Сточные воды. Тема: Загрязнение и очистка сточных вод
21.3. Загрязнение водных ресурсов, методы очистки сточных вод
Со сточными водами, с поверхностным стоком, стоком с сельскохозяйственных угодий, из атмосферы в водоемы поступают различные загрязнения. Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.
Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое – повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений; химическое – наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; бактериальное и биологическое – наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и водорослей; радиоактивное – присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах; тепловое – выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.
Основными источниками загрязнения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий (рисунок 21.4), крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; обработке и сплаве лесоматериалов; воды шахт, рудников; сбросы водного и железнодорожного транспорта. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появлении неприятных запахов, привкусов; в изменении химического состава воды, появлении в ней опасных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности и откладывании их на дне водоемов.
Рисунок 21.4 – Схема источников загрязнения подземных вод и водоемов:
I – грунтовые воды, II – напорные пресные воды, III – напорные соленые воды,
1 – трубопроводы, 2 – хвостохранилище, 3 – дымовые и газовые выбросы,
4 –подземные захоронения промстоков, 5 – шахтные воды, 6 – терриконы,
10 – водозабор, подтягивающий соленые воды, 11– объекты животноводства,
12 – внесение удобрений и пестицидов.
Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и сбросами производств. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов. В стоках производств содержатся нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вещества.
Серьезные последствия у водных организмов возникают при повышенном содержании в воде тяжелых металлов.
Первичными и побочными продуктами промышленности являются стойкие органические загрязнители (СОЗ). СОЗ представляют собой малолетучие химически прочные соединения, которые могут оставаться в окружающей среде в течение длительного времени, не подвергаясь разложению. В связи с очень медленным разрушением СОЗ накапливаются во внешней среде и переносятся на большие расстояния потоками воды, а также воздуха, подвижными организмами. Они накапливаются в высоких концентрациях в воде и основных пищевых продуктах – в частности в рыбе. При этом даже малые концентрации некоторых стойких органических загрязнителей приводят к развитию болезней иммунной и репродуктивной систем, врожденным дефектам, порокам развития, онкологическим заболеваниям. Под воздействием СОЗ имело место резкое снижение численности популяций таких морских млекопитающих, как тюлени, дельфины, белуга. Согласно Стокгольмской конвенции (первое международное соглашение, нацеленное на прекращение производства и использования некоторых наиболее токсичных веществ в мире, вступило в силу 17 мая 2004 г.) к СОЗ отнесено 12 веществ: токсафен, альдрин, диэльдрин, эндрин, мирекс, ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтан), хлордан, гептахлор, гексахлорбензол (ГХБ), полихлорированные диоксины (ПХДД), полихлорированные фураны (ПХДФ), полихлорированные бифенилы (ПХБ). Из отмеченных веществ первая группа (8) – это устаревшие и запрещенные пестициды. Все они, кроме ДДТ, не только давно запрещены к производству, но и к использованию. ДДТ же до сих пор используют против опасных насекомых, переносчиков возбудителей тяжелых заболеваний, как малярия, клещевой энцефалит. Вторая группа включает промышленные продукты, которые используются в настоящее время. К ним относятся полихлорированные бифенилы. ПХБ устойчивы, токсичны, способны к биоаккумуляции. Они могут накапливаться в жировых тканях животных и человека, существовать там долгое время. ПХБ присутствуют повсеместно и обнаруживаются, даже в тканях животных, обитающих в диких ландшафтах. Гексохлорбензол (также вторая группа) может содержаться в промышленных отходах на промышленных предприятиях деревообрабатывающих заводов, они образуются при сжигании отходов. ГХБ токсичен для водной флоры и фауны, а также для наземных растений и животных, для человека. Третья группа веществ – ПХДД и ПХДФ (их обычно называют диоксины и фураны) обладает чрезвычайно высокой токсичностью и сильнейшим образом воздействует на иммунную систему человека. Их допустимая суточная доза (ДСД) исчисляется пиктограммами – величиной в миллион миллионов раз меньше грамма. Вместе с тем, в последнее время диоксины широко распространились по всему миру и обнаруживаются в тканях людей и животных. В Беларуси после её присоединения к Стокгольмской конвенции проводятся мероприятия по сокращению и ликвидации выбросов стойких органических загрязнителей (данные приведены по работе Е. А. Лобанова и М. В. Коровай «Проблемы обращения со стойкими органическими загрязнителями в Республике Беларусь.– Мн. : УП «Орех», 2005 – 24 с.).
В последнее время большое внимание привлекают такие компоненты, содержащиеся в воде, как аммонийный, нитритный, нитратный азот, которые попадают в водоемы, водотоки разными путями. Обнаружение азота в воде в значительной степени связано с разложением белоксодержащих органических соединений, поступающих в водоемы, водотоки со сточными бытовыми и промышленными водами. Кроме указанного пути возможно поступление азота в водоисточники с атмосферными осадками, поверхностным стоком, при рекреационном использовании водоемов, водотоков. Существенным источником попадания азота в водоемы являются животноводческие комплексы. Большую опасность для водоемов представляет поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий, где используются химические удобрения, так как в их состав часто входит азот. Один из источников поступления его в водоемы – земли, подвергнутые осушительной мелиорации. Все увеличивающееся применение азотных удобрений, загрязнение окружающей среды азотсодержащими промышленными и бытовыми отходами приводит к возрастанию содержания аммонийного, нитритного, нитратного азота в воде, к загрязнению ими воды.
Вместе с тем установлено, что они могут оказывать отрицательное действие на человека, животных. Большая опасность заключается в том, что нитриты и нитраты способны в организме человека частично превращаться в высококанцерогенные (вызывающие раковые заболевания) нитрозосоединения. Последние обладают также мутагенными и эмбриотоксическими свойствами. Нитриты вызывают разрушение витамина А в организме животных, снижают активность пищеварительных ферментов, вызывают расстройство желудочно-кишечного тракта. В доброкачественной воде нитритов не должно быть или могут содержаться только их следы. Очень высокие концентрации нитратов в воде действуют на животных токсически, вызывая поражение нервной системы. При употреблении воды, содержащей 50–100 мг/дм 3 нитратов, повышается уровень метгемоглобина в крови и возникает заболевание метгемоглобинемия. Образовавшийся метгемоглобин не способен переносить кислород, поэтому при значительном его содержании в крови возникает кислородное голодание, когда поступление кислорода к тканям (при снижении его содержания в крови) или способность тканей использовать кислород оказываются ниже, чем их потребность в нем. Вследствие этого в жизненно важных органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительны к кислородной недостаточности центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени. Степень выраженности метгемоглобинемии при поступлении нитратов во внутреннюю среду организма зависит от возраста и дозы нитратов, от индивидуальных особенностей организмов. Уровень метгемоглобина при одних и тех же дозах нитратов тем выше, чем меньше возраст организма. Установлена и видовая чувствительность к метгемоглобинообразующему действию нитратов. Чувствительность человека к нитратам превышает чувствительность к ним некоторых животных.
В общем, в водоемы поступает большое количество загрязняющих веществ. В перечне основных из них имеется 12 (приводятся по публикации В. Л. Гуревича, В. В. Левковича, Л. М. Скориной, Н. В. Станилевич. «Обзор документов ВОЗ и ЕС по обеспечению качества питьевой воды», 2008):
– органогалогеновые соединения и вещества, которые могут образовывать такие соединения в водной среде;
– фосфорорганические соединения;
– оловоорганические соединения;
– вещества, препараты или продукты распада того, что, как было доказано, имеет канцерогенные или мутагенные свойства, а также свойства, которые через водную среду могут влиять на репродуктивную функцию организма, функции щитовидной железы или другие функции, связанные с эндокринной системой;
– устойчивые углеводороды, устойчивые и биоаккумулируемые органические токсичные вещества;
– цианиды;
– металлы и их соединения;
– мышьяк и его соединения;
– биоциды и продукты защиты растений;
– взвеси;
– вещества, способствующие евтрофированию (в частности, нитраты и фосфаты);
– вещества, неблагоприятно влияющие на кислородный баланс.
Оценка современного состояния качества воды в Беларуси, бассейне Днепра свидетельствует о наличии химического и других видов загрязнения. Так, в реки Белорусского Полесья сбрасываются различные химические ингредиенты, 12 из них отмечаются почти регулярно – взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, фосфаты, азот аммонийный, нитритный и нитратный, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), медь, цинк, никель, хром.
В связи с опасностью, которую представляют загрязняющие вещества, попадающие в окружающую среду, в том числе в водоемы, в разных странах и в Беларуси осуществляется экологическое нормирование. Система нормативно-технического обеспечения включает нормативы ПДК и ПДС (предельно-допустимых сбросов). ПДК (предельно-допустимая концентрация) – это количество вредного вещества в окружающей среде при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени, практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Пороговые значения вещества, при которых в организме еще не может произойти никаких необратимых патологических изменений, принимаются в качестве ПДК. Значение ПДК устанавливается органами здравоохранения. Имеются ПДК для многих вредных, опасных веществ. Применительно к таким веществам верхний предел не должен превышаться, ни при каких условиях. Основным средством для соблюдения ПДК является установление ПДВ (предельно-допустимых выбросов). Они являются научно-техническим нормативом, установленным для каждого источника загрязнения, исходя из условия, что сбросы загрязняющих веществ не создадут концентраций, превышающих установленные нормативы.
На территории Республики Беларусь действуют санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы, отраженные в ряде документов:
1 Сборник гигиенических нормативов по разделу коммунальной гигиены. Республиканские санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы. Министерство здравоохранения Республики Беларусь. – Мн., 2004. – 96 с.
2 13.060.10 Вода естественных источников. СанПин 2.1.2.12–33–2005. Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения.
3 13.060.20 Питьевая вода. СанПин. Гигиенические требования к питьевой воде, расфасованной в емкости (Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 29.06.2007 № 59).
4 СанПин 2.1.4.12–23–2006. Санитарная охрана и гигиенические требования к качеству воды источников централизованного питьевого водоснабжения населения (Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 22.11.2006 № 141).
5 13.060.50 Исследования воды для определения содержания химических веществ. ГН 2.1.5.10–20–2003. Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
6 ГН 2.1.5.10–21–2003. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
7 СП 2.1.4.12–3–2005. Санитарные правила для хозяйственно-питьевых водопроводов.
Приведенный перечень документов отражен в Каталоге СанПин по состоянию на 01.05. 2008 г. (НП РУП «Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации – БелГИСС, Минск, 2008).
Значения ПДК 16 показателей, принятых в странах Днепровского бассейна (РБ, РФ, Украина), ЕС, США, ВОЗ приводятся в книге «Трансграничный диагностический анализ бассейна реки Днепр. Программа экологического оздоровления бассейна реки Днепр. – Мн., 2003. – 217 с.».
ПДК некоторых показателей, имеющихся в указанной работе, для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения следующие: рН – 6–9 (РБ и РФ), 6,5–8,5 (Украина), кислород, мг/дм 3 (концентрация других показателей приводится в таких же единицах) – 4 (РБ, РФ, Украина), БПК 5 (БПК – биохимическое потребление кислорода, выражается концентрацией кислорода в мг/дм 3 , БПК 5 – утрата кислорода в 5-и суточной пробе, дает представление о количестве растворенных и взвешенных веществ в воде) – 6,0 (РБ), 2,0–4,0 (РФ), 4,0 (Украина), аммонийный азот-N – 1,0 (РБ), 2,0 (РФ, Украина), нитритный азот-N – 0,99 (РБ), 0,91 (РФ) и 1,0 (Украина), нитратный азот-N – 10,2 (РБ, РФ, Украина), РО 4 -Р – 0,2 (РБ), 1,14 (РФ, Украина), нефтепродукты – 0,3 (РБ, РФ, Украина), фенолы – 0,001 (РБ, РФ, Украина), СПАВ – 0,5 (РБ, РФ). Нормы для источников питьевого водоснабжения: рН – 6,5–8,5 (ЕС), аммонийный азот-N – 0,39 (ЕС), 1.5 (ВОЗ), нитритный азот-N – 0,91 (ВОЗ), нитратный азот-N – 11,3 (ЕС, ВОЗ), РО 4 -Р – 0,15 (ЕС).
В водоемах и водотоках происходит естественный процесс самоочищения воды. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, водоемы и водотоки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век, в связи с резким увеличением количества отходов, происходит нарушение процессов самоочищения. Возникает необходимость обезвреживать и очищать сточные воды.
Очистка сточных вод – это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения – сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Схема очистки сточных вод дана на рисунке 21.5.
Рисунок 21.5 – Блок-схема очистных сооружений канализации
(по А. С. Степановских, 2003)
1 – сточная жидкость; 2 – узел механической очистки; 3 – узел биологической очистки; 4 – узел дезинфекции; 5 – узел обработки осадка; 6 – очищенная вода;
7 – обработанный осадок. Сплошной линией показано движение жидкости, пунктиром – движение осадка
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Индекс загрязнения воды. Вычисление ИЗВ основывается на расчете среднегодовых концентраций шести ингредиентов, два из которых являются обязательными: растворенный кислород и БПК 5 , остальные четыре выбираются исходя из приоритетности превышения ПДК.
, (38)
где С i – концентрация i -го показателя в воде, мг/дм 3 ;
ПДК i – предельно допустимая по i -му показателю, мг/дм 3 .
Класс качества и степень загрязнения воды определяются из таблицы 21.3.
Таблица 21.3 – Классификация качества поверхностных вод по величине ИЗВ
|
Величина ИЗВ |
Степень загрязнения |
Класс качества воды |
|
Менее или равно 0,3 |
Чистые |
|
|
Более 0,3 до 1 |
Относительно чистые |
|
|
Умеренно загрязненные |
||
|
Загрязненные |
||
|
Очень грязные |
||
|
Чрезвычайно грязные |
| Предыдущая |
Бaрaшева Светлана Вaлерьевна,студент,«КaзaнcкогоНaучногоИccледoвaтельcкогоТехнологическогоУниверситета»г.Казань[email protected];
Кaрaтаев Оскар Робиндaрович,
кaндидат технических наук, доцент кaфедры. мaшинoведения «КaзaнскогоНaучного ИсследовательскогоТехнологическогоУниверситета», г. Кaзaнь[email protected];
Тенденции загрязнения окружающей среды сточными водами различных промышленных предприятий
Аннотация:В данной статье рассматриваетсяодна из наиболее важных проблем современности, проблема загрязнения сточных вод. Обсуждаются причины загрязнения, типы загрязнений, источники, а также их дальнейшие последствия. Основные требования к очистке, тенденции развития технологий российских очистных сооружениях.Ключевые слова: типы загрязнения, методы очистки, индекс загрязнения воды, индекс сапробности.
Паводковые воды и атмосферные осадки, выпадающие в зонах влияния промышленных предприятий, причиняют вред окружающей среде, особенно опасный для территорий прилегающих населенных пунктов.Очистка сточных вод является одной из главных задач для всего человечества, т.к сброс неочищенных вод создаёт серьезную экологическую проблему, загрязняя почвы и водоёмы.
Существуетдостаточноеколичество очистных сооружениий,разнообразныхметодов для очистки сточных вод. Немаловажным является способ замкнутого водоснабжения, при котором можно устранить сбрасывание вод в поверхностные, а очищенную воду использовать в качестве пополнения безвозвратных потерь.
Существующие комбинированные приёмы, используются на нескольких этапах разных методов очистки. Использование каждого из приёма зависти от вредности и состава примесей. Без поэтапной обработки сточных вод несколькими методами, качественная очистка невозможна.Из низкопроизводительных методов,которые отличаются высокой стоимостью очистки сточных вод,выделяют: сорбцию(поглощение в твёрдом или жидком состоянии вещества из окружающей среды), экстракцию(удаление из жидкости определённых веществ), коагуляцию(ввод в сток определённых веществ), электролиз(распадхимических соединений посредством электрического тока на их составные части), обратный осмос(принуждение давления проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор), ионный обмен(обратимый процесс). При использовании перечисленных методов, возможна очистка воды от растворимых и нерастворимых соединений.Минеральные масла и взвешенные примеси, которые содержатся в сточных водах полидисперсны. Эффект очистки от взвесей с помощью отстаивания составляет 5060%,а от нефтепродуктов –5070%. Если отстаивать в флотационных установках сточные воды 2040 мин. , то результатомбудетвысокаястепень очистки до 9098%Чаще всего подвергаются загрязнениюрайоны, вкоторых расположены предприятия нефтяной и нефтехимической промышленности. Кроме этого современные технологии производства предполагают использование замкнутого круга водоснабжения, когда сброс воды не является заключительным этапом. При этом загрязненные воды попадают в отстойники и пройдя цикл очистки продолжают использоваться во многих технологических процессах, где подвергаются повторному загрязнению, представляя еще большую опасность.В современном мире очистка сточных вод это одна из глобальных проблем, над которой работают во всех развитых странах. Необходимо отметить, что разрабатываются новые и совершенствуются существующие технологии очистки промышленных сточных вод.Отстаивание, является основным способом очистки от нефтепродуктов, но такой степени очисткибывает недостаточно, и в рядеслучаевприменяют метод фильтрования через слой пористого или зернистого материала.Тем не менее,большинство предлагаемых технологий не совершенно или не может быть использовано из за высокой стоимости илисложности таковых. В этой связи немаловажным фактором является бережное отношение к окружающей среде.Так в Центральном федеральном округе наблюдается прогресс загрязнения сточных вод. К этому, как показал проведенный анализ экологической ситуации, привела высокая степень износа существующего оборудования. А в Дальневосточном и Южном федеральных округах была выявлена, как большая перегруженность очистных сооружений, так в ряде случаевих полное отсутствие.
Производственные сточные воды различного ряда отраслей промышленности содержат ядовитые вещества,на которые большое влияние оказывает количество примесей содержащихся в сточных водах. Свойства воды такого рода, противоположны физическим свойствам обыкновенной воды. Также существуют, сточные воды с содержанием неорганических примесей, их можно обнаружить на содовых и азотнотуковых заводах,цинковых и никелевых фабриках. Главным вопросом на сегодняшний день встаёт, вопрос одезинфицированииочищенных стокови установке сооруженийочистки от биогенных загрязнений.Также,остается открытым вопроси о системахдоочистки. Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями сточных вод, самая малая доза нефти, а это одна капля(12г.), способна привести к негодности однутоннуводы. Наносят серьёзный вред окислительныепроцессы, причинами которыхявляется уменьшениесодержанияв воде кислородаиувеличениябиохимическойпотребность в нем. Вследствие этогоухудшаются органолептические показатели воды.Сточные воды бывают двух типов: загрязнённые и слабозагрязнённые.Загрязненные сточные воды поддаются очистки с помощью ультразвука, ионообменных смоли озона,также нельзя исключить методочисткипутем хлорирования.Предельное внимание предоставляется увеличению эффективности очистки производственных сточных вод.Нельзя сброс водот промышленных предприятий считать постоянным, т.к. он зачастуюподдаётся значительным изменениям. Перед тем, как начать проектировать и строить очистные сооружения,необходимо следует знатьобъём сточных вод.Идеального результата достичь невозможно, необходимы нормативы качества сброса производственных вод в стоки и разработанный по годам план достижения результата. Сводныйобъем, сбрасываемых производственными предприятиями сточных вод по сравнению с 2012г.был уменьшендо0,8% . А в середине 2013г.составлял590,1 млн. м3, в то число входило560,6 млн. м3сброшенныхв поверхностные воды. Загрязненных(73 %)–398, 3 млн. м3, очищенных(0,1%),
0,6млн. м3которые соответствуют нормам,не требующих очистки(27,9 %).–151,6 млн. м3.Если сточные воды содержат,такиевещества,как:детергенты, пестициды, маcла, фенолыи д.р;то они оказывают токсический, отрицательный иэстетический эффект,что пагубно влияет на окружающую среду.
А те, которые имеют радиоактивность (100 кюри на 1л и т.д. это говорит о повышенной радиоактивности), подлежат ингумации в специальные резервуары и подземные бессточные бассейны.К процессубиоаккумуляции приводитсодержание таких металлов,как:Hg, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni.При разработке современнейших очистных сооружений, учёные рассчитывают на удаление азотаи химическое удаление фосфора. А уничтожениевсех остальных более вредных веществ: сероводорода, аммония и щёлочи не более чем полезный результатдействия. Полученный результат можно назвать побочным, т.к. онни при каких условиях не поддаётся
расчёту изза сложности протекающих процессов. Микроорганизмы способны разрушать органические соединения, и сопутствовать биохимическим реакциям.К процессу абсорбциизагрязнений поверхностью активного ила можно отнести микроорганизмы(в числокоторыхвходят червяные яйца,грибы патогенные бактерии, водорослии вирусы).
При попадание сточных вод в реки и озёра, они оказывают отрицательное влияние: уменьшается насыщенность вод кислородом, приостанавливается деятельность бактерий, которые минерализуют активные вещества. Увеличение количества активного ила, возрастает с каждым годом, его биомасса составляет несколько миллионов тон. Исходя из этого появилась потребность в разработке, таких методов переработки, которые позволили бы увеличить спектр употребления активного ила.На химических предприятияхактивный илчаще всегосжигают, при этом получают заменитель каменного угля и нефти.это называется оборотным методом.Приблизительныеподсчёты показали,что при сжигании 400 тыс. активного ила, удастся получить нефтетопливо, равноценное 800 тыс. баррелей нефти и 180 тыс. тонн угля.
Существуеттеснаясвязь между качеством очистки и специфическимиорганизмами, это можно объяснить
с помощью биоценеза активного ила,который позволяет совершенствоваться видам,не отличавшимися друг от другаи находящихсяв разных экологических зонах,оказывающие влияние на совершенствование сложнейшего комплекса биотических и абиотических факторов.
Технология всех химическихи нефтехимическихизготовленийразрабатывается зачастуюбез учетаее влияния на окружающую среду. Практически невозможнопроверить содержаниеи огромнуючисленность загрязняющих веществкаждого изпромышленныхпредприятий,но теоретическиможно, выделив при этом основную
группу приоритетных загрязняющих компонентов.Таблица 1Приоритетные загрязняющие компонентысточных водГруппа приоритетных загрязнителей
СоединенияХлорooрганические пестицидыАлдрин, дибензофуран и др.Фoсфорорганические пестицидыДисульфотон,паратион и др.Пестициды на ocнoве феноксиуксусной кислоты2,4Д, 2,4,5ТЛетучие хлорорганические coединенияХлoрбензолы, хлоральдиград и др.Азотосодержащие пестицидыДихлорбензолы, хлоруксусная кислота и др..«Малолетучие» хлорорганические соединенияО, п, мхлoрфенолы и др.Хлоранилины и хлорнитроароматические coединенияХлoранилины, хлорнитротолуолы и др.Полихлорированные и полибромированные бифенилыХлoрбифенилы, бромбифенилы и др.Ароматические углевoдорoдыБензoл, тoлуoл, этилбензол и др.ПАУАнтрацен, флуорен и др.ПрочиесоединенияБензидин, пиразoн и др.
Очень значительный ущерб наносятнагретыесточные водыи воды, содержащие в себе, синильную кислоту,анилин,ртуть,свинец,соли медии различные соединения мышьяка.
Нагретые сточные воды тепловых и нефтеперерабатывающих производств доставляют"тепловое загрязнение",при котором возникает угроза для водоёмов сдовольно серьезными последствиями: т.к. в нагретой воде кислородана много меньше, а значит можно наблюдать резкоеизменениетермическогорежима.Около 80% приоритетных загрязняющих компонентов относитсяк хлори брoмcoдержащим соединениям. Тесная связь междувысокой персистентностью и липофильностьюговорит о том что,вследствие этого происходитбиоаккумулирование,накопление галогенсодержащих органических соединений в водных экocистемах иэкoлoгическаямaгнификация.В природе существуютшесть типовзагрязненияповерхностныхи подземныхвод:
Тепловой
спусканиев реки и озёранагретыхвод атомныхи тепловыхэлектростанций.
Механический (поверхностный вид загрязнения) увеличениесодержания механических примесей.Химический
присутствие в воде органических и неорганических веществ.Бактериальныйибиологическийприсутствиев воде различныхмикроорганизмов.Радиоактивный
наличие радиоактивных веществ в подземныхили поверхностныхводах.. Более результативными являются механический и химический методы. Главный принцип механического метода заключаетсяв том, что из сточных вод методомфильтрациии отстаивания возможноуничтожениемеханических примесейв большом количестве. Благодаря такой очистки, выделяется из промышленных сточных вод до 90% нерастворимых примесей.При химической декрипитации в сточные воды добавляют химические реагенты, которые реагируютс загрязнителями, конечным итогом является осаждение загрязнителей в виде нерастворимых осадков. Данной очисткой можно достичь уменьшение растворимыхпримесейдо 30%,а нерастворимых примесей до 90% .Значительнымиисточниками загрязненияи засоренияводоемов является не достаточноочищенные сточные воды промышленных заводов, к ним относят:остаткипроизводства при разработке ископаемых,отделке и сплаве лесоматериалов,воды шахт, рудников.Кболеезаметнымизменениям водыприводятзагрязняющие вещества,попадающиечерезприродные водоемы.
Измененияв основном можно наблюдатьвфизических свойствахводы,ав частности:появление привкусов, неприятных запахов, изменениехимическогосоставаивозникновение в водевредныхплавающихвеществоткладывании их на дне водоёмовиприсутствиена поверхности воды.На нефтехимических предприятиях в сбрасываемые сточные воды попадает большое количество фенола, что приводит к снижению биологических процессов и процессов самоочищения водоёмов. Ко всему этому вода обретает запах карболки, становящийся специфическим.
Таблица2Типы загрязнителей сточных вод.Источники загрязненийВиды загрязнителейЗаводыцветной и черной металлургииМинеральные вещества, cмoлы и т.д.Нефтеперерабатывающие предприятияНефть, нефтепродуктыКoксoхимичеcкие предприятияСмoлы, аммиак, цианидыи т.д.Предприятия целлюлoзнобумажнойпрoмышленнocтиРaстворенные органические вещества, каолин.Машиностроительные и aвтомoбильные заводыЦианиды, oкалинaи т.д.Текстильные предприятияКрасители, ПАВ.
По предoставленнымданнымВсемирной ОрганизацийЗдравоохранения(ВОЗ) ,вода сoдержит 14тысяч токсичных элементов, отсюда, можно сделать вывод,что85% зaболеваний передается вoдoй; 28млн. человек ежегодно погибаютот них. После очистки стоков остается шлам, обретённыйиз первоначальныхи дальнейшихотстойников.В 1990 году,осадокначали использоватьв качестве удобрения, т.к. в его состав входят тяжёлые металлы, но со значительным появлением крупных,промышленных нефтехимических предприятий, такое количество шлама, стало неразумным решением сбрасывать в литосферу в качестве удобрения. Поэтому,из за недопустимого количествашлама и содержания в нём тяжёлых металлов,стали прибегатьк сжиганиюосадков.
Были проведены токсикологические исследования, из которых учёные сделали вывод, что возможнапереработкасырых осадков и избыточного активного ила. На данный момент изучено достаточно много эффективных и простых способов извлечение примесей в сточных водах. Осадок сточных вод от нефтеперерабатывающих заводов широко нашёл своё применение в целях удобрения. Именно поэтому появляется необходимость в проверке вероятного воздействия в них токсичных веществ,а именно тяжёлых металлов на рост и развитие накопления их в почве и растениях.Существуют разнообразные способы очистки сточных вод: механизированное дегидратирование осадка, применение центрифуги,и использованиекамерного или ленточногофильтрпресса. Из всего перечисленного, механизированное дегидратирование осадка, шламаявляется более усовершенственным и технологичнымметодом очистки сточных вод.
Комплексные сооружения очистки сточных вод надёжны и долговечны в использовании. Основную часть осадка, отправляют на полигоны депонирования, где укладывают его многометровым слоем, или другой способ, более современный и технологичный по утилизации осадка,это его сжигание.В примерможно привести московские очистные, где за год образуется более 13млн.тонн осадка, данную цифру можно сопоставить с250тысячамижелезнодорожных цистерн.
Благодаря индексам и нескольким формулам, которые приведены нижемы сможем определитьне толькостепеньзагрязнения, но икласс качества воды.Гидрoхимический индекс загрязнения вoды (ИЗВ).Гидрохимический индекс загрязнения воды является специфическимаддитивным коэффициентом.ИЗВотносится к группепоказателей, которые применяютсядля оценки качества водных объектов,при подсчётах необходимо учитывать, что ни одним из опубликованных позже официальных нормативных документов, обязательностьего применения не подтверждена.Аддитивный коэффициент представляет собой среднюю долю превышения ПДК поограниченному числу индивидуальных ингредиентов:
где: Ci–концентрация компонента; n–числопoказателей, которые применяетсядля расчета индекса, n= 6; ПДКi–введённаявеличина норматива для соответствующеготипа водного объекта.
Таблица3Классы качества вoды в зависимости oт значения ИЗВВодыЗначения ИЗВКлассы качества водКрайнечистыедо 0,3IЧистые0,3–1,0IIВ меру загрязненные1,0–2,0IIIЗагрязненные1,0–2,0IVГрязные4,0–6,0VКрайнегрязные6,0–10,0VIБезгранично грязные10,0VII
Из гидробиологических показателей качества в России частoиспользуется индекс сапрoбности вoдных объектов.Егообосновываютисхoдя из специальных, изученныхучёнымихарактеристик сапробности,видoв, кoторыемогут бытьпредставлены в тех или иныхводных объединениях.
Hi, -относительная численность вида,Si-индикаторная значимость вида i, N -число видовиндикаторов.В
олигосапробных 1,5 -1, полисапробных водоемах (зонах) он равен 4-4,5, αи β-мезосапробных 2,5 -1,5 и 3,5 -2,5, в котаробных -меньше 1.Для достоверногорезультата необходимо, чтобы виспытуемойпробе содержалось не менее тринадцатиособей в поле наблюденияи не менее двенадцати индикаторных организмов.
Значение индивидуального индекса
сапробностипринадлежит каждому из видов организмов, которые мы исследуем.Полученное значениеозначает суммуего физиологобиохимических особенностей,которые определяютспособность обитать в воде сразнообразнымсодержанием органическихвеществ. Загрязненные производственныесточные воды идентифицируют по физическим свойствам(в пример можно взять температурукипения,кипящиевеществапри температуре ниже 120. °С, 115250. °Си выше 250 °С),нельзя не учитывать,что всё зависит от свойств примесей содержащихся в них:стоки загрязнены по большей частиорганическими или минеральными примесями.Сточные водымогут различаться ипо степени агрессивности: неагрессивные (рН 6,58). слабоагрессивные (слабокислые, Рн66,5 и слабощелочные, рН 89); сильноагрессивные (сильнокислые рН 9);Для кардинальногоформирования состава производственных сточныхвод, огромное значение имеет вид сырья, которого подготавливает к обработке.Состав сточных вод
зависитотпромежуточных продуктовтехнологического процесса,составаисходной воды,
исходных компонентов,выпускаемых продуктов, эндемических условийи других многочисленных факторов, которые оказывают влияние на состав и вредность сточных вод.Нефтьи нефтепродукты,являютсясущественнымизагрязняющимикомпонентамисточныхвод нефтеперерабатывающих предприятий.На различныхзаводахдаже при одинаковых технологических процессахсостав сточныхвод, режим водоотведения и удельный расход на единицу выпускаемой продукции будутсильноотличаться друг от друга. В нефтехимическойпромышленности выделено наиболее масштабное введение безотходных и малоотходных процессов, которые дают максимальный экологический эффект.
Качественная характеристика производственных сточных вод важна для выбора способа ихдеферризации, решения вопросов о возможности повторного использования стоков, контроля эксплуатации очистных сооружений и сбросом сточных вод, а также,извлечения и переработкивеществ, загрязняющихводу.Через керамические мембраныможет реализовыватьсяочистка сточных вод от нефтепродуктов с помощью спецприменения
очищающегосооружения, как электрофлотатор, либо флотатора с диспергированием.Флотатор предназначен для очистки нефтесодержащих ливневой канализации и сточных вод. Фильтрат должен соответствоватьвсемзапросамкачества воды для многооборотноговодоснабжения. Излишки, которые образовываются от работыфильтрата сбрасываются в систему канализации, далее впроцессе флотациипроисходитизвлечение нефтепродуктов, бензина, масел, эмульсолов и другихвеществ.Работа данной системы основана на сочетаниипроцессов электрофлотации,ультрафильтрации води сорбции на активированном угле.Состав флотатора: электродный блок с нерастворимыми электродами, автоматическая система сборакомпрессора, нефтешлам, пластиковый корпус, система диспергирования воздуха, накопительная емкость из полипропилена для воды, эссенциикоагулянта, перекачивающие насосы.
Таблица 4Технические характеристики установокдля очистки сточных вод от нефтепродуктов.ПараметрыПосле флотатораПосле фильтраПервоночальнаясточная вoдаНефтепрoдукты
Взвешенные веществa
500 2000 мг/лОчищенная водаНефтепрoдукты0,5 5 мг/л0,05 мг/лВзвешенные вещества5 20 мг/л0,5 5 мг/лХимическое потребление кислорода
Потребление электроэнергии
0,353,5 кВт · ч/м3
Габаритные размеры
2000х1200х1115 мм
Срокработымембран для распылениявоздуха
На сегодняшний день,нефть и нефтепродукты являются основными загрязнителями.Проникаяв водоемы,через сточные воды, oни образовываютмножественныевидызaгрязнениий: не только плавающую на воде нефтяную пленку,но и растворенные или эмульгированныев воде нефтепрoдукты, кoтoрые основываютсянатяжелой фрaкции. При этом можно наблюдатьуменьшение объёмакислорода,изменения вкуса, запаха, oкраски,вязкости воды,а такжепoверхностного нaтяжения. Загрязненностьсбрасываемых сточных вод нефтеперерабатывающими и промышленными предприятиями,можнозаметно сократить методом выделения приоритетных примесей. Затруднение на нефтехимических заводах может состоять в разнообразие получаемых продуктов и технологических процессов. Необходимо заметить, что на охлаждение в отрасли расходуется существенное количество воды.Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 7090 % расходы воды в разных отраслях промышленности. Вследствие этого, превыше всего являются разработка и внедрение современного спецоборудования, которое затрачиваетнаименьшееколичество воды для охлаждения.
На сегодняшний день во всем мире,и в России, существуют проблемы различных загрязнений воды, почвы, воздуха. Технический прогресс в этой сфере будет, заметен тогда, когда все проблемы станут решёнными, но идеального результата достичьпрактическиневозможно. Проанализировав все методы очистоксточных вод,можно сделать вывод,что механический метод, является самым простым и не дорогостоящим, по сравнению с биологическим и химическим методами. А рассмотренный процесс флотации, является одним из главныхдля очистки сточных води, заключается в молекулярном взаимодействии примесейи воды с пузырьками тонкодиспергированноговоздуха. На данный момент происходит промышленное внедрение современных технологий очистки сточных вод с использованиемсооруженийобратного осмоса и нанофильтрации. Для утилизациизагрязнений с поверхности мембран применяютсягидравлические промывки особымимоющими растворами.
Ссылки на источники1. КучеренкoЛ.В., Угрюмова С.Д., Мороз Н.Ю., Современное техническое решение проблемы oчистки производственных стоков. Вестник Камчатского государственного технического университетa. 2002. № 1. С. 1861902Ермаков П.П., Журавлев П.С. Высокоинтенсивные электрохимические аппараты очистки воды, с. 20 213Лютоев А.А., Смирнов Ю.Г.Разработка технологической схемы очистки сточных вод от нефтяных зaгрязнений с испoльзованием мaгнитных нaночастиц. Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2013. № 4. С. 4244354.Ксенофонтов Б.С., Капитонова С.Н., Таранов Р.А.Разработка новой техники флотации для очистки вод. Водоснабжение.
Водоочистка.2010. Т. 33. № 9. С. 2832
Barasheva Svetlana ValerievnaStudent, «Kazan Scientific Research Technological University» [email protected];Karataev Oscar RobindarovichCandidate of technical Sciences, associate Professor. mechanical engineering, Kazan Scientific Research Technological University, [email protected];Trends of environmental pollution by sewage various industrial enterprises.Abstract:his paper discusses one of the most important problems of our time , the problem of sewage pollution . The causes of pollution , types of pollution sources , as well as their further consequences . Basic requirements for cleaning technology trends Russian treatment plants.Keywords: types of pollution , cleaning methods , water pollution index , the index saprobity .
Введение
Загрязнение окружающей природной среды - это поступление в
нее веществ (твердых, жидких, газообразных), биологических агентов, энергии в
количествах или концентрациях, превышающих естественный для данной экосистемы
уровень. Одна из главных причин загрязнения водной оболочки Земли, приводящая к
дефициту чистой пресной воды, - сброс в поверхностные (а через почву и в
подземные) водоемы неочищенной или недостаточно очищенной воды, содержащей
загрязняющие вещества.
Как отмечается в Декларации ООН «Об окружающей среде», любое
вещество считается загрязнителем, если оно встречается в ненадлежащем месте, в
ненадлежащем количестве и в ненадлежащее время. И эти место, количество и
время «назначает» уже не природа - распорядительница жизни на Земле, а
индустрия, создающая свои незамкнутые техногенные круговороты веществ, что
приводит к антропогенному загрязнению всех компонентов биосферы.
1.
Критерии степени загрязнения вод
Критерием загрязненности воды выступают ухудшение ее
качества вследствие изменения органолептических свойств (неприятный запах,
привкус, повышенная жесткость и т. п.) и наличие вредных веществ, влияющих на:
процессы
естественного самоочищения водоемов;жизнедеятельность
водных организмов;здоровье
человека при использовании воды для
водоснабжения населения.
Естественное самоочищение воды происходит биологическим
путем: аэробные микроорганизмы питаются органическими веществами, в том числе
и загрязнителями. Их активная деятельность обусловлена присутствием в воде
достаточного количества растворенного кислорода. Если содержание органических
веществ велико, то продукты метаболизма аэробов (нитраты, фосфаты и др.) начинают
стимулировать рост водорослей, зоопланктона и размножение представителей
высшей фауны, которые потребляют кислород при дыхании. С ростом числа живых организмов
в воде увеличивается и число отмирающих, а для аэробного разрушения органических
остатков также требуется кислород. Расход кислорода уже не восполняется за счет
фотосинтеза. В итоге происходит массовая гибель аэробных организмов и столь же
массовое размножение анаэробных, которые разрушают биомассу посредством
брожения. Такой переход от аэробного состояния воды к анаэробному называют
опрокидыванием. Естественные водоемы при этом теряют способность к
самоочищению.
Итак, главную роль в процессах
самоочищения воды от неорганических и органических загрязнителей играет
растворенный в воде кислород. Уровень загрязнения воды (и возможность ее
очищения) определяется потребностью воды в кислороде. При этом различают
биологическую потребность в кислороде (мг кислорода в расчете на 1 л воды, ВПК, мг/л) - массу
растворенного в воде кислорода, необходимого для биологического окисления тех
компонентов загрязнения, которые микроорганизмы используют для своей
жизнедеятельности, и химическую потребность в кислороде (ХПК, мг/л) - массу
растворенного в воде кислорода, обеспечивающего более полное, химическое,
окисление органических и неорганических веществ, находящихся в сточной воде.
Важнейшая характеристика при нормировании содержания
загрязняющих веществ в воде - предельно допустимая концентрация (ПДК, мг/л) -
максимальная масса загрязняющего вещества, содержащаяся в единице объема
воды, при превышении которой она становится непригодной для установленного
вида водопользования. При этом значение ПДК зависит от характера водопользования:
питьевая вода, вода рыбохозяйственных водоемов или техническая вода.
При концентрации загрязняющего вещества с (мг/л), равной или
меньше ПДК (с < ПДК), вода безвредна для всего живого, как и вода, в которой
полностью отсутствует данный загрязнитель.
В экологии принято определять степень загрязнения в единицах
ПДК. Так, если концентрация фенола в водоеме хозяйственно-питьевого назначения
составляет 0,1 мг/л, то при ПДК этого загрязнителя, равном 0,01 мг/л, говорят,
что степень загрязнения водоема по фенолу равна 10 ПДК.
Значения ПДК зависят от признака вредности. Например, ионы
меди оказывают токсическое действие при концентрации 10 мг/л, нарушают процессы
самоочищения воды при концентрации 5 мг/л, а придают воде привкус при
концентрации 1 мг/л.
ПДК того или иного вредного вещества устанавливают по
лимитирующему признаку вредности (ЛПВ) - признаку вредного действия
загрязняющего вещества, который характеризуется наименьшей пороговой
концентрацией. Таким образом, ЛПВ создает некоторый запас надежности по другим
признакам вредности. В приведенном примере ПДК для меди равна 1 мг/л, т. е.
выбрана по органолептическому ЛПВ.
Сравнение ПДК, действующих в Российской Федерации в
соответствии с Законом об охране окружающей природной среды, со стандартами,
действующими в США и европейских странах, показывает, что российские нормы в
80 % случаев более жесткие. Из этого можно сделать неверный вывод, что в России
обеспечивается более надежная очистка загрязненной воды. На самом деле это не
так. Многие российские стандарты сегодня технически недостижимы, существующие
аналитические методы контроля не позволяют определять столь низкие концентрации
(особенно если загрязнителей несколько) или не разработаны вообще.
Почти полвека сохраняется критическая ситуация на Волге. В
бассейне реки, который охватывает 136 млн. га Русской равнины, проживают 63
млн. человек и сосредоточено более 60 % промышленного и половина
сельскохозяйственного потенциала России, дающих не только продукцию, но и 40 %
(!) всех сточных вод страны. Большая часть из 300 крупных предприятий
химической, металлургической, оборонной промышленности, находящихся на
берегах Волги и ее притоков, по-прежнему сбрасывают стоки через примитивные,
устаревшие очистные сооружения либо вообще без всякой очистки. Немалое
токсическое воздействие на Волгу оказывают и колоссальные по объему коммунальные
стоки. В крупнейшую реку Европы ежегодно сбрасывается около 20 км3 сточных вод
(половина из них - загрязненные), что составляет почти 10 % годового стока
реки. Каскад водохранилищ при ГЭС резко замедлил течение воды: раньше вода с
верховьев реки попадала в море через 1,5 месяца, сейчас - через 1,5 года.
Замедление течения воды в десятки раз снизило способность реки к самоочищению,
в волжской воде обнаружено более миллиона (!) химических соединений, многие из
которых токсичны. И такая река - источник водоснабжения всех прилегающих к ней
городов, поселков и деревень, при этом забор воды в поселках и деревнях идет
непосредственно из реки, минуя какие-либо очистные сооружения.
2. Загрязняющие
вещества в сточных водах
Состав загрязняющих
веществ в сточных водах и их концентрации зависят от источника
загрязнения, характера и технологии производственного процесса, при этом загрязняющие
вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях.
Степень загрязнения дождевых стоков зависит от общей
санитарной обстановки населенного пункта. Общепринятая технология уборки улиц
не обеспечивает полного удаления загрязнений. Мусор с проезжей части содержит
не только кусочки почвы, песок или глину (на поверхности таких частиц могут
находиться патогенные микроорганизмы и вирусы), но и значительное количество
органических веществ, биогенов, нефтепродуктов (бензин, мазут), поваренной соли
и других реагентов, используемых для таяния льда и снега в зимнее время, солей
тяжелых металлов.
Сточные воды металлургических заводов, предприятий,
производящих строительные материалы, горно-обогатительных комбинатов содержат
взвешенные частицы неорганических веществ. Поверхностные стоки золоотвалов
ТЭЦ, деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных комбинатов содержат фенолы в
различных агрегатных состояниях. Сточные воды предприятий пищевой и легкой
промышленности содержат в основном нетоксичные органические вещества, а
химических комбинатов, нефтеперерабатывающих заводов - токсичные. В стоках металлургических
комбинатов, гальванических цехов содержатся неорганические примеси со
специфическими токсическими свойствами (ионы тяжелых металлов). Много загрязняющих
веществ содержится в сточных водах машиностроительных заводов: соли, кислоты,
щелочи, хром, свинец, медь, алюминий, краски, органические соединения, масла
и т. п.
На энергетических предприятиях (кроме атомных электростанций)
вода, используемая для охлаждения различных агрегатов, остается практически
чистой и может (после охлаждения) использоваться в оборотных системах без
очистки. Однако сброс в водоемы чистой, но теплой воды из систем охлаждения -
опасное для водной биоты тепловое загрязнение.
Специфические загрязнители содержатся в стоках
агропромышленных комплексов (удобрения, различные пестициды, навозная жижа и
моча с животноводческих ферм).
3. Отдельные
виды загрязнений стоков и их последствия
Поваренная
соль
Достаточно распространенный вид загрязнения, носящий
сезонный характер, -загрязнение водоемов поваренной солью NaCl, которую используют для таяния льда
и снега в зимнее время. Поваренная соль в широком диапазоне концентраций нетоксична
для большинства живых организмов.
Для хлоридов нет общепринятых норм для внутренних водоемов,
допустимая засоленность зависит от общей загрязненности воды. В среднем
максимальная допустимая концентрация хлоридов составляет 2500 мг/л, при
повышении общей загрязненности воды другими веществами этот порог снижается.
При очень сильном загрязнении водоемов хлоридами происходит гибель высшей
водной биоты - рыбы.
Содержание хлоридов в воде определяет и ее пригодность для
питья и полива растений. Для питьевой воды значение ПДК хлоридов, выбранное по
органолептическому признаку, составляет 200 мг/л (при большем содержании вода
либо солона, либо горька). В воде, используемой для полива в парниках и
оранжереях, предельно допустимая концентрация хлоридов составляет 50-300 мг/л
в зависимости от вида растений.
Тяжелые
металлы
Попадание в сточную воду тяжелых металлов связано с
деятельностью предприятий различных отраслей (целлюлозно-бумажной,
металлургической, авто- и авиастроительной, кожевенно-текстильной, химической
и др.), а также с вымыванием этих металлов из свалок промышленных и бытовых
отходов атмосферными осадками и поступлением их в грунтовые воды.
Обычно тяжелые металлы скапливаются в
донных отложениях водоемов в виде карбонатов, сульфатов или сульфитов, адсорбируются
минеральными и органическими осадками. При наступлении адсорбционной
насыщенности осадков тяжелые металлы оказываются в воде; в половодье, когда вешние
воды уносят донные отложения, происходит разнос тяжелых металлов по большой
территории. Переход тяжелых металлов из донных отложений в воду возможен также
при повышении кислотности воды. Находясь в воде, тяжелые металлы включаются в
цепи питания-живых организмов - водорослей, зоопланктона, рыб, человека.
Например, такой жизненно необходимый элемент (биоген), как
марганец, может оказаться очень токсичным. При окислении он выпадает в воде в
виде нерастворимого оксида Мп02, который с помощью анаэробных микроорганизмов
переходит в растворимый в воде и токсичный ион Мп2+:
Мп02 + 4Н+ + 2ё -- Мп2+ + 2Н20.
Участие тяжелых металлов и других устойчивых токсинов в цепи
питания и впечатляющий пример опасности, которой подвергаются здоровье и
жизнь человека из-за загрязнения ими воды, можно проиллюстрировать на примере
ртути - первого металла, для которого была обнаружена биоаккумуляция и новая
техногенная болезнь - болезнь Минаматы.
У жителей бухты Минаматы, на юге Японии, считавшейся
«морским садом» благодаря богатству и разнообразию морских организмов, в 1956 г. была обнаружена неизвестная
ранее болезнь, выражавшаяся в нарушении слуха, зрения и обоняния, а затем и в
психических отклонениях в поведении людей. До обнаружения источника этого заболевания
треть заболевших умирали. Разгадать загадку помогли исчезнувшие из поселка
кошки и бедные рыбаки, которые питались только рыбой. Десятилетнее интенсивное
расследование позволило установить, что местная фабрика по ацетиленовому
производству сбрасывала в залив ртутные отходы. В воде ртуть микробиологическим
путем превращалась в метил- и диметилртуть:
Hg -~ CH3Hg+ - (CH3)2Hg.
Ионы метилртути и диметилртути сорбировались планктоном, а
затем через пищевую цепь моллюски - рыбы становились едой для кошек и
человека.
Тяжелые металлы взаимодействуют с жирами, что обусловливает
большой период полувыведения их из организма - время, в течение которого
выделяется или разрушается половина усвоенного организмом вещества. Для ртути
в большинстве тканей организма человека этот период составляет около 80 дней,
для кадмия - более 10 лет! Поступление в организм человека даже микродоз
кадмия очень опасно - трудно сказать, какое количество его окажется в организме
за такое время. Заболевание, связанное с отравлением ионами кадмия, приводит к
скручиванию костей, анемии и почечной недостаточности (болезнь итаи-итаи).
У растений, аккумулирующих тяжелые металлы, устойчивость к их
действию выше, чем у животных и человека, поэтому следует обращать внимание на
содержание тяжелых металлов в растениях, употребляемых в пищу.
Удобрения
Удобрения смываются с полей при их
нерациональном использовании или, не усвоенные растениями, вымываются из почвы
обильными дождями, попадают в грунтовые воды, а затем в поверхностные водоемы.
Присутствующие в почве ионы N03, NH4, Н2РО3 НРО4, попадая со сточными водами в водоемы,
способствуют их зарастанию фитопланктоном. Наряду с удобрениями источниками
фосфатов служат моющие средства. Нитраты и фосфаты также образуются в водоемах
в результате микробиологического разрушения органических отходов.
Чтобы нормально функционировать, водные экосистемы должны быть
олиготрофныии, т. е. обедненными
питательными веществами. В этом случае
наблюдается динамическое равновесие
всех групп организмов в экосистеме,
отличающихся способом питания, -
продуцентов, консументов и редуцентов.
При поступлении в водоемы нитратов и
особенно фосфатов скорость продуцирования - фотосинтезирования органических
веществ фитопланктоном - начинает превышать скорость потребления фитопланктона
зоопланктоном, другими организмами и скорость деструкции (бактериального разложения).
Явление насыщения вод питательными
веществами (в частности, в результате смыва удобрений с полей), способствующее
усиленному росту водорослей, бактерий, потребляющих разлагающиеся водоросли и
поглощающих кислород, и ведущее к гибели водной биоты, называется
эвтрофированием.
Антропогенное эвтрофирование внешне
проявляется «цветением» воды и ведет к нарушению условий существования в ней и
гибели высшей водной биоты. В таких водоемах создаются благоприятные условия
для жизнедеятельности анаэробных организмов. Связь эвтрофирования водоемов с
обогащением их фосфором и азотом вытекает из схемы балансового уравнения
фотосинтеза:
106С02 + 90Н20 + 16NО3- + РО3- = С106Н18004бК1бР + 15402
+ Q.
При увеличении концентрации азота и
фосфора возрастает скорость прямой реакции, т. е. фотосинтеза, что приводит к
эвтро-фированию. Это положение было подтверждено многочисленными
исследованиями в различных водоемах, в том числе в Невской губе и Финском
заливе.
Повышение уровня трофности сопровождается
изменением фитопланктона: начинают преобладать сине-зеленые водоросли,
некоторые из них придают воде неприятный запах и вкус, могут выделять токсичные
вещества. При разложении водорослей в результате целого ряда взаимосвязанных
процессов брожения в воде увеличиваются концентрации углекислого газа С02,
аммиака NH3, сероводорода H2S.
Растворимые соединения азота не
только способствуют зарастанию водоемов, но и повышают токсичность воды, делают
ее опасной для здоровья людей, если такая вода используется как питьевая,
поступает в водопровод. Попадая вместе с пищей в слюну и тонкие кишки, нитраты
микробиологически восстанавливаются до нитритов, в результате чего в крови
образуются нитрозил-ионы:
N02 + Н+ = N0+ + ОН-.
Нитрозил-ионы могут окислять железо (II) в гемоглобине крови до железа(Ш):
Fe2+ + N0+ --
Fe3+ + NO,
Что препятствует связыванию кислорода
гемоглобином. В результате появляются симптомы кислородной недостаточности,
приводящей к синюхе. При переходе 60-80"% железа(П) гемоглобина в железо(Ш)
наступает смерть.
Кроме того, нитриты образуют в кислой среде желудка азотистую
кислоту и нитроза-мины, обладающие мутагенным действием. Отметим также, что
вода эвтрофированных водоемов агрессивна по отношению к бетону, разрушает
материалы, применяющиеся при гидростроительстве, засоряет фильтры и
трубопроводы водоприемных устройств.
Навозная
жижа и моча
При сильном загрязнении воды мочой и навозной жижей в ней
оказывается большое количество мочевины (мочевина используется также в
качестве азотного удобрения, стимулирующего рост растений). Бактерии в сточных
водах под действием ферментов выделяют из мочевины аммиак.
Если вода сильно загрязнена мочой животных,
например при выпасе скота, аммиак выделяется в такой концентрации, что она
может оказаться токсичной для многих живых организмов, приводя их к гибели.
При вдыхании аммиака, а также при питье воды, содержащей его, он быстро
усваивается организмом. Попадая в кровь, он создает там щелочную среду и
растворяет белки, нанося организму непоправимый вред. Нитрифицирующие
бактерии, находящиеся в воде в течение длительного времени, могут переводить
аммиак в нитраты и далее в нитриты, используемые водными растениями для
питания, но для такого окисления в воде должно быть достаточно растворенного
кислорода.
Нефть
и нефтепродукты
В настоящее время самые распространенные загрязнители
гидросферы - нефть и нефтепродукты. В Мировой океан и поверхностные воды суши
ежегодно привносится более 15 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, а 1 т нефти
может покрыть тонкой пленкой акваторию средней площадью 12 км2. Нефть поступает
в природную среду различными путями: при бурении нефтескважин, авариях
танкеров и на нефтепроводах, промывке танкеров и автоцистерн и т. д. Несмотря
на большую вязкость, нефть, разлившаяся по земле, проникает в грунтовые воды и
перемещается на большие расстояния. Вода становится непригодной для
использования при попадании 1 л
нефти в 1 млн. л воды; 1 мл нефти в 1
л воды вызывает гибель икры и мальков многих рыб.
Гидрофобная нефтяная пленка на открытых водных поверхностях
препятствует газообмену между атмосферой и водоемом, и живые организмы,
находящиеся под этой пленкой, постепенно задыхаются. Главная угроза нефтяного
загрязнения - гибель фитопланктона - первого звена пищевой цепи водных
организмов, основного «производителя» атмосферного кислорода. Гибель планктона
по пищевым цепям ведет к гибели рыб, а также питающихся ими птиц и других
животных. Растворимые в воде компоненты нефти (ароматические углеводороды)
обладают токсическим действием: смерть взрослых водных организмов может
наступить спустя несколько часов после контакта с ними уже при содержании всего
10-4-10-2% (!). Для икринок смертельная доза еще меньше.
Как показывают исследования, самоочищение воды от
нефтепродуктов возможно за счет деятельности отдельных микроорганизмов. Но на
бактериальное окисление нефти требуется огромное количество растворенного в
воде кислорода (на бактериальное окисление 1 л нефти требуется такое количество кислорода,
которое содержится в 400
000 л воды), что угнетает деятельность высшей аэробной
водной биоты. Существующие в настоящее время технические методы ликвидации
нефтяного загрязнения поверхности воды пока еще дороги, малоэффективны и не
очень экологичны.
Фенолы
Фенолы нашли широкое применение как
средства дезинфекции, их используют в производстве клеев и пластмасс. Кроме
того, они образуются при сгорании и коксовании дерева и угля, входят в состав
выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.
Большое количество фенола дает гниющая в воде древесина.
Острейшая экологическая проблема, существующая в нашей стране уже десятки лет,
- затопление лесов сибирскими водохранилищами при строительстве гигантских
гидроэлектростанций: Усть-Илимской, Братской, Красноярской и др. Лес на
затопляемых территориях не вырубали, в результате при строительстве, например,
Усть-Илимской ГЭС под воду ушло 20 млн. м3 древесины, а при строительстве
Братской ГЭС - 40 млн. км3. Содержание фенола в этих водохранилищах составляет
десятки ПДК (фенол - сильный яд, поэтому его ПДК измеряется в микрограммах и
равна 1 мкг/л), что привело к изменению видового и количественного состава
рыб.
Скорость распада фенолов в воде зависит от их химического
строения и от окружающих условий. Особую роль при этом играют
ультрафиолетовое излучение, микроорганизмы и концентрация кислорода в воде (в
аэробных условиях распад идет значительно быстрее, чем в анаэробных).
Очень опасны для всех живых организмов и прежде всего для
человека галогено-производные соединения фенольного характера. Эти соединения
поступают в сточные воды предприятий оборонной, химической и
целлюлозно-бумажной промышленности. Как показали исследования, возможна трансформация
исходных фенольных соединений в хлорпроизводные, происходящая на стадии
обеззараживания питьевой воды. Так, 2,4,6-трихлорфенол
в больших дозах (ПДК этого вещества, установленная по
органолептическому признаку, достаточно жесткая и составляет 0,1мкг/л) повышает
температуру человека, вызывает судороги и способен индуцировать лейкемию. По
рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) страны ЕС и США
включили хлорфенолы в число приоритетных загрязнителей питьевой воды. Это
связано не только с их токсичностью, но и с полученными исследованиями ВОЗ
данными образования в водопроводной сети диоксинов (!) при наличии в ней
молекул хлорфенолов. ПДК диоксинов измеряется не миллиграммами, как для
большинства загрязнителей, не микрограммами, как для фенолов и их производных,
а пикограммами (1пг = 10~12 г). В Российской Федерации контроль за содержанием
в воде хлорфенолов не ведется.
4. Методы
очистки сточных вод
Во всех случаях сточные воды представляют собой сложные
гетерогенные системы загрязняющих веществ, которые могут находиться в
растворенном, коллоидном или нерастворенном состоянии, причем всегда
присутствуют как органические, так и неорганические компоненты загрязнений,
отличающиеся процентным содержанием.
Лучший вариант поддержания вод в чистом состоянии -
предотвращение их загрязнения, но поскольку это не всегда возможно, то
главная задача современного водопользования состоит в очистке загрязненных
вод и доведении их до состояния, позволяющего им служить жизненным пространством
для водных обитателей, источником питьевой воды и воды для полива сельскохозяйственных
культур.
Существуют различные методы очистки сточных вод:
механические, химические, физико-химические, биологические. Обычно на
хозяйственных объектах комбинируют различные методы очистки.
К сооружениям для механической очистки относятся:
решетки
и сита (для задержания крупных примесей);песколовки
(для улавливания минеральных примесей, песка);фильтры
(для мелких нерастворенных
примесей);жироловки,
маслоуловители, нефтеловушки (для отделения масел, жиров, смол, нефтепродуктов,
плавающих на поверхности
сточных вод).
Метантенк - это герметически закрытый резервуар, в котором анаэробные бактерии в термофильных
условиях (t ~ 30-40 °С) сбраживают сырой осадок из отстойников. В процессе брожения
выделяются метан, водород, углекислый газ, аммиак и другие газы, которые затем
используют для разных целей.
Осадки сточных вод, выгружаемые из метантенков, имеют
влажность 97 % и неудобны для утилизации. Для уменьшения их объема применяют
обезвоживание на центрифугах или на иловых площадках (проходя через активный
ил, осадки очищаются дополнительно). В результате обезвоживания осадка его
объем уменьшается в 7-15 раз (минимальная влажность 50 %). Эти осадки можно использовать
в качестве удобрений или, после брикетирования, в качестве топлива. Мировой
опыт показывает, что 25 % образующихся на очистных сооружениях осадков используют
в сельском хозяйстве, 50 % - размещают на свалках (полигонах), 25 % - сжигают.
В связи с ужесточением экологических требований к качеству окружающей среды
все большее предпочтение отдается сжиганию на специализированных заводах при
специфических условиях, обеспечивающих защиту атмосферы от загрязнения.
В некоторых случаях на предприятиях ограничиваются
механической очисткой, например если небольшой объем сточных вод сбрасывают в
очень мощный по объему водоем или если воду после механической очистки
повторно используют на предприятии. При механической очистке удается задержать
до 69 % нерастворенных примесей. Но обычно механическая очистка - это
предварительный этап с целью подготовки к следующим, более глубоким методам
очистки.
Для освобождения промышленных и коммунальных стоков от
тонкодиспергированных взвесей, не улавливаемых фильтрацией, растворимых
газов, неорганических и органических соединений используют физико-химические
методы очистки, позволяющие удалять из сточных вод токсичные, биохимически
неокисляемые органические соединения и достигать более глубокой степени
очистки.
Физико-химические методы позволяют не только автоматизировать процесс
очистки, но и рекуперировать загрязняющие вещества.
К физико-химическим методам относятся:
коагуляция;флотация;адсорбция;ионообменная
очистка (для извлечения ценных примесей, таких, как медь,
цинк, хром, никель и др., а также радиоактивных
веществ);
экстракция (экстрагенты растворяют
извлекаемое вещество в большей степени, чем вода, при этом сами имеют низкую
растворимость в сточной воде);
эвапорация
- выпаривание (отгонка водяным паром летучих примесей, таких как сероводород,
аммиак, диоксид углерод и др.);
дезодорация
(устранение неприятного запаха, в том
числе путем аэрации - продувки воздуха через сточную воду) и др.
Коагулянты способствуют укрупнению частиц, которые затем
оседают на дно. Чаш всего в качестве коагулянтов использую соли алюминия А12(S04)з, железа FeCl3 , Fе2(S04)з, известь СаС03.
Флотация - это способ отделения твердых частиц или капель
жидкости от сточной воды, основанный на различной смачиваемости (вредные
примеси собираются в пенном слое и удаляются). В резервуар с очищаемой водой
подается воздух, пузырьки которого адсорбируются на поверхностях извлекаемого
(гидрофобного) вещества и выносят его на поверхность воды. Для усиления
флотационного эффекта в воду добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ),
которые снижают поверхностное натяжение, ослабляя связь воды с флотируемым
веществом, а также вспениватели, которые увеличивают дисперсность пузырьков
воздуха и их устойчивость.
Флотационные установки применяют для очистки сточных вод
нефтеперерабатывающих, целлюлозно-бумажных, кожевенных, многих химических
производств и обеспечивают степень очистки до 95 %.
Адсорбцию (поглощение) используют для очистки сточных вод от
растворимых органических соединений - фенолов, пестицидов, красителей и т. п.
Очищаемую воду пропускают через фильтр, загруженный сорбентом, в качестве
которого применяют торф, опилки, золу, шлаки и другие малоценные вещества,
которые обычно сжигают после одноразового использования. Самый эффективный и
дорогой сорбент - активированный уголь.
Во многих случаях физико-химическая очистка обеспечивает
такое глубокое удаление загрязнений, что последующая биологическая очистка не
требуется.
Основные способы химической очистки - нейтрализация и
окисление.
Нейтрализацию проводят для приведения кислых стоков к
значениям рН, близким к нейтральным, например пропуская воду через слои
известняка (мела) или доломита (СаС03 MgC03):
2HN03 + СаС03 = Ca(N03)2 + Н20 + С02 или
2H2S04 + CaMg(C03)2 =
= CaS04 + MgS04 + 2H20 + 2C02.
Нейтрализация стоков и непосредственно водоемов, снижая их
кислотность, создает более благоприятные условия для водной биоты, поскольку
самый богатый и разнообразный по видам животный мир присущ водам, значения рН
которых относятся к нейтральной или слабощелочной области.
Окисление применяют для обезвреживания сточных вод,
содержащих токсичные примеси, патогенные для человека микроорганизмы. В
качестве окислителей чаще всего используют хлор и хлорсодержащие соединения,
способные выделять активный хлор. При введении хлора в воду образуются соляная
и хлорноватистая кислоты:
С12 + Н20 = НС1 + НС1О.
Комплекс соединений С12 + НС1О + С1О- называют активным
хлором. Его источником может быть также хлорная известь Са(С10)2.
Озонирование (продувка через воду озоно-воздушной или озоно-кислородной
смеси, в которой содержание озона 03 обычно порядка 3 %) не только очищает
сточные воды от фенолов, нефтепродуктов, канцерогенных ароматических
углеводородов и многих других токсичных примесей, но и производит
гигиеническую очистку воды - устраняет запахи и привкусы, уничтожает патогенные
для организма человека микроорганизмы и вирусы.
Биологическая очистка осуществляется биоценозом - сообществом
микроорганизмов, бактерий, простейших, червей, водорослей. Эти организмы
используют для своей жизнедеятельности и развития те органические соединения,
которые не были удалены из очищаемой воды на предыдущих стадиях ее обработки.
Биологическая очистка проводится как в искусственных условиях - в
биологических фильтрах и аэротенках, так и в естественных условиях - на полях
фильтрации, полях орошения, биологических прудах.
Биофильтры представляют собой резервуары, заполненные
крупнозернистым материалом - гравием или керамзитом, сквозь который
фильтруются сточные воды, оставляя на поверхности зерен биопленку, в которой
развиваются аэробные микроорганизмы, активно минерализирующие органические
загрязнения. Аэротенки представляют собой резервуары, в которых движется смесь
активного ила и сточной воды, постоянно перемешиваемая при помощи сжатого воздуха.
Воздух обеспечивает кислородом микроорганизмы активного ила, поддерживая его
во взвешенном состоянии. Хлопья активного ила представляют собой биоценоз
аэробных микроорганизмов, которые сорбируют на своей поверхности и окисляют органические
примеси сточных вод.
При любых способах очистки сточных вод заключительным
этапом их обработки всегда бывает обеззараживание - дезинфекция воды
хлорированием.
Перспективна биологическая очистка сточных вод в
естественных условиях - на полях фильтрации и земледельческих полях орошения. В
этих случаях для освобождения сточных вод от загрязняющих веществ используют
очищающую способность почвы. Фильтруясь сквозь слой почвы, вода оставляет в
ней взвешенные, коллоидные и растворенные примеси, а микроорганизмы почвы
окисляют органические загрязняющие вещества, превращают их в простейшие минеральные
соединения.
Заключение
Очистка сточных вод - составная часть общей стратегии охраны водных
ресурсов, обеспечения экологической безопасности биосферы и, в частности,
человека.
При решении проблемы загрязнения водоемов сточными водами и их очистки
большое значение приобретает повторное (многократное) использование воды, в
том числе использование очищенных сточных вод в качестве источника
технического водоснабжения предприятий, для орошения в сельском хозяйстве.
Возможность использования очищенных сточных вод для орошения в сельском
хозяйстве определяется степенью их очистки и соответствующими санитарными
нормами.
Теоретически все виды сточных вод, возникающих в
производстве, могут быть очищены до любого заданного состояния и кондиционированы
до нужного состава, но это требует колоссального расходования энергии,
получению которой, в свою очередь, на нынешнем уровне состояния энергетики
сопутствует загрязнение окружающей воздушной и водной среды.
Если прибавить к этому расходы на капитальное строительство,
оборудование и аппараты для очистки, то станет ясно, что наиболее рациональное
решение проблемы охраны водоемов от загрязнения сточным водами промышленных
предприятий - создание замкнутых систем водоснабжения и водоотведения, т. е.
использование очищенных сточных вод в системах оборотное водоснабжения. Расчеты
показывают, что при этом на обеспечение
экологичности производства потребуется минимум затрат поскольку биологически
очищенные сточные воды в оборотных системах водоснабжения позволяют частично
или полностью отказаться от свежей воды, что весьма актуально в свете
глобальной экологической проблемы современности - дефицита чистой пресной воды
на планете.
Оборотное водоснабжение позволит сохранить незатронутыми
техногенным воздействием пресные воды и наслаждаться
природной, действительно чистой водой, о
которой так замечательно сказал великий
французский философ и писатель Антуан де
Сент-Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни
цвета, ни запаха, тебя невозможно описать,
тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое
Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты - сама жизнь... ты самое
большей богатство на свете».
Литература
1. Влияние
тяжелых металлов на процессы биохимического окисления органических веществ: Л.
О. Никифорова, Л. М. Белопольский - Москва, Бином. Лаборатория знаний, 2009 г.- 80 с.
2. Водоотведение: Ю. В. Воронов, Е. В. Алексеев, В. П.
Саломеев, Е. А. Пугачев - Санкт-Петербург, Инфра-М, 2010 г.- 416 с.
3. На перекрестках ЭКОЛОГИИ: Плотников В. В, Москва "Мысль" 1985г.
4. Растения и чистота природной среды: Артамонов В. И.,
Москва "Наука", 1986г
5. Титриметрические методы анализа. Методические указания к
выполнению лабораторных работ по курсу «Аналитическая химия» для студентов 2
курса химического факультета/ Сост. Шрайбман Г.Н., Серебренникова
Н.В.-Кемерово:КемГУ,2003.44с.
Министерство образования Российской Федерации
Уссурийский Государственный Педагогический Институт
Биолого-химический факультет
Курсовая работа
Загрязнение сточными водами
Выполнил: студентка 2 курса 521 группы
Ястребкова С. Ю._________
Научный руководитель:
______________________________
Уссурийск, 2001 г.
Введение……………………………………………………………………..…3
I.1. Источники загрязнения внутренних водоемов…………………4
I.2. Выпуск сточных вод в водоемы……………………………………..7
II.1. Методы очистки сточных вод…………………………………….…9
Заключение………………………………………………………………….11
Приложение…………………………………………………………………13
Список литературы……………………………………………………..22
Введение
Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.
Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход
воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3.
При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.
Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно- бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.
Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.
I.1. Источники загрязнения внутренних водоемов
Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения
Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений; химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей; радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах; тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.
Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.
Сточные воды разделяют на три группы: фановые, или фекальные; хозяйственно-бытовые, включающие стоки от камбуза, душей, прачечных и др.; подсланевые, или нефтесодержащие. Для фановых сточных вод характерно высокое бактериальное загрязнение, а также органическое загрязнение(химическое потребление кислорода достигает1500-2000мг/л.). объём этих вод сравнительно невелик. - Хозяйственно бытовые сточные воды характеризуются невысоким органическим загрязнением. Эти сточные воды обычно сбрасываются за борт судна по мере образования. Сброс их запрещён только в зоне санитарной охраны. Подсланевые воды образуются в машинных отделениях судов. Они отличаются высоким содержанием нефтепродуктов.(6)
Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.
К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-
туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и
т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др.
Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.
Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.
Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.
Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.
На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно- бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме - беспозвоночных - неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест.
Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки.
Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными
микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным.
Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше,
чем воды, в которой они живут.
Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1л и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.
Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.
Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и
минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями
дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что
инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий, растворяются в
нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие
приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений.
Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а
по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как
на отдельные органы, так и на организм в целом.
В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.
Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.
В сточных водах обычно около 60% веществ органического происхождения, к этой же категории органических относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.
Нагретые сточные воды тепловых ЭС и др. производств причиняют
“тепловое загрязнение”, которое угрожает довольно серьезными последствиями:
в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется термический режим, что
отрицательно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают
благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых
водорослей - так называемого “цветения воды”. Загрязняются реки и во время
сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного
периода увеличивается загрязнение судами речного флота.
I.2. Выпуск сточных вод в водоемы
Количество сточных вод, выпускаемых в сточные объекты, определяется при помощи предельно допустимого сброса (ПДС). Под ПДС понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Расчёт ПДС производится по наибольшим среднечасовым расходом сточных вод q (в м3/ч) фактического периода спуска сточных вод. Концентрация загрязнений S’ст выражается в мг/л (г/м3), а ПДС - в г/ч. ПДС с учётом требований к составу и свойствам воды в водных объектах определяется для всех категорий водопользования как произведение:
Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д.
Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.
Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.
Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно- бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду - участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.
Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.
Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения загрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно- токсикологическому, обще санитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.
Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на качество воды.
Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта. В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.
II.1. Методы очистки сточных вод
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.
Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.
Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%
При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.
Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.
Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.
В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.
В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.
Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.
Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а
после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке,
хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют
также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование
и др.)
Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых
стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий
нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве
искусственного волокна._________________________________
Заключение
Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.
В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.
Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.
Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение
высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-
химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение
реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных
сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по
сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение.
Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической
очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач,
связанных с очисткой производственных сточных вод.
В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод.
На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и
истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4
% национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные
затраты составляют (в %): охрана атмосферы 35,2 %, охрана водоемов - 48,0,
ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как
видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов.
Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут
быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов
производства различных отраслей промышленности, а также осадков,
образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного
ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее
биофлокулянта.
Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это
одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Статья 250 УК РФ Загрязнение вод
1. Загрязнение, засорение, истощение поверхностных или подземных вод, источников питьевого водоснабжения либо иное изменение их природных свойств, если эти деяния повлекли причинение существенного вреда животному или растительному миру, рыбным запасам, лесному или сельскому хозяйству, - наказываются штрафом в размере от ста до двухсот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от одного до двух месяцев, либо лишением права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок до пяти лет, либо исправительными работами на срок до одного года, либо арестом на срок до трех месяцев.
2. Те же деяния, повлекшие причинение вреда здоровью человека или массовую гибель животных, а равно совершенные на территории заповедника или заказника либо в зоне экологического бедствия или в зоне чрезвычайной экологической ситуации, - наказываются штрафом в размере от двухсот до пятисот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от двух до пяти месяцев, либо исправительными работами на срок от одного года до двух лет, либо лишением свободы на срок до трех лет.
3. Деяния, предусмотренные частями первой или второй настоящей статьи, повлекшие по неосторожности смерть человека, - наказываются лишением свободы на срок от двух до пяти лет.
1. Объектом рассматриваемого преступления являются обществен- ные отношения в области охраны вод и экологическая безопасность. Предметом преступления являются поверхностные воды, в том числе поверхностные водотоки и водохранилища на них, поверхностные водоемы, ледники и снежинки, подземные воды (водоносный горизонт, бассейны, месторождение и естественный выход подземных вод).
Внутренние морские воды, территориальное море РФ, открытые воды
Мирового океана к предмету данного преступления не относятся.
2. Объективная сторона преступления состоит в загрязнении, засорении, истощении либо ином изменении природных свойств указанных выше компонентов гидросферы неочищенными и необезвреженными сточными водами, отходами и отбросами или токсичной либо агрессивной по отношению к качеству окружающей среды продукцией (нефтью, нефтепродуктами, химическими веществами) промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных и других предприятий и организаций.
В соответствии со ст. 1 водного кодекса РФ, принятого Государственной Думой
18 октября 1995г., засорение водных объектов – сброс или поступление иным
способом в водные объекты, а так же образование в них вредных веществ,
которые ухудшают качество поверхностных и подземных вод, ограничивают
использование либо негативно влияют на состояние дна и берегов таких
объектов.
Засорение водных объектов – сброс или поступление иным способом в водные
объекты предметов или взвешенных частиц, ухудшающих состояние и
затрудняющих использование подобных объектов.
Истощение вод есть устойчивое сокращение запасов и ухудшение качества
поверхностных и подземных вод.
Качество окружающей среды и её основных объектов, в том числе воды,
определяется с помощью специальных нормативов – предельно допустимых
концентраций вредных веществ (ПДК). Сбросы неочищенных сточных вод, отходов
промышленного и сельскохозяйственного производства в реки, озёра,
водохранилища, иные внутренние водоёмы резко повышают ПДК в водных
источниках и тем самым существенно снижают их качество. Сброс – поступление
вредных веществ в сточных водах в водный объект определяется ГОСТом.
Суммарный сброс в поверхностные водоемы в 2000 году в Уссурийском районе
Воздвиженская КЭЧ с. Новоникольское
МПЖКХ Уссурийского района
Таблица № 1
|ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД: |
|ВСЕГО: (тыс. м куб) |1071,96 |
|в том числе: |
|Загрязненных без очистки (тыс. м куб) |
|825,86 |
|Недостаточно очищенных (тыс. м куб) |246,10 |
|Нормативно-очищенных: |
|БПК полный (в тоннах) |48,730 |
|Нефтепродукты (в тоннах) |0,2694 |
|Взвешенные вещества (в тоннах) |36,870 |
|Сухой остаток (в тоннах) |0,000 |
|Азот аммонийный (в кг) |33657,180 |
|Нитраты (в кг) |820,160 |
|Нитриты (в кг) |158,740 |
|СПАВ (в кг) |1252,170 |
|Фенолы (в кг) |45,598 |
|Фосфор общий (в кг) |3376,660 |
Суммарный сброс на рельеф в Уссурийском районе в 2000 году.
Уссурийский район с. Воздвиженка - 2 322 АРЗ
Таблица №2
|ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД: |
|ВСЕГО: (тыс. м куб) |0,70 |
|в том числе: |
|Загрязненных без очистки (тыс. м куб) |0,70 |
|Недостаточно очищенных (тыс. м куб) |0,00 |
|Нормативно-очищенных: |
|БПК полный (в тоннах) |0,017 |
|Нефтепродукты (в тоннах) |0,0003 |
|Взвешенные вещества (в тоннах) |0,009 |
|Алюминий (в кг) |0,313 |
|Азот аммонийный (в кг) |1,170 |
|Железо (в кг) |0,771 |
|Медь (в кг) |0/015 |
|СПАВ (в кг) |0,110 |
|Фенолы (в кг) |0,007 |
|Фосфор общий (в кг) |0,082 |
|Хром (в кг) |0,03 |
|Цинк (в кг) |0,025 |
Суммарный сброс на рельеф в г. Уссурийске в 2000 году.
г. Уссурийск
АО «Дальэнерго - Центральные электросети»
Уссурийская дистанция водоснабжения и СТУ
ОАО «Приморнефтепродукт»
АООТ "Примагрореммаш"
Уссурийская КЭЧ
Совхоз «Юбилейный»
Таблица № 3
|ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД: |
|ВСЕГО: (тыс. м куб) |98,80 |
|в том числе: |
|Загрязненных без очистки (тыс. м куб) |82,21 |
|Недостаточно очищенных (тыс. м куб) |16,59 |
|Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб) |0.00 |
|Нормативно-очищенных: |
|биологически (тыс. м куб) |0.00 |
|физико-химически (тыс. м куб) |0.00 |
|механически (тыс. м куб) |0.00 |
|СОДЕРЖАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ |
|БПК полный (в тоннах) |2,087 |
|Нефтепродукты (в тоннах) |0,0301 |
|Взвешенные вещества (в тоннах) |5,654 |
|Сухой остаток (в тоннах) |3,500 |
|Алюминий (в кг) |42,560 |
|Азот аммонийный (в кг) |486,580 |
|Железо (в кг) |832,560 |
|Медь (в кг) |0,418 |
|Нитраты (в кг) |45,180 |
|Нитриты (в кг) |5,530 |
|СПАВ (в кг) |29,080 |
|Тетраэтилсвинец (в кг) |0,132 |
|Фенолы (в кг) |3,681 |
|Фосфор общий (в кг) |48,620 |
|Хлориды (в тоннах) |0,720 |
|Цинк (в кг) |1,650 |
Суммарный сброс в поверхностные водоемы в г. Уссурийске в 2000 году
г. Уссурийск
Новоникольское РЭК (филиал Уссурийского Райпо)
ОАО "Приморский сахар"
Уссурийская КЭЧ
ЗАО УМЖК "Приморская соя "
АО «Приморскавторанс» автоколонна 1273
Таблица № 4
|ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД: |
|ВСЕГО: (тыс. м куб) |17805,35 |
|в том числе: |
|Загрязненных без очистки (тыс. м куб) |5235,50 |
|Недостаточно очищенных (тыс. м куб) |12569,85 |
|Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб) |0,00 |
|Нормативно-очищенных: |
|биологически (тыс. м куб) |0,00 |
|физико-химически (тыс. м куб) |0,00 |
|СОДЕРЖАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ |
|БПК полный (в тоннах) |207,975 |
|Нефтепродукты (в тоннах) |8,6101 |
|Взвешенные вещества (в тоннах) |346,216 |
|Сухой остаток (в тоннах) |3,000 |
|Алюминий (в кг) |1665,310 |
|Азот аммонийный (в кг) |58894,770 |
|Бор (в кг) |892,000 |
|Железо (в кг) |10009,630 |
|Жиры, масла (в кг) |5562,000 |
|Медь (в кг) |218,920 |
|Нитраты (в кг) |89948,570 |
|Нитриты (в кг) |1049,830 |
|СПАВ (в кг) |1687,770 |
|Сероводород (в кг) |409,600 |
|Сульфаты (в тоннах) |0,300 |
|Тетраэтилсвинец (в кг) |0,049 |
|Таннин (в кг) |43,500 |
|Титан (в кг) |1411,000 |
|Фенолы (в кг) |131,206 |
|Фосфор общий (в кг) |10384,760 |
|Хлориды (в тоннах) |596,390 |
|Хром (в кг) |21,900 |
|Цинк (в кг) |222,810 |
Суммарный сброс в поверхностные водоемы в 1999 году в Уссурийском районе
Уссурийский район с. Воздвиженка
Воздвиженская КЭЧ
с. Новоникольское
МПЖКХ Уссурийского района
Таблица № 5
|ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД: |
|ВСЕГО: (тыс. м куб) |1060,30 |
|в том числе: |
|Загрязненных без очистки (тыс. м куб) |836,70 |
|Недостаточно очищенных (тыс. м куб) |223,60 |
|Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб) |0,00 |
|Нормативно-очищенных: |
|биологически (тыс. м куб) |0,00 |
|физико-химически (тыс. м куб) |0,00 |
|механической (тыс. м куб) |0,00 |
|СОДЕРЖАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ: |
|БПК полный (в тоннах) |32,070 |
|Нефтепродукты (в тоннах) |0,0670 |
|Взвешенные вещества (в тоннах) |27,400 |
|Азот аммонийный (в кг) |13201,580 |
|Нитраты (в кг) |2413,250 |
|Нитриты (в кг) |151,560 |
|СПАВ (в кг) |459,230 |
|Фенолы (в кг) |8,420 |
|Фосфор общий (в кг) |905,020 |
Суммарный сброс в поверхностные водоемы в г. Уссурийске в 1999 году
г. Уссурийск
Уссурийский Райкоопзаготпром
АО "Приморский сахар"
Уссурийское водоканалуправление
Уссурийский танкоремонтный завод (в/ч 96576)
Уссурийский картонный комбинат
Уссурийская КЭЧ
АО "Дальсоя "
Уссурийское вагоно-рефрижераторное депо (ВЧД-7)
Автоколонна 1273
Нефтебаза г. Уссурийска
Таблица № 6
|ОТВЕДЕНО СТОЧНЫХ ВОД: |
|ВСЕГО: (тыс. м куб) |17240,90 |
|в том числе: |
|Загрязненных без очистки (тыс. м куб) |5283,50 |
|Недостаточно очищенных (тыс. м куб) |11950,40 |
|Нормативно-чистых (без очистки) (тыс. м куб) |0,00 |
|Нормативно-очищенных: |
|биологически (тыс. м куб) |0,00 |
|физико-химически (тыс. м куб) |0,00 |
|механически (тыс. м куб) |0,00 |
|СОДЕРЖАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ: |
|БПК полный (в тоннах) |381,530 |
|Нефтепродукты (в тоннах) |5,7491 |
|Взвешенные вещества (в тоннах) |317,424 |
|Сухой остаток (в тоннах) |2,700 |
|Алюминий (в кг) |671,270 |
|Азот аммонийный (в кг) |79461,480 |
|Бор (в кг) |1486,000 |
|Железо (в кг) |11573,100 |
|Жиры, масла (в кг) |615,000 |
|Медь (в кг) |264,850 |
|Нитраты (в кг) |32^965,000 |
|Нитриты (в кг) |8702,800 |
|СПАВ (в кг) |1738,260 |
|Сероводород (в кг) |8,000 |
|Сульфаты (в тоннах) |271,900 |
|Таннин (в кг) |5332,100 |
|Титан (в кг) |1459,000 |
|Фенолы (в кг) |151,402 |
|Фосфор общий (в кг) |14477,740 |
|Хлориды (в тоннах) |628,310 |
|Хром (в кг) |150,000 |
|Цинк (в кг) |162,637 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. "Контроль качества воды" М: Стройиздат,
2. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. "Химия воды и микробиология" М:
Стройиздат, 1983г.
3. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков Под редакцией
В.Н. Соколова М: Стройиздат, 1992г.
4. Туровский И.С. "Обработка осадков сточных вод" М: Стройиздат, 1984г.
5. Сергеев Е. М., Кофф. Г. Л. "Рациональное использование и охрана окружающей среды городов." -М.: Высшая школа, 1995г.
6. Новиков Ю.В. «Охрана окружающей среды»М.: Высшая школа, 1987г.
-----------------------
Сточная вода
Реагентные методы
Ионная флотация
Хлорирование
Дистилляция
Ионный обмен
Центробежные методы
Обратный осмос, ультрафитрация
Ректификация
Экстракция
Регенеративные методы
Очистка от органических примесей
Очистка от минеральных примесей
Очистка от растворенных примесей
Очистка от суспендированных и эмульгированных примесей
Устранение или уничтожение
Очистка от газов
Озонирование
Деструктивные методы
Биологическое окисление
Жидкофазное окисление
Парофазное окисление
Адсорбция
Замораживание
Осветление во взвешенном слое осадка
Фильтрование
Флотация
Коагуляция
Очистка от мелкодисперсных и коллоидных примесей
Механическая очистка от грубодисперсных примесей
Отстаивание
Флокуляция
Электрические методы
Реагентные методы
Радиационное окисление
Электрохимическое окисление
Устранение
Закачка в скважины
Закачка в глубины морей
Термическое уничтожение
Сточные воды - это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства. К сточным водам относятся так же воды атмосферных осадков, воду от поливки улиц, мытья машин и автотранспорта. Загрязнения, содержащиеся в сточных водах, различны по своему химическому составу и физическому состоянию.
Классификация загрязнений сточных вод
По своему составу загрязнения сточных вод подразделяются на: органические, минеральные и биологические. Органические загрязнения - это примеси животного и растительного происхождения. Минеральные загрязнения - это кварцевый песок, глина, щелочи, минеральные кислоты и их соли, минеральные масла. Биологические загрязнения - это различные микроорганизмы: дрожжевые и плесневелые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе болезнетворные - возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии и др. Все примеси независимо от их происхождения подразделяются на 4 группы в зависимости от размеров частиц:
К первой группе относят нерастворимые в воде грубодисперсные примеси. Это могут быть примеси органической или неорганической природы. К этой группе относят микроорганизмы (простейшие, водоросли, грибы), бактерии и яйца гельмитов. При определенных условиях эти примеси могут выпадать в осадок или всплывать. Значительная часть этих примесей может быть выделена в результате осаждения.
Вторую группу примесей составляют вещества коллоидной степени дисперсии с размером частиц менее 10 -6 см. Гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси образуют с водой системы с особыми молекулярно-кинетическими свойствами. К этой группе относят высокомолекулярные соединения. В зависимости от физических условий, примеси этой группы способны изменять свое агрегатное состояние. Малый размер частиц затрудняет их осаждение. При разрушении устойчивости примеси выпадают в осадок.
К третьей группе относят примеси с размером частиц менее 10 -7 см. Они имеют молекулярную степень дисперсии. При их взаимодействии с водой образуются растворы. Для очистки сточных вод данной группы применяют биологические и физико-химические методы.
Примеси четвертой группы имеют размер частиц менее 10 -8 см. Они имеют ионную степень дисперсии. Это растворы кислот, солей и оснований. Некоторые из них удаляются из воды при биологической очистке. Для снижения концентрации солей используются также физико-химические методы очистки: ионный обмен, электродиализ и т.д.