Сброс загрязняющих веществ в

  ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ

 (учебно-методическое пособие по экологии и экологической безопасности предприятий)

 

ЧАЙКОВСКИЙ - 2016

Германюк Г.Ю., кандидат физико-математических наук,

учебно-методическое пособие по ЭКОЛОГИИ

СБРОС ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ

 

 

В данном учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы загрязнения водных объектов, источники загрязнения. Приведены ПДК и ПДС, нормативы качества воды для различных видов водопользования согласно действующим нормам и правилам.

Приведена методика расчёта предельно допустимого сброса веществ в водные объекты и расчёт необходимой степени очистки сточных вод.

В учебном пособии рассмотрены примеры расчёта и предлагаются индивидуальные задания.

Основная цель настоящего пособия - проведения практических занятий и самостоятельного выполнения контрольных работ по данному курсу.

Данное учебно-методическое пособие предназначено для студентов всех форм обучения инженерно-технических специальностей вузов. А так же может быть использовано при изучения ряда дисциплин: Экология, Инженерные сооружения и экологическая безопасность предприятий, Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды.

Может быть использовано в дипломном проектировании при решении аналогичных задач.

Учебно-методическое пособие по экологии «Сброс загрязняющих веществ в водные объекты»  рассмотрено и утверждено на заседании кафедры «Промышленных технологий» Чайковского технологического института (филиала) ИжГТУ имени М.Т.Калашникова «___»_____________2016г., протокол №____.

 

Заведующий кафедрой АТ________________

 

 

Электронная версия Word 2007 находится

в Чайковском технологическом институте (филиал) ИжГТУ имени М.Т.Калашникова

Содержание

Термины и определения....................................................................................... 5

Введение............................................................................................................... 7

1 Загрязнение водных объектов.......................................................................... 9

2 Источники загрязнения водных объектов...................................................... 10

3 Экологическое нормирование предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты................................................................................. 14

4 Качество воды, нормирование качества воды и виды водопользования.... 15

5 Промышленные сточные воды...................................................................... 19

6 ПДК и ПДС загрязняющих веществ в водные объекты..............................  23

7 Расчёт предельно допустимого сброса веществ в водные объекты............. 29

8 Расчёт необходимой степени очистки сточных вод....................................... 30

8.1 Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по содержанию взвешенных веществ................................................................................................................ 31

8.2 Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по содержанию растворённого кислорода........................................................................................................... 31

8.3 Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по БПК_полн смеси воды водного объекта и сточных вод....................................................................................... 32

8.4 Расчёт допустимой температуры сточных вод перед сбросом их в водные объекты............................................................................................................................. 32

8.5 Расчёт необходимой степени очистки сточных вод по вредным веществам 33

9 Примеры расчёта необходимой степени очистки сточных вод.................... 35

10 Индивидуальные задания............................................................................. 38

Список используемой литературы.................................................................... 41

НОРМАТИВЫ ПО ОЦЕНКЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ ВОДОЁМОВ

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы

_______________________________________________

2. Гигиенические требования к охране поверхностных вод

СанПиН 2.1.5.980-00

_______________________________________________

Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения

СанПиН 2.1.4.1110-02

_______________________________________________

Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

ГН 2.1.5.1315-03

________________________________________________

 

Водный кодекс Российской Федерации

№74-ФЗ от 3.06.2006

________________________________________________

 

 

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Водный объект - сосредоточение вод на поверхности суши в формах её рельефа либо в недрах, имеющее границы, объём и черты водного режима («Водный кодекс Российской Федерации»).

Загрязняющие вещество (ЗВ) - вещество, вызывающее нарушение норм качества воды (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Источники загрязнения - объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных и подземных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и берегов водных объектов («Водный кодекс Российской Федерации»).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) — показатель, характеризующийся наибольшей безвредной концентрацией в воде; иными словами, это показатель, который определяет собой наиболее ранний и вероятный характер неблагоприятного влияния в случае появления в воде химического вещества в концентрации, превышающей ПДК.

Предельно допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект – это масса веществ в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте (ГОСТ 17.1.1.01-77).

Сточные воды — любые воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации или самотёком, свойства которых оказались ухудшенными в результате деятельности человека.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными.

Вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными.

Биологическое потребление кислорода (БПК) — количество кислорода, израсходованное на аэробное биохимическое окисление под действием микроорганизмов и разложение нестойких органических соединений, содержащихся в исследуемой воде.

Химическое потребление кислорода (ХПК) — показатель содержания органических веществ в воде, выражается в миллиграммах кислорода (или другого окислителя в пересчёте на кислород), пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в литре (1 дм³) воды. Является одним из основных показателей степени загрязнения питьевых, природных и сточных вод органическими соединениями (в основном антропогенного или техногенного характера).

Створ – условное сечение водоёма или водотока, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Контрольный створ - поперечное сечение водного потока, в котором контролируется качество воды («Правила охраны поверхностных вод»).

Фоновый створ – контрольный пункт, расположенный выше по течению от сброса загрязняющих веществ.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т. д.) является наиболее актуальной, так как всем известно - выражение «вода - это жизнь». Без воды человек не может прожить более трёх суток, но даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он всё равно продолжает жёстко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами. Ткани живых организмов на 70% состоят из воды, и поэтому В. И. Вернадский определял жизнь как живую воду. Воды на Земле много, но 97% - это солёная вода океанов и морей, и лишь 3% - пресная. Из этих три четверти почти недоступны живым организмам, так как эта вода «законсервирована» в ледниках гор и полярных шапках (ледники Арктики и Антарктики). Это резерв пресной воды. Из воды, доступной живым организмам, основная часть заключена в их тканях.

Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1 кг биомассы дерева расходуется до 500 кг воды. И поэтому её нужно расходовать и не загрязнять.

Прежде неисчерпаемый ресурс - пресная чистая вода - становиться исчерпаемым. Сегодня воды, пригодной для питья, промышленного производства и орошения, не хватает во многих районах мира. На сегодня нельзя не обращать внимания на эту проблему, так как если не на нас, то на наших детях скажутся все последствия антропогенного загрязнения воды.

!!! Уже сейчас из-за диоксинового загрязнения водоёмов в России ежегодно погибает 20 тыс. человек. Примерно такое же число россиян ежегодно смертельно заболевает раком кожи в результате разрушения озонового слоя.

Вследствие проживания в опасно отравленной среде обитания распространяются раковые и другие экологически зависимые заболевания различных органов. У половины новорожденных получивших даже незначительное дополнительное облучение на определенном этапе формирования плода в теле матери, обнаруживаются задержки умственного развития. Следовательно, эту проблему надо решать как можно скорее и радикально пересмотреть проблему очищения промышленных сбросов.

Вода используется в большинстве производственных процессов на любом промышленном предприятии. Многочисленное и разнообразное использование воды в производстве может быть сведено к следующим основным группам: охлаждение, промывка, парообразование, гидротранспорт, использование в составе выпускаемой продукции, противопожарные, предназначенные для тушения возможных пожаров на территории предприятий, отдельных цехов или установок.

Предприятия оборудуются хозяйственно-питьевым и производственным водопроводами, а также фекальной и производственной канализацией в соответствии с действующими строительными нормами и правилами.

При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в близлежащие водные объекты.

Процессы водоподготовки, добычи воды и водоотведения зачастую закреплены за водоканалами, которые являются государственными предприятиями.

 

«Человечество не погибнет в атомном кошмаре

 – оно задохнётся в собственных отходах»

(датский физик Нильс Бор)

 

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Под загрязнением водных объектов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них загрязняющих веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств — снижении прозрачности, изменении окраски, запахов, вкуса, увеличении содержания солей, тяжелых металлов, уменьшении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Различают химические, биологические, физические, радиационные и механические  загрязнители.

1. Химическое – загрязнение химическими веществами, оказывающее вредное воздействие на живые организмы водной экосистемы и на человека.

2. Биологическое – привнесение в воду чуждых водной экосистеме организмов, чрезмерное размножение которых нарушает исходное равновесное состояние водной экосистемы.

3. Физическое – антропогенное воздействие, вызывающее негативные изменения физических свойств воды (тепловое, электромагнитное, звуковое, вибрационное и другие).

4. Радиационное – антропогенное воздействие ионизирующего излучения, превышающее природный уровень.

5. Механическое – засорение водного объекта и его водосбора (захламление мусором, свалки твёрдых бытовых отходов и прочие).

Наиболее опасным в настоящее время представляется химическое загрязнение воды в связи с глобальным масштабом проявления этого процесса, ростом числа загрязняющих веществ, среди которых много ксенобиотиков - веществ, чужеродных для водных и околоводных экосистем. К наиболее распространенным химическим загрязнителям относят нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и другие.

Очень опасными являются биологические загрязнители, например вирусы, бактерии, грибы и другие. К физическим загрязнителям относятся радиоактивные вещества, тепло и другие. Наиболее часто встречаются химическое и бактериальное загрязнения. Значительно реже наблюдаются радиоактивное и тепловое загрязнения.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей — песка, шлама, ила и другое. Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели и качество вод, а также отрицательно влияют на условия обитания рыб и состояние экосистем. Тепловое загрязнение связано с повышением температуры воды в результате смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами, в результате чего происходит изменение газового и химического состава воды, размножение анаэробных бактерий, рост количества гидробионтов и выделение ядовитых газов — сероводорода и метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

Глобальное загрязнение – примета сегодняшнего дня. Природные и техногенные потоки химических веществ сопоставимы по масштабам; у некоторых веществ (прежде всего металлов) интенсивность антропогенного оборота многократно превышает интенсивность природного цикла.

Загрязняющие вещества поступают в окружающую среду в жидком, твёрдом, газообразном состоянии и в форме аэрозолей. Пути их поступления в водную среду разнообразны: непосредственно в водные объекты, через атмосферу с осадками и в процессе сухого выпадения, через водосборную территорию с поверхностным, внутрипочвенным и подземным водным стоком.

Кислотные осадки, образующиеся в результате попадания в атмосферу окислов азота и серы, существенно меняют поведение микроэлементов в водных объектах и на их водосборах. Активизируется процесс выноса микроэлементов из почв, происходит закисление воды в водоёмах, отрицательно влияющее на все водные экосистемы.