. Гидросфера, оның ластануы және ағынды суды тазалау әдістері.
Гидросфера — Жер шары суларының жиынтығы, агрегаттық күйіне (сұйык, қатты және газ) қарамастан, химиялық байланыспаған барлық суды қамтитын Жердің сулы қабығы. Гидросфера көлемінің 96%-ын теңіздер мен мұхиттар, 2%-ға жуығын жер асты сулары, шамамен, 2%-ын мүздар мен қарлар, 0,02%-ын құрлықтың жер үсті сулары (өзендер, көлдер, батпақтар) құрайды. Гидросфера жер бетінің шамамен 71%-ын алып жатыр.
Гидросфера – жердің су қабаты. Құрамына Әлем мұхиты, құрлық сулары (өзендер, көлдер, көшпе мұздар) және жер астындағы сулар кіреді. Біздің планетаның, жалпы айтқанда биосфераның даму тарихында су басты роль атқарады. Гидросфера литосферамен, атмосферамен және тірі затпен тікелей байланыста болады. Өйткені олардың құрамына міндетті компонент ретінде кіреді. Биосферада су универсалды еріткіш ролін атқарады. Себебі барлық заттармен әрекеттеседі. Сол себепті, құрлық және мұхит арасында, ағзалар мен қоршаған орта арасында заттардың алмасуын су қамтамасыз етеді.
Гидросфераның ластануы — ластағыш заттардың гидросфераға мол мөлшерде түсуі, олардың өзен, су қоймалары, көлдер мен теңіздер, мұхиттар мен жер асты суларын ластап, су ортасының қалыпты жағдайын бұзуы.
Соңғы жылдары өзен, көл, теңіз бен мұхит суларының ластануы қатты байқалуда. Табиғи суларды ластаушы негізгі көздер төмендегілер:
1) өндіріс орындарынан шыққан поллютанттар бар атмосфералық сулар;
2)фекалийлер, детергенттер, микроорганизмдер (олардың ішінде патогенді де) бар тұрмыстық сулардан құралған ағызынды сулар;
3)суды көп пайдаланатын қара металлургия, химия, орман-химия, мұнай өңдеу өнеркәсіптерінің ағызынды сулары.
Жер асты суларының ластану көздері :
— өнеркәсіп өнімдерін сақтайтын қоймалар;
— химиялық заттар және тыңайтқыштар;
— тұрмыстық қалдықтар;
— жерасты суларымен жалғанатын құбырлар;
— ірі құрылыс учаскелері;
— бұрғы-скважиналары
Өндірістің дамуына және суды пайдаланудың артуына бай¬ланысты ағызынды сулардың мөлшері де артып отыр.
Кемелердің апатқа ұшырауынан, танкер резервуарларын жуған судан және мұнай өндіру жұмыстары кезінде жыл сайын Әлемдік мұхит сулары 12-15 млн т. мұнаймен ластанады. Судың бетіндегі мұнай қабаты атмосфера мен гидросфера арасындағы газ алмасу процесін бұзып, оттектің жетіспеушілігінен гидробионттардың қырылып қалуына себеп болады.
Ауыл шаруашылығы да суды ластаушы көздердің бірі бо¬лып саналады. Ауыл шаруашылығында қолданылатын улы химикаттар топырақтан шайылып, суға түседі. Мал шаруашылығында түзілген өлі органикалық заттар (көң, шірінді, моче¬вина) топырақтан суға түсіп, олардың көп массасы улы әсері болмаса да, су экожүйелеріне едәуір әсер етеді. Органикалық заттары бар ағызынды суда биогенді элементтер әсіресе, азот пен фосфор көп болады, олардың әсерінен суда фитопланктон жаппай көбейіп дами бастайды, әсіресе көк жасыл, қоңыр балдырлар тез көбейіп, жоғарғы сатыдағы су өсімдіктерінің қарқынды дамуына жағдай жасайды. Бұл организмдер өсіп, дамып, өліп, нәтижесінде судағы органикалық заттардың мас¬сасы артады. Аэробты организмдердің оттекпен тыныс алуы нәтижесінде тез арада оттектің жетіспеушілігі туындайды. Сондықтан су тіршілікке жарамсыз болып, онда анаэробты процестер басым бола бастайды. Бұл процесс эвтрофикация деп аталады. Эвтрофикация дегеніміз — суда табиғи, не антро-погендік факторлар әсерінен биогенді элементтердің жинақталуы нәтижесінде су объектілерінің биологиялық өнімділігінің артуы. Анаэробты процестер судың екінші реттік ластануы болып табылады.
Ағын суларға құйылатын лас сулар да бірнеше топқа бөлінеді. Оларды қоспалар (ерімейтін, коллоидты, еритіндер), лас сулар (минералдық, органикалық, бактериалдық, биологиялық) деп жіктейді.
Сулардың ластануы көбірек қауіп туғызатын себептері төмендегідей бо-лады:
1)сулы ортада өздігінен тазару, ауаға қарағанда әлдеқайда жәй жүреді;
2)судың ластану көздері өте көп;
3)сулы ортада жүретін табиғи процестер ластаушылар әсеріне сезімтал және олар атмосферада жүретін процестерге қарағанда жер бетіндегі тіршілік үшін аса маңызды болып та¬былады.
Табиғи суларда олардың өздігінен тазару құбылысы жүреді. Бірақ бұл процесс өте жай жүреді.
Өндірістік-тұрмыстық қалдықтар мөлшері салыстырмалы аз болған кезде өзендерде өздігінен тазару құбылысы жеткілікті дәрежеде жүрген болар еді. Бірақ, өкінішке орай, қазіргі таңда ғылыми — техникалық революцияның қарқынды дамуынан судың ластану деңгейінің қарқыны өте жоғарылап отыр. Сол себептен, ағызынды суларды тазарту және оларды қайтадан пайдалану қажеттілігі туындап отыр.
Ағынды суларды оларды ластаушы заттардан тазарту күрделі процесс. Олар — механикалық, физико-химиялық және биологиялық болып бөлінеді. Бұл әдістердің әрқайсысын таң- дап алу ағызынды судың ластану сипаты мен ондағы қоспалардың зияндылығына байланысты.
Суды тазартудың механикалық әдісі бойынша суды тұндыру және сүзу арқылы ондағы механикалық қоспалардан тазартады. Көлемі түрлі бөлшектер мөлшеріне қарай әртүрлі конструкциялы торлармен, су бетілік қоспалар — май, смола, мұнай ұстағыштар арқылы сүзіледі.
Физико-химиялық әдісте ағызынды сулардан еріген органикалық емес қосылыстар бөлініп, органикалық заттар ыдыратылады. Көбінесе электролиз қолданылады. Электролиз кезінде ағызынды сулардағы органикалық заттар ыдырап, металлдар, қышқылдар мен басқа да органикалық емес қосылыстар бөлініп алынады. Электролиттік тазарту электролизер деп аталатын арнаулы қондырғыларда жүзеге асырылады. Ағызынды суларды электролиз арқылы тазарту әсіресе, қорғасын, мыс өнеркәсіптері мен суды тазартудың биологиялық әдісі сулардың биохимиялық және физиологиялық өздігінен тазару құбылыстарының заңдылықтарына негізделген.
Ағынды суларды тазартудың биологиялық қондырғыларының бірнеше типтері бар: биофильтрлер, биологиялық тоғандар мен аэротенклер, метантенклер. Аэротенклерге активті ил — микроскопиялық өсімдіктер мен жануарлар өсіріп, үстінен ағызынды сумен толтырады да, ағызынды суларды төменгі жағынан қатты ауа ағынымен үрлейді. Оттектің (ауамен үрлегенде) және органикалық заттардың көп мөлшерінде (ағызынды судағы) активті илде бактериялар мен микрофауна қарқынды өсіп, көбейіп, бактериялар бір-біріне жабысып, кесектеліп, органикалық ластаушыларды жай минералдық заттарға дейін ыдырататын ферменттер бөле бастайды. Органикалық заттардың минералдану процесі жүреді. Органикалық заттардың мол қорымен қоректенген бактериялар активті көбейе бастап, массалары ұлғая түседі. Бактериялардың кесектелген массалары біртіндеп судың түбіне шөгіп, ал су тазара береді. Тұнған таза суды бөліп алып, ал актив¬ті илдің суды тазарту функциясы әрі қарай жалғаса береді.
Ағынды суды тазартудың химиялық әдістерінің ең көп қолданылатын түрі нейтралдау. Өнеркәсіп орындарының ағызынды сулардың көпшілігінің құрамында күкірт қышқылы, тұз және азот қышқылдары көп кездеседі. Осы қышқылдар бола- тын суларды нейтралдау үшін магнезит, доломит, ізбестастар қолданылады. Әдетте химиялық тазартудан соң биологиялық тазарту жүзеге асырылады.
Суды ластаушылардан бөлу үш этап арқылы жүзеге асырылады.
Бірінші реттік тазарту. Ағызынды сулар ірі қатты қалдықтардан тұндыру арқылы тазартылады.
Екінші реттік тазарту: еріген органикалық заттарды бөлу. Ағызынды суларды биохимиялық тазарту әдісінде кейбір микроорганизмдер судағы еріген органикалық заттармен қоректеніп, өсіп, дамып, көбейеді. Осылайша, ағызынды сулар органикалық заттардан тазарады.
Екінші реттік тазартудың келесі бір көп таралған әдісі тамшылы биофильтрлер арқылы тазарту. Бұл әдісте судағы тек қана жүзінді органикалық қосылыстар емес, еріген қосылыстар да бөлінеді. Тамшылы биофильтрлер арқылы 80-85% еріген органикалық заттар тазарады.
Бірінші және екінші реттік тазарту арқылы ағызынды сулардан 90% органикалық ластаушыларды бөлуге болады.
Үшінші реттік тазарту: Үшінші реттік тазартудың негізгі мақсаты — ағызынды судың құрамындағы азот және фосфор қосылыстарын бөлу. Осы элементтердің қосылыстары суда балдырлардың қарқынды өсіп, дамуына себеп болады. Үшінші реттік тазартуда ластаушыларды химиялық реагенттермен тұнбаға түсіру арқылы суды тазартады.
Тазартудың осы үш этапынан кейін суды ондағы қалған бактериялар мен вирустардан тазарту үшін хлорлап, жер бетілік суларға ағызады.