Тема 10. Утилізація твердих побутових відходів

Роздільний (селективний) збір побутових відходів.

Роздільний або селективний збір окремих складових ТПВ забезпечує отримання відносно чистих вторинних ресурсів для подальшої переробки і зменшує кількість відходів, що вивозять на полігони. Ця система вимагає від населення свідомого підходу до процесу накопичення відходів, збільшення числа обслуговуючого персоналу, тари, спецтранспорту для вивезення кожного виду відходів Ці додаткові витрати повністю покриваються за рахунок утилізації вторинних ресурсів. На Україні селективний збір ТПВ практичного розвитку не отримав.

В основу роздільного збору ТПВ покладений принцип збору відходів в різні ємності для різних видів відходів. Для цього біля житлових будинків встановлюють ряд контейнерів різного кольору окремо для харчових відходів, скла, пластикових пляшок і пакетів, паперу, металевих банок і кришок.

Практика селективного збору ТПВ розвивається в ряді європейських країн.

Для збору та транспортування ТПВ використовуються сміттєвози ємністю від 6 до 60м.² Для ущільнення відходів при транспортуванні використовують ущільнюючі пристрої зворотно-поступальної дії з системою плит, у вигляді шнека. За рахунок ущільнення відходів їх об’єм зменшується у 1,5-2 рази.

У важкодоступних місцях використовують невеликі сміттєвози ємкістю від 1 до 6м².

Вони обладнуються:

- на шасі з самоскидними кузовами відкритого чи закритого типу;

- з комірками для малих сміттєзбірників (контейнерні сміттєвози);

- у вигляді контейнерів на колесах,що переміщають ся тягачами.

З малих сміттєвозів відходи перевантажуються у великовантажний транспорт для вивезення до місця знешкодження.

Вивантаження ТПВ з малих сміттєвозів,їх ущільнення і наступне завантаження у великовантажні транспортні засоби здійснюється на сміттєперевантажувальних станціях (СПС). Конструкція СПС залежить від продуктивності і типу транспортних засобів, що використовуються. Стаціонарні СПС продуктивністю більше 100 тис.м³/рік включають естакаду,на яку в’їжджає сміттєвоз і потужні ущільнюючі засоби. Сміттєвози розвантажуються в бункер-накопичувач, з якого відходи поступають в ущільнюючі пристрої. Ущільнююча плита за рахунок зворотно-поступальних рухів запресовує відходи у великовантажні транспортні засоби для подальшого транспортування.

З ростом міст місця знешкодження ТПВ все більше віддаляються. Збільшується вартість транспортування відходів.

1. Розділення складових ТПВ.

2. Полігони твердих побутових відходів.

3. Польове компостування ТПВ.

4. Заводи з переробки сміття.

5. Сміттєспалювальні заводи.

1. Умовно основні методи знешкодження і переробки відходів поділяють на три групи: ліквідаційні, утилізаційні та змішані. По технологічному принципу розрізняють біологічні, термічні, хімічні, механічні і змішані методи.

На Україні найбільш поширені такі технології знешкодження відходів: складування на полігонах (ліквідаційний механічний), спалювання (ліквідаційний термічний) і компостування (утилізаційний біологічний). Зазначені технології застосовують в комплексі з різними методами вилучення утильних фракцій з відходів. Утилізація окремих складових ТПВ здійснюється після процесу селективного збирання або після механічних методів вилучення із загальної маси побутових відходів окремих компонентів, які можуть бути використані як вторинна сировина. Згідно існуючих санітарних норм України, ручне збирання утильних компонентів ТПВ категорично забороняється.

Для механічного вилучення окремих складових ТПВ використовують магнітну, пневматичну, електродинамічну сепарації, а також гідросепарацію. Як попередню допоміжну операцію застосовують дроблення відходів.

Вилучення чорних металів із загальної маси відходів здійснюється магнітною сепарацією. При цьому методі застосовують магнітні сепаратори (підвісного або барабанного типу). Під час руху по транспортерній стрічці маси відходів, під дією магнітного поля чорні метали налипають на магніт, а потім знімаються з магнітів.

Для вилучення кольорових металів із загальної маси подрібнених відходів існує метод електродинамічної сепарації, оснований на використанні силового магнітного поля і вихрових потоків, що виникають в електропровідній речовині. Під дією цих сил в кольорових металах виникає електрорушійна сила, яка переміщує частинки металу в потрібному напрямку, до краю транспортерної стрічки, де її збирають у спеціальні лотки. Цим методом можливо вилучати з відходів до 80% кольорових металів.

Вилучення макулатури здійснюється за допомогою пневматики (аеросепарація), при якій відходи розділяють на легкі і тяжкі фракції. До легких фракцій, крім паперу, входять також текстиль і полімерні плівки. Аеросепарація здійснюється за допомогою потужних вентиляторів. Крім пневматичного способу, для відокремлення текстилю, плівки і паперу використовують барабанні грохоти. При цьому способі відходи пропускають скрізь металевий барабан, що обертається. З внутрішнього боку стінки барабану оснащені штирями і гачками, які зачіплюють текстиль або плівку, і відокремлюють їх від загальної маси ТПВ.

Для видалення з відходів частинок скла, фарфору, каміння, інших твердих фракцій застосовують балістичний метод, коли транспортерна стрічка з відходами різко змінює напрямок руху, маса відходів по інерції летить прямо і вдаряється в спеціальний екран, розташований під певним кутом. При цьому тверді фракції відбиваються і пролітають далі, в спеціальні лотки, а м’які компоненти сповзають вниз, у контейнери.

На жаль, сьогодні в Україні методи комплексного сортування відходів практично не реалізуються. З загальної маси побутових відходів частково вилучають тільки метали та частково макулатуру. Інші утильні фракції практично не видаляються. При подальшому використанні видалених утильних фракцій здійснюється їх мийка та знезараження.

2. Полігони – це природоохоронні споруди, призначені для складування твердих побутових відходів і забезпечення захисту від забруднення атмосфери, ґрунтів, підземних та поверхневих вод, а також від розповсюдження патогенних мікроорганізмів за межі майданчика складування відходів. Під час розкладання відходів в анаеробних умовах утворюється біогаз,який вловлюється за допомогою спеціальних пристроїв. Як джерело біогазу полігон може функціонувати 50-80 років, безперервно постачаючи цінне газоподібне паливо.

Термін служби полігону не менше 15-20 років. Розміщують полігони з врахуванням санітарних норм, не менше 500 метрів від найближчого житлового будинку. До полігону обов’язково повинна бути прокладена дорога з твердим покриттям. По периметру полігону обов’язково повинна проходити лісосмуга шириною не менше 20 метрів. Рівень ґрунтових вод під дном полігону повинний знаходитись на глибині більше 2 метрів. Категорично забороняється влаштовувати полігони ТПВ в акваторіях річок, озер. На територію полігону не повинні виходити джерела, струмки. Під полігони відводять ділянки, де ґрунти складають глина, суглинки та інші водотривкі породи.

Площа території полігону розбивається на окремі черги експлуатації, із розрахунку 3-4 роки експлуатації на кожну чергу.

Захист ґрунту та ґрунтових вод від забруднення фільтратом (рідким компонентом відходів) здійснюється шляхом облаштування спеціального протифільтратного екрану,прокладеного на дні та бокових стінках полігону. Крім того, передбачено встановлення на полігоні системи перехоплення, відведення і очищення фільтрату. Для контролю за якістю ґрунтових вод встановлюється система наглядових свердловин.

Захист від забруднення ґрунтів та повітряного басейну здійснюється шляхом щоденного перекриття заповнених робочих карт полігону відходів шарами ґрунту, який ущільнюють за допомогою спеціальної техніки, організація системи збору та утилізації біогазу. Робочі дільниці обмежують захисною сіткою для уловлювання легких фракцій (плівка, папір), які можуть розноситись вітром. Заповнені дільниці підлягають рекультивації шляхом висаджування на їх поверхні кущів.

На першій стадії проектування розробляється форпроект полігону, де розглядаються декілька альтернативних варіантів розміщення майданчика складування ТПВ, з яких вибирається оптимальний.

Проектом полігону визначається його необхідна ємкість. В залежності від місця розташування встановлюється тип і конструкція полігону – висотний, кар’єрний, траншейний. Майданчик полігону розбивається на черги будівництва, складається технологічна схема його заповнення за сезонами року. В проекті організації робіт проводиться розрахунок кількості машин і механізмів, потрібних для функціонування полігону, розрахунок кількості обслуговуючого персоналу та описується технологія рекультивації полігону. Архітектурно-будівельний розділ проекту включає генеральний план, вертикальне планування,внутрішньо квартальні дороги,всі види будівель та інші конструкції. Гідротехнічний розділ проекту включає розрахунки відкосів, дамб, протифільтраційних екранів, системи очищення зливних вод і відведення фільтрату. Санітарно-технічний розділ включає зони санітарного розриву,водопровід,каналізацію, заходи зі зволоження відходів, очищенню фільтрату, утилізації біогазу та інші.

Майданчик під полігон вибирається з урахуванням рельєфу,розташуванням доріг,населених пунктів,рози вітрів та інших факторів. Перевага надається ділянкам, де в основі залягають глини, суглинки та інші водостійкі породи.

Теоретично ємкість полігону розраховують за формулою:

Е_п═·Т·(У₁+У₂)·(Н₁+Н₂);

де К₁ – коеф., що враховує ущільнення відходів за термін служби полігону;

К₂ - коеф., що враховує об’єм ізолюючих шарів ґрунту на усіх дільницях полігону;

Т – термін служби полігону;

Н₁ і Н₂ – чисельність населення міста в перший і в останній роки експлуатації полігону;

У₁ і У₂ - питомі річні норми накопичення сміття в перший і в останній роки експлуатації полігону (м³/людину в рік).

Схема полігону залежить від рельєфу місцевості. На рівнинних ділянках облаштовують полігони висотного або траншейного типу.

Полігон висотного типу формується шляхом обваловування плоскої ділянки. Висота дамби обвалування визначається з умов закладання відкосів 1:4 при ширині верхньої площадки, яка повинна бути достатньою для проїзду сміттєвоза і ущільнювальної техніки – катка, бульдозера.. Ущільнені шари ТПВ висотою по 2-3 метри, ізолюють шарами ґрунту чи іншими інертними матеріалами товщиною 0,25 м. Висота усієї насипі обумовлюється.

Полігони траншейного типу створюють шляхом прокладання траншей глибиною 3-6 метрів і шириною 10-12 метрів. Ґрунт, отриманий від розробки траншеї, використовують для засипання траншеї після її щоб її вистачило для приймання сміття протягом двох місяців, якщо температура вища 0°С і в зимовий період - на весь термін, доки ґрунт промерзлий. Для забезпечення гідроізоляції дно котловану накривають ущільненим шаром глини.

Під полігони доцільно використовувати яри. При цьому дно яру і відкоси вирівнюють, дно яру покривають глинистим ґрунтом з пошаровим ущільненням для створення протифільтраційного екрану. Яр поділяють на ділянки, встановлюючи в кінці кожної дільниці земляну греблю. Такі полігони, як і полігони траншейного типу, доцільно використовувати в два етапи – спочатку заповнюючи яр сміттям до верхнього краю траншеї чи яру, на другому - за схемою висотного полігону.

Для складування твердих побутових відходів можливо використовувати кар’єри, які вже не експлуатуються для видобування корисних копалин. Необхідно передбачити можливість заїзду сміттєвозів на дно кар’єру. Складування ТПВ здійснюється за такою схемою: спочатку кар’єр заповнюють відходами до верхнього краю, а потім формують полігон висотного типу. Ущільнення відходів здійснюють за допомогою бульдозерів або дорожніх катків.

Після закінчення терміну експлуатації всіх типів полігонів, їх накривають ізолюючим шаром ґрунту товщиною не менше 1 метра відповідно до проекту рекультивації.

3. Польове компостування відходів є найбільш простим шляхом знешкодження і переробки побутових відходів. Якщо на полігонах знешкодження ТПВ відбувається впродовж 50-100 років, то при польовому компостуванні цей процес займає всього 6-18 місяців, залежно від кліматичних умов.

Компостування – це складний аеробний біологічний процес, який супроводжується інтенсивним виділенням тепла. Органічні речовини розкладаються з утворенням рухливих форм гумінових кислот, які добре засвоюються рослинами. Внаслідок компостування синтезується гумус, який є основним компонентом ґрунту. В основі отримання компосту лежить процес амоніфікації під впливом аеробних бактерій. В свою чергу амоніфікація являє собою процес розкладу органічних сполук ТПВ з виділенням аміаку. Розкладання органічних сполук при участі аеробної мікрофлори, здійснюється при наявності притоку кисню і відведення газоподібних продуктів окислення, в тому числі вуглекислого газу. Накопичення вуглекислого газу, знижує окислювальний потенціал і може уповільнювати процес. Компостування відходів доцільно проводити на майданчиках біля полігонів або заводів по переробці сміття. Найбільш проста технологія компостування полягає в складуванні відходів у штабелі, що розміщують паралельними рядами на відстані 3 м один від одного. Ширину і висоту штабеля вибирають в залежності від кліматичних умов і зручності поводження з відходами. Для ізоляції штабелі накривають шаром ґрунту або торфу товщиною 15-20 см. В штабелях, що були закладені у весняно-літній період, за рахунок аеробних процесів протягом перших 15-20 днів відбувається саморозігрів штабеля до 60-70°С; протягом 2-4 місяців температура тримається на рівні 30-35°С. Через 10 місяців температура встановлюється на рівні 14-18°С і тримається до весни. Рекомендована тривалість процесу компостування ТПВ в штабелях – від 12 до 18 місяців.

В процесі компостування інтенсивно знижується вологість відходів. Для забезпечення активізації процесу, матеріал необхідно зволожувати.

Якщо відходи попередньо не були очищені від баластних домішок – скла, каміння, поліетилену, пластмас, металу – то після утворення компосту слід обов’язково провести таке очищення за допомогою спеціальних установок – магнітних сепараторів, грохотів і транспортерів. Після очищення компост відправляють для використання у сільському господарстві як високоефективне органічне добриво.

Деякі технології польового компостування передбачають попереднє подрібнення ТПВ перед складанням їх у штабелі. Подрібнення здійснюється за допомогою молоткових дробарок. В цьому випадку вихід компосту збільшується, а кількість відходів зменшується.

Компостування максимально відповідає природному кругообігу речовин, при цьому забезпечує знезараження і утилізацію твердих побутових відходів.

Санітарне знезараження ТПВ при компостуванні відбувається за рахунок їх нагрівання, це пов’язане з життєдіяльністю мікроорганізмів. На першій стадії компостування відбувається розвиток спороносних мезофільних мікроорганізмів. Оптимальна температура для їх розвитку становить 25-30°С. Під дією мезофільних мікроорганізмів проходить окислення органічних кислот і білків,що супроводжується виділенням енергії і підвищенням температури до 42-50°С. При цьому створюються умови для розвитку термофілів, а мезофіли відмирають. Температурний оптимум для розвитку термофільних мікроорганізмів становить 55-60°С,однак температура компостного матеріалу продовжує підвищуватись і досягає 65-70°С. Така температура є згубною для патогенних мікроорганізмів і забезпечує знезараження компосту та біопалива. Скорочення кількості термофілів приводить до повільного зниження температури і розвитку мезофільних мікроорганізмів. Зниження температури свідчить про те, що всі рухливі сполуки органічної маси в основному засвоєні. В цій фазі працюють амоніфікуючі мікроорганізми. На заключній стадії процесу компостування розвиваються мікроорганізми, що розкладають целюлозу.

Для успішного протікання процесу компостування необхідно дотримуватись певних умов: вологість ТПВ повинна бути не менша 50-60%ваг.; вміст харчових відходів – не менше 25-30%ваг.; співвідношення С: N у ТПВ, рівне 25-30.

Органічна речовина міститься в основному в папері та в харчових продуктах. В харчових продуктах вона представлена сполуками, що легко засвоюються. Значний вміст паперу (до70%) не завжди дозволяє успішно проводити процес компостування ТПВ. Тому дуже перспективно спільне компостування ТПВ і осаду стічних вод, який утворюється при біологічному очищенні стічних вод. Утилізація та знешкодження такого осаду є складною екологічною проблемою. Компост,отриманий з висушеного та прокомпостованого осаду більш якісний, ніж компост із ТПВ. Однак використання осаду лімітується вмістом в ньому важких металів (кадмій, свинець, ртуть та інші). При спільному компостуванні ТПВ і осаду стічних вод вдається покращити структуру і товарний вигляд компосту,збільшити вміст в ньому поживних речовин. Важливою умовою спільного компостування є правильне дозування осаду стічних вод, контроль вмісту сполук важких металів у компості у відповідності з встановленими нормативами, контроль за дозуванням компосту при внесені в грунт.

4. Основною задачею заводів з переробки сміття є знешкодження твердих побутових відходів і переробка знешкоджених компонентів ТПВ для подальшої утилізації.

Як правило, на заводах з переробки сміття застосовують аеробний метод знешкодження відходів, який може бути доповнений такими технологіями:

- вивезення частини відходів на полігони (ліквідаційно- біологічний метод);

- спалювання частини ТПВ на заводах зі спалювання сміття (ліквідаційно- термічний метод);

- спалювання частини відходів з використанням отриманого тепла (утилізаційно- термічний метод);

- термічна обробка відходів без доступу повітря (піроліз) з утилізацією газів та інших продуктів піролізу (утилізаційно- термічний метод).

При застосуванні вищевказаних технологій можливо отримати для подальшої переробки і використання наступні цінні компоненти ТПВ: чорні і кольорові метали, пластмаси, поліетилен, гуму, скло, сировину для целюлозно-паперових комбінатів, продукти пролізу, теплову енергію, органічні добрива у вигляді компосту.

Переробка побутових відходів на заводі з переробки сміття відбувається таким чином: сміттєвози, що прибули на завод, зважуються і направляються у приймальне відділення. Приймальне відділення – це закрите приміщення з воротами, які обладнані гумовими ущільнювачами для захисту навколишнього середовища від пилу, мух і неприємного запаху. В приймальному відділенні сміттєвози розвантажуються у приймальні бункери, які за допомогою мостового крану замінюються на порожні. Приймальне відділення обладнане системами пожежогасіння, вологого осадження пилу, а також потужною примусовою вентиляцією, водопроводом для мийки бункерів. Із бункерів відходи пластинковими транспортерами подаються для відділення фракцій. Сепараторами крупних фракцій відділяють відходи розмірами більше 400 мм, що не підлягають компостуванню. Великогабаритні фракції ТПВ, після сепарації на грохотах і видалення чорних металів, відправляють на полігони або на заводи зі спалювання сміття,так як більша частина крупних фракцій представлена виробами з дерева,картону, текстилю.

Після сепарації відходи потрапляють в біотермічні барабани, діаметром більше 4 метрів, довжиною – 40-60 метрів,де протягом 2-3 діб відбувається компостування відходів. Температура в барабані досягає 60-70ْ С, що забезпечує знезараження відходів

. Прискорений біотермічний процес на початковій стадії компостування відбувається за рахунок перемішування відходів при обертанні барабану (не менше 1000 обертів на добу),подачі повітря (із розрахунку до 0,8 м³ на 1кг відходів), підтримання оптимальної вологості (45-60%) та теплоізоляції барабану.

Побутові відходи містять в своєму складі достатню кількість мікрофлори, необхідної для того, щоб відбувались біотермічні і знезаражуючі процеси всередині маси відходів.

Обов’язковою умовою знезараження ТПВ є їх витримка не менше 12 годин при температурі,згубній для патогенної мікрофлори.

В діатермічних барабанах протягом 2-3 діб завершується перша і друга фази компостування, тобто спочатку розігрівання маси відходів до температури 25-30ْْ С мезофільними бактеріями, а потім до 60-70ْ C термофільними бактеріями.

Після обробки відходів у барабані змінюється їх фракційний стан – основна більшість частинок відходів не перевищує розмірів 20-30мм. Щільність відходів, після проходження через біотермічний барабан змінюється від 160-200 кг/м³ до 700 кг/м³.

Після виходу відходів з барабану здійснюється контрольне сортування, з метою видалення фракцій, які не підлягають компостуванню. Сортування відбувається на сепараторах безперервної дії. Сепаратор (барабанний грохот) - це циліндр діаметром 2 метри, довжиною 4-5 метрів, з отворами в стінках циліндру, крізь які дрібні частинки відходів просіюються, а крупні залишаються і в подальшому видаляються. В сепараторі-грохоті відбувається також подрібнення відходів.

Видалення чорних металів відбувається тричі: спочатку перед біотермічними барабанами видаляють найбільші куски (більше 400 мм), після біотермічних барабанів із крупних фракцій компосту видаляють куски металу від 250 до 400 мм, а остаточно після біотермічних барабанів після сепараторів за допомогою потужного магнітного поля витягують найменші частинки чорних металів із дрібних фракцій компосту.

Видалення кольорових металів здійснюється після після біотермічних барабанів із дрібних фракцій компосту. Для цього під транспортерною стрічкою, яка транспортує компост, встановлюється багатофазний електричний індуктор, що створює змінне електромагнітне поле. Під дією цього поля частинки кольорових металів переміщуються до краю стрічки і падають у піддон.

Видалення баласту з компосту проводиться двома способами:

пневматичним і балістичним. При балістичному способі транспортерна стрічка, на якій знаходиться компост, рухається з великою швидкістю і різко змінює свій напрям руху. При цьому компост за інерцією летить з транспортеру і вдаряється в пружний екран, розташований під кутом 35-50 ْдо вертикальної поверхні. Твердий баласт (каміння, скло, фарфор) відбиваються і пролітають далі, а м’який компост падає вниз, в контейнер.

При пневматичному способі компост, що містить баласт, звалюють в шахту металевого короба. Потік повітря, що рухається назустріч підхоплює легкі дрібні фракції компосту, зносить їх в циклон, де відбувається концентрація компосту. Більш важкі фракції баласту звалюються в контейнер, що встановлений під вертикальною шахтою.

Після видалення баласту компост подрібнюють (на частинки менше 10 мм) і направляють в спеціальну камеру, де за рахунок сильного потоку повітря він підкидається вверх і осідає на горизонтальну стрічку конвеєра,що рухається під камерою. Спочатку осідають тяжкі фракції, а останніми-подрібнені пластинки пластмасової плівки. Таким чином на стрічці утворюється два шари: нижній шар представлений компостом, верхній – кусочками плівки. В кінці конвеєра встановлений пристрій для всмоктування плівки.

Очищений компост вивозять на площадки в штабелі дозрівання, де він перетворюється в цінне органічне добриво.

Завершення процесу компостування (третя фаза) відбувається за межами заводу на спеціальній дільниці для компостування, протягом 1-1,5 року.

5. На сьогодні спалювання відходів широко розповсюджено в державах Західної Європи. В цих країнах на спеціально обладнаних заводах спалюють до 70% твердих побутових відходів.

На сміттєспалювальному заводі ТПВ через завантажувальний пристрій поступають на колосникові решітки шириною 3 метри, з кутом нахилу 26º. Шар відходів, як правило, складає близько 1 м.

Для підпалювання відходів знизу решітки розташовані газові пальники. Колосникові решітки здійснюють поступально-зворотній рух для регулярної подачі під шар ТПВ порції (до 30%) відходів, що вже горять. Для кращого процесу горіння знизу подається потік повітря. Топка з’єднана з котлом, в якому від тепла відходів, що згоряють, виробляється пара, яка йде на обігрів будинків або у вигляді гарячої води – на технічні потреби. Шлак від спалених відходів надходить на спеціальну молоткову дробарку. З шлаку після подрібнення вилучають чорний метал за допомогою електромагнітів. при спалюванні відходів утворюється приблизно 15% шлаку від маси ТПВ. Після подрібнення і вилучення металу цей шлак доцільно використовувати при виробництві будівельних матеріалів, а також при будівництві автомобільних доріг. Найбільш великим недоліком спалювання відходів є викид в атмосферу шкідливих газів, тому ці заводи в обов’язковому порядку облаштовуються газовловлювачами.

Більш прогресивним методом термічної переробки твердих відходів нагріванням без доступу повітря (піроліз).Розрізняють низькотемпературний піроліз, коли відходи нагрівають до температури 500-600ºС, середньотемпературний піроліз, коли температура досягає 800ºС і високотемпературний піроліз – при температурі 1100ºС і вище.

Важливою відмінністю піролізу є те, що газоподібні продукти – пара і пічний горючий газ – можна розділити і використовувати в самому процесі термічної обробки. При піролізі зменшується кількість викидів токсичних газів в атмосферу. Крім того, в процесі піролізу утворюються речовини, які можна використати для подальшого використання: газоподібне пальне (30-40%), твердий вуглецевий залишок (30-40%) і смола (20-30%).

Твердий вуглецевий залишок (пірокарбон), в якому вміст вуглецю складає близько 40%, використовують як низькосортне паливо, а також як сорбент і як замінник графіту. Смола, що утворилась внаслідок процесу піролізу, використовується як хімічна сировина,, а також як низькоякісне пальне.

Процес піролізу відбувається на спеціальних піролізних установках. Існують три типи піролізних установок: горизонтальні (барабанного типу), вертикальні (шахтного типу) і змішані. Найбільш поширена установка горизонтального типу, яка складається з двох барабанів – піролізного і сушильного. Сушильний барабан розміщується над піролізним. Кожний барабан обладнаний пічкою.Відходи, які не придатні для компостування – гума, куски деревини, гілки, поліетилен, руберойд та інше – завантажують в сушильний барабан, де відходи зневоднюються і висушуються при температурі 150-200ºС. Після висушування відходи подають в піролізний барабан, де нагрів збільшується до робочого, наприклад до 500-600ºС при низькотемпературному піролізі. Димові гази у сушильному барабані рухаються прямотоком у відношенні відходів,а у піролізному барабані протитоком. Гази із піролізного барабана подають в сушильний барабан, де вони використовуються, як додаткове пальне. Перед подачею в сушильний барабан з газів відокремлюють смолу. Для нагріву сушильного барабану використовують до 20% отриманих горючих газів, а решту можливо відправляти для потреб комунального господарства.

Твердий вуглецевий залишок, що утворився внаслідок піролізу, спочатку охолоджують, а потім подають на пристрій для подрібнення. Як правило, піролізна установка працює в комплексі з підприємствами по переробці сміття, де переробляються ТПВ на компост. До піролізної установки надходять відходи (біля 30% від загальної маси), які не придатні для компостування. Це дозволяє досягти безвідходних технологій утилізації ТПВ.

Піролізна установка в м. Чарльстон (штат Вірджинія, США) переробляє 200 т відходів за добу. На цьому підприємстві використовують реактор для високотемпературного піролізу фірми Юніон Карбайд. Отриманий внаслідок піролізу газ з успіхом може замінювати природній, він має високу теплоту згорання і, на відміну від природного, не містить шкідливих з’єднань сірки та оксидів азоту.

Впровадження піролізних установок дозволить створити безвідходні технології переробки ТПВ, особливо у невеликих містах, де будівництво великих комплексів з переробки сміття економічно не рентабельно.

Шлак, що утворюється у процесі піролізу, використовують для виробництва будівельних матеріалів.

До недоліків існуючих піролізних установок слід віднести малу продуктивність, недосконалу систему очищення викидів газоподібних речовин в атмосферу, а також недосконалість вирішення питання повної утилізації продуктів піролізу.

Встановлено, що при спалюванні ТПВ в викидах присутні діоксини і подібні екотоксиканти. При спалювані 1 кг відходів виділяється 40 мкг діоксинів. Вміст діотоксинів в продуктах спалювання пропорційний вмісту в відходах таких сполук як поліхлорфеноли та поліхлорбонзоли. Ці сполуки входять до складу пластмас і меліорованого паперу.

Тема 11. Водне середовище міста.

1. Водні об’єкти міст;

2. Джерела в міському середовищі;

3. Централізоване водопостачання;

4. Децентралізоване водопостачання.

5. Раціональне використання водних ресурсів.

1.Водні об’єкти в межах міських територій є містоутворюючим фактором, бо поряд з ними і навколо них формуються житлові квартали. Міські водойми мають також естетичне значення і відіграють рекреаційну функцію.

До водних об’єктів, що розташовані в місті відносяться: водотоки, водойми, моря, підземні води.

Водотоки включають в себе: річки, канали, струмки.

Річки поділяються на малі, середні і великі в залежності від загальної площі водозабору, витрат води (в м³/с), швидкості течії та коливанні рівня.

Міські канали – це штучні водотоки, що прокладені для судноплавства або для перекиду стоку річки для запобігання паводку. Русло каналів, як правило, вмонтовані в залізобетон, рідше в каміння, в окремих випадках канал прокладений в трубу.

Струмки – це невеликі водотоки, що беруть свій початок від джерел.

Водойми включають в себе: озера, водосховища і ставки.

Водойми за розміром поділяються на 4 категорії: малі, середні, великі і дуже великі.

Класифікують водойми за морфологічними параметрами: площею поверхні, об’ємом води, максимальною глибиною.

Моря поділяються на внутрішні і відкриті.

Моря України класифікують наступним чином: Чорне море – це море відкритого типу, а Азовське море – внутрішнє.

Підземні води поділяються на водоносні горизонти та комплекси, що утворюють в просторі басейни.

Підземні води, що знаходяться в межах міста і які придатні для пиття, використовуються для централізованого водопостачання міста. Джерела можуть використовуються населенням також для децентралізованого водопостачання. Вони, як правило, обладнуються відповідно до санітарно-гігієнічних і естетичних вимог.

2.В природних умовах підземні води виходять на поверхню у вигляді джерел.

Джерельна вода за якістю відповідає воді того пласту, з якого вона витікає. Антропогенний вплив міст змінює якість ґрунтових вод.

За витратою води джерела поділяються на: малі (витрата води менше 1 л/с), середні (1-10 л/с) і великі (більше 10 л/с). Частіше використовуються джерела із значною витратою води. До цієї класифікації не відносяться гейзери, а також карстові джерела у вигляді підземних річок. Середні і великі джерела, вода яких відповідає санітарним вимогам, можуть використовуватись для водозабезпечення населеного пункту. В містах жителі часто використовують джерельну воду в якості питної води, однак через негативний вплив міста на підземні води лише окремі джерела рекомендовані до використання і то тільки після певних гідрогеохімічних, мікробіологічних і радіаційних обстежень.

Для джерел, що розташовані в місті і можуть бути використані для забезпечення водою жителів міста, необхідно передбачати спеціальні охоронні заходи – будівництво каптажів та організацію зон санітарної охорони.

Каптажі – це спеціальні споруди для захвату підземних вод і подачі їх на поверхню. Найчастіше використовуються глиняно - кам’яні каптажні камери та залізобетонні каптажні камери. Вони оснащені вентиляційною трубою, зверху накриті утрамбованим глинистим шаром ґрунту, шаром гравію, рослинний шар. Вода з таких камер на поверхню подається через спеціальну трубу.

Зони санітарної охорони призначені для попередження забруднення підземних вод в місцях їх виходу на поверхню. Вони складаються з трьох поясів. 1-й пояс – це зона суворого режиму, його радіус становить не менше 50 метрів, 2-й пояс – це зона обмежень, передбачає захист води від бактеріального забруднення. Її величина визначається розрахунковим шляхом. 3-й пояс відноситься також до зони обмежень і передбачає захист води від хімічного забруднення. Він також визначається розрахунковим шляхом. Рекомендується проводити постійний контроль складу джерельної води і при необхідності організувати її очищення.

3. Централізоване водопостачання.

Забір води з поверхневих водних об’єктів в межах міста здійснюється для технічних цілей, поливу і пожежогасіння.

Забір води для пиття з поверхневих водойм здійснюється в виключних випадках. Це можуть бути канали або водосховища, спеціально призначені для питного водопостачання. Використовувати ці об’єкти для інших видів водокористування заборонено.

Для централізованого водопостачання міст використовують водні об’єкти, що відповідають вимогам і нормам до джерел води господарсько-питного забезпечення, які знаходяться на екологічно чистих територіях. Навколо цих об’єктів обладнується зона санітарної охорони.

Зона санітарної охорони споруджується з метою забезпечення санітарно-епідеміологічної ситуації. Ця зона також складається з трьох поясів: 1-й пояс – суворого режиму, 2 –й і 3-й пояси режиму обмеження. Територія 1-го поясу повинна бути спланована, огороджена і озеленена.

На акваторії водного об’єкту встановлюються попереджувальні буї. Територія об’єкту обов’язково повинна охоронятись. В межах 1-го поясу знаходяться будівлі і споруди, пов’язані з експлуатацією водопроводу. В межах 2-го і 3-го поясів приймаються міри для попередження забруднення води об’єкта водопостачання.

Контроль якості води джерел централізованого господарсько-питного водопостачання здійснюється щоденно міською санепідемстанцією і підприємством, що експлуатує дані водозабірні споруди.

Питні водозабори з підземних водоносних горизонтів, як правило, знаходяться в межах міста. Навколо них також формується зона санітарної охорони. Підземні води використовують як для централізованого, так і для децентралізованого водопостачання.

Суттєвим недоліком централізованого водопостачання є необхідність хлорування води з метою знезараження. Використання хлору приводить до утворення токсичних хлорорганічних сполук. Між тим, хлорування води ефективно лише по відношенню до деяких збудників небезпечних захворювань, наприклад – холерний вібріон, збудник черевного тифу, дизентерії.

Централізоване водопостачання знаходиться в залежності від системи водовідведення. Так, аварія на очисних спорудах приводить до припинення подачі води в міський водопровід протягом тривалого часу.

4. Дефіцит водних ресурсів необхідної якості призводить до необхідності транспортування води, іноді за сотні кілометрів. Потреба людини в питній воді не перевищує 10 л на добу, що складає менше 5% загального об’єму води, що припадає на одного жителя міста при централізованому водопостачанні. Якісна питна вода в такій кількості, як правило, забезпечується з підземних джерел. Однак існує ще і децентралізоване водопостачання, яке передбачає бутелювання і пакетування екологічно чистої води, розвезення води споживачу спеціальними автомашинами, організація водозабірних пунктів і кюветів в житлових районах. Так, в Києві після аварії на ЧАЕС було організоване децентралізоване питне водопостачання з артезіанських свердловин.

Особливу зацікавленість становить децентралізоване водопостачання з бюветів на базі артезіанських свердловин, розміщених на території міста. Свердловинні водозабори обладнаються насосами і резервуарами накопичення води. Обладнуються зони санітарної охорони і підходи до бюветів, зручні для населення. Водозабірні пункти повинні знаходитись поза зоною суворого режиму. При наявності у воді високого вмісту заліза та фтору свердловина обладнується установкою для видалення заліза і пристроєм для видалення фтору.

Технологія децентралізованого водопостачання має наступні переваги:

- існує незалежна, надійно захищена система забезпечення населення водою на випадок аварії;

- економно витрачається артезіанська вода високої якості, запаси якої обмежені;

- для населення використовується питна вода, яка вимагає менших витрат на підготовку, ніж вода з поверхневих водойм.

Разом з тим слід відмітити, що варіант децентралізованого водопостачання є лише доповненням до централізованого водопостачання міста і пропонує альтернативне джерело якісної питної води, що підвищує стійкість системи життєзабезпечення в кризових ситуаціях.

5. Хоча водні об’єкти відносяться до категорії таких, що відновлюються, їх інтенсивне використання в окремих районах і на окремих виробництвах приводить до виникнення дефіциту води.

Майже у всіх видах водокористування можливо знайти резерви економії водних ресурсів. Особливо великі ці резерви в промисловості. Для більшості промислових підприємств вимоги до якості води, що використовується, менш жорстокі, ніж вимоги до складу води, яка належить скиду у водний об’єкт або в міську систему водовідведення. Тому виробничі стоки значно вигідніше направити на повторне використання в систему зворотного водопостачання. В системах зворотного водопостачання вода, що використовується в технологічному процесі, після відповідної обробки може використовуватись у виробництві багато разів.

В системах послідовного водопостачання вода, що використовується в одному технологічному процесі, після обробки направляється на інший технологічний процес.

Найбільше поширення зворотні системи водопостачання отримали в теплообмінних циклах, де технологічна вода використовується для відведення тепла, після чого вона подається на охолодження. Охолодження води відбувається в градирнях або в бризкальних басейнах. В процесі охолодження частина води втрачається і тому систему необхідно постійно поповнювати свіжою водою.

З метою зменшення дефіциту водних ресурсів і зниження платні за використану воду на деяких промислових підприємствах для технологічних процесів створені замкнуті системи водопостачання, які виключають скиди стічних вод. До складу таких замкнутих систем входять споруди для очищення технологічної води, що забезпечує її необхідну якість і склад відповідно вимог даного технологічного процесу. В замкнутих системах поповнення води здійснюється за рахунок використання очищених стоків, а також дощових і талих вод. Дощові і талі води мають перевагу, тому що в них дуже низький вміст мінеральних речовин.

Тема 12. Оцінка стану водних об’єктів.

1.Показники якості води;

2. Методи оцінки якості води;

3.Джерела впливу на водні об’єкти та види забруднення природних вод промисловими стоками.

1. Показники якості води діляться на фізичні, хімічні, бактеріологічні та гідробіологічні. Іншою формою класифікації показників якості води є їх поділ на загальні і специфічні. До загальних відносяться показники, характерні для будь-яких водних об’єктів. Присутність у воді специфічних показників обумовлена місцевими природними умовами, а також особливим антропогенним впливом на водні об’єкти.

До основних фізичних показників якості води відносяться:

Температура води. У водних об’єктах температура є наслідком одночасної дії сонячної радіації, теплообміну з атмосферою, перемішування водних мас та надходження підігрітих вод з зовнішніх джерел. Температура впливає практично на усі процеси, від яких залежить склад і властивості води. Температуру води вимірюють в градусах Цельсія (°С).

Запах води. Запах води створюється за рахунок специфічних речовин, що потрапляють у водойми внаслідок життєдіяльності живих організмів, що мешкають у воді (гідробіонтів); під час розкладання органічних речовин; при хімічній взаємодії активних компонентів, що містяться у воді або надходять з зовнішніх джерел. Запах води вимірюється в балах.

Прозорість води. Прозорість води залежить від ступені розсіювання сонячного світла у воді речовинами органічного і мінерального походження, що знаходяться в завислому стані. Прозорість визначає швидкість протікання біохімічних процесів, які вимагають освітлення. Визначають прозорість в сантиметрах.

Кольоровість. Кольоровість обумовлена вмістом забарвлених органічних сполук. Речовини, що обумовлюють колір води, потрапляють у воду при вивітрюванні гірських порід, з підземними стоками, з антропогенних джерел. Висока кольоровість знижує органолептичні показники води і зменшує вміст розчиненого кисню.

Кольоровість вимірюється в градусах.

Вміст завислих речовин. Джерелами завислих речовин можуть бути ерозії ґрунтів, продукти хімічних реакцій, скаламучення донних відкладів, а також антропогенні джерела. Завислі речовини впливають на глибину проникнення сонячного світла, погіршують умови життєдіяльності живих організмів водойм, призводять до замулення водних об’єктів. Вміст завислих речовин вимірюють в г/м³ або в мг/л.

Бактеріологічні показники характеризують забрудненість води патогенними мікроорганізмами. До найбільш важливих бактеріологічних показників відносяться:

- колі-індекс – кількість кишкових паличок у одному літрі води;

- колі-титр – кількість води в мілілітрах, у якій може бути знайдена одна кишкова паличка;

- чисельність лактозопозитивних кишкових паличок.

Гідробіологічні показники дають можливість оцінити якість води у водоймі по тваринному складу і рослинності. Зміна видового складу водних екосистем може відбуватись навіть при дуже слабкому забрудненні водойми, яке неможливо визначити ніякими іншими методами. Тому гідробіологічні показники вважаються найбільш чутливими.

Існує декілька підходів до гідробіологічної оцінки якості води:

3. Оцінка якості води за рівнем сапробності. Сапробність – це ступінь насичення води органічними речовинами. Згідно цього підходу водні об’єкти або їх окремі дільниці поділяють на полісапробні, α-мезосапробні, β-мезосапробні і олігосапробні. Найбільш забрудненими є полісапробні водні об’єкти. Кожному рівню сапробності відповідає свій набір індикаторних організмів – сапробіонтів. На основі цих організмів і їх кількості вираховують індекс сапробності, за яким визначають рівень сапробності.

4. Оцінка якості води за видовим розмаїттям організмів. При збільшенні ступеня забруднення водних об’єктів видова розмаїтість як правило зменшується. Тому зміни видового розмаїття є показником зміни якості води. Оцінку видового розмаїття здійснюють на основі індексів розмаїття (індекси Маргалефа, Шеннона та ін.).

5. Оцінка якості води за функціональними характеристиками водного об’єкта. При даному підході якість води оцінюють, виходячи з тих функцій, які виконує ця вода – питна, для поливу, технічна та ін. Згідно функціонального призначення якість води може оцінюватись по-різному, виходячи з відповідних показників.

Фізичні, бактеріологічні і гідробіологічні показники відносять до загальних показників якості води.

Хімічні показники можуть бути загальними і специфічними. До загальних хімічних показників якості води відносять:

Розчинений кисень. Основним джерелом кисню в водоймі є газообмін з атмосферою, фотосинтез, а також дощові і талі води, які як правило перенасичені киснем. Основним споживачем кисню є процеси окислення органічних речовин, а також живі організми, що мешкають у водних об’єктах. Низький вміст розчиненого кисню у воді негативно відображається на усьому комплексі біохімічних і екологічних процесів у водному об’єкті.

Хімічне споживання кисню (ХСК). ХСК визначається як кількість кисню, необхідного для хімічного окислення органічних та мінеральних речовин, що містяться в одиниці об’єму води. При визначенні ХСК у воду додають окислювач – біхромат калію. Величина ХСК вказує на забруднення води речовинами-окислювачами, але не дає інформації про склад забруднення. Тому ХСК відносять до узагальнених показників.

Біохімічне споживання кисню (БСК). БСК визначається як кількість кисню, необхідна на біохімічне окислення речовин, що містяться в одиниці об’єму води за певний період часу. В Україні оцінюють БСК за 5 діб (БПК₅) і за двадцять діб (БСК₂₀). БСК теж відносяться до узагальнених показників, оскільки це значення використовується для оцінки загального забруднення води легко окислювальними органічними речовинами.

Водневий показник (рН).В природних водах концентрація іонів водню залежить від співвідношення концентрацій вугільної кислоти та її іонів. Джерелами вмісту іонів водню у воді є також гумінові кислоти, які містяться у кислих ґрунтах і в болотних водах. Від (рН) залежить розвиток водних рослин і характер протікання продукційних процесів.

Азот. Азот може знаходитись в природних водах у вигляді вільних молекул Ν₂ і різних сполук в розчиненому, колоїдному або завислому стані. В загальному азоті виділяють органічну і мінеральну форми. Різні форми азоту можуть переходити одна в другу в процесі кругообігу азоту. Основними джерелами надходження азоту є процеси всередині водойми, газообмін з атмосферою, атмосферні опади, а також антропогенні джерела. Азот відноситься до числа найважливіших біогенних елементів. Однак, високий вміст азоту у водоймах прискорює процеси їх старіння (евтрофікації).

Фосфор. Фосфор у вільному стані в природних умовах не зустрічається. В природних водах фосфор знаходиться у вигляді органічних і неорганічних сполук. Основна маса сполук фосфору знаходиться у воді в завислому стані. Сполуки фосфору потрапляють у воду внаслідок внутрішніх процесів всередині водойми, з донних відкладів, внаслідок розчинення гірських порід, а також від антропогенних джерел. На вміст сполук фосфору у воді впливають процеси його кругообігу. На відміну від азоту кругообіг фосфору не є збалансованим, тому його вміст у воді значно нижчий. Фосфор частіше усього буває тим лімітуючим біогенним елементом, вміст якого визначає характер продукційних процесів у водних об’єктах.

Мінеральний склад. Мінеральний склад визначається по сумарному вмісту головних компонентів – іонів К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-. Основними джерелами підвищення мінералізації є ґрунтові і стічні води. З точки зору впливу на людину і живі організми (гідробіонти), негативними є як високі, так і низькі показники мінералізації води.

До специфічних показників води, які зустрічаються найчастіше, відносяться:

Феноли. Вміст фенолів у воді, крім антропогенних джерел, визначається також метаболізмом живих організмів і біохімічними перетвореннями органічних речовин. Джерелами надходження фенолів у водойми є також гумінові речовини, що утворюються в ґрунтах і торф’яниках. Феноли значно погіршують органолептичні властивості води і негативно впливають на живі організми у водоймі.

Нафтопродукти. До нафтопродуктів відносяться мастила, палива, бітуми та інші речовини, що є сумішшю вуглеводнів різних класів. Джерелами надходження нафтопродуктів у водойми є витікання їх при транспортуванні, видобуванні і переробці, а також забруднені стічні води. Вуглеводні, що входять до складу нафтопродуктів, негативно впливають на живі організми і рослинність водойм, порушують газообмін водного середовища з атмосферою, оказують токсичну дію на організми.

ПАР і СПАР. До поверхнево-активних речовин (ПАР) відносяться органічні речовини, які мають здатність до адсорбції на поверхні розділу «повітря-рідина». В більшості поверхнево-активні речовини мають синтетичне походження (СПАР). СПАР оказують токсичну дію на живі організми водойм і на організм людини, значно погіршують газообмін водного об’єкту з атмосферою, знижують інтенсивність процесів всередині водойми, погіршують органолептичні властивості води. Особливу небезпеку складає властивість СПАР зберігатись у воді дуже тривалий час не розкладаючись.

Пестициди. Пестициди – це велика група штучних хлорорганічних і фосфорорганічних речовин, які застосовують для боротьби з бур’янами, комахами і гризунами. Основним джерелом потрапляння пестицидів до водойм є їх стоки з сільськогосподарських територій. Пестициди є токсичними, мутагенними речовинами, розкладаються дуже повільно і мають здатність акумулюватись.

Важкі метали. До числа найбільш розповсюджених важких металів відносяться свинець, мідь, цинк. Важкі метали мають токсичні і мутагенні властивості, дуже негативно впливають на живі організми, різко знижують інтенсивність біохімічних процесів у водних об’єктах.

Хімічні показники вимірюють в г/м³ або мг/л.

2.Відповідно до «Водного кодексу України» оцінка якості води здійснюється на основі нормативів екологічної безпеки користування водою і екологічних нормативів якості водних об’єктів.

Діючі нормативи дозволяють оцінювати якість води, яку використовують для культурно-побутового, господарського, питного і рибогосподарського користування.

До культурно-побутового водокористування відносять використання водних об’єктів для купання, відпочинку і спорту. До господарського і питного водокористування відносять використання водних об’єктів в якості джерел господарського і питного водопостачання і для постачання води для підприємств харчової промисловості. До рибогосподарського водокористування відносять використання водних об’єктів для розведення риби та інших водних організмів. Водні об’єкти рибогосподарського призначення поділяють на вищу, першу і другу категорії.

Різні дільниці одного водного об’єкту можуть відноситись до різних категорій водокористування.

Нормативну базу оцінки якості води складають загальні вимоги до складу і властивості води і значення гранично допустимих концентрацій речовин у воді водних об’єктів.

Загальні вимоги визначають допустимий склад і властивості води, які оцінюються найбільш важливими фізичними, бактеріологічними і хімічними показниками.

Гранично допустимі концентрації (ГДК) – це встановлений рівень концентрації речовин у воді, вище якого вода вважається непридатною для конкретного виду водокористування. ГДК, як правило, задаються у вигляді конкретного значення концентрації.

Усі речовини за характером свого негативного впливу поділяються на групи. Кожна група об’єднує речовини однакової дії, яка має назву - показник шкідливості. Одна речовина при різних концентраціях може мати різні показники шкідливості. Показник шкідливості, який виявляється при найнижчий концентрації речовини, називають лімітуючим показником шкідливості (ЛПШ). В водних об’єктах комунально-побутового та господарсько-питного водокористування розрізняють три ЛПШ – органолептичний, загально - санітарний і санітарно-токсикологічний. Для водних об’єктів рибогосподарського водокористування, крім того, існують ще два ЛПШ – токсикологічний і рибогосподарський.

Кожний показник шкідливості характеризує ту чи іншу властивість забруднюючих речовин, яка показує шкідливу дію цих речовин, а саме:

- органолептичний показник шкідливості характеризує здатність речовин змінювати органолептичні властивості води (смак, запах, колір тощо);

- загально - санітарний показник шкідливості характеризує вплив речовин на процеси природного самоочищення за рахунок біохімічних і хімічних реакцій за участю природної мікрофлори;

- санітарно – токсикологічний показник характеризує шкідливу дію речовини на організм людини;

- токсикологічний показник шкідливості характеризує токсичність речовин для живих організмів, які живуть у водному середовищі (планктон тощо);

- рибогосподарський показник шкідливості характеризує вплив речовин на погіршення якості промислових риб;

Під час оцінки якості води у водоймах культурно-побутового і господарсько-питного водокористування враховують також клас небезпечності речовин. Його визначають залежно від токсичності, кумулятивності, мутагенності і від лімітуючого показника шкідливості (ЛПШ). Розрізняють чотири класи небезпечності речовин: перший клас – надзвичайно небезпечні; другий – високо небезпечні; третій – небезпечні; четвертий – помірно небезпечні.

При оцінці води враховують принцип односпрямованої дії. Залежно цього принципу належність декількох речовин до одного і того ж ЛПШ проявляється в сумуванні їх негативної дії.

Враховуючи усі ці вимоги, оцінка якості води з точки зору екологічної безпеки водокористування відбувається за наступною методою:

Водні об’єкти рахується придатними до комунально – побутового та господарсько – питного водокористування, якщо одночасно виконуються наступні умови:

- не порушуються загальні вимоги до складу і властивості води для відповідної категорії водокористування;

- для речовин, що належать до третього і четвертого класів небезпеки, виконується умова:

С ≤ ГДК,

де С – концентрація речовини у водному об’єкті, г/м³ ;

- для речовин, що належать до першого і другого класів небезпеки, виконується умова:

де С_і і ГДК_і відповідно концентрація і ГДК і-тої речовини першого або другого класу небезпеки.

Водні об’єкти рахуються придатними для рибогосподарського використання, якщо одночасно виконуються наступні умови:

- не порушуються загальні вимоги до складу і властивості води для відповідної рибогосподарської категорії;

- для речовин, що належать до одного ЛПШ, виконується умова:

де С_і і ГДК_і відповідно концентрація і ГДК і-тої речовини, що належить до певного ЛПШ.

Норми якості води повинні виконуватися:

- для водотоків комунально – побутового і господарсько – питного водокористування – на дільницях від пункту водокористування до контрольного створу, що розміщується на відстані не менше одного кілометру вище по течії від даного пункту водокористування;

- для водойм комунально – побутового і господарсько – питного водокористування – на акваторії в радіусі не менше одного кілометру від пункту водокористування;

- для водотоків рибогосподарського користування – в межах усієї рибогосподарської дільниці водотоку, починаючи з контрольного створу, який розташований не дальше 500 м нижче по течії від джерела надходження домішок;

- для водойм рибогосподарського призначення – на усієї рибогосподарської дільниці, починаючи з контрольного пункту, який розташований не дальше 500 м від джерела надходження домішок.

3. По своєму походженню джерела забруднення поділяються на природні і антропогенні. До природних джерел забруднення відносять атмосферні (атмосферні опади), гідросферні (озера, притоки, ґрунтові і підземні води, які формують стоки водного об’єкту) і літосферні (схили русла, що піддаються ерозії). Основними антропогенними джерелами забруднення водних об’єктів є промислові, комунальні, сільськогосподарські і транспортні джерела. До промислових відносять в першу чергу промислові стічні води, звалища промислових відходів, забруднені території підприємств. Комунальні джерела – це господарсько – побутові стічні води, забруднені території населених пунктів, звалища побутових відходів. Сільськогосподарські джерела – це орні поля і огороди, склади міндобрив і пестицидів, тваринницькі комплекси. До транспортних джерел забруднення водних об’єктів відносять в першу чергу транспортні засоби, автошляхи і трубопроводи. Усі ці джерела (крім сільськогосподарських) типові для міських територій. Але сільськогосподарські джерела часто знаходяться в приміський зоні.

Джерела впливу на водні об’єкти поділяються на точкові, площа контакту яких з водним об’єктом суттєво менша площі забрудненої зони цього об’єкту, лінійні, площа контакту яких з водним об’єктом представляє собою лінію, і площинні, вплив яких проявляється рівномірно по усій площі водного об’єкту. Прикладом точкових джерел можуть бути випуски стічних вод з систем водовідведення. Лінійні джерела впливу зустрічаються у вигляді стоків з поверхні водозбору, а також випусків стічних вод скрізь спеціальні розсіювальні пристрої. Площинні джерела впливу – це акваторії портів, стоянки маломірних суден, місця донного видобування корисних копалин (піску, гравію, нафти, газу).

Залежно від часу впливу джерела забруднення бувають постійними, періодичними і епізодичними.

Носіями забруднюючих речовин, як правило, служать стічні, інфільтраційні і підземні води, зворотні води зрошування і дренажні води, поверхневі стоки з забруднених територій, а також атмосферні опади.

Джерела впливу на водний об’єкт можуть призвести до його хімічного, фізичного і біологічного забруднення. Хімічне забруднення відбувається через наднормативний вміст хімічних речовин у воді. Фізичне забруднення характеризується, як правило, підвищенням температури води за рахунок надходження у водойму нагрітих стоків (теплове забруднення) або наявністю радіонуклідів (радіоактивне забруднення). Біологічне забруднення водного об’єкту характеризується надходженням до нього хвороботворних мікроорганізмів, яєць гельмінтів, дрібних водоростей, плісеневих грибків.

Випуски стічних вод промислових підприємств є найбільш суттєвою причиною забруднення водних об’єктів. Кількість, склад і вміст забруднюючих речовин в промислових стоках досить різноманітний і визначається характером технологічних процесів виробництва, системою очисних споруд та рядом інших факторів. Забруднюючи речовини в стоках можуть міститись у грубо дисперсному стані (частинки крупніші за 0,1 мм), у вигляді емульсії або суспензії (частинки від 0,1 мкм до 0,1 мм), у колоїдному стані (частинки від 0,001 мкм до 0,1 мкм) або у розчиненому стані. Інформацію про кількість і склад стічних вод кожне підприємство подає у своїх звітах в органи державної статистики.

Міські стічні води – це суміш господарсько – побутових стічних вод міста і виробничих стічних вод міських підприємств. Як правило, ці стічні води проходять очистку на міських очисних спорудах. На відміну від промислових стоків господарсько-побутові стічні води мають порівняно стабільний склад. Для них характерна перевага органічних забруднюючих речовин над мінеральними і стабільний температурний режим в межах 15-20°С. Кількість міських стічних вод залежить від чисельності населення міста.

Ще одним джерелом забруднення водних об’єктів е наземний і водний транспорт. Забруднюючи речовини від наземних видів транспорту надходять у водні об’єкти разом з поверхневими стоками з території міста, а від водного транспорту – безпосередньо у водний об’єкт. Основним видом забруднювачів від транспорту в водні об’єкти є нафтопродукти, а також сполуки свинцю, феноли і вуглеводні.

Дата добавления: 2014-01-07