan trọng. Đặc biệt cao là chi phí cấp nước, xử lý và tiêu hủy nước thải trong các ngành công nghiệp giấy và bột giấy, khai thác mỏ và hóa dầu.

Xử lý nước thải tuần tự tại các doanh nghiệp hiện đại bao gồm xử lý sơ cấp, cơ học (loại bỏ các chất dễ lắng và trôi nổi) và thứ cấp, sinh học (loại bỏ các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học). Trong trường hợp này, quá trình đông tụ được thực hiện - để kết tủa các chất lơ lửng và keo, cũng như phốtpho, hấp phụ - để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan và điện phân - để giảm hàm lượng các chất hòa tan có nguồn gốc hữu cơ và khoáng. Khử trùng nước thải được thực hiện bằng phương pháp khử trùng bằng clo và ozon hóa. Một yếu tố quan trọng của quy trình công nghệ làm sạch là loại bỏ và khử trùng bùn hình thành. Trong một số trường hợp, hoạt động cuối cùng là chưng cất nước.

Các cơ sở xử lý hiện đại tiên tiến nhất đảm bảo lượng nước thải ô nhiễm hữu cơ chỉ thải ra từ 85-90%, và chỉ trong một số trường hợp - là 95%. Do đó, ngay cả sau khi làm sạch, cần phải pha loãng chúng từ 6-12 lần, và thường xuyên hơn nữa. nước sạchđể bảo tồn sự hoạt động bình thường của các hệ sinh thái dưới nước. Thực tế là khả năng tự làm sạch tự nhiên của các hồ chứa và suối là rất nhỏ. Quá trình tự lọc chỉ xảy ra nếu nước thải ra đã được làm sạch hoàn toàn và trong vùng nước chúng đã được pha loãng với nước theo tỷ lệ 1: 12-15. Tuy nhiên, nếu một lượng lớn nước thải chảy vào các hồ chứa và nguồn nước, và thậm chí không được xử lý nhiều hơn nữa, thì sự cân bằng tự nhiên ổn định của các hệ sinh thái dưới nước sẽ dần mất đi và hoạt động bình thường của chúng bị gián đoạn.

Gần đây, ngày càng có nhiều phương pháp lọc và xử lý nước thải sau xử lý hiệu quả điều trị sinh học sử dụng các phương pháp xử lý nước thải mới nhất: bức xạ, điện hóa, hấp phụ, từ tính, ... Cải tiến công nghệ xử lý nước thải, nâng cao hơn nữa mức độ lọc là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu trong lĩnh vực bảo vệ nước khỏi ô nhiễm.

Nên sử dụng rộng rãi hơn nhiều nước thải sau xử lý trong các lĩnh vực tưới tiêu nông nghiệp. Trong quá trình xử lý sau xử lý nước thải tại ZPO, kinh phí không được chi cho quá trình xử lý sau công nghiệp của họ, nó tạo ra cơ hội thu được các sản phẩm nông nghiệp bổ sung, nước được tiết kiệm đáng kể, do lượng nước ngọt phục vụ tưới tiêu giảm và có không cần tốn nước để pha loãng nước thải. Khi sử dụng tại WPO, nước thải đô thị, các chất dinh dưỡng và vi lượng có trong chúng được cây trồng hấp thụ nhanh hơn và đầy đủ hơn so với phân khoáng nhân tạo.

Phòng chống ô nhiễm nguồn nước bằng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật cũng là một trong những nhiệm vụ quan trọng. Điều này đòi hỏi phải đẩy nhanh tiến độ thực hiện các biện pháp chống xói mòn, tạo ra thuốc trừ sâu có thể phân hủy trong vòng 1-3 tuần mà không bảo tồn dư lượng độc hại trong môi trường nuôi. Cho đến khi những vấn đề này được giải quyết, cần hạn chế sử dụng nông nghiệp ở các vùng ven biển dọc theo các nguồn nước hoặc không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong đó. Việc tạo ra các vùng bảo vệ nguồn nước cũng cần được quan tâm nhiều hơn.

Trong việc bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm, việc áp dụng phí xả nước thải, xây dựng các kế hoạch tổng hợp cấp huyện về tiêu thụ nước, xử lý nước và xử lý nước thải cũng như tự động hóa việc kiểm soát chất lượng nước trong các nguồn nước là rất quan trọng. Cần lưu ý rằng các chương trình tích hợp của cấp huyện có thể chuyển sang tái sử dụng và tái sử dụng nước, vận hành các cơ sở xử lý chung cho cấp huyện, cũng như tự động hóa các quy trình quản lý vận hành cấp thoát nước.

Trong việc ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước tự nhiên, vai trò của việc bảo vệ thủy quyển là rất quan trọng, vì các đặc tính tiêu cực do thủy quyển thu được không chỉ làm biến đổi hệ sinh thái dưới nước và có tác động làm suy giảm các nguồn tài nguyên thủy sinh của nó, mà còn phá hủy các hệ sinh thái đất, hệ thống sinh học, cũng như thạch quyển.

Cần nhấn mạnh rằng một trong những biện pháp triệt để để chống ô nhiễm là khắc phục truyền thống ăn sâu coi các vùng nước là nơi tiếp nhận nước thải. Nếu có thể, nên tránh việc rút nước hoặc xả nước thải vào cùng một con suối và hồ chứa.

    Bảo vệ không khí trong khí quyển và đất.

được bảo vệ đặc biệt khu vực tự nhiên. Bảo vệ động vật và hệ thực vật.

hình thức hiệu quả bảo vệ hệ sinh thái tự nhiên, cũng như các cộng đồng sinh vật là các khu vực tự nhiên được bảo vệ đặc biệt. Chúng cho phép bạn lưu các tiêu chuẩn (mẫu) của các chủng loại sinh học chưa được chạm đến, và không chỉ ở một số địa điểm kỳ lạ, hiếm gặp, mà còn ở tất cả các khu vực tự nhiên điển hình của Trái đất.

Đến các khu vực tự nhiên được bảo vệ đặc biệt(SPNA) bao gồm các diện tích đất hoặc mặt nước do các quyết định của Chính phủ thu hồi hoàn toàn hoặc một phần vì lý do môi trường và các mục đích khác để sử dụng vào mục đích kinh tế.

Luật về các khu bảo tồn, được thông qua vào tháng 2 năm 1995, đã thiết lập các loại lãnh thổ sau đây: a) các khu bảo tồn thiên nhiên của tiểu bang, bao gồm. sinh quyển; b) vườn quốc gia; c) công viên tự nhiên; d) các khu bảo tồn thiên nhiên của nhà nước; e) các di tích của tự nhiên; f) công viên cây và vườn thực vật.

Dự trữ- Đây là không gian (lãnh thổ hoặc vùng nước) được pháp luật bảo vệ đặc biệt, được thu hồi hoàn toàn khỏi mục đích sử dụng kinh tế thông thường nhằm bảo tồn khu phức hợp tự nhiên ở trạng thái tự nhiên. Chỉ các hoạt động khoa học, an ninh và kiểm soát mới được phép trong khu bảo tồn.

Ngày nay ở Nga có 95 khu bảo tồn thiên nhiên với tổng diện tích 310 nghìn mét vuông. km, chiếm khoảng 1,5% toàn bộ lãnh thổ của Nga. Để vô hiệu hóa tác động kỹ thuật của các vùng lãnh thổ lân cận, đặc biệt là ở những vùng có nền công nghiệp phát triển, các khu bảo tồn được tạo ra xung quanh các khu bảo tồn.

Khu dự trữ sinh quyển (BR) thực hiện bốn chức năng: bảo tồn sự đa dạng di truyền của hành tinh chúng ta; thực hiện nghiên cứu khoa học; theo dõi trạng thái nền của sinh quyển (giám sát môi trường); giáo dục môi trường và hợp tác quốc tế.

Rõ ràng, các chức năng của BR-VT rộng hơn các chức năng của bất kỳ loại khu vực tự nhiên được bảo vệ nào khác. Chúng đóng vai trò như một loại tiêu chuẩn quốc tế, tiêu chuẩn về môi trường.

Một mạng lưới toàn cầu thống nhất với hơn 300 khu dự trữ sinh quyển hiện đã được tạo ra trên Trái đất (11 ở Nga). Tất cả đều hoạt động theo chương trình phối hợp của UNESCO, tiến hành giám sát liên tục những thay đổi của môi trường tự nhiên dưới tác động của các hoạt động của con người.

công viên quốc gia- một vùng lãnh thổ rộng lớn (từ vài nghìn đến vài triệu ha), bao gồm cả các khu vực được bảo vệ hoàn toàn và các khu vực dành cho một số loại hình hoạt động kinh tế.

Mục tiêu của sự sáng tạo các công viên quốc gia là: 1) sinh thái (bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên); 2) khoa học (phát triển và thực hiện các phương pháp bảo tồn khu phức hợp tự nhiên trong điều kiện thu hút đông đảo du khách) và 3) giải trí (du lịch quy định và giải trí cho người dân).

Có 33 công viên quốc gia ở Nga với tổng diện tích khoảng 66,5 nghìn mét vuông. km.

Công viên tự nhiên- lãnh thổ có giá trị đặc biệt về sinh thái và thẩm mỹ, được sử dụng để giải trí có tổ chức của dân cư.

Dự trữ- Cái này phức hợp tự nhiên, nhằm bảo tồn một hoặc nhiều loài động vật hoặc thực vật với mục đích hạn chế sử dụng những loài khác. Có cảnh quan, rừng, ngư dân (cá), chim chóc (chim) và các loại dự trữ khác. Thông thường, sau khi mật độ của quần thể các loài động vật hoặc thực vật được bảo vệ được khôi phục, khu bảo tồn sẽ đóng cửa và cho phép một hoặc một loại hoạt động kinh tế khác. Ở Nga hiện nay có hơn 1.600 khu bảo tồn thiên nhiên cấp nhà nước với tổng diện tích hơn 600 nghìn mét vuông. km.

tượng đài tự nhiên- các đối tượng tự nhiên riêng lẻ là duy nhất và không thể tái tạo, có giá trị khoa học, thẩm mỹ, văn hóa hoặc giáo dục. Đây có thể là những cây cổ thụ là “nhân chứng” cho một số sự kiện lịch sử, hang động, đá, thác nước,… Có khoảng 8 nghìn cây trong số đó ở Nga, trong khi trên lãnh thổ nơi có di tích, bất kỳ hoạt động nào có thể phá hủy chúng. bị cấm.

Công viên cây và vườn thực vật là những bộ sưu tập cây và bụi do con người tạo ra nhằm bảo tồn đa dạng sinh học và làm phong phú thêm hệ thực vật, phục vụ cho mục đích khoa học, nghiên cứu và công tác văn hóa, giáo dục. Họ thường thực hiện các công việc liên quan đến việc giới thiệu và di thực các loài thực vật mới.

Đối với việc vi phạm chế độ của các khu vực tự nhiên được bảo vệ đặc biệt, luật pháp Nga quy định trách nhiệm hành chính và hình sự. Đồng thời, các nhà khoa học và chuyên gia đặc biệt khuyến nghị tăng đáng kể diện tích các khu bảo tồn đặc biệt. Vì vậy, ví dụ, ở Hoa Kỳ, diện tích sau này là hơn 7% lãnh thổ của đất nước.

Giải pháp cho các vấn đề môi trường, và do đó, triển vọng cho sự phát triển bền vững của nền văn minh, phần lớn gắn liền với việc sử dụng có thẩm quyền các nguồn tài nguyên tái tạo và các chức năng khác nhau của hệ sinh thái, và việc quản lý chúng. Hướng đi này là cách quan trọng nhất để sử dụng thiên nhiên đủ lâu và tương đối vô tận, kết hợp với việc bảo tồn và duy trì sự ổn định của sinh quyển, và do đó là môi trường của con người.

Mỗi loài là duy nhất. Nó chứa đựng những thông tin về sự phát triển của hệ động thực vật, có tầm quan trọng về mặt khoa học và ứng dụng. Vì tất cả các khả năng sử dụng một sinh vật nhất định trong thời gian dài thường không thể đoán trước được, toàn bộ nguồn gen của hành tinh chúng ta (có thể ngoại trừ một số sinh vật gây bệnh nguy hiểm cho con người) phải được bảo vệ nghiêm ngặt. Nhu cầu bảo vệ nguồn gen theo quan điểm của khái niệm phát triển bền vững ("đồng tiến hóa") không được quy định nhiều về mặt kinh tế cũng như các cân nhắc về luân lý và đạo đức. Nhân loại một mình sẽ không tồn tại.

Sẽ rất hữu ích khi nhớ lại một trong những định luật môi trường của B. Commoner: "Thiên nhiên biết điều tốt nhất!" Cho đến gần đây, khả năng sử dụng vốn gen của các loài động vật không lường trước được hiện đang được chứng minh bằng công nghệ sinh học, nhờ đó có rất nhiều cải tiến trong cấu trúc kỹ thuật dựa trên nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của các cơ quan của động vật hoang dã. Người ta xác định rằng một số động vật không xương sống (động vật thân mềm, bọt biển) có khả năng tích tụ một lượng lớn các nguyên tố phóng xạ và thuốc trừ sâu. Kết quả là, chúng có thể là chất sinh học chống ô nhiễm môi trường và giúp con người giải quyết vấn đề quan trọng này.

Bảo vệ vốn gen thực vật. Hiện tại một phần không thể thiếu của vấn đề chung là bảo vệ OPS, bảo vệ vốn gen thực vật là một tập hợp các biện pháp nhằm bảo tồn toàn bộ tính đa dạng của loài thực vật - những vật mang di sản di truyền của các đặc tính sản xuất hoặc có giá trị về mặt khoa học hoặc thực tế.

Được biết, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên và thông qua sinh sản hữu tính các cá thể trong vốn gen của mỗi loài hoặc quần thể đã tích lũy những đặc tính hữu ích nhất cho loài; chúng ở trong tổ hợp gen. Vì vậy, các nhiệm vụ sử dụng hệ thực vật tự nhiên có ý nghĩa hết sức quan trọng. Các loại ngũ cốc, trái cây, rau, quả mọng, thức ăn gia súc, cây công nghiệp, cây cảnh hiện đại của chúng tôi, các trung tâm xuất xứ được thành lập bởi người đồng hương xuất sắc N.I. Vavilov, dẫn đầu phả hệ của họ hoặc từ tổ tiên hoang dã, hoặc là những sáng tạo của khoa học, nhưng dựa trên cấu trúc gen tự nhiên. Bằng cách sử dụng các đặc tính di truyền của cây dại, người ta đã thu được những loại cây hữu ích hoàn toàn mới. Thông qua chọn lọc lai, các giống lai lúa mì lâu năm và ngũ cốc làm thức ăn gia súc đã được tạo ra. Theo các nhà khoa học, khoảng 600 loài thực vật hoang dã có thể được sử dụng trong việc lựa chọn cây trồng nông nghiệp từ hệ thực vật của Nga.

Việc bảo vệ vốn gen thực vật được thực hiện bằng cách tạo các khu bảo tồn, công viên tự nhiên, vườn thực vật; hình thành vốn gen của các loài địa phương và các loài du nhập; nghiên cứu về sinh học, nhu cầu sinh thái và khả năng cạnh tranh của thực vật; đánh giá sinh thái môi trường sống của thực vật, dự báo những thay đổi của nó trong tương lai. Nhờ các nguồn dự trữ, các loài thông Pitsunda và Eldar, hồ trăn, thủy tùng, gỗ hoàng dương, đỗ quyên, nhân sâm, v.v. đã được bảo tồn.

Bảo vệ vốn gen của động vật. Sự thay đổi điều kiện sống dưới tác động của hoạt động con người, kèm theo sự ngược đãi và tiêu diệt trực tiếp động vật, dẫn đến sự nghèo nàn về thành phần loài của chúng và giảm số lượng nhiều loài. Năm 1600 Có khoảng 4230 loài động vật có vú trên hành tinh, vào thời điểm của chúng ta, 36 loài đã biến mất và 120 loài có nguy cơ tuyệt chủng. Trong số 8684 loài chim, 94 loài đã biến mất và 187 loài có nguy cơ tuyệt chủng. Tình hình với các loài phụ cũng không khá hơn: kể từ năm 1600, 64 loài phụ động vật có vú và 164 loài chim phụ đã biến mất, 223 loài phụ động vật có vú và 287 loài chim phụ đang bị đe dọa.

Bảo vệ vốn gen của con người.Đối với điều này, các hướng khoa học khác nhau đã được tạo ra, chẳng hạn như:

1) chất độc sinh thái- phần độc chất học (khoa học về chất độc), nghiên cứu thành phần cấu tạo, tính năng phân bố, tác dụng sinh học, hoạt hóa, khử hoạt tính của các chất độc hại trong môi trường;

2) tư vấn di truyền y tế trong các cơ sở y tế đặc biệt để xác định bản chất và hậu quả của tác động của chất độc sinh thái đối với bộ máy di truyền của con người nhằm sinh ra con cái khỏe mạnh;

3) sàng lọc- lựa chọn và thử nghiệm khả năng gây đột biến và khả năng gây ung thư của các yếu tố môi trường (môi trường con người).

Bệnh lý môi trường- Học thuyết về bệnh tật ở người, trong đó sự xuất hiện và phát triển của bệnh do các yếu tố môi trường không thuận lợi kết hợp với các yếu tố gây bệnh khác đóng vai trò chủ đạo.

    Các hướng bảo vệ chính môi trường.

Quy định chất lượng môi trường. Bảo vệ khí quyển, thủy quyển, thạch quyển, quần xã sinh vật. Thiết bị và công nghệ bảo vệ môi trường.

Quá trình tự lọc nước trong hồ chứa là một tập hợp các quá trình thủy động lực học, hóa lý, vi sinh và thủy văn học có liên quan với nhau dẫn đến khôi phục lại trạng thái ban đầu của thủy vực.

Trong số các yếu tố vật lý, việc pha loãng, hòa tan và trộn lẫn các chất ô nhiễm vào là điều tối quan trọng. Việc trộn và giảm nồng độ chất rắn lơ lửng được đảm bảo tốt nhờ dòng chảy nhanh của sông. Nó góp phần vào quá trình tự lọc của các thủy vực bằng cách lắng xuống đáy của các chất cặn không hòa tan, cũng như lắng các vùng nước ô nhiễm. Trong các khu vực có khí hậu ôn hòa sông tự làm sạch sau 200-300 km từ nơi ô nhiễm, và Viễn Bắc- sau 2 nghìn km.

Quá trình khử trùng nước xảy ra dưới tác động của bức xạ tia cực tím từ mặt trời. Hiệu quả khử trùng đạt được do tác động phá hủy trực tiếp của tia cực tím đối với chất keo protein và các enzym của nguyên sinh chất của tế bào vi sinh vật, cũng như các sinh vật bào tử và vi rút.

Từ yếu tố hóa học quá trình tự lọc của thủy vực cần lưu ý quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và vô cơ. Thường đưa ra đánh giá về khả năng tự làm sạch của bể chứa liên quan đến chất hữu cơ hoặc theo tổng hàm lượng chất hữu cơ.

Chế độ vệ sinh của hồ chứa được đặc trưng chủ yếu bởi lượng oxy hòa tan trong đó. Nó nên đánh ít nhất 4 mg trên 1 lít nước vào bất kỳ thời điểm nào trong năm đối với các bể chứa đối với các bể chứa loại thứ nhất và loại thứ hai. Loại thứ nhất bao gồm các vùng nước được sử dụng để cung cấp nước uống cho các doanh nghiệp, loại thứ hai - được sử dụng cho bơi lội, các sự kiện thể thao, cũng như những vùng nằm trong ranh giới của các khu định cư.

Các yếu tố sinh học tự làm sạch của hồ chứa bao gồm tảo, nấm mốc và nấm men. Tuy nhiên, thực vật phù du không phải lúc nào cũng có tác động tích cực đến quá trình tự thanh lọc: trong một số trường hợp, sự phát triển hàng loạt của tảo xanh lam trong hồ chứa nhân tạo có thể được xem như một quá trình tự ô nhiễm.

Các đại diện của thế giới động vật cũng có thể đóng góp vào quá trình tự làm sạch các vùng nước khỏi vi khuẩn và vi rút. Như vậy, sò và một số loại amip khác hấp phụ các vi rút đường ruột và các loại vi rút khác. Mỗi con nhuyễn thể lọc hơn 30 lít nước mỗi ngày.

Độ tinh khiết của các hồ chứa là không thể tưởng tượng được nếu không có sự bảo vệ của thảm thực vật của chúng. Chỉ dựa trên kiến ​​thức sâu sắc về hệ sinh thái của từng hồ chứa, kiểm soát hiệu quả Sự phát triển của các sinh vật sống khác nhau sinh sống ở đó có thể đạt được những kết quả tích cực, đảm bảo tính minh bạch và năng suất sinh học cao của các sông, hồ và hồ chứa.

Các yếu tố khác cũng ảnh hưởng xấu đến quá trình tự lọc của thủy vực. Ô nhiễm hóa học của các thủy vực với nước thải công nghiệp, các nguyên tố sinh học (nitơ, phốt pho, vv) ức chế các quá trình oxy hóa tự nhiên và tiêu diệt vi sinh vật. Điều tương tự cũng áp dụng đối với việc xả nước thải nhiệt điện từ các nhà máy nhiệt điện.

quá trình nhiều giai đoạn, đôi khi kéo dài cho thời gian dài- tự làm sạch khỏi dầu. TẠI điều kiện tự nhiên Sự phức tạp của các quá trình vật lý tự lọc nước từ dầu bao gồm một số thành phần: bay hơi; lắng cặn, đặc biệt là những bể quá tải với cặn và bụi; sự kết dính của các cục lơ lửng trong cột nước; các cục nổi tạo thành màng có lẫn nước và không khí; giảm nồng độ dầu lơ lửng và hòa tan do lắng, nổi và hòa vào nước sạch. Cường độ của các quá trình này phụ thuộc vào đặc tính của một loại dầu cụ thể (tỷ trọng, độ nhớt, hệ số sự giãn nở nhiệt), sự hiện diện của chất keo trong nước, các hạt sinh vật phù du lơ lửng và cuốn theo, v.v., nhiệt độ không khí và ánh sáng mặt trời.