В этом исследовании будет проанализировано состояние Старооскольского водохранилища как одного из ключевых элементов экосистемы города. Основное внимание уделим загрязнению воды и его влиянию на здоровье населения. Мы сравним разные методы очистки для улучшения качества воды. Исследование включит в себя сбор информации о текущих проблемах, анализ состояния воды и оценку действующих мер по очистке. В конце будут предложены рекомендации для оптимизации очищающих процессов, что повысит эффективность работ и улучшит экологическую ситуацию, обеспечив безопасные водные ресурсы для будущих поколений.
водохранилище, экология, очистка, очистные сооружения, качество воды.
Введение
Не для кого не секрет, что вода является основным источником всего живого на планете. Однако загрязненная вода служит уже не источником жизни, а наоборот, она способна разрушить целые экосистемы. Этим и обусловлена актуальность данной работы.
Очистка воды является одной из главных задач современной инженерии. Существует множество методов очистки. У каждого из них есть свои плюсы и минусы. От правильно выбранного метода зависит эффективность очистки водных ресурсов.
Анализ водоема
В качестве объекта исследования рассмотрено Старооскольское водохранилище. Оно предназначено для водоснабжения горноджобывающих предприятий, отдыха, а также служит местом разведения рыбы. Сейчас состояние водоема можно оценивать как загрязненное. Водохранилище регулярно подвергается таким загрязнениям как:
-Промышленные отходы;
-Сельскохозяйственные выбросы;
-Бытовые сбросы.
Все эти загрязнения негативно сказываются на экологии и здоровье населения, что делает исследование критически важным. В табл. 1 наглядно показано, что содержится в водоеме кроме воды [1].
Таблица 1
Анализ загрязнений Старооскольского водохранилища
|
Загрязняющее вещество |
ПДК |
Концентрация на выпуске |
Створ 500м выше спуска |
Створ 500м ниже спуска |
|
Нефтепродукты |
0,05 |
0,12 |
0,06171 |
0,0448 |
|
Цинк |
0,01 |
0,011 |
0,01678 |
0,03119 |
|
Фенолы |
0,001 |
0,00049 |
0,00050 |
0,00057 |
|
Железо |
0,1 |
0,11 |
0,29179 |
0,3194 |
Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что содержание многих опасных для здоровья веществ превышает предельно допустимые значения. В табл. 2 подробно описаны последствия для здоровья человека употребления такой воды.
Таблица 2
Вероятные последствия потребления воды подвергшейся промышленным выбросам
|
Загрязняющее вещество |
Проблемы для организма |
|
Нефтяные отходы |
Воспаления в ротовой полости |
|
Заболевания ЖКТ |
|
|
Тяжелопереносимые отравления |
|
|
Нарушение работы таких систем как: нервная, дыхательная, эндокринная и сердечно-сосудистая системы |
|
|
Раковые заболевания |
|
|
Цинк |
дыхательная недостаточность |
|
Нарушение работы предстательной и поджелудочной железы |
|
|
Ослабевание иммунитета |
|
|
Поверхностные дефекты слизистых оболочек |
|
|
Проблемы с иммунной системой |
|
|
Ухудшение состояния кожного покрова, ногтей и волос |
|
|
Тяжелое отравление, сопровождаемое судорогами, диареей и тошнотой |
|
|
Железо |
Пигментация кожи |
|
Проблемы в функционировании почек и печени |
|
|
Сбой пищеварения |
Современные методы очистки водоема [2,3].
Графеновые фильтры являются фильтрами для воды на основе графена – материала из одноатомного слоя. Принцип работы заключается в том, что фильтр удерживает частицы, что крупнее молекул воды.
Есть несколько видов графеновый фильтров, рассмотрим некоторые их них:
- Графеновый сорбент: вспененный графит, легкий порошок темносерого цвета (рис.1)
Рис. 1 – Электронная фотография вспененного графита, увеличение в 1см – 160 мкм
- Фильтры с вертикально ориентрованными нанопорами – структуры, представляющие собой графеновые листы сложенные «гармошкой», затрудняют прохождение воды, но удерживает еще больше посторонних частиц (рис.2).
Рис. 2 – вертикально ориентированные фильтры
- Однослойные углеродные нанотрубки (ОУНТ) представляют собой одномерные (1D) наноматериалы, состоящие из полой трубки с толщиной стенок в один атом.Чистые ОУНТ могут адсорбировать около 45% ртути за 7 минут (рис.3).
Рис. 3 – Однослойная нанотрубка
Металлоорганические каркасы (MOК) – кристаллы со множеством нанопор, представляют собой металлические центры, соединенные органическими линкерами. Обладают регулируемой пористой структурой, высокой площадью поверхности, широкими возможностями для модификации, чтобы адаптировать МОК к различным типам загрязнений (рис.4).
Рис.4– Металлоорганический каркас
Для разработки технологии очистки водохранилища от загрязняющих веществ необходимо знать: морфометрическую характеристику водохранилища и ветро-волновой режим; общие объемы и места дислокации вредных веществ на акватории; социально-экономические условия и транспортную структуру в районе расположения водохранилища.
1. Sazonova, S. Measures based on the results of control of dustiness of workplaces from bulk materials / S. Sazonova, S. Nikolenko, V. Asminin, D. Sysoev, O. Sokolova // В сборнике: AIP Conference Proceedings. Krasnoyarsk Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. Melville, New York, United States of America, 2021. - С. 60029.
2. Корпачев В.П., Пережилин А.И., Андрияс А.А., Берестов И.В. Особенности разработки технологии очистки водохранилища богучанской гэс от плавающей древесины // Фундаментальные исследования. 2015. № 10-1. С. 31-35.
3. Жидко Е.А. Экологический менеджмент как фактор эколого-экономической устойчивости предприятия в условиях рынка монография / Воронеж, 2009.
