¿Cómo se forma la contaminación?
El agua, como la naturaleza, tiene una cierta capacidad de autodepuración. Tomando un río como ejemplo, cuando las aguas residuales fluyen hacia un río durante un año, las aguas residuales primero se mezclan, diluyen y difunden con el agua que fluye, y las partículas más pesadas que el agua se depositan y acumulan en el lecho del río. Luego comienza el proceso de oxidación y las sustancias que se oxidan fácilmente se oxidan con el oxígeno del agua. La materia orgánica se oxida y descompone biológicamente por los microorganismos del agua. Al mismo tiempo, la superficie del río obtiene continuamente oxígeno de la atmósfera, de modo que se repone el oxígeno consumido en el proceso de oxidación. De esta forma, cuando el río fluye a cierta distancia después de un cierto período de tiempo, con la mineralización de la materia orgánica, el río volverá a su estado limpio original. Esta es la autopurificación del río. Esta capacidad de autopurificación está relacionada con el volumen de agua, el caudal de agua y el caudal del cuerpo de agua. Los océanos y las aguas superficiales tienen una gran capacidad de autopurificación de la materia orgánica natural, pero su capacidad de autopurificación es muy limitada para la materia orgánica como los detergentes sintéticos, los pesticidas organoclorados, los bifenilos policlorados y las sustancias tóxicas como el cianuro, los metales pesados y los radiactivos. Sustancias. Estas sustancias son muy difíciles de purificar mediante la autopurificación.
En cuanto al agua subterránea, debido a su lento caudal, largo tiempo de residencia y falta de aire y luz solar, su capacidad de autopurificación es peor que la del agua superficial. Por lo tanto, cuando las aguas residuales, aguas residuales, diversos desechos y otros contaminantes vertidos en el área de agua exceden la capacidad de autopurificación del cuerpo de agua, la calidad del agua se contaminará.
Dos. Contaminación del agua provocada por el hombre
Actualmente, la descarga anual de aguas residuales de mi país es de aproximadamente 36,5 mil millones de toneladas, y cada tonelada de aguas residuales puede contaminar los cuerpos de agua naturales más de 40 veces. Las aguas residuales industriales de mi país no solo se vierten en grandes cantidades, sino que también tienen una alta concentración de contaminación. La razón principal es que un número considerable de empresas tienen tecnología de producción atrasada, equipos obsoletos y bajos niveles de gestión, y la mayoría de ellas son pequeñas y medianas empresas (alrededor del 90%). Hay un grave desperdicio de recursos y energía, un gran consumo de agua, y el consumo de agua por unidad de producto y las descargas de aguas residuales están muy por detrás de los de los países desarrollados. El consumo medio de agua por tonelada de amoníaco sintético producido en mi país es de 500 a 1.000 toneladas, mientras que en los países desarrollados es de sólo 12 toneladas. China consume entre 400 y 500 toneladas de agua por cada tonelada de papel, y los países desarrollados consumen entre 5 y 2002 KGB. China consume 30 toneladas de agua por tonelada de acero, mientras que Estados Unidos sólo consume entre 3 y 5 toneladas.
En 1998, China descargó aproximadamente 25 mil millones de toneladas de aguas residuales industriales y procesó aproximadamente 7,2 mil millones de toneladas de aguas residuales industriales anualmente, con una tasa de tratamiento de aguas residuales industriales de casi el 30%. En 1992, la capacidad de tratamiento de aguas residuales industriales era de 17.590 millones de toneladas y la tasa de tratamiento de aguas residuales industriales era del 63,6%. En 1994, la capacidad de tratamiento de aguas residuales industriales era de 198,5 toneladas, con una tasa de tratamiento del 75%. Sin embargo, los resultados de la investigación muestran que el efecto del tratamiento no es ideal. Las instalaciones y equipos de tratamiento de aguas residuales son ineficientes. Los equipos fuera de servicio, desguazados y inactivos representaron el 65.438+02,5% del stock total, y los fondos acumulados representaron el 8,5% de la inversión total. En operación real, solo el 48% de las instalaciones alcanzaron el 80% de la capacidad de diseño, mientras que el 28,7% de las instalaciones no lograron alcanzar el 50% de la capacidad de diseño. Las instalaciones y equipos de tratamiento no se utilizaron en su totalidad, lo que generó altos costos operativos. Además, nuestro país utiliza desde hace tiempo los recursos hídricos de forma gratuita y los precios del agua son demasiado bajos, lo que permite a las empresas comprar agua dulce sin invertir en el tratamiento de aguas residuales o las instalaciones de tratamiento que tienen son solo adornos, por lo que tienen que inspeccionar y descargar aguas contaminadas. ambiente acuático a voluntad.
Hay muchas causas de la contaminación del agua provocada por el hombre, que se pueden dividir en contaminación de aguas residuales industriales, contaminación de aguas residuales urbanas, contaminación de agua de retorno agrícola, contaminación de desechos sólidos y otras contaminaciones.
1. Contaminación de aguas residuales industriales
El agua se utiliza principalmente para lavar productos, enfriar equipos, generar vapor, transportar residuos y diluir como materia prima para la producción. Casi ninguna industria puede prescindir de ella. agua. Además, el consumo de agua industrial es muy elevado y representa alrededor del 80% del consumo total de agua humana. Según las estadísticas, para producir una tonelada de sosa cáustica se necesitan más de 100 toneladas de agua. Una tonelada de acero requiere más de 30 toneladas de agua; una tonelada de productos petroquímicos, una tonelada de papel o 1.000 kilovatios hora de electricidad requieren más de 200 a 500 toneladas de agua, y una tonelada de fibras sintéticas requiere más de 1.000. toneladas de agua. Una cantidad tan grande de agua industrial también contiene una gran cantidad de aguas residuales. La descarga de aguas residuales industriales representa aproximadamente dos tercios del total de aguas residuales.
Existen muchos tipos de aguas residuales industriales con componentes complejos. Existen principalmente los siguientes tipos:
1.1 La industria papelera es la que más contamina el agua en China. En 1992, la cantidad de aguas residuales de la fabricación de papel fue de 4.200 millones de toneladas, lo que representa el 17,9% de las aguas residuales industriales del país. Hay cerca de 10.000 fábricas de papel en el país, de las cuales sólo 18 tienen una producción anual de más de 50.000 toneladas, 180 tienen una producción anual de más de 10.000 toneladas y hay más de 9.000 fábricas de papel pequeñas y medianas con una producción anual de menos de 10.000 toneladas. Las pequeñas y medianas fábricas de papel a menudo simplemente se ocupan de ello, lo dejan en paz o incluso no lo abordan en absoluto. No es raro que las fábricas de papel contaminen los ríos.
2. Las aguas residuales de la industria de tintes vierten entre 200 y 300 millones de toneladas cada año, en su mayoría aguas residuales orgánicas de alta concentración, que contienen principalmente benceno, naftaleno, antraceno, quinona y otros compuestos orgánicos de hidrocarburos policíclicos, con alto valor de DQO y Alta acidez., Alto croma, superando el estándar entre miles y decenas de miles de veces.
La descarga anual de aguas residuales en la industria farmacéutica es de 200 a 300 millones de toneladas, la demanda química de oxígeno es de aproximadamente 6,5438+0,5 millones de toneladas y la tasa de tratamiento promedio es inferior al 30%. Especialmente aguas residuales de la producción de antibióticos. China tiene más de 100 fábricas que producen antibióticos. Actualmente, sólo Sanbin, Shandong Jining Pharmaceutical Factory, North China Pharmaceutical Factory y Shanghai No. 2 Pharmaceutical Factory tratan las aguas residuales con antibióticos, pero todavía no existe una buena solución para la estreptomicina, las cefalosporinas y otras aguas residuales de producción. Incluso con tratamiento, el efecto todavía no es bueno.
El problema de la contaminación de las aguas residuales orgánicas con alta concentración es inminente. La demanda química de oxígeno de las aguas residuales orgánicas de alta concentración es de 6000 a 20 000 mg/l, y la demanda bioquímica de oxígeno es de 3000 a 10 000 mg/l. Las principales fuentes de contaminación son la elaboración de cerveza, el refinado de azúcar, el curtido y los mataderos.
1.4.1 Aguas residuales de glutamato monosódico: Hay más de 230 fabricantes y talleres en todo el país, que vierten 17.000 toneladas de aguas residuales al año, la mayoría de las cuales se vierten directamente sin tratamiento. Hay más de 10 empresas en mi país que utilizan aguas residuales para producir levadura para piensos, pero sólo el 60% se elimina cuando se requiere oxígeno químico y el 40% todavía se vierte al medio ambiente.
1.4.2 Granos de destilería de melaza: líquido residual de destilación de alcohol de melaza; alta temperatura, alta acidez, color profundo, demanda bioquímica de oxígeno y demanda química de oxígeno de hasta decenas de miles de miligramos por litro, es el principal fuente de contaminación en las zonas de Guangdong y Guangxi.
1.4.3 Actualmente hay más de 500 curtidurías (excluidas las empresas municipales y rurales) en mi país, que vierten entre 50 y 60 millones de toneladas de aguas residuales cada año. Menos del 30% de ellos adoptan determinadas medidas de tratamiento de aguas residuales y el 70% restante de las aguas residuales de las fábricas se vierte al medio ambiente sin ningún tratamiento.
1.5 Otras industrias, como: las aguas residuales de la industria de la sal electrolítica de mercurio contienen mercurio; las aguas residuales industriales de fundición de metales pesados contienen una variedad de metales pesados; las aguas residuales industriales de galvanoplastia contienen cianuro y varios metales pesados, coque de carbón y refinación de petróleo industrial; las aguas residuales contienen fenol; las aguas residuales de la industria de fabricación de pesticidas contienen diversos pesticidas, etc. Estas aguas residuales industriales son tóxicas y extremadamente dañinas para la salud humana.
2. Contaminación por aguas residuales urbanas
El desarrollo de la industria ha traído la urbanización, y un gran número de personas e industrias están altamente concentradas en algunas áreas pequeñas. Por ejemplo, la población urbana de Estados Unidos representa el 75% de la población total del país, la población urbana de Alemania representa el 70% y la población urbana costera de Japón representa el 80% de la superficie terrestre total. Según las estadísticas, las aguas residuales domésticas producidas por las personas en la vida diaria ascienden a unos cientos de litros por persona al día (500 litros en Estados Unidos, 250 litros en Japón), y la carga contaminante es de decenas de gramos de DBO (54 gramos en Japón). Estados Unidos, 36 gramos en Japón). Además de carbohidratos, proteínas y aminoácidos, grasas animales y vegetales, urea y amoníaco, jabones y detergentes sintéticos, estas aguas residuales también contienen bacterias, virus y otros microorganismos patógenos. Este tipo de aguas residuales consumirá el oxígeno disuelto en el cuerpo de agua receptor y también producirá burbujas para evitar que el oxígeno del aire se disuelva en el agua, provocando que el agua huela y se deteriore.
3. Contaminación del agua de retorno agrícola
El mayor consumo de agua agrícola es el riego, de la cual el 60-90% se pierde por evaporación y el 10-40% restante se filtra al suelo. o se aleja de la superficie. Debido a trabajos como la agricultura, la fumigación de pesticidas y la fertilización, esta agua de retorno de riego contiene altas concentraciones de minerales y pesticidas tóxicos ricos en fertilizantes, que también pueden contaminar los cuerpos de agua. En particular, los pesticidas organoclorados, como el DDT, se encuentran entre las sustancias más peligrosas que contaminan la calidad del agua. La estabilidad química de esta sustancia es extremadamente alta. Se necesitan más de diez años para descomponerse completamente en sustancias inofensivas en la naturaleza. Se ha convertido en un contaminante a largo plazo en el medio ambiente. Es fácilmente soluble en grasas y puede acumularse en el tejido adiposo de animales y humanos y causar daños. Al mismo tiempo, el agua es difícil de obtener y es trasladada a otros lugares por las corrientes, lo que hace que el DDT aparezca en muchas zonas donde no se han utilizado pesticidas, incluso en la Antártida. Según las estadísticas, en el agua helada de la Antártida se han acumulado 2.000 toneladas de DDT y sus residuos. Debido al uso excesivo de pesticidas organoclorados, algunas especies de aves se han vuelto cada vez más raras o incluso extintas.
4. Contaminación por desechos sólidos y otros tipos de contaminación.
Hay muchos desechos agrícolas, industriales y urbanos. Si se transfieren a China, también contaminarán la calidad del agua. lo cual es bastante complicado. La descomposición de la materia orgánica por microorganismos en el agua consumirá el oxígeno disuelto en el agua y diversas sustancias tóxicas harán que el agua receptora sea tóxica. Una vez que el gas residual descargado de la fábrica, como el dióxido de azufre, se transfiere al agua con agua de lluvia, se convertirá en ácido sulfuroso, reaccionará con el oxígeno del agua y se oxidará en ácido sulfúrico, que consume el oxígeno disuelto en el agua y la vuelve ácida.
Especialmente cuando varios contaminantes fluyen al agua al mismo tiempo, a veces pueden interactuar para producir sustancias más peligrosas. Por ejemplo, diversos desechos que contienen mercurio inorgánico se vierten al agua y se depositan en el fondo del agua. Después de la descomposición por parte de microorganismos, la mayor parte puede convertirse en metilmercurio, lo que causa la enfermedad de Minamata. También hay varias formas de contaminación. Por ejemplo, la lluvia y la nieve en un vertedero de basura pueden disolverse en agua después de derretirse, o producir sustancias tóxicas a través de reacciones químicas, que eventualmente se escapan del sitio y fluyen hacia puntos de agua en ciudades bajas, o se filtran en el suelo y contaminan. agua subterránea.
Tres. Principales contaminantes en los cuerpos de agua y sus fuentes
Las sustancias que contaminan la calidad del agua son extremadamente complejas y provienen de una amplia gama de fuentes.
Generalmente se puede dividir en diez categorías, algunas de las cuales se superponen entre sí.
1. Sustancias peligrosas
Estas sustancias incluyen principalmente benceno, fenol, cianuro, materia orgánica, arsénico, mercurio, cadmio, plomo y sus compuestos, así como otros carcinógenos. Su fuente importante son las aguas residuales industriales y mineras. La siguiente tabla enumera algunos de los principales componentes dañinos en las aguas residuales industriales y mineras.
2. Microorganismos patógenos
Incluyendo diversos virus, bacterias, protozoos, etc. , pueden transmitir enfermedades y tener capacidad reproductiva, provenientes principalmente de diversas aguas residuales y hospitalarias.
3. Residuos que consumen oxígeno
Incluye materia orgánica y materia inorgánica, la primera es principalmente materia orgánica natural biodegradable; la segunda es principalmente materia reductora, como sulfito y sulfuro. sales ferrosas y amoníaco. Cuando estas sustancias sufren oxidación biológica y química en el agua, consumirán una gran cantidad de oxígeno disuelto en el agua, empeorarán la calidad del agua e incluso harán que el agua huela mal, lo que provocará la muerte de los peces. Proviene de una amplia gama de fuentes, incluidas fábricas de papel, fábricas de fibra, fábricas de instrumentos y aguas residuales domésticas.
4. Fitonutrientes
Son los nutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas, como nitrógeno, fósforo, carbono y otros compuestos, derivados principalmente de detergentes sintéticos, fertilizantes químicos, piensos y aguas residuales domésticas. . Cuando estas sustancias fluyen hacia lagos y otras aguas junto con la erosión de las alcantarillas y el suelo, convertirán un lago pobre en nutrientes en un lago rico en nutrientes, reduciendo la transparencia del cuerpo de agua y haciendo que el agua huela mal, lo que a menudo es difícil. para cambiar.
5. Sustancias aceitosas
Debido a que estas sustancias son más ligeras que el agua y son insolubles en agua, forman una fina capa de película en la superficie del agua, lo que hace que el oxígeno en el aire no pueda llegar. se disuelven en el agua, provocando que el oxígeno disuelto en el agua disminuya, provocando olor, afectando la calidad de los productos acuáticos y reduciendo sus precios. Si se adhieren a los cultivos, morirán. Por otro lado, afecta a la apariencia y supone un riesgo de incendio. Las principales fuentes son las aguas residuales industriales de la industria petrolera, el procesamiento mecánico, el mantenimiento de automóviles y aeronaves, el procesamiento de pinturas, gases y grasas, y el transporte marítimo.
6. Productos químicos orgánicos
Estas sustancias incluyen bifenilos policlorados (PCB) y detergentes sintéticos (ABS), que son productos químicos sintéticos muy estables que son difíciles de descomponer para los organismos. Estas sustancias pueden concentrarse a lo largo de la cadena alimentaria y causar daños, y provienen de una amplia gama de fuentes, como diversas plantas de productos químicos orgánicos.
7. Compuestos inorgánicos y minerales
Incluidos diversos cloruros, sales y otras sustancias ácidas y alcalinas solubles en agua. Una concentración excesiva reducirá la calidad del agua, dañará la vida acuática o hará que el agua receptora sea ácida o alcalina, corroyendo el equipo operativo submarino. Las principales fuentes son varias plantas químicas.
8. Impacto y otros sólidos insolubles
Debido principalmente a la deposición de sedimentos, arcillas y otros materiales arrastrados por las crestas de agua en el fondo del agua, bloquearán los embalses, canales de riego y ríos.
9. Efluentes térmicos
Principalmente son sustancias de temperatura relativamente alta, como el agua de refrigeración de centrales térmicas y diversos procesos industriales. Según los informes, generalmente sólo un tercio del calor de las centrales térmicas que utilizan combustible como combustible se convierte en energía eléctrica, y los dos tercios restantes del calor se liberan a la atmósfera o al agua de refrigeración, mientras que casi todos los residuos El calor de las centrales atómicas se libera al agua de refrigeración. El agua de refrigeración representa aproximadamente el 75% del calor total. Introducir una cantidad tan grande de calor en las aguas provocará contaminación térmica y provocará enormes cambios en los ecosistemas locales.
10. Sustancias radiactivas
Esto se debe a que diversas sustancias fisionables emiten radiación cuando se fisionan, causando daños. Por ejemplo, las aguas residuales que contienen sulfuro de sodio pueden reaccionar con aguas residuales que contienen ácido sulfúrico para producir la sustancia tóxica sulfuro de hidrógeno; las aguas residuales que contienen ferrocianuro pueden descomponerse en cianuro altamente tóxico.