Регламентация поступления загрязняющих веществ в водные объекты
МИНИСТЕРСТВО науки и ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Курганский государственный университет»
Кафедра «Экология и безопасность жизнедеятельности»
Определение уровня загрязнения реки предприятием
От сброса сточных вод
Методические указания к выполнению практической работы для студентов направления: 20.03.01 «Техносферная безопасность»
.
Курган 2018
Кафедра: «Экология и безопасность жизнедеятельности»
Дисциплина: «Экологическая безопасность»
Составил: к.т.н. доцент, А.И. Микуров;
Утверждены на заседании кафедры __ «_______» 201__ г.
Рекомендованы методическим советом университета __ ___________ 201_
Содержание
Введение. 4
Регламентация загрязнения водных объектов. 4
Регламентация поступления загрязняющих веществ в водные объекты.. 14
Задача. 16
Контрольные вопросы.. 19
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 19
Приложение Б. 24
Введение
Известный русский и советский геолог академик А. П. Карпинский говорил, что нет более драгоценного ископаемого, чем вода, без которой жизнь невозможна.
Использование и загрязнение водных ресурсов является весьма важной экологической проблемой. Снижение качества воды напрямую связано с техногенным загрязнением как поверхностных, так и подземных природных вод. Практически вся вода, используемая для хозяйственно – питьевого водопотребления, нуждается в специальной обработке (глубокой очистке и т.п.). Использование воды для хозяйственных целей – одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть сбрасывается в водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства.
|
|
|
Связь состояния здоровья населения с загрязненностью окружающей среды подтверждена специальными исследованиями. Поэтому очень важно уметь определять уровень загрязнения воды (кратность превышения предельно допустимой концентрации), а также правильно определять требуемые критерии (ПДКв или ПДКвр) и показатели качества воды.
Целью работы является изучение принципов эколого-гигиенического нормирования загрязнения водных объектов, изучение методики и приобретение навыков расчета предельно допустимых сбросов вредных веществ в окружающую среду и установления загрязнения водного объекта от сточных вод промышленного предприятия.
|
|
|
Теоретическая часть
Регламентация загрязнения водных объектов
Под загрязнённостью воды понимают поступление в водный объект загрязняющих веществ, микроорганизмов или тепла, вызывающее нарушение требований к качеству воды [9]. Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды, называют загрязняющим. Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.
Водный объект - природный или искусственный водоем, водоток либо иной объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором имеет характерные формы и признаки водного режима [2].
Водные объекты в зависимости от особенностей их режима, физико-географичес-ких, морфометрических и других особенностей подразделяются на:
1) поверхностные водные объекты;
2) подземные водные объекты.
К поверхностным водным объектам относятся:
1) моря или их отдельные части (проливы, заливы, в том числе бухты, лиманы и другие);
2) водотоки (реки, ручьи, каналы);
3) водоемы (озера, пруды, обводненные карьеры, водохранилища);
|
|
|
4) болота;
5) природные выходы подземных вод (родники, гейзеры);
6) ледники, снежники.
К подземным водным объектам относятся:
1) бассейны подземных вод;
2) водоносные горизонты.
Водопользование - юридически обусловленная деятельность граждан и юридических лиц, связанная с использованием водных объектов.
Водоотведение - любой сброс вод, в том числе сточных вод и (или) дренажных вод, в водные объекты.
Водопотребление - водопользование с изъятием воды из водных объектов или с забором воды из системы водоснабжения.
Сточная вода - вода, сброс которой в водные объекты осуществляется после её использования или сток которой осуществляется с загрязненной территории (разновидность возвратной воды; включает хозяйственно — бытовую сточную воду населенных мест, дождевую (снеговую) сточную воду, стекающую с застроенных территорий, производственную сточную воду.
По способу использования воды водопользование подразделяется на:
1) водопользование с забором (изъятием) водных ресурсов из водных объектов при условии возврата воды в водные объекты;
2) водопользование с забором (изъятием) водных ресурсов из водных объектов без возврата воды в водные объекты;
|
|
|
3) водопользование без забора (изъятия) водных ресурсов из водных объектов.
Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое – повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений; химическое – наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; бактериальное и биологическое – наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей; радиоактивное – присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах; тепловое – выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных электростанций.
Основными источниками загрязнения поверхностных водных объектов являются сбросы недостаточно очищенных сточных вод промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, транспорта, стоки с объектов хранения отходов производства при разработке рудных ископаемых (из хвостохранилищ); воды шахт, рудников и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.; в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и отложений на дне водоемов.
Критериями загрязненности воды являются ухудшение её 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 водоохраной задачей в условиях промышленной и хозяйственной деятельности общества является установление допустимых нагрузок на водные объекты при водопользовании и водопотреблении.
В зависимости от категории водопользования, предъявляются соответствующие требования к качеству воды (рисунок 1).
 | |||
 | |||
Рисунок 1-Категории водопользования
К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов или их участков в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для снабжения предприятий пищевой промышленности. В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01, питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.
К коммунально-бытовому водопользованию относится использование водных объектов для купания, занятия спортом и отдыха населения. Требования к качеству воды, установленные для культурно-бытового водопользования, распространяются на все участки водных объектов, находящихся в черте населенных мест, независимо от вида их использования объектами для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов [14].
При рыбохозяйственном использовании водного объекта обитатели водных объектов используются для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов, и поэтому требования к содержанию загрязняющих веществ более высокие. Более строгое нормирование качества воды в водных объектах рыбохозяйственного назначения связано с кумулятивным эффектом загрязняющих веществ в гидробионтах.
Рыбохозяйственные водные объекты или их участки могут относиться к одной из трех категорий:
-к высшей категории относятся места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных и ценных видов рыб и других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств любого типа для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений;
-к первой категории относятся водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;
-ко второй категории относятся водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.
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. Поэтому контроль состояния водных объектов осуществляется по физическим, химическим, бактериологическим и гидробиологическим показателям.
Виды водопользования на водных объектах определяются органами Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации и подлежат утверждению органами местного самоуправления субъектов РФ. Почти все поверхностные водные объекты Курганской области относятся к рыбохозяйственному назначению.
При регламентации качества воды используют следующие показатели:
Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воде - концентрация вещества в воде, выше которой вода непригодна для одного или нескольких видов водопользования (хозяйственно-питьевое, культурно-бытовое и др.) [ГОСТ 27065-86].
ПДКв (мг/дм3) - предельно допустимая концентрация химического вещества в воде водоема, используемого для нужд человека, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
ПДКвр (мг/дм3) - предельно допустимая концентрация химического вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.
ОДУ (мг/дм3) - ориентировочно допустимый уровень, временный гигиенический норматив, применяется на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями. ОДУ устанавливается на срок 3 года, по истечении которого он пересматривается.
При гидрохимических наблюдениях и контроле загрязнения от сточных вод установлены показатели качества воды, приведенные в таблице 1.
Температура. Кроме влияния на процессы осаждения температура, является также важным технологическим параметром биологических процессов очистки, так как от нее зависят скорость биохимических реакций и растворимость в воде кислорода, необходимого для жизнедеятельности микроорганизмов.
Таблица 1 – Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в контрольных створах и местах питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования
| № | Показатели состава и свойств воды водоема | Категории водопользования | |
| Для питьевого и хозяйственно- бытового водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности | Для рекреационного водопользования, а также в черте населенных мест | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | Взвешенные вещества | Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться больше чем на | |
| 0,25 мг/л | 0,75 мг/л | ||
| 2 | Плавающие примеси | На поверхности воды не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна масел и скопления других примесей | |
| 3 | Запах и привкусы | Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 2 балла, обнаруживаемые непосредственно | |
| 4 | Окраска | Не должна обнаруживаться в столбике | |
| 20 см | 10 см | ||
| 5 | Температура | Летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна превышаться более чем на 30С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого месяца за последние 10 лет | |
| 6 | Водородный показатель рН | Не должен выходить за пределы6,5……8,5 | |
| 7 | Минерализация воды | Не должен превышать по сухому остатку 1000 мг/л, в т.ч.: хлоридов 350 мг/л, сульфатов 500 мг/л | |
| 8 | Растворенный кислород | Не должен быть менее 4 мг/л в пробе, отобранной до 12 часов дня | |
| 9 | БПК5(при 200С) | Не более 2 мг/л | Не более 4 мг/л |
| 10 | ХПК | Не более15 мг О2/л | Не более 30 мг О2/л |
| 11 | Химические вещества | Не должны содержаться в воде водных объектов в концентрациях, превышающих ПДК или ОДУ | |
Окраска. Бытовые сточные воды, как правило, окрашены слабо. Интенсивная окраска показывает наличие производственных сточных воды особенно от предприятий легкой промышленности, где в большом количестве используются разнообразные красители. Окраска определяется в фильтрованных пробах в цилиндрах из бесцветного стекла и описывается на основе визуального наблюдения: розовая, слабо-желтая, буроватая и т. п. Интенсивность окраски характеризуют степенью разбавления исследуемой воды дистиллированной, при которой окраска исчезает. Результат записывают отношением, например 1:500 (где 1 - 1ч. исследуемой пробы, 500 - сумма 499 ч. разбавляющей воды и 1 ч. исследуемой).
Запах. Запах бытовых стоков довольно характерен и представляет собой смесь запахов фекалий и разложений органических веществ. Запах производственных стоков весьма разнообразен и зависит от вида производства. Для сточных вод описание запаха наиболее важно при появлении новых, ранее не встречавшихся оттенков, а также при резком возрастании интенсивности запаха, что свидетельствует о залповом сбросе концентрированных сточных вод отдельными производствами.
Запах определяется по следующей схеме: сначала определяют характер запаха, затем по пятибалльной системе оценивают его интенсивность, при затруднении определения характера запаха производят нагрев пробы воды до 60°С.
Прозрачность - показатель степени общей загрязненности воды. Прозрачность городских сточных вод обычно не превышает 3-5 см. Сточные воды после биологической очистки имеют прозрачность более 15 см. Прозрачность сточных вод определяется по шрифту.
Реакция среды. Сточные воды, сбрасываемые в систему водоотведения города, должны иметь значение рН в пределах 6,5-8,5. Требование обусловлено тем, что кислые и щелочные сточные воды разрушающе действуют на материал коллекторов и могут нарушать биохимические процессы очистки сточных вод.
Мутность (взвешенные вещества) - одна из важнейших характеристик состава сточных вод. Этот показатель используется для расчета первичных отстойников и для определения количества образующихся осадков.
Концентрация взвешенных веществ в городских сточных водах составляет 100-500 мг/л. С достаточной степенью точности этот показатель может быть определен как разность сухого и плотного остатков.
ХПК - химическая потребность в кислороде, определенная бихроматным методом, т.е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде. Выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление органических веществ, содержащихся в 1 дм3 воды[мг О,/дм3] воды. Химическая окисляемость определяет общее содержание в воде восстановителей - органических и неорганических, реагирующих с делителями. В сточных водах преобладают органические восстановители, поэтому, как правило, всю величину окисляемости относят к органическим примесям воды.
Это название точно отражает сущность определения окисляемости, так как оценивается количество кислорода, необходимое для окисления примесей воды, т.е. для перевода углерода в СО2, водорода- в Н2О, азота - в NH3 и т. д.
БПК - биологическая потребность в кислороде, или количество кислорода, использованного при биологических процессах окисления органических веществ (не включая процессы нитрификации) за определенное время инкубации пробы (2, 5, 10, 20 суток), мг О,/дм3 воды (БПК20 - за 20 суток, БПК5 - за 5 суток).
Биохимическая окисляемость определяет содержание в воде органических примесей, которые могут быть окислены биохимическим путем. Окисление осуществляют аэробные гетеротрофные бактерии. По аналогии с ХПК окисляемость с использованием окислительной способности бактерий называют биохимической потребностью в кислороде, или БПК.
В результате жизнедеятельности бактерии сточная вода очищается от внесенных органических примесей, однако в ней остаются некоторые органические вещества, малодоступные или совсем недоступные бактериям для усвоения, и, кроме того, вода получает новые загрязнения (органические и неорганические) - метаболиты.
Растворенный кислород. В загрязненных сточных водах либо растворенного кислорода не бывает совсем, либо его концентрация не превышает 0,5 – 1 мг/л. Определение количества растворенного кислорода имеет смысл при характеристике очищенных сточных вод и оценке степени насыщения растворенным кислородом сточных вод в устройствах для очистки сточных вод – в них минимальное содержание кислорода для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов составляет 2 мг/л. Очищенные, сточные воды, выпускаемые в водоем, обычно содержат 4 – 8 мг/л растворенного кислорода.
Химические вещества. К группе химических веществ относятся все нормированные (с установленным значением ПДК) вещества, в том числе – тяжелые металлы: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др.
Особенно важно контролировать содержание этих элементов в производственных сточных водах, поступающих на сооружения биологической очистки. Предельно допустимые концентрации (ПДК) этих элементов очень малы из-за низкой очистки сточных вод при типовой схеме очистных сооружений.
Кроме неорганических соединений в некоторых видах производственных сточных вод оказываются токсичные органические примеси, такие, как нефтепродукты, фенолы, красители и т. д.
Биологические загрязнения. Микрофлора бытовых сточных вод представлена в основном микроорганизмами, выделяемыми из кишечника человека, смываемыми с тела и окружающих предметов. С физиологическими выделениями человека в сточную воду поступает несколько триллионов микробов в сутки. Среди них значительное число составляют кишечные палочки, лактобациллы, энтерококки, грибы, простейшие. При спуске в городскую канализацию некоторых производственных отходов в сточных водах оказываются специфические микроорганизмы (грибы, актиномицеты, дрожжи и т. д.), используемые в промышленности.
Для полной санитарно-эпидемиологической оценки сточных вод, помимо микробного числа и коли-теста, определяют третий показатели - содержание яиц гельминтов. В данной работе характеристика биологического загрязнения не производится.
Для водных объектов хозяйственно-бытового назначения ближайший к месту выпуска сточных вод пункт производственного контроля за сосредоточенным сбросом устанавливается не далее 500 м по течению от места сброса сточных вод на водотоках и в радиусе 500 м от места сброса на акватории - на непроточных водоемах и водохранилищах. При сбросе сточных вод в черте населенных мест указанный пункт контроля должен быть расположен непосредственно у места сброса.
Состав и свойства воды в водных объектах должны соответствовать нормативам а створе реки, или в радиусе 1 км от пункта водопользования для непроточных водоемов (рисунок 2).
Пункт водопользования
Рисунок 2 – Схема расположения контрольных точек в непроточном водоеме
Предельно допустимые концентрации веществ для различных категорий водопользования различны. Например, присутствие хлорорганических соединений (ДДТ, гексахлоран); в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых водных объектах допускается в концентрациях 0,02 и 0,1 мг/л соответственно, а в воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этих веществ вообще не допускается.
Исходя из того, что отдельные вещества оказывают неблагоприятные воздействия на организм лишь при попадании внутрь, а другие представляют опасность даже при контактном воздействии, для практики приняты различные ограничения.
Пример данных значений ПДК приведен в таблице Приложения А.
Для водных объектов одновременно с ПДК используется другой ограничительный норматив - лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) вещества, который не имеет количественной характеристики, а отражает приоритетность требований к качеству воды. Суть ЛПВ заключается в том, что загрязнители воды могут оказывать на водные экосистемы и здоровье человека неблагоприятное воздействие по классифицируемым воздействиям, каждое из которых характеризуется своей безопасной концентрацией. То из воздействий, безопасная концентрация которого минимальна по сравнению с остальными воздействиями, и устанавливается как лимитирующий показатель вредности вещества и является характеристикой данного загрязняющего вещества.
Требования по охране поверхностных вод выделяют следующие виды ЛПВ:
• органолептический ЛПВ, изменяющий органолептические свойства воды (органолептические свойства воды - воспринимаемая рецепторами человека совокупность показателей качества воды: запах, привкус, окраска, прозрачность (мутность), наличие пленок или пены на поверхности воды, посторонних включений, плавающих примесей, осадка);
• общесанитарный ЛПВ - определяет влияние вещества на процессы естественного самоочищения вод за счет биохимических и химических реакций с участием естественной микрофлоры;
• санитарно-токсикологический показатель характеризует вредное воздействие на организм человека;
• токсикологический ЛПВ, характеризующий токсическое действие вещества на организм человека и обитающих в воде животных.
• рыбохозяйственный показатель вредности определяет порчу качеств промысловых рыб.
Для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) с учетом трех показателей вредности:
· органолептического;
· общесанитарного;
· санитарно-токсикологического.
Для рыбохозяйственного водопользования (ПДКвр) с учетом пяти показателей вредности:
· органолептического;
· санитарного;
· санитарно-токсикологического;
· токсикологического;
· рыбохозяйственного.
Наименьшая из безвредных концентраций по трем (пяти) показателям вредности принимается за ПДК с указанием лимитирующего показателя вредности.
Рыбохозяйственные ПДК также должны удовлетворять ряду условий, при которых не должны наблюдаться:
- гибель рыб и кормовых организмов для рыб;
- постепенное исчезновение видов рыб и кормовых организмов;
- ухудшение товарных качеств обитающей в водном объекте рыбы;
- замена ценных видов рыб на малоценные.
Для загрязняющих веществ, содержащихся в водном объекте, должно выполняться условие:
Ci 
ПДКi , (1)
где Сi - средняя концентрация i-го вещества в воде водного объекта;
ПДКi - предельно допустимая концентрация того же вещества.
При наличии нескольких веществ, относящихся к одной группе лимитирующего показателя вредности, содержание загрязняющего вещества должно соответствовать условию:
, (2)
где Сi - средняя концентрация i-го вещества в воде водного объекта;
ПДКi - предельно допустимая концентрация того же вещества;
m - общее количество веществ данной группы ЛПВ, находящихся в воде исследуемого водного объекта.
В приложении А приведены значения ПДК для некоторых веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения.
Качество воды оценивается не только по присутствию в ней токсичных или дурно пахнущих веществ, но и по изменениям физико-химических показателей и свойств воды. В таблице 1 приведены общие требования к составу и свойствам воды с указанием допустимых норм.
Водородный показатель (рН) характеризует активную реакцию воды, обусловленную концентрацией водородных ионов. Для нейтральных растворов рН = 7. В растворах с преобладанием водородных ионов наблюдается кислая среда (рН < 7). В растворах преобладания гидроксильных ионов – щелочная реакция (рН>7).
Для комплексной оценки качества поверхностных и морских вод применяется индекс загрязненности вод (ИЗВ), который рассчитывается как сумма приведенных к ПДК фактических значений показателей качества для 6 основных загрязнителей воды:
ИЗВ = ( 
) / 6 , (3)
где Сi – среднегодовая концентрация в воде i-го вещества;
6 – лимитируемое число показателей, используемых для расчета;
ПДКi - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества.
В число шести основных, так называемых «лимитируемых» показателей, при расчете ИЗВ входят в обязательном порядке концентрация растворенного кислорода и значениеБПК5, а также значения еще 4 показателей, являющихся для данного водного объекта наиболее неблагополучными, или которые имеют наибольшие приведенные концентрации (отношениеСi /ПДКi).
Такими показателями, по опыту гидрохимического мониторинга водоемов, нередко бывают нитраты, нитриты, аммонийный азот (в форме органических и неорганических аммонийных соединений), тяжелые металлы (медь, марганец, кадмий и др.), фенолы, пестициды, нефтепродукты, СПАВ. Для расчета ИЗВ показатели выбираются независимо от лимитирующего признака вредности, однако при равенстве приведенных концентраций предпочтение отдается веществам, имеющим санитарно-токсикологический признак вредности (как правило, такие вещества обладают относительно большей токсичностью).
В зависимости от величины ИЗВ определяется класс качества вод. В таблице 2 приведены данные, используемые для оценки качества поверхностных вод.
Таблица 2 – Характеристика интегральной оценки качества поверхностных вод
| Величина ИЗВ | Класс качества воды | Оценка качества (характеристика) вод |
| Менее и равно 0,2 | I | Очень чистые |
| Более 0,2 до 1 | II | Чистые |
| Более 1 до 2 | III | Умеренно загрязненные |
| Более 2 до 4 | IV | Загрязненные |
| Более 4 до 6 | V | Грязные |
| Более 6 до 10 | VI | Очень грязные |
| Более 10 | VII | Чрезвычайно грязные |
Регламентация поступления загрязняющих веществ в водные объекты
Сточные воды, содержащие растворенные и взвешенные вещества, отходящие в водные объекты, рассматриваются как сбросы. Сбросы могут быть неорганизованными, если они стекают в водный объект непосредственно с территории промышленного или сельскохозяйственного предприятия, не оборудованного канализацией или иными устройствами для сбора, и организованными, если они отводятся через специальные источники, т.е. водовыпуски.
Целью природоохранных мероприятий является обеспечение такого содержания загрязняющих веществ в воде, которое не окажет вредного воздействия ни на качество окружающей среды, ни на здоровье людей. Поэтому задача сводится к ограничению содержания загрязняющих веществ в сбросах, а также оборудование поверхностных водных объектов водоохранными и прибрежными защитными полосами.
В России приоритетным условием является соблюдение санитарно-гигиенических нормативов, т.е. соблюдение условия Ci ПДКi. Отсюда следует, что предприятие должно обеспечить такое поступление загрязняющих веществ в природную среду (сброс), при котором эти вещества смогут рассеяться до неопасных концентраций (ПДК) в определенных местах.
Если ПДК являются нормативами на содержание загрязняющих веществ в природной среде, то ПДС - нормативами на их поступление.
Нормативно допустимый сброс - масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте, т.е. соблюдения норм качества воды: ПДК, ОДУ.
Проекты НДС разрабатываются и утверждаются для предприятий, учреждений и организаций, имеющих или проектирующих самостоятельно выпуски сточных вод в водные объекты в целях соблюдения ПДК в контрольных створах водопользования. Расчет НДС, г/с, производится по наибольшим среднечасовым расходам сточных вод q (м3/ч), фактического периода спуска сточных вод, по концентрации загрязнений С, мг/л или г/м3.
Значение НДС, г/с, или г/ч, или т/год, с учетом требований к составу и качеству воды в водном объекте определяется как произведение наибольшего расхода сточных вод (обычно среднечасового) q, м3/с, и разрешенной предельной концентрации вредного вещества в сточных водах СНДС, г/м3. При расчете условий сброса сточных вод сначала находится значение СНДС, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных сбросах, а затем - НДС по формуле (4)
НДС = q 
СНДС , (4)
Расчет СНДС без учета неконсервативности вещества производится по формуле:
СНДС = n (ПДК – Сф) + Сф, (5)
где ПДК – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, г/м3,
Сф -фоновая концентрация загрязняющего вещества в контролируемом створе, г/м3 .
n – кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, равная произведению кратности начального разбавления на кратность основного разбавления (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу)
(6),
По методу Н.Н. Лапшева кратность начального разбавления 
учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:
· для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей 
и выпуска 
:
(7)
· при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, больших 2 м/с.
При меньших скоростях расчет начального разбавления не производится ( =1).
Кратность основного разбавления 
определяется по методу В.А.Фролова – И.Д. Родзиллера:
(8)
где: 
- расчетный расход водотока, м3/с;
- коэффициент смешения, показывающий какая часть речного расхода смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа.
Рассмотренный метод может применяться при соблюдении следующего неравенства:
(9)
Фактический сброс загрязняющих веществ в водоемы определяется по формуле, г/с:
M = q *Cф, (10)
где Сф - реальная (фактическая) концентрация вещества в сточной воде, г/ м3,
q - наибольший расход сточных вод, м3/с
Независимо от нормативных требований к качеству воды в водном объекте, существуют ограничения на сброс сточных вод. При превышении М (формула 10) над НДС (формула 4) считается, что предприятие имеет свернормативное загрязнение воды по данному загрязняющему веществу.
Запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды, если они:
• могут быть устранены путем рациональной технологии, максимального использования в системах оборотного и повторного водоснабжения;
• содержат ценные отходы, которые могут быть утилизированы на ином или других производствах;
• содержат производственное сырье, реагенты, полупродукты и конечные продукты производства в количествах, превышающих установленные нормативы технологических потерь;
• содержат вредные вещества, для которых не установлены ПДК;
• при соблюдение санитарных требований и с учетом состава местных условий могут быть использованы для орошения в сельском хозяйстве.
Задача
Произвести оценку загрязнения воды от промышленного предприятия при сбросе сточных вод в реку, вода в которой предназначена для хозяйственно-питьевого водопользования. Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.
При решении задачи применить метод Н.Н. Лапшева для расчета кратности начального разбавления 
, обосновав его использование. Для расчета кратности основного разбавления 
применить метод В.А. Фролова – И.Д. Родзиллера, также обосновав его использование.
Заполнить таблицу 4, выбрав исходные данные для заданного варианта из таблицы 3. При решении сравнить фактический сброс каждого загрязняющего вещества (М) с его нормативным значением (НДС).
По окончании расчетов письменно ответить на контрольные вопросы.
Таблица 3- Исходные данные для решения задачи
| № вар | Наименование загрязняющего вещества | Сфон, г/м3 | ЛПВ | ПДК (ОДУ) | q , м3/с | Q , м3/с | Сфакт, г/м3 | d0, м |  , м/с
|  , м/с
| γ | ||
| 1 | Титан | 0,05 | общ. | 0,1 | 1,017 | 339 | 0,25 | 0,45 | 0,96 | 1,25 | 0,069 | ||
| Хром Сr(+6) | 0,46 | с.-т. | 0,05 | 0,12 | |||||||||
| 2 | Нафталин | 0,06 | орг. зап. | 0,01 | 0,850 | 368 | 0,14 | 0,25 | 0,85 | 1,25 | 0,065 | ||
| Хром Сr(+3) | 0,15 | с.-т. | 0,5 | 0,01 | |||||||||
| 3 | Стронций | 0,52 | с.-т. | 7,0 | 0,950 | 458 | 0,02 | 0,55 | 0,95 | 1,45 | 0,056 | ||
| Марганец | 0,04 | орг. окр. | 0,1 | 0,03 | |||||||||
| 4 | Медь | 0,16 | орг. привк. | 1,0 | 1,120 | 386 | 0,05 | 0,65 | 0,85 | 1,35 | 0,066 | ||
| Алюминий | 0,05 | орг. мутн. | 0,2 | 0,04 | |||||||||
| 5 | Барий | 0,5 | с.-т. | 0,7 | 0,970 | 335 | 0,01 | 0,70 | 0,84 | 2,40 | 0,076 | ||
| Железо | 0,1 | орг. окр. | 0,3 | 0,02 | |||||||||
| 6 | Бром | 0,05 | с.-т. | 0,2 | 1,250 | 368 | 0,01 | 0,45 | 0,94 | 1,95 | 0,084 | ||
| Керосин технический | н/обн | орг. зап. | 0,01 | 0,001 | |||||||||
| 7
| Магний | 5 | орг. привк. | 50,0 | 1,450 | 483 | 0,1 | 0,85 | 0,86 | 1,56 | 0,095 | ||
| Метан | 0,5 | с.-т. | 2,0 | 0,01 | |||||||||
| 8 | Метановая кислота | н/обн | общ. | 3,5 | 0,980 | 385 | 0,3 | 0,55 | 0,94 | 2,35 | 0,085 | ||
| Кадмий | 0,0001 | с.-т. | 0,001 | 0,1 | |||||||||
| 9 | Метанол | 0,3 | общ. | 3,0 | 0,850 | 450 | 0,05 | 0,85 | 0,85 | 1,85 | 0,075 | ||
| Мышьяк | 0,005 | с.-т. | 0,01 | 0,01 | |||||||||
| 10 | Нефть | 0,10 | орг. пл. | 0,3 | 0,950 | 395 | 0,001 | 0,55 | 0,94 | 2,55 | 0,064 | ||
| Йод | 0,005 | с.-т. | 0,125 | 0,001 | |||||||||
| 11 | Жидкость тормозная | 0,8 | орг. пен. | 2,0 | 1,350 | 365 | 0,25 | 0,45 | 0,87 | 1,55 | 0,085 | ||
| Натрий | 0,5 | с.-т. | 200 | 0,12 | |||||||||
| 12 | Ртуть | н/обн | с.-т. | 0,0005 | 1,012 | 436 | 0,05 | 0,55 | 0,94 | 1,95 | 0,066 | ||
| Медь | 0,1 | орг. привк. | 1,0 | 0,04 | |||||||||
| 13 | Бензин | 0,05 | орг. зап. | 0,1 | 0,970 | 335 | 0,1 | 0,70 | 0,84 | 2,40 | 0,076 | ||
| Формальдегид | 0,001 | с.-т. | 0,05 | 0,01 | |||||||||
| 14 | Стронций | 0,1 | с.-т. | 7,0 | 1,250 | 368 | 0,1 | 0,45 | 0,94 | 1,95 | 0,084 | ||
| Нафталин | 0,001 | орг. зап. | 0,01 | 0,01 | |||||||||
| 15 | Нитраты (по NO3) | 25,0 | с.-т. | 45,0 | 1,450 | 483 | 0,25 | 0,85 | 0,86 | 1,56 | 0,095 | ||
| Медь | 0,1 | орг. привк. | 1,0 | 0,12 | |||||||||
| 16 | Ртуть | 0,0001 | с.-т. | 0,0005 | 0,980 | 385 | 0,1 | 0,55 | 0,94 | 2,35 | 0,085 | ||
| Натрий | 10 | с.-т. | 200 | 0,01 | |||||||||
| 17 | Нафталин | н/обн | орг. зап. | 0,01 | 0,850 | 450 | 0,01 | 0,85 | 0,85 | 1,85 | 0,075 | ||
| Йод | 0,1 | с.-т. | 0,125 | 0,02 | |||||||||
| 18
| Кадмий | 0,0001 | с.-т. | 0,001 | 0,950 | 395 | 0,01 | 0,55 | 0,94 | 2,55 | 0,064 | ||
| Мышьяк | 0,05 | с.-т. | 0,01 | 0,001 | |||||||||
| 19 | Керосин технический | 0,03 | орг. зап. | 0,01 | 1,350 | 365 | 0,25 | 0,45 | 0,87 | 1,55 | 0,085 | ||
| Ртуть | 0,0001 | с.-т. | 0,0005 | 0,12 | |||||||||
| 20 | Барий | 0,5 | с.-т. | 0,7 | 1,012 | 436 | 0,22 | 0,55 | 0,94 | 1,95 | 0,066 | ||
| Титан | 0,004 | общ. | 0,1 | 0,025 |
Таблица 4 – Оценка качества вод водных объектов хозяйственно-питьевого назначения
| Название загрязняющего вещества | Нормативное значение ПДК i, мг/л | Сброс загрязняю-щего вещества, М i, г/с | Норматив НДС i, г/с | Превышение в долях Мi / НДС |
Контрольные вопросы
1 Что понимают под загрязнением водных ресурсов?
2 Перечислить типы загрязнений поверхностных и подземных вод.
3 Привести классификацию и примеры основных источников загрязнения и засорения водоемов.
4 Дать определение водопользованию, водопотреблению и водоотведению. Привести примеры.
5 Что определяет предельно допустимая концентрация (ПДК) в воде?
6 Дать определение ориентировочно допустимому уровню(ОДУ).
7 Что определяет биологическая потребность в кислороде (БПК)?
8 Что определяет химическая потребность в кислороде (ХПК).
9 Что понимают под лимитирующим показателем вредности (ЛПВ)?
10 Что характеризует водородный показатель (рН)?
11 Какие условия должны выполняться при сбросе загрязняющих веществ в водный объект?
12 Что определяет индекс загрязненности вод (ИЗВ)?
13 Что определяет предельно допустимый сброс вещества в водный объект (ПДС)?
14 В каком случае запрещается сбрасывать сточные воды в водные объекты?
15 Что определяет цветность воды?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ.
2 Водный кодекс Российской Федерации: Федеральный закон от 03.06.2006 № 74-ФЗ.
3 Методические указания по разработке нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в поверхностные водные объекты. - М.: Министерство природных ресурсов РФ, 1999.
4 ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
5 Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственногозначения: Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 № 20.
6 ГОСТ 17.1.1.01 – 87. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения.
7 ГОСТ 17.1.3.07 – 82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков.
8 ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения.
9 Качество воды. Нормативное обеспечение контроля качества воды. Справочник. Госстандарт России. Технический комитет по стандартизации ТК 343. - М., 1995.
10 МУ 2.1.5.720 - 98. Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
11 СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
12 СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод.
13 СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод.
14 ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения
Приложение А
Таблица А1 – Значения ПДК для загрязняющих веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения (извлечение)
| № п/п | Наименование вещества | Формула | Величина ПДК (мг/л) | Величина ОДУ (мг/л) | Лимитирующий показатель вредности | Класс опасности |
| 1 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | Алюминий | Al | 0,2 | орг. мутн. | 3 | |
| 2 | Барий | Ba | 0,7 | с.-т. | 2 | |
| 3 | Бензин | 0,1 | орг. зап. | 3 | ||
| 4 | Бензол | С6Н6 | 0,01 | с.-т. | 1 | |
| 5 | Бор | В | 0,5 | с.-т. | 2 | |
| 6 | Бром | Вr | 0,2 | с.-т. | 2 | |
| 7 | Железо | Fe | 0,3 | орг. окр. | 3 | |
| 8 | Жидкость тормозная | 2,0 | орг. пен. | 4 | ||
| 9 | Йод | l2 | 0,125 | с.-т. | 2 | |
| 10 | Кадмий | Cd | 0,001 | с.-т. | 2 | |
| 11 | Керосин осветительный | 0,05 | орг. зап. | 4 | ||
| 12 | Керосин технический | 0,01 | орг. зап. | 4 | ||
| 13 | Кремний (по Si) | Si | 10,0 | с.-т. | 2 | |
| 14 | Магний | Mg | 50,0 | орг. привк. | 3 | |
| 15 | Марганец | Mn | 0,1 | орг. окр. | 3 | |
| 16 | Медь | Cu | 1,0 | орг. привк. | 3 | |
| 17 | Метан | CH4 | 2,0 | с.-т. | 2 | |
| 18 | Метановая кислота | СН2О2 | 3,5 | общ. | 3 | |
| 19 | Метанол | СН4O | 3,0 | с.-т. | 2 | |
| 20 | Мышьяк | As | 0,01 | с.-т. | 1 | |
| 21 | Натрий | Na | 200 | с.-т. | 2 | |
| 22 | Нафталин | C10H18 | 0,01 | орг. зап. | 4 | |
| 23 | Нефть | 0,3 | орг. пл. | 4 | ||
| 24 | Нефть многосернистая | 0,1 | орг. пл. | 4 | ||
| 25 | Никель | Ni | 0,02 | с.-т. | 2 | |
| 26 | Нитраты (по NO3) | 45,0 | с.-т. | 3 | ||
| 27 | Ртуть | Hg | 0,0005 | с.-т. | 1 | |
| 28 | Свинец | Pb | 0,01 | с.-т. | 2 | |
| 29 | Селен | Se | 0,01 | с.-т. | 2 | |
| 30 | Серебро | Ag | 0,05 | с.-т. | 2 | |
| 31 | Стронций | Sr | 7,0 | с.-т. | 2 | |
| 32 | Титан | Ti | 0,1 | общ. | 3 | |
| 33 | Формальдегид | СН2О | 0,05 | с.-т. | 2 | |
| 34 | Хлор | Cl2 | отсутствие | общ. | 3 | |
| 35 | Хром Сr(+3) | 0,5 | с.-т. | 3 | ||
| 36 | Хром Сr(+6) | 0,05 | с.-т. | 3 | ||
| Наряду с величинами ПДК (ОДУ) указан класс опасности и лимитирующий показатель вредности, по которому установлен ОДУ: с.-т. - санитарно-токсикологический; общ. - общесанитарный; орг. - органолептический с расшифровкой характера изменения органолептических свойств воды (зап. – изменяет запах воды, мутн. - увеличивает мутность воды, окр. - придает воде окраску, пен. - вызывает образование пены, пл. - образует пленку на поверхности воды, привк. - придает воде привкус, оп. - вызывает опалесценцию). | ||||||
Таблица А2 – Значения ПДК для загрязняющих веществ в водных объектах рыбохозяйственного назначения (извлечение)
| № п/п | Наименование вещества | Формула | Величина ПДК (мг/л) | Величи-на ОДУ (мг/л) | Лимитирую-щий показатель вредности | Класс опасно-сти |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 3 | Алюминий | Al | 0,2 | орг. мутн. | 3 | |
| 4 | Барий | Ba | 0,7 | с.-т. | 2 | |
| 5 | Бензин | 0,1 | орг. зап. | 3 | ||
| 6 | Бензол | С6Н6 | 0,01 | с.-т. | 1 | |
| 7 | Бор | В | 0,5 | с.-т. | 2 | |
| 8 | Бром | Вr | 0,2 | с.-т. | 2 | |
| 9 | Железо | Fe | 0,3 | орг. окр. | 3 | |
| 10 | Жидкость тормозная | 2,0 | орг. пен. | 4 | ||
| 11 | Йод | l2 | 0,125 | с.-т. | 2 | |
| 12 | Кадмий | Cd | 0,001 | с.-т. | 2 | |
| 13 | Керосин осветительный | 0,05 | орг. зап. | 4 | ||
| 14 | Керосин технический | 0,01 | орг. зап. | 4 | ||
| 15 | Кремний (по Si) | Si | 10,0 | с.-т. | 2 | |
| 16 | Магний | Mg | 50,0 | орг. привк. | 3 | |
| 17 | Марганец | Mn | 0,1 | орг. окр. | 3 | |
| 18 | Медь | Cu | 1,0 | орг. привк. | 3 | |
| 19 | Метан | CH4 | 2,0 | с.-т. | 2 | |
| 20 | Метановая кислота | СН2О2 | 3,5 | общ. | 3 | |
| 21 | Метанол | СН4O | 3,0 | с.-т. | 2 | |
| 22 | Мышьяк | As | 0,01 | с.-т.- | 1 | |
| 23 | Натрий | Na | 200 | с.-т. | 2 | |
| 24 | Нафталин | C10H18 | 0,01 | орг. зап. | 4 | |
| 25 | Нефть | 0,3 | орг. пл. | 4 | ||
| 26 | Нефть многосернистая | 0,1 | орг. пл. | 4 | ||
| 27 | Никель | Ni | 0,02 | с.-т. | 2 | |
| 28 | Нитраты (по NO3) | 45,0 | с.-т. | 3 | ||
| 29 | Ртуть | Hg | 0,0005 | с.-т. | 1 | |
| 30 | Свинец | Pb | 0,01 | с.-т. | 2 | |
| 31 | Селен | Se | 0,01 | с.-т. | 2 | |
| 32 | Серебро | Ag | 0,05 | с.-т. | 2 | |
| 33 | Стронций | Sr | 7,0 | с.-т. | 2 | |
| 34 | Титан | Ti | 0,1 | общ. | 3 | |
| 35 | Формальдегид | СН2О | 0,05 | с.-т. | 2 | |
| 36 | Хлор | Cl2 | отсутст-вие | общ. | 3 | |
| 37 | Хром Сr(+3) | 0,5 | с.-т. | 3 | ||
| 38 | Хром Сr(+6) | 0,05 | с.-т. | 3 | ||
| Наряду с величинами ПДК (ОДУ) указан класс опасности и лимитирующий показатель вредности, по которому установлен ОДУ: с.-т. - санитарно-токсикологический; общ. - общесанитарный; орг. - органолептический с расшифровкой характера изменения органолептических свойств воды (зап. – изменяет запах воды, мутн. - увеличивает мутность воды, окр. - придает воде окраску, пен. - вызывает образование пены, пл. - образует пленку на поверхности воды, привк. - придает воде привкус, оп. - вызывает опалесценцию). | ||||||
Приложение Б
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1026; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!