Смесь хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод по физическому состоянию является нестойкой полидисперсной системой. Примеси (загрязнения) сточных вод по своим размерам колеблются от грубых до высокодисперсных.

В бытовых сточных водах грубодисперсные примеси и взвешенные частицы (размером более 10 -4 мм) составляют 35-40%, колло-иднорастворенные (размером 10 -4 мм) - 10-25%, растворимые (размером менее 10 -6 мм) составляют 40-55% от общего количества загрязнений.

На одного жителя, который пользуется канализацией, приходится 60-80 г взвешенных частиц в сутки (в сухом эквиваленте). При очистке сточных вод вначале извлекают грубо-дисперсные, а затем коллоиднорастворенные и растворенные примеси.

По своему составу примеси хозяйственно-бытовых стоков делят на три группы: минеральные, органические и биологические .

К минеральным примесям относят: песок, частицы шлака, глины, соли, щелочи, кислоты, минеральные масла и другие органические вещества. Количество минеральных примесей составляет около 30-40% от общего количества загрязнений.

К органическим примесям относят загрязнения растительного и животного происхождения.

В загрязнениях растительного происхождения основным элементом является углерод, а в загрязнениях животного происхождения - азот. Органические загрязнения образуются в результате жизнедеятельности человека. Количество органических примесей составляет 60-70% от общего количества загрязнений хозяйственно-бытовых сточных вод. Количество органических загрязнений пропорционально числу жителей и составляет 7-8 г азота, 8-9 г хлоридов, 1,5-1,8 фосфора, 3 г калия и других веществ на одного жителя в сутки.

Наибольшие трудности при очистке сточных вод вызывают органические примеси. Находясь в сточных водах, они быстро загнивают и отравляют грунт, воду и воздух. Поэтому сточные воды необходимо быстро вывести за пределы населенных пунктов и минерализовать органические вещества, которые уже теряют свои вредные качества.

К биологическим примесям относятся микробная флора и фауна: бактерии, вирусы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибки и т.п. Несмотря на то, что размеры и вес микроорганизмов очень малы, зато если сложить вместе все бактерии, то суммарный объем микроорганизмов в сточных водах составит приблизительно 1 м3 на 1000 м3 стоков. Живительной средой для микроорганизмов являются органические вещества, находящиеся в сточных водах.

Среди микроорганизмов есть патогенные (заразные) бактерии: возбудители брюшного тифа, холеры, дизентерии и других желудочно-кишечных заболеваний. Поэтому большинство сточных вод является потенциально опасными. В каждом конкретном случае для определения степени опасности сточных вод делают анализ качественного и количественного загрязнения того или иного вида.

Минерализацию органических веществ осуществляют их окислением . Процесс окисления органических веществ, который осуществляется в присутствии воздуха, называется аэробным. В том случае, когда на окисление органических веществ расходуется кислород не из воздуха, а из различных соединений, процесс минерализации называют анаэробным.

При анаэробном процессе окисления, который протекает очень медленно, выделяются различные газы с плохим запахом и развивается большое число анаэробных бактерий. Таким образом, все основные виды очистки сточных вод основаны на минерализации органических веществ в анаэробных условиях.

Для того чтобы не загрязнять источники хозяйственно-питьевой воды, места купания и отбора промышленных вод, сточные воды очищают. При этом частично процесс очищения может происходить уже в самом водоеме, вблизи места выпуска стоков, если это не мешает использованию воды для водоснабжения.

Необходимая степень очистки сточных вод перед сбрасыванием их в водоемы определяется специальным расчетом и согласовывается с местными органами санитарного и рыбного надзора. Для расчета степени очистки стоков необходимо знать концентрацию и количество сточных вод, мощность и категорию водоема и содержание кислорода в его воде. По условиям сбрасывания сточных вод водоемы делят на три категории в зависимости от характера их использования.

Первая категория включает участки водоема, которые используются для централизованного водоснабжения, а также те, которые находятся в границах второго пояса зоны санитарной охраны водопроводов или граничат с государственными рыбными заповедниками.

Вторая категория включает участки водоема, которые используются для неорганизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и водоснабжения предприятий пищевой промышленности, а также участки с местами массового нереста промышленных видов рыб.

Третья категория включает в себя участки водоема в границах населенных пунктов, которые используются для массового купания или имеют архитектурно-декоративное значение или используются для организованного рыбного хозяйства. Водоемы третьей категории не используются для питьевого водоснабжения.

В соответствии с вышесказанным, к каждой категории водоемов предъявляются соответствующие условия. После смешивания сточных вод с водой водоема, смешанная вода должна иметь в своем составе не менее 4 мг/л растворенного кислорода(летом). Активная реакция в смешанной воде не должна быть по рН ниже 6,5 и выше 8,5, а содержание взвешенных частиц не должно повышаться более чем на 0,25 мг/л для водоемов первой категории, 0,75 мг/л для водоемов второй категории и 1,5 мг/л для водоемов третьей категории.

10.1 Нормирование и регулирование качества воды в водоёмах

Охрана водоёмов от загрязнений осуществляется в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» (1988 г.). Правила включают в себя общие требования к водопользователям в части сброса сточных вод в водоёмы. Правилами установлены две категории водоёмов: 1 – водоёмы питьевого и культурнобытового назначения; 2 – водоёмы рыбохозяйственного назначения. Состав и свойства воды водных объектов первого типа должны соответствовать нормам в створах, расположенных в водотоках на расстоянии не менее одного километра выше ближайшего по течению пункта водопользования, а в непроточных водоёмах – в радиусе не менее одного километра от пункта водопользования. Состав и свойства воды в водоёмах II типа должны соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при рассеивающем выпуске (при наличии течений), а при отсутствии рассеивающего выпуска – не далее чем в 500 м от места выпуска.

Правилами установлены нормируемые значения для следующих параметров воды водоёмов: содержание плавающих примесей и взвешенных частиц, запах, привкус, окраска и температура воды, значение рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворённого в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и предельно допустимая концентрация (ПДК) ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий. Под предельно допустимой концентрацией понимается концентрация вредного (ядовитого) вещества в воде водоёма, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, в том числе у последующих поколений, обнаруживаемых современными методами исследований и диагностики, а также не нарушает биологического оптимума в водоёме.

Вредные и ядовитые вещества разнообразны по своему составу, в связи с чем их нормируют по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимают наиболее вероятное неблагоприятное воздействие данного вещества. Для водоёмов первого типа используют три типа ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолеп-тический, для водоёмов второго типа – ещё два вида: токсикологический и рыбохозяйственный.

Санитарное состояние водоёма отвечает требованиям норм при выполнении неравенства

C i

n ∑ i=1

ПДК i

для каждой из трёх (для водоёмов второго типа – для каждой из пяти) групп вредных веществ, ПДК которых установлены соответственно по санитарно-токсикологическому ЛПВ, общесанитарному ЛПВ, органолеп-тическому ЛПВ, а для рыбохозяйственных водоёмов – ещё и по токсикологическому ЛПВ и рыбохозяйственному ЛПВ. Здесь n – число вредных веществ в водоёме, относящихся, положим, к «санитарно-токсикологической» группе вредных веществ; C i – концентрация i-го вещества из данной группы вредных веществ; m – номер группы вредных веществ, например, m = 1 – для «санитарно-токсикологической» группы вредных веществ, m = 2 – для «общесанитарной» группы вредных веществ и т.д. – всего пять групп. При этом должны учитываться фоновые концентрации C ф вредных веществ, содержащихся в воде водоёма до сброса сточных вод. При преобладании одного вредного вещества с концентрацией С в группе вредных веществ данного ЛПВ должно выполняться требование:

C + C ф ≤ ПДК, (10.2)

Установлены ПДК для более 640 вредных основных веществ в водоёмах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 150 вредных основных веществ в водоёмах рыбохозяйственного назначения. В таблице 10.1 приведены ПДК некоторых веществ в воде водоёмов.

Для самих сточных вод ПДК не нормируются, а определяются предельно допустимые количества сброса вредных примесей, ПДС. Поэтому минимально необходимая степень очистки сточных вод перед сбросом их в водоём определяется состоянием водоёма, а именно – фоновыми концентрациями вредных веществ в водоёме, расходом воды водоёма и др., то есть способностью водоёма к разбавлению вредных примесей.

Запрещено сбрасывать в водоёмы сточные воды, если существует возможность использовать более рациональную технологию, безводные процессы и системы повторного и оборотного водоснабжения – повторное или постоянное (многократное) использование одной и той же воды в технологическом процессе; если стоки содержат ценные отходы, которые возможно утилизировать; если стоки содержат сырьё, реагенты и продукцию производства в количествах, превышающих технологические потери; если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.

Режим сброса может быть единовременным, периодическим, непре-рывным с переменным расходом, случайным. При этом необходимо учитывать, что расход воды в водоёме (дебет реки) изменяется и по сезонам, и по годам. В любом случае должны удовлетворяться требования условия (10.2).

Таблица 10.1

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в водо-

ёмах

Санитарно-

токсикологический

Органолептический

Санитарно-

токсикологический

Органолептический

Общесанитарный

Санитарно-

токсикологический

Органолептический

Большое значение имеет метод сброса сточных вод. При сосредоточенных выпусках смешение стоков с водой водоёма минимально, и загрязнённая струя может иметь большое протяжение в водоёме. Наиболее эффективно применение рассеивающих выпусков в глубине (на дне) водоёма в виде перфорированных труб.

В соответствии с изложенным одной из задач регулирования качества вод в водоёмах является задача определения допустимого состава сточных вод, то есть того максимального содержания вредного вещества (веществ) в стоках, которое после сброса ещё не даст превышения концентрации вредного вещества в водах водоёма над ПДК данного вредного вещества.

Уравнение баланса растворённой примеси при сбросе её в водоток (реку) с учётом начального разбавления в створе выпуска имеет вид :

C ст = n o (10.3)

Здесь С сm , С р.с, С ф – концентрации примеси в сточных водах до выпуска в водоём, в расчётном створе и фоновая концентрация примеси соответственно, мг/кг; n o и n р.с – кратность разбавления сточных вод в створе выпуска (начальное разбавление) и в расчётном створе, соответственно.

Начальное разбавление сточных вод в створе их выпуска

где Q o = LHV – часть расхода водостока, протекающая над рассеивающим выпуском, имеющим, положим, вид перфорированной трубы, уложенной на дно, м 3 /с; q – расход сточных вод, м 3 /с; L – длина рассеивающего выпуска (перфорированной трубы), м; H, V – средние глубина и скорость потока над выпуском, м и м/с.

После подстановки (10.4) в (10.3) получим, что

При LHV >> q

По ходу водостока струя сточной воды расширяется (за счёт диффузии, турбулентной и молекулярной), вследствие чего в струе происходит перемешивание сточной воды с водой водотока, возрастание кратности разбавления вредной примеси и постоянное уменьшение её концентрации в струе сточной, точнее, теперь уже перемешанной воды. В конечном счете, створ (сечение) струи расширится до створа водотока. В этом месте водотока (где створ загрязнённой струи совпал со створом водотока) достигается максимально возможное для данного водотока разбавление вредной примеси. В зависимости от величин кратности начального разбавления, ширины, скорости, извилистости и других характеристик водотока концентрация вредной примеси (С р.с) может достигнуть значения её ПДК в разных створах загрязнённой струи. Чем раньше это произойдёт, тем меньший участок (объём) водотока будет загрязнён вредной примесью выше нормы (выше ПДК). Понятно, что самый подходящий вариант – когда условие (10.2) обеспечивается уже в самом месте выпуска и, таким образом, размеры загрязнённого участка водотока будут сведены к нулю. Напомним, что этот вариант соответствует условию выпуска стоков в водоток второго типа. Нормативное разбавление до ПДК в створе выпуска требуется и для водотоков первого типа, если выпуск осуществляется в черте населённого пункта. Этот вариант можно обеспечить, увеличивая длину перфорированной трубы выпуска. В пределе, перегородив весь водосток трубой выпуска и включив таким образом в процесс разбавления стоков весь расход водотока, учитывая, что для створа выпуска n р.с = 1, а также положив в (10.5) C = ПДК , получим:

(10.7)

где В и Н – эффективные ширина и глубина водотока; соответственно Q = BHV – расход воды водотока.

Уравнение (10.7) означает, что при максимальном использовании разбавительной способности водотока (расхода водотока) максимально возможную концентрацию вредного вещества в сбрасываемых сточных водах можно допустить равной

а во втором должна рассматриваться как предельно

допустимый сброс (ПДС) данной вредности в водоток, г/с. При превышении данных величин ПДС (Q ПДК и 0,2Q ПДК, г/с) концентрация вредного вещества в водах водотока превысит ПДК. В первом случае (ПДС = Q ПДК) турбулентная (и молекулярная) диффузия уже не уменьшит концентрацию вредности по ходу водотока, так как створ начального разбавления совпадает со створом всего водотока – струе загрязнённой воды некуда диффундировать. Во втором случае по ходу водотока будут иметь место разбавление стоков и уменьшение концентрации вредности в воде водоёма, и на некотором расстоянии S от выпуска концентрация вредного вещества может уменьшиться до ПДК и ниже. Но и в этом случае определённый участок водотока окажется загрязнённым выше нормы, то есть выше ПДК.

В общем случае расстояние от створа выпуска до расчётного створа, то есть до створа с заданной величиной кратности разбавления, n р.с или – что фактически то же – с заданной концентрацией вредной примеси, например, равной её ПДК будет равно

где А = 0,9…2,0 – коэффициент пропорциональности, зависящий от категории русла и среднегодового расхода воды водотока; В – ширина водотока, м; х – ширина части русла, в которой не производится выпуск (труба не перекрывает всю ширину русла), м; ф - коэффициент извилистости русла: отношение расстояния между створами по фарватеру к расстоянию по прямой; Re = V H / D – диффузионный критерий Рейнольдса.

Расширение загрязнённой струи по ходу водотока происходит, в основном, за счёт турбулентной диффузии, её коэффициент

где g – ускорение свободного падения, м 2 /с; М – функция коэффициента Шези для воды. М=22,3 м 0,5 /с; С ш – коэффициент Шези, С ш = 40…44 м 0,5 /с.

После потенцирования (10.8) получается значение n р.с в явном виде

Уравнение (10.11) означает: если при начальном разбавлении, определяемом величинами L, H, V, и при известных характеристиках водотока j, А, В, х, R ∂ , С ф необходимо, чтобы на расстоянии S от выпуска стоков концентрация вредного вещества была на уровне ПДК и меньше, то концентрация вредного вещества в стоках перед сбросом не должна быть больше величины C cm , вычисляемой по (10.11). Перемножив обе части (10.11) на величину q, приходим к тому же условию, но уже через предельно-допустимый сброс C cm q = ПДС:

Из общего решения (10.12) следует тот же результат, который получен выше на основе простых соображений. В самом деле, положим, что решается задача: каким может быть максимальный (предельно допустимый) сброс сточной воды в водоток, чтобы уже в месте выпуска (S=0) концентрация вредного вещества была равна ПДК, а для начального разбавления используется только пятая часть расхода водотока (дебета реки), то есть LHV = 0,2 Q.

Поскольку при S = 0 n р.с = 1, из (10.12) получаем:

ПДС = 0,2 ПДК.

На изложенных принципах, в целом, основывается регулирование качества воды в водотоках при сбросе в них взвешенных, органических веществ, а также вод, нагретых в системах охлаждения предприятий.

Условия смешения сточных вод с водой озёр и водохранилищ значительно отличаются от условий их смешения в водотоках – реках и каналах. В частности, полное перемешивание стоков и вод водоёма достигается на существенно больших расстояниях от места выпуска, чем в водотоках. Методы расчёта разбавления стоков в водохранилищах и озёрах приведены в монографии Н.Н. Лапшева Расчеты выпусков сточных вод. – М.: Стройиздат, 1977. – 223с.

10.2 Методы и приборы контроля качества воды в водоёмах

Контроль качества воды водоёмов осуществляется периодическим отбором и анализом проб воды из поверхностных водоёмов: не реже одного раза в месяц. Количество проб и места их отбора определяют в соответствии с гидрологическими и санитарными характеристиками водоёма. При этом обязателен отбор проб непосредственно в месте водозабора и на расстоянии 1 км выше по течению для рек и каналов; для озёр и водохранилищ – на расстоянии 1 км от водозабора в двух диаметрально расположенных точках. Наряду с анализом проб воды в лабораториях используют автоматические станции контроля качества воды, которые могут одновременно измерять до 10 и более показателей качества воды. Так, отечественные передвижные автоматические станции контроля качества воды измеряют концентрацию растворённого в воде кислорода (до 0,025 кг/м 3), электропроводность воды (от 10-4 до 10-2 Ом/см), водородный показатель рН (от 4 до 10), температуру (от 0 до 40°С), уровень воды (от 0 до 12м). Содержание взвешенных веществ (от 0 до 2 кг/м 3). В таблице 10.2 приведены качественные характеристики некоторых отечественных типовых систем для контроля качества поверхностных и сточных вод.

На очистных сооружениях предприятий осуществляют контроль состава исходных и очищенных сточных вод, а также контроль эффективности работы очистных сооружений. Контроль, как правило, осуществляется один раз в 10 дней.

Пробы сточной воды отбираются в чистую посуду из боросиликатного стекла или полиэтилена. Анализ проводится не позже, чем через 12 часов после отбора пробы. Для сточных вод измеряются органолептические показатели, рН, содержание взвешенных веществ, химическое потребление кислорода (ХПК), количество растворённого в воде кислорода, биохимическое потребление кислорода (БПК), концентрации вредных веществ, для которых существуют нормируемые значения ПДК.

Таблица 10.2

Качественные характеристики некоторых отечественных типовых систем для контроля качества поверхностных и сточных вод

Область применения

Физико-химический анализ состава и

свойств природных и сточных вод

Определение качества питьевой воды,

воды водоёмов, состава сточных вод и

Автоматическое определение и запись

физико-химических параметров поверх-

ностных вод, в их числе концентрации

Cl 2 , F 2 , Cu, Ca, Na, фосфатов, нитридов

Контролируются два органолептических показателя воды при анализе сточных вод: запах и цвет, который устанавливается измерением оптической плотности пробы на спектрофотометре на различных длинах волн проходящего света.

Величина рН в сточных водах определяется электрометрическим способом. Он основан на том, что при измерении рН в жидкости потенциал стеклянного электрода, опущенного в жидкость, изменяется на постоянную для данной температуры величину (например, на 59,1 мВ при температуре 298 К, на 58,1 мВ при 293 К и т.д.). Отечественные марки рН-метров: КП-5, МТ-58, ЛПУ-01 и др.

При определении грубодисперсных примесей в стоках измеряется массовая концентрация механических примесей и фракционный состав частиц. Для этого применяют специальные фильтроэлементы и измерение массы «сухого» осадка. Также периодически определяются скорости всплывания (осаждения) механических примесей, что актуально при отладке очистных сооружений.

Величина ХПК характеризует содержание в воде восстановителей, реагирующих с сильными окислителями, и выражается количеством кислорода, необходимым для окисления всех содержащихся в воде восстановителей. Окисление пробы сточной воды производится раствором бихромата калия в серной кислоте. Собственно измерение ХПК осуществляется либо арбитражными методами, производимыми с большой точностью за длительный период времени, и ускоренными методами применяемыми для ежедневных анализов с целью контроля работы очистных сооружений или состояния воды в водоёме при стабильных расходе и составе вод.

Концентрацию растворённого кислорода измеряют после очистки сточных вод перед их сбросом в водоём. Это необходимо для оценки коррозионных свойств стоков и для определения БПК. Чаще всего используется йодометрический метод Винклера для обнаружения растворённого кислорода с концентрациями больше 0,0002 кг/м 3 , меньшие концентрации измеряются колориметрическими методами, основанными на изменении интенсивности цвета соединений, образовавшихся в результате реакции между специальными красителями и сточной водой. Для автоматического измерения концентрации растворённого кислорода используют приборы ЭГ – 152 – 003 с пределами измерений 0 ... 0,1 кг/м 3 , «Оксиметр» с пределами измерения 0 ...0,01 и 0,01 ... 0,02 кг/м 3 .

БПК – количество кислорода (в миллиграммах), необходимое для окисления в аэробных условиях, в результате происходящих в воде биологических процессов органических веществ, содержащихся в 1л сточной воды, определяется по результатам анализа изменения количества растворённого кислорода с течением времени при 20°С. Чаще всего используют пятисуточное биохимическое потребление кислорода – БПК 5 .

Измерение концентрации вредных веществ, для которых установлены ПДК, проводят на различных ступенях очистки, в том числе перед выпуском воды в водоём.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Нарушение естественных циклов круговорота веществ в биосфере
Процессы фотосинтеза органического вещества на Земле продолжаются сотни миллионов лет. Поскольку запасы химических элементов на Земле конечны, то за миллионы и миллиарды лет их ассимиляции они, каз

Обратная связь в экосистемах
Установлено, что все компоненты экосистем обмениваются между собой информацией: химической, энергетической, генетической, этологической. Этот обмен происходит по специфическим каналам передачи инфо

Помехи в экосистемах
При некоторых условиях обратная связь, т.е. передача информации, может быть нарушена. К таким нарушениям в предыдущих примерах могут быть отнесены уменьшение численности птиц или лис из-за ухудшени

Биохимические и клеточные эффекты
Наиболее отрицательное воздействие на клеточном уровне оказывают следующие загрязняющие вещества атмосферы: диоксид серы (SO2), фториды, озон (О3). Механизм их д

Воздействие на уровне организма
После того как повреждению подвергается значительное количество клеток, симптомы становятся видны невооруженным глазом. Они, как правило, схожи для разных типов загрязнителей, а также похожи на дей

Воздействие на экосистемы
Выживаемость любой популяции зависит от ее генетического разнообразия. Различия в реакции на изменение внешних факторов между различными представителями одного и того же вида определяют селекционну

Кислотные дожди
Осадки (дождь, снег) обычно имеют кислую реакцию с кислотностью рН = 5,5-5,7. Это связано с природным поступлением в атмосферу диоксида углерода и оксидов азота и серы. Однако из-за промышле

Масштабы производственной деятельности человека
Научно-технический прогресс создал большие возможности для повышения комфортности и качества жизни человека. Вместе с тем он создал опасность самому существованию человека и всего живого на Земле и

Этапы и формы изменения биосферы человеком
Уже в начале 20–го века академик В.И. Вернадский отмечал, что производственная деятельность человека по своим масштабам становится сопоставимой с геологическими процессами. Однако до такого уровня

Строение и состав газовой оболочки Земли
Благодаря специфическому газовому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятн

Уже начиная с XIX столетия, по мере развития промышленности, а затем энергетики и транспорта газовое равновесие в атмосфере начинает нарушаться: в круговорот естественный начинает вмешиваться социа

Нормирование атмосферных загрязнений
Основной физической характеристикой примесей атмосферы является их концентрация (мг/м3). Концентрация примесей определяет физическое, химическое и другие виды воздействия вещества на окр

Вода – самый распространенный минерал в биосфере, основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном биосферном процессе – фотосинтезе. Масштабы использования воды

Наряду с химическими загрязнителями на окружающую среду и человека воздействуют физические поля. Как и химические загрязнители, физические поля подразделяются на естественные и антропогенные. Естес

Поступление в атмосферу антропогенной теплоты
Производство человеком тепловой, электрической и других видов энергии (а она вся, в конечном счете, превращается в теплоту) приводит к большим поступлениям теплоты в окружающую среду. По оценкам, м

Соотношение уровней воздействия антропогенных и естественных выбросов на биосферу, явления смога и кислотных дождей
Доля твердых частиц и вредных газов (SO2, NOX, CO и др.), появившихся в атмосфере Земли в результате антропогенной деятельности, по данным на начало 1970-х годов, невелика по

Антропогенное воздействие на стратосферный озон
Известно, что исключительно важное значение для сохранения жизни на Земле имеет озоновый слой, находящийся в стратосфере. Десять процентов озона содержится в тропосфере – между поверхностью Земли и

Действие атмосферных загрязнителей в городах
Локальные воздействия атмосферных антропогенных загрязнителей, действующих на ограниченной территории, более всего проявляют себя в городах и промышленных конгломерациях. В результате на ограниченн

Температурная стратификация атмосферы и инверсии температуры
Замечено, что атмосфера в данной местности может находиться в различном состоянии, что предопределяет различие условий рассеяния вредных выбросов (атмосферных загрязнителей). Можно показать, что ес

Воздействие на водную среду тепловых загрязнений
Многие промышленные производства используют большие количества воды, выбрасывая отработанную воду в естественные водоемы. Особенно этим отличается энергетика (табл. 4.1). Со строительством

Воздействие атмосферных загрязнителей на организм человека
Электростанции, котельные, промышленное производство, транспорт, пожары, другие источники загрязняют атмосферу, в основном, оксидами серы, азота, угарным газом (CO), твердыми частицами, углеводород

Загрязнение воздуха в помещениях
Закрытые помещения (квартиры, офисы и т.п.) характеризуются специфическими условиями в экологическом отношении. Движение за энергосбережение привело к стремлению герметизи-ровать помещения

Ущерб от загрязнения окружа-ющей среды
Ущерб, который наносится окружающей среде производственной деятельностью человека, совершенно очевиден: деградация и гибель экосистем, снижение урожайности сельскохозяйственных культур, значимое ух

Концепция устойчивого развития как инструмент преодоления глобального экологического кризиса
Как уже отмечалось выше, осознание человечеством наступления экологического кризиса началось со второй половины 20-го века. Возможно, ключевым моментом процесса осознания наступления кризиса стал п

Принципы организации охраны окружающей среды и ее правовой защиты
Недавняя абсолютная монополия государственной собственности на природные ресурсы в бывшем СССР способствовала развитию экологического кризиса и в бывшей (советской) Российской Федерации, и в соврем

Органы охраны окружающей природной среды
Органы управления охраной окружающей среды разделены на две категории: общей и специальной компетенции. К государственным органам общей компетенции относятся Президент Российской Федерации

Законодательство в области охраны окружающей среды
В систему правовой охраны природы в РФ входят четыре группы юридических мероприятий: правовое регулирование отношений по поводу использования, сохранения и восстановления природных ресур

Природоохранительная ответственность
Природоохранительная ответственность подразделяется на материаль-ную (восстановление, возмещение ущерба); административную (предупреж-дение, штраф, изъятие орудий лова, лишение прав охоты и рыбной

Стандарты в области защиты окружающей среды
Экологические требования и нормы содержатся в многочисленных технических, технико-экономических и других нормах и правилах. Основополагающие экологические требования, служащие основой для разработк

Показатели экологических стандартов
В РФ основой стандартизации являются ГОСТы. Наряду с ними существуют ОСТы. Они регулируют как размеры загрязнений и качество природных ресурсов и систем, так и мероприятия по охране и контролю, а т

ПДК загрязняющих веществ в водной среде и в почве
ПДК вредных веществ в водных объектах нормируются для более чем 640 ингредиентов для объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и для более чем 150 ингредиентов для объектов ры

Уменьшение загрязнения воздушной среды от промышленных предприятий
Существует ряд мероприятий, направленных одновременно на уменьшение загрязнения внутренней и наружной среды. Рассмотрим некоторые из них. Уменьшение загрязнения внутренней производственной

Методы и средства контроля воздушной среды
Гравитационный метод. Гравитационный (весовой) метод заключается в выделении частиц пыли из пылегазового потока и определении их массы. Отбор проб воздуха, содержащего частицы пыли, проводят, напри

Характеристика водных ресурсов Земли
В гидросфере Земли происходит круговорот воды. Перемещение воды происходит во всех направлениях. Распределение воды в гидросфере, в том числе в разных агрегатных состояниях представлено в таблице 9

Потребители пресной воды
Пресная вода расходуется на удовлетворение хозяйственно-бытовых нужд населения, промышленностью, сельским хозяйством. Различают возвратное потребление – с возвращением забранной воды в источник (ко

Потери пресной воды. Экологические последствия
Как отмечено выше, объём речных вод составляет ничтожную часть (0,0001 %) объёма гидросферы. Между тем до настоящего времени потребление человеком пресной воды осуществляется, главным образом, за с

Основы процессов и принципы механической очистки стоков
Механическая очистка сточных вод – технологический процесс очистки сточных вод механическими и физическими методами. Она применяется с целью выделения из стоков грубодисперсных минеральных и органи

Очистка сточных вод от нефтепродуктов
Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов можно отнести к группе методов механической очистки от суспензий и эмульсий. В настоящее время такая очистка производится, в основном, отстаиванием, обр

Коагуляция, флокуляция и электрокоагуляция
В практике очистки сточных вод метод коагуляции часто применяется после удаления грубодисперсных примесей – для удаления коллоидных частиц. Коагуляция – процесс слипания коллоидных частиц и образов

Сорбция
Сорбция – процесс поглощения вещества (сорбата) из очищаемой среды твёрдым телом или жидкостью (сорбентом). Поглощение вещества массой жидкого сорбента – абсобция, поверхностным слоем твёрдого сорб

Экстракция
Метод применяется для удаления из стоков примесей, представляющих техническую ценность (фенолы, жирные кислоты), основан на распределении примеси в смеси двух взаимонерастворимых жидкостей (сточной

Ионный обмен
Метод (гетерогенный ионный обмен или ионообменная сорбция) основан на процессе обмена между ионами, находящимися в растворе (в сточных водах), и ионами, присутствующими на поверхности твёрдой фазы

Электродиализ
Этот метод – вариант ионного обмена. Но в нём ионитный слой заменён специальными ионообменными мембранами, а движущая сила – внешнее электрическое поле. При наложении постоянного электриче

Гиперфильтрация (обратный осмос) и ультрафильтрация
Гиперфильтрация – процесс непрерывного молекулярного разделения растворов путём их фильтрования под давлением через полунепроницаемые мембраны, задерживающие полностью или частично молекулы либо ио

Другие методы физико-химической очистки сточных вод
Эвапорация. Этот метод строится, в основном, либо на пароциркуляционном процессе, либо на азеотропной ректификации. В первом случае загрязнения отгоняются с циркулирующим водяным паром. При этом ст

Нейтрализация
Типичная реакция нейтрализации: H+ + OH- = H2O . При подборе соответствующей концентрации нейтрализующего иона, например, ОН-, вводимог

Окисление
Метод используется для обезвреживания стоков, содержащих токсичные соединения (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые нецелесообразно извлекать из сточных вод или очищат

Общие представления о биологической очистке сточных вод
Биологическая очистка сточных вод – технологический процесс очистки сточных вод, основанный на способности биологических организмов (редуцентов) разлагать загрязняющие вещества. Биологичес

Влияние факторов на биологическую очистку стоков
Температура. Как правило, оптимальные температуры для аэробных процессов 20…30°С; существуют группы бактерий, функционирующих в других температурных интервалах: психофилы – 10…15°С, термофил

Методы и сооружения биологической очистки
Естественные методы: почвенная очистка на полях фильтрации (орошения) и очистка в биологических прудах. Биологическая очистка на полях орошения заключается в том, что при про

Глубокая очистка и обеззараживание сточных вод
Содержащиеся в биологически очищенных сточных водах биомасса, растворённые органические загрязнения, поверхностно-активные вещества (ПАВ), биогены (N, P) препятствуют сбросу их в водоёмы или повтор

Оборотные системы водос-набжения промышленных предприятий
Большинство промышленных предприятий являются крупными потребителями воды, что обусловлено универсальностью её свойств и распространённостью на Земле. Так, в энергетической

Уменьшение загрязнения окру-жающей среды твердыми отходами. Прин-ципы защиты окружающей среды от энер-гетических воздействий
Всё то, что человек добывает, производит, выращивает, потребляет, в конце концов, превращается в отходы. Часть из них удаляется вместе со сточными водами, другая часть в виде газов, паров и пыли по

Энергетические загрязнения и принципы их нормиро-вания как главные компоненты комплекса мер по защите окружающей среды
Одной из основополагающих компонент комплекса мер по защите окружающей среды от энергетических загрязнений является их нормирование, то есть установление того уровня энергетического загрязнения, пр

Рециклизация
Даже при достаточных площадях, отводимых под новые полигоны, сама их система неустойчива. В итоге человечество может получить покрытый «пирамидами» отходов ландшафт и сотни тысяч людей, обслуживающ

Обработка осадка сточных вод
Практически от 30 до 50 % присутствующего в канализационных стоках органического вещества входит в ил-сырец, оседающий в отстойниках и на других стадиях очистки. Он представляет собой густую, чёрну

Сжигание твёрдых отходов целесообразно в случае использования тепловой энергии и очистки уходящих газов. Этот процесс происходит на мусоросжигательных станциях, имеющих паровые котлы со специальным

Безотходное и малоотходное производства
Использование всех рассмотренных в этой главе способов уменьшения загрязнения окружающей среды не позволяет решить проблему в полной мере и сопряжено с ростом затрат на их реализацию. Альтернативой

Экологический мониторинг
Для разумного управления охраной окружающей природной среды необходимы: 1) наблюдение за состоянием окружающей среды; 2) оценка состояния окружающей среды; 3) прогноз воз

Экологический контроль состояния окружающей среды
Организация контроля состояния окружающей среды в регионах возложена на местные природоохранные органы по следующим направлениям: недропользование, земельные ресурсы, водные объекты, атмосферный во

Экологическая паспортизация
Характеристикой совершенства используемых технологий и рациональ-ного природопользования являются удельные показатели как расхода сырья, топлива и энергии, так и выбросов (сбросов) в окружающую сре

Экологическая экспертиза
Основная задача государственной экологической экспертизы заключа-ется в предупреждении возможных неблагоприятных воздействий намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную сре

Экономический механизм природопользования, платность природных ресурсов
Противостояние экономики и экологии – одна из главных проблем охраны окружающей природной среды. Ранее её пытались решать путём административно-командных методов воздействия на основе запретов, огр

Лицензирование природопользования
Лицензирование природопользования – административно-правовое регулирование экологических отношений методами запрета, разрешения и уполномочивания. Лицензия на природопользование имеет три признака,

Арендные отношения в природопользовании и эколо-гическое страхование
Предметом арендных отношений в природопользовании является использование земельных, водных, лесных, рекреационных и других ресурсов. По договору на аренду природных ресурсов одна сторона – арендода

Международное сотрудничество
Международное сотрудничество России в области охраны окружающей среды осуществляется по трём основным направлениям: международные организации, международные конвенции, многосторонние и двусторонние

ЛЕКЦИЯ 10. Нормирование, регулирование, контроль качества воды в водоемах

10.1 Нормирование и регулирование качества воды в водоёмах

Санитарное состояние водоёма отвечает требованиям норм при выполнении неравенства

C i n ∑ i=1 ПДК i m

C + C ф ≤ ПДК, (10.2)

Таблица 10.1

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в водо-

ёмах

ПДК, г/м 3 0,500 0,001 0,050 0,005 0,010 0,010 0,050 0,000 ПДК, г/м 3 0,500 0,001 0,100 0,010 1,000 1,000 0,100 0,100 Вещество Бензол Фенолы Бензин, керосин Сd 2+ Cu 2+ Zn 2+ Цианиды Cr 6 + ЛПВ Токсикологический Рыбохозяйственный То же Токсикологический То же - « - - « - -

Санитарно-

токсикологический

Органолептический

Санитарно-

токсикологический

Органолептический

Общесанитарный

Санитарно-

токсикологический

Органолептический

C ст = n o (10.3)

Начальное разбавление сточных вод в створе их выпуска

После подстановки (10.4) в (10.3) получим, что

При LHV >> q

где В и Н – эффективные ширина и глубина водотока; соответственно Q = BHV – расход воды водотока.

Если для целей разбавления стоков возможно использование только части расхода воды водотока, например, 0,2Q, то требования к очистке стоков от данного вредного вещества повышаются, и максимально допустимая концентрация вредности в стоках должна быть уменьшена при этом в 5 раз: При этом величина qC cm , равная в первом случае

а во втором должна рассматриваться как предельно

После потенцирования (10.8) получается значение n р.с в явном виде

Подставив выражение для n р.с. в (10.6) и полагая С р.с. =ПДК, получаем:

Поскольку при S = 0 n р.с = 1, из (10.12) получаем:

ПДС = 0,2 ПДК.

10.2 Методы и приборы контроля качества воды в водоёмах

Таблица 10.2

Нормирование качества воды и категории водных объектов в соответствии с законодательными актами и нормативными документами. Основные нормируемые показатели поверхностных водоемов.

Нормирование качества воды водоемов проводится в соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.5.980-00, «Гигиеническими требованиями к охране поверхностных вод», который устанавливает гигиенические нормативы состава и свойств воды в водных объектах для двух категорий водопользования. 1 категория – это использование водных объектов или их участков в качестве источника питьевого и хозяйственно-бытового водопользования, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. 2 категория – это использование водных объектов или их участков для рекреационного водопользования.

Основные нормируемые показатели – взвеш-ые в-ва-прирост концентрации(при сбросе сточ. вод концентрация взвеш. в-в в контрольном створе не д/увеличиваться по сравнению с естествен. условиями более чем на:1 катег.= 0,25 мг/дм 3, 2 к.=0,75 мг/дм 3); плавающие примеси (на поверхности воды не д/обнаруживаться пленки нефтепродуктов,масел, жиров и др.); окраска(не д/обнаруживаться в столбике: 1к.=20 см, 2к.=10 см); запахи(вода не д/приобретать запахи интенсивностью более 2х баллов); температура-прирост температуры (летная темпер. воды в результате сброса сточ. вод не д/повышаться более чем на 3 С ▫ по сравнению со среднемесячной температ. воды самого жаркого мес. года за последние 10 лет);водородный показатель (pH=6,5-8,5);минерализация воды-концентрация всех солей минеральных,когда остаётся осадок(не более 1000 мг/дм 3 ,в т.ч. хлоридов 350 мг/дм 3 , сульфатов 500 мг/дм 3); растворенный кислород- для окисления органич. в-в (не д/быть менее 4 мг/дм 3 в любой период года в пробе отобранной до 12 ч. дня); БПК 5 - биохимическое потребление кислорода-это кол-во О 2 в мг/дм 3 , кот-е необ-ое для окисления биохимически окисляемых органич-х в-в с помощ-ю микроорганизмов (белки, жиры, сахара, углеводороды) в течении 5 дней(не д/превышать при темпер. 20 С▫: 1к.=2 мгО 2 /дм 3 , 2к.=4 мгО 2 /дм3);ХПК - химическое потреб-е О 2 -это содержание О 2 в мг/дм 3 воды, необ-ое для окисления всех органич-х в-в, в том числе и окисляемых биохим-им путем органику(не д/превышать: 1к.=15 мгО 2 /дм 3 , 2к.=30 мгО 2 /дм3); хим в-ва(ПДК или ОДУ-ориентировочно допус. уровень); возбудители кишечных инфекций (вода не д/содержать); различные бактерии; суммарная объёмная активность радионуклидов при их совместном присутствии.

ПДК (мг/л) – это макс конц в-ва в воде, в к-ой в-во при ежедневном поступлении в организм чел-ка в теч-е всей жизни не оказывает прямого или косвенного влияния на здо-е насел-я наст и послед поколениях, и не ухудшает гигиен усл-ия водопользования, мг/дм 3 . Ориентировочный допустимый уровень (ОДУ ,мг/л)-временный гигиенический норматив, разрабатываемый на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности и применяемый только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями

Органолитические свойства:-окраска;-запахи;-привкус(он не нормируется).

ПДК уст-ся по 3-ем критериям вредности (ЛПВ): 1-санитарно-токсикологический (с-т) (отражает влияние вещества на здоровье человека);2-органолептический (орг.)(если вредное вещество придает воде запах, привкус, окраску); 3- общесанитарный (общ)(влияние данного хим. в-ва на процессы самоочищения воды, т.е. на сообщества микроорганизмов в основном от органических веществ).

ПДК устан-ся по всем критериям вред-ти в кач-ве ПДК выбир-ся наимень-ий из пороговых значений, т.е. лимитирующий признак вредности хар-ся наименьш безвредной конц-й в-ва в воде.

ПДС устанавливаются для каждого источника сброса и каждого загрязняющего вещества. ПДС (г/ч) - это масса вещества или микроорганизмов в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу

Гигиенические условия к качеству воды поверхностных водоемов в зависимости от видов водопользования в нашей стране регламентированы СанПиН № 4630-88. С 1 марта 1991 г. в Украине и странах СНГ введены "Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" Государственного комитета по охране природы бывшего СССР. Указанными правилами установлены дополнительные требования к качеству воды поверхностных водоемов и их приток, используемых для рыбохозяйственных целей. Эти требования, по некоторым показателям, являются более жесткими в сравнении с СанПиН 4630-88. Кроме того, требования к качеству воды поверхностных водоемов регламентированы "Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами", утвержденными Постановлением Кабинета Министров Украины от 25.03.1999 г № 465 (далее Правила).

Требования Правил распространяются на все (большие и малые, проточные и непроточные) поверхностные водоемы. Они определяют гигиенические требования и нормативы качества воды в зависимости от народно-хозяйственного назначения водоема. Регламентируют разные виды хозяйственной деятельности, которые могут привести к загрязнению поверхностных водоемов. Определяют условия, при которых водоем считается загрязненным, не пригодным полностью или частично для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения или массового отдыха населения.

Нормативы качества воды водоемов состоят из совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта. Следует отметить, что не все показатели и их параметры, предусмотренные международными "Едиными критериями качества воды" (см. с. 221), нормируются в нашей стране.

В соответствии с Правилами нормативы качества воды в водоемах (табл. 13) устанавливают в зависимости от характера использования водных объектов для народно-хозяйственных целей. Водные объекты или их участки делят на две категории водопользования. К I категории отнесены поверхностные водоемы, используемые для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. Ко II категории отнесены поверхностные водоемы, выполняющие

ТАБЛИЦА 13 Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов в пунктах хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования

Продолжение табл. 13

** Не касается источников децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Прочерк означает, что показатель не нормирован.

*** I категория - использование водоема для централизованного или децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; II категория - использование водоема для массового отдыха населения, купания, занятий спортом.

Рекреационную роль, или используемые населением для купания, занятий спортом и отдыха, а также в качестве дополнения архитектурной выразительности населенного пункта. Водоемы, используемые для рыбохозяйственных целей, также делят на две категории.

Требования к качеству воды водоемов определяются в так называемом контролируемом створе (створ - поперечный разрез реки), расположенном в проточных водоемах ниже по течению от места сброса сточных вод на расстоянии 1 км выше ближайшего пункта водопользования, в непроточных - на расстоянии 1 км по обе стороны от него. Проектируемый пункт водопользования по отношению к месту сброса сточных вод в водоем должен находиться как можно ближе. Вид водопользования устанавливают исходя из того, как этот водоем используется населением в ближайшем его пункте от места сброса сточных вод. Вид водопользования устанавливают исключительно учреждения санитарно-эпидемиологической службы.

Загрязнением водоема сточными водами считаются такие изменения качества воды в контролируемом створе, которые не отвечают требованиям СанПиН 4630-88 и ограничивают водопользование. В связи с тем, что ограничение водопользования определяется качеством воды в водоеме, нормируют показатели не состава сточных вод, сбрасываемых в водоем, а качества воды в водоеме на расстоянии 1 км выше от ближайшего пункта водопользования в проточных и по обе стороны от пункта водопользования - в непроточных водоемах.

Для обеспечения оптимальных условий хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования была предложена гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения. В основу этой классификации положены основной принцип и главная цель водного законодательства - предупреждение неблагоприятного влияния на население химических и бактериальных загрязнителей воды. В классификацию введены оценочные показатели, относящиеся к четырем критериям вредности загрязнения воды водных объектов: органолептического, токсикологического, общесанитарного и бактериологического (табл. 14) показателей: запах и привкус воды; кратность превышения ПДК химических веществ, нормативы для которых установлены по орга-нолептическому и токсикологическому показателям вредности; растворенный кислород; БПК2о; количество кишечных палочек в 1 л воды.

Четыре градации оценочных показателей отвечают допустимой, умеренной, высокой и очень высокой степени загрязнения воды I и II категорий водопользования. Если водоем одновременно является объектом водопользования I и II категорий, то классификацию загрязнения водоема проводят по градации показателей (за исключением бактериологического) для I категории; градация бактериологического показателя принимается для II категории, для которой установлен более жесткий норматив количества лактозоположительных кишечных палочек (ЛКП). В итоге санитарное состояние водоема характеризуется обобщенным индексом загрязнения. Этот индекс устанавливается по оценочному показателю, измененному в наивысшей степени (лимитирующий признак).

Индекс загрязнения 0 характеризует водоемы, которые можно использовать без ограничений. Индекс 1 свидетельствует об умеренной степени загрязнения и частичном нарушении водопользования (существование определенного риска неблагоприятного влияния загрязненной воды на состояние здоровья населения). Индекс 2 указывает на выраженное загрязнение и полную

ТАБЛИЦА 14 Гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения *

* "Методические указания по рассмотрению проектов предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами" № 2875-83. ДДКорг - предельно допустимые концентрации веществ, установленные по органолептическому признаку вредности. Для водных объектов, используемых для массового отдыха населения (II категория), допустимое число ЛКП не более 1-Ю3, при благополучной эпидемической ситуации в районе - не более 1-Ю4 КУО/л воды (соответственно изменяется градация показателя).

** ЛПК - лактозоположительные кишечные палочки.

Непригодность водоема для всех видов водопользования. Индекс 3 характерен для водоемов с очень высокой степенью загрязнения. Такие водоемы не только непригодны для водопользования, но даже временный контакт с такой водой может неблагоприятно повлиять на здоровье человека.

К водоемам, расположенным в черте населенного пункта, предъявляют такие же требования, как к водоемам II категории водопользования. Когда сбрасывают сточные воды в пределах населенного пункта, требования к составу и свойствам их должны быть такими же, как к качеству воды водоема. При наличии эффективных конструкций рассеивающих выпусков, гарантирующих надлежащее смешивание и разведение сточных вод в створе выпуска, требования к составу и свойствам сточных вод устанавливаются с учетом их разведения в водоеме.

Правила с целью санитарной охраны водоемов ограничивают отведение в них сточных вод во время хозяйственной деятельности субъектов различных форм собственности, отдельных граждан. Для этого рекомендуют максимально использовать сточные воды в оборотных системах водоснабжения для изъятия ценных отходов, устранять их полностью или частично за счет рационализации технологии производства и создавать бессточные производства, а также использовать сточные воды для орошения в сельском хозяйстве.

Запрещается сбрасывать в поверхностные водоемы: неочищенные и недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые, промышленные и ливневые сточные воды; сточные воды, содержащие вредные вещества или продукты их трансформации в воде, на которые не установлены ПДК или ОДК; радиоактивные вещества; технологические отходы; промышленное сырье, реагенты, полупродукты и конечные продукты в количествах, превышающих установленные нормативы технологических потерь. Правилами запрещено сбрасывать в поверхностные водоемы сточные воды, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний. Опасные в эпидемическом отношении сточные воды разрешено сбрасывать в водоемы только после полной очистки и обеззараживания. Критерием эпидемической безопасности таких сточных вод является индекс бактерий группы кишечной палочки, который не превышает 1000, и индекс коли-фагов до 1000 БОЕ/л. Расчетную дозу активного хлора уточняют в процессе эксплуатации оборудования для обеззараживания сточных вод.

Концентрация остаточного свободного хлора в обеззараженной сточной воде после часового контакта, должна составлять не менее 1,5 мг/л.

Правила поведения с радиоактивными сточными водами регламентируются в зависимости от их относительной плотности, концентрации радионуклидов и физико-химических особенностей нормами радиационной безопасности НРБ-97. В хозяйственно-бытовую канализацию разрешено выпускать радиоактивные сточные воды с концентрацией радионуклидов, которая превышает допустимую для питьевой воды не более чем в 10 раз. При этом необходимо соблюдение условий их десятикратного разбавления нерадиоактивными сточными водами еще в коллекторе соответствующего учреждения (предприятия). Если такое разбавление не обеспечено, то жидкие радиоактивные отходы собирают в отдельные емкости и отправляют на пункты захоронения радиоактивных отходов. При сбросе сточных вод, содержащих радиоактивные отходы, в поверхностные водоемы содержание в них радиоактивных веществ не должно превышать допустимой концентрации для питьевой воды.

Правилами предусмотрены и другие условия, при которых сточные воды запрещено сбрасывать в поверхностные водоемы или на поверхность их ледового покрова. В частности, запрещается сбрасывать сточные воды в поверхностные водоемы, которые используют с лечебной целью (для водо- и грязелечения), в водоемы, расположенные в пределах окрестности санитарной охраны курортов и пр.

При невозможности избежать сброса сточных вод в поверхностные водоемы нужно в каждом конкретном случае расчетным путем определить условия их выпуска, которые бы гарантировали охрану поверхностного водоема от загрязнения. Иначе говоря, в поверхностный водоем разрешается сбрасывать сточные воды лишь в том случае, если они при смешивании и разведении с водой водоема: а) не оказывают неблагоприятного воздействия на физические свойства и органолептические показатели качества воды; б) не превышают допустимого предела минерального состава воды; в) не нарушают процессов самоочищения в водоеме; г) не вносят в водоем патогенных микроорганизмов, цист простейших, яиц гельминтов; д) не повышают содержания вредных веществ до уровней, опасных для здоровья населения, использующего воду для хозяйственно-питьевых нужд.

Под определением условий выпуска сточных вод в водоем подразумевают нахождение расчетным путем допустимой степени их загрязнения, при которой они могут быть отведены в конкретный водоем с сохранением при этом качества воды в створе водоема на расстоянии 1 км выше ближайшего пункта водопользования, в соответствии с требованиями СанПиН 4630-88.

Условия выпуска сточных вод в обязательном порядке определяют специалисты органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы, как во время предупредительного, так и текущего санитарного надзора в следующих случаях:

1) при согласовании отведения земельного участка для объекта, на котором образуются сточные воды, и уточнении места их выпуска;

2) в процессе санитарной экспертизы проектов строительства, реконструкции или расширения бытовой и промышленной канализации с дальнейшим отведением сточных вод в поверхностный водоем;

3) в процессе санитарной экспертизы проекта канализации населенного пункта или отдельного объекта, когда предстоит определить необходимую для конкретных условий степень очистки сточных вод, от которой зависит в свою очередь выбор способа очистки;

4) во время текущего санитарного надзора за действующим промышленным предприятием или бытовой канализацией, уже отводящими сточные воды в водоем, при необходимости проверить, отвечают ли условия выпуска санитарным требованиям (разрешение на сброс в водоем сточных вод действующих объектов сохраняет силу в течение 3 лет, после чего подлежит обновлению);

5) при изменении условий водопользования:

Строительство не предусмотренных ранее новых предприятий, в том числе малых предприятий разных форм собственности;

Изменение расхода воды в водоеме или гидрологического режима, вследствие увеличения забора воды для орошения или других нужд;

Замена технологического режима на предприятиях, которая повлекла изменение количества и состава сточных вод;

Появление новых пунктов питьевого и культурно-бытового водопользования.

Определяя условия выпуска сточных вод, следует учитывать, что в пределах населенных пунктов их сброс в поверхностные водоемы запрещен. Место сброса сточных вод в водоем, относительно населенного пункта, должно размещаться ниже его границы с учетом возможности возвратного движения воды в водоеме при нагонных ветрах. Определяя места сброса сточных вод в проточные и малопроточные водоемы (озера, пруды, водохранилища и др.), нужно учитывать метеорологические и гидрологические условия.

В каждом случае предусмотрено осуществление расчетов условий выпуска сточных вод в конкретный водоем. При этом обязательно учитывают:

1) степень возможного смешения и разбавления сточных вод водой поверхностного водоема на участке от места сброса сточных вод до расчетных (контрольных) створов самых ближайших пунктов хозяйственно-питьевого, культурно-бытового или рыбохозяйственного назначения;

2) фоновое качество воды поверхностного водоема выше места рассматриваемого сброса сточных вод. Определяя фоновое качество воды в водоеме, принимают во внимание анализы воды водоема не более чем двухлетней давности. При наличии других существующих или проектируемых сбросов сточных вод между рассматриваемым и ближайшим пунктом водопользования за фоновый принимают уровень загрязнения воды конкретного поверхностного водоема с учетом доли внесения указанных выпусков сточных вод;

3) нормативы качества воды поверхностных водоемов соответствующей категории водопользования, определяемые правилами. Указанные нормативы приведены в табл. 13.

Требования СанПиНа 4630-88 распространяются на:

А) выпуски всех видов промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод населенных пунктов; отдельно расположенных жилых и общественных зданий; коммунальных, лечебно-профилактических, транспортных, сельскохозяйственных объектов, промышленных предприятий, в том числе шахтных вод,сбросных от водяного охлаждения, гидрозолоудаления, нефтедобычи, сбросных, в том числе дренажных вод с орошаемых и осушаемых сельскохозяйственных территорий, обработанных минеральными удобрениями и пестицидами, и других сточных вод любых объектов независимо от их ведомственной принадлежности и формы собственности;

Б) все запроектированные выпуски сточных вод на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях строящихся, реконструируемых или расширяющихся, а также при изменении технологии производства; все запроектированные выпуски сточных вод канализации населенных мест и отдельно расположенных жилых и общественных зданий, других объектов независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности;

В) выпуски ливневой канализации, которая отводит атмосферные воды с промышленных площадок и территории населенных мест.

Методика расчета условий отведения сточных вод в водоем предусматривает:

1) ознакомление с материалами, характеризующими сточные воды (количество, состав, свойства и режим сброса);

2) ознакомление с материалами, характеризующими водоем (расход воды, ее состав и свойства по сезонам года, скорость течения, условия перемешивания, длительность послеледового периода, характер использования водоема ниже места сброса сточных вод);

3) проверку степени смешения и разведения сточной жидкости водой водоема в самом ближнем к месту сброса пункте водопотребления;

4) проверку отдельных показателей качества сточных вод, выпускаемых в водоем;

5) проверку соответствия расчетных величин фактическим и изучение влияния сброса сточных вод на качество воды в водоеме, водопотребление, а в отдельных случаях - и на здоровье населения. Последнюю осуществляют во время текущего санитарного надзора.

Расчет условий отведения сточных вод в конкретный поверхностный водоем начинают с определения кратности разведения сточных вод водой водоема за время продвижения их от места сброса до створа, расположенного на 1 км выше самого ближнего пункта водопользования. Кратность разведения показывает, во сколько раз поступающие сточные воды разбавляются водой водоема за время продвижения от места сброса до расчетного (контролируемого) створа.

Зная кратность разведения и исходную концентрацию сточных вод, можно ориентировочно установить степень возможного загрязнения водоема. В то же время, опираясь на кратность разведения и гигиенические требования к орга-нолептическим свойствам воды в водоеме, можно определить допустимое качество сточных вод по органолептическим показателям, при котором их можно сбрасывать в водоем.

Кратность разведения (п) вычисляют по формуле:

Где Q - наименьший расход воды в реке в маловодный меженный период (м3/ч) при 95% обеспеченности стока по данным гидрометеослужбы; q - среднечасовой расход сточных вод (м3/ч), определяют по технологическим расчетам и специальным замерам; а - коэффициент смешивания - безразмерная величина, показывающая, какая часть воды водоема (Q) принимает участие в разведении сброшенного количества сточных вод (q) за время продвижения от места сброса до расчетного (контролируемого) створа. Его величина зависит от многих факторов: расстояния по прямой и по фарватеру от места сброса сточных вод до расчетного створа; скорости течения воды на указанном участке; места сброса сточной воды в водоем - возле берега или в фарватер реки; глубины реки; крутизны берегов и их извилистости и др. Указанная величина может быть рассчитана для каждого случая и колеблется от 0,1 до 1. Расход воды в водоеме, т. е. объем воды, который проходит через поперечное сечение реки за единицу времени, определяют по данным гидрометеослужбы. Известно, что количество воды в поверхностных водоемах заметно колеблется в течение года, а это влияет на разведение сточных вод. Наихудшие условия для разведения загрязнений, поступающих в водоем вместе со сточными водами, создаются при наименьших расходах воды в водоеме в маловодный меженный период. Но и при этих, наихудших, условиях разведения нужно соблюдать гигиенические нормативы качества воды в расчетном (контролируемом) створе в 95% случаев. Именно поэтому при расчете берут наименьшие расходы воды в реке при 95% обеспечения стока. Последнее означает, что фактические расходы воды в реке в маловодный меженный период в 95% случаев, т. е. 95 лет из 100, будут не меньше взятого в расчет Q. Например, расход воды при 95% обеспечении стока в реке Д. в пределах города Ч. в маловодный меженный период принимают за 50 м3/ч. Фактический расход лишь 5 раз за 100 лет наблюдений может быть меньше расчетного (50 м3/ч), а остальные годы - 50 м3/ч или больше.

Для оценки условий отведения сточных вод по органолептическим показателям (например, запаху) сравнивают величину разбавления, необходимую для исчезновения запаха сточных вод, которую устанавливают экспериментальным путем, с кратностью разведения, определенную расчетными методами. Если необходимая для исчезновения запаха величина разведения меньше расчетной кратности разведения, то можно разрешить сбрасывать такие сточные воды в определенный водоем. Например, опытным путем установлено, что

Рис. 36. Пример расчета условий отведения сточных вод в конкретный поверхностный водоем

Уменьшение специфического запаха производственных сточных вод до 2 баллов достигается при их разведении в 50 раз; расчетная кратность разведения сточных вод водой водоема в створе, расположенном на расстоянии 1 км выше пункта водопользования, составляет 60. Следовательно, условия сброса сточных вод, регламентируемые Правилами, не будут нарушены.

Аналогичным способом определяют условия отведения в водоемы окрашенных сточных вод. Фактическое разведение их в водоеме (расчетная кратность разведения) должно обеспечить исчезновение окрашивания воды в столбике высотой 20 или 10 см (в зависимости от категории водопользования).

Принцип расчета условий отведения сточных вод в конкретный поверхностный водоем демонстрирует следующая схема (рис. 36). Предположим, что очищенные и обеззараженные сточные воды от населенного пункта или отдельно расположенного объекта в количестве q (м3/ч) нужно отвести в ближайший водоем. Водоем имеет определенный расход воды Q (м3/ч) и соответственную фоновую концентрацию (Ср) загрязнений: органических, микробиологических, химических. Необходимо определить расчетным путем качество сточных вод (Сст), с которым их можно разрешить сбросить в водоем и при этом гигиенические нормативы (Спдк) в расчетном (контролируемом) створе водоема нарушены не будут. При выполнении расчетов важно учесть также условия возможного разведения и смешивания сточных вод речной водой, определяемые безразмерным коэффициентом (а).

Проведение расчетов основывается на том, что суммарное количество загрязнений, состоящее из фоновой концентрации в водоеме выше места предполагаемого сброса (QaCp) и количества загрязнений, сбрасываемых со сточными водами (qCCT), не должно превышать предельно допустимой концентрации, установленной Правилами, во всем объеме воды ((Qa + aJC^J:

QaCp + qCCT
Выполним математические преобразования:

1) раскроем скобки:

QaCp + qCCT = С)аСпдк + яСпдк;

2) оставим слева от знака равенства ожидаемое качество сточных вод:

QCCT = QaCrwK - QaCp + qCnilK;

Окончательная расчетная формула будет иметь такой вид:

3) поскольку итогом расчета является качество сточных вод (Сст), с которым последнюю можно сбросить в водоем, разделим это уравнение на

По этой формуле рассчитывают концентрацию загрязняющего вещества в объеме сточных вод (q), при которой они могут быть выпущены в конкретный водоем с расходом воды (Q) и при коэффициенте смешивания (а). Сброс таких сточных вод теоретически гарантирует, что качество воды в створе водоема на расстоянии 1 км выше ближайшего пункта водопользования будет отвечать требованиям Правил.

Указанная формула дает возможность также рассчитать условия отведения сточных вод по содержанию сухого остатка, сульфатов, хлоридов, любого химического вещества, ПДК которого установлена по санитарно-токсикологи-ческому или другому лимитирующему признаку вредности. В большинстве случаев сточные воды, сбрасываемые в водоемы, одновременно содержат несколько, иногда даже несколько десятков, химических веществ. Последние, попав в организм человека вместе с питьевой водой, оказывают комбинированное действие. Следствием такого действия на организм человека может быть суммирование вредных эффектов, возможность которого обязательно нужно учитывать и предвидеть. Эффектом суммирования обладают химические вещества, ПДК которых в водоеме установлена по одинаковому лимитирующему признаку - санитарно-токсикологическому, и которые принадлежат по параметрам токсикометрии к 1 -му и 2-му классам опасности (чрезвычайно опасные и высокоопасные вещества). В этом случае приобретает силу правило Лебедева-Аверьянова, согласно которому сумма соотношений фактических концентраций (Сь С2,... Сп) каждого токсического вещества в воде водоемов к ее ПДК (СПДК|, СПДК2, ... СПДКп) не должна превышать единицы:

Тогда конечная формула расчета условий отведения сточных вод в водоем будет иметь такой вид:

Где п - количество токсических химических веществ 1-го и 2-го классов опасности с одинаковым лимитирующим признаком вредности, которые одновременно содержатся в сточных водах.

Поступление в водоем хозяйственно-бытовых и некоторых промышленных (от предприятий пищевой промышленности, животноводческих и птицеводческих комплексов и др.) сточных вод, содержащих органические вещества, приводит к изменению его кислородного режима, ухудшению процессов самоочищения и санитарного состояния водоема. Поэтому, согласно Правил, в воде водоема нормируют как БПК20 (не выше 3 или 6 мг 02/л в зависимости от категории водопользования), так и содержание растворенного кислорода (не менее 4 мг 02/л). Методика расчета допустимого содержания в сточных водах растворенных органических и взвешенных веществ приведена в "Руководстве к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене" / Под ред. Е.И. Гончарука. - M.: Медицина, 1990.

В соответствии с действующим законодательством министерства и ведомства обязаны обеспечить разработку предложений по уменьшению сброса загрязняющих веществ на подведомственных предприятиях, которые имеют или проектируют самостоятельные выпуски " сточных вод в водные объекты, и представить их для согласования и утверждения органам государственного санитарного надзора в виде проекта предельно допустимых сбросов.

Под предельно допустимым сбросом (ПДС) веществ в водный объект подразумевают массу вещества в сточных водах (г/ч), максимально допустимую к отведению в водоем с установленным режимом в данном пункте водного объекта. Рассчитывают ПДС с целью обеспечения санитарно-гигиенических норм качества воды в пунктах водопользования, ассимиляционной способности водного объекта и оптимального распределения массы вещества между потребителями, сбрасывающими сточные воды. При сбросе нескольких веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности ПДС устанавливают с таким расчетом, чтобы учесть все примеси, поступающие в водоем или водосток выше размещенных выпусков. Сумма соотношения фактических концентраций каждого вещества в водном объекте, к ПДК этих веществ, не должна превышать единицы.

При отсутствии утвержденных ПДК для каких-либо веществ, присутствующих в сточных водах, при установлении ПДС следует руководствоваться Правилами, которыми запрещено сбрасывать такие сточные воды в водоем.

*Под самостоятельными выпусками подразумевают отдельные или объединенные для нескольких предприятий выпуски сточных вод непосредственно в водные объекты, минуя системы водоотведения населенных мест.*

В исключительных случаях по согласованию с Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения страны допускается временное использование ориентировочных допустимых уровней содержания химических веществ (ОДУ). Их утверждают на период научного обоснования ПДК, но не более чем на 3 года.

Величину ПДС с учетом требований к составу и свойствам воды в водных объектах для всех категорий водопользования рассчитывают по формуле:

ПДС=Чст-Сст,

Где qCT - наибольшие среднечасовые расходы сточных вод (м3/ч); Сст - концентрация веществ в сточных водах, разрешенная к сбросу (г/м3).

При этом важно, чтобы сброс массы вещества, отвечающего ПДС, осуществлялся при расчетных расходах сточной воды qCT. В случае непредвиденного уменьшения расхода сточной воды qCT и сохранения при этом величины ПДС будет возрастать концентрация вещества в сточных водах в сравнении с расчетной qCT, что недопустимо.

Величина qCT, необходимая при расчете ПДС, для предприятий, учреждений, организаций, расположенных в зонах повышенного загрязнения водных объектов и (или) сточных вод, сбрасываемых в пределах населенного пункта, принимается не больше ПДК вещества в воде водных объектов в местах водопользования. В других случаях величина Сст определяется расчетным методом по рекомендованным выше формулам с учетом разведения сточных вод водой водного объекта, качества воды в нем выше места сброса сточных вод и процессов природного самоочищения.

ПДС для проектируемых предприятий устанавливают с учетом возможного изменения условий водопользования на участке водного объекта, куда предполагают сбрасывать сточные воды проектируемого предприятия.

Проекты ПДС прежде всего разрабатывают для действующих предприятий, сбрасывающих очищенные сточные воды в поверхностные водоемы, а также для предприятий, расположенных в зонах повышенного загрязнения водоемов. Для водоемов I и II категорий перечень таких предприятий, а также участков водоемов, относящихся к зонам повышенного загрязнения, определяют органы и учреждения санитарно-эпидемиологической службы в соответствии с гигиенической классификацией водных объектов по степени их загрязнения (см. табл. 14).

Проекты ПДС утверждают в базовых органах Министерства экологии по согласованию с органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения страны на определенный срок. Затем их пересматривают в сторону снижения, до полного прекращения в перспективе сброса в водные объекты загрязняющих веществ.

Порядок рассмотрения и утверждения проектов ПДС органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы такой же, как при выдаче органами государственного надзора разрешения на специальное водопользование.

Проекты ПДС для действующих объектов могут быть согласованы в том случае, если они обеспечивают соблюдение нормативов качества воды в пунктах водопользования. Сроки достижения проектов ПДС согласовывают местные органы государственного санитарного надзора с учетом конкретной санитарной ситуации, исходя из степени опасности существующего загрязнения. Для проектируемых объектов проекты ПДС согласовывают только при условии, если сброс сточных вод запроектированного объекта не приведет к превышению допустимого уровня загрязнения воды в пунктах водопользования.

В то же время, на предприятиях, для которых были согласованы ПДС, могут возникнуть ситуации, не предусмотренные ранее. Например, изменение технологического режима, увеличение объемов использования воды. Могут произойти изменения гидрологического режима водоема. Кроме того, могут быть построены новые объекты, появиться новые пункты водопользования населения и др. В этом случае согласованные ПДС не обеспечат необходимого качества воды в пунктах водопользования. Учитывая сложившееся положение, санитарно-эпидемиологическая служба ставит перед органами по регулированию использования и охране вод вопрос о досрочном пересмотре утвержденных ПДС.