Оценка качества воды

Критериями загрязненности воды являются ухудшение ее каче­ства вследствие изменения органолептических свойств и появление веществ, вредных для человека, животных, птиц, рыб, кормовых и промысловых организмов, а также повышение температуры воды, изменяющей условия для нормальной жизнедеятельности водных организмов.

Важнейшей водоохранной задачей в условиях промышленной и хозяйственной деятельности общества является установление до­пустимых нагрузок на водные объекты при водопользовании и водопотреблении.

Водопользование — это использование воды без изъятия ее из мест естественной локализации. В основном водопользователями являются рыбное хозяйство, гидроэнергетика, водный транспорт.

Водопотребление — это использование воды, связанное с изъ­ятием ее из мест локализации с частичным или полным безвозврат­ным расходованием или с возвращением в источник водозабора в загрязненном состоянии. Основными водопотребителями являются сельское хозяйство, промышленное произ­водство, культурно-бытовое хозяйство.

Существуют следующие категории водопользователей –

1. хозяйственно-питьевая

2. культурно-бытовая

3. рыбохозяйственная

Основным нормативным требованием к качеству воды является соблюдение установлен­ных предельно допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации в воде — это такие нормативные показатели, при которых исключается неблагоприятное влияние каких-либо веществ на организм человека и которые ограничивают хозяйственно-питьевое, культурно-бытовое и другие виды водопользования. Состав и свойства воды в водных объектах должны соответствовать норма­тивам в створе реки или в радиусе 1 км от пункта водопользования для непроточных водоемов.

Предельно допустимые концентрации веществ для различных ка­тегорий водопользования различны.

При сбросе воды в природный водоем большое значение имеет общее качество стоков, содержащих комплекс вредных веществ. Все вредные вещества по характеру своего воздействия подразделяются на классы опасности или лимитирующие признаки вредности (ЛПВ). Вещество относят к тому признаку вредности, в котором его действие проявляется в минимальной концентрации. Вещества одного ЛПВ проявляют взаимодополняющее действие, т.е. общее воздействие нескольких веществ одного ЛПВ, содержащихся в предельно допустимой концентрации каждое, будет таким же, как если бы какое-нибудь из них, присутствуя в воде в единственном числе, содержалось в нескольких ПДК.

При этом выделяют:

• органолептический ЛПВ (взвешенные вещества, сухой остаток, сульфаты, хлориды, медь, фенолы, железо), изменяющий органолептические свойства воды (цвет, запах, вкус);

• общесанитарный ЛПВ (рН, БПК₅, фосфаты, цинк), влияющий на общесанитарное состо­яние водоема, в частности, на скорость протекания процессов само­очищения;

• токсикологический ЛПВ (нитриты, нитраты, азот аммония, никель), влияющий на организм человека и обитающих в воде животных..

Необходимое качество воды в водоеме может обеспечиваться поддержанием соответствующих гидрохимических и гидрологичес­ких режимов. Попадающие в водоем токсиканты изменяют гидрохимический состав поверхностной воды и в зависимости от концентрации оказывают влияние на процессы формирования ее качеств. Контроль состояния водных объектов осуществляется по физическим, химическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям.

Обычно уста­навливаются следующие показатели качества воды:

• минерализация (ПДК до 1000 мг/л);

• содержание кислорода (ПДК=4 мг/л- культурно-бытовая категория, ПДК=6 мг/л – рыбохозяйств.);

• биологическое потребление кислорода (БПК) – 3 (культ-быт)-6 (хоз-питьев)мг/л;

• химическое потребление кислорода (ХПК) – 15(культ-быт)-30(хоз-питьев) мг/л;

• содержание основных ионов (Cl - отсутствие, сульфиды – отсутствие, Na – 200 (хоз-быт) - 120 (рыб-хоз), К –50 (рыб-хоз), биогенных веществ, нефтепро­дуктов (0,3 мг/л), детергентов, фенолов 0,001 мг/л), пестицидов, тяжелых металлов (Cu –1мг/л, Pb – 0,1 мг/л, Нg –0,05 мг/л).

· взвешенные вещества (ПДК = 20 мг/л)

Определяются также физические параметры: цветность, темпе­ратура.

При питьевом и рекреационном назначении вода нормируется по 11 основным показателям. При этом ПДК установлено более чем для 1200 ядовитых веществ.

При наличии нескольких веществ, относящихся к одной группе лимитирующего показателя вредности, содержание загрязняющего вещества должно соответствовать условию

где С_i — средняя концентрация i-го вещества в воде водного объекта; ПДК_i — предельно допустимая концентрация того же веще­ства; т — общее количество веществ данной группы ЛПВ, находя­щихся в воде исследуемого водного объекта.

Степень предельно допустимого загрязне­ния воды в водном объекте, зависящая от его физических особен­ностей и способности к нейтрализации примесей, рассматривается как предельно допустимая нагрузка (ПДН).

Существует два подхода к определению ПДН:

1. Определение ассимилирующего потенциала территории, т.е. количество вредных веществ, которое может без ущерба ассимилировать территория. После этого промышленным предприятиям устанавливают предельные нормы на сброс в течении определенного периода (сезона, года);

Ассимилирующая способность водоемов обусловлена разбавлением сточных вод, а также химической, физи­ко-химической и биохимической трансформацией вносимых с ними в водоем веществ. Эти процессы являются фундаментальными в формировании качества воды водоемов.

2. Концентрация вредных веществ в стоках может превышать ПДК (предельно-допустимый сброс), если гарантируется разбавление их до ПДК в установленном створе. Предприятие должно обеспечить такое поступление загрязняющих веществ, при котором на определенных расстояниях (1 км) концентрации рассеиваются до ПДК.

НДС является нормативом поступления веществ в водоемы.

НДС – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению (в установленном режиме) в единицу времени.

НДС рассчитываются на основе уравнения баланса, учитывающего фоновую концентрацию, гидрологические, гидравлические, гидродинамические особенности водоема.

Качественное изменение экосистемы водного объекта в результате сброса сточных вод и самоочищения водоема изображены на рис. 1.2.

В зависимости от сущности процессов, протекающих в очистных сооружениях, различают методы механической, физико-химической и биологической очистки сточных вод.

Методы механической очистки предназначены для задержания консервативных веществ. К ним относятся решетки, песколовки, отстойники.

Физико-химические методы очистки обеспечивают достаточное глубокое удаление консервативных и неконсервативных веществ путем:

· реагентной очистки

- коагуляция – введение коагулянтов (солей аммония, железа, меди) для образования хлопьевидных осадков, которые затем удаляются,

- флотация – пропуск через сточные воды воздуха, газовые пузырьки захватывают при движении вверх вредные вещества и образуют на поверхности воды легкоудаляемый пенообразный слой,

- сорбции – способность некоторых веществ (пенополиуретана, мезопористых углей, золотошлаков, глауконитовых песков, бентонита, бусофита) поглощать загрязнение,

● озонирования – окисление озоном,

● ионного обмена – применение ионнообменных смол.

К недостаткам методов относят повышенные эксплуатационные расходы, несоответствие затрат и степени очистки. Очистка стоков с помощью сорбентов кроме экономических затрат наносит экологический ущерб за счет производства и регенерации сорбентов.

Биологическая очистка сточных вод основана на жизнедеятельности микроорганизмов и водных растений, которые окисляют растворенные органические соединения. Использование этого метода требует больших площадей под размещение биопрудов и тщательного ухода за посадками водных растений.

Очистка сточной жидкости тем дороже, чем меньше должна быть в ней концентрация загрязняющего вещества. При этом удаление весьма малых остаточных концентраций требует более сложных ме­тодов (и сооружений) и обходится в несколько раз дороже, чем очистка воды от основного количества загрязняющего вещества традиционными методами. Если по ряду причин сточные воды могут быть сброшены в водоем с концентра­циями загрязняющих веществ, превышающими ПДК, и при этом санитарное благополучие водоема будет сохранено, то очистка этих вод до ПДК станет ненужным замораживанием денежных средств.

Глубокая очистка сточных вод на отдельном объекте и ее отсут­ствие или недостаточность на других объектах промышленно-селитебного района, как правило, не приводит к общему санитарному улучшению состояния водоема, которое значительно более актуаль­но, чем локальное благополучие вблизи отдельного выпуска сточных вод.

Дата добавления: 2014-01-07