[ Оцінка якості очищення стічних вод ]! |
Результати досліджень показали, що температура надходить стічної води у весняний, літній та осінній сезони року не мала відхилень від оптимальних величин. При оптимальної реакції середовища це є дуже важливою умовою для успішної очищення стічних вод. Однак необхідно відзначити, що мінімальне значення температури (17 ˚ С) спостерігалося в зимовий період і було на рівні нижньої межі необхідної величини, максимальне - в літній (23 ˚ С).
Концентрацію водневих іонів стічних вод необхідно визначати тому, що стоки каналізації мають кислу реакцію. У результаті чого створюється небезпека загибелі мікроорганізмів біологічної плівки, а після скидання таких стоків у водойму виникає загроза загибелі в ньому флори і фауни, зниження його самоочищаються здібності.
При рН 6,0 життєдіяльність мікроорганізмів на біологічних фільтрах знижується, а при рН менше 5,0 в ряді випадків припиняється зовсім.
Як показують дані таблиці 2, рН стічних вод в усі досліджувані періоди склав 7,3 - 8,1, що відповідає значенню ГДК.
Серед основних забруднюючих речовин, насамперед органічної природи, присутніх у стічних водах очисних споруд, за фізичним станом (розміру складових частинок), виділяють сполуки в нерозчинених, колоїдному і розчиненому станах. У міру зміни ступеня дисперсності частинок забруднюючих речовин відбувається послідовне їх вилучення на всіх щаблях біологічного очищення. Серед них для характеристики роботи споруд механічного очищення велике значення мають завислі речовини, тобто частинки нерозчинного твердої речовини, що плавають по всьому об'єму рідини (грубі суспензії). Вони є показником забруднення водойми господарсько-побутовими стічними водами.
3. Вміст зважених і осідають речовин у стічних водах, мг / дм 3
Показник | Сезон року | ГДК | |||
Зима | Весна | Літо | Осінь | ||
Зважені речовини | 32,39 ± 0,9 0 | 56,43 ± 1,5 0 | 21,94 ± 0,8 0 | 36,58 ± 1,1 0 | 10,45 |
Осідаючі речовини | 22,02 ± 1,3 0 | 39,5 0 ± 1,5 0 | 15,36 ± 1,2 0 | 26,7 0 ± 1,1 0 | 6,79 |
Вміст зважених речовин у стічних водах у всі періоди року перевищувала допустиму концентрацію в 3,1; 5,4; 2,1; 3,5 рази за сезонами відповідно. Це означає, що ступінь очищення стічних вод по зважених речовинах після аеротенків і біофільтрів незадовільна. У аротенках спостерігаються буруни, що говорить про необхідність заміни системи аерації, так як нерівномірна подача повітря в аротенкі призводить до погіршення якості очищення зайвої витрати повітря.
При аналізі сезонної динаміки вмісту завислих речовин у стічних водах системи каналізації м. Тотьма встановлено, що найбільший рівень їх зареєстровано у весняний період (56,43 ± 2,50 мг / дм 3), що було вище в 1,74 рази, ніж узимку , в 2,57; 1,54 рази - у порівнянні з літнім і осіннім періодами відповідно.
Необхідність визначення змісту цієї групи речовин у стічних водах обумовлена присутністю в них одного з найбільш шкідливих зважених речовин органічного походження лігніну. Велика частина його вилучають із стічних вод у процесі очищення. При високих концентраціях зважених речовин у стічних водах лігнін на очисних спорудах, як правило, не повністю випадає в осад у відстійниках і може надходити зі стічними водами у водойми. Потрапляючи в зябра риб, лігнін викликає їх закупорку, утруднює дихання і призводить до загибелі риби.
Для характеристики роботи споруд механічного очищення велике значення має зміст не тільки зважених, але й кількість осідають речовин. Осідаючі речовини - це частина зважених речовин, що випадають в осад за 2 год відстоювання в лабораторному циліндрі; вони розраховуються за обсягом (см / дм 3) і вагою (мг / дм 3).
З даних таблиці 3 видно, що рівень вмісту осідають речовин максимальним був навесні, в інший час року він знижувався: восени - в 1,48, влітку - в 2,57, взимку - на 1,79 рази. Всі ці значення перевищували ГДК в 3,24; 5,82; 2,26; 3,9 рази за рік.
Кількість осідають речовин, виражене у відсотках від кількості зважених, - це теоретично можлива межа ефективності відстоювання суспензії в умовах первинних відстійників. У побутових неочищених стічних водах осідають речовини становлять 65 - 75% зважених за масою. Це не підтверджується нашими дослідженнями і свідчить, по-перше, про високий ступінь забрудненості господарсько-побутових стічних вод, насамперед, органічними сполуками, по-друге, що дуже важливо, вказує на можливість не повного відстоювання суспензії в умовах первинних відстійників.
Перед спорудами біологічної очистки ставиться завдання глибокого видалення всіх форм азотовмісних сполук. У стічних водах азот представлений, в основному, у вигляді мінеральної (NH 4 +, N О 2 -, N О 3 -) та органічної (амінокислоти та ін органічні сполуки) складових.
4. Вміст азоту в стічних водах, мг / дм 3
Показник | Сезон року | ГДК | |||
Зима | Весна | Літо | Осінь | ||
Азот амонійний | 0,51 ± 0,03 | 0,80 ± 0,01 | 0,88 ± 0,05 | 0,56 ± 0,02 | 0,4 0 |
Нітрити | 0,1 8 ± 0,02 | 0,27 ± 0,01 | 0, 41 ± 0,03 | 0,2 8 ± 0,02 | 0,08 |
Нітрати | 12, 96 ± 0,92 | 20, 64 ± 0,85 | 21, 27 ± 0,79 | 1 січня 2004 ± 0,67 | 40,0 0 |
Як показують дані таблиці 4, найбільше надходження азоту амонійного спостерігалась у літній період (0,88 ± 0,13 мг / дм 3), в інші періоди року воно знижувалося: восени - в 1,57 разів, навесні - на 10%, взимку - в 1,57 разів. У першому кварталі року значення цього показника було найбільш невисоким і перевищувало ГДК на 7,5%, тоді як восени воно перевищувало ГДК на 27,5%; навесні - у 2 рази; влітку - в 2,2 рази. Амонійний азот у великій кількості утворюється при гідролізі сечовини - продукту життєдіяльності людини. Процес амоніфікація білкових сполук призводить до утворення амонію. Отже, в теплу пору року в стічні води надходить більшу кількість фекалій, у тому числі і з вигрібних ям.
У господарсько-побутових стічних водах до їх очищення азот у окислених формах - нітрити та нітрати - як правило, відсутня. Окислені форми азоту відсутні навіть в тому випадку, якщо у виробничих стоках були нітрити та нітрати. Денітрифікація домішок стічної води пояснюється процесами анаеробіозу при транспортуванні стічних вод за системою водовідведення, дією бактерій, денитрифицирующих окислені форми азоту до молекулярної форми. Окислені форми азоту з'являються після біологічної очистки стічних вод, засвідчуючи про повну завершеності процесу.
Азот служить живильним середовищем для багатьох мікроорганізмів, що застосовуються при біологічному очищенню в аеротенках і необхідний для нормальної роботи біологічної плівки очисних каналізаційних споруд. У разі його значної кількості у стічних водах, а також після біологічної очистки та розведення у водоймі його зміст збільшується, посилюється розростання синьо-зелених водоростей (цвітіння води), що часто спостерігається в літній період.
Вміст нітратів у всі досліджувані періоди у стічних водах знаходилося в межах нормативних значень. Найвищим він був також у літній, найнижчим - у зимовий період, навесні і восени займало проміжне значення.
Концентрація нітритів протягом усього року перевищувала ГДК: взимку - на 1,8; навесні - в 2,9; влітку - в 4; восени - в 2,8 рази, що є ознакою промислових забруднень стоків каналізації м. Тотьма і порушення технології біологічної очищення стічних вод.
Хлориди і сульфати - домішки стічних вод, які не впливають на швидкість і ефективність процесу очищення, якщо їх концентрація невелика; при цьому їх концентрація в стічних водах не змінюється. Хлориди не впливають на біохімічні процеси навіть при концентраціях 10 г / л, але щоб уникнути засолення води водойм - приймачів стічних вод слід запобігати скидання високомінералізованих виробничих стічних вод у селищну систему водовідведення.
Концентрація сульфатів може змінюватися лише в анаеробних умовах при очищенні стічних вод у двоярусних відстійниках і зброджуванні осаду в метантенках. У цих процесах сульфати відновлюються до сульфідів і при концентрації більше 1 г / дм 3 можуть порушувати процес метанового бродіння.
5. Зміст аніонів у стічних водах, мг / дм 3
Показник | Сезон року | ГДК | |||
Зима | Весна | Літо | Осінь | ||
Сульфати | 124,2 ± 12,3 | 178,1 ± 4,5 | 235,8 ± 18,2 | 190,65 ± 2,9 | 500,0 |
Хлориди | 52,3 ± 0,7 | 115,0 ± 9,4 | 264,6 ± 10,8 | 121,6 ± 5,1 | 300,0 |
Фосфати (по фосфору) | 1,34 ± 0,01 | 2,38 ± 0,01 | 3,3 ± 0,01 | 1,56 ± 0,02 | 0,2 |
Як показують результати досліджень, представлені в таблиці 5, вміст сульфатів у стічних водах протягом усього періоду спостережень знаходилося в межах 78,1 - 235,8 мг / дм 3 при ГДК 500 мг / дм 3 (СанПіН 2.1.5.980 - 00). Концентрація хлоридів мала значно більший діапазон коливань (52,3 - 264,6 мг / дм 3), але також не перевищувала допустиму величину. При вивченні сезонної динаміки даних показників встановлено, що максимальні їх значення встановлені в літній період, мінімальні - у зимовий, навесні та восени - утримувалися приблизно на одному рівні.
Джерелом фосфору у стічних водах є фізіологічні виділень людей, відходи господарської діяльності людини і деякі види виробничих стічних вод. Вміст азоту і фосфору у стічних водах характеризує якість процесу біологічного очищення. Азот і фосфор - компоненти матеріалу клітин мікроорганізмів. Їх називають біогенними елементами, при відсутності азоту і фосфору у стічних водах процес біологічного окислення домішок стічної води неможливий. На очисних спорудах фосфати застосовують в технології виробництва для вирощування дріжджів, а також для нормальної роботи біологічної плівки очисних споруд. При надходженні стічних вод для попереднього механічного очищення у відстійнику концентрація фосфатів помітно затримує осадження зважених речовин.
Дані таблиці 5 показують, що вміст фосфатів, що надходять зі стічними водами на очищення, перевищує ГДК. При допустимій величині 0,2 мг / дм 3, концентрація фосфатів склала влітку 3,3 мг / дм 3, що вище ГДК в 16,5 разів. Взимку, навесні і восени значення цього показника знижувалося, але також залишалося значно вище критичного рівня в 6,7; 11,9; і 7,8 разів відповідно.
Найбільш повну інформацію про забруднення стічних вод легкоокисними органічними речовинами можливо отримати тільки після визначення БПК в натуральній (збовтаний) пробі. БПК проби стічних вод - кисневий еквівалент ступеня забрудненості стічних вод біохімічно окисляти органічну речовину. БПК встановлює кількість кисню, яка необхідна для життєдіяльності мікроорганізмів, що беруть участь в окисленні і деструкції органічних сполук домішок стічної води. БПК характеризує частина органічних домішок, що окислюються біохімічно і знаходяться в розчиненому і колоїдному станах, і частина домішок в підвішеному стані, яка здатна розщеплюватися під дією екзоферментів.
6. Окислювальні властивості стічних вод, мг / дм 3
Показник | Сезон року | ГДК | |||
Зима | Весна | Літо | Осінь | ||
БПК повн | 4,8 ± 0,05 | 29,1 ± 0,9 | 52,7 ± 3,6 | 4,9 ± 0,03 | 6,0 |
З даних таблиці 6 видно, що взимку і восени біохімічне споживання кисню було в межах допустимих величин. Однак навесні воно зростало у порівнянні з цими значеннями в 6,1 рази і перевищувало допустиме значення в 4,8 рази. Влітку БПК продовжувала зростати, що склало 52,7 мг / дм 3. Дане значення було максимальним за весь період досліджень, воно перевищило ГДК в 8,8 рази. Це свідчить про високий вміст у стічних водах містить вуглець органіки, окислюється біологічним способом і виконує роль активного субстрату для мікроорганізмів.
Побутові та промислові стічні води є одним із джерел надходження важких металів у природні водойми. Всі промислові домішки, присутні в стічних водах, в тій чи іншій мірі несприятливо впливають на нормальне функціонування і життєздатність активного мулу. Особливу проблему становлять токсичні (отруйні) стічні води, що вбивають активний мул. Стічні води містять велику кількість різноманітних токсикантів, з яких можна виділити два основних типи: ксенобіотики (органічні токсини) і важкі метали.
Важкі метали витягуються з стічних вод при біологічному очищенню шляхом їх активної сорбції мулом. Дані за вмістом важких металів у стічних водах, що надходять на очисні споруди, наведені в таблиці 7.
7. Вміст важких металів у стічних водах, мг / дм 3
Показник | Сезон року | ГДК | |||
Зима | Весна | Літо | Осінь | ||
Залізо загальне | 0,120 ± 0,020 | 0,190 ± 0, 010 | 0,350 ± 0,010 | 0,270 ± 0,010 | 0,100 |
Нікель | 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 |
Аналіз результатів досліджень показав, що вміст важких металів у всі періоди року перевищує ГДК: по залізу загальному - в 1,2 - 3,5 рази, по нікелю - 1,7 - 1,8 рази, по хрому - на 35% навесні та влітку, взимку і восени - на 18%.
Важкі метали - найбільш поширена група токсичних трудноокісляемих забруднень, присутніх у стічних водах. У неочищених стічних водах метали представлені різноманітними хімічними сполуками у зваженій, колоїдної, розчиненої і нерозчиненої формах. Деякі з солей важких металів, наприклад, міді, цинку, хрому тривалентного в лужному середовищі випадають в осад. Інші, гидролизуя, значно підкисляють стічні води. Як правило, важкі метали та їх солі діють на активний мул як токсиканти, пригнічуючи його окислювальну здатність. Вони викликають денатурацію ферментів активного мулу, це інгібує їх активність і порушує проникність мембран у організмів мулу, що призводить до його загибелі.
У процесі біохімічної очистки частина іонів важких металів акумулюється мулом. При цьому відбувається утворення комплексів іонів з білком активного мулу, наслідком чого є, з одного боку, накопичення сполук металів в опадах, а з іншого - зниження якості очищення стічних вод, так як сорбовані метали концентруються в активному мулі і з поворотним мулом неодноразово потрапляють у аеротенк, де значна частина подаваного кисню повітря витрачається не на ефективне біологічне окислення забруднень, а на відновлення властивостей активного мулу після токсичного впливу, що ушкоджує. Важкі метали інгібують активний мул при концентраціях 1-5 мг / дм 3.
Ступінь видалення важких металів у процесі біологічного очищення на очисних спорудах залежить від природи металу, його початковій концентрації в неочищених стічних водах, дози мулу, часу контакту стічних вод з мулом та ефективності сорбції сполук металів, в якій активно бере участь все той же полісахаридний гель активного мулу .
Таким чином, для запобігання незадовільної роботи очисних споруд і збереження якості водойм, які приймають стічні води потрібно на першому етапі в лабораторіях очисних споруд виконувати необхідні аналізи за оцінкою стічних вод. Результати цих аналізів служать оперативною інформацією для забезпечення стабільного та задовільної якості очищення в умовах безперервно змінюється складу стічних вод.
Характеристика очищених стічних вод, що надходять в річку Сухона та оцінка ефективності роботи МУП «Водоканал» м. Тотьма
З метою оцінки ефективності роботи очисних споруд м. Тотьма провели аналіз якості очищених стічних вод, що скидаються в річку Сухона, і отримані результати порівняли з якісними показниками вихідних стічних вод. Результати досліджень наведені в таблиці 8.
За даними таблиці 8 видно, що по більшості визначених показників стічні води після очищення також не відповідали вимогам СанПиН, хоча і відбулося деяке поліпшення їх значень. Так, концентрації зважених, осідають речовин, азоту амонію, нітритів, нітратів, сульфатів, хлоридів, фосфатів, БПК повн,, заліза загального, нікелю і хрому в стічних водах після очищення знизилися на 40, 42, 45, 38, 35, 16, 25, 31, 39, 10, 12, і 11% відповідно. Однак слід зазначити, що значення цих показників навіть після очищення стічних вод перевищували гранично допустимі: по зважених речовинах - в 2,11, осідають речовин - в 2,21 разів, нітритам - в 2,25, фосфатам - 7,4, БПК повн , -2,3, залізу загальному - у 2, нікелю - в 1,5, хрому - в 8,6 рази. Прозорість очищених стічних вод була менше нормативного значення на 0,9 см, запах виявлявся безпосередньо і його інтенсивність відповідала 3 балам при необхідних 2-х балах. Колір стічних вод після очищення був сірим і виявлявся в стовпчику води глибиною 10 см, що не задовольняє вимогам до очищених стічних вод. Температура, рН, концентрації нітратів, іонів амонію, сульфатів, хлоридів знаходилися в межах допустимих значень.
8. Показники якості стічних вод, що надходять в річку Сухона
Показник | Стадія обробки | ГДК, норматив (СанПіН 2.1.5.980-00) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
До очищення | Після очищення | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Прозорість, см | 5,000 ± 0,320 | 9,100 ± 0,130 | Чи не <10
У цілому ефективність очищення стічних вод слід вважати незадовільною. Таке становище значною мірою пояснюється фізичною зношеністю технологічного обладнання. Як наслідок відбувається значний скидання неочищених стічних вод у річку Сухона, що викликає погіршення якості води. Органолептичні та гідрохімічні показники річкової води Ефект очищення стічних вод найбільш швидко і просто оцінюється по прозорості очищеної води, яка залежить від якості очищення, а також від наявності у воді дрібних, не осідають за дві години пластівців активного мулу і диспергованих бактерій. Прозорість - найбільш оперативний, чуйно реагує на порушення, показник якості очищення. Будь-які, навіть незначні, несприятливі зміни в складі стічних вод і в технологічному режимі їх очищення призводять до диспергуванню пластівців мулу, порушення хлопьеобразования, а, отже, до зменшення прозорості очищеної води. Біологічне очищення стічних вод повинна забезпечувати не менше 10 см прозорості очищеної води. При повній, задовільною біологічному очищенню прозорість становить 30 і більше сантиметрів, причому при такій прозорості всі інші санітарні показники забруднення, як правило, відповідають високого ступеня очищення. Виходячи з вище викладеного, нами проведено дослідження з визначення прозорості очищеної на очисних спорудах каналізації стічної води до і після скидання її в річку Сухона. З даних, представлених у таблиці 9, видно, що у весняний пepіoд прозорість води значно зменшується. Причому, зменшення прозорості реєструється у річковій воді, як до скидання, так і після скидання стічної води. Зниження прозорості, ймовірно, пов'язано з тим, що навесні з талими водами у відкриті водойми потрапляє велика кількість органічних і мінеральних домішок у твердому і колоїдному стані. Після скидання очищених стічних вод у річку зменшувалася прозорість природних вод у всі періоди досліджень, навесні інтенсивність запаху перевищувала 2 бали (що не відповідає ГДК). В інші періоди сезонних змін в запаху і кольорі як до скидання, так і після скидання очищених стічних вод не виявлено. Однак забарвлення природної води після скидання очищених стоків була встановлена в стовпчику води меншої глибини, ніж до скидання, що також свідчить про забруднення річкової води. 9. Органолептичні показники річкової води
У таблиці 10 представлені значення температури озерної води до і після скидання очищених стічних вод. 10. Фізико-хімічні показники річкової води
Згідно з отриманими даними, температура води в річці до і після скидання в неї очищених стічних вод практично залишалася на одному і тому ж рівні з різницею в 1 - 2 ˚ С. Активна реакція середовища знаходилася в межах допустимих значень зі зрушенням у бік лужного середовища. Зміни рН природних вод в кислу або лужну середу понад нормативних негативно відбиваються на гідробіонтах. Одним із дуже важливих показників при оцінці забруднення водних об'єктів є завислі речовини. З таблиці 11 видно, що концентрація зважених речовин у досліджуваній воді до скидання значно менше рівня вмісту їх у пробах після скидання: взимку - на 1,5; навесні і влітку - у 2; восени - в 3,1 рази. Причому вміст завислих речовин у річковій воді після змішування з очищеними стічними водами перевищувала ГДК в 1,7; 2,9; 3; 2,5 рази за сезонами року відповідно. 11. Вміст зважених речовин у річковій воді
При вивченні сезонної динаміки вмісту завислих речовин встановлено, найнижчої їх концентрація до і після скидання стічних вод була в зимовий період, максимальної - у літній, восени і навесні - займала проміжні значення. На цьому тлі аналогічно змінюються концентрації осідають речовин (таблиця 11). Більш наочно сезонна динаміка вмісту завислих речовин у річковій воді представлена на малюнках 1 і 2. Рис. 1. Сезонна динаміка вмісту завислих речовин у річковій воді до скидання очищених стічних вод, мг / дм 3 Рис. 2. Сезонна динаміка вмісту завислих речовин у річковій воді після скидання очищених стічних вод, мг / дм 3 Встановлене нами підвищену кількість зважених речовин в річковій воді після скидання очищених стічних вод негативно впливає на розвиток водної фауни. Зважені речовини мінерального походження, після очищення, осідають у водоймах на дні, згубно діють на бентос, позбавляючи тим самим планктон кормових ресурсів. У таблиці 12 представлені дані по вмісту азот включають домішок у річковій воді. 12. Вміст азоту у річковій воді до і після скидання очищених стічних вод, мг / дм 3
| 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 | 0,4 0 0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нітрити | 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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нітрати | 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 | 40,0 0 0 |
Як показують результати досліджень, до місця спуску стічних вод у річковій воді протягом року міститься невелика кількість аміаку. Найвищі його концентрації відмічені у весняно - літній період, найнижчі - взимку. Протягом всього року значення даного показника не перевищували ГДК, тобто вода тут не забруднена. Рівень вмісту амонійного азоту у річковій воді після скидання очищених стоків збільшується і стає максимальним у літній період. Навесні його концентрація ставала ще нижче. Підвищення вмісту аміаку в теплі сезони року пояснюється потраплянням великої кількості органічних забруднень з поверхневим стоком. Не виключено, що в зимовий період процесу амоніфікація перешкоджає низька температура.
Концентрації нітритів у річковій воді до скидання очищених стоків протягом всього року не перевищували ГДК, найвищими були влітку, мінімальними - взимку. Після скидання стічних вод рівень вмісту нітритів у природній воді збільшився в 1,5; 1,7; 1,8; 2 рази. Збільшення вмісту нітратів у річковій воді не відзначалося, а їх кількість відповідала допустимого рівня як до, так і після скидання в річку очищених стічних вод.
Присутність нітритів та нітратів у воді може бути ознакою промислового забруднення. Також причиною підвищеного вмісту нітратів та нітритів може служити зниження температури, при температурі +9 ° С знижується швидкість нітрифікації, при температурі +6 ° С процес припиняється повністю.
Ми вважаємо, що присутність у воді річки мінеральних складових азоту негативно позначається на розвитку і життєдіяльності гідробіонтів, так як нітрифікація вимагає більшої кількості кисню
2 NH 4 + + ЗО 2 = ДТ + + 2 NO 2 - + 2Н 2 О
Нітрати, потрапляючи в шлунково-кишковий тракт з питною водою та продуктами харчування, редукують в нітрити, швидко всмоктуються в кров, концентруючись в еритроцитах, мають виражену здатність окислювати гемоглобін еритроцитів з утворенням метгемоглобіну, не здатного постачати тканини киснем, в результаті чого розвивається гіпоксія у людини і риб.
Основним лімітуючим речовиною для розвитку водоростевого «цвітіння» у водоймі, більшою мірою впливає на процес евтрофікації, є біогенний елемент фосфор.
Під терміном «загальний фосфор» розуміють усі види фосфатів, що містяться у воді - розчинні і нерозчинні, неорганічні і органічні сполуки фосфору. Встановлено, що достатньо видалити зі стічних вод один з основних біогенних елементів (азот і фосфор) і «цвітіння» у водоймі, куди скидаються ці стічні води, не розвивається. Тому видалення фосфору із стічних вод перед скиданням їх у водойми є більш необхідним, ніж видалення азоту.
13. Зміст аніонів у річковій воді до і після скидання очищених стічних вод, мг / дм 3
Показник | До скидання | Після скидання | ГДК | ||||||
Зима | Весна | Літо | Осінь | Зима | Весна | Літо | Осінь | ||
Фосфати | 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 | 0,2 0 0 |
Сульфати | 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 |
Хлориди | 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 |
Як видно з таблиці 13, вміст фосфатів у річковій воді до скидання очищених стічних вод відповідало допустимим величинам, після скидання - збільшувалася в 2,2; 2,1; 2,5; 2 рази і перевищувала ГДК в 1,3; 1,9 ; 2,4; 1,8 рази взимку, навесні, влітку, восени. Концентрації сульфатів і хлоридів не перевищували ГДК і утримувалися на одному рівні до і після скидання очищених стічних вод. Максимальний рівень сульфатів встановлений в обох контрольованих зонах у літній період, хлоридів - в осінній, мінімальний - взимку і влітку. Виявлені сезонні зміни пов'язані із забрудненням річкової води дощовими стічними водами, що несуть в собі забруднюючі речовини органічної природи.
Підтвердженням вище сказаного є дані, отримані при визначенні окислюваності річкової води. Від неї залежить сумарна кількість всіх вуглецевмісних органічних сполук. Підвищена окислюваність води вказує на забруднення джерел водопостачання органічними речовинами.
Результати визначення окислюваності води представлені в таблиці 14.
З таблиці видно, що навіть вище місця скидання стоків в літній період окислюваність води в річці висока і дорівнює значенню 1,07 ГДК. Це пояснюється забрудненням води поверхневим стоком під час паводку і дощів. Після скидання очищених стічних вод окислюваність річкової води підвищується взимку на 33; навесні на 51; влітку на 26; восени на 27%. Слід зазначити, що в зимовий час цей показник фактично дорівнює гранично допустимого значення, а навесні, влітку і восени перевищує його на 8,3, 35 і 8,4% відповідно.
14. Окислювальні властивості річкової води, мг О 2 / дм 3
Показник | До скидання | Після скидання | ГДК | ||||||
Зима | Весна | Літо | Осінь | Зима | Весна | Літо | Осінь | ||
Перманг. окислюваність | 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 | 7,0 0 |
БПК повн | 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 |
Розчин. кисень | 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 |
Виходячи з того, що перманганатна окислюваність є показником легкоокислюваних органіки, можна вважати, що зміст легкоокислюваних забруднюючих речовин органічної природи в річці досить високо. Однак необхідно враховувати, що серед забруднюючих речовин є органічні сполуки, які можуть служити субстратом для мікроорганізмів. Тому при оцінці якості води використовують такий важливий показник як біохімічне споживання кисню (БПК).
Як показують дані таблиці 14 і рисунка 3, найбільш високі значення БПК повн встановлені у річковій воді до скидання стоків взимку і навесні, які перевищували ГДК на 8 і 6,5% відповідно, після скидання - взимку - в 1,9, навесні і влітку - в 1,8 рази, восени значення цього показника знижувалося, але все ж перевищувала рівень ГДК на 27%.
Факт збільшення БПК повн у весняний та літній періоди можна пояснити надходженням в річку поверхневого стоку. Грунтовий покрив, багатий органічними речовинами, що змивається частково талими і зливовими водами, є джерелом забруднення річки органічними речовинами, що збільшують у воді величину БПК повн. Тому факт високого значення БПК повн річкової води в точці вище скиду очищених стічних вод пояснюється антропогенним забрудненням самих поверхневих вод органічними та мінеральними речовинами, що змивається, з несанкціонованих звалищ на березі річки, на окислення яких також витрачається кисень.
Рис. 3. Сезонна динаміка БПК повн у річковій воді до і після скидання очищених стічних вод
У той же час не можна виключати дуже важливий чинник, який впливає на результат вуглеводного БПК - це процес нітрифікації в пробі, значно збільшує споживання кисню, яке помітно зростає після завершення біохімічного розкладання вуглецевмісних органічних забруднюючих речовин на початку стадії нітрифікації. З цієї причини результати аналізу БПК повн можуть бути сильно спотворені, що особливо характерно для проб, які містять нитрифицирующие бактерії і азотисті забруднення.
У цілому, отримані дані досліджень свідчать, що велика кількість кисню річкової води витрачається для дихальної діяльності мікроорганізмів, що використовують органічну речовину з досліджуваних вод для росту і метаболізму.
Дане припущення підтверджується зниженням рівня вмісту розчиненого кисню, в порівнянні з ГДК у річковій воді після скидання - взимку - на 5; навесні - на 19,8%.
Важкі метали - найбільш поширена група токсичних, трудноокісляемих забруднень, присутніх у водах як стічних, так і природних. У водах метали представлені різноманітними хімічними сполуками у зваженій, колоїдної, розчиненої і нерозчиненої формах.
Катіони металів за своєю токсичності значно різняться і по убуванню їх можна розташувати в наступний ряд:
Hg 2 +> Cd 2 +> Zn 2 +> Cu 2 +> Pb 2 +> Ni 2 +> Co 2 +> Sn 2 +> Ba 2 +> Fe 2 +> Mn 2 +> Sr 2 +> Mg 2 +> Ca 2 + (Фрумін, 1995).
У процесі біохімічної очистки частина іонів важких металів акумулюється мулом. Експериментально встановлено усереднені норми ефективності видалення деяких металів на спорудах біологічної очистки: Сг - 63-99%, Сі - 69-98%, Zn - 44-100%, Ni - 25-74%, Fe - 87-98% (Brown, Lester, 1979).
Нами проведені дослідження з виміру масової концентрації заліза загального, нікелю і хрому у воді річки Сухона до і після скиду в неї очищених стічних вод.
15. Вміст важких металів у річковій воді до і після скидання очищених стічних вод, мг / дм 3
Показник
Результати досліджень показали, що концентрація заліза в пробах води після перевищувала ГДК в усі досліджувані періоди, крім зимового (таблиця 15). Найбільш високий вміст заліза загального нами встановлено у річковій воді до скидання влітку - 0, 17 мг / дм 3, що вище ГДК в 1,7 рази, навесні і восени воно дещо знижувався, але все ж було восени в 1,2 рази вище ГДК . Після скидання очищених стічних вод у всі періоди значення показника, що вивчається збільшувалася і продовжувало перевищувати нормативний рівень в 2,2 рази влітку і в 1,9 разу восени, навесні було одно ГДК. Залізо - один з найбільш поширених після алюмінію компонентів земної кори (4,65% за масою): у воді океанів його масовий кларк складає 0,000001%, в біосфері - 0,0005%. У природних водах його середній вміст коливається в інтервалі 0,01-26,0 мг / л. У більшості водойм концентрація заліза складає до 0,01 мг / л. Залізо входить до складу дихальних білків, тому роль його в організмі дуже важлива. Залізо служить необхідним матеріалом для синтезу гемоглобіну. Цей процес протікає нормально при наявності певних кількостей заліза, міді та кобальту. Активно акумулює залізо водна флора, причому інтенсивність накопичення залежить від пори року. Вміст заліза у молюсках значно залежить від видових і регіональних відмінностей. Високі концентрації заліза надають токсичний ефект на гідробіонтів. Вміст нікелю і хрому в річковій воді було нижче допустимих величин в усі спостережувані періоди (крім зимового) до і після скидання очищених стічних вод. Найвищі концентрації нікелю були встановлені влітку і восени, хрому - взимку. Нікель належить до рідкісних елементів, але в окремих місцевостях зміст його досить значно. Крім природних нікелевих провінцій існують ще й техногенні. Найбільш токсичними вважають добре розчинні хлорид нікелю, ацетат нікелю, сульфат нікелю, найменш токсичним є металевий нікель. Згідно з літературними даними, токсичну дію хлориду нікелю проявляється при концентрації 2,5 мг / мл води. Важливим моментом наших досліджень є виявлення у річковій воді хрому - металу, що надходить у природні водойми, в основному, в результаті антропогенної діяльності. У воді зустрічаються тривалентні катіони хрому в складі його сульфатів, хлоридів і нітратів чи шестивалентний хром у вигляді аніонів гідрохромата і хромату. У воді розчиняються хлориди, нітрати і сульфати хрому, хромати і біхромати натрію, калію, амонію. На риб хром надає шкірно-резорбтивну дію. Крім специфічного токсичної дії іонів хрому, його сполуки (хромноватая кислота і біхромати) впливають на риб побічно, знижуючи рН води. З підвищенням жорсткості води токсичність сполук хрому знижується. У зв'язку з тим, що багато забруднюючі речовини у воді річки Сухона до і після скидання очищених стічних вод перебували у концентраціях, що перевищують ГДК, нами проведена інтегральна оцінка водоймища (за середньорічними даними). З цією метою для розрахунку індексу забруднюючих речовин (ІЗВ), нами обрані наступні показники: рН, концентрація завислих речовин, вміст розчиненого кисню, БПК повн, перманганатна окислюваність, концентрація загального заліза. До скидання очищених стічних вод ІЗВ склав 1,34: після скидання - 1,69. Згідно з отриманими значеннями ІЗВ можна зробити висновок, що вода річки Сухона на момент дослідження відповідала 3 класу якості і характеризувалася як «помірно забруднена». Таким чином, будь-які забруднюють гідросферу речовини, в тому числі і метали, повинні ретельно досліджуватися і оцінюватися. При цьому необхідно враховувати не тільки гостре, а й тривале чи хронічний вплив забруднюючих речовин і відповідні їм симптоми інтоксикації у людей, тварин, риб і рослин. Висновки 1. Через нестабільну роботи МУП «Водоканал» відбувається неконтрольоване скидання в ріку Сухона стічних вод, що містять важкі метали та органічні речовини в кількостях, що перевищують ГДК. 2. Стічні води, що надходять на очищення не відповідають вимогам СанПиН щодо прозорості. Концентрація фосфатів була вище ГДК у 6,7 разів, взимку, навесні, влітку і восени у 11,9; 16,5; 7,8 разів. 3. Біохімічне споживання кисню було в межах допустимих величин, проте, влітку перевищувала ГДК в 8,8 рази. 4. Вміст важких металів у всі періоди року перевищує ГДК: по залізу загальному - в 1,2 - 3,5 разів, по нікелю - 1,7-1,8 рази, по хрому - на 18-35%. 5. У стічних водах після очищення встановлено підвищені концентрації деяких компонентів, які перевищували гранично допустимі: по зважених речовинах - в 2,91, осідають речовин - в 2,21 разів, нітритам - в 2,25, фосфатам - 7,4,3, БПК полн, - 2,3, залізу загальному - у 2, нікелю - в 1,5, хрому8, 6 разів. 6. Вміст зважених речовин у річковій воді після змішування з очищеними стічними водами перевищувала ГДК в 1,7 - 3 рази. 7. Рівень вмісту сполук азоту у річковій воді після скидання очищених стоків в усі періоди року був нижче ГДК. 8. Вміст фосфатів у річковій воді після скидання стічних вод перевищувала ГДК в 1,3 - 2,4 рази. 9. Високі значення БПК повн встановлені у річковій воді до скидання стоків, які перевищували ГДК від 27% до 1,9 рази. 10. Вміст заліза загального в річковій воді після скидання очищених стічних вод перевищувало ГДК влітку в 2,2; восени в 1,9 разів. 17. Вода річки Сухона на момент дослідження відповідала 3 класу якості і характеризувалася як «помірно забруднена». Використана література 1. Алфьорова, А.А. Замкнуті системи водного господарства промислових підприємств, комплексів та районів. - М.: Стройиздат, 1987.-352 с. 2. Алексєєв, Л. С. Контроль якості води. - М.: ИНФРА-М, 2004. - 159 с. 3. Бабенков, Є. М. Очищення води коагулянтами. - М.: Наука, 1977. - 137 с. 4. Беспамятнов, Г.П. Гранично допустимі концентрації хімічних речовин у навколишньому середовищі. - Л.: Хімія, 1987. - 375 с. 5. Бородатий, І.Т. Методичний посібник з аналізу природних і стічних вод. - Чол.: Південно-Уральське кн. Вид., 1973. -178 С. 6. Вронський, В. А. Екологія: Словник-довідник. - Вид. 2-е. - Ростов н / Д.: Фенікс, 2002. - 576с. 7. Голубовська, Е. К. Біологічні основи очищення води. - М: Вища школа, 1978.-268 с. 8. Громов, Б.В. Проблеми розвитку безвідходних виробництв. - М.: Стройиздат, 1985. - 256 с. 9. Дуганова, Г.В. Охорона навколишнього природного середовища. - Київ: Вища школа, 1990. - 165 с. 10. Евіловіч, А.З. Утилізація опадів стічних вод. - М.: Стройиздат, 1989.-158 с. 11. Жуков, А.І. Методи очищення виробничих стічних вод. - М.: Стройиздат, 1988. - 206 с. 12. Жуков, А.І. Методи очищення виробничих стічних вод. - М.: Хімія, 1996. - 345 с. 13. Жукова, А. І. Каналізація. - Вид. 4-е. - М.: 1969. - 179 с. 14. Замарін, Є. А. Гідротехнічні споруди. - М.: Стройиздат, 1965. - 289 с. 15. Івчатов, А. Л. Хімія води і мікробіологія. - М.: ИНФРА-М, 2006.-218 с. 16. Карпінський, А. А. Нові досягнення у технології зброджування осадів стічних вод. - М.: Стройиздат, 1959. - 215 с. 17. Кафаров, В.В. Принципи створення безвідходних хімічних виробництв. - М.: Хімія, 1994. - 276 с. 18. Клепіков, А. І. Очищення промислових стічних вод. - Чол.: Челябінська міська друкарня № 1, 1975.-8 с. 19. Клячко, В. А. Очищення природних вод. - М.: Стройиздат, 1971. - 176 с. 20. Лур'є, Ю. Ю. Хімічний аналіз виробничих стічних вод. - Вид. 3-є. М.: Хімія, 1966. - 168 с. 21. Максимовський, Н. С. Очищення стічних вод. - М.: Стройиздат, 1961. -193 С. 22. Небел, Б. Наука про навколишнє середовище т. 1, М.: Світ, 1993. - 258 с. 23. Петров, К.М. Загальна екологія: Взаємодія суспільства і природи: Навчальний посібник для вузів. - 2-е вид., Стер. - СПб: Хімія, 1998. - 352 с. 24. Резніков, О. А. Методи аналізу природних вод. - Вид. 2-е. М.: Госгеолтехіздат, 1963. - 149 с. 25. Родзевич, М. М. Геоекологія та природокористування. - М.: Дрофа, 2003.-256 с. 26. СанПіН 2.1.5.980-00. Гігієнічні вимоги до охорони поверхневих вод. - М.: МОЗ, 2001. 27. Соколова, В.М. Охорона виробничих стічних вод та утилізація опадів. - М.: Стройиздат, 1992. - 259 с. 28. Смирнов, Д. М. Очищення стічних вод в процесах обробки металів. - М.: Металургія, 1989. - 204 с. 29. Туровський, І.С. Обробка осадів стічних вод, М.: Стройиздат, 1984. - 163 с. 30. Видалення металів із стічних вод. Під редакцією Дж. К. Кушні. - М.: Металургія, 1987. - 147 с. 31. Юшманова, О.А. Комплексне використання і охорона водних ресурсів. - М.: Агропромиздат, 1985. - 328 с. Будь ласка, не зберігайте тестовий текст. |