Основы экологии

промышленности.

Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц, и т. д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами. По большей части они попадают в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей.

Таблица 1.3

Значительную опасность представляют газо дымовые соединения (аэрозоль, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности.

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.

Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны.

Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственнобытовых стоков из хранилищ, прудов накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т.д.

Следует также иметь ввиду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах могут выносится фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их.

Нормирование водопотребления и водоотведения предприятий

Мероприятия по защите водных ресурсов от загрязнения определяются нормами охраны вод, т. е. установленными значениями показателей, содержание которых обеспечивает экологическое благополучие водных объектов и необходимые условия для охраны здоровья населения, культурно-бытового водопользования.

Система мер по охране вод включает:

Нормирование качества воды в водном объекте; Регламентацию сброса нормированных веществ в водоемы с

возвратными водами; Регламентацию различных видов деятельности, влияющих на

состояние вод; Организационно технические мероприятия, связанные с

рационализацией водопользования, экспертизой объектов, контролем состава и свойств воды, эффективностью работы очистных сооружений и т. д.

Основные требования к водопотребителям определены действующим законодательством, «Правилами охраны поверхностных вод (Типовые положения)» (1991), «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» (1989) и другими нормативными документами.

Нормирование качества воды водоемов проводится по категориям в зависимости от их назначения (хозяйственно питьевого или культурнобытового).

Кпервой категории относятся водные объекты или их участки, которые используются для хозяйственно-питьевого назначения или для водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

Ко второй категории относятся водные объекты, используемые для культурно-бытового (коммунально-бытового) водопользования (спорт, купание, рекреация и пр.).

Крыбохозяйственному водопользованию относятся водоемы для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов. Они также подразделяются на категории (высшую, первую и вторую).

Нормы качества воды (установленные значения показателей состава

икачества воды по видам ее использования), водных объектов включают общие требования к составу и свойствам воды для различных видов водопользования, а также величины ПДК нормированных веществ в воде.

ПДК максимальные концентрации, при которых вещества не оказывают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшают гигиенические условия водопользования.

Для нормированных веществ установлены классы опасности (1-й класс чрезвычайно опасные, 2-й высокоопасные, 3-й опасные, 4-й умеренно опасные) в зависимости от токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные эффекты и лимитирующего показателя

вредности.

Согласно действующему законодательству, в водоемы могут сбрасываться только нормативно-очищенные сточные воды сточные воды, отведение которых после очистки в водные объекты не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом створе (поперечном сечении потока, в котором контролируется качество воды) или пункте водопотребления.

Условия отведения сточных вод в водоемы определяются с учетом степени смешения стоков с водой водного объекта в контрольном створе и фонового состава и свойств воды водных объектов в местах выпуска сточных вод. На основании расчетов для каждого выпуска возвратных вод устанавливаются предельно допустимые сбросы (ПДС) веществ в водные объекты.

Таблица 1.4

Общие требования к составу и свойствам воды для различных категорий водопользования

Предельно-допустимый сброс представляет собой массу вещества в сточных водах, максимально допустимую к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. ПДС устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.

Ассимилирующая способность водного объекта это способность водного объекта принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования.

Таблица 1.5

ПДК некоторых веществ в воде водоемов различного назначения

Весьма важным показателем состояния водных объектов является

содержание в воде растворенного кислорода, количество которого может быть существенно уменьшено в результате окисления загрязняющих воду веществ. Содержание в воде кислорода оценивается величинами биологического потребления кислорода БПК на 1, 2, 5, ...n сутки и, соответственно обозначается БПК1, БПК2, БПК5, ...БПКn и химической потребностью в кислороде - ХПК, т.е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг О2/мг вещества.

Принципиальная разница между ПДВ в воздушную среду и ПДС в водную состоит в том, что помимо рассеивания (в воздухе) и разбавления (в воде), в водоисточнике действуют также процессы самоочищения, тогда как в воздушной среде под воздействием влаги, низкой температуры или солнечного излучения возникают фотохимические эффекты, ведущие к формированию сложных и высокотоксичных соединений, усиливающих отрицательное влияние загрязнителей на организм живых существ, включая в первую очередь человека.

2. Словарь понятий

Гидросфера водная оболочка земли, расположенная между атмосферой и литосферой.

Зоны конвергенции зоны схождения теплых и холодных поверхностных течений.

Зоны дивергенции расхождения поверхностных течений, которые образуются в результате неравномерного распределения скоростей поверхностных ветровых потоков и плотности воды.

Загрязнением водоемов снижение биосферных функций и экологического значения водоемов в результате поступления в них вредных веществ.

Нормы охраны вод установленные значения показателей, содержание которых обеспечивает экологическое благополучие водных объектов и необходимые условия для охраны здоровья населения, культурно-бытового водопользования.

ПДК максимальные концентрации, при которых вещества не оказывают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшают гигиенические условия водопользования.

Предельно допустимый сброс (ПДС) масса вещества в сточных

водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

3. Материалы, используемые в процессе обучения

3.1. Материалы к лекции

Возможен следующий план лекции:

1)Строение гидросферы

2)Характеристика водопотребления

3)Загрязнение гидросферы

4)Нормирование водопотребления и водоотведения предприятий

3.2. Задание к практическому занятию

Подсчет убытков при сбросе сточных вод с содержанием тяжелых металлов в природные водоемы

Цель работы: изучить методику и рассчитать величину убытков от загрязнения водных объектов соединениями тяжелых металлов с учетом категории водного объекта

Общие сведения

Величина убытков от загрязнения водных объектов ионами тяжелых металлов с учетом категории водных объектов определяется по формуле:

Уi=Зi Ккат

(1),

где Уi, величина убытков от загрязнения водного объекта ионами i-го тяжелого металла с учетом категории водного объекта, y.e.;

Ккат коэффициент зависящий от категории водного объекта в который сбрасываются загрязняющие вещества, определяется по таблице 3.2.1,

Зi, величина убытков от загрязнения водных объектов i-ым загрязняющем веществом, y.e.

Табл. 3.2.1

Зависимость коэффициента К кат от категории водного объекта, в который сбрасываются загрязняющие вещества

Категория водного объекта

К кат

	Поверхностные водоемы и водотоки, используемые для рыбохозяйственных
	целей, децентрализованного или недецентрализованного хозяйственного	1,1
	питьевого водоснабжения населения, а также водоснабжения пищевых
	предприятий
	Другие водные объекты	0,6

Величина убытков от загрязнения водных объектов i-ым загрязняющим веществом определяется в зависимости от массы

загрязняющего вещества по следующей формуле:
Зi=r Мi	(2)
Тогда формула (1) примет вид:
Уi=r Мi Ккат	(3)

где r множитель, учитывающий уровень цен и услуг, численное значение которого равно 380 y. e./усл. т.;

Мi, приведенная масса сбрасываемых загрязняющих веществ в данный водный объект, усл.т.:

Мi=Ai mi

(4)

где Ai показатель относительной опасности сброса i-го загрязняющего вещества, усл.т/т.

Численное значение				показателя			относительной	опасности
(агрессивности) загрязняющего вещества Ai							приведено в	табл. 3.2.2 и
определяется по формуле:
		Ai		1			(5)
				ПДКi
								Табл. 3.2.2
	Определение показателя относительной опасности ионов металлов,
				A
	№	Наименование ионов металлов				Показатель относительной
						опасности А, (усл. Т/т)
	1	Алюминий (Al)					2
	2	Бериллий (Be)					5000
	3	Ванадий (V)					1000
	4	Висмут (Bi)					10
	5	Вольфрам (W)					1250,0
	6	Железо (Fe)					10,0
	7	Кадмий (Ca)					1000
	8	Кобальт (Co)					100
	9	Литий (Li)					33,3
	10	Магний (Mg)					25
	11	Марганец (Mn)					100

12	Молибден (Mo)	4
13	Медь (Cu)	1000
14	Мышьяк (As)	20
15	Никель (Ni)	100
16	Натрий (Na)	0,008
17	Ртуть (Hg)	2000
18	Роданид (0)	10
19	Свинец (Pb)	33
20	Хром шестивалентный (Cr)
	Хром трехвалентный (Cr)	1000
21	Цинк (Zn)
		2
22		100

Общая масса сброшенного i-го вида загрязняющего металла mi, т определяется по формуле:

mi=Vi (Ciфакт-ПДКi) 10-6 (6)

где Vi объем сточных вод с повышенным содержанием определяемого иона металла, м3;

Ciфакт средняя за период сброса концентрация i-го иона металла, мг/л; ПДКi предельно допустимая концентрация i-го иона металла, мг/л.

Пример расчета

Предприятием сброшено в водоем рыбохозяйственного значения 500 м3 сточных вод с концентрацией ионов меди 0,5 мг/л. Определить ущерб от сброса в водный объект ионов тяжелых металлов с учетом его категории.

1. Находим по табл. 3.2.2 показатель относительной опасности для сброса ионов меди:

ACu=1000 усл. т/т

1. Определяем по формуле (6) массу сброшенных ионов меди:

mCu 500 (0,5 0,001) 10 6 0,00025 т

2. Приведенная масса сброшенных ионов меди рассчитывается по формуле (4):

MCu=1000 0,00025 =0,25усл. т.

3. По табл. 3.2.1 определим к какой категории принадлежит данный водоем и найдем значение коэффициента Ккат:

Ккат=1,1

4. Величина убытка от загрязнения водного объекта ионами меди с учетом категории водного объекта по формуле (3) составит:

УCu=380 0,25 1,1=104,5у.е.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с методикой подсчета убытков от загрязнения водных объектов соединениями тяжелых металлов.

2.Получение исходных данных по загрязнению водного объекта.

3.Расчет и составление отчета по лабораторной работе.

Порядок оформления лабораторной работы

1.Название работы

2.Цель работы

3.Условие задания

4.Расчет убытков от загрязнения водных объектов соединениями тяжелых металлов

5.Выводы по работе

Контрольные вопросы к практической работе

1. Как рассчитывается величина убытков от загрязнения водных объектов ионами тяжелых металлов с учетом категории водных объектов,

Уi,?

2.Что такое Ккат?

3.Что такое Вы понимаете под термином «величина убытков от

загрязнения водных объектов i-ым загрязняющим веществом»?

4.Как рассчитывается величина убытков от загрязнения водных объектов i-ым загрязняющим веществом, Зi?

5.Что такое r?

6.Как рассчитывается приведенная масса сбрасываемых загрязняющих веществ в данный водный объект, Mi?

7.Что такое Ai?

8.Что такое ПДКi?

9.Как зависит Ai от ПДКi?

10.Как определяется общая масса сброшенного i-го вида загрязняющего металла, mi?

Варианты заданий к практической работе

Предприятием сброшено в водоем X (назначение) Vi, м3 сточных вод с концентрацией ионов I – Ci,мг/л. Определить ущерб от сброса в водный объект ионов тяжелых металлов с учетом его категории.