Диссертация (Экологический мониторинг и прогнозирование качества воды в реке Толить (г.Ханой, Вьетнам)), страница 9

Например,результат определения концентрации БПК5 в реке Толить по форме:(3.16)БПК 5  bo  b1q  b2С ст  b3С ф  b12 qС ст  b13 qC ф  b23С ст С ф  b123 qC ст С фгдеbj bijk 1 N1 NXYb( X iu X ju )Yu , i  j  (1, k ) ju u , j  (1, k ) ; ij N N u 1u 11 N ( X iu X ju X ku )Yu , i  j  k  (1, k )N u 1Получим уравнение:БПК 5  19, 92  1, 77 q  0, 57 C ст  3, 05 С ф  0, 49 qC ст  0, 08 qC ф  0, 00 С ст С ф  0, 00 qC ст С фСпомощьюкомпьютернойпрограммыMatlabбыли(3.17)полученыизображения поверхностей приведенных на рисунках 3.10 и 3.11, на которыхпредставлены номограммы для определения и зависимости коцентрацииБПК5 в реке после получения сточных вод от q, Сст и Сф.а)б)Рисунок 3.10 – Зависимость средней концентрации БПК5 в реке:а) от расхода сточных вод (q) и концентрации сточных вод (Сст);б) от концентрации сточных вод (Сст) и фоновой концентрации (Сф)69Рисунок 3.11 – Зависимость средней концентрации БПК5 от расхода сточных вод ифоновой концентрацииАвтор предлагал модель прогнозирования качества воды в реке послеприема сточных вод, модель позволяет провести оперативный анализхарактерараспределенияконцентрацийвводоеме,показываетместоположение и конфигурация водовыпуска, направление и скоростьтечения реки́ , значение фоновой, максимальной концентрации загрязняющихвеществ.

Моделирование проводится также с учетом различных конструкцийвыпусков сточных вод (рисунок 3.12).70Рисунок 3.12 – Эпюра пространственного распространения загрязняющихвеществ в реке Толить, при принятых показателях сбросаДлина реки (м)20004000600080001000012000140001600018000800,8Сн.р (БПК5), мг/л700,7Poly. (Сн.р (мг/л))60500,60,5Poly. (q)400,4300,3200,2100,10Расход сточных вод (м3/с)00020406080100120Кратнотсь разбаленияРисунок 3.13 – Зависимости изменения БПК5 от концентрации начальногоразбавления в реке ТолитьИз графика (рисунок 3.13), видно, что с увеличением кратностиразбавления концентрация загрязняющих веществ значительно снижается подлине реки. В тоже время по ширине реки наблюдается неравномерноераспределения загрязнения, что связано с расположением водовыпусков иструйным характером поступления сточных вод на начальном участке.Для комплексного решения проблем экологии водных объектов, качестваводы, охраны водных ресурсов города Ханоя требуется, в первую очередьсоздание и ведение городскоого мониторинга водной среды.71Результаты исследования формируют второе положение, выносимое назащиту настоящей диссертации.Выводы по главе 31) Поверхностные водные объекты Ханоя сильно загрязнены в силубыстрых темпов индустриализации, высокой плотности населения,изношенности инженерных коммуникаций, устаревших технологийгородских очистных сооружений.2) Основные загрязнения в водные объекты поступают через городскуюводосточную сеть и непосредственно по рельефу с городскихтерриторий.3) Приведены данные о приборах и методах оценки количественного икачественного состава воды реки Толить, получить достовернуюоценку экологического состояния воды в городских водных объектах.Основными опасными источниками загрязнения реки являются азотаммонийный (более 50 ПДК), нефтепродукты (более 20 ПДК), фосфаты(до10ПДК)количественномуидругиесоставувещества.загрязненийПредставленыотданныеразличныхпоотраслейпромышленности.

Сделан вывод о необходимости создания и ведениягосударственного мониторинга водной среды и прибрежных зон.4) Автор предлагал модель прогнозирования качества воды в реке послеприема сточных вод, модель позволяет показывать местоположение иконфигурация водовыпуска, направление и скорость течения реки́ ,значениевеществ.фоновой,максимальнойконцентрациизагрязняющих72ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ ПРОВЕДЕНИЯМОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ВОДЫ В РЕКЕ ТОЛИТЬ4.1. Расчет значений нормативов допустимого сброса в водоемНорматив допустимого сброса  НДС  – это масса загрязняющихвещества, которая может быть сброшена источником загрязнения в водныйобъект и не создаст с учетом процессов перемешивания и преврещениявеществ максимальной концентрации в контрольном створе, превышающейзкологический норматив [102, 103].Значения НДС для сброса очищенных сточных вод в водный объектрассчитываются в зависимости от категории водоема и соответствующихнормативов для данного водного объекта с учетом фонового загрязнения.Целью разработки проекта НДС является:– оценка воздействия сбросов загрязняющих веществ на состояниеводных объектов;– установление перечня загрязняющих веществ, поступающих в водныйобъект;–Значенийсбросови,принеобходимости,разработкапланамероприятий по сокращению сбросов до допустимых;– утверждение нормативов НДС Федеральным агентством водныхресурсов.Для реки Толить было принято решение: на первой стадии определитькачественное и количественное содержание загрязняющих веществ; навторой стадии исследований следует определить нормативно-допустимуюнагрузку для каждого источника сброса.Значения НДС определяются для всех категорий водопользователей поформуле [102]:НДС  qст  СНДС ,(4.1)73допстгде С НДС (или С ) – допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/л.Значение допустимой концентрации загрязняющего вещества дляконсервативного вещества, по которому ассимилирующая способностьводоема обусловливается только разбавлением, определяется по формуле[102]:СНДС  n(CПДК  Сф )  Сф ,(4.2)где С ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества вводе водотока, мг/л.Решить задачу о разбавлении сточной воды в водотоке или водоёмеозначает определить концентрацию одного или нескольких загрязняющихвеществ в любой точке локальной зоны водного объекта, подверженнойвлиянию сточных вод [102, 103].Отсюда следует, что для решения задачи необходимо:– определить характер распространения загрязнений в реке подвоздействием сброса сточных вод с учетом гидродинамических факторов;– выявить влияние естественных факторов на процесс разбавления сцелью наилучшего использования местных условий для его регулирования;– определить возможность применения искусственных мероприятий дляинтенсификации разбавления сточных вод [102].Lпр – расстояние по прямой; Lф – расстояние по фарватеруРисунок 4.1 – Схема участка реки, участвующего в смешении сточных вод с водойводоема74Рисунок 4.2 – Тематическая карта распределения концентраций загрязняющеговещества в реке, сопоставленная в данном примере плану-схеме рекиНа рисунках 4.1 и 4.2 представлена схема выпуска сточных вод рекиТолить, а также карта распространения и распределения загрязнений вместах выпуска сточных вод, расположенных вдоль реки, с учетом смешениясточных вод с водой водоема.4.2.

Результаты определения нормативов допустимого сброса для рекиТолить4.2.1.Определениепредельнодопустимогосбросаинормативовдопустимого сброса загрязняющих веществРезультаты определения допустимых концентраций загрязняющихвеществ (таблица 4.1) и значений нормативов допустимого сброса сточныхвод в реку Толить (таблица 4.2).75Таблица 4.1 – Результаты определения допустимых концентраций загрязняющих веществ в реку Толить№Покатателигруппа классЛПВ -стиПДК ,мг лСст  К .С . , мг лСф ,мг л№1№2№3№4№5№6№7№8Расход воды,м3/с0,50,4160,1250,60,0370,0510,0420,351БПК515,415,2315,1215,2215,1215,2815,1115,152ХПКобщ.3Азот общийтокс.4Азотамонийныйтокс.5Азот нитриныйс.

- т.6Азотнитратныйс. - т.7Фосфор общийобщ.8Фосфорфосфатовобщ.9Сульфатытокс.10Железо общеетокс.3029,431,0130,3230,2530,3830,3130,5230,1230,17412915,9813,9413,6513,0713,3613,7812,7814,2340,40,3920,40470,4020,39640,40740,40250,40680,40250,409840,020,01960,020260,01990,02020,020730,020280,0220050,020350,019939,11,6516,0314,646,79316,0615,2121,1315,326,44431,51,471,521,5351,5091,5141,5091,51,5171,532310,11,6921,9361,8621,1721,5651,7241,8621,4271001,2136,1171,7173,4193153,9162,8145141,50,10,0980,10230,10290,1040,10530,099730,10220,099770,0996447611Взвешенныевеществаобщ.12Фенолырыб.13 Нефтепродукты35,253535,3135,3235,2135,5135,4335,7635,4335,3230,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,0010,001рыб.30,050,0490,05030,049880,050720,051560,050640,05080,050090,0501714СПАВтокс.40,10,0980,099320,10040,098550,10070,10190,10080,09950,101315Asтокс.10,050,0020,010230,014110,012170,023550,00830,012410,00450,004716Pbтокс.20,0010,00020,00057270,0093310,000386 0,000759 0,000759 0,0002932 0,000666 0,00029317Mnтокс.40,010,00980,010040,010250,0098350,010420,010050,0099430,010060,0100318Niтокс.30,010,0010,021450,0061130,006113 0,0061130,021450,021450,0061130,0112319Znтокс.30,010,010,010,010,010,010,010,0120Hgтокс.15E-040,00020,0008594 0,0007748 0,001028 0,0005210,000690,0008171 0,000775 0,00060621Cdтокс.20,0010,000980,0010020,0010020,001010,0009950,001010,0010020,001039 0,00103922Cr 3токс.30,070,040,06360,06360,11080,096640,08720,082480,073040,101423Cr 6токс.30,020,010,010630,069570,010940,069570,011250,011570,012190,0115724Cuтокс.30,0010,001005 0,0010280,0010520,000995 0,0009950,00098 0,0009952 0,00099520,010,0010,0177Таблица 4.2 – Результаты определия значений нормативов допустимого сброса сточных водНДС , г часПоказатели№№1№2№3№4№5№6№7№81БПК52772022808,448680432875,22013,9842805,4082284,63190892ХПК5581845407,23213612,565620,84037,2925603,4724554,1438014,23Азот общий2876420876,5446142,528231,21779,5522530,0081932,3417929,84Азот амонийный728,46602,0352178,38879,98453,61374,6884860,858516,3485Азот нитриный36,46829,802249,0944,77682,7012964,0401183,0769225,0746Азот нитратный2885421924,8643056,8534689,62025,9723879,4682316,388119,447Фосфор общий27362298,816679,053270,24200,9988275,4229,371930,328Фосфор фосфатов3045,62899,3536837,92531,52208,458316,5264281,5341798,029Сульфаты244980257137,927803041688020499,4829890,082192417829010Железо общее184,14154,1030446,8227,44813,2840418,7639215,0852125,546411Взвешенные вещества6355852895,23215844,576701,64719,2766565,5365357,0244503,212Фенолы1,81,49760,452,160,13320,18360,15121,267813Нефтепродукты90,5474,70028822,824111,36966,7452489,326887,5736163,214214СПАВ178,776150,3590444,3475217,51213,5730818,5068815,0444127,63815As18,41421,1311365,476550,8681,105562,2784760,68045,92216Pb1,0308613,97410560,173881,6396560,1011120,05383150,100680,36943217Mn18,07215,35044,4257522,50721,338661,82553481,5210712,637818Ni38,619,15482882,7508513,204082,857143,938220,9242914,149819Zn1814,9764,521,61,3321,8361,51212,620Hg1,546921,160340480,46261,1257920,0919480,15001960,117150,76330821Cd1,80361,50059520,45452,1489840,1345320,18396720,15711,3091422Cr 3114,4895,2473649,86208,742411,6150415,14332811,0436127,76423Cr 619,134104,1880324,923150,27121,49852,1242521,8431314,578224Cu1,791361,490411520,452,17080,136930,19314720,150471,2539524.2.2.

Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и НДС в рекуТолитьПо результатам расчета фактическая масса сброса БПК5 по 8 выпускам равна5556,55 т/год; азота амонийного – 193,78 т/год; фосфора общего – 143,59 т/год;взвешенных веществ – 8326 т/год; нефтепродуктов – 21,51 т/год; СПАВ – 40,67т/год; железа общего – 81,73 т/год; мышьяка – 3,42 т/год; свинца – 0,34 т/год;кадмия – 0,19 т/год. (таблица 4.2).Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и НДС в рекуТолить приведено на рисунках 4.3 и 4.4.кг/ч200180160140120100806040200НДС№1№2№3№4№5Мфакт№6№7Водовыпуски№8Рисунок 4.3 – Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и нормативовдопустимого сброса (БПК5)Рисунок 4.4 – Сравнение концентрации загрязняющих веществ в реке: а) пофактическому сброса; б) по нормативу допустимого сброса80кг/ч450400350НДС300Мфакт250200150100500Водовыпуски№1№2№3№4№5№6№7№8Рисунок 4.5 – Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и нормативовдопустимого сброса (ХПК)кг/ч87НДС6Мфакт543210Водовыпски№1№2№3№4№5№6№7№8Рисунок 4.6 – Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и нормативовдопустимого сброса (азот аммонийный)81кг/ч250200НДСМфакт150100500Водовыпски№1№2№3№4№5№6№7№8Рисунок 4.7 – Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и нормативовдопустимого сброса (взвешенные вещества)г/ч250200НДСМфакт150100500Водовыпуски№1№2№3№4№5№6№7№8Рисунок 4.8 – Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и нормативовдопустимого сброса (нефтепродукты)82кг/ч4,543,5НДС3Мфакт2,521,510,50Водовыпуски№1№2№3№4№5№6№7№8Рисунок 4.9 – Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и нормативовдопустимого сброса (железо общее)г/ч250200НДСМфакт150100500Водовыпски№1№2№3№4№5№6№7№8Рисунок 4.10 – Сравнение фактических масс сбрасываемых сточных вод и нормативовдопустимого сброса (мышьяк)Существующая система нормирования сточных вод, базирующаяся наразработке НДС , на протяжении долгого времени не обеспечивает необходимоекачество водных объектов и к тому же является необооснованно дорогостоящей.Не учитывается в должной мере экологический мониторинг природных вод, атакже не дифференцируются расчет для особо опасных (токсичных) и не опасныхзагрязняющих веществ.