Анализ сточных вод для экологии

В условиях постоянного загрязнения окружающей среды не только отходами производства, но и, казалось бы, «безобидными» чистящими средствами для посуды, анализ воды сточных вод становится насущной необходимостью. Как, кем и в каких случаях проводится такой анализ — об этом подробнее в статье.

Человек состоит из воды на 60 процентов, а значит, вода — один из самых важных ресурсов на нашей планете. Но вот парадокс — она подвергается наибольшему загрязнению именно человеком. Конечно, прошло то время, когда люди стремились непременно «повернуть реки вспять», но и пора истинного уважения к природе пока не наступила. Производственные предприятия продолжают руководствоваться исключительно соображениями экономии и прибыли, игнорируя сохранение экологической чистоты пространства, в котором живём мы и будут жить наши дети.

Государство пытается регулировать экологический баланс при помощи правил и ответственности, однако, как говорил профессор Преображенский: «Разруха начинается в головах». Чистоту природы и воды можно обеспечить, лишь начав с собственного поведения.

Существует ряд принятых на государственном уровне ГОСТов по качеству питьевой воды, а также нормы стоков и предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ.

При осуществлении производственной деятельности разрабатываются паспорта водного хозяйства, в том числе для учёта факторов риска: в них учитывается не только баланс водопотребления и водоотведения, источники водоснабжения, но и возможные загрязняющие вещества, а также их предельно допустимые концентрации и способы очистки.

Анализ воды сточных вод является обязательным при проведении хозяйственной деятельности, а также для предприятий, занимающихся очисткой воды: им необходимо периодически проверять качество стоков, поступающих на очистные сооружения.

Предприятие, сбрасывающее сточные воды, обязано контролировать их качество. К сожалению, совершенно избежать загрязнения воды невозможно, но она должна соответствовать критериям, установленным в договоре между потребителем и местным водоканалом или другой организацией, ответственной за очистку сточных вод.

Химический анализ выявляет наличие в сточной воде недопустимых веществ или их повышенных концентраций. Анализ воды сточных вод может проводиться по следующим показателям:

Хозяйственно-бытовые сточные воды не представляют для экологической безопасности столь высокой угрозы, как загрязнённые промышленные стоки. И всё же они должны проверяться на качество. В бытовых стоках определяется содержание жиров, фосфора, эфироизвлекаемых и других загрязняющих веществ.

Проверка качества воды также регламентирована нормативно-правовыми актами: орган, уполномоченный проводить анализ сточных вод — лаборатория, аттестованная в установленном порядке.

Такая лаборатория может быть как независимым субъектом, так и работать в составе производственного предприятия. К её деятельности предъявляются некоторые обязательные требования:

• она должна быть аттестована в государственной метрологической системе, причём аттестация проводится с определённой периодичностью;
• исследование сточных вод может осуществляться только при помощи поверенных в установленном порядке измерительных приборов.

Анализ воды сточных вод может быть как плановый, проводимый с определённой периодичностью, так и внеплановый, в случае выявления залповых сбросов загрязняющих веществ или по другим основаниям.

Процедура анализа состоит из нескольких этапов:

1. Сначала отбирается проба. Отбор пробы осуществляется в присутствии представителя предприятия и по его результатам составляется соответствующий акт.
2. Затем проводится непосредственно лабораторный анализ, по результатам которого составляется протокол исследования качества воды.
3. На основании протокола делаются выводы о качестве сточной воды, при выявлении недопустимых загрязнений местный водоканал может выставить нарушителю немалый штраф.

Очевидно, что предприятию выгодно самостоятельно контролировать качество стоков при помощи собственной лаборатории или заказав анализ в специализированной организации. Такой ход в итоге обойдётся дешевле, а окружающая среда станет чуточку чище.

источник

Вода – это самое необходимое, что нужно человеку, да и не только ему, для жизни. А чистая вода – это, в первую очередь, наше здоровье. Развитие цивилизации привело к тому, что чистая вода становится дефицитом.

Устраивая загородный дом наподобие городской квартиры, с водопроводом и канализацией, мало кто задумывается об очистке канализационных стоков, и зря.

Ведь сточные воды, попадая в землю, поступают в водоносные слои, откуда мы берем питьевую воду. И кто знает, что находится в такой воде? Если домовладелец заботится о своем здоровье и здоровье близких людей, он должен периодически делать анализ сточных вод.

Сточные воды частного дома по общему определению – это воды, загрязненные в процессе деятельности человека, а также воды, проникающие в грунт, в результате выпадения атмосферных осадков.

Попадая в землю, сточные воды способны изменить состав подземных вод, которые мы употребляем в качестве питьевой воды. Вода может приобрести неприятный запах, изменяется чистота воды, т.е. в ней могут появиться различные примеси и осадок. Кроме этого изменяется и химический состав воды.

Характер загрязнения грунтовых вод можно разделить на такие виды:

Механическое – когда в сточных водах высокое содержание нерастворимых частиц;

Загрязненные сточные воды представляют опасность для здоровья не только владельца участка, но и для соседних участков.

Проведение химического анализа полного типа является первоочередной задачей каждого владельца местной канализационной системы.

В настоящее время существует возможность как провести любой анализ, так и принять все меры к очистке сточных вод, сохраняя при этом не только свое здоровье, но и окружающую природу.

Чтобы с полной уверенностью в безопасности сточных вод пользоваться своей автонономной канализационной системой в загородном доме, необходимо знать состав этих вод.

Определяется это путем проведения многочисленных анализов:

Полный химический анализ сточных вод необходим для выбора оптимальной системы водоочистки. Но иногда возможен и анализ сокращенного типа. Вообще, анализы, даже проводимые несколько десятков раз, не могут представить полной и точной картины сточных вод. Все выводы, в принципе, условны.

При проведении полного химического анализа сточных вод определяют:

• Окраску сточных вод, Обычно бытовые сточные воды имеют слабую окраску. Если она изменяется на сильно выраженную, значит, сточные воды нуждаются в сильной очистке;
• Запах сточных бытовых вод своеобразен. Получается от распада органических соединений и фекалий;
• Температуру. Это показатель говорит о том, насколько быстро происходит биологическая очистка стоков;
• Прозрачность, которая служит показателем степени загрязнения стоков;
• Уровень pH в сточных водах, отвечающих нормам, должен быть нейтральным;
• Плотный осадок, который не должен превышать 10г/л;
• Значения ХБК и БПК (химическая потребность в кислороде и биологическая потребность в кислороде);
• Токсичность сточных вод, что является отрицательным показателем, так как при превышении нормы бактерии плохо справляются с очисткой стоков. К токсичным веществам, относятся многие моющие вещества, красители, медь, ртуть, кадмий, сульфиды, цианиды и другие вещества;
• Взвешенные вещества, которые в норме должны составлять 100-500мг/л;
• Формы азота, фосфор;
• Хлориды, сульфаты;
• Растворенный кислород, который необходим для жизнедеятельности бактерий;
• Биологические загрязнения.

При проведении анализов на сточные воды ГОСТ полученные результаты разделяет на два вида: предельно допустимые концентрации и недопустимые, т. е. именно то, чего не должно быть, и что является поводом для немедленного принятия соответствующих мер.

К недопустимым концентрациям загрязнения сточных вод относятся цианиды, некоторые щелочи и соли, соляная и серная кислоты.

Естественно, что такие анализы могут сделать только специализированные лаборатории, которые имею лицензию на проведение таких анализов для населения.

Многие владельцы загородных домов не задумываются о последствиях своей экономии, когда решают сделать вместо септика простую выгребную яму. Им стоит сделать анализ своей питьевой воды, если она поступает из скважины или колодца, расположенных в непосредственной близости от выгребной ямы. В этом случае можно с уверенностью сказать, что анализ питьевой воды будет далек от нормативных показателей. Есть риск заражения глистными инвазиями и другими инфекционными болезнями.

Кроме этого, водоносный слой, который подвергся заражению сточными водами, потребует десятилетних усилий по его очистке

И напротив, тем, у кого на участке оборудован по всем правилам канализационный септик, не стоит опасаться отрицательного анализа сточных вод, поскольку продуманная система устройства септика, в комплексе с применением биологической очистки сточных вод, даст положительные результаты в анализах питьевой воды.

Это объясняется тем, что сточные воды, находясь длительное время в первой камере септика, освобождаются от взвешенных частиц, которые выпадают в осадок.

Во второй камере происходит дальнейшая очистка и фильтрация стоков. И сбрасываемые воды в дренажный колодец или в грунт, уже, практически, безопасны для окружающей природы. По статистике проведенных анализов, лучшие показатели у владельцев септиков, нежели у владельцев выгребных ям.

В настоящее время существует достаточно много способов биологической очистки сточных вод. Это и препараты, которые непосредственно выливаются в септики и станции биологической очистки, средства, где микробы выпускаются в септик по достижениию определенного уровня сточных вод в септике.

Но чтобы все эти способы работали безотказно, нужно знать, что в септике должен быть нормальный уровень кислорода для нормальной жизнедеятельности анаэробных бактерий.

В септике должен быть постоянно органический субстрат для микробов. При длительном отсутствии владельцев, микробы, не получая свежей порции органики, могут просто погибнуть.

Вывод напрашивается такой – сделать современный септик дело конечно сложное, но наше здоровье важнее, чем вложенные средства и физические усилия.

источник

Промышленная деятельность зачастую не обходится без сброса сточных вод. Отработанная загрязненная жидкость попадает в окружающую среду, а значит, процесс ее сброса должен контролироваться. Для этого проводится специальное исследование — анализ сточных вод. Такая процедура выполняется по правилам и имеет свои особенности.

Сточными водами называют всю воду, загрязненную в быту или на производстве. Через канализацию или коллекторы она оказывается в водоносных слоях грунта. Другими словами, стоки могут в том числе стать причиной загрязнения питьевой воды. Стоки подразделяются на несколько групп, в зависимости от их происхождения. Они бывают:

Самыми опасными считаются именно промышленные стоки, поскольку в них могут находиться ядовитые, токсичные и радиоактивные элементы, а также тяжелые металлы, фосфаты, сульфиты. Чтобы избежать проникновения таких опасных веществ в окружающую среду, предприятия должны иметь надежные фильтры для сточных вод.

Анализ сточных вод предприятия позволяет с точностью определить содержание в них вредных элементов. Целью такого исследования является:

• определение уровня загрязнения;
• оценка результативности работы фильтров и очистных сооружений;
• рекомендации по улучшению очистительных работ.

Кроме того, такая проверка должна выявить, соответствуют ли стоки установленным ГОСТам.

Для промышленных предприятий устанавливается частота проведения регулярных анализов в зависимости от рода деятельности. При обнаружении нарушений, проверка повторяется экстренно. Также проведение экспертизы потребуется в следующих случаях:

• при исполнении программ производственной проверки;
• для составления базы данных с последующим оформлением документации;
• после проведения очистительных работ.

Исследование стоков проводится в лабораторных условиях либо на самом предприятии, либо в отделе СЭС. При этом проверка должна выполняться только специалистами, получившими лицензию. Лабораторные исследования сточных вод строго регламентированы и проводятся по инструкции, в которой в том числе описаны требования к оборудованию, задачи анализа, места отбора образцов и формулы подсчета сроков проведения регулярных проверок.

Экспертиза состоит из трех этапов:

• отбор проб;
• выполнение анализа в лаборатории сточных вод;
• подведение итогов, составление рекомендаций (при необходимости).

Каждый этап имеет свои правила. Так, сбор образцов может производиться только в присутствии собственника (представителя) предприятия. Обязательно составляется акт. Местом сбора выбирается хорошо перемешанный поток, чтобы концентрация образца была максимально информативной. Исходя из поставленных задач, отбор может быть простым (берется единожды в подходящем месте) и смешанным (несколько простых проб, взятых в разное время, смешиваются между собой).

Химический анализ сточных вод — главный этап экспертизы. Проверка образца производится сразу по нескольким показателям качества.

1. Физические показатели — уровень прозрачности, температура, цвет, запах. Эти признаки оцениваются визуально, поэтому считаются недостаточно информативными.
2. Сухой остаток — определение степени загрязнения. По этому показателю стокам присваивается категория.
3. Химические — позволяют определить щелочность и кислотность стоков. Измеряются путем наблюдения реакции взаимодействия с базовой pH.
4. Азотсодержащие соединения и фосфор — показатель, помогающий определить качество фильтрации стоков.
5. Токсины — коэффициент, показывающий наличие органических или неорганических токсических веществ.
6. Синтетические поверхностно-активные вещества — большое количество СПАВ препятствует естественным процессам очистки воды, понижает содержание кислорода. Показатель не должен превышать 20 мг/л.
7. Окисляемость — вычисляется при помощи биохимического и химического кислорода, позволяет оценить степень загрязнения стоков органическими и неорганическими веществами.
8. Зольность — определяет количество осадка, которое остается после нагревания взвешенных примесей.

При невозможности проведения полноценного лабораторного анализа стоков может быть применен экспресс-анализ. Он требует оборудования и занимает несколько минут. Однако, несмотря на такие преимущества, экспресс-анализ намного уступает лабораторной экспертизе в достоверности и информативности результатов.

Экспресс-анализ состоит из нескольких процессов:

• органолептического (изучение физических показателей);
• колориметрического (определение кислотности и наличия вредных веществ);
• титриметрического (определение щелочности и концентрации кислорода).

Экспертиза стоков — обязательная мера контроля. Своевременная проверка не только убережет предприятие от штрафа, но и поможет защитить окружающую среду от опасных веществ.

источник

Испытательная лаборатория Лаб24 проводит исследования сточной воды на максимально допустимые значения нормативных показателей общих свойств сточных вод и концентраций загрязняющих веществ в сточных водах, установленных в целях предотвращения негативного воздействия на работу централизованных общесплавных и бытовых систем водоотведения, а также централизованных комбинированных систем водоотведения (применительно к сбросу в общесплавные и бытовые системы водоотведения) и состоит из 31 показателя, так же Вы можете дополнить данный комплекс любым показателем из Прайс-листа лаборатории, либо выбрать необходимые из списка.

Испытательная лаборатория ЛАБ 24 выполняет исследования сточной воды, в соответствии с ГОСТ и СанПиН, на современном аналитическом оборудовании, результатом является Протокол исследований, внесенный в Реестр протоколов испытаний ФГИС Росаккредитации. Протокол анализа имеет юридическую силу для предоставления в государственные органы и истребования доказательств в Суде .

11 вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Низкий pH»>Водородный показатель (pН) в воде

Стоимость исследования не включает выезд специалиста и отбор проб.

Состав воды, наполняющей питьевой водопровод, и ее безопасность для здоровья, во многом зависит от качества стоков. Ведь они попадают на очистные сооружения, где важно правильно выбрать реактивы, эффективные для борьбы с именно теми веществами, концентрация которых превышает допустимые нормы. Анализ проб сточных вод, выполнить который можно в исследовательском центре «Лаб24», помогает успешно решать подобные проблемы.

Периодичность, с которой производятся анализы сточных вод, устанавливает принимающий их водоканал. Эта организация определяет и перечень показателей, на которые должна быть исследована проба. А вот ее отбор проводит уже предприятие, осуществляющее сбросы. Оно же заказывает анализ сточных вод в аккредитованной на это лаборатории.

Химический анализ сточных вод представляет собой комплекс испытаний предъявленных заказчиком образцов отбора по следующим показателям:

• Концентрации неорганических веществ в свободной форме или соединениях
• Уровню химического и биохимического потребления кислорода
• Содержанию взвесей
• Загрязненностью нефтепродуктами и жирами
• Температуре

Сделать анализ сточных вод на современном оборудовании, гарантирующем минимальный уровень погрешности исследований, предлагает «Лаб24». Его стоимость можно уточнить на сайте. После проведения испытаний станет абсолютно ясен химический состав стоков в образце. Результаты анализа будут отражены в итоговом заключении, принимаемом государственными разрешительными органами.

Несмотря на достаточно высокую стоимость, анализ сточной воды является одной из самых востребованных услуг, предоставляемых нашим центром. При необходимости, за дополнительную плату, мы можем произвести и отбор проб с выездом на место.

Результаты исследований можно получить одним из представленных ниже вариантов:

• в «личном кабинете» на сайте www.lab-24.ru;
• по электронной почте, указанной в заявке при сдаче проб в лабораторию;
• в офисе лаборатории;
• доставка курьером (дополнительная оплата);
• доставка курьерской службой (дополнительная оплата);
• получить результат можно на английском языке (перевод оплачивается дополнительно).

Результаты анализов доступны для получения любым указанным способом только с момента полной готовности всех заказанных лабораторных исследований

Компания «Лаб24», аккредитованная в Федеральной службе по аккредитации «Росаккредитация» имеет широкую область компетенций, что позволяет комплексно решать задачи, связанные с оценкой и анализом исследуемых объектов. Современное оборудование, а так же использование передовых методик, способные обеспечивать низкие пределы обнаружения, выдающееся качество данных и беспрецедентное обслуживание клиентов, является основополагающими принципами работы нашей компании. Наша миссия — предоставить аналитические услуги высшего качества, чтобы удовлетворить потребностям наших клиентов. Наша работа направлена на улучшение экологии, здоровья человека и принятие точных решений.

источник

При обустройстве автономной канализации загородного дома нужно принимать во внимание действующие санитарно-гигиенические стандарты. Проводится анализ сточных вод и в ряде других случаев – подробнее далее.

О круговороте воды в природе мы впервые слышим еще в школе. Поскольку человек активно участвует в большинстве технологических и биологических процессов, он вносит свой вклад в активное загрязнение среды. Самыми потенциально опасными являются сточные воды. Для определения их качества отбираются пробы, которые затем направляются в аккредитованные специализированные лаборатории.

Все организации, деятельность которых связана с анализом загрязненных стоков, должны отбирать пробы на анализ воды один раз в квартал. За превышение предельно допустимых норм загрязнения предусматриваются штрафы. Чаще всего экспертизу стоков заказывают лакокрасочные предприятия, полиграфические, химические, металлургические компании, автомойки и заправочные станции. Должны регулярно проводить соответствующие исследования и владельцы частных домов, поскольку загрязненные сточные воды наносят вред и им самим, и соседям.

Основные цели отбора проб и проведения анализа стоков:

• оценка степени влияния объекта, предприятия на канализацию, водоемы;
• оценка уровня эффективности работы очистных сооружений;
• экспертиза стоков в государственных органах в рамках согласования проектов;
• разработка норм предельно допустимого сброса для предприятий;
• подбор оптимального септика.

Сточные воды – сложная неоднородная система, загрязненная разными веществами, представленными в ее составе в разных состояниях (коллоидном, растворенном и нерастворенном). Стоки содержат биологические, органические и неорганические примеси. Если говорить о самих сточных водах, то к ним относят все прошедшие определенную переработку и загрязненные массы.

Чтобы получить уверенность в безопасности стоков на загородном участке, нужно провести анализ их состава. Для этого проверяются химические и санитарно-биологические показатели. Анализ может быть полным и сокращенным – данное деление используется специализированными лабораториями, но является достаточно условным, поскольку ни одна проверка не дает исчерпывающие результаты. Полный химический анализ стоков предполагает изучение запаха, температуры, прозрачности и цвета воды, определение значения рН, сухих примесей, наличия плотного остатка, его веса и объема, количества взвешенных частиц, химической и биологической потребности в кислороде. Также обязательно рассчитывается процентное содержание СПАВов, токсичных веществ, биологических загрязнителей, растворенного кислорода, сульфатов, хлоридов, азотистых соединений. Сокращенный анализ позволяет получать сведения о кислотно-щелочном балансе, прозрачности, наличии взвешенных частиц, биологической потребности в кислороде и содержании растворенного кислорода.

Канализационные стоки представляют собой жидкость, загрязненную в ходе промышленной и бытовой деятельности людей. Концентрация веществ будет разной для стоков жилых домов и жидкостей, отводимых от промышленных предприятий. Данный тип жидкости должен обязательно проходить специальные процедуры по водоочистке и сбрасываться обратно в реки, водоемы, грунтовые воды, пр. Стоки включают в себя минеральные, органические и биологические вещества. Визуально от чистой воды они отличаются мутностью, характерным цветом, резкому фекальному запаху.

При обустройстве автономной канализации загородного дома большинство людей отдает предпочтение выгребным ямам. Да, этот способ является самым доступным и простым, но он приводит к загрязнению подземных вод. Поэтому не используйте скважины с питьевой водой, расположенные поблизости от выгребной ямы – в них отмечается высокая концентрация загрязнений, включая инфекционные заболевания и глистные инвазии. В случае с септиком прогнозы куда более утешительные – в данном случае взвешенные вещества отстаиваются, выпадая в осадок, а в дренажный колодец уже сбрасываются очищенные стоки. Еще более современный и дорогостоящий вариант – станции биологической очистки. В них за счет деятельности аэробных микроорганизмов происходит очистка загрязненных сточных масс. Учтите, что станции биологической очистки являются достаточно прихотливыми в эксплуатации – они требуют поддержания постоянного температурного режима, обеспечения субстратом и наличия постоянной подачи воздуха. Если данные требования не выполнять, надеяться на то, что стоки будут очищаться в соответствие с действующими нормами, не стоит.

Промышленные стоки образуются на предприятиях, затем выводятся с их территорий через специальные коллекторы. Спектр загрязнителей зависит от деятельности организации – это могут быть органические и неорганические примеси, красители, сульфаты, фенолы, нефтепродукты, ПАВы, хлориды и тяжелые металлы. Анализ стоков позволяет определять специфику и спектр загрязнителей, которые скидываются в канализацию. При повторном анализе сооружений очистки ранее обнаруженных загрязнений быть не должно, или их показатель не должен превышать разрешенный минимум.

Рассмотрим все параметры, по которым производится анализ сточных вод:

1. Физические – это температура, прозрачность, цветность и запах. Информативность такого анализа невысокая.
2. Химические – а именно базовая кислотно-щелочная реакция, наличие сухого остатка, фосфора и азотистых соединений, сульфатов, хлоридов, синтетических поверхностно-активных веществ. Также обязательно определяется содержание свободного кислорода и степень окисляемости.

Оценка количественных и качественных показателей загрязненности воды нужна не только для составления эффективного плана очистных мероприятий, но и для повышения эффективности последних.

Лабораторный анализ сточных вод чаще всего заказывают:

• полиграфические комбинаты;
• предприятия лакокрасочной промышленности;
• пищевое производство;
• химическая отрасль;
• металлургия;
• автомойки, заправочные станции;
• легкая промышленность.

Ответственность за загрязнение окружающей среды стоками устанавливает Кодекс РФ об административных нарушениях. В соответствие с положениями статьи 8.2 данного акта, организации и граждане, которые не соблюдают экологические, санитарно-эпидемиологические требования к накоплению, сбору, размещению, транспортировке и иным обращениям с производственными отходами, подвергаются соответствующему наказанию. Размеры штрафов:

• 1-2 тыс. рублей для частных лиц;
• 30-50 тыс. рублей для предпринимателей;
• 10-50 тыс. рублей для должностных лиц.

Лаборатории предоставляют услуги по оценке сточных вод по всем указанным выше параметрам. Стоимость проверки зависит от набора исследуемых показателей. Примерный прайс:

1. Минимальный анализ на 7 показателей – 15 тыс. рублей.
2. Типовая проверка на 15 показателей – 23 тыс. рублей.
3. Расширенный перечень на 33 показателя – 40 тыс. рублей.

Также возможна оценка качества сточных вод по индивидуальным наборам показателей. Стоимость такой проверки зависит от количества проб и перечня показателей. В цену услуги уже входит выезд специалиста на объект, отбор проб и их консервация, транспортировка, составление анализа и формирование отчета.

По заявке заказчика специалист лаборатории выезжает на объект и делает отбор проб на анализ с соблюдением требований к транспортировке и консервации. Экспертиза проводится в собственной лаборатории компании, по ее результатам составляется протокол. Рекомендации относительно проводимых очистных мероприятий, выбору септика делаются по желанию заказчика.

Для забора проб используется строго чистая тара из пластика либо стекла объемом от 1 л. Ее нужно тщательно промыть водопроводной водой для исключения вероятности попадания бактерий и других веществ, которые способны негативным образом повлиять на достоверность результатов анализов. Если будет делаться бактериологическая проверка, емкость нужно использовать стерильную, герметично закрывающуюся – ее можно приобрести в лаборатории, где вы планируете проводить проверку. Емкость заполняйте практически до самого верха, оставляйте маленький зазор между крышкой и уровнем воды. Доставить пробы желательно в течение двух часов, не на солнце.

Для выполнения самого простого анализа обычно достаточно двух дней, анализ промышленных стоков требует больше времени из-за специфики его содержания. Результаты проверки должны содержать следующие данные:

• Запах воды.
• Цветность в °С.
• Прозрачность или мутность.
• Кислотность.
• Наличие осадка.
• Содержание растворенного кислорода.

Уровень биологического загрязнения подсчитывается при определении степени концентрации кишечных бактерий. Также анализ может определять глисты, вирусы, грибы и некоторые бактерии.

Вы можете заказать проведение анализа бытовых или промышленных стоков уже сегодня. Для этого выберите лабораторию, отправьте заявку и согласуйте детали сотрудничества с менеджером.

источник

Дата публикации: 01.09.2013 2013-09-01

Статья просмотрена: 13731 раз

Кутковский К. А. Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей // Молодой ученый. — 2013. — №9. — С. 119-122. — URL https://moluch.ru/archive/56/7745/ (дата обращения: 01.06.2019).

Воды и атмосферные осадки, которые поступают в естественные водоемы с территорий населенных пунктов и предприятий, принято называть сточными водами. Отвод данных вод осуществляется посредством канализации или естественным путем.

Сточные воды это в большей или меньшей степени загрязненные в результате использования бытовые, промысловые и производственные воды, содержащие отбросы или отработанное тепло, а также отличающиеся изменившимися в отрицательную сторону физическими и биологическими свойствами [1, с. 1287]. Из этого можно сделать вывод о, безусловно, антропогенном происхождении и неоднородности стоков, а также о сложности очистки или утилизации данного продукта антропогенной деятельности.

Из-за ухудшившихся биологических и физических свойств, сточные воды пагубно влияют на развитие всей биосферы. Сточные воды провоцируют и ускоряют эвтрофикацию водоемов из обильного содержания в них фосфора и азота, а также приводят к изменению естественных биоценозов и, как следствие, гибели биологических видов, загрязнению объектов водопользования, используемые человеком в качестве источника питьевой воды. Так же происходит обильное воздействие на артезианские бассейны: их биологическая чистота несопоставима с их состоянием до научно-технической революции, обусловившей эру активного антропогенного воздействия на природу.

Вследствие научно-технической мысли, ее развитии и повсеместном внедрение, источниками сточных вод являются практически любые антропогенные объекты: жилые дома, образовательные учреждения, медицинские объекты, торговые склады и точки реализаций товаров, различные сервисные организации, АЗС, металлургическая промышленность, пищевая промышленность, фармацевтической промышленность, сельхозяйственные угодья и т. д.

Для контроля качества и объема поступления сточных вод разрабатываются законы и подзаконные акты, происходит внедрение и разработка как новых, так и уже зарекомендованных себя методов очистки. Формируется всесторонний анализ сточных вод, позволяющий разработать оптимальный алгоритм очистки (с учетом характера загрязнителей) для каждого промышленного объекта и оценить качество воды, покидающей очистные сооружения. Любые нарушения влекут за собой штрафы и санкции, прописанные как в Водном кодексе РФ, так и в Уголовном кодексе РФ.

Определим, какими характеристиками обладают сточные воды, и как загрязнители влияют на процесс очистки. Для начала определим классификацию сточных вод и особенности отдельных их типов.

Виды сточных вод

1) Хозяйственно-бытовые. Этот тип стоков в основном поступает из жилых домов, а так же объектов социального пользования(больницы, образовательные учреждения, торговые центры и т. д.). Отведение происходит посредством хозяйственно-бытовой и общесплавной канализации. Состав загрязнителей: 58 % — органика, 42 % — минеральные вещества. Особенность — высокое содержание азотсодержащих соединений и фосфатов, значительная степень фекального загрязнения.

2) Промышленные сточные воды. Основной загрязнитель — объекты промышленности и предприятия различного рода деятельности. Отведение происходит посредством промышленной канализации. Спектр загрязнителей характеризуется видом промышленной деятельности. Содержат органические и неорганические элементы. Наибольшую опасность для гидросферы и человека представляют нефтепродукты, органические красители, фенолы, поверхностно-активные вещества, сульфаты, хлориды и тяжелые металлы.

3) Поверхностные сточные воды. Основное поступление из дождевых и талых вод, формирующихся из атмосферных осадков, проникающих в почву и стекающих в водоемы посредством ливневой канализации с территории промышленных предприятий и населенных пунктов. Спектр возможных загрязнителей широк и определяется особенностями территории и видом антропогенной деятельности, преобладающей в районе стока.

Анализ сточных вод

Рассмотрим основные источники поступления сточных вод в экосистемы: промышленные и бытовые объекты, на них приходится основная доля поступающих на очистные сооружения стоков. [2, с. 59] Анализ именно этих источников позволяет понять специфику оценки качества сточных вод и спектр загрязнителей. На выходе из очистных сооружений не должно быть примесей, содержишихся в характерной для той или иной природы стоков, либо их количество должно быть минимальным (определяется нормативами).

Для анализа качества вод используются следующие параметры: температура, цветность, запах и прозрачность. Физические показатели качества воды малоинформативные и понятны на интуитивном уровне. Для всех типов сточных вод характерна повышенная температура, специфический запах и сниженная прозрачность (определяется по шрифту). Изменение цветности (измеряется в градусах платинокобальтовой шкалы) присущи промышленным сточным водам и зависят от вида производственной деятельности.

Так же важным методом анализа качества вод является химический анализ. Реакция (рН) коммунальных сточных вод, как правило, нейтральна (6,5–8), а реакция промышленных стоков подвержена изменениям от сильнокислой (рН менее 3) до сильнощелочной (рН более 11) в зависимости от источника поступления. В процессе очистки реакция сточных вод должна стать нейтральной.

Для определения доли примесей как сухих, так и растворенных, используется такой параметр как «сухой остаток», отражающий степень загрязненности воды примесями. Данный параметр берется из нефильтрованной пробы. Он указывает на количество в воде примесей, как взвешенных (руда, окалина, известняк, кокс и т. д.), так и растворенных. В зависимости от содержания примесей сточные воды принято делить на четыре категории: первая — сухой остаток менее 500 мг/л (коммунальные сточные воды), четвертая — выше 30 000 мг/л. Отметка 5000 мг/л разделяет вторую и третью категорию. [4, с. 76]

Процесс очистки сточных вод от взвешенных примесей происходит путем механических методов очистки, самым распространенным из которых является метод отстаивания. Для прогнозирования эффективности этого метода используется показатель «оседающие вещества». Проба воды помещается в цилиндр, после чего оценивается, какое количество взвешенных веществ осядет за 2 часа. Измеряется в мг/л и процентах от сухого остатка. Оседающие вещества в городских сточных водах, как правило, составляют 65–75 %.

Необходимость вычисления сухого остатка обусловлена дальнейшей обработкой промышленных и коммунальных стоков при помощи биологических методов (бактерии), и на этой стадии количество взвешенных веществ не должно превышать 10 г/л.

Следующим важным параметром сточных вод является зольность твердых примесей. Прокаливание сухого остатка проводят при температуре «красного» каления (500–600°С), в результате чего часть химических соединений сгорает и улетучиваются в виде оксидов, углерода, водорода, азота, серы и других примесей, вес пробы уменьшается. Массу остатка, называемого золой, делят на первоначальную массу образца и получают зольность, выраженную в процентах. Для городских сточных вод характерна зольность 25–35 %.

Еще одним показателем является окисляемость. Данный показатель является санитарным, сфера его актуальности распространяется также не только на сточные воды. Окисляемость указывает на степень загрязнения воды органическими и неорганическими веществами, но также он используется для оценки степени органического загрязнения. Окисляемость определяется при помощи аэробных гетеротрофных бактерий (биохимическая окисляемость) и посредством химических реакций (химическая окисляемость — бихроматная, иодатная и т. д.).

Единицами измерения окисляемости является потребление кислорода: БПК и ХПК — биохимическое и химическое потребление кислорода, выраженное в миллиграммах О2 на литр. Большое значение имеет соотношение БПК к ХПК, которое позволяет прогнозировать, какое количество загрязнителей может быть удалено при помощи биологических методов очистки. [3, с. 141]

Химическая окисляемость определяет общее содержание в воде восстановителей — органических и неорганических, реагирующих с окислителями. В сточных водах преобладают органические восстановители, поэтому, как правило, всю величину окисляемости относят к органическим примесям воды.

Важнейшими показателям для сохранности гидросферы и эффективности биологической очистки является содержание фосфора и азотистых соединений. В сточных водах определяется содержание общего, нитратного, нитритного и аммонийного азота. От количества соединений азота зависит степень эффективности биологической очистки. При малом содержание азота в производственных сточных водах на стадии биологической очистки добавляют в воду хлористый аммоний. В хозяйственных стоках концентрация соединений азота всегда высока, из-за обилия поступающих веществ, связанных с процессом человеческой жизнедеятельности.

Концентрация фосфора в сточных водах всегда превышает ПДК. Основой поступления фосфатов в сточные воды служат фосфатные компоненты синтетических моющих средств и фекальные стоки, поступающие как из хозяйственной, так и из промышленной сферы. Избыток фосфорсодержащих соединений является одной из главных причин эвтрофикации водоемов.

Следующими показателями состояния сточных вод являются сульфаты и хлориды. Концентрация сульфатов в городских сточных водах обычно находится на уровне 100- 150 мг/л, хлоридов — 150–300 мг/л. В промышленных стоках (в частности, на металлургических заводах) уровень хлоридов и сульфатов значительно выше, к тому же к ним добавляются цианиды, аммиак и роданистые соединения.

Представленные выше показатели важны для оценки загрязненности стоков, так же их следует учитывать и в процессе трактовки данных, полученных в ходе иных анализов. Концентрацию хлоридов важно знать при определении ХПК, так как хлориды окисляются бихроматом калия до молекулярного хлора. Поэтому при концентрации хлоридов более 200 мг/л требуется их предварительное осаждение или введение поправки к результату анализа ХПК. Синтетические поверхностно-активные вещества, или СПАВ, так же являются серьезными загрязнителями естественных водоемов. Воздействие СПАВ напрямую влияет на эвтрофикацию рек и озер, угнетение процессов самоочищения гидросферы, торможение биохимических процессов в водоемах, вызывая другие губительные для биоценоза процессы.

Большинство СПАВ — органические вещества, состоящие из двух частей: гидрофобной и гидрофильной. Гидрофобная часть СПАВ соединена обычно с одной гидрофильной группой. В зависимости от физико-химических свойств гидрофильной части СПАВ делятся на три основных типа: анионактивные, катионоактивные, неионогенные. Каждый тип в свою очередь делится на классы в зависимости от химического состава гидрофобной части.

Примерно 75–80 % всех СПАВ, применяемых в быту и промышленности, составляют анионактивные. Важнейшим из них являются: алкилсульфаты с общей формулой R—O—SO₃Na (где R — углеводородный радикал с числом углеродных атомов от 10 до 20); алкилсульфонаты R—SO₃Na (с числом углеродных атомов 12–15) и алкиларилсульфонаты R—C₆Н₄—SO₃Na (с числом углеродных атомов в радикале 5–18).

Так же присутствие СПАВ резко отрицательно сказывается на работе очистных сооружений, во время очистки сточных вод поверхностно-активные вещества замедляют процессы осаждения твердых взвешенных частиц, провоцируют появление пены в очистных сооружениях и препятствуют биологической очистке. Для предотвращения данных процессов содержание СПАВ в стоках, поступающих на стадию биологической очистки, не должно превышать 20 мг/л. Некоторые фракции (в частности, жесткие СПАВ) предварительно должны быть полностью удалены химическими и физико-химическими методами.

Поверхностно-активные вещества присутствуют во всех сточных водах, в том числе и хозяйственно-бытовых. Источниками СПАВ в сточных водах является результат широкого применения их в быту и промышленности в качестве моющих средств, а также смачивающих, эмульгирующих, выравнивающих, дезинфицирующих препаратов.

Наиболее высокая концентрация токсических веществ определяется в промышленных сточных водах и классифицируются на две категории — неорганические и органические. К органическим токсическим веществам относятся нефтепродукты, смолы, карбоциклические соединения, пестициды, красители, кетоны, фенолы, спирты и СПАВ. Неорганические компоненты представлены солями, щелочами, кислотами и различными химическими элементами (хром, алюминий, свинец, никель, фтор, бор, железо, ванадий и т. д.).

В хозяйственно-бытовых и сельскохозяйственных сточных водах основными биологическим загрязнителями являются бактерии, вирусы, патогенные простейшие и яйца гельминтов, источником которых являются люди и животные.

Для оценки фекальной загрязненности сточных вод используются микробиологические анализы — определение общего микробного числа и количества общих колиформ (коли-тест). Основная задача данных анализов оценить степень фекального загрязнения воды, а не выявление самого факта наличия патогенных микроорганизмов. Вывод делается на основе степени загрязнения сточных вод фекалиями: чем выше уровень загрязнения, тем выше вероятность присутствия патогенных организмов в воде.

Бактериологический анализ сточных вод необходим для оценки эффективности работы очистных сооружений и дает представление о необходимых корректировках процесса очистки сточных вод. Дезинфекция проводится хлором, который оказывает негативное воздействие на качество воды.

Последним показателем является растворенный кислород. Содержание растворенного кислорода (РК) в воде характеризует кислородный режим водоема и имеет важнейшее значение для оценки его экологического и санитарного состояния. Он также необходим для самоочищения водоемов, т. к. участвует в процессах окисления органических и других примесей, разложения отмерших организмов. Снижение концентрации РК свидетельствует об изменении биологических процессов в водоеме, о загрязнении водоема биохимически интенсивно окисляющимися веществами (в первую очередь органическими). Потребление кислорода обусловлено также химическими процессами окисления содержащихся в воде примесей, а также дыханием водных организмов. Поэтому важным фактором является соблюдение качества очищенной воды, поступающей в естественные водоемы. [5, с. 49]

Оценка качественного и количественного состава загрязнителей сточных вод необходима не только для составления плана очистных мероприятий, но и для повышения их эффективности, а так же для мониторинга и последующего прогнозирования негативного антропогенного воздействия на гидросферу и экосистему в целом. Проблемы загрязненности сточных вод, методов очистки и возвращения в естественные источники или их повторное использование, давно перестали быть чем то далеким и несбыточным. За последние 150 лет качество наземных и подземных источников воды резко ухудшилось и требует не только использования современных норм и стандартов, но так же и поиск, разработку и внедрение новых идей и подходов, как к контролю поступающих загрязняющих веществ, так и к методам очистки сточных вод.

1. Советский энциклопедический словарь/Научно-редакционный совет: А. М. Прохоров (пред.).- М.: «Советская энциклопедия», 1981.- 1287 с.

2. Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов/С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, Ю. М. Ласков, В. И. Калицун.- М.:Стройиздат, 1996.- 59 с.

3. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Под редакцией О. А. Юшманова М.: Агропромиздат 1985.- 141 с.

4. Евилович А. З. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат 1989.- 76 с.

5. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения Под редакцией И. К. Гавич М.: Агропромиздат 1985.- 49 с.

источник

Таким образом, сточные воды мясной, молочной и пивоваренной промышленности занимают по загрязнениям одно из первых мест среди других видов пищевой промышленности. [12]

1.1.1 Сточные воды мясной промышленности

Все количество воды, потребляемое на различные технологические процессы, отводится из предприятий в виде сильно загрязненных сочных вод. Количество воды, расходуемой на отдельных предприятиях, колеблется в довольно широких пределах. Оно зависит от мощности предприятия, его производственного профиля, технического оборудования и размеров призаводской территории. Большое влияние на величину расхода воды оказывает также вид и возраст животных подвергающихся забою и переработке.

Сточные воды мясоперерабатывающего предприятия образуются в основном при мойке мясного сырья, водяном душировании колбас и мытье оборудования, инвентаря, тары и полов.

В производственный сток попадают жир, частицы мяса, кровь, белки, соль, фосфаты.

В мясной промышленности образуются два основных потока сточных вод — производственные и бытовые. Производственные стоки подразделятся на содержащие жир (стоки цехов первичной переработки, кишечного, пищевых жиров, субпродуктного, колбасного, технических полуфабрикатов) и на не содержащие жир (стоки остальных цехов, а также часть сточных вод кишечного цеха, незагрязненные условно- чистые воды от теплообменных аппаратов, вакуум-насосов, силовой и котельной установок). Из общего объема сточных вод объем производственных стоков составляет 70-75 %, не содержащих жир 4-8 %, а условно чистых 14-18 %. Объем сточных вод 8-12 %. [9]

В пробе общего стока мясоперерабатывающего предприятия содержится, мг/л: 526 взвешенных веществ, 46,5 жиров, 320 эфироизвлекаемых, 1,7 алюминия, 2,3 нефтепродуктов, 2,9 железа, 56 кальция, 0,15 меди, 94 натрия, 0,12 никеля, 0,2 стронция, 1,9 цинка, 1020 плотного осадка, 2,4 сероводорода и сульфидов, 1600 сухого остатка, 2,7 фосфатов, 35 фосфора общего, 1,4 фторидов, 95 хлоридов, 9,7 азота аммонийных солей, 2,1 азота нитратов. ХПК и БПК пробы составляют соответственно 2450 и 1020 мг/л, рН = 7,4.

Сточные воды предприятий мясной промышленности имеют высокую степень бактериальной обсемененности. Особую опасность представляют содержащиеся в них патогенные микроорганизмы – кишечная палочка, яйца глистов, сибирская язва и другие. Поэтому перед сбросом в водоемы или на земляные площадки сточных вод предприятий мясной промышленности их необходимо подвергать механической и биологической очистке и обеззараживанию. В случае присоединения системы канализации к городскому коллектору, сточные воды перед сбросом необходимо очищать от жира и животных отбросов. [13]

1.1.2 Сточные воды молочной промышленности

Сточные воды, сбрасываемые предприятиями молочной промышленности, можно разделить на четыре вида: производственные, хозяйственно-бытовые, теплообменные, ливневые.

Соотношение количеств отдельных видов сточных вод складывается на каждом молочном предприятии по-разному, и состав их меняется в зависимости от времени года. Самое большое количество загрязнений содержится в сточных водах в летние месяцы.

Производственные сточные воды являются наиболее загрязненными. Они образуются в результате различных технологических операций, а также при мойке емкостей и уборке производственных помещений. Их нагрузка по БПК₅ зависит от ряда факторов и при экономном хозяйствовании (без спуска побочных продуктов в канализацию) колеблется в пределах от 500 до 2000 г О₂ на 1 м 3 .

Хозяйственно- бытовые сточные воды составляют большую часть общего количество сточных вод. Их нагрузка зависит исключительно от количества людей на производстве и живущих на территории предприятии, а также от степени обеспечения предприятия санитарным и хозяйственным оборудованием и, выраженная в БПК₅ , составляет в среднем 400 г О₂ на 1 м 3 .

Теплообменные сточные воды относятся к группе так называемых условно чистых вод. Они образуются при охлаждении молочного оборудования (пастеризаторов, охладителей, емкостей), а также холодильной аппаратуры и чаще всего благодаря небольшой степени загрязнений направляются в сборник оборотных вод. Оттуда часть воды идет на мойку помещений, а часть сбрасывается через чересной перелив в канализацию. Нагрузка теплообменных вод по БПК₅ около 20 г О₂ на 1 м 3 .

Ливневые сточные воды образуются из атмосферных осадков, которые, проходя через околоземные слои воздуха, улавливают пыль, газы, продукты неполного сгорания топлива. Их нагрузка зависит от состояния территории предприятия, покрытия кровли, вида колесного транспорта и его интенсивности, степени загрязнения воздуха, интенсивности и длительности дождя. Нагрузка по БПК₅ колеблется в пределах от 30 до 100 г О₂ на 1 м 3 .

В зависимости от системы канализационной сети сточные воды отводятся в водоем либо по одному общему коллектору, либо по нескольким. При общей сточной канализации производственные, хозяйственно-бытовые, ливневые и теплообменные сточные воды попадают в один канализационный водовод и направляются к ближайшему водоему. При раздельной канализации сбрасываются вместе производственные и хозяйственно бытовые воды, а в ливневую канализацию направляются также теплообменные воды.[5]

Производственные сточные воды молочных предприятий относятся к группе стоков с органическими загрязнениями. Загрязнения этих вод состоят главным образом из органических веществ в виде водных растворов, коллоидных суспензий (таблица 1.2).

Таблица 1.2 Состав сточных вод молочных предприятий

Свежие производственные стоки имеют белый или желтоватый цвет. Реакция их щелочная. Так как в сточных водах содержатся белковые вещества, углеводы и жиры, они быстро повергаются загниванию и закисанию. Наступает сбраживание молочного сахара в молочную кислоту, что приводит к осаждению казеина и других протеиновых веществ. Загнивание последних сопровождается выделением очень неприятного запаха. рН сточных вод при этом снижается до 4,5. Самыми опасными для водоемов являются сточные воды, сбрасываемые при производстве казеина, твердых сыров и творога.

Производственные сточные воды молочных заводов, кроме перечисленных выше загрязнений, содержат химические соединения, применяемые для мойки емкостей, аппаратуры и полов (детергенты).

Сточные воды предприятий молочной промышленности в случае сброса их в водоемы без предварительной очистки оказывают вредное воздействие на воду последних. В результате биохимического окисления органические соединения, содержащиеся в сточных водах, из водоемов поглощают большое количество кислорода, в результате чего фауна и флора водоемов могут погибнуть.[7]

Органические вещества, попадающие в водоемы со сточными водами мясной и молочной промышленности, вызывают процессы гниения. В результате чего резко уменьшается содержание кислорода в воде, что вызывает так называемые заморы – массовую гибель рыб и других животных. [1]

1.1.3 Сточные воды пивоваренной промышленности

В пивоваренной и солодовенной промышленности воду применяют для производства солода, варки сусла, мойки аппаратуры и емкостей, охлаждения. Расход воды зависит от принятой схемы водоснабжения, степени обеспечения предприятия водой и, наконец, от оборудования заводов.

Наиболее существенная часть в водном балансе пивоваренных заводов приходится на теплообменные воды. Вода для целей охлаждения может быть использована однократно, но может и возвращаться для рециркуляции. Оборотная система требует межоперационного охлаждения воды, но более выгодна в отношении расхода воды, а при недостатке свежей воды необходима.

Рециркуляция теплообменных вод имеет большое значение для водного хозяйства пивоваренного завода. Исключение теплообменных вод не влияет в сторону снижения загрязнений, отводимых со сточными водами, но позволяет значительно сократить размеры некоторого оборудования очистных станций для сточных вод.

Температура общих сточных вод пивоваренных заводов близка к 20єС. Реакция почти нейтральная, период времени, в течение которого они загнивают, очень короткий и составляет 2-3 ч. В случае особо низких концентраций этот период несколько более длительный. Сточные воды содержат сравнительно большое количество биогенных элементов: азота, фосфора и калия. Это имеет большое значение при сельскохозяйственном использовании сточных вод и при их биологической очистке. Показатели, характеризующие загрязнения сточных вод, — окисляемость, БПК₅ и содержание взвешенных веществ — в среднем в два раза выше, чем в типичных городских стоках, но на отдельных предприятиях они могут быть несколько меньшими, а на других — в несколько раз большими.[5]

Количество израсходованной воды, а также сточных вод на пивоваренных заводах зависит от целого ряда факторов, сложившихся на данном предприятии. Если принять, что на единицу пива или солода приходится всегда одинаковое количество загрязнений, отводимых со сточными водами, то увеличение количества сточных вод сопровождалось бы снижением их концентрации. Это предположение было бы правильным только при условии, что на всех предприятиях применяется одна и та же схема использования сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, используются одинаковые технологические методы, созданы одинаковые условия производства, и установлено идентичное оборудование. Но поскольку в условиях пивоваренной промышленности нет реальных оснований для такого предположения, сточные воды на разных предприятиях получаются с разной характеристикой (таблица 1.3).

Таблица 1.3 Состав сточных вод пивоваренных предприятий

Непосредственный сброс в водоем теплых теплообменных сточных вод как условно чистых в обход очистных сооружений возможен только в том случае, если на пивоваренном заводе существует отдельная канализационная сеть для непосредственного сброса ливневых вод, но это неблагоприятно сказывается на состоянии водоема. Теплообменные воды, повышая среднюю температуру вод, с которыми они смешиваются, тем самым затрудняют растворение кислорода воде, а, следовательно, и ход процесса самоочищения.[5]

1.2 Влияние сточных вод на состояние водоемов

Загрязняющие вещества, поступая в природные воды, вызывают изменение физических свойств среды (нарушение первоначальной прозрачности и окраски, появление неприятных запахов и привкусов и т.п.); изменение химического состава, в частности появления в ней вредных веществ; появление плавающих веществ на поверхности воды и отложений на дне; сокращение в воде количества растворенного кислорода вследствие расхода его на окисление поступающих в водоем органических веществ загрязнения; появление новых бактерий, в том числе и болезнетворных.

Из-за загрязнения природных вод они оказываются непригодными для питья, купания, водного спорта и технических нужд. Особо пагубно оно влияет на рыб, водоплавающих птиц, животных и другие организмы, которые заболевают и гибнут в больших количествах.[8]

Последствия загрязнения опасны, прежде всего, для всех живых обитателей морей и океанов. Эти последствия разнообразны. Первичные критические нарушения в функционировании живых организмов под действием загрязняющих веществ возникают на уровне биологических эффектов: после изменения химического состава клеток нарушаются процессы дыхания, роста и размножения организмов, возможны мутации и канцерогенез; нарушаются движение и ориентация в морской среде. Морфологические изменения нередко проявляются в виде разнообразных патологий внутренних органов: изменений размеров, развития уродливых форм. Особенно часто эти явления регистрируются при хроническом загрязнении.

Все это отражается на состоянии отдельных популяций, на их взаимоотношениях. Таким образом, возникают экологические последствия загрязнения. Важным показателем нарушения состояния экосистем является изменение числа высших таксонов — рыб. Существенно изменяется фотосинтезирующее действие в целом. Растет биомасса микроорганизмов, фитопланктона, зоопланктона. Это характерные признаки эвтрофикации морских водоемов, особенно они значительны во внутренних морях, морях закрытого типа. В Каспийском, Черном, Балтийском морях за последние 10-20 лет биомасса микроорганизмов выросла почти в 10 раз. В Японском море сущим бедствием стали «красные приливы», следствие эвтрофикации, при которой бурно развиваются микроскопические водоросли, а затем исчезает кислород в воде, гибнут водные животные и образуется огромная масса гниющих остатков, отравляющих не только море, но и атмосферу.

Загрязнение Мирового океана приводит к постепенному снижению первичной биологической продукции. По оценкам ученых, она сократилась к настоящему времени на 10%. Соответственно этому снижается и ежегодный прирост других обитателей моря.

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.

Промышленные сточные воды, содержат растворимые, нерастворимые и коллоидные вещества. Характер и концентрация загрязнений могут оказывать на состояние воды в водоемах самое разнообразное влияние. Взвешенные вещества после сброса в реку могут частично раствориться, а их нерастворимая часть увеличит содержание суспензии в воде. Некоторые вещества, будучи сброшенными в водоем в растворимом состоянии, вследствие изменения pH среды или других химических реакций могут вызвать образование вторичных взвешенных веществ. Примером такого рода изменений является окисление железистых солей в реке, в аэробных условиях, с образованием нерастворимой гидроокиси железа.[16]

Попадание в водоем сточных вод, содержащих суспензии, весьма неблагоприятно отражается на его состоянии. Осаждаясь, суспензии заиливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность донных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении донных осадков могут образоваться вредные соединения и даже отравляющие вещества, такие, как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняет также проникновение света в глубь воды и задерживает процессы фотосинтеза в водяных растениях, особенно в водорослях, которые под действием солнечного света образуют кислород, необходимый для окисления органических загрязнений.

Загрязнения, попадающие в сточные воды в растворимом состоянии, содержат большое количество минеральных и органических соединений. Многие из этих соединений оказывают вредное или отравляющее действие на растительные и животные организмы, живущие в воде, и приводят к тому, что вода становится непригодной для употребления в коммунальном хозяйстве и промышленности.

К минеральным токсическим соединениям можно отнести соли свинца, мышьяка, фтора, хрома меди. Токсическим действием отличаются также кислоты и основания, поскольку они вызывают изменения pH среды, доводя его до величины ниже 6,5 или выше 8,0. при таких изменениях наступает гибель или приостанавливается жизнедеятельность организмов, принимающих активное участие в процессе самоочищения водоемов.[17]

Все более становится проблема загрязнения поверхностных вод органическими соединениями, неблагоприятно отражающегося на вкусовых качествах и запахе воды. Органические соединения с трудом поддаются разложению, замедляя в тоже время биологические процессы, имеющие решающее значения для самоочищения поверхностных вод.

Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное воздействие оказывают все загрязнения, которые, так или иначе, способствуют снижению содержанию кислорода в воде. Поверхностно- активные вещества- жиры, масла, смазочные материалы — образуют на поверхности воды пленку, которая препятствуют газовому обмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщения воды кислородом.

Основную группу соединений составляют соединения, вредное действие которых вызывается расходованием растворенного в воде кислорода на процессы их разложения и окисления. Загрязнения могут подвергнуться окислению в результате химических или биологических процессов. Например, сульфиты в водной среде, содержащей кислород, при соответствующем pH подвергаются химическому окислению до образования сульфатов, а закисные соли железа – до образования окисных солей. Органические загрязнения городских и промышленных стоков окисляются в результате биологических процессов. В сточных водах пищевой промышленности загрязнения содержатся главным образом в виде растворимых органических соединений – углеводов, органических кислот, белков и жиров, которые при растворении в воде подвергаются биологическому окислению.

Среди загрязнений, сбрасываемых в поверхностные воды, значительное место занимают соединения, приводящие к возникновению в воде неприятного запаха и вкуса, что особенно недопустимо в случаях, когда вода предназначается для хозяйственных нужд и нужд пищевых производств. Присутствие некоторых минеральных веществ, например, соединений железа, даже в ничтожных концентрациях значительно ухудшает вкус воды. Неприятный запах и вкус придают воде сероводород, который образуется в анаэробных условиях в результате биологических процессов восстановления сернистых соединений, и хлорфенол, который образуется при хлорировании воды, содержащей фенол.[10]

1.2.1 Влияние органических загрязнений на состояние водоемов

В состав органических загрязнителей входят главным образом углерод, водород, кислород и азот. Окисление этих элементов обуславливают многие неблагоприятные ситуации, создающиеся в загрязненных реках и озерах.

При попадании органических веществ со сточными водами концентрация растворенного кислорода уменьшается. Это вызвано окислением органических веществ бактериями или простейшими. Естественное перемешивание воды с воздухом в принципе способно возместить удаленный кислород, однако это происходит не сразу. Поначалу возникает конкуренция между факторами, способствующими обеднению воды кислородом и факторов, восстанавливающими содержание кислорода в воде.

В потоке выделяются четыре основные зоны:

1) зона чистой воды (высокий уровень растворенного кислорода) выше места сброса сточных вод;

2) зона ухудшения качества воды (уровень растворенного кислорода падает);

3) зона ущерба (относительно постоянный и очень низкий уровень растворенного кислорода);

4) зона восстановления (повышение уровня растворенного кислорода).

Зона чистой воды. Эта зона находится вверх по течению от источника сброса сточных вод; здесь в чистой воде обитают рыбы, моллюски, личинки поденок и ручейников и многие другие виды. Чтобы выжить, этим животным требуется растворенный в воде кислород. Если концентрация кислорода в воде снижается, то эти чувствительные к кислороду виды исчезают первыми. К ним относятся форель, окунь, лосось, минога.

Зона ухудшения качества воды. Эта зона находится ниже по течению от места сброса в реку органических отходов. Виды, которые способны выживать при несколько пониженных уровнях растворенного кислорода, называются умеренно толерантными. К этим видам относятся: мокрица, бокоплав, моллюск, прудовик, пиявка и некоторые виды водорослей и простейших.

Зона ущерба. Эта зона, следующая за зоной ухудшения качества воды, характеризуется тем, что растворенный в воде кислород практически отсутствует. При крайне низкой концентрации кислорода в воде способны выживать лишь немногие виды, а многочисленные виды, которые характерны для чистой воды, полностью исчезают. Их замещает группа организмов, называемых толерантными вследствие их способности обитать в условиях крайне низкого содержания кислорода. Один из таких организмов — трубочник, питающийся различными остатками и способный существовать при содержании кислорода в воде всего 0,5 мг/л. Другой обитатель загрязненного донного ила – личинка – крыска. Эта личинка дышит при помощи длинной дыхательной трубки, достигающей поверхности воды. Их может быть так много, что они покрывают сплошным колеблющимся красным ковром все дно ручья или речки. Еще один обитатель этой зоны — красная личинка комара- дергуна, или «мотыль». Как и трубочник, она питается донным илом.

В зоне чистой воды многие виды сосуществуют в тесном соседстве друг с другом, причем каждый вид представлен умеренным числом особей. В зоне ущерба обитает очень небольшое число видов, но численность их может быть колоссальной. Если в зоне ущерба не удается обнаружить большого количества организмов, устойчивых к загрязнениям, то весьма вероятно, что какие-либо ядовитые химические отходы препятствуют увеличению их числа.

Зона восстановления. За зоной ущерба следует зона восстановления. Здесь воды становится чище и пропускает солнечный свет. В результате этого содержание кислорода воде увеличивается до более приемлемых значений. С осветлением воды и восстановлением количества кислорода в воде начинают появляться водоросли. Их присутствие может привести к колебаниям содержания кислорода в воде. В дневные часы водоросли выделяют кислород как побочный продукт фотосинтеза. Однако ночью дыхание водорослей и их разложение приводит к вторичному уменьшению концентрации кислорода. Эти вызванные наличием водорослей колебания содержания кислорода в воде могут привести к тому, что типичное водное сообщество, организмы которого требуют для своего существования кислорода, уже не восстановятся. Ниже зоны восстановления могут снова появиться виды, характерные для зоны чистой воды. Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей.[11]

1.2.2 Влияние неорганических соединений на состояние водоемов Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения меди, цинка, кадмия, меди, фтора, хлора, ртути, свинца, цианида, роданида. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен на рисунке 1

Рисунок 1 – Токсический эффект наиболее распространенных загрязнителей

Загрязнения не обязательно должны быть токсичными, чтобы вызвать гибель водных организмов и ли снизить качество воды. Примерами таких загрязнений могут служить фосфаты и нитраты.

Углерод, кислород, водород, азот в форме нитратов, фосфор в виде фосфатов относятся к элементам питания, т.е. это «пища», необходимая для роста и развития растений. В небольших количествах им требуются даже другие элементы, в частности железо, медь и кальций.

Озера с большим количеством этих необходимых растениям элементов называют эвтрофными.[11]

Эвтрофикацией называется процесс ухудшения качества воды из-за избыточного поступления в водоем так называемых «биогенных элементов», в первую очередь соединений азота и фосфора. Эвтрофикация — нормальный природный процесс, связанный с постоянным смывом в водоемы биогенных элементов с территории водосборного бассейна. Однако в последнее время на территориях с высокой плотностью населения или с интенсивно ведущимся сельским хозяйством интенсивность этого процесса увеличилась многократно из-за сброса в водоемы коммунально-бытовых стоков, стоков с животноводческих ферм и предприятий пищевой промышленности. Механизм воздействия эвтрофикации на экосистемы водоемов следующий.

1. Повышение содержания биогенных элементов в верхних горизонтах воды вызывает бурное развитие растений в этой зоне (в первую очередь фитопланктона, а также водорослей-обрастателей) и увеличение численности питающегося фитопланктоном зоопланктона. В результате прозрачность воды редко снижается, глубина проникновения солнечных лучей уменьшается, и это ведет к гибели донных растений от недостатка света. После отмирания донных водных растений наступает черед гибели прочих организмов, которым эти растения создают места обитания или для которых они являются вышерасположенным звеном пищевой цепи.

2. Сильно размножившиеся в верхних горизонтах воды растения (особенно водоросли) имеют намного большую суммарную поверхность тела и биомассу. В ночные часы фотосинтез в этих растениях не идет, тогда как процесс дыхания продолжается. В результате в предутренние часы теплых дней кислород в верхних горизонтах воды оказывается практически исчерпанным, и наблюдается гибель обитающих в этих горизонтах и требовательных к содержанию кислорода организмов (происходит так называемый «летний замор»).

3. Отмершие организмы рано или поздно опускаются на дно водоема, где происходит их разложение. Однако донная растительность из-за эвтрофикации погибает, и производство кислорода здесь практически отсутствует. Если же учесть, что общая продукция водоема при эвтрофикации увеличивается, между производством и потреблением кислорода в придонных горизонтах наблюдается дисбаланс, кислород здесь стремительно расходуется, и все это ведет к гибели требовательной к кислороду донной и придонной фауны. Аналогичное явление, наблюдающееся во второй половине зимы в замкнутых мелководных водоемах, называется «зимним замором».

4. В донном грунте, лишенном кислорода, идет анаэробный распад отмерших организмов с образованием таких сильных ядов, как фенолы и сероводород, и столь мощного «парникового газа» (по своему эффекту в этом плане превосходящего углекислый газ в 120 раз), как метан. В результате процесс эвтрофикации уничтожает большую часть видов флоры и фауны водоема, практически полностью разрушая или очень сильно трансформируя его экосистемы, и сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества его воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения.[17]

1.2.3 Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов

Повышение температуры в водоёмах пагубно влияет на жизнь водных организмов. В течение длительной эволюции холоднокровные обитатели водной среды приспособились к определённому интервалу температур. Для каждого вида существует температурный оптимум, который на определённых стадиях жизненного цикла может несколько изменяться. В определённых пределах эти организмы способны приспосабливаться к жизни при более высоких или более низких температурах. Если организм живет в условиях самых высоких температур присущего ему интервала, он настолько к ним приспосабливается, что гибель его может наступать при температурах несколько более высоких, чем для организма, постоянно живущего в условиях более низких температур. Большая часть водных организмов быстрее приспосабливается к жизни в более тёплой воде, нежели в более холодной. Однако эта способность к адаптации не имеет абсолютных максимальных или минимальных пределов и меняется в зависимости от вида.

В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.

Тепловой шок — это крайний результат теплового загрязнения.

Результатом сброса в водоёмы нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ. Согласно закону Ван Гоффа, скорость химической реакции удваивается с увеличением температуры на каждые 10єС. Поскольку температура тела холоднокровных организмов регулируется температурой окружающей водной среды, повышение температуры воды усиливает скорость обмена веществ у рыб и водных беспозвоночных. В свою очередь это повышает их потребность в кислороде. В то же самое в результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда как потребность в нём живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс и даже смерть. В летнее время повышение температуры воды всего на несколько градусов может вызвать 100%- ную гибель рыб и беспозвоночных, особенно тех, которые обитают у южных границ температурного интервала.

Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб — вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию. Если разрушающая сила электростанций превышает способность видов к самовосстановлению, популяция приходит в упадок.

Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются.

Если тепловое загрязнение усугубляется поступлением в водоём органических и минеральных веществ, происходит процесс эвтрофикации, то есть резкого повышения продуктивности водоёма. Азот и фосфор, служа питанием для водорослей, в том числе микроскопических, позволяет последним резко усилить свой рост. Размножившись, они начинают закрывать друг другу свет, в результате чего идёт процесс их массового отмирания и гниения, сопровождающийся ускоренным потреблением кислорода, вплоть до полного его исчерпания. А в этом случае, как уже говорилось, вся экосистема может погибнуть.

Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека. Ущербы, образовавшиеся в результате теплового загрязнения, можно разделить на: экономические (потери вследствие снижения продуктивности водоёмов, затраты на ликвидацию последствий от загрязнения); социальные (эстетический ущерб от деградации ландшафтов); экологические (необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение видов, генетический ущерб).[16]

1.2.4 Влияние СПАВ на состояние водоемов

Эти соединения относятся к «экологически жестким»: они очень трудно ассимилируются водной средой и крайне неблагоприятно изменяют состояние водоемов. На их окисление расходуется много растворенного кислорода, а это сокращает распад в воде других вредных примесей. Под воздействием даже небольших количеств СПАВ в водоемах образуется обильная и стойкая пена, которая скапливается там, где течение реки задерживается плотинами, запрудами, шлюзами и другими перегораживающими устройствами. Способность к пенообразованию проявляется у большинства СПАВ уже при концентрации 1 – мг/л и не устраняется в процессе очистки сточных вод. Поступая в водоемы и водотоки, пена распространяется на значительные расстояния, осаждается на берегах, разносится ветром. Присутствие детергентов резко ухудшает органолептические свойства воды: уже при концентрациях ПАВ 1 – 3 мг/л вода приобретает неприятный вкус и запах, интенсивность которых зависит от химической природы детергента. Наличие в воде ПАВ снижает ее способность насыщаться кислородом. На равнинных реках уже при их концентрациях 1 мг/л интенсивность аэрации может понизиться на 60%.

Присутствие в водоемах поверхностно – активных веществ изменяет химический состав природных вод и естественный ход протекающих в них химических и биохимических процессов, угнетающе действует на биоценозы водной среды, у рыб СПАВ вызывают жаберное кровотечение и удушье, у теплокровных животных — нарушения химических процессов в клеточных мембранах, вызывает гибель многих гидробионтов. Так, смертельная концентрация ПАВ для многих рыб составляет 3 – 5 мг/л, для планктона – около 1 мг/л. При содержании в воде 120 мг/л детергентов анионного или 71 мг/л катионного типа резко замедляется рост водорослей. При этом нельзя не учитывать возможный эффект совместного действия ПАВ и других токсикантов, поступающих в природные воды, например, пестицидов. Присутствие в воде и на побережьях большого количества ПАВ снижает эстетическую ценность водных объектов и возможность их использования для целей рекреации. К тому же фосфорсодержащие детергенты способствуют развитию процесса эвтрофикации водоемов.

ПАВ парализует деятельность микроорганизмов, разрушающих органические вещества, при этом они плохо поддаются биохимическому разложению в водоемах: за три недели содержание синтетических ПАВ снижается на 20 – 50 %, затем их разложение идет еще более медленными темпами и через 6 месяцев в воде еще остается 20 – 45 % от исходного количества.[6]

1.2.5 Влияние нефтепродуктов на водную флору и фауну

Все компоненты нефти — токсичны для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Так, обильно развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса этих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей. Доказано, что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность моря. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы, например бенз(а)пирен. Сейчас получены многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной морской среды. Бенз(а)пирен активно циркулирует по морским пищевым цепочкам и попадает в пищу людей.

Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком приповерхностном слое морской воды, играющем особенно важную роль для различных сторон жизни океана. В нем сосредоточено множество организмов, этот слой играет роль «детского сада» для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, меняется отражательная способность (альбедо) морской воды.

Больше всего страдают от нефти птицы, особенно когда загрязняются прибрежные воды. Нефть склеивает оперенье, оно утрачивает теплоизолирующие свойства, и, кроме того, птица, выпачканная в нефти , не может плавать. Птицы замерзают и тонут. Даже чистка перьев растворителями не позволяет спасти всех пострадавших.Остальные обитатели моря страдают меньше. Многочисленные исследования показали, что нефть, попавшая в море, не создаёт ни постоянной, ни долговременной опасности для живущих в воде организмов и не накапливает в них, так что её попадание в человека по пищевой цепи исключено.По последним данным, значительный вред флоре и фауне может быть нанесен только в отдельных случаях. [17]

1.2.6 Сокращение запасов пресных вод из-за загрязнения

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км в год. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии.

Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно

возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод — 85% сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10 — 12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек.

Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.[17]

Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 -35 тыс. км пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды «портит» 10 км речной воды, а не очищенной — в 3 — 5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления.

Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на «сухую» или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод.

Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека.

Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии — 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды.

Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. Для регулирования стока рек, не равномерного в течение года, построено 1500 водохранилищ (они регулируют до 9% всего стока). На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых районах он сократился на 8%, а у таких рек, как Терек, Дон, Днестр и Урал, — на 11-20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовскому морю — на 23%, к Аральскому — на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м.

Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод значительно сокращаются из-за загрязнения.[16]

1.3 Влияние загрязненных природных вод на здоровье человека

Значение воды для поддержания здоровья населения на высоком уровне обусловлено той ролью, которую она играет для удовлетворения физиологических и гигиенических потребностей, а также рекреационных целей.

Согласно данным ООН, в мире выпускается около 1 млн. наименовании в год ранее не существовавшей продукции, в том числе до 100 тыс. химических соединений, из которых почти 15 тыс. являются потенциальными токсикантами.

Росту числа заболеваний, обусловленных загрязнением воды, способствует тот факт, что на очистные сооружения водопроводных станций поступает вода низкого качества. По оценкам американских ученых, многие реки, используемые как источники питьевой воды, содержат не менее 10% очищенных сточных вод.

Попытки выявить интоксикации или заболевания, связанные с загрязнением водоисточников химическими веществами, предпринимаются с середины 20 века. Однако, несмотря на интенсивное загрязнение рек и озер ксенобиотиками, достоверные данные о влиянии их на здоровье человека ограничены, а подчас ненадежны и разноречивы. С одной стороны, это – следствие того, что участки водоемов, используемые для хозяйственно – питьевого водоснабжения, находятся в зонах санитарной охраны, а, следовательно, под строгим санитарным контролем. С другой стороны, интенсивное загрязнение водного объекта, как правило, исключает неорганизованное использование его для питьевых целей либо по эстетическим соображениям, либо из-за неблагоприятных органолептических свойств воды.

Сказанное выше никоим образом не снимает остроты проблемы охраны здоровья в связи с химическим загрязнением водных объектов. Следует помнить, что очистные сооружения водопроводной станции не обладают барьерной функцией по отношению к растворенным в воде химическим веществам. Более того, не исключается возможность неблагоприятного действия растворенных в воде веществ опосредовано, через биологические цепи.

Главным с гигиенических позиций требованием к качеству питьевой воды является ее безопасность в эпидемическом отношении. Другими словами, вода не должна вызывать заболеваний, обусловленных действием биологического фактора (загрязнителя). По данным ВОЗ, около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно – гигиенических норм водоснабжения. Так, на планете количество заболевших от использования загрязненной воды приближается к 2 млрд. человек.

Водным путем передается большинство кишечных инфекций: брюшной тиф, дизентерия, паратифы, сальмонеллезы, холера и др. доказана роль воды при распространении эпидемического гепатита А, (болезнь Боткина) и полиомиелита, являющихся вирусными заболеваниями, большой группы так называемых антропозоонозов, передающихся от больного животного человеку.

Всплеск заболеваний вызывают многие химические вещества, растворенные в наших прудах, озерах, реках. Железо провоцирует сердечно – сосудистые болезни, кадмий разрушает структуру ДК. Никель поражает кожу. Цинк выводит из строя почки. Алюминий парализует центральную нервную и иммунную системы (особенно у детей).[10]

1.4 Методы очистки сточных вод

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленные 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.

Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Методы очистки 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.

В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. В зависимости от требуемой степени очистки они могут дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.[10]

Этот метод очистки сточных вод применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. Механическая очистка позволяет выделить из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка). Обезвоженный песок при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются для регулирования состава и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.

Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.

Для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.[3]

Этот методзаключается 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%.

1.4.3 Физико-химический метод

При физико-химическом методеобработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Из физико-химических методов чаще всего применяются коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д., а также электролиз. Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях – электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.[17]

Широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и аэротеки.

В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

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 (не слипающиеся в хлопья) омолаживают бактериальную массу ила.

Перед биологической очисткой сточные воды подвергают механической очистке, а после биологической (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 лучшие результаты при очистке коммунально-бытовых отходов, а также отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производства искусственного волокна.

С целью уменьшения загрязнения гидросферы желательно вторичное использование в замкнутых ресурсосберегающих, безотходных процессах в промышленности, капельное орошение в сельском хозяйстве, экономное использование воды в производстве и в быту.[2]

1.5 Охрана водных ресурсов

Борьба против загрязнения, засорения и истощения вод должна проводиться

всеми доступными в современных условиях мерами и средствами, путем осуществления предупредительных мер по охране вод и ликвидации существующих причин их загрязнения, засорения и истощения. Запрещено вводить в эксплуатацию предприятия, цехи, агрегаты, коммунальные и другие объекты, если они не обеспечены устройствами, предотвращающими загрязнения вод. Предприятия, организации и учреждения не должны допускать загрязнения и засорения поверхности водосборов производственными, бытовыми и другими отходами и отбросами.

Все промышленные предприятия, использующие воду, обязаны предпринимать меры к уменьшению ее расхода и прекращению сброса сточных вод путем совершенствования технологии производства и схем водоснабжения, развивать безводные технологические процессы, заменять водяное охлаждение воздушным, внедрять оборотное водоснабжение и другие технические приемы, исключающие сброс сточных вод. Должны быть созданы технически совершенные очистные сооружения и устройства, обеспечивающие надлежащую очистку сточных вод от загрязняющих веществ.

В водные объекты запрещается сбрасывать:

· сточные воды, содержащие вещества или продукты трансформации веществ в воде, для которых не установлены ПДК или ориентированный допустимый уровень (ОДУ), а также вещества, для которых отсутствуют методы аналитического контроля;

· сточные воды, которые могут быть устранены путем организации бессточного производства, рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения после соответствующей очистки и обеззараживания в промышленности;

· неочищенные или недостаточно очищенные производственные, хозяйственно – бытовые сточные воды и поверхностный сток с территорий промышленных площадок и населенных мест;

· сточные воды, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний; опасные в эпидемическом отношении сточные воды могут сбрасываться в водные объекты только после соответствующей очистки и обеззараживания.[10]

2 Правовые основы и методы обеспечения природоохранного законодательства в области охраны природных вод

Основным документом является Конституция Российской Федерации , которая закрепляет право каждого человека «на благоприятную окружающую среду, на достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиняемого его здоровью или имуществу экологическими правонарушениями»

В соответствии с этим принят ряд законов и правовых нормативных актов, регламентирующих положение данной статьи, которые представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 — Ряд законов и правовых нормативных актов

Федеральный закон от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ
«Об охране окружающей среды» (с изменениями от 22 августа, 29 декабря 2004 г., 9 мая, 31 декабря 2005 г.)

Настоящий Федеральный закон определяет правовые основы государственной политики в области охраны окружающей среды, обеспечивающие сбалансированное решение социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия и природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений, укрепления правопорядка в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности.

Настоящий Федеральный закон регулирует отношения в сфере взаимодействия общества и природы, возникающие при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, связанной с воздействием на природную среду как важнейшую составляющую окружающей среды, являющуюся основой жизни на Земле, в пределах территории Российской Федерации, а также на континентальном шельфе и в исключительной экономической зоне Российской Федерации.

Основные принципы охраны окружающей среды

· соблюдение права человека на благоприятную окружающую среду;

· обеспечение благоприятных условий жизнедеятельности человека;

· научно обоснованное сочетание экологических, экономических и социальных интересов человека, общества и государства в целях обеспечения устойчивого развития и благоприятной окружающей среды;

· охрана, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов как необходимые условия обеспечения благоприятной окружающей среды и экологической безопасности;

· ответственность органов государственной власти Российской Федерации, органов государственной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления за обеспечение благоприятной окружающей среды и экологической безопасности на соответствующих территориях;

· платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде;

· независимость контроля в области охраны окружающей среды;

· презумпция экологической опасности планируемой хозяйственной и иной деятельности;

· обязательность оценки воздействия на окружающую среду при принятии решений об осуществлении хозяйственной и иной деятельности;

· обязательность проведения в соответствии с законодательством Российской Федерации проверки проектов и иной документации, обосновывающих хозяйственную и иную деятельность, которая может оказать негативное воздействие на окружающую среду, создать угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан, на соответствие требованиям технических регламентов в области охраны окружающей среды; (в ред. Федерального закона от 18.12.2006 N 232-ФЗ)

· учет природных и социально-экономических особенностей территорий при планировании и осуществлении хозяйственной и иной деятельности;

· приоритет сохранения естественных экологических систем, природных ландшафтов и природных комплексов;

· допустимость воздействия хозяйственной и иной деятельности на природную среду исходя из требований в области охраны окружающей среды;

· обеспечение снижения негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду в соответствии с нормативами в области охраны окружающей среды, которого можно достигнуть на основе использования наилучших существующих технологий с учетом экономических и социальных факторов;

· обязательность участия в деятельности по охране окружающей среды органов государственной власти Российской Федерации, органов государственной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления, общественных и иных некоммерческих объединений, юридических и физических лиц;

· сохранение биологического разнообразия;

· обеспечение интегрированного и индивидуального подходов к установлению требований в области охраны окружающей среды к субъектам хозяйственной и иной деятельности, осуществляющим такую деятельность или планирующим осуществление такой деятельности;

· запрещение хозяйственной и иной деятельности, последствия воздействия которой непредсказуемы для окружающей среды, а также реализации проектов, которые могут привести к деградации естественных экологических систем, изменению и (или) уничтожению генетического фонда растений, животных и других организмов, истощению природных ресурсов и иным негативным изменениям окружающей среды;

· соблюдение права каждого на получение достоверной информации о состоянии окружающей среды, а также участие граждан в принятии решений, касающихся их прав на благоприятную окружающую среду, в соответствии с законодательством;

· ответственность за нарушение законодательства в области охраны окружающей среды;

· организация и развитие системы экологического образования, воспитание и формирование экологической культуры;

· участие граждан, общественных и иных некоммерческих объединений в решении задач охраны окружающей среды;

· международное сотрудничество Российской Федерации в области охраны окружающей среды.

Федеральный закон от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ
«О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»
(с изменениями от 30 декабря 2001 г., 10 января, 30 июня 2003 г., 22 августа 2004 г., 9 мая, 31 декабря 2005 г.)

— на благоприятную среду обитания, факторы которой не оказывают вредного воздействия на человека;

— получать в соответствии с законодательством Российской Федерации в органах государственной власти, органах местного самоуправления, органах, осуществляющих государственный санитарно-эпидемиологический надзор, и у юридических лиц информацию о санитарно-эпидемиологической обстановке, состоянии среды обитания, качестве и безопасности продукции производственно-технического назначения, пищевых продуктов, товаров для личных и бытовых нужд, потенциальной опасности для здоровья человека выполняемых работ и оказываемых услуг

В соответствии со статьей 18: санитарно-эпидемиологические требования к водным объектам:

2. Критерии безопасности и (или) безвредности для человека водных объектов, в том числе предельно допустимые концентрации в воде химических, биологических веществ, микроорганизмов, уровень радиационного фона устанавливаются санитарными правилами.

Санитарно-эпидемиологическое благополучие населения обеспечивается посредством:· профилактики заболеваний в соответствии с санитарно-эпидемиологической обстановкой и прогнозом ее изменения;· разработки и реализации федеральных целевых программ обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, а также региональных целевых программ и научных, научно-технических программ в данной области;· выполнения санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий и обязательного соблюдения гражданами, индивидуальными предпринимателями и юридическими лицами санитарных правил как составной части осуществляемой ими деятельности;· создания экономической заинтересованности граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц в соблюдении законодательства Российской Федерации в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения;· государственного санитарно-эпидемиологического нормирования;· государственного санитарно-эпидемиологического надзора;· сертификации продукции, работ и услуг, представляющих потенциальную опасность для человека;· лицензирования видов деятельности, представляющих потенциальную опасность для человека;· государственной регистрации потенциально опасных для человека химических и биологических веществ, отдельных видов продукции, радиоактивных веществ, отходов производства и потребления, а также впервые ввозимых на территорию Российской Федерации отдельных видов продукции;· проведения социально-гигиенического мониторинга;· научных исследований в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения;· мер по своевременному информированию населения о возникновении инфекционных заболеваний, массовых неинфекционных заболеваний (отравлений), состоянии среды обитания и проводимых санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятиях;· мер по гигиеническому воспитанию и обучению населения и пропаганде здорового образа жизни;· мер по привлечению к ответственности за нарушение законодательства Российской Федерации в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения.Настоящий Федеральный закон направлен на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия населения как одного из основных условий реализации конституционных прав граждан на охрану здоровья и благоприятную окружающую среду.

Федеральный закон от 23 ноября 1995 г. N 174-ФЗ «Об экологической экспертизе»(с изменениями от 15 апреля 1998 г., 22 августа, 21, 29 декабря 2004 г., 31 декабря 2005 г.)

Настоящий Федеральный закон регулирует отношения в области экологической экспертизы, направлен на реализацию конституционного права граждан Российской Федерации на благоприятную окружающую среду посредством предупреждения негативных воздействий хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду.

Федеральный закон от 24 апреля 1995 г. N 52-ФЗ «О животном мире»(с изменениями от 11 ноября 2003 г., 2 ноября, 29 декабря 2004 г., 31 декабря 2005 г.)

Животный мир является достоянием народов Российской Федерации, неотъемлемым элементом природной среды и биологического разнообразия Земли, возобновляющимся природным ресурсом, важным регулирующим и стабилизирующим компонентом биосферы, всемерно охраняемым и рационально используемым для удовлетворения духовных и материальных потребностей граждан Российской Федерации.

Настоящий Федеральный закон регулирует отношения в области охраны и использования животного мира, а также в сфере сохранения и восстановления среды его обитания в целях обеспечения биологического разнообразия, устойчивого использования всех его компонентов, создания условий для устойчивого существования животного мира, сохранения генетического фонда диких животных и иной защиты животного мира как неотъемлемого элемента природной среды.

Федеральный закон от 14 марта 1995 г. N 33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях» (с изменениями от 30 декабря 2001 г., 22 августа, 29 декабря 2004 г., 9 мая 2005 г.)

Особо охраняемые природные территории — участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны.

Особо охраняемые природные территории относятся к объектам общенационального достояния.

Настоящий Федеральный закон регулирует отношения в области организации, охраны и использования особо охраняемых природных территорий в целях сохранения уникальных и типичных природных комплексов и объектов, достопримечательных природных образований, объектов растительного и животного мира, их генетического фонда, изучения естественных процессов в биосфере и контроля за изменением ее состояния, экологического воспитания населения.

Водный кодекс Российской Федерации от 16 ноября 1995 г. N 167-ФЗ (с изменениями от 30 декабря 2001 г., 24 декабря 2002 г., 30 июня, 23 декабря 2003 г., 22 августа, 29 декабря 2004 г., 9 мая, 31 декабря 2005 г.)

Воды являются важнейшим компонентом окружающей природной среды, возобновляемым, ограниченным и уязвимым природным ресурсом, используются и охраняются в Российской Федерации как основа жизни и деятельности народов, проживающих на ее территории, обеспечивают экономическое, социальное, экологическое благополучие населения, существование животного и растительного мира.

Отношения по поводу вод регулируются настоящим Кодексом путем установления правовых основ использования и охраны водных объектов.

Экологический Кодекс Республики Башкортостан от 28 октября 1992 г. N ВС-13/28 (с изменениями от 1 ноября 2000 г., 12 марта, 11 ноября 2003 г., ноября 2005 г.)

С этой целью Республика Башкортостан осуществляет на своей территории деятельность, направленную на сохранение безопасной для существования живой и неживой природы окружающей среды, защиту жизни и здоровья населения от отрицательного воздействия, обусловленного загрязнением окружающей среды, достижение гармоничного взаимодействия общества и природы, охрану, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.

Водный кодекс Республики Башкортостан от 13 июля 1993 г.(с изменениями от 29 июля 1998 г., 30 декабря 2000 г., 7 марта 2001 г., октября 2004 г., 7 ноября 2005 г.)

Водный кодекс Республики Башкортостан является правовой базой обеспечения комплексного использования, восстановления и охраны водных объектов в Республике Башкортостан и регулирует отношения, возникающие в процессе использования, восстановления и охраны водных объектов.

3 Методика расчета нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты со сточными

Выпуск сточных вод после очистных сооружений в реку осуществляется через водовыпуск, расположенный у берега.

Расход сточных вод q=0,033 м 3 /с=120 м 3 /час.

Таблица 3.1 Содержание загрязняющих веществ в сточных водах, фоновое значение, ПДК (г/м 3 )

Расстояние от места выпуска до расчетного створа по фарватеру L_ф =500 м, по прямой L_n =500 м.

Сброс производится за пределами населенного пункта, водозаборов вблизи нет.

Гидрологические данные водотока расчетный расход 110,968 м 3 /с.

Средняя скорость течения 0,680 м/с.

Шероховатость ложа реки n_ш =0,05.

Категория водотока – Рыбохозяйственный.

3.1 Расчет кратности разбавления.

Кратность разбавления n определяется по методу В.А. Фролова и И.Д. Родзиллера.

(1.1)

где г — коэффициент смешения

Q — расчетный расход в водотоке в фоновом створе м 3 /с;

q — расчетный расход сточных вод в выпуске, м 3 /с

(1.2)

Где L_Ф — расстояние от выпуска до контрольного створа по фарватеру, м.

б – где: a – коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке;

(1.3)

где j – коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой)

(1.4)

x – коэффициент, учитывающий место выпуска сточных вод. Выпуск у берега – x=1,0.

D – коэффициент турбулентной диффузии, м 2 /с.

где: g – ускорение свободного падения, g =9,81 м/c 2 ,

n_ш – коэффициент шероховатости ложа реки,

C – коэффициент Шези, м 1/2 /c, определяемый по формуле Н.Н. Павловского

где R – гидравлический радиус потока, м (R»H),

(1.7)

;

Подставляем значение у, Rи n_ш

, .

Найдем коэффициент турбулентной диффузии:

м 2 /с.

Определяем коэффициент извилистости

;

Подставляем значение D в формулу (1.3)

Находим коэффициент смешения

Кратность основного разбавления

3.2 Определение концентраций, допустимых к сбросу С_ПДС .

Расчетная формула для определения С_ПДС

где С_ПДК -предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м 3 ;

С_ф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м 3 ;

Если фон реки загружен, то нормативы ПДС назначаются из условия сохранения фона.

Загруженность фона реки определяется по формуле:

(2.2)

Повышенное значение взвешенных веществ в речной воде обусловлено природными факторами. Поэтому до установления региональных ПДК принимаем ПДС=С_фон =45 мг/л;

Определяем концентрацию, допустимую к сбросу С_ПДС по формуле (2.1)

Т.к. рассчитанный С_ПДС >С_ст принимаем:

Группа веществ, относящихся к токсикологическому показателю:

Используя формулу (2.2) определяем загруженность фона реки по NH₄ , NO₂ , Fe:

.

Фон реки по группе лимитирующего признака вредности — токсикологически загруженный. Для этих веществ ПДС назначается из условия сохранения фона.

Группа веществ относящихся к санитарно-токсилогическому показателю:

Используя формулу (2.2) определяем загруженность фона по NO₃ , СПАВ, хлоридам и сульфатам:

,

Фон реки по группе лимитирующего признака вредности – санитарно — токсикологически загруженный.

Поэтому нормативы ПДС будем назначать из условия сохранения фона.

Группа веществ относящихся к рыбохозяйственному показателю:

Так как рассчитанный ПДС>С_ст принимаем:

где q- расход сточных вод, м 3 /ч;

C_ПДС –концентрация предельно допустимого сброса;

Результат расчета представлен в таблице 3.2

Таблица 3.2 Результаты расчета

Установлено, что концентрации взвешенных веществ, БПК_полн сульфатов и нефтепродуктов в речной воде имеют повышенное значение, поэтому значение концентраций предельно допустимых сбросов равно значению фоновых концентраций.

По результатам расчета видно, что наименьшую концентрацию предельно-допустимого сброса имеет железо, СПАВ, нефтепродукты, нитриты; наибольшую – взвешенные вещества, БПК_полн , сульфаты, в связи с этим предельно-допустимый сброс этих веществ выше.

В ходе дипломной работы оценена экологическая опасность сточных вод пищевой промышленности.

Рассмотрены основные компоненты сточных вод пищевой промышленности.

Оценено влияние сточных вод пищевой промышленности на состояние природных вод, на растительный и животный мир водоемов. Выяснено, что загрязняющие вещества, попадающие в водные объекты вместе со сточными водами, вызывают серьезные нарушения в водных экосистемах. Загрязняющие вещества, поступая в природные воды, вызывают изменение физических свойств среды (нарушение первоначальной прозрачности и окраски, появление неприятных запахов и привкусов и т.п.); изменение химического состава, в частности появления в ней вредных веществ; появление плавающих веществ на поверхности воды и отложений на дне; сокращение в воде количества растворенного кислорода вследствие расхода его на окисление поступающих в водоем органических веществ загрязнения; появление новых бактерий, в том числе и болезнетворных. Особо пагубно загрязнение влияет на рыб, водоплавающих птиц, животных и другие организмы, которые заболевают и гибнут в больших количествах.

Рассмотрено влияние загрязненных вод на здоровье человека. Выяснено, что многие вирусные заболевания передаются при использовании загрязненных вод. Многие соединения вызывают нарушения в работе внутренних органов.

Рассмотрена основная нормативно — правовая документация в области охраны природных вод.

Рассчитан предельно допустимый сброс вредных веществ в водный объект на основе данных о составе сточных вод с мясоперерабатывающего предприятия. Выявлено, что в основном, все вещества превышают предельно-допустимую концентрацию. Наиболее высокий предельно-допустимый сброс имеют взвешенные вещества, БПК_полн и сульфаты, остальные элементы имеют достаточно низкое значение ПДС.

Список использованной литературы

1. Анцыпович Н.С. Охрана пироды на предприятиях мясной и молочной промышленности. – М: Агропромиздат, 1986. – 286 с.

2. Гавриленков А.Ч. Экологическая безопасность пищевых производств. – С-П.:Гиорд, 2006. – 272 с.

3. Денисова В.В. Экология. – Ростов: МарТ, 2002. – 640 с.

4. Карелин Я.А., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. – М: Пищевая промышленность, 1974 – 166 с.

5. Кац. Вода и сточные воды пищевой промышленности. — М: Пищевая промышленность, 1979. – 438 с.

6. Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М: Высшая школа, 1998. – 287 с.

7.Лоренц В.И. Очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. Киев, 1972. – 188 с.

8. Львович М.И. Вода и жизнь. – М:Мысль, 1986. – 254 с.

9. Пальгунов Н.В., Абрамов А.Н. Очистка сточных вод мясоперерабатывающих заводов// Экология и промышленность России.- 2000. — №12. – С.4-6.

10. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. М: Финансы и статистика, 2001.- 690 с.

11.Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. Книга 2 Загрязнение воды и воздуха. – М: Мир, 1995.- 196 с.

12. Репин Б.Н. Биологические пруды для очистки сточных вод пищевой промышленности. – М: Пищевая промышленность, 1977. – 208 с.

13. Собгайда Н.А., Данилова Е.А.. Очистка сточных вод малых предприятий мясоперерабатывающей промышленности//Экология и промышленность России. – 2005.- №2. – С.18-19.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМАТИВОВ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ СБРОСОВ (ПДС) ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ СО СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

Методика расчета нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты со сточными водами (далее Методика ) разработана в соответствии с Водным кодексом Российской Федерации от 16 .11.95г. № 167-ФЗ, Федеральным законом от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».

РАЗРАБОТАНА специалистами МПР России, ЗАО ПО «Совинтервод», института водных проблем РАН, Федерального Государственного учреждения «Центр экологического контроля канала» (ФГУ ЦЭКА) и Московского Государственного Университета природообустройства.

ВНЕСЕНА Управлением водных ресурсов МПР России.

СОГЛАСОВАНА Минздравом России, Госкомрыболовством России, Росгидрометом, Минпромнауки России

Назначение и область применения

Методика предназначена для использования органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, МПР России и его территориальным (бассейновым) органам, Минздраву России и его территориальным органам, Госкомрыболовству России и его бассейновым органам, Росгидромету и его территориальным органам, водопользователям, проектным и научным организациям, имеющим в соответствии с законодательством Российской Федерации права на проведение работ, связанных с разработкой нормативов.

2.2 Методика устанавливает:

· единые методические подходы и расчетные методы при ограничении поступления загрязняющих веществ в водные объекты со сточными водами для целей предотвращения и поэтапной ликвидации вреда, наносимого водным объектам;

· нормативы предельно допустимого сброса (далее — нормативы ПДС) и лимиты сброса загрязняющих веществ;

· унифицированные формы документации материалов;

· порядок согласования и утверждения нормативов ПДС и лимитов сброса загрязняющих веществ;

· требования к осуществлению контроля за соблюдением установленных нормативов ПДС и лимитов сброса загрязняющих веществ.

Область применения настоящей методики распространяется на стационарные точечные, постоянно действующие и периодические источники загрязнения водных объектов, расположенные на территории Российской Федерации.

Область применения настоящей методики не распространяется на нормирование сброса сточных вод в обособленные водные объекты, относящиеся к недвижимому имуществу; в выгреба, испарители, накопители, хвостохранилища и другие технологические емкости, гидравлически не связанные с поверхностными водными объектами; в болота и на водосборные площади.

Утвержденные нормативы ПДС и лимиты сброса загрязняющих веществ при выдаче лицензий на водопользование, при осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов, производственного экологического контроля, при установлении размеров платежей, связанных с пользованием водными объектами, расчетов платы за сброс загрязняющих веществ наложении штрафов и предъявлении исков о возмещении ущерба за сброс загрязняющих веществ, оценке эффективности водоохранных мероприятий.

В настоящей Методике используются следующие термины с соответствующими определениями:

АССИМИЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВОДНОГО ОБЪЕКТА ‑ способность водного объекта принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования. ГОСТ 17.1.1.01-77.

ВОДОПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ‑ гражданин или юридическое лицо, которым предоставлены права пользования водными объектами. Водный кодекс Российской Федерации.

ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ – сосредоточение природных вод на поверхности суши, либо в горных породах, имеющее характерные формы распространения и черты режима. Водный кодекс Российской Федерации.

ПОВЕРХНОСТНЫЙ ВОДОТОК – поверхностный водный объект с непрерывным движением вод. Водный кодекс Российской Федерации.

ПОВЕРХНОСТНЫЙ ВОДОЕМ ‑ поверхностный водный объект, представляющий собой сосредоточение вод с замедленным водообменом в естественных или искусственных впадинах. Водный Кодекс Российской Федерации.

ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ‑ изменение химического состава воды водного объекта во времени. ГОСТ 27065-86.

ДРЕНАЖНАЯ ВОДА – вода, поступившая в дренажные системы в результате орошения, осушения и атмосферных осадков. Дренажные системы – устройства для сбора и отвода профильтровавшихся и подземных вод (ГОСТ 26185 – 73 пункт 12).

ЗАГРЯЗНЯЮЩЕЕ ВЕЩЕСТВО ‑ вещество или смесь веществ, количество и (или) концентрация которых превышают установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Федеральный закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»

ЗОНА НАЧАЛЬНОГО РАЗБАВЛЕНИЯ – относительное расстояние между оголовками рассеивающего выпуска (Справочник проектировщика М., 1981 г.)

ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД ‑ источник, вносящий в поверхностные или подземные воды загрязняющие воду вещества, микроорганизмы или тепло. ГОСТ 17. 1.1.01-77.

КАЧЕСТВО ВОДЫ ‑ характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования. ГОСТ 17.1.1.01-77.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОД ‑ проверка соответствия показателей качества вод установленным нормам и требованиям. ГОСТ 27065-86.

КОНТРОЛЬНЫЙ СТВОР ‑ поперечное сечение водного потока, в котором контролируется качество воды.

КОНТРОЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ – показатели состава и свойств воды, подлежащие контролю при проверке соблюдения установленных норм качества воды в водном объекте и на выпуске сточных вод.

ЛИЦЕНЗИЯ НА ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ ‑ специальное разрешение на пользование водными объектами или их частями на определенных условиях. Водный кодекс Российской Федерации.

НАИЛУЧШАЯ ИМЕЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ – последние достижения в разработке процессов, установок или эксплуатационных методов, доказавших практическую пригодность в качестве конкретной меры для ограничения сбросов, выбросов и отходов.

НОРМАТИВЫ ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ И СБРОСОВ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, В ТОМ ЧИСЛЕ РАДИОАКТИВНЫХ, ИНЫХ ВЕЩЕСТВ И МИКРООРГАНИЗМОВ (далее также — нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов) ‑ нормативы, которые установлены для субъектов хозяйственной и иной деятельности в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в окружающую среду от стационарных, передвижных и иных источников в установленном режиме и с учетом технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды; Федеральный закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»

НОРМАТИВЫ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, В ТОМ ЧИСЛЕ РАДИОАКТИВНЫХ, ИНЫХ ВЕЩЕСТВ И МИКРООРГАНИЗМОВ (далее также ‑ нормативы предельно допустимых концентраций) ‑ нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем; Федеральный закон от 10.01.2002 г. N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»

НОРМА ВОДООТВЕДЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ‑ объем сточных вод в интервал времени от одного потребителя или на единицу вырабатываемой продукции (ГОСТ 25150-82).

НОРМЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ ‑ установленные значения показателей качества воды для конкретных видов водопользования. ГОСТ 27065-86.

НОРМЫ СОСТАВА СТОЧНЫХ ВОД ‑ перечень веществ, содержащихся в сточных водах, и их концентрации, установленные нормативно-технической документацией. ГОСТ 17.1.1.01-77.

ОПАСНЫЕ (ВРЕДНЫЕ) ВЕЩЕСТВА ‑ вещества, являющиеся токсичными, канцерогенными, мутагенными, тератогенными или биоаккумулируемыми, особенно когда они являются стойкими. Конвенция по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер. ООН. 1994.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ СТОЧНЫЕ ВОДЫ – загрязненная дождевая, талая, поливомоечная вода, стекающая с застроенных территорий населенных пунктов и производственных площадок, отводимая системой сооружений в водные объекты.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА В ВОДЕ (ПДК) ‑ концентрация вещества в воде, выше которой вода непригодна для одного или нескольких видов водопользования. ГОСТ 27065-86.

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ СБРОС ‑ 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. ГОСТ 17.1.1.01-77.

САМООЧИЩЕНИЕ ВОДЫ ‑ совокупность природных процессов, направленных на восстановление экологического благополучия водных объектов. ГОСТ 27065 -86.

СБРОСНЫЕ ВОДЫ ‑ оросительная вода, отводимая от орошаемых сельхозугодий.

СВОЙСТВА ВОД ‑ совокупность физических, химических, физико-химических, органолептических, биохимических и других свойств воды.

СОСТАВ ВОДЫ ‑ совокупность примесей в воде минеральных и органических веществ в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопный состав содержащихся в ней радионуклидов.

СТВОР НАЧАЛЬНОГО РАЗБАВЛЕНИЯ ‑ поперечное сечение потока, отстоящее от оголовка рассеивающего выпуска на величину длины зоны начального разбавления.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ ‑ вода, сбрасываемая в установленном порядке в водные объекты после ее использования или поступившая с загрязненной территории. Водный кодекс Российской Федерации.

ФОНОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ВОДЫ – значение показателей качества воды водоема или водотока до влияния на него источника загрязнения ГОСТ 17.1.3.07-82.

ФОНОВЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЕСТЕСТВЕННЫЕ – концентрации веществ в воде водного объекта в створе, выше которого водный объект не испытывает антропогенного воздействия.

ФОНОВЫЙ СТВОР ‑ поперечное сечение потока, в котором определяется фоновая концентрация вещества в воде.

Сброс сточных вод ‑ один из видов воздействий на водные объекты. Нормативы ПДС ‑ разновидности норм состава сточных вод по ГОСТ 17.1.1.01-77.

Сброс веществ на уровне установленных нормативов ПДС является нормативом допустимого воздействия, не наносит вреда окружающей среде, обеспечивает экологическое благополучие водного объекта, безопасное использование водного объекта для соответствующих целей и определяется ассимилирующей способностью конкретного водного объекта.

Сброс загрязняющих веществ на уровне установленного лимита сброса загрязняющих веществ, превышающий величину ПДС, относится к негативному воздействию, не зависит от ассимилирующей способности водного объекта и устанавливается на период проведения водоохранных мероприятий, с целью достижения установленных нормативов ПДС.

Нормативы ПДС и при необходимости лимиты сброса загрязняющих веществ одновременно с условиями сброса сточных вод устанавливается для каждого выпуска сточных вод действующих и реконструируемых предприятий-водопользователей в соответствии с областью применения настоящего документа.

Лимиты сброса загрязняющих веществ для проектируемых предприятий не устанавливаются.

Нормативы ПДС и лимиты сброса загрязняющих веществ устанавливаются для:

· свойств воды (физических, химических, физико-химических, биологических, органолептических);

· обобщенных показателей (водородный показатель, общая минерализация, окисляемость перманганатная, нефтепродукты (суммарно), фенольный индекс);

· химических соединений и ионов, существующих в водной среде, содержание которых может быть определено с применением соответствующих методов и методик выполнения измерений, соответствующих требованиям ГОСТ 8-563.

Нормативы ПДС и лимиты сброса загрязняющих веществ для конкретного водопользователя устанавливаются только для тех загрязняющих веществ, которые образовались в процессе производственной и/или иной деятельности, и сброс которых в водные объекты оказывает или может оказать на них негативное воздействие.

При разработке нормативов ПДС и лимитов сброса загрязняющих веществ используются нормативы качества воды, в том числе ПДК, установленные нормативными документами:

· «Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение» М. 1999 г. и дополнения к нему.

· ГН 2.1.5.689-98 “Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования “ и дополнения к ним,

· ГН 2.1.5.690-98 «Ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». И дополнения к ним,

· ГН 2.1.5 1315‑ 03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ воде водных объектов хозяйственно‑питьевого и культурно‑бытового водопользования»

· СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Санитарные правила и нормы.

Нормативы ПДС устанавливаются исходя из условий недопустимости превышения нормативов качества воды водоприемника, в том числе предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПДК) в контрольном створе или на участке водного объекта с учетом его целевого использования.

Нормативы ПДС устанавливаются в увязке с нормативами ПДВВ, лимитом водоотведения и с учетом взаимного влияния выпусков сточных и дренажных вод, расположенных в пределах поверхностного водного объекта.

Расчеты ПДС выполняются на бассейновом и локальном уровнях.

На бассейновом уровне определяются:

·фоновые концентрации химических веществ в заданных створах водного объекта;

·необходимость разработки региональных нормативов качества воды в водных объектах бассейна и перечень этих нормативов;

·расчетные гидрологические условия и гидравлические параметры по водохозяйственным участкам бассейна;

·нормативы РДС загрязняющих веществ по каждому водохозяйственному участку суммарно по всем выпускам в пределах участка;

·необходимость установления лимита сброса загрязняющих веществ для водопользователей.

На локальном уровне выполняется расчет норматива ПДС для каждого объекта водопользования с учетом системы общих запретов и ограничений по размещению выпусков и условий сброса сточных вод и расчетных условий, установленных на бассейновом уровне.

Для постоянных источников загрязнения нормативы ПДС устанавливаются:

· для действующих объектов на срок на 5 лет;

· для проектируемых объектов на полную их мощность на срок до 5 лет, начиная со срока их ввода в эксплуатацию;

· для строящихся и реконструируемых объектов — на полный объем введенных мощностей — до ввода очередной мощности.

Для периодических источников загрязнения нормативы ПДС устанавливаются на срок не более 3 лет.

При использовании ОДУ химических веществ в воде водных объектов хозяйственного‑питьевого назначения нормативы ПДС, на эти вещества устанавливаются на срок не более 3 лет – до установления ПДК. При использовании рыбохозяйственных ОБУВ нормативы ПДС устанавливаются на срок не более 2 лет.

Нормативы ПДС пересматривается в связи с изменением водохозяйственной обстановки, экологического и санитарно-эпидемического состояния водных объектов.

Пересмотру, в том числе досрочному, нормативы ПДС подлежат в случаях:

· изменения водохозяйственной обстановки,

· изменения гидрологических характеристик водного объекта,

· изменения вида и объема выпускаемой продукции, потребляемого сырья, технологии производства и связанного с этим изменения состава сточных вод,

· изменения объемов водоотведения, пересмотра норм водоотведения и связанных с этим изменений концентраций загрязняющих веществ в сточных водах;

· изменения нормативов качества воды как компонента окружающей среды, в том числе ПДК;

· получения новых данных о степени опасности веществ, содержащихся в сточных водах,

· разработки и внедрения методик выполнения измерений/ биотестирования, уточнения их метрологических характеристик, позволяющих выявить повышение экологической опасности сброса;

· внесения изменений в лицензию на водопользование;

· изменения иных параметров, используемых при расчете нормативов ПДС.

Условия сброса сточных вод в поверхностные водные объекты

Условия сброса сточных вод заключаются в определении местоположения выпуска, необходимости его обустройства (гидроизоляция, организация принудительного смешения), установлении режима сброса, в том числе обеспечения его равномерности, в выборе периодов сброса, а также включают в себя организацию контроля объемов водоотведения и качества сточных вод, наличие противоаварийного оборудования.

При установлении условий сброса сточных вод учитываются общие ограничения и требования:

· запрет сброса сточных вод в соответствии со ст. 144 Водного кодекса Российской Федерации и п. 4.1.2. СанПиН 2.1.5.980-00

· использование естественных понижений рельефа (ручьи, овраги, балки) в качестве коллекторов для сброса сточных вод без надлежащей гидроизоляции должно быть исключено в целях защиты подземных вод;

· в целях ликвидации или сокращения зон загрязнения, в особенности в условиях замедленного водообмена в водных объектах, используемых для сброса сточных вод, должно быть организовано принудительное смешение сточных вод с природными.

· сброс сточных вод должен осуществляться равномерно, не превышая установленного проектом коэффициента неравномерности ; для обеспечения указанного режима и предотвращения залповых сбросов в состав водоохранного комплекса должны входить резервные емкости, усреднители или другие сооружения для регулирования сброса; в необходимых случаях должны быть предусмотрены резервные аварийные емкости.

При сбросе сточных вод в поверхностные водные объекты, используемые в рыбохозяйственных целей или в водные объекты, используемые для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, нормативы качества вод следует соблюдать, начиная с контрольного створа, определяемого в каждом конкретном случае органом по охране, воспроизводству водных и биологических ресурсов или территориальными органами надзора России, но не далее 500 метров от места сброса сточных вод.

При сбросе в водные объекты вод после охлаждения агрегатов ТЭС, АЭС и других подобных объектов нормативы ПДС устанавливаются в виде допустимых приращений к концентрациям контролируемых веществ в воде водного объекта в месте водозабора при условии водопользования одним водным объектом. Величина приращения определяется технологически обоснованными потерями воды на испарение и другими технологическими факторами.

Место сброса городских сточных вод должно быть расположено ниже границы населенного пункта по течению водотока на расстоянии, исключающем влияние сгонно‑нагонных явлений. Сброс сточных вод в границах населенного пункта допускается в исключительных случаях. Для сбросов сточных вод в границах населенного пункта нормативы ПДС устанавливаются, исходя из отнесения нормативных требований к составу и свойствам воды водных объектов к самим сточным водам.

Установление лимитов сброса загрязняющих веществ

Лимит сброса загрязняющих веществ ‑ это масса вещества в сточных водах максимально допустимая к отведению с определенным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени, установленная на ограниченный срок (не более 3-х лет) в соответствии с планами поэтапного достижения норматива ПДС. Сроки действия и пересмотра лимита сброса загрязняющих веществ от каждого источника загрязнения определяются на основании анализа водохозяйственной обстановки, экологического и санитарно-эпидемиологического состояния водного объекта с учетом доли воздействия конкретного источника загрязнения на качество воды в контрольном пункте.

При установлении лимитов сброса загрязняющих веществ определяются условия сброса сточных вод и показатели их состава и свойств, которые не должны быть нарушены / превышены в течение всего срока действия лимитов. Лимиты сброса загрязняющих веществ должны быть технологически достижимыми и экономически приемлемыми.

Лимиты сброса загрязняющих веществ устанавливаются на текущий момент и ближайшую перспективу не более 3-х лет, на определенные промежутки времени с учетом нормативных сроков реализации плана мероприятий по снижению сброса загрязняющих веществ.

Водоохранные мероприятия, включаемые в планы, должны отвечать уровню наилучших имеющихся технологий.

При этом, в каждом конкретном случае:

· сравниваются процессы, установки и методы, успешно апробированные в последнее время;

· рассматриваются новейшие достижения, реализованные в опытных или опытно-промышленных установках и т.п.;

· оценивается возможность применения технологии с экономической точки зрения;

· определяются временные рамки для установки соответствующего оборудования на производстве или введения новых приемов ведения хозяйства;

Лимиты сброса загрязняющих веществ для действующих предприятий на текущий момент устанавливаются на уровне реализованных технологий производства и очистки сточных вод. Лимиты сброса загрязняющих веществ на ближайшую перспективу устанавливаются на основании прогнозируемой эффективности планируемых водоохранных мероприятий и являются основанием для последующего установления лимитов очередного этапа.

Лимиты сброса загрязняющих веществ устанавливаются при соблюдении условий:

· недопустимости дальнейшего ухудшения качества воды водоприемника и увеличения вредного воздействия на водный объект;

· соблюдения технологических нормативов и объема производства;

· отсутствия превышений нормативов технологических потерь веществ и норм водоотведения;

· соблюдения стабильности работы действующего оборудования и систем по очистке и обеззараживанию сточных вод;

· соблюдения правил обращения с химическими и биологическими веществами и смесями, их содержащими, в т.ч. с отходами;

· отсутствия аварий и нарушений технологической дисциплины;

· наличия плана водоохранных мероприятий.

Предельные величины показателей загрязнения и концентраций загрязняющих веществ, регламентируемых лимитами сброса загрязняющих веществ со сточными водами, не могут быть:

· более мягкими, чем фактически достигаемые с применением реализованной на момент установления лимитов технологии производства;

· более жесткими, чем достигаемые с применением наилучшей существующей технологии производства;

· более жесткими, чем нормативы ПДС;

· более жесткими, чем аналогичные величины, свойственные воде, поступающей на использование из водного объекта и иных источников водоснабжения.

Если по отдельным веществам (показателям загрязнения) фактически достигнуты величины, соответствующие ПДС, то лимит сброса для них не устанавливается.

При согласовании лимитов сброса загрязняющих веществ учитываются следующие обязательные условия:

· сточные воды населенных пунктов и других объектов загрязнения, должны быть очищены и обеззаражены по традиционной схеме очистки (механическая, биохимическая) даже при большой ассимилирующей способности водных объектов;

· сточные воды, должны быть очищены до уровней, соответствующих технологическим нормативам (проектным параметрам) очистки действующих очистных сооружений,

· вещества (препараты и смеси, их содержащие), запрещенные к производству и применению, должны быть исключены из использования, а неиспользованные остатки учтены для последующего уничтожения, захоронения, переработки;

· искусственно синтезированные вещества (в т.ч. входящие в состав смесей и препаратов), применяемые в производстве, должны быть:

‑ зарегистрированы в Российском регистре потенциально токсичных химических и биологических веществ;

‑ включены в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации в соответствии с Федеральным законом от 19.07.97 года N 109-ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами»;

‑ изучены в отношении их гигиенической, рыбохозяйственной и экологической опасности, для них должны быть разработаны ПДК (в т.ч. “отсутствие”) и разработаны и аттестованы методики их контроля.

Установление и продление сроков действия лимитов сброса загрязняющих веществ осуществляется государственными водными службами МПР Российской Федерации.

Региональные нормативы качества воды в поверхностных водных объектах

Региональные нормативы качества воды в водных объектах устанавливаются в тех случаях, когда естественные фоновые концентрации веществ в воде превышают ПДК и снижение фоновых концентраций до уровня ПДК невозможно никакими водоохранными мерами.

Обоснованием для установления региональных нормативов являются фоновые естественные концентрации веществ в воде водных объектов.

Определение фоновых концентраций производится на основании данных стационарных гидрологических, гидрохимических, геохимических, гидробиологических и других наблюдений, проводимых организациями, имеющими лицензию на право проведения таких работ, а также на основании специальных гидрологических и гидрохимических измерений качества воды в том створе, выше которого отсутствуют источники антропогенного воздействия.

Региональные нормативы качества воды устанавливаются только для тех показателей качества воды, фоновые концентрации которых превышают ПДК.

Разработка региональных нормативов качества воды выполняется специализированными научными и проектными организациями в соответствии с действующими нормативно-методическими документами.

Выбор нормируемых показателей

Выбор нормируемых и контролируемых показателей проводится на основе анализа исходной информации.

· Выполняется сравнение концентраций веществ (величин показателей) в сточных водах с ПДК, региональными нормативами или естественными фоновыми значениями (для водоприемников, характеризующихся своеобразным природным составом, в частности — дренирующих болотные массивы; принимающих воды самоизливающихся источников минеральных, термальных вод; соленых озер и морских вод).

· В случае, если концентрация вещества (величина показателя) в сточной воде не превышает ПДК, региональный норматив или величину естественного фона, вещество (показатель) исключается из состава контролируемых.

· Прочие вещества/показатели включаются в список нормируемых.

При определении списка нормируемых веществ особое внимание уделяется синтетическим веществам-ксенобиотикам, которые:

· запрещены к производству, закупке, применению;

· не прошли регистрацию в установленном порядке или в регистрационных документах отсутствуют данные об их гигиенической и экологической опасности;

· являются суперэкотоксикантами и иные особо опасными веществами: отнесены к 1 и 2 классам опасности по гигиеническим и рыбохозяйственным критериям; включены в списки международных конвенций и соглашений, к которым присоединилась Российская Федерация.

Перечень этих веществ формируется на основе исходной информации об использовании веществ на конкретном предприятии и анализе данных о качестве поступающей и сточной воды. Если установлено, что источником сброса таких веществ является конкретный водопользователь, вещества включаются в список нормируемых даже если их содержание в сточной воде не превышает наиболее жесткую ПДК из числа установленных или ПДК для них в России не разработана.

При сбросе сточных вод соленые/солоноватые озера нормативы ПДС и лимиты сброса загрязняющих веществ не устанавливаются на сухой остаток и компоненты основного солевого состава (хлориды, сульфаты, калий, натрий, кальций, магний). Исключение могут составлять случаи, когда содержание указанных компонентов превышает естественное их содержание в водных объектах – водоприемниках.

В результате формируется перечень нормируемых вредных (загрязняющих) веществ, включающий в себя вещества/показатели, для которых одновременно характерно:

· содержание/величина в сточных водах выше величин, установленных нормативами качества воды по химическим показателям, в том числе ПДК;

· содержание/величина в сточных водах повышается в сравнении с забираемой водой;

· сброс приводит или может привести к загрязнению вод водного объекта.

Перечень контролируемых веществ и показателей включает в себя все нормируемые вещества / показатели, в т.ч. общие свойства вод в соответствии с лицензией на водопользование, а также другие вещества, если существует риск загрязнения ими при непредвиденных ситуациях (нарушения герметичности замкнутых систем, нарушения технологической дисциплины, в том числе на абонентах сетей водоотведения, аварии и т.п.). Наименования контролируемых веществ включаются в аналитическую программу плана-графика производственного контроля, но не включаются в списки ПДС/ лимитов сброса.

Данные по выбору нормируемых и контролируемых веществ/показателей должны быть представлены в пояснительной записке к проекту по разработке нормативов ПДС и лимитов сброса загрязняющих веществ в виде таблиц приведенных в приложении В.

Наряду с химическими методами контроля осуществляется контроль токсичности природных и сточных вод с использованием действующих методик биотестирования.

Методология расчета нормативов ПДС

В основу расчетов нормативов ПДС положены процессы разбавления и самоочищения сточных вод в водном объекте.

Процесс разбавления сточных вод происходит в две стадии: начальное и основное разбавление. Общая кратность разбавления представляется в виде произведения n = n_н ×n_о . Начальное снижение концентрации загрязняющих веществ связано с эжекцией сточной жидкости в приточную струю водотока. Начальное разбавление рассчитывается обычно по методике Н. Н. Лапшева или по методике Майрановского Ф. Г. Последняя позволяет учесть влияние различий плотности сточной воды и вод водных объектов, а также различий в скоростях обоих потоков.

За пределами участка начального разбавления перемешивание осуществляется за счет диффузии примеси. Для расчета основного разбавления сточных вод наибольшего распространения получила методика, а также методика, разработанная в ГГИ .

Методика , может быть использована при отношении расхода сточных вод к расходу воды в водном объекте 0.025 ≤ ≤ 0.1, то есть этот, достаточно оперативный и надежный метод расчета имеет ограничения по соотношениям расходов. Использование этой методики невозможно и в случаях, когда концентрация веществ в потоке существенно меняется по ширине. Метод ГГИ не имеет таких ограничений.

Исходная информация определяется требованиями принятой методики для расчета нормативов ПДС и установления лимитов сброса загрязняющих веществ. В обязательный состав исходной информации входят:

· материалы схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов данного водного объекта:

‑ существующее положение использования водных ресурсов (схема расположения водозаборов и выпусков сточных вод в водный объект, современный водохозяйственный баланс, другие виды использования водного объекта);

‑ перспективы использования водных ресурсов (сценарии развития экономики в бассейне водного объекта, прогноз водопотребления и водоотведения по бассейну в привязке к водохозяйственным участкам, прогноз развития водоохранных мероприятий);

· гидрохимические, гидрологические, гидробиологические материалы (отчеты, бюллетени) за последние 5 лет в фоновых и контрольных створах водного объекта;

· сведения о водопользователях (вид и объем производимой продукции (услуг), применяемые реагенты препараты, вещества, данные о расходах и объемах водопотребления и водоотведения, сведения об очистных сооружениях, методе и степени очистки, техническое состояние, планы реконструкции);

· информация о допустимости использования веществ и препаратов, применяемых водопользователем;

· данные о составе и свойствах сточных вод, сбрасываемых в водный объект;

· нормативы ПДВВ на водный объект.

Расчет ПДС на бассейновом уровне

На бассейновом уровне определяются основные расчетные характеристики для расчета норматива ПДС, установления лимита сброса загрязняющих веществ отдельного выпуска в водный объект и расчет норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственного района (участка) водного объекта.

Порядок определения расчетных характеристик следующий:

· бассейн реки разбивается на водохозяйственные районы (участки) с учетом природных и хозяйственных факторов. Контрольные створы назначаются в конце каждого водохозяйственного участка, расчетные створы назначаются в устьях крупных притоков, в местах крупных водозаборов и сброса сточных вод, в створах гидрометрических станций с постоянным режимом наблюдений. Фоновый створ назначается в створе водного объекта, выше которого водный объект не испытывает антропогенного вредного воздействия;

· определяются естественные фоновые концентрации «С_ф » химических веществ в фоновом створе. За фоновую концентрацию вещества принимается статистически обоснованная верхняя доверительная граница средних значений концентраций этого вещества, рассчитанная по результатам химических наблюдений за последние 5 лет с вероятностью Р= 0,95 для наиболее неблагоприятных гидрологических условий или наиболее неблагоприятного в отношении качества воды периода (сезона) года;

· определяется необходимость разработки региональных нормативов качества воды водного объекта, составляется перечень химических веществ, по которым необходима разработка региональных нормативов. Разработка региональных нормативов необходима, когда С_ф > С_пдк в фоновом створе;

· по всему бассейну в привязке к водохозяйственным районам (участкам) составляется схема расположения источников загрязнения водного объекта, включая диффузные и иные источники вредного воздействия на качество вод водного объекта, места водозаборов и сброса сточных вод в водный объект. Составляется список водопользователей, определяется расчетные расходы сточных вод, их свойства и состав, скорость истечения сточной воды через водовыпуск перед сбросом в водный объект;

· в зависимости от свойств и состава сточных и речных вод определяется перечень нормируемых и контролируемых показателей;

· по каждому расчетному створу водного объекта определяются расчетные расходы воды в водном объекте.

В качестве расчетных расходов воды могут быть: для незарегулированных водотоков – минимальный среднемесячный расход воды летней и зимней межени года 95% обеспеченности; для зарегулированных водотоков – гарантированный экологический попуск, установленный в Правилах использования водных ресурсов. Кроме этого расчетные расходы водотоков должны соответствовать наиболее неблагоприятному сочетанию гидрологических и гидрохимических условий, поэтому в каждом конкретном случае определение расчетных расходов воды индивидуально.

· по каждому расчетному створу определяются гидравлические параметры (средняя площадь живого сечения, скорость течения, расстояние между створами, скорость ветра над водоемом, коэффициент шероховатости водоема в зоне течения), соответствующие расчетным расходам воды по каждому водохозяйственному району (участку).

· определяется коэффициент неконсервативности для каждого расчетного участка водного объекта.

В основу расчета норматива ПДС для водохозяйственного района (участка) положена математическая зависимость

(1)

С_о , С_е , С _j – концентрации загрязняющих веществ в воде соответственно в начальном створе, притоке с водосборной площади и сточных водах;

Q _о – расход воды в реке в начальном створе;

q_e , q_j , q _исп – расходы, приходящие на единицу длины реки соответственно притока с водосборной площади, сбрасываемых в реку сточные воды, на испарение;

к – коэффициент деструкции;

щ – площадь поперечного сечения потока;

х – расстояние между створами;

Зависимость (10-1) получена в результате решения уравнений учитывающих диффузионные процессы и процессы распада неконсервативных веществ.

где Q _о и Q – начальный и текущий расход в реке;

С_о , С – начальная и текущая концентрация;

C _ст. – концентрация загрязняющего вещества;

q _ст , q _ф , q _и – удельные расходы воды сточных вод, фильтрации из русла и испарения;

Порядок расчета норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственных районов следующий:

– расчет норматива ПДС начинается с первого створа. Для этого в зависимости (10×1) величина «С» приравнивается к С_ПДК , а искомой величиной является ∑С_j Q_j ;

– рассчитываются изменения концентрации «С» каждого вещества от створа К-1 к створу К по зависимости (1), начиная со второго створа и до последнего, при этом для каждого створа в зависимости (1) С_о приравнивается к С_ПДК ;

– нормативы ПДС загрязняющих веществ во всех створах, кроме первого рассчитываются по зависимости:

где Q_к и Q_к-1 – расчетные расходы воды в водном объекте в К и К-1 створах.

Норматив нормативов ПДС отдельного выпуска сточных вод есть произведение расхода сточных вод q (м 3 /час) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества С_пдс (г/м 3 ):

В формуле (5) расчетной величиной является С_ПДС , «q» принимается по данным водопользователя.

Расчетная формула для определения С_ПДС :

а) для консервативных веществ

б) для неконсервативных веществ

С_ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м 3 ;

С_ф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м 3 ;

k — коэффициент неконсервативности, 1/сут;

t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.

n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке.

Кратность общего разбавления равна произведению кратности начального разбавленияn_н на кратность основного разбавления n_o :

Начальное разбавление рассчитывается в следующих случаях:

· для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков при соотношении скоростей речной воды V_р и скорости сточных вод из выпуска V_ст.

· при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска больше 2 м/c.

Кратность начального разбавления n_n рассчитывается по методу Н.Н. Лапшева.

– расход сточных вод q, м 3 /с;

– скорость течения воды в реке (в месте выпуска) V_р , м/с;

– глубина реки в месте расположения выпуска Н, м;

1) Находится скорость на оси струи

ДV – превышение скорости речного потока над скоростью на оси струи (задается в пределах 0,1¸0,15 м/с).

2) Определяется скорость истечения сточных вод из выпускных отверстий

3) Вычисляется параметр m (отношение скоростей)

4) По номограмме (рис. 1) определяется .

Рисунок 1 — Номограмма для определения диаметра струи в расчетном сечении.

5) Рассчитывается диаметр нестесненной струи в расчетном сечении

, (13)

6) Кратность начального разбавления без учета стеснения струи d H определяется по формуле:

(15)

где определяется по рисунку 2.

Рисунок 2 — Номограмма для определения поправочного коэффициента

Кратность основного разбавления n определяется по методу В.А. Фролова и И.Д. Родзиллера.

‑ расчетный расход в водотоке в фоновом створе, Q, м 3 /с;

– расчетный расход сточных вод в выпуске, q, м 3 /с;

– скорость водотока при расчетном расходе, V_ср , м/с;

– глубина водотока при расчетном расходе, Н, м;

– расстояние от выпуска до контрольного створа по прямой, L_п , м;

– расстояние от выпуска до контрольного створа по фарватеру, L_Ф , м.

1) Определяется коэффициент смешения:

где:

a – коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке;

где j – коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой)

x – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега x=1, при выпуске в стрежень реки x=1,5); D – коэффициент турбулентной диффузии, м 2 /с.

2) Коэффициент турбулентной диффузии определяется.

где: g – ускорение свободного падения, g =9,81 м/c 2 ;

n_ш – коэффициент шероховатости ложа реки,

C – коэффициент Шези, м 1/2 /c, определяемый по формуле Н.Н. Павловского

где R – гидравлический радиус потока, м (R»H);

· Для зимнего времени (периода ледостава)

где R_пр , n_пр , С_пр– приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;

где n_л – коэффициент шероховатости нижней поверхности льда.

3) Кратность основного разбавления определяется по формуле:

источник