Загрязнители сточных вод. По физическому состоянию. Влияние загрязнения на водоёмы

Общие данные.

Сточные воды - загрязнённые бытовыми отбросами и производственными отходами и удаляемые с территорий населённых мест и промышленных предприятий системами канализации. К сточным относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах территорий населённых пунктов и промышленных объектов. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, попадая в значительных количествах в водоёмы или скапливаясь в почве, могут быстро загнивать и ухудшать санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест.

Классификация и состав сточных вод в зависимости от происхождения, состава и качественных характеристик загрязнений (примесей), сточные воды подразделяются на 3 основных категории:

бытовые (хозяйственно-фекальные),

производственные (промышленные),

атмосферные.

К бытовым сточным водам относят воды, удаляемые из туалетных комнат, ванн, душевых, кухонь, бань, прачечных, столовых, больниц. Они загрязнены в основном физиологическими отбросами и хозяйственно-бытовыми отходами. Производственными сточными водами являются воды, использованные в различных технологических процессах (например, для промывки сырья и готовой продукции, охлаждения тепловых агрегатов и т.п.), а также воды, откачиваемые на поверхность земли при добыче полезных ископаемых.

Производственные сточные воды ряда отраслей промышленности загрязнены главным образом отходами производства, в которых могут находиться ядовитые вещества (например, синильная кислота, фенол, соединения мышьяка, анилин, соли меди, свинца, ртути и др.), а также вещества, содержащие радиоактивные элементы; некоторые отходы представляют определенную ценность (как вторичное сырьё). В зависимости от количества примесей производственные сточные воды. подразделяют на:

загрязнённые, подвергаемые перед выпуском в водоём (или перед повторным использованием) предварительной очистке,

условно чистые (слабо загрязнённые), выпускаемые в водоём (или вторично используемые в производстве) без обработки.

Атмосферные сточные воды - дождевые и талые (образующиеся в результате таяния льда и снега) воды. По качественным характеристикам загрязнений к этой категории относят также воды от поливки улиц и зелёных насаждений. Атмосферные сточные воды, содержащие преимущественно минеральные загрязнения, менее опасны в санитарном отношении, чем бытовые и производственные сточные воды.

Степень загрязнённости С. в. оценивается концентрацией примесей, т. е. их массой в единице объёма (в мг/л или г/м.3).

Состав бытовых С. в. более или менее однообразен; концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного жителя) водопроводной воды, т. е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых С. в. обычно подразделяют на:

нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм),

суспензии, эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют от 0,1 мм до 0,1 мкм),

коллоидные (с частицами размером от 0,1 мкм до 1 нм), растворимые (в виде молекулярно-дисперсных частиц размером менее 1 нм).

Различают загрязнения бытовых сточных вод:

минеральные,

органические,

биологические.

К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества.

Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений - углерод. Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота.

К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойствен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями, но их выделяют в отдельную группу ввиду санитарной опасности, создаваемой ими при попадании в водоёмы.

В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических - около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии - 20%, коллоиды - 10%, растворимые вещества - 50%. Количество бытовых сточных вод зависит в основном от нормы водоотведения, которая, в свою очередь, определяется степенью благоустройства зданий.

Состав и степень загрязнённости производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят главным образом от характера производства и условий использования воды в технологических процессах.

Количество атмосферных вод меняется в значительных пределах в зависимости от климатических условий, рельефа местности, характера застройки городов, вида покрытия дорог и др.

Нормы ПДК загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в городах в канализацию.

Способы и методы определения содержания загрязняющих веществ в сточных водах:

Биохимическое потребление кислорода - измеряется прибором БПК - тестер.

Взвешенные вещества - определяется фильтрованием через мембранный фильтр. Стеклянный, кварцевый или фарфоровый, бумажный не рекомендуются из-за гигроскопичности.

Азот аммонийных солей - метод основан на взаимодействии иона аммония с реактивом Несслера, в результате образуются йодистый меркур - аммоний желтого цвета:

NH 3 +2 (HgI 2 + 2 K) + 3 OH=3 HgI 2 + 7 KI + 3 H 2 O.

Сульфаты - метод основан на взаимодействии сульфат-оинов с хлоридом бария, в результате чего образуется нерастворимый осадок, который потом взвешивается.

Нитраты - метод основан на взаимодействии нитратов с сульфасалициловой кислотой с образованием при рН = 9,5-10,5 комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при 440 нм.

Нефтепродукты определяются весовым методом, предварительно обрабатывая исследуемую воду хлороформом.

Хром - метод основан на взаимодействии хромат-ионов с дифенилкарбазидом. В результате реакции образуется соединение фиолетового цвета. Измерения проводят при λ=540 нм.

Медь - метод основан на взаимодействии ионов Cu 2+ с диэтилдитиокарбонатом натрия в слабоаммиачном растворе с образованием диэтилдитиокарбонатом меди, окрашенного в желто-коричневый цвет.

Никель - метод основан на образовании комплексного соединения ионов никеля с диметилглиоксином, окрашенного в коричневато-красный цвет. Измерения проводят при λ=440 нм.

Цинк - метод основан (при рН = 7.0 - 7.3) на соединении цинка с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ = 490 нм.

Свинец - метод основан на соединении свинца с сульфарсазеном, окрашенного в желто-оранжевый цвет. Измерения проводят при λ=490 нм.

Фосфор - метод основан на взаимодействии молибденовокислого аммония с фосфатами. В качестве индикатора применяется раствор двухлористого олова. Измерения проводят на КФК - 2 при λ=690-720 нм.

Нитриты - метод основан на взаимодействии нитритов с реактивом Грисса с образованием комплексного соединения желтого цвета. Измерения проводят при λ=440 нм.

Железо - метод основан сульфасалициловая кислота или ее соли (натриевая) образуют комплексные соединения с солями железа, причем в слабокислой среде сульфасалициловая кислота реагирует только с солями Fe +3 (окрашивание красное), а слабощелочной - с солями Fe +3 и Fe +2 (желтое окрашивание).Загрязнение Мирового океана. Очистка сточных вод Конспект урока >> Экология

Элемент глобальной системы жизнеобеспечения. Однако загрязнение сточными водами промышленных предприятий, городов, прибрежных туристических... устраняется более 90% загрязнений органическими веществами. Бытовые сточные воды могут содержать патогенные...

1. Сточные воды (2)

   Курсовая работа >> Экология

   В соответствии с правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами ); Загрязняющие вещества Возможная концентрация в бытовых... , а также объектах,. Подверженных сильному загрязнению сточными водами предприятий, хозбытовыми стоками, а также...

2. Сточные воды и их краткая характеристика

   Реферат >> Экология

   Предельно допустимые. Различная степень загрязнения сточных вод и природа их образования... Возможность сокращения объемов загрязненных сточных вод за счет устройства... охраны водных источников от загрязнения сточными водами являются разработка и внедрение...

3. Сточные воды . Способы обезвреживания и очистки сточных вод

   Реферат >> Экология

   В лакокрасочной и некоторых других областях промышленности. Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона...

Сточные воды

Очистка сточных вод

Сточные воды - любые воды и атмосферные осадки, отводимых в водоемы с территорий промышленных предприятий и населенных мест, через систему канализации или самотеком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

1. Виды

Сток загрязнен - сточные воды, содержащие примеси в количестве, превышающим ПДК (предельно допустимую концентрацию).

2. Классификация

2.1. За источником загрязнения

Природа и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах зависят от источника загрязнения, поэтому выделяют основные виды стоков: .

• Поверхностные сточные воды ("ливневые стоки") - формируются за счет дождевых, талых (снег, град) и поливочных вод. Отводятся как правило через систему ливневой канализации. Делятся на дождевые и талые. Загрязненные обычно взвешенными веществами органического и минерального происхождения, нефтепродуктами, биогенными веществами и тяжелыми металлами.
• Коммунально-бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды - образуются в жилых помещениях, а также в бытовых помещениях на производстве (душевые кабины, туалеты), отводятся через систему хозяйственно-бытовой канализации или по загальносплавний. Загрязненные главным образом уличным мусором, моющими средствами и экскрементами. Большая часть взвешенных твердых веществ имеет целлюлозную природу, а загрязняющие органические вещества включают жирные кислоты, углеводы и белки. Неприятный запах бытовых сточных вод обусловлен разложением белков в анаэробных условиях. Образуются от использования воды на кухнях, в туалетных и душевых, банях, прачечных, столовых, больницах, а также хозяйственные воды, образующиеся от мойки помещений. Они поступают как от жилых и общественных зданий, так и от бытовых помещений промышленных предприятий. По природе загрязнений сточные воды могут быть фекальными, поступающие из туалетов и загрязненные в основном физиологическими отходами поступают жизнедеятельности человека, и хозяйственными, загрязненные разного рода отходами.

Состав бытовых сточных вод относительно постоянный и характеризуется в основном органическими загрязнениями (около 60%) в нерастворенном, коллоидном и растворенном состоянии, а также различными бактериями и микроорганизмами, в том числе и патогенными. .

• Сельскохозяйственные сточные воды - делятся на сточные воды от животноводческих комплексов и поверхностные сточные воды с полей. Первый тип сточных вод содержит большое количество органических загрязнений, второй содержит вещества, которые используются в качестве удобрений и средств защиты растений от вредителей.
• Шахтные и рудничные сточные воды - образуются в процессе добычи и переработки полезных ископаемых, поэтому часто имеют высокую минерализацию, кислую реакцию среды, большое количество рудничных элементов, находящихся в растворенной и взвешенной формах.
• Промышленные (производственные) сточные воды - образуются в технологических процессах при производстве или добыче полезных ископаемых, отводятся через систему промышленной или загальносплавной канализации. Невозможно дать какую-то типичную характеристику чрезвычайно разнообразного загрязнения промышленных сточных вод, которые представляют собой остатки обрабатываемой сырья и реагентов, участвующих в технологическом процессе. Наиболее характерными и опасными загрязнениями промышленных стоков является экстрагирующих веществ (преимущественно нефтепродукты), фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества, тяжелые металлы, важкорозкладисти органические вещества, в том числе различные пестициды. Образуются в результате использования воды в технологических процессах производств. Состав и концентрация загрязнений производственных (промышленных) сточных вод весьма разнообразны и зависят от вида и технологии производства, исходного сырья и различных компонентов, которые присутствуют в технологическом процессе. Производственные сточные воды могут иметь органические, минеральные, радиоактивные примеси, а также вредные и ядовитые вещества. Выделяют загрязненные и условно чистые производственные сточные воды. Примером условно чистых сточных вод может быть вода, использовавшаяся для охлаждения в теплообменных аппаратах.

2.2. По типу загрязнений

По типу загрязнений промышленные сточные воды делят на 3 группы:

• 1) воды, загрязнении минеральными добавками (продукты, производства минеральных удобрений, кислот, строительных изделий, нефтепродуктов и т.д.);
• 2) воды, загрязнении органическими примесями (сточные воды предприятий химической, нефтехимической перерабатывающей промышленности, производство полимеров и др.);
• 3) сточные воды загрязнены минеральными и органическими примесями (предприятия нефтяной, легкой, пищевой промышленности и т.д.), образующиеся от выпадения дождя или таяния снега и содержат в основном минеральные и в меньшем количестве - органические загрязнения.

Атмосферные сточные воды, образующиеся на территории промышленных предприятий, содержащих отходы соответствующих предприятий. Отвод и обезвреживания атмосферных сточных вод также входит в задачи служб канализации. Особенностью данных вод является неравномерность их поступления. Так, в сухую погоду они отсутствуют, а во время ливня их количество бывает большой.

Состав сточных вод изучают с целью наиболее рационального определения следующих условий и обстоятельств: выбор способа очистки сточных вод; возможность утилизации ценных веществ, содержащихся в сточных водах и осадке (жиры, удобрения и т.д.) возможность использования очищенных сточных вод как источника технического водоснабжения.

Сточные воды могут быть загрязнены минеральными и органическими веществами.

К минеральным загрязнениям относятся песок, глина , шлак, растворы минеральных солей, кислот и щелочей. Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. Растительного происхождения - содержат остатки растений, плодов, злаков, овощей, бумаги. С химической точки зрения в этих загрязнениях в основном содержится углерод в виде клетчатки. Животного происхождения - содержащих физиологические отходы людей и животных, жировые вещества, органические кислоты и другие. Основным химическим элементом этих загрязнений являются азот в виде белковых веществ. Сточные воды, кроме углерода и азота, содержащие фосфор, калий , серу, натрий и другие химические соединения.

Выделяют также так называемые бактериальные и биологические загрязнения, в сточных водах представлены различными бактериями, дрожжевыми и плесневыми грибками, мелкими водорослями.

По физическим состоянием загрязнения, содержащиеся в сточных водах, могут быть в виде раствора, коллоидов, суспензии и нерастворенных примесей. В зависимости от размеров частиц, их плотности и скорости движения сточных вод нерастворенные вещества могут всплывать на поверхность, находиться во взвешенном состоянии в воде и оседать на дно. .

2.3. По физическому состоянию

По физическому состоянию загрязнения сточных вод делятся на :

• нерастворимые примеси, находящиеся в воде в виде больших взвешенных частиц (диаметром более 0,1 мм) и в виде суспензии, эмульсии и пены (частицы диаметром от 0,1 мм до 0,1 мкм);
• коллоидные частицы диаметром от 0,1 до 0,001 мкм;
• растворимые частицы, находящиеся в воде в виде молекулярно-дисперсных частиц диаметром менее 0,001 мкм.

2.4. По природе загрязнителя

По природе загрязнителя выделяют минеральное, органическое и биологическое загрязнение сточных вод .

К минерального загрязнения относятся частицы песка, глины, руды, шлаков растворы минеральных солей, кислот и щелочей, минеральные масла, ионы металлов и неорганические вещества .

Органическое загрязнение буваюе растительного (остатки растений, плодоовощей и злаков, бумага, растительные масла и др.) и животного (физиологические выделения людей и животных, остатки мышечных и жировых тканей животных, клеевые вещества и пр.) происхождения. Органическое загрязнение характеризуются довольно значительным содержанием углерода, азота, водорода, фосфора и серы.

Биологическое загрязнение представляет собой различные микроорганизмы (одноклеточные грибы, водоросли и бактерии), в том числе болезнетворные. Этот вид загрязнений свойствен в основном бытовым и некоторым производственным сточных вод (стоки животноводческих ферм, кожевенных заводов, боен, шерстомоек, биофабрик и т. п.). По своему химическому составу это органическое загрязнение, но выделяются в отдельную группу из-за особого взаимодействия с загрязнениями других видов .

3. Состав

Для определения состава сточных вод требуется проведение большого количества разнообразных анализов - химических, физико-химических, санитарно-бактериологических. Основными задачами, решаемыми на основе анализов, являются:

• оценка санитарно-токсикологического состояния сточных вод;
• определения пригодности сточных вод для конкретного вида потребления, степени и характера загрязнения сточных вод;
• поиск способа очистки воды, а также определение методов управления процессами очистки сточных вод и контроль работы сооружений;
• оценка эффективности работы отдельных сооружений и технологической схемы очистки сточных вод в целом;
• контроль состояния водоема.

4. Очистка

4.1. Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод промышленных производств осуществляют механическими, физико-химическими, биологическими, термическими методами. Механические методы используют в основном как предварительные. К ним относятся следующие методы: отстаивание, фильтрование, центрифугирование. К физико-химических методов очистки относятся коагуляция, флокуляция, сорбция , флотация, экстракция, евапорация, ионный обмен, а также электрокоагуляция, электрофлотация.

Биологический способ применяется для очистки сточных вод от органических веществ, ионов тяжелых металлов, например, от ионов хрома с помощью бактерий, названных дехроматиканс, и некоторых неорганических веществ (Н2, N2, NH3). Процесс основан на минерализации органических веществ до простых минеральных соединений, которые находятся в воде как в растворенном состоянии, так и в тонко диспергированном нерастворенном и коллоидном состоянии, с помощью специальных микроорганизмов. Известны анаэробные (без участия кислорода) и аэробные (с участием кислорода) методы биохимической очистки.

Термические методы используют для очистки очень минерализованных сточных вод, содержащих соли кальция, магния, органические примеси. Очищенную воду получают, в основном, испарением в специальных установках. В некоторых случаях используют огненный метод, при котором сточные воды распыляют непосредственно в горячие газы. При этом вода полностью испаряется, а органические примеси сгорают, минеральные вещества превращаются в твердые или расплавленные частицы, которые затем улавливаются.

К новым методам очистки промышленных сточных вод относятся обработка стоков в магнитных и электрических полях; диспергирования примесей, содержащихся в стоках; мембранные (ультрафильтрация, обратный осмос, микрофильтрация, испарение через мембраны, диализ, электродиализ).

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:

• 1. Механическое - Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей -- песка, шлама, ила и др. Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели и качество вод, а также отрицательно влияют на условия обитания рыб и состояние экосистем. Тепловое загрязнение связано с повышением температуры воды в результате смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами, в результате чего происходит изменение газового и химического состава воды, размножение анаэробных бактерий, рост количества гидробионтов и выделение ядовитых газов -- сероводорода и метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.
• 2. Химическое - Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).
• 3. Бактериальное и биологическое - Сточные воды содержат большое число микроорганизмов, в том числе болезнетворных (патогенных) бактерий, что делает эту воду опасной в санитарном отношении. В бытовых сточных водах встречаются бактерии брюшного тифа, дизентерии и другие возбудители желудочно-кишечных заболеваний, а также яйца гельминтов (глистов), поступающие в сточные воды с выделениями людей и животных.
• 4. Радиоактивное - Радиоактивные вещества, попадающие в поверхностные и подземные воды, могут быть природного и искусственного происхождения. Наличие в воде природных радиоактивных веществ обусловлено соприкосновением ее с минералами, содержащими радиоактивные изотопы (и238, Ра226, ТЬ232), а также взаимодействием с атмосферой, из которой в воду попадают С14, Ве10, Н3. Степень радиоактивного загрязнения воды в этом случае обычно невелика.
• 5. Тепловое - тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды, характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является 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, появление в ней вредных веществ, 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, 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.

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.

химическую обработку для связывания и осаждения биогенных элементов или уничтожения водорослей;

нарушение стратификации и реаэрацию;

сбор фитомассы и биоманипуляцию.

Профилактические методы, используемые для предотвращения эвтрофирования:

контроль сброса биогенных веществ;

удаление биогенных веществ из сточных вод;

использование предварительных отстойников;

стратегическая перестройка управления водопользованием в бассейне.

17 ЗАГРЯЗНЕНИЕ БЫТОВЫМИ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

Старейшим видом загрязнения вод являются прямые отходы человеческой жизнедеятельности. В пересчете на сухое вещество каждый взрослый человек за год «производит» около 20 кг органического вещества, 5 кг азота и 1 кг фосфора. Первоначально эти отходы напрямую использовались в качестве удобрений, затем появились первые земляные уборные. Часть отходов при этом неизбежно попадала в источники питьевой воды. Именно поэтому большие города уже в древности стали строить водопроводы из достаточно удаленных от мест скопления людей источников.

С появлением ватерклозетов вторично возникла идея простого решения проблемы – разведения отходов и удаления их от места сброса. Объемы, а затем и состав подлежащих очистке сточных вод существенно изменились. Коммунально-бытовые стоки поступают в настоящее время не только из жилых зданий, но и из больниц, столовых, прачечных, небольших промышленных предприятий и т.п. Современные бытовые стоки, кроме собственно легкоокисляемых органических веществ и биогенных элементов содержат множество веществ, использующихся в повседневном обиходе: детергенты и СПАВ, химикалии, лекарственные препараты и т.д.

Поступающие в водотоки и водоемы легкоокисляемые органические вещества подвергаются там химическому и микробиологическому окислению. Для измерения содержания органических веществ в воде принято пользоваться величиной биохимического потребления кислорода за 5 сут. (БПК5 , BOD5 – Biochemical Oxygen Demand). Ее определяют по разнице содержания в воде кислорода при отборе пробы и после пяти суток инкубации без доступа кислорода. БПК5, отражая содержание легкоокисляемой органики в воде, является универсальным показателем, используя

который можно сопоставить степень загрязнения от разных источников. Так, в таблице 20 загрязнение от предприятий различного профиля выражено в эквивалентах загрязнения от людей.

Таблица 20 Загрязненность органикой промышленных сточных вод в эквивалентах бытовых стоков

Последствия загрязнения бытовыми сточными водами

Легкоокисляемое органическое вещество, в избытке содержащееся в коммунальнобытовых стоках, становится питательной средой для развития множества микроорганизмов, в том числе и патогенных. В нормальной почве содержится большое количество микроорганизмов, способных вызывать тяжелые инфекционные заболевания. Обычно питьевая вода защищена от вторжения этих микроорганизмов тем, что содержание в ней доступной пищи для бактерий (легкоокисляемых органических веществ) невелико и практически все они используются нормальной водной микрофлорой. Однако со значительным ростом концентрации органики в воде почвенные патогенные микроорганизмы находят достаточно источников пищи для себя и могут стать источником вспышки инфекции. Кроме того, повышение количества органики в воде стимулирует рост и непатогенной микрофлоры, служащей, в свою очередь, пищей для более крупных возбудителей заболеваний – ряда амеб (как это было, например, с амебами, вызвавшими

Кроме непосредственной опасности развития патогенных организмов в воде, загрязненной бытовыми стоками существует другое непрямое неприятное для человека последствие этого вида загрязнений. При разложении органического вещества (и химическом, и микробиологическом), как мы уже упоминали выше, потребляется кислород. В случае тяжелого загрязнения содержание растворенного в воде кислорода падает настолько, что это сопровождается не только заморами рыбы, но и невозможностью нормального функционирования микробиологических сообществ. Происходит деградация водной экосистемы. В проточных водах и в водоемах картина последствий загрязнения бытовыми стоками выглядят по-разному.

В проточных водах образуются четыре, следующие друг за другом по течению, зоны. В них совершенно четко выражены градиенты содержания кислорода (увеличение от места сброса вниз по течению), биогенных веществ и БПК 5 (соответствующее снижение), видового состава биологических сообществ.

Первая зона – зона полной деградации, где происходит смешивание сточных и речных вод. Далее располагается зона активного разложения, в которой микроорганизмы разрушают большую часть попавших органических веществ. Затем следуют зоны восстановления качества воды и, наконец, чистой воды.

Еще в начале ХХ в. Р. Кольквитц и М. Марссон привели списки индикаторных организмов для каждой из этих зон, создав так называемую шкалу сапробности (от «сапрос», гр. – гнилой).

В первой зоне – полисапробной содержится значительное количество нестойких органических веществ и продуктов их анаэробного распада, много белковых веществ. Фотосинтез отсутствует, и кислород поступает в воду только из атмосферы, полностью расходуясь на окисление. Анаэробные бактерии вырабатывают метан, Desulfovibrio

82 desulphuricans восстанавливает сульфаты до сероводорода, что способствует образованию черного сернистого железа. Благодаря этому ил черный, с запахом сероводорода. Очень много сапрофитной микрофлоры, нитчатых бактерий, серных бактерий, простейших – инфузорий, бесцветных жгутиковых, олигохет – тубифицид.

В следующей за ней б-мезосапробной зоне идет аэробный распад органических веществ. Аммонийные бактерии метаболизируют азотные соединения с образованием аммиака. Высокое содержание углекислоты, кислорода все еще мало, но сероводорода и метана уже нет, БПК5 составляет десятки мг л-1 . Сапрофитные бактерии исчисляются десятками и сотнями тысяч в 1 мл. Железо присутствует в окисной и закисной формах. Протекают окислительно-восстановительные процессы. Ил серого цвета. Преобладают организмы, приспособившиеся к недостатку кислорода и высокому содержанию углекислоты. Много растительных организмов с миксотрофным питанием. В массе развиваются нитчатые бактерии, грибы, осциллятории, хламидомонады, эвглены. Встречаются сидячие инфузории, коловратки, много жгутиковых. Много тубифицид и личинок хирономид.

В в-мезосапробной зоне практически нет нестойких органических веществ, они почти полностью минерализовались. Сапрофитов – тысячи клеток в мл. Содержание кислорода и углекислоты колеблется в зависимости от времени суток. Ил желтый, идут окислительные процессы, много детрита. Много организмов с автотрофным питанием, наблюдается цветение воды. Встречаются диатомеи, зеленые, много протококковых водорослей. Появляется роголистник. Много корненожек, солнечников, инфузорий, червей, моллюсков, личинок хирономид. Встречаются ракообразные и рыбы.

Олигосапробная зона соответствует зоне чистой воды. Цветения не бывает, содержание кислорода и углекислоты постоянно. На дне мало детрита, автотрофных организмов и червей, моллюсков, хирономид. Много личинок поденок, веснянок, можно встретить стерлядь, гольяна, форель.

В водоемах замедленного водообмена картина зависит от размеров водоема и режима сброса сточных вод. В больших водоемах (морях, крупных озерах) вокруг постоянно действующего источника образуются, концентрически расположенные, поли-, мезо и олигосапробная зоны. Такая картина может сохраняться неопределенно долгое время, если самоочистительный потенциал водоема позволяет ему справляться с поступающей нагрузкой. Если водоем небольшой, то он трансформируется, по мере

«Загрязнение водоёмов бытовыми сточными водами»

Введение…………………………………………………………….

Основные виды загрязнения гидросферы…………………….. Бытовые (хозфекальные) сточные воды………………………. Загрязнение бытовыми сточными водами……………………..

3.1Последствия загрязнения бытовыми сточными водами ….

Влияние загрязнения на водоёмы……………………………... Очистка бытовых сточных вод………………………………… Выпуск сточных вод в водоемы……………………………… ..

Заключение………………………………………………………

Приложение……………………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее известным источником загрязнения воды, которому традиционно уделяется главное внимание, являются бытовые (или коммунальные) сточные воды. Водопотребление городов обычно оценивают на основе среднего суточного расхода воды на одного человека, в США равного примерно 750 л и включающего воду питьевую, для приготовления пищи и личной гигиены, для работы бытовых сантехнических устройств, а также для полива лужаек и газонов, тушения пожаров, мытья улиц и других городских нужд. Почти вся использованная вода поступает в канализацию. Поскольку ежедневно в сточные воды попадает огромный объем фекалий, главной задачей городских служб при переработке бытовых стоков в коллекторах очистных установок является удаление патогенных микроорганизмов. При повторном использовании недостаточно очищенных фекальных стоков содержащиеся в них бактерии и вирусы могут вызвать кишечные заболевания (тиф, холеру и дизентерию), а также гепатит и полиомиелит. В растворенном виде в сточных водах присутствуют мыло, синтетические стиральные порошки, дезинфицирующие средства, отбеливатели и другие вещества бытовой химии. Из жилых домов поступает бумажный мусор, включая туалетную бумагу и детские подгузники, отходы растительной и животной пищи. С улиц в канализацию стекает дождевая и талая вода, часто, с песком или солью, используемыми для ускорения таяния снега и льда на проезжей части улиц и тротуарах.

1. Основные виды загрязнения гидросферы

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. Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

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 ;

("1") радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах;

тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является 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.

Сточные воды разделяют на три группы: фановые, или фекальные; хозяйственно-бытовые, включающие стоки от камбуза, душей, прачечных и др.; подсланевые, или нефтесодержащие.

Для фановых сточных вод характерно высокое бактериальное загрязнение, а также органическое загрязнение(химическое потребление кислорода достигаетмг/л.). объём этих вод сравнительно невелик.

Хозяйственно бытовые сточные воды характеризуются невысоким органическим загрязнением. Эти сточные воды обычно сбрасываются за борт судна по мере образования. Сброс их запрещён только в зоне санитарной охраны.

Подсланевые воды образуются в машинных отделениях судов. Они отличаются высоким содержанием нефтепродуктов.

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.

Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности.

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.

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. Это затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. 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. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

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 1л 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, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

2.Бытовые (хозфекальные) сточные воды.

Бытовые сточные воды составляют 20% от общего объема стоков, поступающих в поверхностные водоемы. Если объемы промышленных стоков и количество загрязняющих веществ в них могут быть уменьшены за счет внедрения систем оборотного водоснабжения , изменения технологии осуществления очистки сточных вод, то для хозяйственно-бытовых сточных вод характерно постоянное возрастание их объемов, обусловленное ростом численности населения, увеличением коммунального водопотребления, улучшением санитарно-гигиенических условий жизни в современных городах и населенных пунктах. Количество загрязняющих веществ в хозяйственно-бытовых стоках относительно стабильно – в объеме загрязнений, приходящихся на одного жителя, что позволяет рассчитать объемы сбрасываемых загрязнений в зависимости от числа жителей объема водопотребления, социально-экономического уклада жизни и т. д. Средние нормы загрязнения в расчете на одного жителя приведены в таблице № 1.

Количество загрязняющих веществ на одного человека

Таблица 1

("3") 3.Загрязнение бытовыми сточными водами.

Старейшим видом загрязнения вод являются прямые отходы человеческой жизнедеятельности. В пересчете на сухое вещество каждый взрослый человек за год «производит» около 20 кг органического вещества, 5 кг азота и 1 кг фосфора. Первоначально эти отходы напрямую использовались в качестве удобрений, затем

появились первые земляные уборные. Часть отходов при этом неизбежно попадала в источники питьевой воды . Именно поэтому большие города уже в древности стали строить водопроводы из достаточно удаленных от мест скопления людей источников. С появлением ватерклозетов вторично возникла идея простого

решения проблемы – разведения отходов и удаления их от места сброса. Объемы, а затем и состав подлежащих очистке сточных вод существенно изменились. Коммунально-бытовые стоки поступают в настоящее время не только из жилых зданий, но и из больниц, столовых, прачечных, небольших промышленных предприятий и т. п. Современные бытовые стоки, кроме собственно легкоокисляе-мых органических веществ и биогенных элементов, содержат множество веществ, использующихся в повседневном обиходе: детергенты и СПАВ, химикалии, лекарственные препараты и т. д. Поступающие в водотоки и водоемы легкоокисляемые органические вещества подвергаются там химическому и микробиологическому окислению. Для измерения содержания органических веществ в воде принято пользоваться величиной биохимического потребления кислорода за 5 сут. (БПК5, BOD5 – Biochemical Oxygen Demand). Ее определяют по разнице содержания в воде кислорода при отборе пробы и после пяти суток инкубации бездоступа кислорода. БПК5, отражая содержание легкоокисляемой

органики в воде, является универсальным показателем, используя который можно сопоставить степень загрязнения от разных источников.

3.1Последствия загрязнения бытовыми сточными водами.

Легкоокисляемое органическое вещество, в избытке содержащееся в коммунально-бытовых стоках, становится питательной средой для развития множества микроорганизмов, в том числе и патогенных. В нормальной почве содержится большое количество микроорганизмов, способных вызывать тяжелые инфекционные заболевания. Обычно питьевая вода защищена от вторжения этих

микроорганизмов тем, что содержание в ней доступной пищи для бактерий (легкоокисляемых органических веществ) невелико ипрактически все они используются нормальной водной микрофлорой. Однако со значительным ростом концентрации органики в воде почвенные патогенные микроорганизмы находят достаточно источников пищи для себя и могут стать источником вспышки

Кроме непосредственной опасности развития патогенных организмов в воде, загрязненной бытовыми стоками, существует другое непрямое неприятное для человека последствие этого вида загрязнений. При разложении органического вещества (и химическом, и микробиологическом), как мы уже упоминали выше,

потребляется кислород. В случае тяжелого загрязнения содержание растворенного в воде кислорода падает настолько, что это сопровождается не только заморами рыбы, но и невозможностью нормального функционирования микробиологических сообществ.

Происходит деградация водной экосистемы. В проточных водах ив водоемах картина последствий загрязнения бытовыми стоками выглядят по-разному.

В проточных водах образуются четыре, следующие друг за другом по течению, зоны. В них совершенно четко выражены градиенты содержания кислорода (увеличение от места сброса вниз по течению), биогенных веществ и БПК5 (соответствующее снижение), видового состава биологических сообществ.

Первая зона – зона полной деградации, где происходит смешивание сточных и речных вод. Далее располагается зона активного разложения, в которой микроорганизмы разрушают большую часть попавших органических веществ. Затем следуют зоны восстановления качества воды и, наконец, чистой воды.

Еще в начале ХХ в. Р. Кольквитц и М. Марссон привели списки индикаторных организмов для каждой из этих зон, создав так называемую шкалу сапробности (от греч. сапрос – гнилой).В первой зоне, полисапробной, содержится значительное ко-

личество нестойких органических веществ и продуктов их анаэробного распада, много белковых веществ. Фотосинтез отсутствует, и кислород поступает в воду только из атмосферы, полностью расходуясь на окисление. Анаэробные бактерии вырабатывают метан, Desulfovibrio desulphuricans восстанавливает сульфаты до сероводорода, что способствует образованию черного сернистого железа. Благодаря этому ил черный, с запахом сероводорода. Очень много сапрофитной микрофлоры, нитчатых бактерий, серных бактерий, простейших – инфузорий, бесцветных жгутиковых, олигохет-тубифицид.

В следующей за ней α-мезосапробной зоне идет аэробный распад органических веществ. Аммонийные бактерии метаболизируют азотные соединения с образованием аммиака. Высокое содержание углекислоты, кислорода все еще мало, но сероводорода и метана уже нет, БПК5 составляет десятки миллиграммов в

литре. Сапрофитные бактерии исчисляются десятками и сотнями тысяч в 1 мл. Железо присутствует в окисной и закисной формах.

Протекают окислительно-восстановительные процессы. Ил серого цвета. Преобладают организмы, приспособившиеся к недостатку кислорода и высокому содержанию углекислоты. Много растительных организмов с миксотрофным питанием. В массе развиваются нитчатые бактерии, грибы, осциллятории, хламидомонады, эвглены. Встречаются сидячие инфузории, коловратки, много

("4") жгутиковых. Много тубифицид и личинок хирономид.

В β-мезосапробной зоне практически нет нестойких органических веществ, они почти полностью минерализовались. Сапрофитов – тысячи клеток в 1 мл. Содержание кислорода и углекислоты колеблется в зависимости от времени суток. Ил желтый, идут окислительные процессы, много детрита. Много организмов

с автотрофным питанием, наблюдается цветение воды. Встречаются диатомеи, зеленые, много протококковых водорослей. Появляется роголистник. Много корненожек, солнечников, инфузорий, червей, моллюсков, личинок хирономид. Встречаются ракообразные и рыбы.

Олигосапробная зона соответствует зоне чистой воды. Цветения не бывает, содержание кислорода и углекислоты постоянно.

На дне мало детрита, автотрофных организмов и червей, моллюсков, хирономид. Много личинок поденок, веснянок, можно встретить стерлядь, гольяна, форель.

В водоемах замедленного водообмена картина зависит от размеров водоема и режима сброса сточных вод. В больших водоемах (морях, крупных озерах) вокруг постоянно действующего источника образуются, концентрически расположенные, полимезо и олигосапробная зоны. Такая картина может сохраняться неопределенно долгое время, если самоочистительный потенциал водоема позволяет ему справляться с поступающей нагрузкой. Если водоем небольшой, то он трансформируется, по мере поступления загрязнений из олигосапробного в полисапробное состояние, а со снятием нагрузки может вернуться в олигосапробное состояние.

4.Влияние загрязнения на водоёмы

Чистая вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха и вкуса, населена множеством рыб, растений и животных. Загрязненные воды мутные, с неприятным запахом, не пригодны для питья, часто содержат огромное количество бактерий и водорослей. Система самоочистки воды (аэрация проточной водой и осаждение на дно взвешенных частиц) не срабатывает из-за переизбытка в ней антропогенных загрязнителей.

Уменьшение содержания кислорода. Органические вещества, содержащиеся в сточных водах, разлагаются ферментами аэробных бактерий, которые поглощают растворенный в воде кислород и выделяют углекислый газ по мере усвоения органических остатков. Общеизвестными конечными продуктами распада являются углекислый газ и вода, но могут образовываться и многие другие соединения. Например, бактерии перерабатывают азот, содержащийся в отходах, в аммиак (NH3), который, соединяясь с натрием, калием или другими химическими элементами, образует соли азотной кислоты - нитраты. Сера преобразуется в сероводородные соединения (вещества, содержащие радикал - SH или сероводород H2S), которые постепенно переходят в серу (S) или в сульфат-ион (SO4-), также образующий соли.

В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие с предприятий пищевой промышленности , бумажные волокна и остатки целлюлозы от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада органических остатков является уменьшение содержания кислорода, растворенного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени - от солености и давления. Пресная вода при 20°C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворенного кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при ее охлаждении - увеличивается. По нормативам, действующим при проектировании муниципальных очистных сооружений , для распада органических веществ, содержащихся в одном литре коммунальных сточных вод обычного состава при температуре 20°С, требуется примерно 200 мг кислорода в течение 5 дней. Это значение, называемое биохимической потребностью в кислороде (БПК), принято в качестве стандарта при расчетах количества кислорода, необходимого для очистки данного объема стоков. Величина БПК сточных вод предприятий кожевенной, мясообрабатывающей и сахарорафинадной промышленности гораздо выше, чем коммунальных стоков.

В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворенных в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И наоборот, в водоемах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьезные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определенного уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объема разлагающейся органики.

Бóльшая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие - и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, т. е. растворенного в ней углекислого газа, становится кислой). В водах, испытывающих тепловое загрязнение, часто создаются условия, приводящие к гибели рыб. Там снижается содержание кислорода, так как он слабо растворяется в теплой воде, однако потребность в кислороде резко возрастает, поскольку увеличиваются темпы его потребления аэробными бактериями и рыбами. Добавление кислот, например серной, с дренажными водами из угольных шахт также существенно снижает способность некоторых видов рыб извлекать из воды кислород.

5.Очистка бытовых сточных вод.

Канализация – комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и удаление за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание. Городами и другими населёнными пунктами сбрасывается через системы канализации 22 млрд. м3 сточных вод в год. Из них 76% проходит через очистные сооружения, в том числе 94% - сооружения полной биологической очистки. Через коммунальные системы канализации в поверхностные водные объекты ежегодно сбрасывается 13,3 млрд. м3 сточных вод, из которых на очистных сооружениях очищается до установленных нормативов 8% стоков, а остальные 92% сбрасываются загрязнёнными. Из них 82% сбрасываются недостаточно очищенными и 18% - без всякой очистки. Большинство очистных сооружений перегружено, а почти половина требует реконструкции.

Очистка бытовых сточных вод может проводиться механическими и биологическими методами. При механической очистке сточные воды разделяют на жидкую и твёрдую субстанции: жидкая часть подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка осуществляется на полях фильтрации и орошения, в биологических прудах, а искусственная – на специальном оборудовании (биофильтрах, аэротенках). Ил обрабатывают на иловых площадках или в метантенках.

При общестоковой системе канализации все виды сточных вод из городских кварталов, включая и поверхностный сток, отводятся по одной сети трубопроводов. Недостатком такой системы являются периодические сбросы в водные объекты через ливневые спуски некоторой части производственно-бытовых сточных вод. В настоящее время наиболее широкое применение в нашей стране находит система канализации, предусматривающая устройство сетей трубопроводов: по производственно-бытовой сети хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды подаются на очистные сооружения, а по водостоку , как правило, без очистки, в ближайший водный объект отводятся дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливке и мойке дорожных покрытий. Наиболее перспективной с точки зрения охраны водных объектов от загрязнения поверхностным стоком из городов является полураздельная система канализации. С её помощью на очистку отводят все производственно-бытовые воды города и большую часть поверхностного стока, образующегося на его территории. При совместной очистке промышленных и хозяйственно-бытовых стоков регламентируют содержание взвешенных и всплывающих веществ, продуктов, способных разрушать или засорять коммуникации, взрывоопасных и горючих веществ, а также температуру.

Некоторые химические вещества воздействуют на микроорганизмы, нарушая их жизнедеятельность. Так, фенол, формальдегид, эфиры и кетоны вызывают денатурацию белков протоплазмы или разрушают оболочку клеток. Особенно токсичны соли тяжёлых металлов, которые по убыванию токсичности можно расположить в ряд: ртуть, сурьма, свинец, цезий, кадмий, кобальт, никель, медь, железо.

Для обеззараживания сточных вод дозу хлора подбирают так, чтобы содержание кишечных палочек в воде, сбрасываемой в водоём, не превышало 1000 в 1 литре, а уровень остаточного хлора составлял не менее 1,5 мг/л при 30-минутном контакте или 1 мг/л при 60-минутном контакте. Обеззараживание проводят жидким хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, получаемых на месте в электролизёрах. Хлорное хозяйство очистных канализационных сооружений должно позволять увеличивать расчётную дозу хлора в 1,5 раза.

6. Выпуск сточных вод в водоемы

Количество сточных вод, выпускаемых в сточные объекты, определяется при помощи предельно допустимого сброса (ПДС). Под ПДС понимается 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. Расчёт ПДС производится по наибольшим среднечасовым расходом сточных вод q (в м3/ч) фактического периода спуска сточных вод.

("5") Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т. д.

Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду - участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения загрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, обще санитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.

Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на качество воды.

Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта. В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.

Заключение.

Бытовые стоки

На сегодняшний день бытовые стоки - большая экологическая и экономическая проблема . Из них в гидросферу поступают органические материалы. Они разлагаются под действием бактерий с потреблением кислорода. При достаточном доступе кислорода аэробные бактерии легко и быстро превращают нечистоты в экологически безвредный материал. При недостаточном доступе кислорода к стокам аэробные бактерии замедляют свою деятельность, вследствие чего начинают развиваться анаэробные бактерии и начинается процесс гниения.

В бытовых стоках, которые не были подвержены биологической очистке или были недостаточно хорошо очищены, могут содержаться болезнетворные бактерии и вирусы, которые, при попадании в питьевую воду, могут вызвать опасные заболевания. Овощи, удобренные шламами от очистки сточных вод, также могут быть заражены. Нередко причиной вспышки брюшного тифа являются устрицы и другие водные беспозвоночные, места обитания которых - заражены неочищенными сточными водами.

Сельскохозяйственные сточные воды содержат фосфор, азот и часто являются источником питательных веществ для планктона и водорослей. При увеличенном содержании этих элементов в воде происходит бурное развитие растительности, которая поглощает кислород. Это, в свою очередь, отрицательно влияет на деятельность микроорганизмов, перерабатывающих органические вещества.

С нечистотами в воду также поступают фенолы, пестициды, моющие средства, процесс разложения которых происходит медленно, либо не разлагаются вообще. Затем по цепочкам питания из организмов рыб и других водных животных попадают в человеческий организм, и отрицательно влияют на здоровье человека, что в последствии может вызвать различные инфекционные и хронические заболевания.

На данный момент известны разработки, которые не дадут зайти в экологический тупик - это технологии безотходного производства и биологической переработки стоков в экологически чистые, полезные ресурсы. Биологическая очистка - одно из наиболее перспективных направлений, а все лучшее из биологической очистки содержит в себе автономная канализация Топас.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Статья 250 УК РФ Загрязнение вод

1. Загрязнение, засорение, истощение поверхностных или подземных вод, источников питьевого водоснабжения либо иное изменение их природных свойств, если эти деяния повлекли причинение существенного вреда животному или растительному миру, рыбным запасам, лесному или сельскому хозяйству, - наказываются штрафом в размере от ста до двухсот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от одного до двух месяцев, либо лишением права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок до пяти лет, либо исправительными работами на срок до одного года, либо арестом на срок до трех месяцев.

2. Те же деяния, повлекшие причинение вреда здоровью человека или массовую гибель животных, а равно совершенные на территории заповедника или заказника либо в зоне экологического бедствия или в зоне чрезвычайной экологической ситуации, - наказываются штрафом в размере от двухсот до пятисот минимальных размеров оплаты труда или в размере заработной платы или иного дохода осужденного за период от двух до пяти месяцев, либо исправительными работами на срок от одного года до двух лет, либо лишением свободы на срок до трех лет.

("6") 3. Деяния, предусмотренные частями первой или второй настоящей статьи, повлекшие по неосторожности смерть человека, - наказываются лишением свободы на срок от двух до пяти лет.

1. Объектом рассматриваемого преступления являются обществен - ные отношения в области охраны вод и экологическая безопасность . Предметом преступления являются поверхностные воды, в том числе поверхностные водотоки и водохранилища на них, поверхностные водоемы, ледники и снежинки, подземные воды (водоносный горизонт, бассейны, месторождение и естественный выход подземных вод).

Внутренние морские воды, территориальное море РФ, открытые воды Мирового океана к предмету данного преступления не относятся.

2. Объективная сторона преступления состоит в загрязнении, засорении, истощении либо ином изменении природных свойств указанных выше компонентов гидросферы неочищенными и необезвреженными сточными водами, отходами и отбросами или токсичной либо агрессивной по отношению к качеству окружающей среды продукцией (нефтью, нефтепродуктами, химическими веществами) промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных и других предприятий и организаций.

В соответствии со ст. 1 водного кодекса РФ, принятого Государственной Думой 18 октября 1995г., засорение водных объектов – сброс или поступление иным способом в водные объекты, а так же образование в них вредных веществ, которые ухудшают качество поверхностных и подземных вод, ограничивают использование либо негативно влияют на состояние дна и берегов таких объектов.

Засорение водных объектов – сброс или поступление иным способом в водные объекты предметов или взвешенных частиц, ухудшающих состояние и затрудняющих использование подобных объектов.

Истощение вод есть устойчивое сокращение запасов и ухудшение качества поверхностных и подземных вод.

Качество окружающей среды и её основных объектов, в том числе воды, определяется с помощью специальных нормативов – предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК). Сбросы неочищенных сточных вод, отходов промышленного и сельскохозяйственного производства в реки, озёра, водохранилища, иные внутренние водоёмы резко повышают ПДК в водных источниках и тем самым существенно снижают их качество. Сброс – поступление вредных веществ в сточных водах в водный объект определяется ГОСТом.

Список литературы:

Фюрон Р. Проблема воды на земном шаре. Л., 1966 Львович вод от загрязнения. Л., 1977 , Швецов и вода. М., 1979 Львович и жизнь: Водные ресурсы, их преобразование и охрана. М., 1986