168508 (Оценка качества очистки сточных вод), страница 7

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

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».

Список литературы

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.

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