Источники воздействия на водные объекты.
Системный подход к изучению качества воды водных объектов предусматривает рассмотрение их как открытые системы, в которых происходит обмен энергией и веществом с окружающей средой. Качество поверхностных вод определяется двумя группами факторов: внешними воздействиями в виде автохтонных (поступающих извне водного объекта) источников загрязнения и внутри водоемными процессами, включающими в себя процессы самоочищения и образования автохтонных (порожденных в самом водном объекте) источников загрязнения. Внешние источники воздействия классифицируются по происхождению, локализации, продолжительности воздействия, виду носителя загрязняющих компонентов и виду загрязнения.
По происхождению источники загрязнения делятся на:
- природные,
- антропогенные.
К природным источникам загрязнения относятся:
- атмосферные (атмосферные осадки),
- гидросферные (озера, притоки, грунтовые и подземные воды, формирующие сток водного объекта),
- литосферные (подверженные эрозии и выщелачиванию склоны русл).
Основными антропогенными источниками загрязнения являются:
- промышленные (выпуски производственных сточных вод, загрязненные территории предприятий, свалки промышленных отходов),
- коммунальные (выпуски хозяйственно-бытовых сточных вод, территории населенных пунктов, свалки бытовых отходов),
- сельскохозяйственные (пахотные поля, огороды, животноводческие предприятия),
- транспортные (транспортные средства, автодороги, трубопроводы).
Указанные источники воздействия, за исключением сельскохозяйственных, типичны для городских водных объектов. Сельскохозяйственные источники загрязнения находятся в пригородной зоне. Литосферные источники в пределах городов частично изолированы облицовкой берегов.
По локализации источники воздействия на водные объекты делятся на:
- точечные, площадь контакта которых с водным объектом существенно меньше площади загрязненной зоны этого объекта;
- линейные, площадь контакта которых с водным объектом представляет собой линию;
- площадные, влияние которых проявляется рассредоточено по площади водного объекта.
Примеры
Примером точечных источников загрязнения могут служить выпуски сточных вод из систем водоотведения или небольшие притоки.
- Линейные источники воздействия встречаются в виде стока с поверхности водосбора, выпусков сточных вод через специальное рассеивающее устройство (рассеивающий выпуск).
- Площадные источники воздействия: акватории портов, стоянки маломерных моторных судов, места донной добычи полезных ископаемых — песка, гравия, нефти, газа и др.
По продолжительности воздействия источники загрязнения бывают постоянными, периодическими и эпизодическими.
Носители загрязняющих веществ, как правило, сточные, инфильтрационные и подземные воды, возвратные воды орошения и дренажные воды, поверхностный сток с загрязненной территории, атмосферные осадки.
Источники воздействия на водный объект могут приводить к его: химическому, физическому и биологическому загрязнению.
- Химическое загрязнение проявляется через сверхнормативное содержание веществ в поверхностных водах.
- Для физического загрязнения характерно повышение температуры воды за счет поступления в водный объект подогретых вод (тепловое загрязнение) или наличие радионуклидов (радиоактивное загрязнение).
- Биологическое воздействие на водный объект сопровождается поступлением в него болезнетворных микробов, яиц гельминтов, мелких водорослей, дрожжевых и плесневых грибов (гидрофлорное загрязнение).
Наиболее существенный вклад в загрязнение водных объектов вносят аллохтонные источники, особенно антропогенного происхождения. Основными из них являются выпуски сточных вод промышленных предприятий, выпуски городских сточных вод, транспортные источники загрязнения и поверхностный сток с загрязненных территорий.
На протяжении длительного периода выпуски сточных вод промышленных предприятий являлись самой существенной причиной загрязнения водных объектов. В настоящее время природоохранная политика в Украине, направленная на ограничение сброса промышленных сточных вод в водные объекты, вплоть до запрещения сброса неочищенных сточных вод в пределах городской черты, несколько изменила соотношение между различными источниками загрязнения. Более существенную роль в загрязнении городских водных объектов приобрел загрязненный поверхностный сток с урбанизированных территорий и территорий промышленных площадок. Вместе с тем воздействие промышленных сточных вод на качество воды водных объектов по-прежнему достаточно велико.
Количество, состав и содержание загрязняющих веществ в промышленных сточных водах чрезвычайно разнообразны и определяются характером технологических процессов, составом очистных сооружений и рядом других факторов. Загрязняющие вещества в них могут содержаться в грубодисперсном состоянии (крупность частиц более 0,1 мм), в виде эмульсии или суспензии (крупность частиц от 0,1 мкм до 0,1 мм), в коллоидном состоянии (частицы крупностью от 0,001 до 0,1 мкм) или в растворенном виде. Обобщенная характеристика промышленных сточных вод для основных отраслей промышленности приведена в таблице 3.6. Информация о количестве и составе сточных вод представляется каждым предприятием в формах государственной статистической отчетности.
Городские сточные воды представляют собой смесь хозяйственно-бытовых сточных вод города и производственных сточных вод.
Обычно они проходят очистку на городских очистных сооружениях. В отличие от промышленных сточных вод хозяйственно-бытовые имеют сравнительно стабильный состав. Для них характерны преобладание органических загрязняющих веществ над минеральными (примерное соотношение органических и минеральных веществ в неочищенных сточных водах составляет 5:1) и устойчивый температурный режим на уровне 15 — 20° С круглогодично. Примерный состав хозяйственно-бытовых городских сточных вод при различных способах очистки приведен в таблице 3.7. Количество городских сточных вод зависит от численности населения и может быть ориентировочно определено по нормам водоотведения бытовых сточных вод от жилых районов (таблица 3.8). При наличии городских очистных сооружений информация о количестве и составе городских сточных вод представляется в формах государственной статистической отчетности очистных сооружений. При отсутствии очистных сооружений для хозяйственно-бытовых сточных вод города или населенного пункта количество загрязняющих веществ в них определяется по удельным нормам на одного жителя (таблица 3.9).
Таблица 3.6. Ориентировочный состав сточных вод для основных отраслей промышленности.
Отрасль |
Показатель |
Концентрация, г/м3 |
Черная металлургия |
Взвешенные вещества Окалина Железо Фенолы Смолы и масла Железный купорос Серная кислота |
200-500 3000-20 000 300-500 700-1000 700-1000 до 700 до 300 |
Цветная металлургия |
Взвешенные вещества Цветные металлы |
100-8000 1,5-170 |
Нефтепромыслы |
Взвешенные вещества Хлориды Нефтепродукты Железо Сероводород |
150-11 000 500-180 000 100-5000 10-150 25-400 |
Текстильное производство |
Взвешенные вещества Животный жир БПК20 ПАВ |
250-40 000 8000-12 000 600-20 000 50-120 |
Коксохимические заводы |
Взвешенные вещества БПК5 Аммиак Фенолы Смолы и масла Цианиды и роданиды |
300-500 800-3000 200-3000 400-1800 300-500 100-400 |
Нефтеперерабатывающие заводы с нефтехимическими производствами |
Взвешенные вещества Нефтепродукты БПК5 |
до 300 150-15 000 150-7000 |
Целлюлозно-бумажные заводы |
Взвешенные вещества БПК5 |
400-2000 100-2000 |
Машино- и автомобилестроение |
Взвешенные вещества Цианиды Хром Кислоты Нефтепродукты и масла |
100-200 70-120 40-60 70-100 25-40 |
Таблица 3.7. Ориентировочный состав городских сточных вод
Показатель |
Содержание, г/м3 |
||
до очистки |
механическая очистка |
биологическая |
|
очистка |
|||
Минеральный состав |
800 |
680 |
5’0 |
Взвешенные вещества |
250 |
120 |
12 |
Азот аммонийный |
30 |
30 |
15 |
Азот общий |
45 |
35 |
25 |
Фосфаты |
15 |
15 |
12 |
Хлориды |
35 |
35 |
34 |
ПАВ |
10 |
9 |
4 |
БПК ПОЛН |
280 |
150 |
15 |
БПК5 |
200 |
135 |
10 |
Таблица 3.8. Нормы водоотведения хозяйственно-бытовых сточных вод для населенных пунктов
Степень благоустройства районов жилой застройки |
Норма водоотведения на одного жителя, л/сут. |
Здания, оборудованные водопроводом, канализацией, без ванн Здания, оборудованные водопроводом, канализацией и ваннами с местными водонагревателями Здания, оборудованные водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения Не канализованные жилые районы |
125-160 160-230 230-350 25 |
Таблица 3.9. Удельные нормы содержания веществ в неочищенных хозяйственно-бытовых водах (в расчете на одного жителя)
Показатели |
Количество вещества, г/сут. |
Взвешенные вещества |
65,0 |
БПК5 |
54,0 |
БПК20 |
75,0 |
СПАВ |
2,5 |
Азот аммонийный |
8,0 |
Фосфаты |
3,3 |
Хлориды |
9,0 |
Сульфаты |
4,4 |
Калий |
3,0 |
Основными транспортными источниками загрязнения являются наземный и водный транспорт. Загрязняющие вещества от наземных видов транспорта поступают в водные объекты с поверхностным стоком с территории города, от водного транспорта — непосредственно в водный объект. В процессе эксплуатации судов в воду поступают фенолы, соединения свинца, ароматические углеводороды, основным загрязняющим веществом являются нефтепродукты.
Расчет количества нефтепродуктов, поступающих в воду за год, производится по формуле:
G = Gуд · Tнав · N
где:
G — количество нефтепродуктов, поступивших в водный объект за год, кг;
Gуд — поступление нефтепродуктов в воду от одного судна за час работы двигателя, кг;
Тнав — средняя норма работы двигателя за навигацию, час;
N — число единиц флота, включая маломерный.
Для маломерного флота ориентировочно удельное поступление в воду нефтепродуктов за час работы двигателя и время работы двигателя за навигационный период могут быть приняты равными 0,1 кг и 100 часов соответственно.