РУБРИКИ

Оценка качества очистки сточных вод

   РЕКЛАМА

Главная

Зоология

Инвестиции

Информатика

Искусство и культура

Исторические личности

История

Кибернетика

Коммуникации и связь

Косметология

Криптология

Кулинария

Культурология

Логика

Логистика

Банковское дело

Безопасность жизнедеятельности

Бизнес-план

Биология

Бухучет управленчучет

Водоснабжение водоотведение

Военная кафедра

География экономическая география

Геодезия

Геология

Животные

Жилищное право

Законодательство и право

Здоровье

Земельное право

Иностранные языки лингвистика

ПОДПИСКА

Рассылка на E-mail

ПОИСК

Оценка качества очистки сточных вод

    Азот служит питательной средой для многих микроорганизмов, применяемых при биологической очистке в аэротенках и необходим для нормальной работы биологической пленки очистных канализационных сооружений. В случае его значительного количества в сточных водах, а также после биологической очистки и разбавления в водоеме его содержание увеличивается, усиливается разрастание сине-зеленых водорослей (цветение воды), что часто наблюдается в летний период.

    Содержание нитратов во все исследуемые периоды в сточных водах находилось в пределах нормативных значений. Самым высоким оно было также в летний, самым низким – в зимний период, весной и осенью занимало промежуточное значение.  

Концентрация нитритов в течение всего года превышала ПДК: зимой – в 1,8; весной – в 2,9; летом – в 4; осенью – в 2,8 раза, что является признаком промышленных загрязнений стоков канализации г. Тотьма и нарушения технологии биологической очистки сточных вод.

Хлориды и сульфаты — примеси сточных вод, не влияющие на скорость и эффективность процесса очистки, если их концентрация невелика; при этом их концентрация в сточных водах не изменяется. Хлориды не влияют на биохимические процессы даже при концентрациях 10 г/л, но во избежание засоления воды водоемов — приемников сточных вод следует предотвращать сброс высокоминерализованных производственных сточных вод в поселковую систему водоотведения.

Концентрация сульфатов может изменяться лишь в анаэробных условиях при очистке сточных вод в двухъярусных отстойниках и сбраживании осадка в метантенках. В этих процессах сульфаты вос­станавливаются до сульфидов и при концентрации более 1 г/дм3 могут нарушать процесс метанового брожения.

5. Содержание анионов в сточных водах, мг/дм3

Показатель

Сезон года

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Сульфаты

124,2±12,3

178,1±4,5

235,8±18,2

190,65±2,9

500,0

Хлориды

52,3±0,7

115,0±9,4

264,6±10,8

121,6±5,1

300,0

Фосфаты (по фосфору)


1,34±0,01


2,38±0,01


3,3±0,01


1,56±0,02


0,2

    Как показывают результаты исследований, представленные в таблице 5, содержание сульфатов в сточных водах в течение всего периода наблюдений находилось в пределах 78,1- 235,8 мг/дм3 при ПДК  500 мг/дм3 (СанПиН 2.1.5.980  - 00) . Концентрация хлоридов имела значительно больший диапазон колебаний (52,3- 264,6 мг/дм3), но также не превышала допустимой величины. При изучении сезонной  динамики данных показателей установлено, что максимальные их значения установлены в летний период, минимальные – в зимний, весной и осенью – удерживались примерно на одном уровне.

    Источником фосфора в сточных водах являются физиологические выделений людей, отходы хозяйственной деятельности человека и некоторые виды производственных сточных вод. Содержание азота и фосфора в сточных водах характеризует качество процесса биологической очистки. Азот и фосфор — ком­поненты материала клеток микроорганизмов. Их называют био­генными элементами, при отсутствии азота и фосфора в сточных водах процесс  биологического     окисления     примесей     сточной     воды невозможен. На очистных сооружениях фосфаты применяют в технологии производства для выращивания дрожжей, а также для нормальной работы биологической пленки очистных сооружений. При поступлении сточных вод для предварительной механической очистки в отстойнике концентрация фосфатов заметно задерживает осаждение взвешенных веществ.

    Данные таблицы 5 показывают, что содержание фосфатов, поступающих со сточными водами на очистку, превышает ПДК. При допустимой величине 0,2 мг/дм3, концентрация фосфатов составила летом 3,3 мг/дм3, что выше ПДК в 16,5 раз. Зимой, весной и осенью значение этого показателя понижалось, но также оставалось значительно выше критического уровня в 6,7; 11,9; и 7,8 раз соответственно.

    Наиболее полную информацию о загрязненности сточных вод легкоокисляемыми органическими веществами возможно получить только после определения БПК в натуральной (взболтанной) пробе. БПК пробы сточных вод — кислородный эквивалент степени загрязненности сточных вод биохимически окисляемыми органи­ческими веществами. БПК устанавливает количество кислорода, необходимое для жизнедеятельности микроорганизмов, участвующих в окислении и деструкции органических соединений примесей сточной воды. БПК характеризует часть органических примесей, окисляемых биохимически и находящихся в растворенном и коллоидном состояниях, и часть примесей во взвешенном состоянии, которая способна расщепляться под действием экзоферментов.

6. Окислительные свойства сточных вод, мг/дм3

Показатель

Сезон года

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

БПКполн

4,8±0,05

29,1±0,9

52,7±3,6

4,9±0,03

6,0

    Из данных таблицы 6 видно, что зимой и осенью биохимическое потребление кислорода было в пределах допустимых величин. Однако весной оно возрастало по сравнению с этими значениями в 6,1 раза и превышало допустимое значение в 4,8 раза. Летом БПК продолжало расти, что составило 52,7 мг/дм3. Данное значение было максимальным за весь период исследований, оно превысило ПДК в 8,8 раза. Это свидетельствует о высоком содержании в сточных водах углеродсодержащей органики, окисляющейся биологическим способом и выполняющей роль активного субстрата для микроорганизмов.

    Бытовые и промышленные сточные воды являются одним из источников поступления тяжелых металлов в природные водоемы. Все промышленные примеси, присутствующие в сточных водах, в той или иной мере неблагоприятно воздействуют на нормальное функционирование и жизнеспособность активного ила. Особую проблему представляют токсичные (ядовитые) сточные воды, убивающие активный ил. Сточные воды содержат большое количество разнообразных токсикантов, из которых можно выделить два основных типа: ксенобиотики (органические токсины) и тяжелые металлы.

    Тяжелые металлы извлекаются из сточных вод при биологической очистке путем их активной сорбции илом. Данные по содержанию тяжелых металлов в сточных водах, поступающих на очистные сооружения, приведены в таблице 7.

7. Содержание тяжелых металлов в сточных водах, мг/дм3

Показатель

Сезон года

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Железо общее

0,120±0,020

0,190±0, 010

0,350±0,010

0,270±0,010

0,100

Никель

0,017±0,001

0,018±0,001

0,018±0,001

0,017±0,001

0,010

Хром

0,08±0,001

0,09±0,002

0,09±0,001

0,08±0,001

0,070

        

    Анализ результатов исследований показал, что содержание тяжелых металлов  во все периоды года превышает ПДК: по железу общему – в 1,2 – 3,5 раза, по никелю – 1,7 – 1,8  раза, по хрому – на 35 % весной и летом, зимой и осенью  - на 18 %.

          Тяжелые металлы - наиболее распространенная группа ток­сичных трудноокисляемых загрязнений, присутствующих в сточных водах. В неочищенных сточных водах металлы представлены раз­нообразными химическими соединениями во взвешенной, коллоид­ной, растворенной и нерастворенной формах. Некоторые из солей тяжелых металлов, например, меди, цинка, трехвалентного хрома в щелочной среде выпадают в осадок. Другие, гидролизуясь, значи­тельно подкисляют сточные воды. Как правило, тяжелые металлы и их соли действуют на активный ил как токсиканты, угнетая его окислительную способность. Они вызывают денату­рацию ферментов активного ила, это ингибирует их активность и нарушает проницаемость мембран у организмов ила, что приводит к его гибели .

В процессе биохимической очистки часть ионов тяжелых ме­таллов аккумулируется илом. При этом происходит образование комплексов ионов с белком активного ила, следствием чего являет­ся, с одной стороны, накопление соединений металлов в осадках, а с другой - снижение качества очистки сточных вод, так как сорбиро­ванные металлы концентрируются в активном иле и с возвратным илом неоднократно попадают в аэротенк, где значительная часть подаваемого кислорода воздуха затрачивается не на эффективное биологическое окисление загрязнений, а на восстановление свойств активного ила после токсического повреждающего воздействия. Тяжелые металлы ингибируют активный ил при концентрациях 1-5 мг/дм3.

Степень удаления тяжелых металлов в процессе биологической очистки на очистных сооружениях зависит от природы металла, его начальной концентрации в неочищенных сточных водах, дозы ила, времени контакта сточных вод с илом и эффективности сорбции соединений металлов, в которой активно участвует все тот же полисахаридный гель активного ила.

Таким образом, для предотвращения неудовлетворительной работы очистных сооружений и сохранения качества водоемов, принимающих сточные воды требуется на первом этапе в лаборато­риях очистных сооружений выполнять необходимые анализы по оценке поступающих сточных вод. Результаты этих анализов служат оперативной информацией для обеспечения стабильного и удовле­творительного качества очистки в условиях непрерывно изменяю­щегося состава поступающих сточных вод.

Характеристика очищенных сточных вод, поступающих в реку Сухона и оценка эффективности работы МУП  «Водоканал»  г. Тотьма

С целью оценки эффективности работы очистных сооружений г. Тотьма провели анализ качества очищенных сточных вод, сбрасываемых в реку Сухона, и полученные результаты сравнили с качественными показателями исходных сточных вод. Результаты исследований приведены в таблице 8.

    По данным таблицы 8 видно, что по большинству определяемых показателей  сточные воды после очистки также не соответствовали требованиям СанПиН, хотя и произошло некоторое улучшение их значений. Так, концентрации взвешенных, оседающих веществ, азота аммония, нитритов, нитратов, сульфатов, хлоридов, фосфатов, БПКполн,, железа общего, никеля и хрома в сточных водах после очистки снизились на 40, 42, 45, 38, 35, 16, 25, 31, 39, 10, 12, и 11% соответственно. Однако следует отметить, что значения этих показателей даже после очистки сточных вод превышали предельно допустимые:  по взвешенным веществам – в 2,11, оседающим веществам – в 2,21 раз, нитритам – в 2,25, фосфатам – 7,4, БПК полн, -2,3, железу общему – в 2, никелю – в 1,5, хрому – в 8,6  раза. Прозрачность очищенных сточных вод была меньше нормативного значения на 0,9 см, запах обнаруживался непосредственно и его интенсивность соответствовала 3 баллам при требуемых 2-х баллах. Цвет сточных вод после очистки был серым и обнаруживался в столбике воды глубиной 10 см, что не удовлетворяет требованиям к очищенным сточным водам. Температура, рН, концентрации нитратов, ионов аммония, сульфатов, хлоридов находились в пределах допустимых значений.

8. Показатели качества сточных вод, поступающих в реку Сухона

Показатель

Стадия обработки

ПДК, норматив

(СанПиН

2.1.5.980-00)

До очистки

После очистки

Прозрачность, см

5,000±0,320

9,100±0,130

Не < 10

Запах, балл


5


3

Не > 2

(обнаруживаемый непосредственно)

Цвет


Серый (9 см)


Серый (10 см)

Не должен обнаруживаться в столбике 10 см

Температура, ˚С

20,250±1,200

19,300±1,100

16,000 – 23,000

рН

7,780±0,100

6,900±0,300

6,500 – 8,500

Взвешенные вещества, мг/дм3

36,80±1,500

22,080±1,700

10,450

Оседающие вещества, мг/дм3

25,900±1,900

15,020±1,800

6,790

Азот аммонийный, мг/дм3

0,690±0,010

0,380±0,010

0,400

Нитриты, мг/дм3

0,280±0,010

0,180±0,010

0,080

Нитраты, мг/дм3

16,50±0,800

10,720±0,500

40,000

Сульфаты, мг/дм3

182,200±5,100

153,000±7,800

500,000

Хлориды, мг/дм3

138,40±6,300

103,80±8,100

300,0

Фосфаты (по фосфору), мг/дм3

2,140±0,100

1,480±0,100

0,200

БПКполн, мг О2/дм3

22,90±0,300

14,00±0,300

6,000

Железо общее, мг/дм3

0,230±0,001

0,20±0,002

0,100

Никель, мг/дм3

0,017±0,001

0,015±0,001

0,010

Хром, мг/дм3

0,085±0,001

0,076±0,001

0,070

    В целом эффективность очистки сточных вод следует считать неудовлетворительной. Такое положение в значительной степени объясняется физической изношенностью технологического оборудования. Как следствие происходит значительный сброс неочищенных сточных вод в реку Сухона, что вызывает ухудшение качества воды.  

Органолептические и гидрохимические показатели речной воды

Эффект очистки сточных вод наиболее быстро и просто оценивается по прозрачности очищенной воды, которая зависит от качества очистки, а также от наличия в воде мелких, не оседающих за два часа хлопьев активного ила и диспергированных бактерий. Прозрачность — наиболее оперативный, чутко реагирующий на нарушения, показатель качества очистки. Любые, даже незначительные, неблагоприятные изменения в составе сточных вод и в технологическом режиме их очистки приводят к диспергированию хлопьев ила, нарушению хлопьеобразования, а, следовательно, к уменьшению прозрачности очищенной воды.

Биологическая очистка сточных вод должна обеспечивать не менее 10 см прозрачности очищенной воды. При полной, удовлетворительной биологической очистке прозрачность составляет 30 и более сантиметров, причем при такой прозрачности все другие са­нитарные показатели загрязнения, как правило, соответствуют вы­сокой степени очистки.

Исходя из выше изложенного, нами проведены исследования по определению прозрачности очищенной на очистных сооружениях канализации сточной воды до и после сброса ее в реку Сухона. Из данных, представленных в таблице 9, видно, что в весенний пepиoд прозрачность воды значительно уменьшается.

Причем, уменьшение прозрачности регистрируется в речной воде, как до сброса, так и после сброса сточной воды. Снижение прозрачности, вероятно, связано с тем, что весной с талыми водами в открытые водоемы попадает большое количество органических и минеральных примесей в твердом и коллоидном состоянии. После сброса очищенных сточных вод в реку уменьшалась прозрачность природных вод во все периоды исследований, весной интенсивность запаха  превышала 2 балла (что не соответствует ПДК). В другие периоды сезонных изменений в запахе и цвете как до сброса, так и после сброса очищенных сточных вод не обнаружено. Однако окраска природной воды после сброса очищенных стоков была установлена в столбике воды меньшей глубины, чем до сброса, что также свидетельствует о загрязнении речной воды.

9. Органолептические показатели речной воды

Показатель

До сброса

После сброса

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Зима

Весна

Лето

Осень

Прозрачность, см

19

15

18

18

16

13

15

16

Не < 10

Запах, балл

2

2

2

2

2

3

2

2

Не > 2


Цвет

Прозрачный

(18)

Прозрачный

(15)

более 10 см

         В таблице 10 представлены значения температуры озерной воды до и после сброса очищенных сточных вод.

10. Физико-химические показатели речной воды

Показатель

До сброса

После сброса

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Зима

Весна

Лето

Осень

Температура,  ˚С

2

10

18

8

3

12

20

10

Не > 28˚С летом;

не > 8˚С

зимой

рН

7,9

7,6

7,8

8,0

8,0

7,7

7,9

8,2

6,5 – 8,5

    Согласно полученным данным, температура воды в реке до и после сброса в нее очищенных сточных вод практически оставалась на одном и том же уровне с разницей в 1 – 2 ˚С. Активная реакция среды находилась в пределах допустимых значений со сдвигом в сторону щелочной  среды. Изменения рН  природных вод в кислую или щелочную среду свыше нормативных негативно отражаются на гидробионтах.

    Одним из очень важных показателей при оценке загрязненности водных объектов являются взвешенные вещества. Из таблицы 11 видно, что концентрация взвешенных веществ в исследуемой воде до сброса значительно меньше уровня содержания их в пробах после сброса: зимой – в 1,5; весной и летом – в 2; осенью – в 3,1 раза. Причем содержание взвешенных веществ в речной воде после смешения с очищенными сточными водами превышало ПДК в 1,7; 2,9; 3; 2,5 раза по сезонам года соответственно.

11. Содержание взвешенных веществ в речной воде

Показатель

До сброса

После сброса

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Зима

Весна

Лето

Осень

Взвешенные вещества, мг/дм3

7,10

±0,90

8,10

±0,90

8,60

±0,80

8,40

±0,50

10,65

±0,70

16,20

±1,30

17,20

±1,10

26,04

±1,00

10,45

Оседающие вещества, мг/дм3

4,60

±0,10

5,50

±0,30

6,10

±0,20

5,80

±0,10

7,14

±0,70

11,66

±1,20

12,04

±0,80

19,00

±0,90

6,79

    При изучении сезонной динамики  содержания взвешенных веществ установлено, самой низкой их концентрация до и после сброса сточных вод была в зимний период, максимальной – в летний, осенью и весной – занимала промежуточные значения. На этом фоне аналогично изменяются концентрации оседающих веществ (таблица 11). Более наглядно сезонная динамика содержания взвешенных веществ в речной воде представлена на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Сезонная динамика содержания взвешенных веществ в речной воде до сброса очищенных сточных вод, мг/дм3

   

            

Рис. 2. Сезонная динамика содержания взвешенных веществ в речной воде после  сброса очищенных сточных вод, мг/дм3

    Установленное нами повышенное количество взвешенных веществ в речной воде после сброса очищенных сточных вод отрицательно влияет на развитие водной фауны. Взвешенные вещества минерального происхождения, после очистки, оседают в водоемах на дне, губительно действуют на бентос, лишая тем самым планктон кормовых ресурсов.

В таблице 12 представлены данные по содержанию азот включающих примесей в речной воде.

12. Содержание азота в речной воде до и после сброса очищенных сточных вод, мг/дм3

Показатель

До сброса

После сброса

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Зима

Весна

Лето

Осень

Азот аммонийный

0,180

±0,010

0,250

±0,010

0,310

±0,010

0,230

±0,010

0,210

±0,010

0,300

±0,010

0,340

±0,010

0,260

±0,010

0,400

Нитриты

0,020

±0,001

0,030

±0,001

0,040

±0,001

0,030

±0,005

0,030

±0,001

0,050

±0,001

0,070

±0,001

0,060

±0,001

0,080

Нитраты

7,630

±0,200

8,240

±0,200

12,110

±0,100

7,980

±0,400

7,60

±0,500

8,520

±0,800

12,550

±0,600

8,140

±1,100

40,000

    Как показывают результаты исследований, до места спуска сточных вод в речной воде в течение года содержится небольшое количество аммиака. Самые высокие его концентрации отмечены в весеннее - летний период, самые низкие – зимой. В течение всего года значения данного показателя не превышали ПДК, т.е. вода здесь не загрязнена. Уровень содержания аммонийного азота в речной воде после сброса очищенных стоков увеличивается и становится максимальным в летний период. Весной его концентрация становилась еще ниже. Повышение содержания аммиака в теплые сезоны года объясняется попаданием большого количества органических загрязнений с поверхностным стоком. Не исключено, что в зимний период процессу аммонификации препятствует низкая температура.

    Концентрации нитритов в речной воде до сброса очищенных стоков в течение всего года не превышали ПДК, самыми высокими были летом, минимальными – зимой. После сброса сточных вод уровень содержания нитритов в природной воде увеличился в 1,5; 1,7; 1,8; 2 раза.   Увеличения содержания нитратов в речной воде не отмечалось, а их количество соответствовало допустимому уровню как до, так и после сброса в реку очищенных сточных вод.

Присутствие нитритов и нитратов в воде может являться признаком промышленного загрязнения. Также причиной повышенного содержания нитратов и нитритов может служить понижение температуры, при температуре +9°С снижается скорость нитрификации, при температуре +6°С процесс прекращается полностью.

Мы считаем, что присутствие в воде реки минеральных со­ставляющих азота отрицательно сказывается на развитии и жизне­деятельности гидробионтов, так как нитрификация требует больше­го количества кислорода

2NH4+ + ЗО2 = ЗН+ + 2NO2- + 2Н2О

Нитраты, попадая в желудочно-кишечный тракт с питьевой во­дой и продуктами питания, редуцируют в нитриты, быстро всасы­ваются в кровь, концентрируясь в эритроцитах, обладают выражен­ной способностью окислять гемоглобин эритроцитов с образованием метгемоглобина, не способного снабжать ткани кислородом, в ре­зультате чего развивается гипоксия у человека и рыб.

    Основным лимитирующим веществом для развития водоросле­вого «цветения» в водоеме, в большей степени воздействующим на процесс эвтрофикации,  является биогенный элемент фос­фор.

Под термином «общий фосфор» понимают все виды фосфатов, содержащихся в воде - растворимые и нерастворимые, неорганиче­ские и органические соединения фосфора. Установлено, что доста­точно удалить из сточных вод один из основных биогенных элемен­тов (азот и фосфор) и «цветение» в водоеме, куда сбрасываются эти сточные воды, не развивается. Поэтому удаление фосфора из сточ­ных вод перед сбросом их в водоемы является более необходимым, чем удаление азота.

13. Содержание анионов в речной воде до и после сброса очищенных сточных вод, мг/дм3

Показа-

тель

До сброса

После сброса

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Зима

Весна

Лето

Осень

Фосфаты

0, 12

±0,001

0, 18

±0,002

0, 19

±0,001

0, 18

±0,002

0,260

±0,010

0,380

±0,020

0,470

±0,010

0,360

±0,010

0,200

Сульфа-

ты

210,0

±8,00

260,0

±9,00

280,0

±7,10

220,0

±9,30

212,0

±8,60

261,00

±10,10

282,00

±11,30

226,00

±10,50

500,00

Хлориды

167,1

±10,2

173,0

±9,80

164,3

±9,20

180,1

±10,4

170,5

±9,7

175,89

±9,80

168,9

±8,50

184,0

±10,10

300,0

Как видно из таблицы 13, содержание фосфатов в речной воде до сброса очищенных сточных вод соответствовало допустимым величинам, после сброса – увеличивалось в 2,2; 2,1; 2,5; 2 раза и превышало ПДК  в 1,3; 1,9; 2,4; 1,8 раза зимой, весной, летом, осенью.  Концентрации сульфатов и хлоридов не  превышали ПДК и удерживались на одном уровне до и после сброса очищенных сточных вод. Максимальный уровень сульфатов установлен в обеих контролируемых зонах в летний период, хлоридов – в осенний, минимальный – зимой и летом. Выявленные сезонные изменения связаны с загрязнением речной воды дождевыми сточными водами, несущими в себе загрязняющие вещества органической природы.

    Подтверждением выше сказанному являются данные, полученные при определении окисляемости речной воды. От нее зависит суммарное количество всех углеродсодержащих органических соединений. Повышенная окисляемость воды указывает на загрязнение источников водоснабжения органическими веществами.

    Результаты определения окисляемости воды представлены в таблице 14.

Из таблицы видно, что даже выше места сброса стоков в летний период окисляемость воды в реке высокая и равна значению 1,07 ПДК. Это объясняется загрязнением воды поверхностным стоком во время паводка  и дождей. После сброса очищенных сточных вод окисляемость  речной  воды повышается зимой на 33; весной  на 51; летом на 26; осенью на 27 %. Следует отметить, что в зимнее время этот показатель фактически равен предельно допустимому значению, а весной, летом и осенью превышает его на 8,3; 35 и 8,4 % соответственно.

14.  Окислительные свойства речной воды, мг О2/дм3

Показа-

тель

До сброса

После сброса

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Зима

Весна

Лето

Осень

Перманг. окисля-

емость

4, 58

±0,10

5, 02

±0,20

7, 50

±0,10

5,98

±0,2

6,09

±0,20

7,58

±0,10

9,45

±0,10

7,59

±0,20

7,00

БПКполн

2,16

±0,10

2,09

±0,10

1,75

±0,10

1,68

±0,10

3,79

±0,50

3,65

±0,10

3,64

±0,20

2,54

±0,10

2,00

Раств.

кислород

6,00

±0,10

6,20

±0,20

6,40

±0,10

6,10

±0,20

5,70

±0,20

4,81

±0,30

6,20

±0,40

6,00

±0,20

Не <6,00

         Исходя из того, что перманганатная окисляемость является показателем легкоокисляемой органики, можно полагать, что содержание легкоокисляемых загрязняющих веществ органической природы в реке достаточно высоко. Однако необходимо учитывать, что среди загрязняющих веществ имеются органические соединения, которые могут служить субстратом для микроорганизмов. Поэтому при оценке качества воды используют такой важный показатель как биохимическое потребление кислорода (БПК).

    Как показывают данные таблицы 14 и рисунка 3, наиболее высокие значения БПКполн установлены в речной воде до сброса стоков зимой и весной, которые превышали ПДК   на 8 и 6,5 % соответственно, после сброса – зимой - в 1,9, весной и летом – в 1,8 раза, осенью значение этого показателя снижалось, но все же превышало уровень ПДК на 27 %.

    Факт увеличения БПКполн в весенний и летний периоды можно объяснить поступлением в реку поверхностного стока. Почвенный покров, богатый органическими веществами, смываемый частично талыми и ливневыми водами, является источником загрязнения реки органическими веществами, увеличивающими в воде величину БПКполн. Поэтому факт высокого значениия БПКполн речной воды в точке выше сброса очищенных сточных вод объясняется антропогенным загрязнением самих поверхностных вод органическими и минеральными веществами, смываемыми с несанкционированных свалок на берегу реки, на окисление которых также расходуется кислород.

Рис. 3. Сезонная динамика БПКполн в речной воде до и после сброса очищенных сточных вод

В то же время нельзя исключать очень важный фактор, суще­ственно влияющий на результат углеводного БПК - это процесс нитрификации в пробе, значительно увеличивающий потребление кислорода, которое заметно возрастает после завершения биохими­ческого разложения углеродсодержащих органических загрязняю­щих веществ в начале стадии нитрификации. По этой причине ре­зультаты анализа БПКполн могут быть сильно искажены, что особенно характерно для проб, содержащих нитрифицирующие бактерии и азотистые загрязнения.

В целом, полученные данные исследований свидетельствуют, что большое количество кислорода речной воды расходуется для дыхательной деятельности микроорганизмов, использующих органическое вещество из исследуемых вод для роста и метаболизма.

Данное предположение подтверждается снижением уровня содержания растворенного кислорода, по сравнению с ПДК в речной воде после сброса - зимой – на 5; весной – на 19,8 %.

Тяжелые металлы - наиболее распространенная группа ток­сичных, трудноокисляемых загрязнений, присутствующих в водах как сточных, так и природных. В водах металлы представлены раз­нообразными химическими соединениями во взвешенной, коллоид­ной, растворенной и нерастворенной формах.

Катионы металлов по своей токсичности значительно различаются и по убыванию        их       можно       расположить       в        следующий       ряд: Hg2+>Cd2+>Zn2+>Cu2+>Pb2+>Ni2+>Co2+>Sn2+>Ba2+>Fe2+>Mn2+>Sr2+>Mg2+>Ca2+ (Фрумин, 1995).

В процессе биохимической очистки часть ионов тяжелых металлов аккумулируется илом. Экспериментально установлены усредненные нормы эффективности удаления некоторых металлов на сооружениях биологиче­ской очистки: Сг - 63-99%, Си - 69-98%, Zn - 44-100%, Ni - 25-74%, Fe - 87-98% (Brown, Lester, 1979).

Нами проведены исследования по измерению массовой концентрации железа общего, никеля и хрома в воде реки Сухона до и после сброса в нее очищенных сточных вод.


15. Содержание тяжелых металлов в речной воде до и после сброса очищенных сточных вод, мг/дм3

Показа-

тель

До сброса

После сброса

ПДК

Зима

Весна

Лето

Осень

Зима

Весна

Лето

Осень

Железо общее

0, 050

±0,001

0, 090

±0,001

0, 170

±0,001

0,120

±0,002

0, 080

±0,001

0, 100

±0,040

0, 220

±0,020

0,190

±0,050

0,100

Никель

0, 002

±0,0001

0, 001

±0,0002

0, 003

±0,0001

0,003

±0,0001

0, 003

±0,0002

0, 002

±0,0001

0, 004

±0,0001

0,004

±0,0002

0,010

Хром

0, 003

±0,0001

0, 002

±0,0001

0, 002

±0,0001

0,002

±0,0001

0, 004

±0,0001

0, 003

±0,0001

0, 003

±0,0001

0,003

±0,0001

0,070

Результаты исследований показали, что концентрация железа в пробах воды после превышала ПДК во все изучаемые периоды, кроме зимнего (таблица 15).

Наиболее высокое содержание железа общего нами установлено в речной воде до сброса летом - 0, 17 мг/дм3, что выше ПДК в 1,7 раза, весной и осенью оно несколько снижалось, но все же было осенью в 1,2 раза выше ПДК. После сброса очищенных сточных вод во все периоды значение изучаемого пока­зателя увеличивалось и продолжало превышать нормативный уровень в 2,2 раза летом и в 1,9 раз осенью, весной было равно ПДК. Железо — один из наиболее распространенных после алюминия компонентов земной коры (4,65% по массе): в воде океанов его массовый кларк составляет 0,000001%, в биосфере - 0,0005%. В природных водах его среднее содержание колеблется в ин­тервале 0,01-26,0 мг/л. В большинстве водоемов концентрация железа составляет до 0,01 мг/л.

Железо входит в состав дыхательных белков, поэтому роль его в организме весьма важна. Железо служит необходимым материалом для синтеза гемоглобина. Этот процесс протекает нормально при наличии определенных коли­честв железа, меди и кобальта. Активно аккумулирует железо водная флора, причем интенсивность накопления зависит от времени года. Содержание железа в моллюсках значительно зависит от видовых и региональных различий. Высокие концентрации железа оказывают токсический эффект на гидробионтов.

Содержание никеля и хрома в речной воде было ниже допустимых величин во все наблюдаемые периоды (кроме зимнего) до и после сброса очищенных сточных вод. Самые высокие концентрации никеля были установлены летом и осенью, хрома – зимой.

Никель относится к редким элементам, но в отдельных местностях содержание его весьма значительно. Кроме природных никелевых провинций существуют еще и техногенные. Наиболее токсичными считают хорошо растворимые хлорид никеля, ацетат никеля, сульфат никеля, наименее токсичным является металлический никель.

Согласно литературным данным, токсическое действие хлорида никеля проявляется при концентрации 2,5 мг/мл воды.

Важным моментом наших исследований является выявление в речной воде хрома - металла, поступающего в природные водоемы, в основном, в результате антропогенной деятельности.

В воде встречаются трехвалентные катионы хрома в составе его сульфатов, хлоридов и нитратов или шестивалентный хром в виде анионов гидрохромата и хромата. В воде растворяются хлориды, нитраты и сульфаты хрома, хроматы и бихроматы натрия, калия, аммония. На рыб хром оказывает кожно-резорбтивное действие.

Помимо специфического токсического действия ионов хрома, его соединения (хромноватая кислота и бихроматы) влияют на рыб косвенно, снижая рН воды. С повышением жесткости воды токсичность соединений хрома снижается.

В связи с тем, что многие загрязняющие вещества в воде реки Сухона до и после сброса очищенных сточных вод находились в концентрациях, превышающих ПДК, нами проведена интегральная оценка водоема (по среднегодовым данным).

С этой целью для расчета индекса загрязняющих веществ (ИЗВ), нами выбраны следующие показатели: рН, концентрация взвешенных веществ, содержание рас­творенного кислорода, БПКполн, перманганатная окисляемость, концентрация общего железа.

До сброса очищенных сточных вод ИЗВ составил 1,34: после сброса - 1,69.

Согласно полученным значениям ИЗВ можно сделать заключе­ние, что вода реки Сухона на момент исследования соответствовала 3 классу качества и характеризовалась как «умеренно загрязненная».

Таким образом, любые загрязняющие гидросферу вещества, в том чис­ле и металлы, должны тщательно исследоваться и оцениваться. При этом необходимо учитывать не только острое, но и продолжительное или хроническое воздействие загрязняющих веществ и соответствующие им симптомы интоксикации у людей, животных, рыб и растений.

Выводы

1. Из-за нестабильной работы МУП «Водоканал»  происходит неконтролируемый сброс в реку Сухона сточных вод, содержащих тяжелые металлы и органические вещества в количествах, превышающих ПДК.

2. Сточные воды, поступающие на очистку не соответствуют  требованиям СанПиН по прозрачности. Концентрация фосфатов была выше ПДК в 6,7 раз, зимой, весной, летом и осенью в 11,9; 16,5; 7,8 раз.  

3. Биохимическое потребление кислорода было в пределах допустимых величин,  однако, летом превышало ПДК в 8,8 раза.

4. Содержание тяжелых металлов  во все периоды года превышает ПДК: по железу общему – в 1,2 – 3,5 раз, по никелю – 1,7-1,8  раза, по хрому – на 18-35 %.

5. В сточных водах после очистки установлены повышенные концентрации некоторых компонентов, которые превышали предельно допустимые:  по взвешенным веществам – в 2,91, оседающим веществам – в 2,21 раз,  нитритам – в 2,25, фосфатам – 7,4,3, БПК полн, - 2,3, железу общему – в 2, никелю – в 1,5, хрому8,6 раз.

6. Содержание взвешенных веществ в речной воде после смешения с очищенными сточными водами превышало ПДК в 1,7- 3 раза.

7. Уровень содержания соединений азота в речной воде после сброса очищенных стоков во все периоды года был ниже ПДК.

8. Содержание фосфатов в речной воде после сброса сточных вод превышало ПДК  в 1,3 – 2,4 раза.  

9. Высокие значения БПКполн установлены в речной воде до сброса стоков, которые превышали ПДК   от 27 % до 1,9 раза.

10. Содержание железа общего в речной воде после сброса очищенных сточных вод  превышало ПДК летом в 2,2; осенью в 1,9 раз.

17. Вода реки Сухона на момент исследования соответствовала 3 классу качества и характеризовалась как «умеренно загрязненная».





Использованная литература

1. Алферова, А.А. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. - М.: Стройиздат,
1987.-352 с.

2. Алексеев, Л. С. Контроль качества воды. - М.: ИНФРА-М, 2004. - 159 с.

3. Бабенков, Е. Н. Очистка воды коагулянтами. - М.: Наука, 1977. - 137 с.

4. Беспамятнов, Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. - Л.: Химия, 1987. - 375 с.

5. Бородатый, И.Т. Методическое руководство по анализу природных и сточных вод. - Чел.: Южно-Уральское кн. Изд., 1973. -178 с.

6. Вронский, В. А. Экология: Словарь-справочник. - Изд. 2-е. - Ростов
н/Д.: Феникс, 2002. - 576с.

7. Голубовская, Э. К. Биологические основы очистки воды. - М: Высшая
школа, 1978.-268 с.

8. Громов, Б.В. Проблемы   развития   безотходных производств. - М.: Стройиздат, 1985. - 256 с.

9. Дуганова, Г.В. Охрана окружающей природной среды. - Киев: Высшая школа, 1990. - 165 с.

10. Евилович, А.З. Утилизация осадков сточных вод. - М.: Стройиздат,
1989.-158 с.

11. Жуков, А.И. Методы   очистки производственных сточных вод. - М.: Стройиздат, 1988. - 206 с.

12. Жуков, А.И. Методы   очистки производственных сточных вод. - М.: Химия, 1996. - 345 с.

13. Жукова, А. И. Канализация. - Изд. 4-е. - М.: 1969. - 179 с.

14. Замарин,  Е. А. Гидротехнические сооружения. - М.: Стройиздат, 1965. - 289 с.

15. Ивчатов, А. Л. Химия воды и микробиология. - М.: ИНФРА-М, 2006.-218 с.

16. Карпинский, А. А. Новые достижения в технологии сбраживания осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1959. - 215 с.

17. Кафаров, В.В. Принципы    создания    безотходных    химических
производств. - М.: Химия, 1994. - 276 с.

18. Клепиков, А. И. Очистка промышленных сточных вод. - Чел.: Челябинская городская типография № 1, 1975.-8 с.

19.  Клячко, В. А.  Очистка  природных  вод.  - М.: Стройиздат, 1971. - 176 с.

15.          

20. Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод. - Изд. 3-е. М.: Химия, 1966. - 168 с.

21. Максимовский, Н. С. Очистка сточных вод. - М.: Стройиздат, 1961. -193 с.

22. Небел, Б. Наука об окружающей среде т. 1, М.: Мир, 1993. - 258 с.

23. Петров, К.М. Общая экология: Взаимодействие общества и природы: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., стер. - СПб: Химия, 1998. - 352
с.

24. Резников,  А. А. Методы анализа природных вод. - Изд. 2-е. М.: Госгеолтехиздат, 1963. - 149 с.

25. Родзевич,  Н. Н. Геоэкология и природопользование. - М.: Дрофа, 2003.-256 с.

26. СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. - М.: Минздрав, 2001.

27. Соколова, В.Н. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков. - М.: Стройиздат, 1992. - 259 с.

28. Смирнов, Д. Н. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. - М.: Металлургия, 1989. - 204 с.

     29. Туровский, И.С. Обработка осадков сточных вод, М.: Стройиздат, 1984.
- 163 с.

30. Удаление металлов из сточных вод. Под редакцией Дж. К. Кушни. -
М.: Металлургия, 1987. - 147 с.

31. Юшманова, О.А. Комплексное   использование   и   охрана   водных   ресурсов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 328 с.


Страницы: 1, 2


© 2000
При полном или частичном использовании материалов
гиперссылка обязательна.