Самоочищение природных вод. Самоочищение поверхностных водоемов Скорость самоочищения водных объектов повышают

Поступающие в водоем загрязнения вызывают в нем нарушение естественного равновесия. Способность водоема противостоять этому нарушению, освобождаться от вносимых загрязнений и составляет сущность процесса самоочищения.

Самоочищение водных систем обусловлено многими природными, а иногда и техногенными факторами. К числу таких факторов относятся различные гидрологические, гидрохимические и гидробиологические процессы. Условно можно выделить три типа самоочищения: физическое, химическое, биологическое.

Среди физических процессов первостепенное значение имеет разбавление (перемешивание). Хорошее перемешивание и снижение концентрации взвешенных частиц обеспечивается интенсивным течением рек. Способствует самоочищению водоемов отстаивание загрязненных вод и оседание на дно нерастворимых осадков, сорбция загрязняющих веществ взвешенными частицами и донными отложениями. Для летучих веществ важным процессом является испарение.

Среди химическим факторов самоочищения водоемов главную роль играет окисление органических и неорганических веществ. Окисление происходит в воде при участии растворенного в ней кислорода, поэтому чем выше его содержание, тем быстрее и лучше протекает процесс минерализации органических остатков и самоочищения водоема. При сильном загрязнении водоема запасы растворенного кислорода быстро расходуются, а накопление его за счет физических процессов газообмена с атмосферой протекает медленно, отчего самоочищение замедляется. Самоочищение воды может происходить и вследствие некоторых других реакций, при которых образуются трудно растворимые, летучие или нетоксичные вещества, например, гидролиза пестицидов, реакции нейтрализации и др. Содержащиеся в природной воде карбонаты и гидрокарбонаты кальция и магния нейтрализуют кислоты, а растворенная в воде угольная кислота нейтрализует щелочи.

Под влиянием ультрафиолетового излучения солнца в поверхностных слоях водоема происходит фоторазложение некоторых химических веществ, например ДДТ, и обеззараживание воды – гибель патогенных бактерий. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей объясняется их влиянием на протоплазму и ферменты микробных клеток, что вызывает их гибель. Ультрафиолетовые лучи оказывают губительное воздействие на вегетативные формы бактерий, споры грибов, цисты простейших, вирусы.

Каждый водоем – это сложная живая система, где обитают бактерии, водоросли, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Процессы метаболизма, биоконцентрирования, биодеградации приводят к изменению концентрации загрязняющих веществ. К биологическим факторам самоочищения водоема относятся также водоросли, плесневые и дрожжевые грибки, однако в отдельных случаях массовое развитие сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения. Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрицы и некоторые амебы адсорбируют кишечные и другие вирусы. Каждый моллюск профильтровывает в сутки более 30 литров воды. Тростник обыкновенный, рогоз узколистный, камыш озерный и другие макрофиты способны поглощать из воды не только относительно инертные соединения, но и физиологически активные вещества типа фенолов, ядовитые соли тяжелых металлов.

Процесс биологической очистки воды связан с содержанием в ней кислорода. При достаточном количестве кислорода проявляется активность аэробных микроорганизмов, которые питаются органическими веществами. При расщеплении органических веществ образуются углекислый газ и вода, а также нитраты, сульфаты, фосфаты. Биологическое самоочищение представляет собой основное звено процесса и рассматривается как одно из проявлений биотического круговорота в водоеме.

Вклад отдельных процессов в способность природной водной среды к самоочищению зависит от природы загрязняющего вещества. Для так называемых консервативных веществ, которые не разлагаются или разлагаются очень медленно (ионы металлов, минеральные соли, персистентные хлорорганические пестициды, радионуклиды и т.д.), самоочищение имеет кажущийся характер, поскольку происходит лишь перераспределение и рассеивание загрязняющего вещества в окружающей среде, загрязнение им сопредельных объектов. Снижение их концентрации в воде происходит за счет разбавления, выноса, сорбции, бионакопления. В отношении биогенных веществ наиболее важны биохимические процессы. Для водорастворимых веществ, не вовлекаемых в биологический круговорот, важны реакции их химической и микробиологической трансформации.

Для большинства органических соединений и некоторых неорганических веществ микробиологическая трансформация считается одним из основных путей самоочищения природной водной среды. Микробиологические биохимические процессы включают реакции нескольких типов. Это реакции с участием окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов (оксидаз, оксигеназ, дегидрогеназ, гидролаз и др.). Биохимическое самоочищение водных объектов зависит от множества факторов, среди которых наиболее важные – температура, активная реакция среды (рН) и содержание азота и фосфора. Оптимальная температура для протекания процессов биодеградации составляет 25-30ºС. Большое значение для жизнедеятельности микроорганизмов имеет реакция среды, которая влияет на ход ферментативных процессов в клетке, а также на изменение степени проникновения в клетку питательных веществ. Для большинства бактерий благоприятна нейтральная или слабощелочная реакция среды. При рН <6 развитие и жизнедеятельность микробов чаще всего снижается, при рН <4 в некоторых случаях их жизнедеятельность прекращается. То же самое наблюдается при повышении щелочности среды до рН>9,5.

В процессе самоочищения происходит отмирание сапрофитов и патогенных микроорганизмов. Они погибают в результате: обеднения воды питательными веществами; бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей солнца, которые проникают в толщу воды более чем на 1 м; влияния бактериофагов и антибиотических веществ, выделяемых сапрофитами; неблагоприятных температурных условий; антагонистического воздействия водных организмов и других факторов. Процессы самоочищения воды протекают более интенсивно в теплое время года, а также в проточных водоемах-- реках. Существенное значение в процессам самоочищения воды имеют так называемая сапрофитная микрофлора и водные организмы. Некоторые представители микрофлоры водоемов обладают антагонистическими свойствами к патогенным микроорганизмам, что приводит к гибели этих микробов.

Простейшие водные организмы, а также зоопланктон (рачки, коловратки и др.), пропуская воду через свой кишечник, уничтожают огромное количество бактерий. Бактериофаги, попавшие в водоем, также оказывают воздействие на болезнетворные организмы. Одним из важных процессов самоочищения воды является минерализация органических веществ.

Первым минеральным продуктом окисления азотсодержащих органических веществ является аммонийный ион или аммиак. Наличие последних в высоких концентрациях, при отсутствии нитритов и нитратов, указывает на свежесть загрязнения. Аммиак (азот аммония), как правило, при наличии окислителей переходит в нитриты, но эти соединения очень нестойки и при наличии кислорода окисляются до нитратов. Нитраты являются как бы конечным веществом при минерализации органических азотсодержащих продуктов.

Хорошая аэрация воды -- обогащение воды кислородом --- обеспечивает активизацию окислительных, биологических и других процессов, способствует очищению воды.

Скорость самоочищения воды зависит от многих условий: количества загрязнений, поступивших в водоем; глубины его и скорости течения воды; температуры воды; наличия растворенного кислорода в воде; состава микрофауны и флоры и др.

Способность к самоочищению не безгранична, наоборот, она очень ограничена.

Соединения свинца, меди, цинка, ртути, которые могут попасть в водоемы со стоками, оказывают токсическое воздействие на организм животных, а также способствуют замедлению процессов самоочищения воды и ухудшают ее органолептические свойства.

В небольших водоемах при значительном количестве загрязнителей белкового характера в воде могут накапливаться промежуточные вещества их распада (в частности, сероводород, нитриты, диамины и др.), обладающие высокой токсичностью.

Самоочищение подземных вод происходит благодаря фильтрации через почву и за счет процесса минерализации, в результате вода полностью освобождается от органических загрязнений и микроорганизмов.

Ветеринарно-санитарный надзор водоисточников включает: наблюдение за его ветеринарно-санитарным состоянием и организацию охраны с целью предупреждения возможных загрязнений воды органическими и прочими отбросами и нечистотами; организацию санитарно-лабораторного контроля качества воды и учет постоянства ее качества в зависимости от сезонов года и почвенных условий; установление взаимосвязи между доброкачественностью питьевой воды и заболеваниями животных (санитарный паспорт).

Для открытых водоемов определяют дополнительно биохимическую потребность кислорода за 5 сут. (БПК3) в мг/л и растворенный кислород в мг/л.

Независимо от результатов анализа воды, к использованию допускаются только такие водные источники, которые могут быть обеспечены или уже имеют зону санитарной охраны (ЗСО).

Под ЗСО понимают территорию вокруг источников водоснабжения и водопроводных сооружений, на которой должен соблюдаться специально установленный режим. Цель организации ЗСО в том, чтобы обеспечить охрану водоисточников, водопроводных сооружений и окружающей их территории от загрязнения.

Необходимо создавать ЗСО в первую очередь около поверхностных водоисточников, которые легкодоступны загрязнению. Это мероприятие имеет очень важное значение и в отношении санитарной охраны подземных водоисточников, так как при отсутствии ЗСО они также могут подвергаться загрязнению.

ЗСО для водопроводов, берущих воду из открытых водоемов, состоит из трех поясов: ст рогого режима, ограничений и наблюдений.

Первый пояс ЗСО -- строгого режима -- охватывает территорию, в которой находится источник водоснабжения и расположены водозаборные и водопроводные сооружения. В этом поясе запрещено проживание и временное нахождение лиц. не работающих на водопроводных сооружениях. Здесь не разрешено строительство, за исключением объектов, связанных с техническими нуждами водопровода. Площадь пояса строгого режима при использовании подземных источников составляет до 1 га при радиусе не менее 50 м вокруг места водозабора. При использовании межпластовых вод, которые лучше защищены, территория пояса может быть ограничена до 0, 25 га. Второй пояс -- ограничений -- это территория, непосредственно окружающая источник водоснабжения. Использовать ее для хозяйственных нужд (пасти скот и др.) запрещается.

Третий пояс -- наблюдений -- охватывает территорию, смежную с территорией второго пояса. Здесь органы санитарной службы ведут учет водных инфекций и постоянное наблюдение, чтобы предупредить распространение инфекционных болезней через воду.

С санитарной точки зрения большой интерес представляют процессы естественного очищения воды, или самоочищения водоемов. Процесс самоочищения не происходит в чистых водах, а развивается только в связи с поступлением загрязнений.

Факторы самоочищения водоемов от поступающих загрязнений, в том числе от посторонних микроорганизмов (биологическое самоочищение) многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы - физические, химические, биологические.

Физические факторы . Среди этих факторов первостепенное значение имеют разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Оседание в воде нерастворимых осадков также способствует самоочищению. На микрофлору воды оказывает действие солнечная радиация, гидростатическое давление, температура и др.

Разбавление . Быстрое и интенсивное разбавление загрязняющих вод чистой водой водоема приводит к падению концентрации органических соединении, т.е. уменьшению концентрации питательных веществ, что и приводит к ускорению отмирания попавших извне бактерий, в том числе и патогенных. Самоочищение проточной воды в реках происходит интенсивнее, чем в стоячих водах (озерах, прудах).

В результате разбавления попавших в водоем сточных вод значительным количеством чистой воды увеличивается их прозрачность, что способствует более глубокому проникновению ультрафиолетовых лучей солнечного света, губительно действующих как на сапрофитные, так и на патогенные микроорганизмы. Степень разбавления принимается во внимание также при нормировании поступающих в водоемы химических загрязнений.

Оседание в воде нерастворимых осадков, отстаивание загрязненных вод также способствует самоочищению водоемов. Микроорганизмы в силу собственной силы тяжести или адсорбации на других органических и неорганических частицах постепенно оседают на дно, подвергаются последующему действию других факторов самоочищения.

Температура . Имеются различия в интенсивности самоочищения водоемов летом и зимой, а также в жаркой, умеренной и холодной климатических зонах. В летнее время микроорганизмы начинают активно размножаться уже в стоках, а в воде водоемов их количество уменьшается. Зимой процессы микробиального самоочищения замедляются: размножение бактерий происходит только вблизи стоков, скорость отмирания снижается, высокое содержание микроорганизмов в водоеме длится дольше, чем летом. Поэтому санитарное состояние водоемов зимой хуже, к тому же понижение температуры способствует сохранению в ней энтеробактерий – возбудителей кишечных инфекций. Водный путь распространения кишечных инфекций наблюдается чаще зимой.

Химические факторы . На процесс самоочищения влияет окисление некоторых органических и неорганических веществ, аэрация воды водоемов, наличие некоторых солей (например, NaCl), галогенов (йод, бром и др.), рН воды.

Поступление в составе сточных вод большого количества вредных химических соединений (детергентов, нефтепродуктов, пестицидов) подавляет размножение сапрофитной флоры, угнетает биоценозы, принимающие активное участие в процессах самоочищения. Все это может способствовать удлинению сроков выживания патогенных микроорганизмов в воде, что повышает эпидемическую опасность водоема

Биохимические факторы . Некоторые химические факторы самоочищения (изменение рН, появление продуктов метаболизма и др.) тесно связаны с биологическими факторами, чаще всего являются последующим закономерным этапом проявления их действия. Эти факторы являются связующим звеном между химическими и биологическими факторами. Иногда их выделяют в самостоятельную группу.

Биологические факторы . На темпы самоочищения водоемов оказывают влияние конкурентные взаимоотношения, которые складываются между разными группами микроорганизмов в борьбе за кислород и питательные вещества.

Сущность антагонистические действия автохтонной микрофлоры в отношении аллохтонных бактерий, вирусов, микроскопических грибов состоит в выделении микробами-антагонистами токсических веществ и соединений типа антибиотиков. Вода некоторых озёр и особенно морская вода обладает бактерицидными свойствами.

Гидролитические микроорганизмы способствуют очищению, разлагая белки, жиры, углеводы отмерших растений и животных. Большое значение в самоочищении от загрязнения нефтепродуктами играют нефтеокисляющие бактерии. Участвуют микроорганизмы также в разрушении канцерогенных углеводородов.

Биологическое самоочищение связано также с действием фагов, которые в изобилии попадают в водоемы вместе с самими бактериями. Вблизи населенных пунктов обнаруживается повышение концентрации фагов патогенных энтеробактерий. Однако для проявления деятельности фагов необходима относительно высокая температура.

В процессе самоочищения воды принимают участие некоторые представители фитопланктона, простейшие, водные растения, животные (например, моллюски-биофильтраторы).

Совокупность всех перечисленных факторов приводит к тому, что даже в очень загрязненных водоемах по мере удаления от источника загрязнения и с течением времени вода становится более чистой и гигиенические качества ее улучшаются.

Министерство науки и образования РФ
Югорский Государственный университет
Институт природопользования
Кафедра экологии и природопользования

РЕФЕРАТ
по дисциплине ""Гидрологические аспекты природопользования""

Тема: Самоочищение воды.

Выполнил: студент 2 курса
группы 2712
Исаченко А.В.

Преподаватель: Болотнов В.П.

Г. Ханты-Мансийск, 2012 г.

Самоочищение водоемов

Интереснейшими явлениями природы являются способность водоемов к самоочищению и установление в них так называемого биологического рав-новесия. Оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их ор-ганизмов: бактерий, водорослей и высших водных растений, различных бес-позвоночных животных. Поэтому одна из важнейших природоохранитель-ных задач состоит в том, чтобы поддерживать эту способность. Каждый водоем - это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоян-но размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси, то в условиях девственной природы процесс самоочище-ния протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биоло-гические. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультарафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. В процессе самоочищения водоема участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Двустворчатые моллюски - постоянные обитатели водоемов - являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.

Водоемы обладают свойством под влиянием естественных факторов постепенно очищаться от попавших в них загрязнений: взвешенных частиц, бактерий, растворенных органических и неорганических веществ. Механизм С. в. от органических загрязнений складывается из: 1) сортировки твердых частиц по их уд. весу (оседание их на дно), 2) распределения загрязнения в массе воды водоема, что ведет к более тесному соприкосновению загрязнения с растворенным в воде 02, который является одним из существенных агентов в процессе минерализации органического вещества, 3) биохимич. процессов разрушения органических веществ в результате жизнедеятельности бактерий и прочих представителей флоры и фауны водоема, гл. образ, их низших форм, и 4) хим. процессов обмена и окисления продуктов распада органического вешества. В результате биохим. процессов распада органическое вещество разрушается и дает ряд конечных соединений-свободную угольную кислоту я ее соли, азотистые, сернокислые и фосфорнокислые соединения, к-рые в дальнейшем вовле- каются в кругооборот веществ растительным населением и микробами водоема.-К факторам, понижающим содержание бактерий в воде, принадлежат: 1) седиментация их при осаждении взвешенных в воде частиц на дно; 2) разведение воды притекающими массами более чистых вод; 3) отмирание бактерий под воздей-" ствием на них прямого солнечного света; 4) общая убыль в воде питательных для бактерий органических веществ и 5) пожирание бактерий Protozoa. Особенно интенсивно Protozoa поглощают те бактериальные виды, которые не принадлежат к нормальным обитателям воды, а именно патогенные микроорганизмы и из них холерный вибрион, тифозную, кишечную, синегнойную палочки и др.-При загрязнении водоема вода в нем изменяет свой состав, изменяется и флора и фауна водоема, но в дальнейшем, в результате процессов самоочищения, нормальная картина водоема постепенно восстанавливается. В зоне максимального загрязнения река характеризуется большим содержанием свежих органических веществ. Эта зона бедна растворенным 02. Заселена она гетеротрофными организмами (питающимися растворенными и взвешенными в воде органическими веществами).

Источники загрязнения.

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

Механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное, в основном, поверхностным видам загрязнений;

Химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;

Бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей;

Радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;

Тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые, в основном, проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.; в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

Производственные сточные воды загрязнены, в основном, отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы, в основном изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды. Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.

На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме -беспозвоночных - неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб

Нерестилищ и кормовых мест.

Атомные электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные вещества концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше,

Чем воды, в которой они живут. Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1 л и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.

Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате, снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что

Инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий, растворяются в нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе и по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.

Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясо-молочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

В сточных водах обычно около 60 % веществ органического происхождения, к этой же категории органических относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.

Нагретые сточные воды тепловых электростанций и других производств причиняют “тепловое загрязнение”, которое угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода, резко изменяется

Термический режим, что отрицательно влияет на флору и фауну водоемов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей, так называемого “цветения воды”. Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

Основная причина загрязнения водоисточников сброс в водоемы неочи-щенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными пред-приятиями, а также предприятиями коммунального и сельского хозяйства. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное веде-ние сельского хозяйства: остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Хотя потери воды во многих производственных процессах (из-за испарения и утечки) невелики, по суммарно промышленные предприятия расхо-дуют огромное количество воды, причем часть ее теряется безвозвратно или не подвергается никакой очистке.

Современное сельскохозяйственное производство, как и промышленность, может быть источником загрязнения. Вымываемые с орошаемых земель минеральные соли загрязняют водоемы, зачастую бесконтрольно применяются ядохимикаты, фосфорные и азотные удобрения. Излишки химикатов отравляют животный и растительный мир водоемов. К тому же химические вещества способны накапливаться в продукции, представляя тем самым немалую угрозу здоровью человека.

К источникам загрязнения водоемов в сельской местности относятся также крупные животноводческие комплексы. Источником загрязнения водоемов вредными веществами являются сточные воды судов. В последние годы водохранилища и реки приняли многие тысячи единиц так называемого маломерного флота: катера, различные лодки с подвесными моторами. С ревом, с белым бурунным следом, с круговыми виражами, выбрасывая отработанные газы носятся они назад и вперед по голубым акваториям. Известно, что 1 г нефтепродуктов портит 100 л воды. При этом содержание нефтепродуктов превышает допустимый уровень. Поднятая быстро мчащейся лодкой волна добегает до берега, разрушает его, берег интенсивно размывается. Существует еще весьма значительный источник загрязнения воды, который практически не поддается контролю. Это ливневые и снеговые стоки с территории леса, сельскохозяйственных угодий и т. д. По загрязненности такие воды, стекающие с огромных территорий, нередко сопоставимы с город-скими канализационными водами.

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязненности. Ежегодно увеличивается число створов с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК). Основными источниками загрязнения водоемов служат предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, целлюлозно-бумажной, легкой промышленности.

Санитарные условия спуска сточных вод

Водоемы и водотоки (водные объекты) считаются загрязненными, если показатели состава и свойств воды в них изменились под прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и бытового использования населением и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водопользования. Пригодность состава и свойств поверхностных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения и культурно-бытовых нужд населения, а также рыбохозяйственных целей, определяется их соответствием требованиям и нормативам одновременно. Если водный объект или его участок используют для различных нужд народного хозяйства, при определении условий сброса сточных вод следует использовать более жесткие нормативы качества поверхностных вод.

Состав и свойства воды, водных объектов должны контролироваться в створе, расположенном на водотоках на 1 км выше ближайших по течению пунктов водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах - на 1 км в обе стороны от пункта водопользования. Состав и свойства воды в водоемах или водотоке в пунктах питьевого и культурно-бытового водопользования по всем показателям должны соответствовать нормативам. Запрещается сбрасывать в водные объекты: а) сточные воды, содержащие вещества или продукты трансформации веществ в воде, для которых не установлены ПДК, а также вещества, для которых отсутствуют методы аналитического контроля; б) 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, городском хозяйстве и для орошения в сельском хозяйстве; в) неочищенные или недостаточно очищенные производственные, хозяйственно-бытовые сточные воды и поверхностный сток с территорий промышленных площадок и населенных пунктов.

Запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний. Сточные воды, опасные в эпидемическом отношении, могут сбрасываться в водные объекты только после соответствующей очистки и обеззараживания. Запрещается допускать в водные объекты утечки от нефте- и продуктопроводов, нефтепромыслов, а также сброс мусора, неочищенных сточных, подсланевых, балластных вод и течки других веществ плавучих средств водного транспорта. Запрещается на водных объектах, используемых преимущественно для водоснабжения населения, молевой сплав леса, а также сплав древесины, в пучках и кошелях без судовой тяги.

Не допускается сброс сточных вод в водные объекты, используемые для водо- и грязелечения, а также в водные объекты, находящиеся в пределах округов санитарное охраны курортов. Место выпуска сточных вод должно быть расположено ниже по течению реки от границы населенного пункта и всех мест водопользования населения с учетом возможности обратного течения при нагонных ветрах. Место выпуска сточных вод в непроточные и малопроточные водоемы (озера, водохранилища и др.) должно определяться с учетом санитарных, метеорологических и гидрологических условий с целью исключения отрицательного влияния выпуска сточных вод на водопользование населения.

Сброс сточных вод в водные объекты в черте населенного пункта через существующие выпуски допускается лишь в исключительных случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании и по согласованию с органами государственного санитарного контроля. Запрещается принятие в эксплуатацию объектов с недоделками, отступлениями от утвержденного проекта, не обеспечивающими соблюдение нормативного качества воды, а также без апробации, испытания и проверки работы всего установленного оборудования и механизмов.

Выпуск производственных сточных вод в городскую канализацию регламентируется следующими условиями:

· производственные сточные воды не должны нарушать работу коммунальных сетей и сооружений;

· в них не должно содержаться более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ;

· они не должны содержать вещества, способные засорять трубы канализационных сетей или отлагаться на стенках труб;

· не должны оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализации;

· не должны содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;

· не должны содержать вредные вещества в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем;

· производственные сточные воды должны иметь температуру не выше 40 оС.

Условия выпуска производственных сточных вод в водные объекты регламентируются "Правилами охраны поверхностных вод ". Условия выпуска сточных вод в водоемы определяют «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения» (СПиН № 4630-88), утвержденные в 1988 года. В «Правилах» рассматриваются общие положения, нормативы качества воды для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, требования к охране вод при различных видах хозяйственной деятельности, к условиям отведения сточных вод в водные объекты, к размещению, проектированию, реконструкции предприятий, влияющих на состояние поверхностных вод. В «Правилах» приводятся гигиенические требования к составу и свойствам воды в пунктах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, а также ПДК и ОДУ для 1345 химических веществ и класс их опасности по четырем классам: чрезвычайно опасные, высокоопасные, опасные и умеренно опасные.

«Правила» устанавливают нормативы качества воды для водоемов по двум категориям водопользования, к первой относятся использование водного объекта в качестве источника централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. Ко второй – использование водного объекта для культурно-бытовых целей населения, рекреации, спорта, а также водных объектов, расположенных в черте насаленных пунктов.

Для каждого из двух видов водопользования правилами установлены гигиенический требования к составу и свойствам водных объектов. В качестве показателей, определяющих качество воды в пунктах водопользования, приводятся:

Взвешенные вещества, содержание которых не должно увеличиваться больше, чем на 0,25 мг/л (I категория) и 0,75 мг/л (ІІ категория);

Плавающие примеси – не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна и скопления;

Запахи – вода не должна приобретать несвойственных ей запахов интенсивностью более 1 балла;

Окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 и 10 см для водоемов соответственно І и ІІ категории;

Температура в летнее время не должна повышаться более чем на 3 °С в результате спуска сточных вод;

Водородный показатель (pН) не должен выходить за пределы 6,5-8,5;

Минеральный состав не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов 350 мг/л, сульфатов 500 мг/л;

Растворенный кислород не должен быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, отобранной до 12 часов дня;

БПКп не должно превышать при 20 °С 3,0 мг О2/л (I категория) и 6,0 мг О2/л (ІІ категория);

ХПК не должно превышать 15 мг мг О2/л (I категория) и 30,0 мг О2/л (ІІ категория).

В воде также не должны содержаться возбудители заболеваний и химические вещества в концентрациях, превышающих ПДК или ОДУ.

Запрещается сбрасывать в водные объекты вещества, для которых не установлены ПДК или ОДУ, а также вещества, для которых отсутствуют методы аналитического контроля, неочищенные или недостаточно очищенные производственные, хозяйственно-бытовые стоки и поверхностный сток с территории промплощадок и населенных мест. Запрещается сброс сточных вод, содержащих радионуклиды, концентрированные кубовые остатки, осадки, пульпы, нефте-продукты, запрещается молевой сплав леса. Сброс сточных вод в водные объекты в черте населенных пунктов запрещается.

Сточные воды и их краткая характеристика

Сточные воды – это пресные воды, изменившие после использования в бытовой и производственной деятельности человека свои физико-химические свойства и требующие отведения.

По происхождению сточные воды могут быть классифицированы на следующие: бытовые, производственные и атмосферные.

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов. Особенности образования этих сточных вод хорошо известны. стоки душевых, прачечных, бань, столовых, туалетов и т.д. Их количество в среднем составляет 0,5-2 л/с с 1 га жилой застройки.

Производственные сточные воды - жидкие отходы, которые возникают при добыче и переработке сырья.образуются в процессе производства различных товаров, изделий, продуктов, материалов и пр. к ним относятся отработавшие технологические растворы, маточники, кубовые остатки, технологические и промывные воды, воды барометрических конденсаторов; шахтные и карьерные воды; воды химводоочистки, воды от мытья оборудования и производственных помещений, а также от очистки и охлаждения газообразных отходов, очистки твердых отходов и их транспортировки. Производственные сточные воды различных отраслей промышленности существенно отличаются как по составу загрязняющих веществ, так и по их концентрации

Атмосферные сточные воды образуются в процессе выпадения дождей и таяния снега, как на жилой территории населенных пунктов, так и территории промышленных предприятий, АЗС и др. Часто эти воды называют дождевыми или ливневыми, вследствие того, что в большинстве случаев максимальные расходы образуются в результате выпадения ливней (дождей). Их сток неравномерен: 1 раз в год - 100-150 л/с с 1 га; 1 раз в 10 лет - 200-300 л/с с 1 га. Особенно опасны ливневые стоки на промышленных предприятиях. Из-за их неравномерности затруднены их сбор и очистка. В дождевых водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей, а также загрязнения органического происхождения.

Основными характеристиками сточных вод являются: количество сточных вод, характеризуемое расходом, измеряемые в л/с или м3/с, м3/ч, м3/смену, м3/сут и т.д.; виды загрязнений и содержание их в сточных водах, характеризуемое концентрацией загрязнений, измеряемой в мг/л или г/м3. Важной характеристикой сточных вод являются степень равномерности их образования и поступления в водоотводящие системы. Обычно она определяется неравномерностью поступления сточных вод по часам суток в году.

Достаточно широко используется понятие "городские сточные воды". Под ним понимается смесь бытовых и производственных сточных вод. В реальных условиях в чистом виде бытовых вод не бывает. В сточных водах, поступающих от городов, всегда содержатся компоненты загрязнений, характерные для производственных сточных вод. При решении задач отвода и очистки городских сточных вод это необходимо учитывать.

Производственные загрязненные сточные воды, содержащие жиры, образуются от мясожировых и мясоперерабатывающих цехов. Для очистки этих стоков необходимо устройство жироловок, после чего их можно направлять в общий сток предприятия. Минимальный безрасчетный диаметр дворовой канализационной сети производственных жирных вод следует принимать 200 мм.

Сточные воды санитарной бойни, карантина и изолятора перед сбросом в сеть общего стока должны подвергаться дезинфекции хлором или хлорной известью. Сточные воды предубойного содержания скота направляются в навозоуловители, а потом в сеть общего стока. На выпусках сточных вод из гаражей, где имеются мойки, необходимо устройство грязеотстойников и бензомаслоуловителей.

Из сети общего стока сточная вода предприятия направляется в городскую канализацию или на местные очистные канализационные сооружения. В соответствии с делением сточных вод на загрязненные и незагрязненные проектируются следующие три сети: незагрязненные воды, производственные жирные воды, хозяйственно-фекальные и производственные грязные, не содержащие жиров.

При самостоятельных сооружениях биологической очистки сточных вод незагрязненные воды объединяются с грязными для снижения степени загрязнения последних, и сеть незагрязненных вод исключается. Такое объединение стоков допускается и при выпуске их з систему городской канализации. При всех условиях выпуска сточных вод на территории мясокомбината должны быть предусмотрены следующие местные очистные сооружения:

Решетки, песколовки и жироловки для производственных жирных вод;

Навозоуловители с решетками для стоков из помещений содержания скота и лошадей;

Навозоуловитель и дезинфектор для стоков из помещений карантина, изоляторов и санитарной бойни;

Отстойник для зольных вод желатинового цеха.

Сточные воды, особенно богатые жирами (из цехов пищевых жиров, из варочного отделения колбасного и консервного цехов, из чанов для вымачивания жиросодер-жащего сырья и продуктов и др.), перед выпуском в общую жироловку предварительно обрабатываются в местных цеховых жироловках. Время пребывания сточных вод в общей жироловке принимается равным 0,25 ч.

В навозоуловителе из промывных вод задерживается 5% от общего количества навоза. Навозоуловитель рассчитывается на 5-минутное пребывание сточных вод в проточной части, а объем грязевой части навозоуловителя проектируется на 1--2 суток (улавливаемого навоза).

Отстойник-дезинфектор следует проектировать контактного типа. Перед контактным дезинфектором обязательна установка навозоуловителя. Доза хлора для дезинфекции должна приниматься не менее 100 мг/л, продолжительность контакта -- 2ч.

При устройстве самостоятельной очистки сточных вод применяется биологическая очистка в естественных или искусственных условиях. Для малых мясокомбинатов с количеством сточных вод до 500 м3 в сутки при биологической очистке в искусственно созданных условиях применяются капельные биофильтры или контактные биофильтры автоматического действия. При этом используют очищенную сточную воду для разбавления (рециркуляции) неочищенных стоков с доведением их БПК до 400 мг/л. Для мясокомбинатов с расходом сточных вод от 500 до 1000 м3 в сутки применяются биофильтры любой конструкции (капельные двухступенчатые, аэрофильтры и башенные). В качестве первичных отстойников независимо от количества сточных вод следует применять осветлители-перегниватели с естественной или искусственной аэрацией.

Сточные воды могут быть классифицированы по следующим признакам:

По источ
и т.д.................

Читайте также